下载文档原格式
地理信息系统专业毕业实习报告地理信息系统专业毕业实习报告实习报告实习目的:地理信息系统是近年来迅速发展的一门新兴学科，并且与IT技术不断走向融合，所以要求该专业的学生具有的实践应用能力，毕业实习是对该专业学生四年来所学课程及实际应用能力的一个整体检验。
通过实习，要求学生对目前社会或企业研发的前沿知识或技术有所了解，明确在未来工作中的学习方向，并且从中找到自己的差距和不足，同时自己的能力和软件应用水平在实践中也会得到全面提高。
要求学习能将所学的地理信息系统的基本理论、基础知识与基本技能应用到信息化建设中。
主要任务包括，熟练运用所学了各种GIS软件平台（Arc/Info、Arcview、Mapinfo、SuperMap等）、、遥感图像处理软件（ENVI、ERDAS等）完成相关的空间数据的采集、编辑、制图、输出等任务。
学习利用组件GIS、WebGIS及Visualstudio开发包完成地理信息系统工程项目的开发，并熟悉开发的各个过程和环节，具有初步的项目开发设计经验。
可协助完成有关GIS的技术支持和培训工作，将所学的GIS理论知识应用于实践中。
协助完成所在实习单位的人工影响天气业务系统中功能模块中的色斑图生成与各种元素在图层上的绘制显示.实习单位及岗位介绍：实习单位是成都成都佳力臣信息系统有限公司。
成都佳力臣信息系统有限公司成立于201*年12月，是一家向通信运营商提供专业系统集成服务电信增值业务、网络安全、无线网络产品及软件开发公司。
公司的合作伙伴有：中国联通四川分公,中国电信四川分公司,中国网通四川分公司,中国网通重庆分公司,中国移动公司四川分公司,四川省气象局,青海气象局.在公司人工影响天气业务系统中，在公司工作人员的指导讲解下，对人工影响天气业务系统的系统硬件平台，系统逻辑结构，功能模块有一个总体的认识。
通过公司员工的指导，结合所给的GPS，地图，天气数据，数据格式说明，同实习的同组组员配合，结合自己所学的知识，利用所学GIS软件平台，实现人工影响天气业务系统功能模块中的色斑图生成与图层元素绘制。
地籍测绘中三维激光扫描技术的应用研究目前，随着我国科学技术的不断发展，GPS技术在各个行业中得到了非常广泛的应用。
而三维激光扫描技术属于GPS技术中的一项重要组成部分，主要被应用于地籍测绘工作当中。
通过对三维激光扫描技术的有效应用，可以对一定范围内的特征信息进行全面的扫描，从而实现对三维模型的有效构建。
同时，三維激光扫描技术还能在很大程度上提升扫描结果的准确性，对于提高整体的工作效率有着非常重要的意义。
本文主要针对三维激光扫描技术在地籍测绘中的应用情况进行分析，希望能为相关人员提供合理的参考依据。
标签：三维激光扫描技术；地籍；测绘前言结合实际情况可以了解到，地籍测绘已经经历了长时间的发展和应用，最开始在两千年前就已经有了记载。
但是，传统的地籍测绘方式在应用过程中还存在很多的缺陷，其中主要包括了工作量大、工作周期长以及测量工作受限等。
随着科学技术的不断发展，三维激光扫描技术应运而生，实现了对地籍测绘问题的有效解决，这对于地籍测绘事业未来发展有着非常重要的促进作用。
1、地面三维激光扫描的原理与技术1.1 地面三维激光扫描的原理分析目前，随着我国科学技术的不断发展，三维激光扫描技术实现了对三维激光扫描仪设备的充分利用，并且还融合了后台处理软件，从而为地籍测绘工作开展提供了良好的基础条件。
地面三维激光扫描在实际的应用过程中，首先需要通过微电脑控制周期下的脉冲激光器发射激光信号，在这时接收者获取到相应的反射激光信号，通过石英钟发出和接收时间进行计算，在以上环节结束之后，最后在对计算机软件进行利用，这时就能对距离实现准确的测量，从而构建出相应的三维坐标，最终就能对相应的数据进行分析和处理。
