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[摘要]随着数字化技术的进一步发展，实现学校管理数字化、智能化是新时期对学校发展提出的新要求，建立数字化的城建学院，是我们校园信息化建设的重要内容，而建立数字校园最重要的工作之一就是建立数字地形图，学院在这方面还处于空白。建立数字地形图需要众多学生老师的参与，有利于学生测绘知识水平的培养和职业能力的提高，增强就业的竞争力；为"城建学院数字地图"所建立的校园控制网，不仅能为校园数字地形图测绘或修测提供可靠依据，能为学院新建建筑工程提供施工放样依据，而且可为学校内所有测量课程（实验课与集中周的实训课程）提供测量控制点，有利于课程教学。
[关键词]数字地图 控制测量 质量检查
[中图分类号] G255.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-6-216-2
0引言
近年来，“数字城市”和“数字校园”从口号的提出逐步转变为现实，随着数字化技术的进一步发展，实现学校管理数字化、智能化是新时期对学校发展提出的新要求，而“数字校园”的建设是实现学校现代化管理的必要条件。建立数字化的城建学院，是我们校园信息化建设的重要内容，是加速实现学校管理和办公自动化、现代化、数字化，提高管理水平和效率，实现信息和资源共享的重要举措，同时也是树立学校品牌，扩大学校影响的良好方式。而建立数字校园最重要的工作之一就是建立数字地形图，学院在这方面还处于空白。
1研究思路
《城建学院数字地图》是一个将工程测量专业各门课程的关键技术综合利用的课题，可实现以该项目为驱动为工程测量各门课程教学提供实践案例。本课题需要利用“控制测量技术”和“GPS测量技术”课程的相关内容完成校园控制网的建设，在测区校园内建立不同精度的控制网；利用“测量误差与数据处理”课程对测得数据进行平差处理，得到各控制点的三维坐标；利用“数字测图”课程采集校园地物地貌的空间位置信息，绘制校园数字地形图；利用“地理信息系统” 课程对所得到的大比例尺校园数字地形图进行处理，最终得到“城建学院校园数字地图”。
经纬仪测绘小区域大比例尺地形图是一种常规的碎步测量方法，简单易行，在传统的大小区域大比例尺地形图测绘中广泛应用，但是得到的是纸质地形图。近随着国有全站仪全面研发与生产，大大降低了数字化野外采集设备的价格，使这些先进的测量仪器得到了进一步的普及。外业采用全站仪进行全野外碎部点采集并现场绘制草图，内业利用南方CASS成图软件进行大比例尺地形图绘制。它的优点在于劳动强度小、精度高、效率高、质量好、测站观测速度快、测程远、可直接与计算机连接进行计算机辅助制图等，而传统的测量方式由于仪器限制外业作业速度慢、精度低、受地形影响大、内业以手工为主，工序繁琐等劣势而趋于淘汰。
2作业技术路线
数字地形图测绘的一般步骤如图。
由于校园基建控制点数据缺乏（和基建处等部门沟通获知学校有两个国家级已知控制点，可以做附和导线，经过实地的勘察发现有一个点已经不知去向，于是改为通过布设闭合导线获取控制点的坐标），首级控制网布设定为三级闭合导线。而航片调绘需要到相关部门购买校园区域的航片，航片的价格在1800左右一副，（如果是在较大区域有必要购买航片进行调绘）而课题组将测图区域缩减了部分，区域不大，又是我们所熟悉的区域，可以通过实地踏勘的方式纠正测绘成果中的偏差。
3数字测图
在老师的带领下将参与测图的人员分成4组，各组采用南方NTS-312全站仪进行大比例尺地形图测绘。数据采集方法为草图法；测量1：500数字地形图，用南方CASS7.0或CASS2008成图软件编绘数字图。每组约测绘50*50的数字地形图一幅。最后将全班各组的数字图拼接成校园总数字地形图。
3.1野外数据采集
3.1.1首级控制测量
（1）坐标及高程系统选择：坐标系统：目前我国共有1954年北京坐标系、西安80坐标系两种坐标系，其中前者目前测图中应用得最为广泛，且学院已有的控制点坐标也是1954坐标系统内所以坐标系仍然选择54北京坐标系。
