淺析數(shù)字化測繪技術的應用

［摘要］現(xiàn)階段我國的測繪技術已經(jīng)從傳統(tǒng)的人工測繪發(fā)展到數(shù)字化測繪，而且數(shù)字化測繪技術在不斷地發(fā)展。文章探討數(shù)字化測繪技術的優(yōu)點以及應用。

［關鍵詞］數(shù)字化測繪；地籍測量；數(shù)字地球

［作者簡介］田少賢，廣東揭東縣建筑設計室助理工程師，研究方向：數(shù)字化測繪技術，廣東揭陽，522000

［中圖分類號］ TP39［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1007-7723（2008）07-0038-0002

一、引言

數(shù)字化測繪技術是伴隨著計算機、網(wǎng)絡技術的發(fā)展及測量儀器的智能化而興起的一門新興的測繪技術。數(shù)字中國、數(shù)字城市等概念的提出以及相關數(shù)字化工程的啟動，特別是全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、攝影測量與遙感（RS）以及數(shù)字化測繪和地面測量先進技術的發(fā)展，使傳統(tǒng)測繪的手段和方法產(chǎn)生了深刻的變化。下面分析數(shù)字化測繪技術的優(yōu)點及應用。

二、數(shù)字化測繪技術的優(yōu)點

第一，通過計算機的模擬，在屏幕上直觀生動地（分層）反映出地形、地貌特征以及地籍要素，而且一目了然，基本上改變和彌補了傳統(tǒng)產(chǎn)品線條、符號和數(shù)字、文字等綜合包羅，非具一定專業(yè)知識才能讀懂的缺陷。

第二，數(shù)字化測繪產(chǎn)品在使用、維護和更新上具有方便快捷的特性，能夠隨時保持產(chǎn)品信息的現(xiàn)時性，可以隨時補充、修改、出新圖，方便使用。

第三，根據(jù)不同用戶的需要，可以對產(chǎn)品的各種要素進行數(shù)據(jù)再加工，得到不同用途的圖件，而且還可以隨意對圖形進行拼接、縮放，用途更廣泛。

第四，利用數(shù)字化（地形、地籍）測繪成果作為底圖，可在計算機上進行各種規(guī)劃與設計方便地進行許多方案的設計與比較，對各種要素的統(tǒng)計、匯總、疊加、分析也方便準確。

三、數(shù)字化測繪作業(yè)方法的選擇

數(shù)字化測繪設備是全站儀加電子手簿或電子平板，作業(yè)方法分為編碼方法和無碼方法。編碼方法在記錄測量數(shù)據(jù)時必須按碎部點的類型及相互間幾何關系輸入特征編碼，作業(yè)員不僅要熟記編碼，為正確輸入編碼，測站與棱鏡間還需要較多有關測點的信息交流，因此作業(yè)速度慢。尤其當?shù)匦螐碗s、通視困難，對一個地物的測量是不連續(xù)的，甚至要經(jīng)過幾個測站的觀測才能完成時，作業(yè)難度大、出錯機會多。無碼作業(yè)則不需輸入任何編碼，代之以繪制草圖記錄所測點位及相鄰關系。測站與棱鏡間聯(lián)絡較少，測站照準目標，操作電子手簿與全站儀測取數(shù)據(jù)后，只需向棱鏡處作業(yè)員報告碎部點號而已。具有平板測圖知識的作業(yè)員，隨著棱鏡移動現(xiàn)場繪制草圖，輕松且不易出錯。測圖工作實際上主要在棱鏡處進行，測站觀測速度很快，一臺全站儀可觀測2至3個棱鏡，相當2至3個圖板的平板測圖。所以無碼作業(yè)方法更容易為測量人員所接受。數(shù)字化測繪記錄設備過去以電子手簿為主，但目前有關電子平板的介紹、報道較多。所謂內(nèi)外業(yè)一體化的作業(yè)方法，即利用電子平板（便攜機）在野外實現(xiàn)碎部點展繪成圖的方法。但實際上若電子平板與全站儀聯(lián)機，由于通視不一定好，加之數(shù)字化測圖測程較遠，繪圖員在電子平板上編輯繪圖很困難。若靠遠距離觀察輔之以鏡站作業(yè)員的描述來繪圖，則不僅對電子平板繪圖員的技術、經(jīng)驗要求較高，且既慢又容易出錯。就這一點而言，類似傳統(tǒng)的平板測圖的作業(yè)方法，不同之處僅在于不需展點、計算機編輯代替手工繪圖而已。為解決這一問題，市場上推出了遙控電子平板。雖然采用遙控平板可使繪圖員隨棱鏡現(xiàn)場繪圖，但設備投資遠高于電子手簿，野外作業(yè)速度也低于電子手簿加草圖方法。所以，在大多數(shù)情況下，尤其是復雜地區(qū)，電子手簿加草圖方法仍是最適合的作業(yè)方法。