1.2 地面三维激光扫描的技术分析结合目前的实际情况可以了解到，通过对三维激光扫描技术的合理应用，主要是为了有效提升最终测量结果的精准度，属于一种新型的新型测绘技术，如今正面向计算机技术与微电子技术的方向不断发展。
在测量工作中，通过对地面三维激光扫描技术的利用，促进为了有效提升测量结果的精准度，同时还能在整体上提升测量工作效率。
三维激光扫描技术在地籍测绘技术中的应用摘要：随着我国科学技术的全面进步，地籍测量之中多种测绘技术也有着有效的运用，而三维激光扫描技术本身有着一定的准确性，能够在复杂地形测绘上得到有效运用，这也使其在地籍测绘之中得到了较为广泛的应用。
在本文之中，我们首先对三维激光扫描技术的概要进行了分析，探寻了地籍测绘的要求以及三维激光扫描技术在地籍测绘中有效应用的方法，希望能对相关行业的从业人员起到应有的启发作用。
关键词：三维激光扫描技术；地籍测绘技术；应用一、三维激光扫描技术概要所谓的三维激光扫描技术也就是一种立体化的扫描技术，其主要是由激光发射器、电子计算机以及光路调节体系和激光控制系统共同组成的，三维激光扫描技术的工作原理在于对扫描对象的表面扫描获取相应的三维坐标数据，对三维场景进行构建，使地标信息得到有效提取，其本身有着点定位精准度较高，数字采集效率较高，软件功能较为强大，采样点速率较高以及兼容性良好的测量距离相对较远的特点。
相比于传统测绘技术，三维激光扫描技术不会受到扫描环境的影响，数据采集效率相对较高，不需要对测量过程加以直接接触，这也是三维激光扫描技术的优势所在。
正是因为这些显著的优势，三维激光扫描技术在结构测量、建筑测量、文化遗址测量等诸多领域得到了广泛的应用，而在地籍测量之中，通过三维激光扫描技术的优势，也能够使相应技术在地形测绘成图的优势得到充分发挥，改善传统的作业流程，降低测绘过程的复杂程度，进而使地籍测绘作业能够符合自动化和智能化的要求[1]。
二、地籍测绘概要（一）地籍控制测量前期的控制测量是测绘工作能够顺利开展的基础所在，而网布设的质量以及测量的精准度则会对测量成果的应用造成直接的影响。
在地籍测量之中，地籍控制测量包含了地籍图根控制和地籍首级控制两种测量机制，而在多种控制体系布设时，则应该结合整体到局部，分级布置的原则，才能确保相关工作的开展能够达到既定的目的。
地籍首级平面控制要采用国家E级以上的GPS点，通过三角收集的方式获取对应的数据信息，并在充分查验之后将其作为地籍首级平面控制点。
——车载移动测量系统解说词外观车载移动测量系统是由一辆江淮车和数据采集设备构成。
（现场展示）硬件设备现在展示在我们眼前的是四川测绘地理信息局第三测绘工程院于2012年引进前的车载移动测量系统，从外面观看车载移动测量系统，我们可以看到四大数据采集器。
在江淮车顶的左前方为3个CCD相机、右前方为一个CCD相机、车顶正中段是Ladybug3全景相机、右后方为一个CCD相机、车顶后方为FARO forcus3D 激光扫描仪、车顶的左中后方为Trimble R7 GPS。
这是移动测量车的外部采集器。
现在进入车载移动测量系统的内部，在副驾驶，我们看到的计算机1，该计算机为主控计算机，在进行数据采集时新建一个工程、设置数据采集的对应参数和控制三维激光扫描仪数据的采集。
在车中部，我们可以看到一个机柜，这就是车载移动测量系统的核心部件。
计算机1、计算机2，计算机3、惯性导航系统、CCD相机、全景相机、激光三维扫描仪、GPS的电源控制按钮都集成在此机柜上，此机柜安装在高强度防震机械平台上。
现在离我们最近的是计算机3，在计算机3上控制着全景相机的数据采集。
在机柜的中部我们可以看到两排按钮，每个按钮的上方标注这对应的设备。
这些按钮为对应设备的总开关。
