數(shù)字化測圖剖析

劉戰(zhàn)江

(黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱150080)

1 數(shù)字化測圖的概述

數(shù)字化測圖是近幾年隨著電子計算機(jī)、地面測量儀器、數(shù)字測圖軟件和GIS技術(shù)的應(yīng)用而迅速發(fā)展起來的全新內(nèi)容，廣泛應(yīng)用與測繪生產(chǎn)、土地管理、城市規(guī)劃等部門，并成為測繪技術(shù)變革的重要標(biāo)志。

廣義的數(shù)字化測圖又稱為計算機(jī)成圖主要包括:地面數(shù)字測圖、地圖數(shù)字化成圖、航測數(shù)字成圖、計算機(jī)地圖制圖。在實際工作中大比例尺數(shù)字化測圖主要指野外實地測量既地面數(shù)字測圖，也成為野外數(shù)字化測圖。

2 數(shù)字化測圖的技術(shù)要求

2.1 作業(yè)方法及內(nèi)容

2.1.1 作業(yè)方法

使用全站儀或GPS采集數(shù)據(jù)，使用合適的測圖軟件或MicroStation軟件進(jìn)行編輯，最終輸出dgn格式的圖形數(shù)據(jù)文件。

2.1.2 作業(yè)內(nèi)容

1)一級GPS控制網(wǎng)測量、圖根控制測量、四等水準(zhǔn)測量。

2)數(shù)字地形圖實測。

3)“一圖”數(shù)據(jù)編輯。

4)“二圖”數(shù)據(jù)編輯。

2.2 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

1)平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用北京54坐標(biāo)系。

2)高程系統(tǒng)采用1985國家高程基準(zhǔn)(復(fù)測)。采用1 m等高距。

2.3 作業(yè)依據(jù)

1)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ 8－99《城市測量規(guī)范》(以下簡稱《城市規(guī)范》);

2)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ 73－97《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》;

3)國標(biāo)GB 12898－91《國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范》; 4)國標(biāo)GB/T7929－1995《1∶500、1∶1000、1∶2000地形圖圖式》(以下簡稱《圖式》)。

5)《1∶500、1∶1000、1∶2000地形圖要素分類與代碼》(GB14804－93)。

2.4 一級GPS控制測量

1)在測區(qū)已有三、四等平面控制點的基礎(chǔ)上，在測圖范圍內(nèi)加密布設(shè)一級GPS控制網(wǎng)，當(dāng)符合下列條件時可不進(jìn)行一級控制測量，而直接進(jìn)行圖根測量。

2)一級網(wǎng)平均邊長300～500 m，最弱邊相對中誤差＜1/ 20000，最弱點相對于起算點的點位中誤差≤5 cm。

3)一級GPS網(wǎng)相鄰點最小距離不應(yīng)小于平均距離的1/ 3，最大距離不應(yīng)大于平均距離的3倍。每點至少有一個通視方向。

4)一級GPS控制點應(yīng)選在視野開闊、基礎(chǔ)穩(wěn)固、能夠長期保存、便于使用的地方，并避開大功率發(fā)射源200 m以上，避開高壓輸電線50 m。

5)標(biāo)石面上方用紅漆印清點號，標(biāo)石面下方印清埋石日期:2004.1。現(xiàn)場預(yù)制標(biāo)石時，使用字模壓印。標(biāo)石規(guī)格見下圖。

圖1 標(biāo)石規(guī)格

5.9 一級點需要繪制點之記。點之記中注明至3個明顯方位物的拴距，實地丈量距離注記至0.1 m，當(dāng)方位物較遠(yuǎn)時，可從地形圖上量算距離，量算的距離注記至1 m。

2.5 高程控制測量

1)在國家二等水準(zhǔn)點的基礎(chǔ)上布設(shè)四等水準(zhǔn)路線，連測一級導(dǎo)線點、GPS高程擬合起算點、圖根水準(zhǔn)測量的起算點。

2)四等水準(zhǔn)測量的主要技術(shù)指標(biāo)見下表:

表1 四等水準(zhǔn)測量技術(shù)指標(biāo)

3)水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺要按《國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行檢驗。

4)水準(zhǔn)儀i角在作業(yè)開始的第一周，每天測一次，當(dāng)i角穩(wěn)定后每15 d測定一次，i角不大于20″。

5)四等水準(zhǔn)測量使用DS3類型以上的水準(zhǔn)儀、木質(zhì)雙面標(biāo)尺單程觀測，測站觀測順序為“后－后－前－前”，距離可直接讀取。

6)四等水準(zhǔn)測量的觀測要求見表2:

表2 四等水準(zhǔn)測量觀測要求

2.6 圖根控制測量

2.6.1 圖根平面控制測量

1)在城市三、四等平面控制點及一、二級導(dǎo)線點的基礎(chǔ)上，采用GPS測量、等形式布設(shè)圖根控制點。

2)圖根點用木樁或水泥地面涂紅漆標(biāo)定其位置，在樁頂和水泥地面上都要用鐵釘或水泥釘準(zhǔn)確定位。

3)采用RTK模式測量圖根點時，每次流動站開始作業(yè)之前，需要在一級控制點或高等級控制點上進(jìn)行檢測，平面位置精度達(dá)到5cm時，方可開始RTK作業(yè)。每個圖根點需要測量記錄兩組坐標(biāo)值，按兩組坐標(biāo)計算的距離不超過5cm時，取中數(shù)作為最終成果。

