摘要：本文主要對GPS配合全站儀應(yīng)用在泥石流溝地形與地質(zhì)剖面測量的情況進(jìn)行了介紹，對控制測量、室內(nèi)數(shù)據(jù)處理、野外數(shù)據(jù)采集和繪制地質(zhì)剖面圖與地形圖等內(nèi)容進(jìn)行了闡述，并將其和傳統(tǒng)測量方法進(jìn)行了比較，運(yùn)用GPS配合全站儀進(jìn)行測量更為高效與快捷，同時具有精度高、誤差小的特點(diǎn);采用CASS軟件進(jìn)行繪制的地質(zhì)剖面與地形圖在圖形的表達(dá)上以及及圖形處理等方面均具有明顯優(yōu)勢。

　　關(guān)鍵詞:GPS配合全站儀;泥石流溝;地形;地質(zhì)剖面;測量;應(yīng)用;分析;

　　Abstract: this paper mainly with GPS tachometer application in the debris flow gully terrain and geological sections of measurement were introduced, and the control measure, indoor data processing, field data collection and draw a geological section and the content such as topographic map is discussed, and the traditional measuring method and comparison, use with GPS is introduced.the measurement more efficient and fast, and has high precision and small error characteristic; The software CASS draw geological section with topographic map in graphic expression and graphics and processing, etc all has obvious advantages.

　　Keywords: GPS with tachometer; Debris flow gully; Terrain; Geological sections; The survey; Application; Analysis;

　　GPS配合全站儀測圖是指把GPS與全站儀各自收集的地物、地貌與地形等信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字的形式，通過接口把數(shù)據(jù)傳輸給電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種處理，從而得到豐富內(nèi)容的電子地形圖，如有需要時也可以應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)內(nèi)置的圖形輸出設(shè)備將地形圖成圖方法繪出。應(yīng)用全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的方法主要分為電子手簿法與草圖法。電子手簿法是指應(yīng)用電子手簿或筆記本與全站儀間用數(shù)據(jù)線相連接，可以實(shí)現(xiàn)一邊采集數(shù)據(jù)一邊成圖。草圖法是指對所測量的地物與地形特征點(diǎn)先用草圖繪制于紙上，并標(biāo)注與全站儀的內(nèi)存中能夠?qū)��?yīng)的點(diǎn)號與地物地貌名稱，作為內(nèi)業(yè)數(shù)字成圖主要依據(jù)的測圖方法。兩種數(shù)據(jù)采集的方法相比來說，電子手簿法能夠與采集數(shù)據(jù)進(jìn)行同步成圖，更為直觀，但外業(yè)方面耗時較多，草圖法雖然在內(nèi)業(yè)工作方面較多，同時對草圖員個人的統(tǒng)籌與作圖能力方面要求較高，但是外業(yè)時間上有較大的縮減。由于進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時，野外的環(huán)境很艱苦，因此數(shù)字成圖在時間分配上最理想的就是盡可能的將外業(yè)時間縮減，因而工作中更多的采用草圖法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。此外，伴隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，RTK實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)已經(jīng)能夠提供在指定坐標(biāo)系中測點(diǎn)的三維坐標(biāo)成果，并且20km的有效測程中，能夠達(dá)到厘米級的精度，現(xiàn)在已越來越多地被運(yùn)用于實(shí)際工程之中，進(jìn)一步使一步數(shù)字測圖得以實(shí)現(xiàn)。地質(zhì)剖面的測量，通常要沿著已給定勘探線的方向進(jìn)行。剖面測量，主要是對方向線上的剖面點(diǎn)的點(diǎn)位進(jìn)行測量，并按比例尺展繪制成為地質(zhì)剖面圖。

