论文部分内容阅读
摘要：在现代生活中，无论是建筑还是施工，测绘占着举足轻重的地位。本文对在测绘中运用的几个要点进行了探讨,以期对相关从业人员有所帮助。
关键词：测绘；比例尺；航空摄影；地籍测量
Abstract: In modern life, regardless of architecture or construction, mapping occupied a pivotal position. This article discusses the use of a few key points in surveying and mapping, to improved helps for the relevant employees.Key words: surveying and mapping; scale; aerial photography; cadastral survey
中图分类号：P2 文献标识码：A文章编号：
引言：测绘在建筑和施工中越来越占据举足轻重的地位，不同比例尺地图的汇编、航空摄影测量、地籍测量，这都是测绘的重中之重。本文着重从这三方面分别介绍了各自的特点和方法，希望能推动这些方法在测绘中的广泛使用。
一、大、中、小比例尺地形图编绘
一般将数字比例尺化为分子为1，分母为一个比较大的整数M表示。
M越大，比例尺的值就越小；M越小，比例尺的值就越大，
如数字比例尺1:500>1:1000。
称比例尺为1:500、1:1000、1:2000、1:5000的地形图为大比例尺地形图，
称比例尺为1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万的地形图为中比例尺地形图，
称比例尺为1:20万、1:50万、1:100万的地形图为小比例尺地形图。
我国规定1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:20万(现已为1:25万) 、1:50万、1:100万七种比例尺地形图为国家基本比例尺地形图。
地形图的数字比例尺注记在南面图廓外的正中央。
中比例尺地形图系国家的基本地图，由国家专业测绘部门负责测绘，目前均用航空摄影测量(aerial photogrammertry)方法成图，小比例尺地形图一般由中比例尺地图缩小编绘而成。
城市和工程建设一般需要大比例尺地形图，其中比例尺为1:500和1:1000的地形图一般用平板仪、经纬仪或全站仪等测绘；
比例尺为1:2000和1:5000的地形图一般用由1:500或1:1000的地形图缩小编绘而成。
大面积1:500~1:5000的地形图也可以用航空摄影测量方法成图。
图示比例尺绘制在数字比例尺的下方，其作用是便于用分规直接在图上量取直线段的水平距离，同时还可以抵消在图上量取长度时图纸伸缩的影响。
二、航空摄影测量
根据在航空飞行器上拍摄的地面像片获取地面信息，测绘地形图。主要用于测绘1:1000～1:100000各类比例尺的地形图。航摄像片是航空摄影测量的基本资料，是用画幅式航摄机，按照严格的航摄要求摄得的。
理论:航空摄影测量的主题，是将地面的中心投影（航摄像片）变换为正射投影（地形图）。这一问题可以采取许多途径来解决。如图解法、光学机械法（亦称模拟法）和解析法等。在每一种方法中还可细分出许多具体方法，而每种具体方法又有其特有的理论。其中有些概念和理论是基础性的，带有某些共性，如像片的内方位元素和外方位元素,像点同地面点的坐标关系式,共线条件方程，像对的相对定向，模型的绝对定向和立体观测原理等。