四、數(shù)字測圖的主要內(nèi)容

（一）原圖數(shù)字化

當一個地區(qū)需要用到數(shù)字地形圖而一時因經(jīng)費困難或受到時間等原因的限制時，該方法是最適宜的。它能夠充分利用現(xiàn)有的地形圖，僅需配備計算機、數(shù)字化儀或掃描儀、繪圖儀再配以數(shù)字化軟件就可以開展工作，并且可以在很短的時間內(nèi)獲得數(shù)字化成果。它的工作方法有兩種：手扶跟蹤數(shù)字化及掃描矢量化。其中，后一種的精度、效率更高。但是，利用該方法所獲得的數(shù)字地圖其精度因受原圖精度的影響，加上數(shù)字化過程中所產(chǎn)生的各種誤差，因而它的精度要比原圖的精度差。而且它所反映的只是白紙成圖時地表上各種地物地貌，現(xiàn)時性不是很好。所以它僅能作為一種應急措施而非長久之計。為了充分利用該法得到數(shù)字地圖，可通過修測、補測等方法，實測一部分地物點的精確坐標，再用這些點的坐標代替原來的坐標，通過調(diào)整，可在一定程度上提高原圖的精度。而隨著地圖的不斷更新、實測坐標的增加，地圖的精度也就會相應地得到提高。

（二）地面數(shù)字測圖

在沒有合乎要求的大比例尺地圖的地區(qū)，可直接采用地面數(shù)字測圖的方法，該方法也稱為內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字測圖，是我國目前各測繪單位用得最多的數(shù)字測圖方法。采用該方法所得到的數(shù)字地圖的特點是精度高。只要采取一定的措施，重要地物相對于鄰近控制點的精度控制在5cm內(nèi)是可以做到的。

（三）航測數(shù)字成圖

當一個地區(qū)（或測區(qū)）很大時，可以利用航空攝影機在空中攝取地面的影像，通過外業(yè)判讀，內(nèi)業(yè)建立地面的模型，通過計算機用繪圖軟件在模型上量測，直接獲得數(shù)字地形圖。隨著測繪技術的發(fā)展，數(shù)字攝影測量已在我國部分地區(qū)取得成功，不久將會得到推廣。它是通過在空中利用數(shù)字攝影機所獲得的數(shù)字影像，內(nèi)業(yè)通過專門的航測軟件，在計算機上對數(shù)字影像進行像對匹配，建立地面的數(shù)字模型，再通過專用的軟件來獲得數(shù)字地圖?？梢哉f，這將是今后數(shù)字測圖的一個重要發(fā)展方向。該方法的特點是可將大量的外業(yè)測量工作移到室內(nèi)完成，它具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低、不受氣候及季節(jié)的限制等優(yōu)點，特別適合于城市及大測區(qū)的大面積成圖。

