地形測繪
一、基本概念
地形測量（topographic survey）指的是測繪地形圖的作業(yè)。即對地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程進行測定，并按一定比例縮小，用符號和注記繪制成地形圖的工作。地形圖的測繪基本上采用航空攝影測量方法，利用航空像片主要在室內(nèi)測圖。但面積較小的或者工程建設(shè)需要的地形圖，采用平板儀測量方法，在野外進行測圖。
二、主要類型
地形測量包括控制測量和碎部測量。
1、控制測量
控制測量是測定一定數(shù)量的平面和高程控制點，為地形測圖的依據(jù)。平板儀測圖的控制測量通常分首級控制測量和圖根控制測量。首級控制以大地控制點為基礎(chǔ)，用三角測量或?qū)Ь€測量方法在整個測區(qū)內(nèi)測定一些精度較高、分布均勻的控制點。圖根控制測量是在首級控制下，用小三角測量、交會定點方法等加密滿足測圖需要的控制點。圖根控制點的高程通常用三角高程測量或水準測量方法測定。
2、碎部測量
碎部測量是測繪地物地形的作業(yè)。地物特征點、地形特征點統(tǒng)稱為碎部點。碎部點的平面位置常用極坐標法測定，碎部點的高程通常用視距測量法測定。按所用儀器不同，有平板儀測圖法、經(jīng)緯儀和小平板儀聯(lián)合測圖法、經(jīng)緯儀（配合輕便展點工具）測圖法等。它們的作業(yè)過程基本相同。測圖前將繪圖紙或聚酯薄膜固定在測圖板上，在圖紙上繪出坐標格網(wǎng)，展繪出圖廓點和所有控制點，經(jīng)檢核確認點位正確后進行測圖。測圖時，用測圖板上已展繪的控制點或臨時測定的點作為測站，在測站上安置整平平板儀并定向，通過測站點的直尺邊即為指向碎部點的方向線，再用視距測量方法測定測站至碎部點的水平距離和高程，按測圖比例尺沿直尺邊沿自測站截取相應(yīng)長，即碎部點在圖上的平面位置，并在點旁注記高程。這樣逐站邊測邊繪，即可測繪出地形圖。
三、測量方法
按所用儀器的不同，碎部測量主要有平板儀測圖法、小平板儀和經(jīng)緯儀聯(lián)合測圖法、經(jīng)緯儀測繪法等。
1、平板儀測圖法
平板儀由平板和照準儀組成。平板又由測圖板、基座和三腳架組成；照準儀由望遠鏡、豎直度盤、支柱和直尺構(gòu)成。其作用同經(jīng)緯儀的照準部相似,所不同的是沿直尺邊在測圖板上畫方向線,以代替經(jīng)緯儀的水平度盤讀數(shù)。平板儀還有對中用的對點器，用以整平的水準器和定向用的長盒羅盤等附件。測圖時，應(yīng)用測圖板上已展繪出的相應(yīng)于地面控制點A、B的ɑ、b,在B點安置平板儀,以b為極點，按BA方向?qū)⑵桨鍍x定向,然后用望遠鏡照準碎部點C,通過b點的直尺邊即為指向C點的方向線。再用視距測量的方法測定B點到C點的水平距離和C點的高程,按測圖比例尺沿直尺邊自b點截取相應(yīng)長度，即得C點在圖上的平面位置c，并在點旁記其高程,隨后逐點逐站邊測邊繪，即可測繪出地形圖。
2、經(jīng)緯儀測繪法
將經(jīng)緯儀安置在控制點上，選一已知方向作為零方向，測定零方向至碎部點方向之間的水平角，同時用視距測量的方法測定水平距離和高程。在經(jīng)緯儀旁安置測圖板，用量角器和比例尺按極坐標法在測圖板上定出碎部點的位置并注記高程。在現(xiàn)場邊測邊繪。如將觀測數(shù)據(jù)帶回室內(nèi)繪圖則稱為經(jīng)緯儀測記法。
在碎部測量過程中，控制點的密度一般不能完全滿足施測碎部的需要，因此還要增設(shè)一定數(shù)量的測站點以施測碎部。
3、聯(lián)合測圖法
小平板儀與平板儀不同之處，主要在于照準設(shè)備。小平板儀的照準器由直尺和前、后覘板構(gòu)成，直尺上附有水準器。測圖時，將小平板儀安置在控制點上以確定控制點至碎部點的方向。在旁邊安置經(jīng)緯儀，用視距測量的方法測定至碎部點的水平距離和碎部點的高程,定出碎部點在圖上的位置,并注記高程，邊測邊繪。若在平坦地區(qū)，可用水準儀代替經(jīng)緯儀，碎部點的高程用水準測量的方法測定。
四、測量步驟
地形測量工作主要步驟為：
1、制定工作計劃，確定實施方案；
2、收集測區(qū)已有資料，并根據(jù)實際情況編制地形測量技術(shù)設(shè)計書；
3、組織人員，成立項目部，設(shè)立技術(shù)組及質(zhì)量檢查組；
4、準備各類測繪儀器及器材，制作測量標志等；
5、進行控制測量；
6、進行地形圖野外數(shù)據(jù)采集，包括各地物點、地形點的平面位置和高程數(shù)據(jù)；
7、內(nèi)業(yè)計算機數(shù)據(jù)處理，成圖及各種資料整理；
8、質(zhì)量檢查及驗收工作。
五、衛(wèi)星航空測量
在21世紀,和衛(wèi)星大地測量的技術(shù)發(fā)展相似,由于導(dǎo)航技術(shù)、全球定位系統(tǒng)技術(shù)和遙感技術(shù)的發(fā)展,國家基礎(chǔ)測繪的地形測量工作可以主要利用衛(wèi)星和機載的地形測繪系統(tǒng)進行。所說的衛(wèi)星和機載的地形測繪系統(tǒng)是由星載或機載傳感器平臺和GPS/恒星/慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)的集成。當傳感器記錄地球表面的地形、地物的影像信息時,GPS/恒星/慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)能同時以地形測量所要求的精度,記錄該影像每個像素的時間、位置和姿態(tài)等七個自由度(維)。因此,稱星載傳感器平臺和GPS/恒星/慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)集成為“衛(wèi)星地形測繪系統(tǒng)”,機載傳感器平臺和GPS/慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)集成為“航空地形測繪系統(tǒng)”。
