測量課件之大比例尺地形圖的測繪

大比例尺地形圖的測繪大比例尺地形圖測繪是測繪領(lǐng)域的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、工程建設(shè)等領(lǐng)域。測繪工作需要高精度、高效率，才能滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需求。緒論地形圖的重要性地形圖是描述地球表面形態(tài)的圖形，在工程建設(shè)、資源開發(fā)、國防建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，為人們提供了地形的直觀信息，是進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理和決策的基礎(chǔ)。大比例尺地形圖的定義大比例尺地形圖是指比例尺大于或等于1:5000的地形圖，它能夠詳細(xì)地表現(xiàn)地形地貌的特征，包括地物、地貌、水系、植被等。測量工作流程數(shù)據(jù)前期準(zhǔn)備收集相關(guān)資料，如影像數(shù)據(jù)、地形圖、地質(zhì)圖等。地面控制測量布設(shè)控制點(diǎn)，測量控制點(diǎn)坐標(biāo)，建立控制網(wǎng)，為后續(xù)測量提供基準(zhǔn)。數(shù)字化測量利用全站儀、RTK、無人機(jī)等儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，獲取地形數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)校正、精度評(píng)定等。數(shù)據(jù)整理和成圖將處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，生成大比例尺地形圖。質(zhì)量檢查對(duì)地形圖進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保其精度和完整性。數(shù)據(jù)前期準(zhǔn)備收集資料獲取項(xiàng)目相關(guān)資料，例如地形圖、地質(zhì)圖、土地利用圖等，用于數(shù)據(jù)參考和分析。制定方案根據(jù)項(xiàng)目要求，制定詳細(xì)的測量方案，包括測量方法、精度要求、工作流程等。準(zhǔn)備物資準(zhǔn)備測量儀器、設(shè)備、輔助工具等，并確保其狀態(tài)良好，可以正常使用。人員培訓(xùn)對(duì)參與測量的人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，使其熟悉測量方法、操作規(guī)程和安全注意事項(xiàng)。地面控制測量1控制點(diǎn)布設(shè)依據(jù)地形圖比例尺和測區(qū)特點(diǎn)布設(shè)控制點(diǎn)2平面控制測量采用GNSS技術(shù)或傳統(tǒng)三角測量方法3高程控制測量采用水準(zhǔn)測量或三角高程測量方法4數(shù)據(jù)采集與處理使用全站儀、水準(zhǔn)儀等儀器進(jìn)行測量地面控制測量是地形圖測繪的基礎(chǔ)，為后續(xù)數(shù)字化測量和數(shù)據(jù)處理提供精準(zhǔn)的坐標(biāo)和高程信息。數(shù)字化測量（航測）1數(shù)據(jù)采集使用航空相機(jī)或無人機(jī)獲取高分辨率影像。2數(shù)據(jù)處理進(jìn)行圖像拼接、幾何校正、正射投影等。3三維重建根據(jù)影像數(shù)據(jù)生成高精度三維模型。4地形圖生成利用三維模型提取等高線、坡度等地形信息。航測數(shù)字化測量利用航空相機(jī)或無人機(jī)拍攝的影像數(shù)據(jù)獲取地形信息，相比傳統(tǒng)地面測量方法效率更高、精度更高，可用于地形圖測繪、工程建設(shè)、城市規(guī)劃等多個(gè)領(lǐng)域。數(shù)字化測量（地面）1全站儀測量全站儀可以快速精確地測量地面點(diǎn)坐標(biāo)和高程，并生成數(shù)字地形模型。2RTK測量實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精度，適用于地形測繪、工程測量等領(lǐng)域。3掃描儀測量三維掃描儀可以快速采集物體表面數(shù)據(jù)，生成高精度三維模型，用于地形測繪、建筑物建模等。數(shù)據(jù)處理1數(shù)據(jù)預(yù)處理對(duì)原始測量數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，包括格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)清洗等。2數(shù)據(jù)校正利用地面控制點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正，消除測量誤差，提高數(shù)據(jù)精度。3數(shù)字地面模型利用插值算法生成數(shù)字地面模型，用于地形分析、等高線生成和三維建模。數(shù)據(jù)整理和成圖1數(shù)據(jù)編輯檢查數(shù)據(jù)完整性和一致性2符號(hào)化根據(jù)圖例規(guī)范設(shè)置符號(hào)3圖層管理創(chuàng)建圖層并組織數(shù)據(jù)4渲染調(diào)整顏色、紋理等數(shù)據(jù)整理和成圖是將處理后的地理空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可視化的地圖。這涉及數(shù)據(jù)編輯、符號(hào)化、圖層管理和渲染等步驟，最終生成清晰、易于理解的地形圖。質(zhì)量檢查精度檢查檢查地形圖的精度是否滿足要求。一致性檢查檢查圖面要素之間是否一致，避免出現(xiàn)矛盾或錯(cuò)誤。完整性檢查檢查地形圖的內(nèi)容是否完整，是否遺漏了重要的地形地貌信息。