2.6.2 圖根高程控制測量

1——在等級水準(zhǔn)點基礎(chǔ)上進(jìn)行圖根高程測量。圖根水準(zhǔn)測量可布設(shè)為附合路線或結(jié)點網(wǎng)，一般不布設(shè)為閉合環(huán)。附合路線長度不得大于8 km，結(jié)點間路線長度≤6 km，支線長度≤4 km。使用不低于DS10級的水準(zhǔn)儀(i角應(yīng)小于30″)，按中絲法單程觀測(支線應(yīng)往返測)，估讀至毫米。視距≤100 m，前后視距宜相等。路線閉合差不得超過(L為路線長度，km)。

2)應(yīng)用GPS高程擬合方法測量圖根點高程時，應(yīng)保證觀測網(wǎng)中至少有6個四等以上水準(zhǔn)點作為高程起算點，所有擬合點應(yīng)位于網(wǎng)中外圍高程起算點所控制范圍之內(nèi)，圖根點擬合高程中誤差不得超過±5 cm。

2.7 地形圖測繪

2.7.1 地形圖及數(shù)據(jù)文件命名

1)圖名取用圖幅內(nèi)較大的自然地理名稱或企事業(yè)單位名稱，當(dāng)圖內(nèi)沒有名稱取用時只注記圖號。

2)圖形數(shù)據(jù)文件以舊圖號為基礎(chǔ)進(jìn)行命名，去掉中間的短線，“一圖”文件名在其前面加A，“二圖”文件在其前面加B。如:舊圖號為1－115－9的圖幅，其“一圖”文件名為A1011509，“二圖”文件名為B1011509。

2.7.2 地形圖數(shù)據(jù)采集

1)地形圖測繪使用全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，最終上交的地形圖數(shù)據(jù)格式為dgn。

2)采集數(shù)據(jù)時使用掌上電腦在實地進(jìn)行必要的編輯，務(wù)必將測點的連接關(guān)系、主要的地形、地貌表示清楚。

3)所有線狀符號應(yīng)保證在不打開線型的情況下能夠嚴(yán)格接邊。

2.8 “一圖”數(shù)據(jù)編輯

1)“一圖”是按入庫要求制作的數(shù)據(jù)文件，要求符號、線型正確，符號間應(yīng)保持0.3 mm以上的間距，達(dá)到清晰易讀。曲線要光滑、自然。

2)所有的點符號都在第三層，點符號顏色按附表1“MicroStation數(shù)字制圖分層分色表”執(zhí)行。

3)所有應(yīng)實交的地物線劃使用捕捉功能使之完全吻合，不得出現(xiàn)懸掛。田埂不能與水渠線、道路實線相交，應(yīng)視實際情況中斷田埂。

4)所有地物要素不能重合，不同層的地物要素共線時，其它層的線只能采用線拷貝的方法完成，對拷貝線和被拷貝線都不允許作節(jié)點和線的移動。另外，公共邊應(yīng)帶線型，其線型為:是何地物的公共邊即為該地物的線型，如拷貝陡坎為河流的公共邊，該公共邊的線型應(yīng)為河流邊線的線型。

2.9 “二圖”數(shù)據(jù)編輯

1)“二圖”是按制圖標(biāo)準(zhǔn)制作的數(shù)據(jù)文件，“一圖”數(shù)據(jù)文件編輯完成后，編輯“二圖”數(shù)據(jù)文件。

2)編輯“二圖”數(shù)據(jù)文件時要特別注意《補(bǔ)充圖式》與《圖式》的不同之處，如GPS點、雨罩、懸空式房屋、女兒墻、電器開關(guān)箱、電話接線箱、涵洞等要使用杭州市規(guī)劃局制定的專用符號。

3)“二圖”中的注記以滿足出圖需要為原則，可以打散成單個字輸入。

4)被圖廓分割的不足以標(biāo)注結(jié)構(gòu)、層數(shù)、性質(zhì)、幢號的小塊居民地，不注記。

5)各級道路過涵洞時道路不中斷，過橋梁時道路繪至橋頭。涵洞用《補(bǔ)充圖式》。

6)對于大面積植被，范圍內(nèi)符號的間距擴(kuò)大到圖式規(guī)定的2倍，小面積視圖面布局，一般繪在范圍中央。

7)“二圖”中的地坪標(biāo)高注在房內(nèi)右下角，只注高程，不繪點位符號。

3 數(shù)字化測圖的發(fā)展與展

展望未來，科技水平的進(jìn)一步發(fā)展，可以采用自動化程度更高的模式:

3.1 全站儀自動跟蹤測量模式

測站架設(shè)自動跟蹤式全站儀，如選擇瑞典捷創(chuàng)力、日本拓普康等相應(yīng)型號的測量儀器。全站儀能自動跟蹤照準(zhǔn)立在測點上的棱鏡，通過無線數(shù)字通信將測量數(shù)據(jù)自動傳輸給棱鏡站的電子平板記錄成圖。最近徠卡公司又推出TCA全站儀+RCS1000遙控器的測量模式，實現(xiàn)了測站無人值守的遙控測量?？梢栽诶忡R站遙控開機(jī)測量，全站儀自動跟蹤、自動照準(zhǔn)、自動記錄。遙控測量系統(tǒng)與電子平板連接可實現(xiàn)自動跟蹤模式的電子平板數(shù)字測圖。

3.2 GPS測量模式

GPS是美國全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的簡稱。它是組織研究的用于軍事上的導(dǎo)航定位設(shè)備，20世紀(jì)80年代推廣到民用。GPS定位方法靈活方便、精度高，目前應(yīng)用非常廣泛。隨著科技的發(fā)展，GPS技術(shù)將在普通測量與工程測量中得到進(jìn)一步的普及應(yīng)用。

若現(xiàn)場連接電子平板測圖系統(tǒng)就可以實時成圖，及時解決測圖中的問題，實現(xiàn)一步測圖。這將極大的提高開闊地區(qū)野外測圖的準(zhǔn)確性和勞動效率。