在最上一排按钮的上方为一个小的液晶显示屏，该液晶显示屏，在数据采集过程中，显示着GPS的状态、供电系统是否正常，采集数据是以什么方式进行（按距离触发或者按时间触发）。
离我们最远的是计算机2，此计算机控制着CCD相机的数据采集。
机柜的下面是总电源开关。
在车的后部，我们可以看到一个的铁皮箱子，这个铁皮箱子就是供电系统，当车子不发动，也要采集数据时，供电系统为数据采集设备供电。
当车子运行时，车子的发电系统不断地向供电系统充电，使供电系统持续地为数据采集设备提供稳定的电压。
在车子的后部我们还看到一个GPS，当采集数据时，该GPS为车载移动测量系统提供基站数据。
用于解算车载移动测量系统的流动站数据（其原理为事后差分）。
S S W车载移动测量系统及其应用刘先林*摘要：基于激光扫描仪的SSW车载移动测量系统由数据采集和点云数据处理两大模块构成。
本文详细介绍了系统的硬件构成、工作原理、关键技术，以及基于JX4－G硬件平台的点云数据处理系统（DY-2点云工作站）的基本功能，分析了系统的优势、应用领域。
展望了系统的应用前景和今后的研究方向。
关键词：激光扫描仪移动测量组合导航点云工作站一引言移动测量系统(Mobile Mapping System, MMS)是20 世纪90 年代兴起的一种快速、高效、无地面控制的测绘技术[1]。
最初人们利用摄影测量技术集成组合导航技术构建移动测量系统，实现地面移动摄影测量，获取目标地物的影像和空间信息数据。
由于地面摄影测量自身的局限性（视距变化大且短，同名点自动匹配困难等），系统所测数据精度较低，数据处理工作量大。
激光测距技术出现后，很快在测绘领域展开应用。
先后出现了激光测距仪和激光扫描仪。
新一代的移动测量系统就是将激光扫描仪、组合导航系统和CCD相机集成实现移动中直接获取目标物绝对坐标和纹理信息等数据的。
由于地面测量环境复杂，GPS信号经常失锁，集成车载激光扫描移动测量系统（以下简称移动测量系统）技术难度很大。
但其数据处理自动化程度高，数据结果直观，精度高。
SSW车载移动测量系统（以下简称SSW系统）（见图1）就是以激光扫描仪为主要传感器的新一代移动测量系统。
二 SSW系统结构与工作原理（一）系统结构*刘先林，中国工程院院士，研究员，博士生导师，中国测绘科学研究院名誉院长。
SSW系统由激光扫描仪、IMU、GPS、里程计、线阵相机、面阵相机、电动转台、供电和控制系统（笔记本电脑）、车载升降平台构成。
各模块通过机械结构集成为一体，以GPS时间为主线保证时间的同步和协调，通过相互间结构关系解求所测目标点绝对坐标。
图1. SSW车载移动测量系统车载升降平台和电动转台是系统搭建的基础平台。
车载平台由全顺车改装而成，在车子后半部分安装升降平台并在顶部开窗。
扫描系统安置在平台上，工作时打开天窗，将系统升到车外，任务完成后收回车内。
这样的设计安全、可靠，便于停放和远距离作业。
系统通过电动转台的旋转实现“转扫”，使系统达到“定点”扫描的效果。
与地面激光扫描仪不同的是，系统采用组合导航数据确定平台的实时姿态，定点扫描结果是绝对坐标，无需拼站。
激光扫描仪是系统核心传感器之一，通过高速距离和角度测量，获取大量目标点的坐标，由中国科学院光电研究院研制。
其标称技术参数如下：⏹测量距离范围：2.2m-300m；⏹激光扫描点频率：50-200KHZ；⏹扫描角度：360°；⏹测距精度：2cm/100m；⏹测角精度：0.1mRad；⏹激光扫描线频率：30-50 scans/sec。
IMU通过陀螺仪和加速度计采集载体在三个坐标分量上的角速度和加速度量，积分计算得到载体姿态和位置信息。
系统采用航天三院成熟产品POS90和POS50。
此系列IMU采用激光陀螺仪组合而成，精度高，初始对准时间短。