目視檢查利用專業(yè)軟件進(jìn)行目視檢查，檢查圖面是否清晰，符號(hào)是否正確。大比例尺地形圖的應(yīng)用城市規(guī)劃與建設(shè)大比例尺地形圖提供詳細(xì)的地形信息，為城市規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供可靠數(shù)據(jù)支撐。道路橋梁建設(shè)大比例尺地形圖能夠準(zhǔn)確反映地形地貌特征，為道路橋梁建設(shè)提供精準(zhǔn)的地理數(shù)據(jù)。水利工程建設(shè)大比例尺地形圖能夠準(zhǔn)確反映河道、水庫等水利工程的地理位置和地形特征，為水利工程建設(shè)提供可靠數(shù)據(jù)支撐。礦山開采大比例尺地形圖能夠準(zhǔn)確反映礦區(qū)的地形地貌特征，為礦山開采規(guī)劃和安全生產(chǎn)提供可靠數(shù)據(jù)支撐。精度要求地圖類型精度要求1:500-1:1000平面位置精度：±5cm1:2000-1:5000平面位置精度：±10cm1:10000-1:25000平面位置精度：±20cm1:50000-1:100000平面位置精度：±50cm高程精度±0.1m控制測量布設(shè)控制測量布設(shè)是地形圖測繪的基礎(chǔ)工作，為后續(xù)測量提供精確的坐標(biāo)和高程控制。1控制網(wǎng)類型平面控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)2布設(shè)原則均勻分布、高精度3布設(shè)方法三角測量、導(dǎo)線測量、GPS測量4控制點(diǎn)設(shè)置永久性標(biāo)志、坐標(biāo)和高程記錄平面控制測量控制點(diǎn)布設(shè)根據(jù)地形圖比例尺、測區(qū)地形等因素，合理選擇控制點(diǎn)位置，確?？刂凭W(wǎng)覆蓋整個(gè)測區(qū)?？刂泣c(diǎn)測量采用精密測量儀器，如全站儀、GPS等，對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行精確測量，獲取其平面坐標(biāo)和高程。控制網(wǎng)平差對(duì)所有控制點(diǎn)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計(jì)算，消除測量誤差，建立精確的平面控制網(wǎng)。成果整理整理控制點(diǎn)坐標(biāo)、高程等數(shù)據(jù)，繪制平面控制網(wǎng)圖，用于后續(xù)測量工作。高程控制測量高程控制測量是測量工作中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它為地形圖的制作提供了精確的垂直控制基準(zhǔn)。高程控制測量通過建立一系列高程點(diǎn)，確定其相對(duì)高度，并以此為依據(jù)進(jìn)行其他測量工作。1水準(zhǔn)測量使用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺測量兩點(diǎn)間的高差，是高程控制測量中最常用的方法。2三角高程測量利用三角形幾何關(guān)系，通過已知點(diǎn)的高程和角度觀測，計(jì)算未知點(diǎn)的高程。3GPS高程測量利用GPS接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)，計(jì)算地面點(diǎn)的高程，是現(xiàn)代高程控制測量的主要方法之一。數(shù)字化測量的優(yōu)勢1效率提升數(shù)字化測量可以快速采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行自動(dòng)處理，提高工作效率。2精度提高數(shù)字化測量設(shè)備精度高，數(shù)據(jù)處理過程也更加精準(zhǔn)，保證了測量成果的精度。3信息豐富數(shù)字化測量不僅可以獲取地形地貌信息，還可以采集其他屬性信息，例如植被覆蓋、建筑物類型等。4可視化強(qiáng)數(shù)字化測量可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維模型，便于直觀地展示地形地貌信息。數(shù)字化測量的設(shè)備介紹數(shù)字化測量依賴于先進(jìn)的設(shè)備，例如全站儀、GPS接收機(jī)和掃描儀。全站儀可實(shí)現(xiàn)快速、精確的距離和角度測量，GPS接收機(jī)可確定點(diǎn)位的地理坐標(biāo)，掃描儀可獲取地形表面信息。數(shù)據(jù)預(yù)處理數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換將不同格式的數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為處理軟件能夠識(shí)別的格式，例如將文本文件轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)文件。數(shù)據(jù)校正對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正和精度校正，以消除測量誤差，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)去噪對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲濾除，例如消除隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差，使數(shù)據(jù)更平滑。數(shù)據(jù)壓縮對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，減少存儲(chǔ)空間，提高處理效率。