高程系统：国家通用的是1985高程系统，但是由于校园内的高程控制点暂时没有和国家高程基准联网，于是选用已有的珠江高程基准（如有必要在国家高程系统之间中转换即可）。
（2）平面控制测量路线布设及施测：测区的首级平面控制测量以测区原有的1个二等导线测量点为高级控制点组成三级闭合导线一条。测角和测距主要采用拓普康GPT-3102N；三级导线点高程用S3水准仪用四等水准测量方法进行测量。
（3）平面控制测量精度：角度闭和差：16"<限差=75"，导线全长相对闭合差：1/71200<限差为：1/6000。符合三级导线测量精度要求。
（4）高程控制测量路线布设及施测：高程控制采用10个导线点组成一个闭合四等水准路线，路线长度共计约1.05公里
（5）高程控制测量精度：高差闭合差：-14mm<限差为20mm，符合四等水准测量精度要求。
3.1.2图根控制测量
图根三维导线测量使用南方NTS312全站仪进行。全测区共敷设有2条三维闭合导线和5条三维附和导线，其观测计算均符合精度要求。
3.1.3碎步測量
碎步测量就是以控制点为基础、测定地物、地貌的平面位置和高程，并将其绘制成地形图的测量工作。碎步测量工作包含两个过程：一是测定碎部点的平面位置和高程，二是利用地图符号在图上绘制各种地物。
3.2内业绘图处理
数字测图系统的内业主要是计算机屏幕操作，一般采用人机交互图形编辑技术，我们主要使用南方测绘仪器公司CASS数字测图软件。CASS数字测图软件的草图法数字测图。
3.2.1数据传输、数据处理 将外业采集数据按一定的格式传输入计算机内，并将数据格式转换成图形编辑系统要求的格式（生成内部码），即可展绘点号点位，然后根据测量草图对外业数据进行分幅处理、绘制平面图，再进行等高线处理，即自动建立数字地面模型（DTN）、自动生成等高线等。经过数据处理后，未经整饰的地形图即可显示在计算机屏幕上。
3.2.2图形绘制和编辑
要完成图形的绘制与编辑工作，主要与有关的菜单、对话框及文件打交道。绘图人员根据测量的点以及勘丈的距离和绘制的草图对数据处理后所生成的图形数据文件进行编辑、整理。要想得到一幅规范的地形图，除要对数据处理后生成的“原始”图形进行修改、整理外，还需要加上汉字注记、高程注记，进行图幅和图廓整饰，并填充各种面状地物符号等，最后编辑后的成果即为我们所需要的地形图。
3.3数字成图输出检查
数字化成图采用全站仪进行野外碎部点的采集，测量精度高，测量数据由仪器传输到计算机都是自动进行，避免了人为错误，又没有展点误差，因而能影响成果质量的因素天气、大气折光、温度等，但数字成图输出后，必须进行实地检查，通过实地检查可查出编辑错误予以纠正，在本次测绘中出现有两处漏测，及时发现及时补测。
4地形图施测质量检查
主要内容有地理精度、数学精度、整饰质量等，分别检查结果如下：
（1）地理精度检查：通过内业图面检查和外业巡视对照检查发现各种地图要素测绘的正确，各种地素的表示基本协调一致，注记和符号的表示符合图式要求，综合取舍恰当，图面清晰、美观，图廓整饰正确、完整
（2）数学精度检查包括数学基础、平面精度、高程精度、及接边精度：数学基础检查所用坐标系统及高程系统合适，图廓线坐标及控制点坐标测量正确平面精度和高程精度检查通过重复设站测定；检查中共选取主要地物、次要地物、铺装地面和非铺装地面中各地物点10个分别测量它们的的坐标和高程，与图上相同的地物点进行比较，确定地物点的平面位置及高程误差如下：
主要地物M<+10cm；次要地物：M<+10cm；铺装地面M<+7cm；铺装地面M<+10cm，均达到数字地形图的精度要求。
（3）整饰质量检查：符号注记、划线光滑、清晰、线形符合规定；名称、性质、高程、位置、字体大小及方向正确；各种地理要素关系无压盖、重叠等现象。
（4）误差分析：数字化成图采用全站仪进行野外碎部点的采集，测量精度高，测量数据由仪器传输到计算机都是自动进行，避免了人为错误，又没有展点误差，因而能影响成果质量的因素天气、大气折光、温度等；但数字成图输出后，必须进行实地检查，通过实地检查可查出编辑错误予以纠正，在本次测绘中出现有两处漏测，及时发现及时补测。
5结语
