GPS配合全站仪应用于泥石流沟地形测量与地质剖面测量分析

　　摘要：本文主要对GPS配合全站仪应用在泥石流沟地形与地质剖面测量的情况进行了介绍，对控制测量、室内数据处理、野外数据采集和绘制地质剖面图与地形图等内容进行了阐述，并将其和传统测量方法进行了比较，运用GPS配合全站仪进行测量更为高效与快捷，同时具有精度高、误差小的特点;采用CASS软件进行绘制的地质剖面与地形图在图形的表达上以及及图形处理等方面均具有明显优势。

　　关键词:GPS配合全站仪;泥石流沟;地形;地质剖面;测量;应用;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配合全站仪测图是指把GPS与全站仪各自收集的地物、地貌与地形等信息转化成数字的形式，通过接口把数据传输给电子计算机进行各种处理，从而得到丰富内容的电子地形图，如有需要时也可以应用电子计算机内置的图形输出设备将地形图成图方法绘出。应用全站仪进行数据采集的方法主要分为电子手簿法与草图法。电子手簿法是指应用电子手簿或笔记本与全站仪间用数据线相连接，可以实现一边采集数据一边成图。草图法是指对所测量的地物与地形特征点先用草图绘制于纸上，并标注与全站仪的内存中能够对应的点号与地物地貌名称，作为内业数字成图主要依据的测图方法。两种数据采集的方法相比来说，电子手簿法能够与采集数据进行同步成图，更为直观，但外业方面耗时较多，草图法虽然在内业工作方面较多，同时对草图员个人的统筹与作图能力方面要求较高，但是外业时间上有较大的缩减。由于进行数据采集时，野外的环境很艰苦，因此数字成图在时间分配上最理想的就是尽可能的将外业时间缩减，因而工作中更多的采用草图法进行数据采集。此外，伴随着GPS技术的不断发展，RTK实时动态定位技术已经能够提供在指定坐标系中测点的三维坐标成果，并且20km的有效测程中，能够达到厘米级的精度，现在已越来越多地被运用于实际工程之中，进一步使一步数字测图得以实现。地质剖面的测量，通常要沿着已给定勘探线的方向进行。剖面测量，主要是对方向线上的剖面点的点位进行测量，并按比例尺展绘制成为地质剖面图。

　　1运用GPS配合全站仪测量地形与地质剖面

　　1.1野外测量

　　1.1.1控制测量

　　对于地形图的测量，首先必须要作控制测量，一方面是因为坐标修正能够提高测量精度，另一方面也可以有效地避免局部测量出错时对整体工作造成影响。泥石流大多发生于山区及沟谷深壑等地形险峻地区，一般高差较大，因而对泥石流沟进行控制测量，选择点大多为沟口两侧的地势平坦、不易破坏、视野开阔的地点，作为两到三个首级控制点，并在可能的情况下于泥石流沟的上游地点选择相对稳定与开阔的地方作为一到两个首级控制点，以便于全站仪在利用导线测量对测区的控制点加密时进行检核[1]。在测区的附近有高等级的控制点，且较近、容易引测、能够通视的情形下，可选择全站仪应用导线测量，通过平差而得到首级控制点点位坐标;倘若高等级的控制点无法通视或较远情况下，应考虑GPS静态控制网的建立，通过控制网进行点位的优化与合理分布，在野外观测之后应用GPS后处理软件解算，取得首级控制点平面坐标。首级控制点高程坐标通常采取水准方法进行测量。泥石流沟大多呈条状或带状分布，并且沟底的地形较为复杂，因而对泥石流沟控制点的加密一般应用导线测量，如果上游布设了首级控制点，则可以应用附合导线，如果没有布设首级控制点，则应运用闭合导线，然后通过全站仪把首级控制点的坐标沿沟引入到沟底，在到达上游后，便形成了图根加密控制网。

