地形圖測(cè)繪方法的比較與分析

（江西省地理國(guó)情監(jiān)測(cè)遙感院 江西南昌 330046）

0 前言

測(cè)繪是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)的開路先鋒。作為測(cè)繪的主要成果之一地形圖，已廣泛應(yīng)用于政治、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防、城市規(guī)劃、社會(huì)生活等各個(gè)方面。如界線圖、軍用地圖、城市規(guī)劃圖、電子導(dǎo)航地圖等。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，測(cè)繪行業(yè)發(fā)生了巨大的變化，無論是技術(shù)裝備、測(cè)繪手段、產(chǎn)品形式等都發(fā)生了飛躍式的發(fā)展。如技術(shù)裝備，已經(jīng)從過去的經(jīng)緯儀平板測(cè)圖，發(fā)展到全站儀數(shù)字測(cè)圖、GPS RTK數(shù)字測(cè)圖，車載移動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng)，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量與遙感等。產(chǎn)品形式也是豐富多彩。有模擬產(chǎn)品，也有各種數(shù)字產(chǎn)品，如DEM、DOM、DLG、DRG、三維景觀模型等。

地形圖的測(cè)繪方法多種多樣，作為一個(gè)測(cè)繪工作者，我們必須熟練掌握各種測(cè)繪方法的技術(shù)原理和生產(chǎn)流程。針對(duì)不同的測(cè)繪生產(chǎn)項(xiàng)目，科學(xué)合理選用相應(yīng)的測(cè)繪方法，有利于縮短成圖周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 全站儀數(shù)字測(cè)圖

1.1 作業(yè)流程

全站儀數(shù)字測(cè)圖原理和傳統(tǒng)的平板測(cè)圖差不多，只是由全站儀代替了經(jīng)緯儀，提高了測(cè)圖速度，同時(shí)也提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

全站儀數(shù)字測(cè)圖的作業(yè)流程為：野外勘探、技術(shù)設(shè)計(jì)、圖根控制測(cè)量、野外數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)成圖、質(zhì)量檢查、成果驗(yàn)收等。

野外勘探、技術(shù)設(shè)計(jì)是每個(gè)測(cè)繪項(xiàng)目都必須具備的工作，是保證項(xiàng)目科學(xué)規(guī)劃、合理安排、順利進(jìn)行的前提條件。圖根控制測(cè)量是測(cè)區(qū)高級(jí)控制點(diǎn)的密度不能滿足測(cè)圖需要所進(jìn)行的控制點(diǎn)的布設(shè)和測(cè)量。野外數(shù)據(jù)采集即為地物、地貌測(cè)繪等。野外數(shù)據(jù)采集是一項(xiàng)艱苦復(fù)雜的工作，要克服各種自然條件和環(huán)境因素的影響。野外數(shù)據(jù)采集除碎部點(diǎn)的坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)外，還需要與繪圖有關(guān)的其他信息，如碎部點(diǎn)的連接線型、地形要素名稱、其他名稱注記等。為了方便內(nèi)業(yè)成圖，在野外還要畫出草圖。內(nèi)業(yè)成圖就是對(duì)野外采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯整理成為圖形。檢查驗(yàn)收是對(duì)測(cè)繪產(chǎn)品的質(zhì)量鑒定，產(chǎn)品是否滿足各項(xiàng)規(guī)范要求。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，全站儀數(shù)字測(cè)圖正向內(nèi)外業(yè)一體化的作業(yè)模式發(fā)展。

1.2 全站儀數(shù)字測(cè)圖的特點(diǎn)及應(yīng)用

全站儀數(shù)字測(cè)圖主要特點(diǎn)是測(cè)圖精度高。現(xiàn)階段，精度要求高的地形圖測(cè)繪項(xiàng)目一般采用全站儀數(shù)字測(cè)圖技術(shù)，如城鎮(zhèn)地籍測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)量，1：500、1：1000 城市規(guī)劃圖等。

全站儀數(shù)字測(cè)量外業(yè)工作量大，還受通視條件、自然因素、環(huán)境因素等的影響，作業(yè)周期相對(duì)要求長(zhǎng)。由于精度高，外業(yè)工作量大，作業(yè)周期相對(duì)長(zhǎng)等，所投入的人力、物力和財(cái)力也相對(duì)大。

2 基于GPS的數(shù)字測(cè)圖

2.1 GPS RTK 數(shù)字測(cè)圖

GPS RTK 數(shù)字測(cè)圖方法類似全站儀數(shù)字測(cè)圖，只是用GPS RTK系統(tǒng)代替全站儀。GPS RTK測(cè)量技術(shù)已從單基站、多基站向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。如江西省網(wǎng)絡(luò)參考站JXCORS系統(tǒng)的建立并投入運(yùn)行，GPS RTK 數(shù)字測(cè)圖相當(dāng)快捷和方便。JXCORS系統(tǒng)是由分布于全省的62個(gè)GNSS 連續(xù)運(yùn)行參考站組成。在測(cè)圖過程中，只要有通訊信號(hào)和能接收4顆以上衛(wèi)星的地方一般都能得到固定解，量測(cè)出有效數(shù)據(jù)。如果測(cè)區(qū)有3個(gè)以上分布合理的已知控制點(diǎn)，實(shí)地通過點(diǎn)校正，就可以馬上得出同系統(tǒng)的坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)。如果測(cè)區(qū)沒有已知控制點(diǎn)，那也可以通坐標(biāo)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換得到如1980 西安坐標(biāo)系和1954年北京坐標(biāo)系數(shù)據(jù)。例如，在2010年鄱陽湖測(cè)區(qū)，我們采用了JXCORS系統(tǒng)測(cè)圖技術(shù)，克服了隆冬寒冷、多霧、草地爛泥等多種不利條件，全局動(dòng)用數(shù)十臺(tái)GPS，會(huì)戰(zhàn)鄱陽湖，保質(zhì)、保量，如期完成鄱陽湖測(cè)圖項(xiàng)目，為鄱陽湖建設(shè)提供了現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)、精度高的基礎(chǔ)測(cè)繪成果，受到各方好評(píng)。