像片的内方位元素和外方位元素。内方位元素用以确定摄影物镜后节点（像方）同像片间的相关位置。利用它可以恢复摄影时的摄影光线束。内方位元素系指摄影机主距 f和摄影机物镜后节点在像平面的正投影位于框标坐标系中的坐标值(x0,у0)。这些数值通过对航摄机鉴定得出，故内方位元素总是已知的。确定摄影光线束在摄影时的空间位置的数据，叫做像片或摄影的外方位元素。外方位元素有6个数值,包括摄影中心S在某一空间直角坐标系中的3个坐标值Xs、Ys、Zs和用来确定摄影光线束在空间方位的3个角定向元素,如嗘、ω、k角。这些外方位元素都是针对着某一个模型坐标系O－XYZ而定义的。模型坐标系的X坐标轴近似地位于摄影的基线方向，Z坐标轴近似地与地面点的高程方向相符。在模型坐标系内所建立的立体模型必须在其后经绝对定向的过程才能取得立体模型的正确方位。
立体观测原理。立体观察的原理是建立人造立体视觉，即将像对上的视差反映为人眼的生理视差后得出的立体视觉。得到人造立体视觉须具备3个条件:①由两个不同位置（一条基线的两端）拍摄同一景物的两张像片；②两只眼睛分别观察像对中的一张像片；③观察时像对上各同名像点的连线要同人的眼睛基线大致平行，而且同名点间的距离一般要小于眼基线(或扩大后的眼基距)。若用两个相同标志分别置于左右像片的同名像点上，则立体观察时就可以看到在立体模型上加入了一个空间的测标。为便于立体观察，可借助于一些简单的工具，如桥式立体镜和反光立体镜。对于那种利用两个投影器把左右像片的影像同时叠合地投影在一个承影面上的情况，可采用互补色原理或偏振光原理进行立体观察，并用一个具有测标的测绘台量测。
航空摄影测量需要进行内外两方面的工作。
航测内业工作包括：①测图控制点的加密。以前对于平坦地区一般采用辐射三角测量法，对于丘陵地和山地则采用立体测图仪建立单航线模拟的空中三角网，进行控制点的加密工作。20世纪60年代以来，模拟法空中三角测量逐渐地被解析空中三角测量代替（见空中三角测量）。②用各种光学机械仪器测制地形原图。
航测外业工作包括：①像片控制点联测。像片控制点一般是航摄前在地面上布设的标志点，也可选用像片上的明显地物点（如道路交叉点等），用普通测量方法测定其平面坐标和高程。②像片调绘。是图像判读、调查和绘注等工作的总称。在像片上通过判读，用规定的地形图符号绘注地物、地貌等要素；测绘没有影像的和新增的重要地物；注记通过调查所得的地名等。通过像片调绘所得到的像片称为调绘片。调绘工作可分为室内的、野外的和两者相结合的3种方法。③综合法测图。主要是在单张像片或像片图上用平板仪测绘等高线。
从测图方法来说，20世纪30年代以来，航空摄影测量的测图方法主要有3种,即综合法、全能法和分工法（或称微分法）。
航空摄影测量的综合法是摄影测量和平板仪测量相结合的测图方法。地形图上地物、地貌的平面位置由像片纠正的方法得出像片图或线划图，地形点高程和等高线则用普通测量方法在野外测定。它适用于平坦地区的大比例尺测图。
航空摄影测量的全能法是根据摄影过程的几何反转原理，置立体像对于立体测图仪内，建立起所摄地面缩小的几何模型，借以测绘地形图的方法。在立体测图仪上安置像片时依据内方位元素，目的是使恢复后的投影光束同摄影光束相似（也可在一定条件下变换投影光束）。由于像对的相对定向过程中并未加入控制点，只利用了像对内在的几何特性,所以建立的几何模型的方位是任意的,模型的比例尺也是近似值，因此必须通过绝对定向才能据以测图。
全能法测图的仪器是立体測图仪。这类仪器形式繁多,根据投影系统的结构可分为3种类型：①建立实际投影光线束的光学投影式的；②从投影中心至像点一方为实际的投影光线，而从投影中心至模型点一方则用方向导杆代替的光学机械投影式的;③用一根贯穿3个万向关节(它们分别代表像点、投影中心和模型点)的方向导杆来代替投影光线的机械投影式的。前两种型式的仪器现已基本淘汰了。立体测图仪的结构均须有投影系统、观测（观察和量测）系统和绘图系统等几个主要部分。使用立体测图仪进行相对定向和绝对定向，是通过两个投影器的角运动（少数仪器也有直线移动）和测标架上测标的安置动作来实现的。定向之后，可以通过立体观测，利用仪器上的测标点在地面的立体模型上进行地物和地貌的测绘。有的仪器还可以处理地面摄影的像片，有的可在仪器上作空中三角测量。立体测图仪自1930年问世以来，发展到60年代达到高峰，以后主要是发展仪器外围设备,例如电子绘图桌、正射投影装置(见正射影像技术)以及坐标记录装置等。电子绘图桌有多种功能,可以自动地做某些内容的绘图工作。