其主要性能指标如下：⏹初始姿态精度：≤0.01°；⏹初始航向精度：≤ 0.05 °sec（L）（L为当地纬度）；⏹姿态航向保持：≤0.05 °/h；⏹初始对准时间：≤5min；⏹数据输出频率：200HZ。
系统通过集成的CCD相机获取目标纹理信息，可采用面阵相机或线阵相机。
面阵相机的标定、影像畸变改正技术已比较成熟，但其获取的大部分影像对目标的入射角与点云数据不相同，到边缘部分差别会很大，这就导致生成的彩色点云中部分数据不正确。
线阵相机与激光扫描仪工作方式基本一致，扫描线基本平行，目标遮挡情况基本一致，彩色点云融合正确率高。
（二）系统工作原理系统通过GPS使激光扫描仪、IMU、相机和里程计统一为同一时间系统——GPS时间系统，使得系统每时刻数据协同一致。
里程计、GPS和IMU采集的数据用来进行组合导航，获取系统每时刻的姿态和位置数据。
激光扫描仪和相机用来获取目标地物的坐标和影像数据，结合姿态数据融合生成带有绝对坐标的彩色点云数据。
系统工作原理和各传感器间数据流转关系如图2所示。
三 SSW系统关键技术SSW系统的关键技术主要有：①系统各传感器的机械集成、时间同步；②数据采集传感器的标定技术；③传感器间相对外方位元素标定；④高精度彩色点云解算。
（一）传感器的机械集成、时间同步系统的集成是系统数据采集和解算的基础。
机械集成就是将各传感器按设计的位置和姿态机械安装在一起。
机械集成方案有多种，不同方案会产生不同的作用和功效，系统正常作业时采用激光扫描仪倾斜工位，以保证能够采集到车下方的地面数据。
图2. 各传感器间数据流转关系时间同步是移动测量系统各传感器间联系的纽带，是系统标定和数据解算的基础。
时间同步技术是系统集成的核心技术之一。
各传感器以GPS时间为主线，形成一个有机的统一体。
系统时间同步方案为：GPS输出秒脉冲PPS（Pulses Per Second）和时间标签给IMU和激光扫描仪，实现IMU和激光扫描仪与GPS时间对齐（同步）；激光扫描仪发出带有时间信息的外触发脉冲给线阵相机，实现线阵相机的曝光时间与GPS时间对齐；里程计脉冲直接以事件标记形式打入GPS，GPS对其记数的同时记录了每个脉冲的GPS时间；里程计每隔一定脉冲数（定距）为面阵相机输出触发脉冲，实现面阵相机的定距离曝光；面阵相机的Flash信号记录到GPS，实现面阵相机时间与GPS的同步。
在数据采集过程中，各传感器在采集数据的同时，相互间会有一定的数据交换和传递，以保证各传感器间的时间同步和数据采集的正确性。
（二）数据采集传感器的标定技术单个传感器的测量精度直接影响着系统的最终测量结果。
数据采集传感器的标定是其测量精度的保证，是系统研究的关键技术之一。
激光扫描仪和线阵相机都靠扫描实现数据采集，只有动态情况下采集的数据才能够识别目标地物特征信息，才具有实际意义，这就大大增加了它们标定的难度。
激光扫描仪的标定包括距离测量参数和角度测量改正参数两项标定内容。
利用激光扫描仪的竖直工位超慢速扫描实现无需姿态的激光动态扫描，进而有效解决激光扫描仪的距离测量和角度测量参数的标定问题。
面阵相机一般通过大型室外检校场来进行，相关的标定技术比较成熟。
线阵相机的扫描成像特性使其标定工作非常困难，线阵相机标定的目的是消除相机镜头畸变和CCD安置误差，使影像、投影中心和目标点间处于严格的“共线”状态。
线阵相机标定的核心是准确确定实际拍摄的影像与目标点间的对应关系，用镜头畸变模型求取相关改正参数。
线阵相机与激光扫描仪的工作方式基本一致，均为线阵推扫。
因此将线阵相机与激光扫描仪平行绑定，利用激光扫描仪测量角度实现线阵相机的标定。
（三）传感器间相对外方位元素标定系统各传感器按一定位置关系安装后，传感器间（激光扫描仪与IMU、相机与IMU）存在一个固定的相对姿态，即他们之间的相对外方位元素。