　　1運(yùn)用GPS配合全站儀測量地形與地質(zhì)剖面

　　1.1野外測量

　　1.1.1控制測量

　　對于地形圖的測量，首先必須要作控制測量，一方面是因?yàn)樽鴺?biāo)修正能夠提高測量精度，另一方面也可以有效地避免局部測量出錯時對整體工作造成影響。泥石流大多發(fā)生于山區(qū)及溝谷深壑等地形險峻地區(qū)，一般高差較大，因而對泥石流溝進(jìn)行控制測量，選擇點(diǎn)大多為溝口兩側(cè)的地勢平坦、不易破壞、視野開闊的地點(diǎn)，作為兩到三個首級控制點(diǎn)，并在可能的情況下于泥石流溝的上游地點(diǎn)選擇相對穩(wěn)定與開闊的地方作為一到兩個首級控制點(diǎn)，以便于全站儀在利用導(dǎo)線測量對測區(qū)的控制點(diǎn)加密時進(jìn)行檢核[1]。在測區(qū)的附近有高等級的控制點(diǎn)，且較近、容易引測、能夠通視的情形下，可選擇全站儀應(yīng)用導(dǎo)線測量，通過平差而得到首級控制點(diǎn)點(diǎn)位坐標(biāo);倘若高等級的控制點(diǎn)無法通視或較遠(yuǎn)情況下，應(yīng)考慮GPS靜態(tài)控制網(wǎng)的建立，通過控制網(wǎng)進(jìn)行點(diǎn)位的優(yōu)化與合理分布，在野外觀測之后應(yīng)用GPS后處理軟件解算，取得首級控制點(diǎn)平面坐標(biāo)。首級控制點(diǎn)高程坐標(biāo)通常采取水準(zhǔn)方法進(jìn)行測量。泥石流溝大多呈條狀或帶狀分布，并且溝底的地形較為復(fù)雜，因而對泥石流溝控制點(diǎn)的加密一般應(yīng)用導(dǎo)線測量，如果上游布設(shè)了首級控制點(diǎn)，則可以應(yīng)用附合導(dǎo)線，如果沒有布設(shè)首級控制點(diǎn)，則應(yīng)運(yùn)用閉合導(dǎo)線，然后通過全站儀把首級控制點(diǎn)的坐標(biāo)沿溝引入到溝底，在到達(dá)上游后，便形成了圖根加密控制網(wǎng)。

　　1.1.2地形圖測量

　　泥石流溝的地形圖測量主要依據(jù)加密圖根控制點(diǎn)進(jìn)行，測圖范圍上主要為泥石流溝谷整個的匯水區(qū)域，在溝谷兩側(cè)的側(cè)壁應(yīng)當(dāng)按照要求進(jìn)行約為10～20m的外延，受到泥石流影響溝口范圍內(nèi)的村莊房屋、水系、農(nóng)田及道路等需要測量，同時也要將房屋的結(jié)構(gòu)標(biāo)明，另外在溝谷內(nèi)和周邊已有的建筑物，比如墳?zāi)古c各種現(xiàn)有截排水的水利設(shè)施也要進(jìn)行測量。此外，在對泥石流溝谷進(jìn)行測量時，還要注意將溝的寬度、深度和走向測量出來，對溝型變化處也要進(jìn)行重點(diǎn)的測量。在比較開闊、平坦、容易接收到GPS信號的地點(diǎn)，可運(yùn)用GPS RTK實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)實(shí)施野外數(shù)據(jù)的采集，在其它地方則最好采用全站儀極坐標(biāo)法實(shí)施野外數(shù)據(jù)的采集，對密林處和居民區(qū)等點(diǎn)部設(shè)站困難時，也可采用幾何作圖等綜合方法進(jìn)行。

