2024年3月16日发(作者：)

谷歌地球在高程导线测量中的应用

作者：王雷

来源：《科技资讯》 2013年第25期

王雷

(山东正元地理信息工程有限责任公司 山东济南 250101)

摘 要:高程导线测量是常规高程测量的重要方式之一,应用广泛,尤其是在丘陵、山地和高

山地地区。利用谷歌地球三维场景及手机导航功能进行高程导线网设计和指导外业观测,可发挥

事半功倍的作用。

关键词:高程导线 谷歌地球 手机导航

中图分类号:P209 文献标识码:A 文章编号:1672-

3791(2013)09(a)-0042-01

高程导线测量是常规高程测量的重要方式之一,应用广泛,尤其是在丘陵、山地和高山地地

区。高程导线测量对前后视线长度之差有严格的规定,同时对垂直角也有明确的要求。通常情况

下,若没有周密的计划,在野外观测时为了保证与前后照准点通视、前后视线长度之差、垂直角

不超限,通常会出现反复调整测站位置的情况,极大影响了观测效率。应用谷歌地球和手机地图

导航可较好的解决此类问题。

1 谷歌地球简介

谷歌地球(Google Earth,GE)是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件,它把卫星照片、航

空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。谷歌地球于2005年向全球推出,被“PC世界杂志”

评为2005年全球100种最佳新产品之一。用户们可以通过一个下载到自己电脑上的客户端软件,

免费浏览全球各地的高清晰度卫星图片,提供3D地形和建筑物,其浏览视角支持倾斜或旋转。谷

歌地球分为免费版与专业版两种。

2 室内设计流程

谷歌地球中承载了大量重要的地理信息要素,主要包括任意点纬度、经度、海拔高度,两点

间的地图长度和地表长度、影像拍摄的具体日期等重要信息。利用这些信息,我们可在室内先对

测区的导线控制网进行设计,认真考虑通视情况、前后视线长度、垂直角限值等因素的前提下,

详细选择好测站及照准点位置和交通路线,将设计好的点位利用坐标精确录入或手工点取到手机

地图中保存起来。外业观测时,打开手机地图和导航功能,参照事先标记直接到到达已选好的测

站点、照准点上架设仪器或棱镜,完成观测工作。室内设计流程图如图1所示。

3 具体实施步骤

3.1 点位选取

将点标记到谷歌地球中。本步工作主要是将控制点及转点根据最优、最短路线原则,将控制

点和根据控制点分布情况设计出的转点标记到谷歌地球中。选点用充分利用谷歌地球的360°

空间倾斜、旋转浏览功能,从各个视角检验两点间的通视情况,结合各点的海拔高度,确保选出的

点尽可能的通视。

3.2 点位位置检核

估算或计算测站点与照准点间的前后视线之差及垂直角,检查是否超出规范要求。例如,根

据CJJ/T 8-2011《城市测量规范》要求,四等高程导线测量中,边长不应超过1 km,前后视线长

度之差不应超过100 m,另外,垂直角不超过±15°,因此,在室内应充分考虑上述三方面的要求。

(1)长度因素:利用谷歌地球的标尺,分别量取测站点到两照准点间的地图距离,实际观测中,

前后视线长度一般控制在500m以内,成像较清晰,读数准确。

(2)角度因素:主要是初步估算或计算概略垂直角,一般情况下,若测站点跟照准点间的高差

不大,垂直角一般不会超过±15°。若两点间的高差较大,距离较短,则需计算垂直角。计算原理

是利用垂直角的反正弦函数ASIN()求解出垂直角。计算公式如下:

α=ASIN[(H镜-H测)/D]

其中,α:垂直角,单位为弧度,需转换为度;

H镜:镜站点海拔高度;

H测:测站点海拔高度;

D:测站与照准点两点间的地图长度。

选点时充分考虑通视条件及上述两种因素后,便可向手机地图中保存所选点位了。

3.3 向手机中存入点

(1)手机地图的选取。

在考察了众多手机地图后,发现功能较全面是奥维互动地图,该地图信息丰富,影像清晰,有

多款地图可供切换选择,如Google地图、Google卫星地图、Google卫星混合地图、Google地

形图、Bing卫星图、OpenCycle等高线地图、百度地图、搜狗地图等,支持手机导航,可利用坐

标定位和记录运行轨迹等诸多功能。Z01、IV01、Z02三点在手机Google卫星混合地图中的显

示状态。

(2)录入方法。

①直接点击录入:参照计算机上谷歌地球中的点位位置,在手机地图中找到相应位置,点击录

入存储。

②坐标录入:根据谷歌地球中的点的坐标,通过录入坐标的方式将点展绘到手机中,经纬度坐

标可精确到0.1″。

4 结语

该种方法的应用大大降低了反复调整测站的次数,缩短了观测路线总长度,提高了观测质量

和工作效率,相信可为大家进行高程导线测量提供一定的帮助,尤其是在丘陵、山地地区开展高

程导线测量时,更会有意想不到的效果。

参考文献

[1] CJJ/T 8-2011.城市测量规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[2] 孔祥元,郭际明.控制测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2010.