數(shù)字測(cè)繪應(yīng)用技術(shù)的探究

陳大鵬

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)發(fā)展迅速。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)是新時(shí)期一種新型的測(cè)繪技術(shù)，它產(chǎn)生于發(fā)展與計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展、測(cè)量?jī)x器的智能化有著密切的關(guān)系。在測(cè)繪工程中，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)起著至關(guān)重要的作用，并得到廣泛的應(yīng)用，我國(guó)測(cè)繪工程的服務(wù)領(lǐng)域不斷延伸，測(cè)繪工程開始進(jìn)入一個(gè)數(shù)字化的時(shí)代。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字測(cè)繪；應(yīng)用技術(shù)

1.測(cè)繪工程中的現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)

1.1測(cè)繪工程中的數(shù)字化成圖手段

測(cè)繪是測(cè)繪工程中重要的內(nèi)容之一，也是測(cè)繪工程傳統(tǒng)的工作之一，但是對(duì)于工程圖及比例尺較大的地圖，則必須實(shí)施野外測(cè)量工作。野外測(cè)繪是一項(xiàng)艱辛且復(fù)雜的工作，其周期通常比較長(zhǎng)，因此無法滿足客戶的需求。數(shù)字化成圖手段的出現(xiàn)，解決了野外測(cè)繪的難題。運(yùn)用數(shù)字化成圖手段，可以最大限度地提升地圖的質(zhì)量，保持較高的精度。同時(shí)，運(yùn)用數(shù)字化成圖手段在工作流程簡(jiǎn)化方面還有著至關(guān)重要的作用，使測(cè)繪變成簡(jiǎn)單易做的工作。此外，運(yùn)用數(shù)字化成圖手段，還可以最大限度地降低測(cè)量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)有著非常重要的意義。目前，數(shù)字化成圖技術(shù)主要包括兩個(gè)模式，即電子平板模式及內(nèi)外業(yè)一體化模式，其中內(nèi)外業(yè)一體化模式是常用的一種模式，它可以借助全站儀及電子手簿等相關(guān)的設(shè)備，其精度較高，操作簡(jiǎn)單，因此比較受歡迎。

1.2測(cè)繪工程中的地圖數(shù)字化技術(shù)

以往，由于缺乏一定的科學(xué)技術(shù)，在比例尺較大的地圖中，很難完成輸入，地圖數(shù)字化技術(shù)的出現(xiàn)，順利地解決了大比例尺度地圖的輸入問題，運(yùn)用掃描矢量化儀器及手扶式跟蹤數(shù)字化，就可以對(duì)比例尺較大的地圖進(jìn)行輸入。大部分的掃描儀器可以對(duì)地圖中所呈現(xiàn)出來的信息實(shí)施數(shù)字化處理，數(shù)字化處理具有高效、便捷以及準(zhǔn)確等特點(diǎn)。對(duì)地圖信息實(shí)施數(shù)字化處理是目前設(shè)立GIS系統(tǒng)最重要的工作之一，因而所需的時(shí)間也比較多，因此相關(guān)的測(cè)繪工程部門必須采取有效的措施，在確保工作質(zhì)量的前提下，盡可能的加快數(shù)字化處理工作的速度。

2.現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)具有無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，形成數(shù)字化測(cè)繪成果，客戶可以利用數(shù)字化測(cè)繪成果在計(jì)算機(jī)上完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，比如對(duì)土地資源的使用情況進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃，對(duì)城市道路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃等等。

（2）充分利用多媒體技術(shù)，將測(cè)繪對(duì)象主要的外貌及形象完整的展現(xiàn)出來，使測(cè)量人員一目了然，同時(shí)具有很強(qiáng)的直觀性，因而可以改變傳統(tǒng)測(cè)繪方式存在的一些缺陷。