航空摄影测量的分工法是按照平面和高程分求的原则进行测图的一种方法。使用的主要仪器是立体量测仪。它是根据竖直摄影像对，量测左右视差较和在右方像片上勾绘等高线的一种仪器。一个地面点在左、右两张像片上构像点的横坐标 x的差值称左右视差p,而两个地面点的左右视差之差则称之为左右视差较Δp，这个 Δp是该两点的高程差所引起的。在量测左右视差较Δp的过程中，借助仪器上的改正机件,自动改正由摄影外方位元素带来的影响，使之等于理想像对的左右视差或左右视差较；而用高差公式计算高程差；然后用投影转绘仪把在像片上勾绘的等高线以及调绘的地物，进行分带投影转绘成地形图。中国设计制造的X－2型视差测图仪是在立体量测仪的基础上，另加平面改正机件，改进后的仪器，在使用中可把分工法测图中的兩个步骤一次解决，从而提高了作业效率。意大利、联邦德国也有类似的仪器。
航空摄影测量的成图方法和仪器正在向着半自动化和自动化方向发展，在这方面解析测图仪已经有了相当的成就。
三、地籍测量
地籍测量即对土地及有关附属物的权属、位置、数量和利用现状所进行的测量。
应用学科：测绘学（一级学科）；工程测量学（二级学科）
地籍测量是土地管理工作的重要基础，它是以地籍调查为依据，以测量技术为手段，从控制到碎部，精确测出各类土地的位置与大小、境界、权属界址点的坐标与宗地面积以及地籍图，以满足土地管理部门以及其它国民经济建设部门的需要。
为满足地籍管理的需要，在土地权属调查的基础上，借助仪器，以科学方法，在一定区域内，测量每宗土地的权属界线、位置、形状及地类等，并计算其面积，绘制地籍图，为土地登记提供依据而进行的专业测绘工作。它是土地管理的技术基础。要求分级布网、逐级控制，遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则。
编辑本段地籍测量的方法
按设备手段不同
分为普通测量法（地面法）、航测法和综合法；
按地籍原图的成图方法
分为解析法、部分解析法和图解法；按基本图件的可用性，分为地籍修测、补测与全测。
编辑本段地籍测量的内容
地籍平面控制测量（在地籍测量区内，依据国家等级控制点选择若干控制点，逐级测算其平面位置的过程），地籍细部测量（在地籍平面控制点的基础上，测定地籍要素及附属地物的位置，并按确定比例尺标绘在图纸上的测绘工作），地籍原图绘制，面积量算与汇总统计，成果的检查与验收。地籍测量必须以土地权属调查为先导，在地籍调查表及宗地草图的基础上进行，其成果是土地登记的依据。地籍测量的主要成果是基本地籍图，包括分幅铅笔原图和着墨二底图。地籍测量的精度要求及成图比例尺，取决于所测地区地籍要素的复杂程度及经济发展要求。地籍基本图比例尺一般为1∶500或1∶1000，经济繁荣的城镇地区，精度要求较高，宜采用1∶500，独立工矿区和村庄也可采用1∶2000。
总结
测绘是一项重要的技术性工作，也是一项重要的任务，如果能够在测绘中，能够全面充分考虑不同比例尺地图的汇编、航空摄影测量、地质测量这些问题，就可以有效的提高测绘效率，从而为建筑及施工等做出贡献。随着科学技术的不断的发展，测绘技术的开发利用将会使我国测绘方面更上一层楼。
参考文献：
[1]张建辉、陈景新、罗永贤：《大比例尺地形图更新问题探讨》北京测绘2010(4)
[2] 杨良顺：《应用数字航测技术测绘1: 500地籍图的几个问题探讨》地矿测绘2005, 21(1)
[3]宋育廷：《大比例尺地籍图的航测绘制方法研究》商品与质量·建筑与发展 010(4)
[4] 徐咏君：《关于公主岭市1∶1000比例尺地形图成果现状及长远发展问题的探讨》测绘与空间地理信息2010年05期
[5]李丹：《基于变化信息的地籍更新自动处理方法研究》中南大学;2008年