“城建学院数字地图”的研究和完成，需要众多学生的参与，可让学生参与科学研究，有利于学生测绘知识水平的培養和职业能力的提高，增强就业的竞争力；为“城建学院数字地图”所建立的校园控制网，不仅能为校园数字地形图测绘或修测提供可靠依据，能为学院新建建筑工程提供施工放样依据，而且可为学校内所有测量课程（实验课与集中周的实训课程）提供测量控制点，有利于课程教学。
[关键词]数字地图 控制测量 质量检查
[中图分类号] G255.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-6-216-2
0引言
近年来，“数字城市”和“数字校园”从口号的提出逐步转变为现实，随着数字化技术的进一步发展，实现学校管理数字化、智能化是新时期对学校发展提出的新要求，而“数字校园”的建设是实现学校现代化管理的必要条件。建立数字化的城建学院，是我们校园信息化建设的重要内容，是加速实现学校管理和办公自动化、现代化、数字化，提高管理水平和效率，实现信息和资源共享的重要举措，同时也是树立学校品牌，扩大学校影响的良好方式。而建立数字校园最重要的工作之一就是建立数字地形图，学院在这方面还处于空白。
1研究思路
《城建学院数字地图》是一个将工程测量专业各门课程的关键技术综合利用的课题，可实现以该项目为驱动为工程测量各门课程教学提供实践案例。本课题需要利用“控制测量技术”和“GPS测量技术”课程的相关内容完成校园控制网的建设，在测区校园内建立不同精度的控制网；利用“测量误差与数据处理”课程对测得数据进行平差处理，得到各控制点的三维坐标；利用“数字测图”课程采集校园地物地貌的空间位置信息，绘制校园数字地形图；利用“地理信息系统” 课程对所得到的大比例尺校园数字地形图进行处理，最终得到“城建学院校园数字地图”。
经纬仪测绘小区域大比例尺地形图是一种常规的碎步测量方法，简单易行，在传统的大小区域大比例尺地形图测绘中广泛应用，但是得到的是纸质地形图。近随着国有全站仪全面研发与生产，大大降低了数字化野外采集设备的价格，使这些先进的测量仪器得到了进一步的普及。外业采用全站仪进行全野外碎部点采集并现场绘制草图，内业利用南方CASS成图软件进行大比例尺地形图绘制。它的优点在于劳动强度小、精度高、效率高、质量好、测站观测速度快、测程远、可直接与计算机连接进行计算机辅助制图等，而传统的测量方式由于仪器限制外业作业速度慢、精度低、受地形影响大、内业以手工为主，工序繁琐等劣势而趋于淘汰。
2作业技术路线
数字地形图测绘的一般步骤如图。
由于校园基建控制点数据缺乏（和基建处等部门沟通获知学校有两个国家级已知控制点，可以做附和导线，经过实地的勘察发现有一个点已经不知去向，于是改为通过布设闭合导线获取控制点的坐标），首级控制网布设定为三级闭合导线。而航片调绘需要到相关部门购买校园区域的航片，航片的价格在1800左右一副，（如果是在较大区域有必要购买航片进行调绘）而课题组将测图区域缩减了部分，区域不大，又是我们所熟悉的区域，可以通过实地踏勘的方式纠正测绘成果中的偏差。
3数字测图
在老师的带领下将参与测图的人员分成4组，各组采用南方NTS-312全站仪进行大比例尺地形图测绘。数据采集方法为草图法；测量1：500数字地形图，用南方CASS7.0或CASS2008成图软件编绘数字图。每组约测绘50*50的数字地形图一幅。最后将全班各组的数字图拼接成校园总数字地形图。
3.1野外数据采集
3.1.1首级控制测量
（1）坐标及高程系统选择：坐标系统：目前我国共有1954年北京坐标系、西安80坐标系两种坐标系，其中前者目前测图中应用得最为广泛，且学院已有的控制点坐标也是1954坐标系统内所以坐标系仍然选择54北京坐标系。
高程系统：国家通用的是1985高程系统，但是由于校园内的高程控制点暂时没有和国家高程基准联网，于是选用已有的珠江高程基准（如有必要在国家高程系统之间中转换即可）。
（2）平面控制测量路线布设及施测：测区的首级平面控制测量以测区原有的1个二等导线测量点为高级控制点组成三级闭合导线一条。测角和测距主要采用拓普康GPT-3102N；三级导线点高程用S3水准仪用四等水准测量方法进行测量。
