基于拓普康全站仪数据采集、传输、成图问题的方法探讨.doc
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1、河南理工大学万方科技学院本科毕业论文摘 要数字测图是社会生产和建设发展的需要。它具有高效率、高精度、高可靠性、数字地图表现力丰富等许多优点。测绘工作是国家经济建设和社会发展的一项前期基础性工作,它为政府和企业管理部门提供与地理位置有关的各类专题性和综合性基础信息(图形、图件)。优化成图方法是数字测图中的一个重点,而利用全站仪及南方CASS的联合成图大大提高了作业的效率。首先利用全站仪进行野外点采集与传统测量方法相比可以缩短作业时间,减轻劳动强度,提高成果精度。应用南方CASS成图软件及其的二次开发,大大降低了室内成图的复杂度、难度,提高了工作的效率,使工作流程更为简单,易操作。利用全站仪和南方
2、CASS成图软件来绘制地形图的方法已经成为了测绘人员的首选方法,本文主要介绍了一下这种方法的工作流程,解决一些相关问题,同时给出一些有益的结论。关键词:全站仪 南方CASS7.0 数据 连码AbstractDigital mapping is the social production and the needs of the development of construction. It has the high efficiency, high precision, high reliability, digital map the rich expressions and many ot
3、her advantages. Surveying and mapping work is the national economic construction and social development of a basic work early, it for the government and enterprise management departments to provide and the geographical location of all kinds of Mosaic and comprehensive foundation information (graphic
4、s, the maps). Optimization method is a graph of the digital surveying a key, and use tachometer and southern CASSs united into a figure greatly improve the efficiency of the homework. First, the field is introduced.the collection point and the traditional measuring method than can shorten working ti
5、me, reduce labor intensity, and improve the precision of the result. Southern CASS mapping application software and its second development, and greatly reduce the indoor into the complexity of the graph, the difficulty, improve work efficiency, and cause the work to process is more simple and easy t
6、o operate. By electronic apparatus and southern CASS mapping software to draw the topographic map surveying and mapping personnel method has become the preferred method, this article mainly introduced the working process of this method, solve some related problems, and presents some useful conclusio
7、ns.Key words: Total station Southern Cass7.0 Date JoinedmarkII目 录 前 言11全站仪和南方CASS7.0的概述21.1 全站仪的概述21.1.1 全站仪的简介21.1.2 全站仪的基本原理与功能31.1.3 全站仪在地形图测绘中的应用61.2 南方CASS7.0概述61.2.1 南方CASS7.0简介61.2.2 CASS7.0主要功能81.3 本章小结92 全站仪和CASS7.0的设置技巧及数据采集102.1 全站仪的的一些设置技巧102.2 CASS7.0的基本参数简介122.2.1 CASS7.0相关文件位置及格式介绍122