　　1.1.3 剖面測量

　　和傳統(tǒng)的地質(zhì)剖面的測量方法相比來看，應(yīng)用GPS RTK技術(shù)與全站儀配合對地質(zhì)剖面進(jìn)行測量的精度高、誤差小，且更為便捷。泥石流溝的剖面測量可分為橫剖面測量與縱剖面測量[2]。橫剖面測量是指依據(jù)溝床兩側(cè)的地形巖層的屬性與植被等變換情況，沿著近似于垂直縱剖面的方向?qū)嵤�測量。縱剖面測量是指沿著溝床的最低點(diǎn)由溝口到溝頭實(shí)施測量;縱剖面測量時，棱鏡點(diǎn)位密度要由溝底縱坡面的坡度變化和溝型變化決定。測量橫剖面時，從溝底一側(cè)基巖作為開始的測點(diǎn)，直到溝底另一側(cè)的山體基巖，位于地形變化或地層變化處需要增加測點(diǎn)。應(yīng)用GPS RTK進(jìn)行測點(diǎn)過程當(dāng)中，應(yīng)時刻關(guān)注采集數(shù)據(jù)時是否為固定解狀態(tài)，以便防止由衛(wèi)星或RTK的基站信號的不穩(wěn)定造成的誤差。在應(yīng)用全站儀進(jìn)行測點(diǎn)過程當(dāng)中，必須始終保持著棱鏡與基站的通視，倘若因?yàn)榈匦位蛑脖坏仍斐蔁o法確保棱鏡與基站的通視，應(yīng)將儀器搬移，將基站重新建立。

　　1.2室內(nèi)數(shù)據(jù)處理與地形圖、剖面圖繪制

　　1.2.1數(shù)據(jù)處理

　　野外數(shù)據(jù)在采集完成以后，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入電子計(jì)算機(jī)，并轉(zhuǎn)換為南方CASS繪圖軟件能夠支持的數(shù)據(jù)格式——dat格式。通過CASS軟件進(jìn)行展點(diǎn)，能夠獲取原始數(shù)據(jù)的展點(diǎn)圖，對照于草圖對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，當(dāng)對照的檢查發(fā)現(xiàn)矛盾后，倘若是草圖繪制錯誤，應(yīng)依據(jù)實(shí)地情況進(jìn)行修改;倘若數(shù)據(jù)記錄出現(xiàn)錯誤，則可對測點(diǎn)信息進(jìn)行修改，或者返工進(jìn)行重測。檢查并修改后的數(shù)據(jù)要及時存盤處理。

　　1.2.2繪制地形圖

　　通過南方CASS軟件中對處理過的數(shù)據(jù)進(jìn)行展點(diǎn)處理后，與野外作業(yè)過程中繪制的草圖結(jié)合，依據(jù)草圖中記錄點(diǎn)號與數(shù)據(jù)展點(diǎn)顯示點(diǎn)號進(jìn)行對照，在特定的不同的圖層繪制出屬性不同的地物與地形。

　　1.2.3 繪制地質(zhì)剖面圖

　　通過展點(diǎn)點(diǎn)號進(jìn)行縱橫剖面線繪制，接著展高程點(diǎn)，利用CASS軟件中的繪制剖面圖工具，與高程點(diǎn)結(jié)合，可自動生成橫剖面線與縱剖面線。CASS軟件依據(jù)圖面高程點(diǎn)而生成的剖面線，在細(xì)節(jié)上可能與實(shí)際地形有部分差異，經(jīng)過對有誤高程點(diǎn)連線進(jìn)行剔除與折線改曲線等修改，能夠使其更為準(zhǔn)確地反映出泥石流溝的溝底情況。

　　2結(jié)論

　　與傳統(tǒng)測圖的方法相比而言，GPS配合全站儀數(shù)字化測圖有一定的優(yōu)越性，比如點(diǎn)位的精度高、采集的速度快、工作效率、經(jīng)濟(jì)效益與應(yīng)用范圍的提高等[3]，應(yīng)用CASS制圖軟件而生成的數(shù)字化圖件也在一定程度上方便了圖件修改與更新，也便于以其為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與其它的深加工，同時大大提高了地圖的變現(xiàn)能力，使其更為清晰和直觀。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[2] 陳大鵬，劉沙，數(shù)字化地形測量技術(shù)探討[J]，中國科技縱橫，2011，(15)：303

　　[3] 姜屹峰，GPS與全站儀在公路施工中的完美結(jié)合[J]，交通世界，2010，(18)：115-116