淺論全站儀聯合GPS-RTK測繪山區地形圖

徐曉艷 余穎媛

摘 ?要：現代測繪技術可謂是日新月異，但是像云南這樣的高原地區，很多數字測圖項目依舊需要靈活運用各種測圖手段。該文結合曲靖市富源縣某礦區約3km2數字地形圖測繪項目闡述了全站儀測圖、RTK測圖的優缺點，將兩種手段靈活有效地結合形成優勢互補，大大提高了工作效率，以供同行在進行相似山區地形時參考并共同探討。

關鍵詞：全站儀 ?GPS-RTK ?山區地形圖

中圖分類號：P217 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）01（c）-0032-02

目前，測繪技術可謂是日新月異，CORS和無人機低空攝影測量技術也深受各作業單位歡迎，但是也不是所有測區都適合，也不是所有測區都能順利實施這兩類先進技術，在云南很多測區依舊需要針對性地靈活運用各種測繪技術，方能順利完成大比例尺數字地形圖測繪。自全站儀問世并投入測繪項目后，迅速取代了傳統的平板儀、經緯儀，伴隨著各類測圖軟件的開發和投產使用，測圖模式也由傳統手工測圖模式轉化為數字測圖模式，RTK出現以后，RTK數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，很多測區需要將全站儀和RTK兩種手段有效地結合在一起，合理組織，方能起到保質增效的效果。

1 ?全站儀測圖的優缺點

應用全站儀進行數字測圖幾乎不受地形限制，不過多地受天氣條件約束，設站靈活，它不需要接收衛星信號，現在的全站儀自帶內存大，電池耐用，操作方便，自動計算記錄，一些不易于到達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的三維坐標。此外，還可以利用全站儀的后方交會功能、輻射點法適當增補測站點，比起經緯儀測圖時代，少了很多繁雜的計算、記錄、展點工作。

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

2 ?RTK測圖的優缺點

RTK測圖有很多優點：（1）自動化程度高，操作簡單，只要能滿足RTK數據采集的基本工作條件，則不需要頻繁的搬站，不需要浪費太多的時間;（2）工作效率高，一般都采用一基多移（即一個基準站掛多個移動站）方式，移動站只需單人作業，無需耗費太多的人力成本;（3）無需做圖根控制，無需考慮控制點間通視，直接利用控制點進行糾正檢查后方可進行數據采集，所采集的碎部點無誤差累積，點位精度高，圖面精度均勻。

但是，RTK測圖也不是所向披靡、無所不能，有時候只能讓測繪工作人員束手無策。（1）受電臺傳播距離影響較大，如果是用CORS，則必須有正常的連續運行參考站，且網絡正常;（2）受地形情況限制較明顯，在溝壑較深的測區，樹木高大密集區，竹林區，高密建筑區經常會出現無固定解甚至失鎖的情形，導致無法正常作業;（3）受天氣影響較顯著，在多云、風大、雷雨天氣，衛星信號強度受到影響，直接降低測量精度，甚至還很危險;（4）受大氣層、衛星分布等因素的干擾;（5）在困難測區，難以選擇合理的基準站位置。

3 ?測區地形概況

該文所結合的項目為云南曲靖市富源縣某礦區約3km2 1∶500數字地形圖測繪，該測區為山地地形，周圍交通不太方便，相對高差大，溝壑眾多且深。整個測區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。山腳相對平坦區域為礦區相關建構筑物，較為雜亂。經實地踏勘后確認礦區以前的控制點有的被破壞，有的找不到，無控制點可用，只有一張20年前的1∶2000的紙質地形圖，且模糊不清。

4 ?全站儀與GPS-RTK的有效結合

首先用GPS靜態模式完成了首級控制網（四等GPS控制網）的觀測，然后以《全球定位系統城市測量技術規程》為依據，在首級控制網下以二級GPS控制網進行加密控制，二級控制網平均邊長在800m左右，以快速靜態GPS模式完成了加密控制網的觀測。待控制網解算完成后，進入測圖階段，考慮到工作人員大多為才畢業的實習生，所以由一位測圖經驗豐富的工程師負責總指揮。

此次測圖采用測記法模式，外業主要采用RTK與全站儀進行野外數據采集，內業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，一臺移動站負責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RTK負責主溝壑以西的數字地形圖測繪，每2人一個工作組，一人負責數據采集，一人負責繪制草圖和其他輔助工作。待西邊測區測完后，將6個工作人員進行重組，分成兩個小組，改用全站儀來測東邊測區和山腳下的礦區建筑區。這樣實施下來，原來甲方給定的工期是30d，結果我們只用了17d就順利提交了驗收結論為良好的成果，大大提高了工作效率。從實施情況來看，這樣的組合有以下幾點可取之處。

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

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

（3）用全站儀依據RTK做好的圖根控制點來進行數據采集，彌補了RTK在困難測區信號時有時無的劣勢，幾乎不受天氣的影響，即使是下著小雨，也完全可以作業，不會出現窩工的現象，可以根據踏勘情況嚴格按技術設計有計劃有步驟地逐步推進工作。在純地形區，繪制草圖的人員快速勾繪完草圖后也加入跑棱鏡的隊伍，實現了測站上1人對多個司鏡員的數據采集模式，工作效率就更高了。

5 ?結語

數字測圖的模式和方法有很多種，如果能根據測區的實際情況、技術力量的情況、單位設備配備的情況靈活應用各種模式的組合，揚長避短，肯定能起到事半功倍的效果。在像云南這樣地況地貌復雜，山高谷深，溝壑縱橫的區域，靈活運用全站儀聯合GPS-RTK模式進行大比例尺數字地形圖測繪可以高效而可靠地完成任務，是非常值得推廣的，特別是一些小型測量項目，就更加適用了。

參考文獻

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