8、.2.2 CASS7.0的参数改进技巧152.3 野外操作要求172.4 本章小结183 全站仪的数据传输193.1数据传输的方法分类193.1.1 用配套软件传输数据193.1.2 用WINDOWS中“超级终端”传输数据203.1.3 用成图软件传输数据223.1.4 通过计算机读取存储卡传输数据243.2 数据无法传输情况的分析及处理对策253.2.1 数据无法传输的常规原因分析及对策253.2.2 数据无法传输的其他可能原因263.3 应用VB编制全站仪数据传输程序273.3.1 MSComm控件的功能273.3.2 数据下载模块的步骤273.3.3 程序编制273.4 本章小结294
9、常见的几种野外数据格式及几种转化方法的讨论304.1常见的几种野外数据格式304.2 常见的几种野外数据格式转化方法314.2.1 数据格式转换的二次开发314.2.2 应用ExceI对数据格式进行编辑转换344.3 本章小结365利用南方CASS7.0进行野外数据的成图375.1 草图法数字测图的方法375.1.1 草图法的工作流程375.1.2 具体步骤385.1.3 需要注意的问题395.2 编码法数字成图的方法395.2.1 编码引导自动绘制地物395.3 本章小结436.结论与展望44致 谢45参考文献46ii前 言近几年随着计算机、GPS定位仪、全站型电子速测仪及数字化测图软件的应
10、用,大比例尺地形图的测绘技术有了飞速发展,数字化测图广泛用于测绘生产、水利水电工程、土地管理、城市规划、环境保护工程等部门。数字化测图作为一种全解析机助测图技术,与模拟测图相比具有显著优势和发展前景。目前许多测绘部门已经形成了数字测图的生产规模。作为测绘技术现代化水平的标志之一,数字测图技术已逐步取代人工模拟测图,成为地形测图的主流。数字测图技术的应用与发展,极大地促进了测绘行业的自动化和现代化进程,使测量成果不仅有绘在纸上的地形图,还有方便传输、处理、共享的基础信息,即数字地图,它将为信息时代地理信息的应用发展提供最可靠的保障。数字地图不像传统地图那样以线划、颜色、符号注记来表示地形地物,而
11、是以一定的计算机能识别的数字代码系统反映地表各类地理属性特征。数字地图的特点决 定了数字地形图的编绘不同于传统的纸质地形图。 近几年,国家基础建设加快了步伐,基础规划建设所使用的图形一般都是大比例尺地形图。目前国内使用较多的测图软件是南方CASS软件。软件本身的一些功能很完善,可以帮助我们解决一些生产中遇到的问题。还有一些问题就需要我们借助CASS的平台AUTOCAD开发一些功能来解决,以提高效率。1全站仪和南方CASS7.0的概述1.1 全站仪的概述1.1.1 全站仪的简介电子全站仪是一种利用机械、光学、电子的高科技元件组合而成,可以同时进行角度(水平角、垂直角)测量和距离(斜距、平距、高差
12、)测量的测量仪器。由于只要在测站上安置一次该仪器,便可以完成该测站上所有的测量工作,故称为“全站仪”(Total Station)。八十年代末、九十年代初,人们根据电子测角系统和电子测距系统的发展不平衡,将全站仪分成两大类,即积木式和整体式1。(1)积木式,也称组合式,它是指电子经纬仪和测距仪既可分离又可组合。用户可以根据实际工作的要求,选择测角、测距设备进行组合。(2)整体式,也称集成式,它是指电子经纬仪和测距仪做成一个整体,无法分离。图1-1拓普康全站仪Fig. 1-1 TOPCON Total Station九十年代以来,基本上都发展为整体式全站仪。随着计算机技术的不断发展与应用以及用户
13、的特殊要求与其它工业技术的应用,全站仪出现了一个新的发展时期,出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型等等的全站仪,使得全站仪这一最常规的测量仪器越来越能满足各项测绘工作的需求,发挥更大的作用。此次论文野外测量部分主要使用的是拓普康全站仪,如图1-1所示。1.1.2 全站仪的基本原理与功能全站仪是一种集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。它的基测量原理是电子测距技术和电子测角技术。电子测距的基本原理是利用电磁波在空气中传播的速度为已知这一特性,测定电磁波在被测距离上往返传播的时间来求得距离值。电子测距的方法很多其中主要可以分为两种方法,脉冲法和相位法。电子测角,即
14、角度测量的数字化,也就是自动数字显示角度测量结果,其实质是用一套角码转换系统来代替传统的光学读数系统。目前,这套转换系统有两类:一类是采用光栅度盘的所谓“增量法”测角;一类是采用编码度盘的所谓“绝对法”测角。起初的全站仪是将电子经纬仪和测距仪组装在一起,并可分离成两个独立的部分,称为积木式全站仪。后来改进为将光电测距仪的调制光发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合成分光同轴的整体式全站仪,并配置电子计算机的微处理机和系统软件,使具有将测量数据存储、计算、输入、输出等功能。通过输入、输出设备,可以与计算机交互通讯,使测量数据直接进入计算机,据此进行计算和绘图;测量工作所需要的已知数据也可以从计算
15、机输入全站仪。一些全站仪将CDD(Charge-Coupled Device,电荷耦合器件)与转动马达相结合,使具有对目标棱镜的自动识别、跟踪、瞄准(ATR,Automatic Target Recognition)功能;CDD还用于度盘读数、构成电子水准器等。一些全站仪将全球定位系统(GPS)接收机与之结合,以解决仪器自由设站的定向问题。全站仪的这些功能不仅使测量的外业工作高效化,而且可以实现整个测量作业的高度自动化。电子全站仪已广泛用于控制测量、地形测量、施工放样等方面的测量工作。一般全站仪的功能组合框图如图1-2所示。测角部分中央处理单元电源输入输出测距部分传感部分数据处理显示屏键盘接口
