淺論全站儀聯(lián)合GPS-RTK測繪山區(qū)地形圖

徐曉艷 余穎媛

摘 ?要：現(xiàn)代測繪技術(shù)可謂是日新月異，但是像云南這樣的高原地區(qū)，很多數(shù)字測圖項(xiàng)目依舊需要靈活運(yùn)用各種測圖手段。該文結(jié)合曲靖市富源縣某礦區(qū)約3km2數(shù)字地形圖測繪項(xiàng)目闡述了全站儀測圖、RTK測圖的優(yōu)缺點(diǎn)，將兩種手段靈活有效地結(jié)合形成優(yōu)勢互補(bǔ)，大大提高了工作效率，以供同行在進(jìn)行相似山區(qū)地形時(shí)參考并共同探討。

關(guān)鍵詞：全站儀 ?GPS-RTK ?山區(qū)地形圖

中圖分類號(hào)：P217 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）01（c）-0032-02

目前，測繪技術(shù)可謂是日新月異，CORS和無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)也深受各作業(yè)單位歡迎，但是也不是所有測區(qū)都適合，也不是所有測區(qū)都能順利實(shí)施這兩類先進(jìn)技術(shù)，在云南很多測區(qū)依舊需要針對性地靈活運(yùn)用各種測繪技術(shù)，方能順利完成大比例尺數(shù)字地形圖測繪。自全站儀問世并投入測繪項(xiàng)目后，迅速取代了傳統(tǒng)的平板儀、經(jīng)緯儀，伴隨著各類測圖軟件的開發(fā)和投產(chǎn)使用，測圖模式也由傳統(tǒng)手工測圖模式轉(zhuǎn)化為數(shù)字測圖模式，RTK出現(xiàn)以后，RTK數(shù)字測圖又迅速變成了測繪工作者的首選，但是至今都沒有完全取代全站儀，這說明RTK也不是所向披靡、無所不能的，在云南這樣地況地貌復(fù)雜，南低北高、相差6600m、山高谷深、河流縱橫、溝壑縱橫、植被高而密集的地方，很多測區(qū)需要將全站儀和RTK兩種手段有效地結(jié)合在一起，合理組織，方能起到保質(zhì)增效的效果。

1 ?全站儀測圖的優(yōu)缺點(diǎn)

應(yīng)用全站儀進(jìn)行數(shù)字測圖幾乎不受地形限制，不過多地受天氣條件約束，設(shè)站靈活，它不需要接收衛(wèi)星信號(hào)，現(xiàn)在的全站儀自帶內(nèi)存大，電池耐用，操作方便，自動(dòng)計(jì)算記錄，一些不易于到達(dá)的地方還可以利用免棱鏡功能、距離偏心、角度偏心功能獲得碎部點(diǎn)的三維坐標(biāo)。此外，還可以利用全站儀的后方交會(huì)功能、輻射點(diǎn)法適當(dāng)增補(bǔ)測站點(diǎn)，比起經(jīng)緯儀測圖時(shí)代，少了很多繁雜的計(jì)算、記錄、展點(diǎn)工作。

但是全站儀測圖的劣勢在于依舊需要做圖根控制，控制點(diǎn)間應(yīng)保證必要的通視條件，碎部點(diǎn)與控制點(diǎn)間也需通視，在樹木密集區(qū)，經(jīng)常需要采取各種措施艱難地舉高棱鏡，一測站作業(yè)人員需要3人左右，人力成本較RTK測圖要高一些，在困難測區(qū)需要頻繁地增補(bǔ)測站點(diǎn)和搬站。

2 ?RTK測圖的優(yōu)缺點(diǎn)

RTK測圖有很多優(yōu)點(diǎn)：（1）自動(dòng)化程度高，操作簡單，只要能滿足RTK數(shù)據(jù)采集的基本工作條件，則不需要頻繁的搬站，不需要浪費(fèi)太多的時(shí)間;（2）工作效率高，一般都采用一基多移（即一個(gè)基準(zhǔn)站掛多個(gè)移動(dòng)站）方式，移動(dòng)站只需單人作業(yè)，無需耗費(fèi)太多的人力成本;（3）無需做圖根控制，無需考慮控制點(diǎn)間通視，直接利用控制點(diǎn)進(jìn)行糾正檢查后方可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，所采集的碎部點(diǎn)無誤差累積，點(diǎn)位精度高，圖面精度均勻。

但是，RTK測圖也不是所向披靡、無所不能，有時(shí)候只能讓測繪工作人員束手無策。（1）受電臺(tái)傳播距離影響較大，如果是用CORS，則必須有正常的連續(xù)運(yùn)行參考站，且網(wǎng)絡(luò)正常;（2）受地形情況限制較明顯，在溝壑較深的測區(qū)，樹木高大密集區(qū)，竹林區(qū)，高密建筑區(qū)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)無固定解甚至失鎖的情形，導(dǎo)致無法正常作業(yè);（3）受天氣影響較顯著，在多云、風(fēng)大、雷雨天氣，衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度受到影響，直接降低測量精度，甚至還很危險(xiǎn);（4）受大氣層、衛(wèi)星分布等因素的干擾;（5）在困難測區(qū)，難以選擇合理的基準(zhǔn)站位置。