　　1.1.2地形图测量

　　泥石流沟的地形图测量主要依据加密图根控制点进行，测图范围上主要为泥石流沟谷整个的汇水区域，在沟谷两侧的侧壁应当按照要求进行约为10～20m的外延，受到泥石流影响沟口范围内的村庄房屋、水系、农田及道路等需要测量，同时也要将房屋的结构标明，另外在沟谷内和周边已有的建筑物，比如坟墓与各种现有截排水的水利设施也要进行测量。此外，在对泥石流沟谷进行测量时，还要注意将沟的宽度、深度和走向测量出来，对沟型变化处也要进行重点的测量。在比较开阔、平坦、容易接收到GPS信号的地点，可运用GPS RTK实时动态定位技术实施野外数据的采集，在其它地方则最好采用全站仪极坐标法实施野外数据的采集，对密林处和居民区等点部设站困难时，也可采用几何作图等综合方法进行。

　　1.1.3 剖面测量

　　和传统的地质剖面的测量方法相比来看，应用GPS RTK技术与全站仪配合对地质剖面进行测量的精度高、误差小，且更为便捷。泥石流沟的剖面测量可分为横剖面测量与纵剖面测量[2]。横剖面测量是指依据沟床两侧的地形岩层的属性与植被等变换情况，沿着近似于垂直纵剖面的方向实施测量。纵剖面测量是指沿着沟床的最低点由沟口到沟头实施测量;纵剖面测量时，棱镜点位密度要由沟底纵坡面的坡度变化和沟型变化决定。测量横剖面时，从沟底一侧基岩作为开始的测点，直到沟底另一侧的山体基岩，位于地形变化或地层变化处需要增加测点。应用GPS RTK进行测点过程当中，应时刻关注采集数据时是否为固定解状态，以便防止由卫星或RTK的基站信号的不稳定造成的误差。在应用全站仪进行测点过程当中，必须始终保持着棱镜与基站的通视，倘若因为地形或植被等造成无法确保棱镜与基站的通视，应将仪器搬移，将基站重新建立。

　　1.2室内数据处理与地形图、剖面图绘制

　　1.2.1数据处理

　　野外数据在采集完成以后，将数据导入电子计算机，并转换为南方CASS绘图软件能够支持的数据格式——dat格式。通过CASS软件进行展点，能够获取原始数据的展点图，对照于草图对所采集的数据进行检查，当对照的检查发现矛盾后，倘若是草图绘制错误，应依据实地情况进行修改;倘若数据记录出现错误，则可对测点信息进行修改，或者返工进行重测。检查并修改后的数据要及时存盘处理。

　　1.2.2绘制地形图

　　通过南方CASS软件中对处理过的数据进行展点处理后，与野外作业过程中绘制的草图结合，依据草图中记录点号与数据展点显示点号进行对照，在特定的不同的图层绘制出属性不同的地物与地形。

　　1.2.3 绘制地质剖面图

　　通过展点点号进行纵横剖面线绘制，接着展高程点，利用CASS软件中的绘制剖面图工具，与高程点结合，可自动生成横剖面线与纵剖面线。CASS软件依据图面高程点而生成的剖面线，在细节上可能与实际地形有部分差异，经过对有误高程点连线进行剔除与折线改曲线等修改，能够使其更为准确地反映出泥石流沟的沟底情况。

　　2结论

　　与传统测图的方法相比而言，GPS配合全站仪数字化测图有一定的优越性，比如点位的精度高、采集的速度快、工作效率、经济效益与应用范围的提高等[3]，应用CASS制图软件而生成的数字化图件也在一定程度上方便了图件修改与更新，也便于以其为基础的设计与其它的深加工，同时大大提高了地图的变现能力，使其更为清晰和直观。

　　参考文献

　　[1] 张楠，浅议地形测量和测绘技术及自动化技术[J]，中国新技术新产品，2011，(21)：3

　　[2] 陈大鹏，刘沙，数字化地形测量技术探讨[J]，中国科技纵横，2011，(15)：303

　　[3] 姜屹峰，GPS与全站仪在公路施工中的完美结合[J]，交通世界，2010，(18)：115-116