16、图1-2 全站仪的组合框图Fig.1-2 block diagram of total station全站仪的各部分的功能如下:电源部分有可充电式电池的电池盒装入仪器内,或用外接电源,供各部分的用电需要。测角部分相当于电子经纬仪,有水平度盘和垂直度盘,可以测定水平角、垂直角和设置方位角。测距部分相当于测距仪,用调制的红外光或激光按相位式或脉冲式测定斜距,并可归算为平距和垂距。测角和测距是全站仪的最基本的功能。传感部分是光电管传感器或CCD传感器,目的是使全站仪的总体性能和精度得到提高,例如用于仪器纵轴倾斜改正的双轴补偿器,用于提高度盘读数精度的编码读数传感器,用于自动寻找目标的搜索传感器。数据
17、处理部分是一系列应用程序和存储单元,按输入的已知数据和观测数据算出所需的测量成果,例如坐标计算、放样数据计算等,并进行数据的存取。输入输出部分包括键盘、显示屏和通讯口;从键盘可以输入操作指令、数据和设置参数;显示屏可以及时显示一起当前的工作方式、观测数据和运算结果,并有参数设置和数据输入的对话框;通讯接口使仪器能与磁卡、磁盘、微机等交互通讯,传输数据。中央处理单元接收指令和调度支配各部分的工作。已知坐标数据的前期导入数据采集中的地物编码输入全站仪数据传输并将编码数据输入计算机将全站仪传出的坐标数据与外业编码数据经程序处理,生成带成图信息的数据文件在CASS7.0中利用程序直接成图地形图适当整饰
18、野外实地校对内业修改、完成开始图1-3三维数据采集及处理流程Fig.1-3 3D data acquisition and processing flow1.1.3 全站仪在地形图测绘中的应用全站仪在地形图测绘中的作用主要是外业测量获得精确数据,主要测量方法为:极坐标法测量、三维坐标法测量。全站仪在地形图测绘中的应用,不仅提高了工作效率,而且还提高精度。在全站仪的使用过程中,通过编写野外数据采集过程中的地物编码,结合南方CASS7.0中的地物编码识别功能和编码自动连线功能可以省去野外绘制草图的麻烦。三维坐标法的采集与处理数据流程如图1-3所示。1.2 南方CASS7.0概述1.2.1 南方CA
19、SS7.0简介CASS7.0是基于AutoCAD平台技术的GIS前端数据处理系统。广泛应用于地形成图、地藉成图、工程测量应用、空间数据建库等领域,全面面向GIS,彻底打通数字化成图系统与GIS接口,使用骨架线实时编辑、简码用户化、GIS无缝接口等先进技术。自CASS软件推出以来,已经成长成为用户量最大、升级最快、服务最好的主流成图系统。近年来科技发展日新月异,计算机辅助设计(CAD)与地理信息系统(GIS)技术取得了长足的发展。同时,社会对空间信息的采集、动态更新的速度要求越来越快,特别是对城市建设所需的大比例尺空间数据方便获取方面的要求越来越高,GIS数据的建设成为“数字城市”发展的短板。与
20、空间信息获取密切相关的测绘行业在近十年来也发生了巨大而深刻的变化,基于GIS对数据新要求,测绘成图软件也正由单纯的“电子地图”功能转向全面的GIS数据处理,从数据采集、数据质量控制到数据无缝进入GIS系统,GIS前端处理软件扮演越来越重要的角色。CASS7.0版本相对于以前各版本除了平台、基本绘图功能上作了进一步升级之外,积极响应“金土工程”的要求,针对土地详查、土地勘测定界的需要开发了很多专业实用的工具。在空间数据建库的前端数据的质量检查和转换上提供更灵活更自动化的功能。特别是为适应当前GIS系统对基础空间数据的需要。CASS地形地籍成图软件经过十几年的稳定发展,市场和技术十分成熟,用户遍及
21、全国各地,涵盖了测绘、国土、规划、市政、环保、地质、交通、水利、电力、矿山及相关行业。CASS技术框架如下图1-42。采集交换检查发布更新地形制图地籍管理工程应用CASS7.0ObjectARX技术AutoCAD20022006底层平台测绘勘察国土房产矿山交通规划水利图1-4 CASS7.0技术框架图Fig.1-4 technology frame of CASS 7.01.2.2 CASS7.0主要功能u 地形成图 与全站仪连接进行数据传输 按照野外草图绘制平面图 绘制等高线、绘制地形图 常用编辑、图形分幅、图幅整饰 图形输出(打印、数据转换)u 地籍成图 地籍参数设置 绘制地籍图 编辑界址
22、点、界址线 宗地属性处理 绘制宗地图 绘制地籍表格u 土地详查 绘制行政区界 绘制图斑、线状地类、零星地类 地类要素属性和拓扑操作 面积统计u 土地勘测定界 绘制土地勘测定界图 土地勘测定界图整饰 用地项目信息录入 输出勘测定界报告书 输出电子报盘系统u 工程应用 基本几何要素查询 土方计算 公路曲线设计 面积应用 图数转换 检查入库1.3 本章小结本章主要对全站仪的发展历程、基本原理及功能进行了简单的概述,同时介绍了南方CASS7.0在当前国家建设中的发展以及南方CASS7.0的技术框架和主要功能。2 全站仪和CASS7.0的设置技巧及数据采集2.1 全站仪的的一些设置技巧利用全站仪进行野外
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