3 ?測區(qū)地形概況

該文所結(jié)合的項(xiàng)目為云南曲靖市富源縣某礦區(qū)約3km2 1∶500數(shù)字地形圖測繪，該測區(qū)為山地地形，周圍交通不太方便，相對高差大，溝壑眾多且深。整個(gè)測區(qū)被一條又長又深的溝壑分成兩半，主溝壑以東樹木高大且密集，約占測區(qū)總面積的1/3;主溝壑以西無高大樹木，以1.5m左右的灌木叢為主，山形較陡。山腳相對平坦區(qū)域?yàn)榈V區(qū)相關(guān)建構(gòu)筑物，較為雜亂。經(jīng)實(shí)地踏勘后確認(rèn)礦區(qū)以前的控制點(diǎn)有的被破壞，有的找不到，無控制點(diǎn)可用，只有一張20年前的1∶2000的紙質(zhì)地形圖，且模糊不清。

4 ?全站儀與GPS-RTK的有效結(jié)合

首先用GPS靜態(tài)模式完成了首級控制網(wǎng)（四等GPS控制網(wǎng)）的觀測，然后以《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》為依據(jù)，在首級控制網(wǎng)下以二級GPS控制網(wǎng)進(jìn)行加密控制，二級控制網(wǎng)平均邊長在800m左右，以快速靜態(tài)GPS模式完成了加密控制網(wǎng)的觀測。待控制網(wǎng)解算完成后，進(jìn)入測圖階段，考慮到工作人員大多為才畢業(yè)的實(shí)習(xí)生，所以由一位測圖經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師負(fù)責(zé)總指揮。

此次測圖采用測記法模式，外業(yè)主要采用RTK與全站儀進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集，內(nèi)業(yè)則由繪制草圖的人員用南方CASS成圖軟件完成繪制及編輯。測圖階段投入1+3模式的GPS-RTK，一臺(tái)移動(dòng)站負(fù)責(zé)在主溝壑以東加密控制，為全站儀測圖做圖根控制，另外，2臺(tái)RTK負(fù)責(zé)主溝壑以西的數(shù)字地形圖測繪，每2人一個(gè)工作組，一人負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，一人負(fù)責(zé)繪制草圖和其他輔助工作。待西邊測區(qū)測完后，將6個(gè)工作人員進(jìn)行重組，分成兩個(gè)小組，改用全站儀來測東邊測區(qū)和山腳下的礦區(qū)建筑區(qū)。這樣實(shí)施下來，原來甲方給定的工期是30d，結(jié)果我們只用了17d就順利提交了驗(yàn)收結(jié)論為良好的成果，大大提高了工作效率。從實(shí)施情況來看，這樣的組合有以下幾點(diǎn)可取之處。

（1）用RTK來做圖根控制，相對于全站儀導(dǎo)線和傳統(tǒng)的圖根控制手段而言，工作量明顯減少，圖根點(diǎn)沒有誤差累積，點(diǎn)位誤差小，效率高。

（2）用RTK測開闊的區(qū)域，顯著降低作業(yè)條件要求，無需與控制點(diǎn)通視，無需重復(fù)搬站，明顯提高了工作效率，由于沒有誤差累積，碎部點(diǎn)的精度高，圖面精度均勻，在人員緊張的情況下，單人也可作業(yè)。

（3）用全站儀依據(jù)RTK做好的圖根控制點(diǎn)來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，彌補(bǔ)了RTK在困難測區(qū)信號(hào)時(shí)有時(shí)無的劣勢，幾乎不受天氣的影響，即使是下著小雨，也完全可以作業(yè)，不會(huì)出現(xiàn)窩工的現(xiàn)象，可以根據(jù)踏勘情況嚴(yán)格按技術(shù)設(shè)計(jì)有計(jì)劃有步驟地逐步推進(jìn)工作。在純地形區(qū)，繪制草圖的人員快速勾繪完草圖后也加入跑棱鏡的隊(duì)伍，實(shí)現(xiàn)了測站上1人對多個(gè)司鏡員的數(shù)據(jù)采集模式，工作效率就更高了。

5 ?結(jié)語

數(shù)字測圖的模式和方法有很多種，如果能根據(jù)測區(qū)的實(shí)際情況、技術(shù)力量的情況、單位設(shè)備配備的情況靈活應(yīng)用各種模式的組合，揚(yáng)長避短，肯定能起到事半功倍的效果。在像云南這樣地況地貌復(fù)雜，山高谷深，溝壑縱橫的區(qū)域，靈活運(yùn)用全站儀聯(lián)合GPS-RTK模式進(jìn)行大比例尺數(shù)字地形圖測繪可以高效而可靠地完成任務(wù)，是非常值得推廣的，特別是一些小型測量項(xiàng)目，就更加適用了。

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