个人简介：许巨平（1961-）,女，安徽庐江人，高级工程师，现从事航空遥感和GIS研究。
关键词：测绘；比例尺；航空摄影；地籍测量
Abstract: In modern life, regardless of architecture or construction, mapping occupied a pivotal position. This article discusses the use of a few key points in surveying and mapping, to improved helps for the relevant employees.Key words: surveying and mapping; scale; aerial photography; cadastral survey
中图分类号：P2 文献标识码：A文章编号：
引言：测绘在建筑和施工中越来越占据举足轻重的地位，不同比例尺地图的汇编、航空摄影测量、地籍测量，这都是测绘的重中之重。本文着重从这三方面分别介绍了各自的特点和方法，希望能推动这些方法在测绘中的广泛使用。
一、大、中、小比例尺地形图编绘
一般将数字比例尺化为分子为1，分母为一个比较大的整数M表示。
M越大，比例尺的值就越小；M越小，比例尺的值就越大，
如数字比例尺1:500>1:1000。
称比例尺为1:500、1:1000、1:2000、1:5000的地形图为大比例尺地形图，
称比例尺为1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万的地形图为中比例尺地形图，
称比例尺为1:20万、1:50万、1:100万的地形图为小比例尺地形图。
我国规定1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:20万(现已为1:25万) 、1:50万、1:100万七种比例尺地形图为国家基本比例尺地形图。
地形图的数字比例尺注记在南面图廓外的正中央。
中比例尺地形图系国家的基本地图，由国家专业测绘部门负责测绘，目前均用航空摄影测量(aerial photogrammertry)方法成图，小比例尺地形图一般由中比例尺地图缩小编绘而成。
城市和工程建设一般需要大比例尺地形图，其中比例尺为1:500和1:1000的地形图一般用平板仪、经纬仪或全站仪等测绘；
比例尺为1:2000和1:5000的地形图一般用由1:500或1:1000的地形图缩小编绘而成。
大面积1:500~1:5000的地形图也可以用航空摄影测量方法成图。
图示比例尺绘制在数字比例尺的下方，其作用是便于用分规直接在图上量取直线段的水平距离，同时还可以抵消在图上量取长度时图纸伸缩的影响。
二、航空摄影测量
根据在航空飞行器上拍摄的地面像片获取地面信息，测绘地形图。主要用于测绘1:1000～1:100000各类比例尺的地形图。航摄像片是航空摄影测量的基本资料，是用画幅式航摄机，按照严格的航摄要求摄得的。
理论:航空摄影测量的主题，是将地面的中心投影（航摄像片）变换为正射投影（地形图）。这一问题可以采取许多途径来解决。如图解法、光学机械法（亦称模拟法）和解析法等。在每一种方法中还可细分出许多具体方法，而每种具体方法又有其特有的理论。其中有些概念和理论是基础性的，带有某些共性，如像片的内方位元素和外方位元素,像点同地面点的坐标关系式,共线条件方程，像对的相对定向，模型的绝对定向和立体观测原理等。
像片的内方位元素和外方位元素。内方位元素用以确定摄影物镜后节点（像方）同像片间的相关位置。利用它可以恢复摄影时的摄影光线束。内方位元素系指摄影机主距 f和摄影机物镜后节点在像平面的正投影位于框标坐标系中的坐标值(x0,у0)。这些数值通过对航摄机鉴定得出，故内方位元素总是已知的。确定摄影光线束在摄影时的空间位置的数据，叫做像片或摄影的外方位元素。外方位元素有6个数值,包括摄影中心S在某一空间直角坐标系中的3个坐标值Xs、Ys、Zs和用来确定摄影光线束在空间方位的3个角定向元素,如嗘、ω、k角。这些外方位元素都是针对着某一个模型坐标系O－XYZ而定义的。模型坐标系的X坐标轴近似地位于摄影的基线方向，Z坐标轴近似地与地面点的高程方向相符。在模型坐标系内所建立的立体模型必须在其后经绝对定向的过程才能取得立体模型的正确方位。