（3）平面控制测量精度：角度闭和差：16"<限差=75"，导线全长相对闭合差：1/71200<限差为：1/6000。符合三级导线测量精度要求。
（4）高程控制测量路线布设及施测：高程控制采用10个导线点组成一个闭合四等水准路线，路线长度共计约1.05公里
（5）高程控制测量精度：高差闭合差：-14mm<限差为20mm，符合四等水准测量精度要求。
3.1.2图根控制测量
图根三维导线测量使用南方NTS312全站仪进行。全测区共敷设有2条三维闭合导线和5条三维附和导线，其观测计算均符合精度要求。
3.1.3碎步測量
碎步测量就是以控制点为基础、测定地物、地貌的平面位置和高程，并将其绘制成地形图的测量工作。碎步测量工作包含两个过程：一是测定碎部点的平面位置和高程，二是利用地图符号在图上绘制各种地物。
3.2内业绘图处理
数字测图系统的内业主要是计算机屏幕操作，一般采用人机交互图形编辑技术，我们主要使用南方测绘仪器公司CASS数字测图软件。CASS数字测图软件的草图法数字测图。
3.2.1数据传输、数据处理 将外业采集数据按一定的格式传输入计算机内，并将数据格式转换成图形编辑系统要求的格式（生成内部码），即可展绘点号点位，然后根据测量草图对外业数据进行分幅处理、绘制平面图，再进行等高线处理，即自动建立数字地面模型（DTN）、自动生成等高线等。经过数据处理后，未经整饰的地形图即可显示在计算机屏幕上。
3.2.2图形绘制和编辑
要完成图形的绘制与编辑工作，主要与有关的菜单、对话框及文件打交道。绘图人员根据测量的点以及勘丈的距离和绘制的草图对数据处理后所生成的图形数据文件进行编辑、整理。要想得到一幅规范的地形图，除要对数据处理后生成的“原始”图形进行修改、整理外，还需要加上汉字注记、高程注记，进行图幅和图廓整饰，并填充各种面状地物符号等，最后编辑后的成果即为我们所需要的地形图。
3.3数字成图输出检查
数字化成图采用全站仪进行野外碎部点的采集，测量精度高，测量数据由仪器传输到计算机都是自动进行，避免了人为错误，又没有展点误差，因而能影响成果质量的因素天气、大气折光、温度等，但数字成图输出后，必须进行实地检查，通过实地检查可查出编辑错误予以纠正，在本次测绘中出现有两处漏测，及时发现及时补测。
4地形图施测质量检查
主要内容有地理精度、数学精度、整饰质量等，分别检查结果如下：
（1）地理精度检查：通过内业图面检查和外业巡视对照检查发现各种地图要素测绘的正确，各种地素的表示基本协调一致，注记和符号的表示符合图式要求，综合取舍恰当，图面清晰、美观，图廓整饰正确、完整
（2）数学精度检查包括数学基础、平面精度、高程精度、及接边精度：数学基础检查所用坐标系统及高程系统合适，图廓线坐标及控制点坐标测量正确平面精度和高程精度检查通过重复设站测定；检查中共选取主要地物、次要地物、铺装地面和非铺装地面中各地物点10个分别测量它们的的坐标和高程，与图上相同的地物点进行比较，确定地物点的平面位置及高程误差如下：
主要地物M<+10cm；次要地物：M<+10cm；铺装地面M<+7cm；铺装地面M<+10cm，均达到数字地形图的精度要求。
（3）整饰质量检查：符号注记、划线光滑、清晰、线形符合规定；名称、性质、高程、位置、字体大小及方向正确；各种地理要素关系无压盖、重叠等现象。
（4）误差分析：数字化成图采用全站仪进行野外碎部点的采集，测量精度高，测量数据由仪器传输到计算机都是自动进行，避免了人为错误，又没有展点误差，因而能影响成果质量的因素天气、大气折光、温度等；但数字成图输出后，必须进行实地检查，通过实地检查可查出编辑错误予以纠正，在本次测绘中出现有两处漏测，及时发现及时补测。
5结语
“城建学院数字地图”的研究和完成，需要众多学生的参与，可让学生参与科学研究，有利于学生测绘知识水平的培養和职业能力的提高，增强就业的竞争力；为“城建学院数字地图”所建立的校园控制网，不仅能为校园数字地形图测绘或修测提供可靠依据，能为学院新建建筑工程提供施工放样依据，而且可为学校内所有测量课程（实验课与集中周的实训课程）提供测量控制点，有利于课程教学。