通过直接测量方式是无法精确获取传感器间的相对外方位元素的，而这些参数直接影响着测量结果。
传感器间相对外方位元素标定是通过扫描检校场来完成的。
具体原理是：系统扫描检校场后，提取检校场内特征控制点的点云坐标，将其与常规测量坐标构成测量点对，建立误差方程式，迭代求取参数，实现相对外方位元素的高精度标定。
也可以利用同一条路往返扫点云中线状地物（如电线杆）关系（重合或平行），对系统参数进行标定。
沿扫描方向上电线杆不重合主要是由于翻滚夹角不正确引起的，对夹角进行微调，直至他们重合或平行。
垂直于扫描方向上电线杆不重合主要是由于俯仰角不正确引起的，通过调整，使其重合或平行。
由于两参数计算时相互影响，调整时要反复进行。
（四）点云与影像的高精度融合技术将点云数据赋予RGB值，对点云数据的解译、分类和一些细节特征的表达都有非常大的帮助。
对彩色点云数据生产，国内外学者从理论和生产上都进行了许多研究。
主要思路有：①通过一些技术方案使两传感器同心（激光扫描仪中心和相机投影中心重合），匹配影像和点云中的同名特征点，恢复相机拍摄时的姿态，使对应两传感器投影角度实现数据融合。
②在激光扫描的同时，用面阵相机进行立体摄影，构建立体像对，在同一坐标系内与激光扫描点云进行邻近融合。
这些方法大多是针对地面静态扫描仪或小区域范围的数据采集，数据采集和处理复杂，难以满足复杂的动态街道测量要求。
SSW系统在点云数据采集的同时采集了目标物的影像数据，利用POS系统获取的姿态数据可以直接或间接地计算出相机曝光时刻的姿态数据，影像数据和点云数据的坐标系统就统一起来了，利用共线条件式可以使点云数据与影像数据准确融合。
四 DY-2点云工作站点云数据浏览、分类、特征信息提取、矢量数据生产也是SSW系统应用的重要组成部分。
点云数据是依时间顺序进行采集的，数据只是一些离散的坐标值，与目标物的特征、结构、属性没有任何关联且数据量很大。
点云数据的使用和深层信息的挖掘需要一套强大的点云数据处理、浏览等功能的软件来实现。
DY-2点云测量工作站就是在这样的背景下研究开发的点云数据处理系统。
DY-2基于C++开发语言与系统底层API，使用OpenGL三维图形渲染接口，以及成熟的第三方工具作为依赖，从而实现跨平台的代码设计。
这其中，一些可用的第三方工具包括开源的数据分析处理工具GDAL、PROJ等，它们在数据处理方面的卓越能力，已经被各大公司和研究机构所广泛认可，并成为ArcGIS、SuperMap、Skyline等主流GIS软件的底层依赖库支持。
DY-2的底层核心组件包括三维场景组织结构的设计、用户漫游和交互功能的开发，大规模场景数据的动态调度与管理，立体显示支持，以及数据分析的功能函数等。
系统设计框架如图3所示。
DY-2的用户层核心组件，主要包括海量点云数据处理模块、三维场景构建及管理模块、向量测图模块、向量编辑模块、成果输出模块等。
DY-2点云测量工作站软件工作界面如图4所示。
图4. DY-2点云测量工作站界面界面常驻信息有：①当前图层信息。
②当前三维测标所在位置，即测标的三维坐标信息。
③国标分类信息。
④机助测图实时信息。
包括：当前图层名称、当前线型及颜色、当前画笔状态眼基线长度、立体观察方式（真立体、透视立体）、正射观察时视线方向（向上、向下）等。
⑤实时编辑菜单。
点云场景显示主要有：点云数据的彩色显示（依RGB信息渲染）、点云数据灰度显示（依反射强度渲染）、点云数据的二值显示（依有无渲染）以及点云数据的假彩色显示（依高程值渲染、依深度渲染），如图5所示。
五系统应用试验（一）道路高精度高程测量近几年，随着我国公路建设的快速推进，我国公路网建设已基本完成。
公路建设进入以公路大修和改扩为主的局面。
公路大修与改扩建工程对公路路面高程测量精度要求很高，通常采用水准测量方式来完成路面高程测量任务。