立体观测原理。立体观察的原理是建立人造立体视觉，即将像对上的视差反映为人眼的生理视差后得出的立体视觉。得到人造立体视觉须具备3个条件:①由两个不同位置（一条基线的两端）拍摄同一景物的两张像片；②两只眼睛分别观察像对中的一张像片；③观察时像对上各同名像点的连线要同人的眼睛基线大致平行，而且同名点间的距离一般要小于眼基线(或扩大后的眼基距)。若用两个相同标志分别置于左右像片的同名像点上，则立体观察时就可以看到在立体模型上加入了一个空间的测标。为便于立体观察，可借助于一些简单的工具，如桥式立体镜和反光立体镜。对于那种利用两个投影器把左右像片的影像同时叠合地投影在一个承影面上的情况，可采用互补色原理或偏振光原理进行立体观察，并用一个具有测标的测绘台量测。
航空摄影测量需要进行内外两方面的工作。
航测内业工作包括：①测图控制点的加密。以前对于平坦地区一般采用辐射三角测量法，对于丘陵地和山地则采用立体测图仪建立单航线模拟的空中三角网，进行控制点的加密工作。20世纪60年代以来，模拟法空中三角测量逐渐地被解析空中三角测量代替（见空中三角测量）。②用各种光学机械仪器测制地形原图。
航测外业工作包括：①像片控制点联测。像片控制点一般是航摄前在地面上布设的标志点，也可选用像片上的明显地物点（如道路交叉点等），用普通测量方法测定其平面坐标和高程。②像片调绘。是图像判读、调查和绘注等工作的总称。在像片上通过判读，用规定的地形图符号绘注地物、地貌等要素；测绘没有影像的和新增的重要地物；注记通过调查所得的地名等。通过像片调绘所得到的像片称为调绘片。调绘工作可分为室内的、野外的和两者相结合的3种方法。③综合法测图。主要是在单张像片或像片图上用平板仪测绘等高线。
从测图方法来说，20世纪30年代以来，航空摄影测量的测图方法主要有3种,即综合法、全能法和分工法（或称微分法）。
航空摄影测量的综合法是摄影测量和平板仪测量相结合的测图方法。地形图上地物、地貌的平面位置由像片纠正的方法得出像片图或线划图，地形点高程和等高线则用普通测量方法在野外测定。它适用于平坦地区的大比例尺测图。
航空摄影测量的全能法是根据摄影过程的几何反转原理，置立体像对于立体测图仪内，建立起所摄地面缩小的几何模型，借以测绘地形图的方法。在立体测图仪上安置像片时依据内方位元素，目的是使恢复后的投影光束同摄影光束相似（也可在一定条件下变换投影光束）。由于像对的相对定向过程中并未加入控制点，只利用了像对内在的几何特性,所以建立的几何模型的方位是任意的,模型的比例尺也是近似值，因此必须通过绝对定向才能据以测图。
全能法测图的仪器是立体測图仪。这类仪器形式繁多,根据投影系统的结构可分为3种类型：①建立实际投影光线束的光学投影式的；②从投影中心至像点一方为实际的投影光线，而从投影中心至模型点一方则用方向导杆代替的光学机械投影式的;③用一根贯穿3个万向关节(它们分别代表像点、投影中心和模型点)的方向导杆来代替投影光线的机械投影式的。前两种型式的仪器现已基本淘汰了。立体测图仪的结构均须有投影系统、观测（观察和量测）系统和绘图系统等几个主要部分。使用立体测图仪进行相对定向和绝对定向，是通过两个投影器的角运动（少数仪器也有直线移动）和测标架上测标的安置动作来实现的。定向之后，可以通过立体观测，利用仪器上的测标点在地面的立体模型上进行地物和地貌的测绘。有的仪器还可以处理地面摄影的像片，有的可在仪器上作空中三角测量。立体测图仪自1930年问世以来，发展到60年代达到高峰，以后主要是发展仪器外围设备,例如电子绘图桌、正射投影装置(见正射影像技术)以及坐标记录装置等。电子绘图桌有多种功能,可以自动地做某些内容的绘图工作。
