淺談數字化測圖技術特點及應用

劉曉歐 方超

【摘 要】隨著現(xiàn)代測繪技術的飛速發(fā)展，作為現(xiàn)代測繪技術基礎的數字測圖技術也呈現(xiàn)出日新月異的變化。目前，以現(xiàn)代測繪設備和計算機應用軟件為主體的數字測圖技術已廣泛應用于測繪生產，地形測量已從傳統(tǒng)的白紙測圖轉變?yōu)閿底譁y圖。

【關鍵詞】地形測量；數字化測圖；作業(yè)流程

地形測量包括地物和地貌測量兩大內容。傳統(tǒng)的平板儀測圖和經緯儀（或測距經緯儀）測圖通稱白紙測圖，它主要采用解析法和極坐標法，其成果為模擬式的圖解圖。但由于其成圖周期長、精度低、勞動強度大等局限逐漸被淘汰。而全數字地形測圖順應現(xiàn)代測繪技術新潮流，利用先進的測量儀器（如GPS接收機、電子全站儀等）和自動化成圖軟件，采用各種靈活的定位方法進行以數字信息表示地圖信息的測圖工作，它的成果為模型式的數字圖。

而目前大比例尺野外數字測圖主要使用全站儀采集數據。整個工作分為兩個階段：即數據采集（控制測量、地形特征點采集）；內業(yè)繪圖處理（數據傳輸、圖形繪制和編輯）。

1.數字化測圖技術的特點

（1）勞動強度小，自動化程度高。外業(yè)采集的數據可以自動記錄于電子手簿中，避免了傳統(tǒng)測圖繁瑣的記簿、計算、檢核，大大提高了勞動效率電子手簿中的數據可以通過電纜直接向計算機傳輸，在室內通過計算機鍵盤和鼠標的簡單操作，即可完成圖形編輯，大大減少了外業(yè)工作時間。

（2）精度高。傳統(tǒng)的測圖，地物點平面位置的誤差主要受解析圖根點的展給誤差和測定誤差、測定地物點的視距誤差、方向誤差等影響。測量數據作為電子數據格式可以自動傳輸、記錄、存儲、處理和成圖，在全過程中原始數據的精度毫無損失，不存在傳統(tǒng)測圖中的視距誤差、方向誤差、展點誤差，很好地反映了外業(yè)測量的高精度，獲得高精度的測量成果。

（3）信息量大。數字地圖包含的信息量幾乎不受“測圖比例尺”的限制，甚至可以沒有“測圖比例尺”的概念。數據可分層存放，使地面信息的存放幾乎不受限制。比如將房屋、道路、水系、電力線、地下管線、植被、地貌等存于不同的層中，通過關閉層、打開層等操作來提取相關信息，便可方便地得到所需測區(qū)內的地形圖。在數字地形圖的基礎上，可以綜合相關內容補充加工成不同用戶所需要的城市規(guī)劃圖、城市建設用圖、房地產圖以及各種管理的用圖和工程用圖等。

（4）信息存貯、傳遞方便。數字信息可以通過磁盤、光盤以計算機文件的形式保存或傳遞，還可以通過電纜或計算機互聯(lián)網傳輸。在數據的存貯、傳遞方面優(yōu)勢是傳統(tǒng)測圖無法比擬的。

（5）便于成果更新。數字化測圖的成果是以點的定位信息和繪圖信息存入計算機的，當實地有變化時，只需輸入變化信息的坐標、代碼，經過編輯處理，很快便可以得到更新的圖，從而可以確保地面的可靠性和現(xiàn)勢性。

2.數字化測圖在地形測量中的應用

2.1數字化測圖的主要方法

目前我國數字成圖的方法主要有三種：原圖數字化、航測數字成圖、地面數字測圖。原圖數字化是將原有圖件進行矢量化處理，使圖形數據變成矢量數據，通過各種編輯，獲得數字化地形圖的一種方法；或者將原有圖紙通過掃描儀掃描，通過一些矢量化軟件，將由掃描得到的柵格數據轉化為矢量數據，然后通過編輯處理，進而得到數字化地形圖的方法。航測數字成圖是將航攝像片通過解析測圖儀，獲得地面立體模型，采集地面模型數據，從而得到數字化地形圖的一種方法。這些方法的主要作業(yè)過程均需要三個步驟：數據采集、數據處理與編輯以及成果圖件的數據輸出。這三種方法適用的情況和作業(yè)方法各異，應根據具體情況區(qū)別對待。在沒有符合要求的大比例尺地形圖的地區(qū)，可直接采用地面數字測圖的方法，即內外業(yè)一體化數字成圖。