五、數(shù)字測圖的應用

（一）在地籍測量中的應用

地籍測量的目的是為了全面澄清城鎮(zhèn)土地的屬性、位置、面積、用途、經(jīng)濟價值及相互之間的關系，為建立全國土地管理信息系統(tǒng)奠定基礎。隨著高新測繪技術的開發(fā)和應用，數(shù)字化測繪技術的應用得到迅速發(fā)展。較之傳統(tǒng)的大（?。┢桨鍍x（地形、地籍）測繪技術，數(shù)字化測繪可以讓測繪產(chǎn)品更加多樣化，技術含量和應用水平更高，產(chǎn)品的使用與維護更加方便、快捷、直觀，與傳統(tǒng)的測繪產(chǎn)品（地形、地籍圖件）相比，數(shù)字化測繪產(chǎn)品具有明顯的優(yōu)越性。作業(yè)流程的科學化是數(shù)字測量的關鍵所在，數(shù)字地籍測量的作業(yè)流程如下：

（1）收集相關資料；（2）測設首級控制點與圖根控制點；（3）外業(yè)數(shù)據(jù)采集；（4）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理；（5）圖形編輯；（6）成果整理與驗收。

（二）在數(shù)字地球中的應用

數(shù)字地球是把經(jīng)濟和社會發(fā)展方方面面的信息，加載于一個統(tǒng)一的地理坐標框架中，按數(shù)字的形式存貯于計算機，任何機構或個人均可通過網(wǎng)絡通訊技術，足不出戶便可獲取所需的信息，做到“秀才不出門，全知天下事”。數(shù)字地球是一個十分龐大的系統(tǒng)工程，技術復雜、涉及部門多，沒有任何一個部門或團體能單獨承擔，它需要地球科學、信息科學、空間技術和眾多應用部門的配合。測繪作為地學和信息學的重要組成部分，在國家空間數(shù)據(jù)基礎設施建設中具有不可替代的地位。空間基礎信息的獲取、處理，向信息高速公路提供內(nèi)容豐富、形式多樣的信息貨物等工作已落在測繪工作者肩上?？梢哉f，數(shù)字地球始于測繪。我國測繪部門從20世紀80年代初期開始，對傳統(tǒng)測繪技術進行了大規(guī)模的數(shù)字化改造。傳統(tǒng)的光學定位技術已被光電技術、GPS技術所取代，傳統(tǒng)的白紙測圖已被數(shù)字測圖和地理信息系統(tǒng)所取代，以地面測量為主向以衛(wèi)星定位（GPS）、衛(wèi)星遙感（RS）測繪等高技術為主的方面轉變，被動的靜態(tài)測量向動態(tài)的實時測量方面轉變。測繪部門在數(shù)字地球基礎框架建設方面做了大量工作，主要包括：建立了全國A級、B級GPS網(wǎng)；完成了全國1∶100萬、1∶25萬基礎地理數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)服務設施；建立了國情和省情綜合地理信息系統(tǒng)；成功研制了從遙感立體影像自動建立數(shù)字地面模型的數(shù)字攝影測量系統(tǒng)；成功研制了數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字正射影像（DOM）、數(shù)字線劃圖（DLG）、數(shù)字柵格圖（DRG）等“4D”產(chǎn)品生產(chǎn)線。數(shù)字地球的雛形已經(jīng)形成。

當然，數(shù)字測繪技術還應用于其他很多方面，由于篇幅有限，就不在此一一列舉了。

六、結語

數(shù)字測繪技術具有先進、精確、實用等優(yōu)越性，在地籍測量、數(shù)字地球等領域得到了廣泛應用。并且數(shù)字化測繪技術也在日新月異地發(fā)展，期待著我國的數(shù)字化測繪技術發(fā)揮廣泛的作用。

［參考文獻］

［1］賀麗娟，曹振.數(shù)字化測繪技術在工程測量中的應用［J］.西北水電，2002，（12）.

［2］覃其進.淺談數(shù)字化技術在地籍測繪中的應用［J］.廣西地質，2001.

［3］高恒昌，段朝輝，張澎.數(shù)字化測圖在城鎮(zhèn)地籍測量中的應用［J］.城市勘測，2002，（2）.

［4］宋其友，等.數(shù)字地籍測量［J］.北京:測繪出版社，1991.