航測數(shù)據(jù)處理1數(shù)據(jù)預(yù)處理去除噪聲和畸變2幾何校正精確地理定位和配準(zhǔn)3正射校正消除地形起伏的影響4鑲嵌和拼接將多個(gè)影像拼接成完整的影像航測數(shù)據(jù)處理包含一系列步驟，旨在將原始航拍影像轉(zhuǎn)化為可用于測繪和分析的正射影像。通過這些步驟，可以確保影像的幾何精度和地理信息一致性，為后續(xù)的應(yīng)用提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。地面數(shù)據(jù)處理1數(shù)據(jù)清理去除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)、噪聲和冗余信息，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和完整性。2坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將地面測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的坐標(biāo)系，便于后續(xù)數(shù)據(jù)處理和分析。3數(shù)據(jù)校正對(duì)地面測量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，消除測量誤差，提高數(shù)據(jù)精度。4數(shù)據(jù)拼接將多個(gè)地面測量數(shù)據(jù)拼接成完整的數(shù)字地形模型，實(shí)現(xiàn)整體性分析。數(shù)字插值1概念數(shù)字插值是根據(jù)已知數(shù)據(jù)點(diǎn)，預(yù)測未知數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)值的過程。在測繪中，用于生成連續(xù)的地形表面。2方法常用的插值方法包括反距離加權(quán)法、克里金法、樣條函數(shù)插值、徑向基函數(shù)插值等。3應(yīng)用數(shù)字插值廣泛應(yīng)用于地形圖繪制、三維模型構(gòu)建、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域，提供更完整的地形信息。地形分析算法11.地形坡度分析坡度是地表起伏變化的程度，用于評(píng)估水土流失風(fēng)險(xiǎn)、規(guī)劃道路和基礎(chǔ)設(shè)施。22.地形凹凸度分析凹凸度反映了地表形態(tài)的復(fù)雜程度，用于識(shí)別地形特征，例如山脊、山谷和洼地。33.坡向分析坡向是指坡面朝向的方向，用于評(píng)估日照條件、風(fēng)力影響和水文特征。44.地形曲率分析曲率是指地表曲線的彎曲程度，用于識(shí)別地表形態(tài)的細(xì)節(jié)特征，例如脊線和溝谷。等高線生成數(shù)據(jù)插值通過插值算法，將離散的點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為連續(xù)的表面數(shù)據(jù)。等高線提取根據(jù)生成的數(shù)字表面模型，提取等高線數(shù)據(jù)。等高線平滑對(duì)提取的等高線進(jìn)行平滑處理，以提高精度和美觀性。等高線標(biāo)注在生成的等高線上標(biāo)注高度值，便于閱讀和理解。數(shù)據(jù)融合和拼接數(shù)據(jù)融合和拼接是將來自不同來源的數(shù)據(jù)集合并為一個(gè)統(tǒng)一且一致的數(shù)據(jù)集的過程。此過程涉及將重疊的數(shù)據(jù)集對(duì)齊，并解決不同數(shù)據(jù)源之間可能存在的任何差異。1數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換將不同格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的格式。2空間配準(zhǔn)將數(shù)據(jù)與地理空間參考框架對(duì)齊。3數(shù)據(jù)融合將不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)合并。4質(zhì)量檢查驗(yàn)證拼接結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性。編輯和制圖1數(shù)據(jù)清理消除誤差和噪聲2符號(hào)化根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范繪制3圖層管理組織和管理不同要素4輸出生成各種格式的圖形文件編輯和制圖是地形圖制作流程中的重要環(huán)節(jié)，確保最終產(chǎn)品符合規(guī)范和要求。數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)精度要求滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，保證測繪成果的可靠性。誤差控制在允許范圍內(nèi)，保證地圖精度。完整性和一致性數(shù)據(jù)完整，無缺失。數(shù)據(jù)之間相互協(xié)調(diào)，保持一致性。邏輯一致性數(shù)據(jù)之間邏輯關(guān)系正確。符合測繪規(guī)范，避免數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。時(shí)效性數(shù)據(jù)及時(shí)更新，反映最新地貌變化。保證地圖信息新鮮，提高應(yīng)用價(jià)值。地形圖在工程中的應(yīng)用道路規(guī)劃地形圖提供地形起伏和地貌信息，用于道路路線選擇，避免復(fù)雜地形，降低施工難度。水利工程地形圖幫助確定最佳壩址，評(píng)估水庫庫容，為水利工程建設(shè)提供可靠的參考。建筑工程地形圖準(zhǔn)確反映場地高程，為建筑物規(guī)劃布局、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供重