2.2數字化測繪在地形測量中的作業(yè)流程

（1）地形測圖準備。目前應用數字法進行地形測量前，應做好以下準備工作：根據城鎮(zhèn)地形調查的范圍，劃分好區(qū)、街道街坊；進行地形權屬調查，實地標出每宗地界址點的位置；布設控制網；劃分每個作業(yè)小組測區(qū)范圍。

（2）地形控制測量。地形控制測量是為地形細部測量和日常地形測量服務的，它具有傳遞點位坐標及限制測量誤差傳播和積累的作用。在地形測量工作中，為限制測量誤差的積累，保證必要的測量精度，使各街區(qū)測繪的地形圖能夠拼接成一個整體，就必須首先在全調查范圍內選定一些控制點，構成一定的幾何圖形，用精密的測量儀器和精確的測算方法，在統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)中，確定它們的平面位置和高程，再以這些控制點為基礎測算其他細部點的坐標。通常采用GPS衛(wèi)星定位技術建立控制網。

（3）地形細部測量。地形細部測量采用GPS（RTK）、全站儀配合的草圖方式測圖，關鍵部分繪制在草圖上。草圖的清晰、明了對內業(yè)工作至關重要，草圖繪制的比例尺不宜過小，地物之間的相對關系大體能夠得到體現(xiàn)。地形細部測量主要包括：野外數據采集。數字法地形測圖時，野外數據采集的方法按記錄器的不同可以分為：電子手簿記錄模式、便攜機記錄模式、電子速測儀數據存儲卡記錄模式、GPS測量模式。數據傳輸。野外數據采集后，用專用電纜將外業(yè)采集的數據傳輸到計算機。一般每天野外作業(yè)后都要及時進行數據傳輸，以避免數據丟失。數據處理。首先進行數據預處理，即對外業(yè)采集數據的各種可能的錯誤檢查修改和將野外采集的數據格式轉換成圖形編輯系統(tǒng)要求的格式。接著對外業(yè)數據進行圖形生成，建立圖形文件等操作，再進行等高線數據處理，即生成三角網數字高程模型（DTM）、自動勾繪等高線等。

（4）地形圖生成與編輯。對照宗地關系圖與宗地草圖，根據分幅地形圖的坐標范圍，選定該幅圖所波及的作業(yè)分區(qū)數據文件，由測點平面坐標和地塊描述信息自動生成平面圖。地形圖生成完畢后，在輸出前利用制圖軟件的圖形編輯功能進行圖形編輯處理。圖形編輯處理后，要對其進行全面檢查，查看是否有漏測及處理不當的地方，并加以修改，消除一些地物、地貌的矛盾，進行文字注記說明及地形符號的填充，進行圖廓整飾等。也可對圖形的地物、地貌進行增加或刪除、修改。如果沒有什么重大問題，則可以生成界址線等地形要素，注記相關的地形要素內容，打印初步地形圖。進行外業(yè)巡查，根據初步地形圖利用鋼尺對測量精度進行審核，這一步是質量控制的關鍵所在。

（5）面積量算匯總。在錯誤修正后，按照從整體到局部，層層控制，分級量算，塊塊檢核，按面積平差的原則進行面積量算、面積平差、面積匯總等工作。

（6）圖表生成。最后在檢核無誤的情況下利用制圖軟件的功能生成地形圖、宗地圖、界址點成果表、宗地面積繪總表、土地面積分類表等圖表文件。

（7）地形信息系統(tǒng)的建立。進行圖表一致性、勘丈邊長與反算邊長一致性的檢核，經檢核無誤或對檢核問題修改后，建立初始地形調查數據庫文件，再進行人庫前的數據檢查，如無錯誤則可以人庫，即建立了地形信息系統(tǒng)。

在地形測量工作中采用數字化測繪技術，可以提高數字化測圖技術和效率，保證成圖精度，滿足小城鎮(zhèn)建設的需求，為后續(xù)的規(guī)劃和調整工作提供了基礎資料，取得了較好的經濟和社會效益。

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