JXCORS 測(cè)圖的特點(diǎn)是，凡是有手機(jī)信號(hào)，能接收4顆（包括4顆）以上衛(wèi)星的任何測(cè)點(diǎn)，獨(dú)自1 人就能完成厘米級(jí)精度的GPS 測(cè)量任務(wù)。用戶不再架設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)量速度快、精度高，全天候作業(yè)，具備所有靜態(tài)網(wǎng)的功能等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于沒有手機(jī)信號(hào)或有效衛(wèi)星數(shù)沒有4顆以上，那就很難達(dá)到預(yù)期目的。所以，GPS RTK測(cè)量技術(shù)在城市規(guī)劃圖測(cè)量中由于城市高樓大廈比較多，影響GPS 衛(wèi)星接收，影響工作進(jìn)程。

2.2 車載移動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng)

車載移動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng)又稱移動(dòng)道路測(cè)圖系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在車上裝備GPS 接收機(jī)、CCD、INS（慣性導(dǎo)航系統(tǒng)）等傳感器和設(shè)備，車輛在行駛的過程中，快速采集道路及道路兩邊地物的空間位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。所采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，經(jīng)過編輯加工處理，形成各種地圖成果。車載移動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng)是一門高新技術(shù)，該套設(shè)備價(jià)格相對(duì)昂貴。現(xiàn)階段，在我國(guó)還沒得到廣泛應(yīng)用。

3 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量

圖1 1：1000 數(shù)字地形圖

3.1 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量作業(yè)流程

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的作業(yè)流程為：航空攝影、像片控制測(cè)量、空三加密、立體測(cè)圖、外業(yè)調(diào)繪和補(bǔ)測(cè)、圖形編輯與接邊、質(zhì)量檢查、成果整理與提交等。

航空攝影工作主要由專門的航攝單位完成，由其提供符合要求的航測(cè)資料。像片控制測(cè)量目的是為空三加密提供定向點(diǎn)。隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是JXCORS系統(tǒng)的應(yīng)用，像片控制測(cè)量工作變得越來越便捷。工作人員只要按規(guī)范布好點(diǎn)，選刺準(zhǔn)確，就能快速測(cè)出像控制點(diǎn)坐標(biāo)和高程?？杖用苁菫闇y(cè)圖定向測(cè)量出一定點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。立體測(cè)圖是應(yīng)用數(shù)字化測(cè)圖系統(tǒng)測(cè)量地物、地貌。外業(yè)調(diào)繪和補(bǔ)測(cè)是將立體測(cè)圖成果拿到野外實(shí)地定性和補(bǔ)測(cè)，對(duì)內(nèi)業(yè)錯(cuò)漏進(jìn)行糾正和補(bǔ)測(cè)，對(duì)被陰影遮蓋內(nèi)業(yè)無法測(cè)定的地物進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。圖形編輯是以立體測(cè)圖成果作為工作底圖，結(jié)合外業(yè)調(diào)繪成果來進(jìn)行地形圖編輯并接邊。地形圖編輯和接邊完成后，再進(jìn)行二級(jí)檢查。即過程檢查和最終檢查，最后是成果的整理和提交。

3.2 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的特點(diǎn)

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的特點(diǎn)是把主要的工作量集中在內(nèi)業(yè)完成，野外只需要像片控制測(cè)量和調(diào)繪與補(bǔ)測(cè)，這樣，大大減少了野外工作量，可以有效減少天氣對(duì)成圖周期的影響，從而可以縮短成圖周期，成本相對(duì)低。對(duì)大測(cè)區(qū)成圖優(yōu)勢(shì)更加明顯。并且還能生產(chǎn)DOM數(shù)字影像圖，成果多樣化。如圖1為數(shù)字線劃圖DLG，圖2為數(shù)字影像圖DOM。比如在高速公路帶狀圖的測(cè)繪，城鎮(zhèn)規(guī)劃用圖等都采用了數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)。

圖2 數(shù)字正射影像圖

4 其他先進(jìn)成圖技術(shù)

隨著測(cè)繪科學(xué)與相關(guān)科技的不斷發(fā)展，其他先進(jìn)的成圖技術(shù)也不斷得到廣泛應(yīng)用和完善。如遙感技術(shù)、機(jī)載激光掃描系統(tǒng)（LIDAR）等。這些先進(jìn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用豐富了地形圖的測(cè)繪方法和測(cè)繪成果。

5 結(jié)束語

從全文的分析和論述可以看出，地形圖測(cè)繪項(xiàng)目都各有其特點(diǎn)和要求，千差萬別。測(cè)繪技術(shù)裝備、測(cè)繪原理、產(chǎn)品形式多種多樣，各有千秋。作為一個(gè)測(cè)繪工作者，科學(xué)規(guī)劃和合理選用與測(cè)繪項(xiàng)目相適應(yīng)的測(cè)繪方法，追求最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是我們的神圣職責(zé)和義務(wù)。

[1]張劍清,潘勵(lì),王樹根.攝影測(cè)量學(xué)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社,2003.

[2]張正祿等.工程測(cè)量學(xué)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社,2005.

[3]注冊(cè)測(cè)繪師資格考試輔導(dǎo)教材[M].北京：測(cè)繪出版社,2009.

[4]江西省CORS 培訓(xùn)資料.