航空摄影测量的分工法是按照平面和高程分求的原则进行测图的一种方法。使用的主要仪器是立体量测仪。它是根据竖直摄影像对，量测左右视差较和在右方像片上勾绘等高线的一种仪器。一个地面点在左、右两张像片上构像点的横坐标 x的差值称左右视差p,而两个地面点的左右视差之差则称之为左右视差较Δp，这个 Δp是该两点的高程差所引起的。在量测左右视差较Δp的过程中，借助仪器上的改正机件,自动改正由摄影外方位元素带来的影响，使之等于理想像对的左右视差或左右视差较；而用高差公式计算高程差；然后用投影转绘仪把在像片上勾绘的等高线以及调绘的地物，进行分带投影转绘成地形图。中国设计制造的X－2型视差测图仪是在立体量测仪的基础上，另加平面改正机件，改进后的仪器，在使用中可把分工法测图中的兩个步骤一次解决，从而提高了作业效率。意大利、联邦德国也有类似的仪器。
航空摄影测量的成图方法和仪器正在向着半自动化和自动化方向发展，在这方面解析测图仪已经有了相当的成就。
三、地籍测量
地籍测量即对土地及有关附属物的权属、位置、数量和利用现状所进行的测量。
应用学科：测绘学（一级学科）；工程测量学（二级学科）
地籍测量是土地管理工作的重要基础，它是以地籍调查为依据，以测量技术为手段，从控制到碎部，精确测出各类土地的位置与大小、境界、权属界址点的坐标与宗地面积以及地籍图，以满足土地管理部门以及其它国民经济建设部门的需要。
为满足地籍管理的需要，在土地权属调查的基础上，借助仪器，以科学方法，在一定区域内，测量每宗土地的权属界线、位置、形状及地类等，并计算其面积，绘制地籍图，为土地登记提供依据而进行的专业测绘工作。它是土地管理的技术基础。要求分级布网、逐级控制，遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则。
编辑本段地籍测量的方法
按设备手段不同
分为普通测量法（地面法）、航测法和综合法；
按地籍原图的成图方法
分为解析法、部分解析法和图解法；按基本图件的可用性，分为地籍修测、补测与全测。
编辑本段地籍测量的内容
地籍平面控制测量（在地籍测量区内，依据国家等级控制点选择若干控制点，逐级测算其平面位置的过程），地籍细部测量（在地籍平面控制点的基础上，测定地籍要素及附属地物的位置，并按确定比例尺标绘在图纸上的测绘工作），地籍原图绘制，面积量算与汇总统计，成果的检查与验收。地籍测量必须以土地权属调查为先导，在地籍调查表及宗地草图的基础上进行，其成果是土地登记的依据。地籍测量的主要成果是基本地籍图，包括分幅铅笔原图和着墨二底图。地籍测量的精度要求及成图比例尺，取决于所测地区地籍要素的复杂程度及经济发展要求。地籍基本图比例尺一般为1∶500或1∶1000，经济繁荣的城镇地区，精度要求较高，宜采用1∶500，独立工矿区和村庄也可采用1∶2000。
总结
测绘是一项重要的技术性工作，也是一项重要的任务，如果能够在测绘中，能够全面充分考虑不同比例尺地图的汇编、航空摄影测量、地质测量这些问题，就可以有效的提高测绘效率，从而为建筑及施工等做出贡献。随着科学技术的不断的发展，测绘技术的开发利用将会使我国测绘方面更上一层楼。
参考文献：
[1]张建辉、陈景新、罗永贤：《大比例尺地形图更新问题探讨》北京测绘2010(4)
[2] 杨良顺：《应用数字航测技术测绘1: 500地籍图的几个问题探讨》地矿测绘2005, 21(1)
[3]宋育廷：《大比例尺地籍图的航测绘制方法研究》商品与质量·建筑与发展 010(4)
[4] 徐咏君：《关于公主岭市1∶1000比例尺地形图成果现状及长远发展问题的探讨》测绘与空间地理信息2010年05期
[5]李丹：《基于变化信息的地籍更新自动处理方法研究》中南大学;2008年
个人简介：许巨平（1961-）,女，安徽庐江人，高级工程师，现从事航空遥感和GIS研究。