（3）成果能夠以多種形式輸出，當(dāng)計(jì)算機(jī)與顯示器及打印機(jī)進(jìn)行連接后，能夠?qū)⒏鞣N需要的資料信息全部顯示并打印出來，例如，借助打印機(jī)能夠打印出數(shù)據(jù)表格，若是對(duì)繪圖沒有較高的精度要求時(shí)，也可直接用打印機(jī)將圖形打印出來。此外，將計(jì)算機(jī)與繪圖儀進(jìn)行連接后，能夠繪制出滿足用戶要求的各種比例尺的地形圖和專題圖。

（4）運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，可以對(duì)各要素實(shí)施數(shù)據(jù)加工，形成各種不同用途的圖件產(chǎn)品，滿足用戶的不同需求。

3.數(shù)字測(cè)繪應(yīng)用技術(shù)

3.1數(shù)字地球

很簡(jiǎn)單地來說，數(shù)字地球就是把經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)方面的信息等，加載在一個(gè)統(tǒng)一的地理坐標(biāo)框架中，按照數(shù)字的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)里面，任何人或者任何機(jī)構(gòu)都可以通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，足不出戶就可以獲取其所需要的所有信息，數(shù)字地球是一個(gè)十分龐大的系統(tǒng)工程，技術(shù)也是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，同時(shí)涉及的部門是非常多的，而且是不可能有一個(gè)部門能獨(dú)自開發(fā)并且可以獨(dú)自來承擔(dān)所有的工程，數(shù)字地球，它包括了地球科學(xué)、信息科學(xué)、空間技術(shù)和眾多應(yīng)用部門的整體結(jié)合。測(cè)繪是作為地學(xué)和信息學(xué)的一個(gè)重要的組成部分，在國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中具有一個(gè)不可替代的地位。對(duì)于空間基礎(chǔ)信息的獲取、處理，給信息高速公路提供了豐富的、形式多樣的信息貨物等工作已歷史性地落在了測(cè)繪工作人員的肩膀上?？梢赃@樣子說，數(shù)字地球開始于測(cè)繪。

3.2野外數(shù)據(jù)采集

軟件、硬件功能齊全、完善。野外操作，從控制點(diǎn)的輸入到定向、檢查、支點(diǎn)、碎部點(diǎn)觀測(cè)，可以由全站儀本身的儲(chǔ)存功能來完成，避免了由于手工記錄而造成的錯(cuò)誤。另外，全站儀的種類繁多，索佳、賓得、南方、蘇光等儀器更新加快，功能質(zhì)量提高，操作更加便捷，存儲(chǔ)性能加強(qiáng)，這些變化給測(cè)繪行業(yè)帶來了極大方便，從速度、質(zhì)量、勞動(dòng)強(qiáng)度以及工作效率上都有了飛躍的發(fā)展。

3.3圖形編輯

圖形編輯主要AutoCAD等為平臺(tái)的二次開發(fā)軟件為工具，對(duì)所測(cè)的圖加以繪制、編輯繪制和整理。在數(shù)字化處理軟件中，把生成的圖形按照實(shí)地相關(guān)的位置相似、準(zhǔn)確地呈現(xiàn)在顯示屏上，而且顏色分明，一目了然。這是各類地物分放在不同圖層的結(jié)果，對(duì)今后制作各種專題地圖十分便利。對(duì)于錯(cuò)誤或者不完善之處進(jìn)行修改、補(bǔ)充，還可以對(duì)地理名稱、街道名稱、建筑物層數(shù)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行各種注記，也可以繪制上獨(dú)立地物符號(hào)、斜坡、圍墻、鐵路、欄桿、籬笆等現(xiàn)狀符號(hào)，這些數(shù)字化測(cè)繪軟件具有強(qiáng)大而完備的功能，操作簡(jiǎn)單、容易使用，還具有良好的自我保護(hù)特性，即使用戶有非規(guī)范操作也不會(huì)對(duì)系統(tǒng)本身構(gòu)成任何傷害。因此，用來進(jìn)行圖形編輯十分方便。

3.4數(shù)字?jǐn)z影成圖

數(shù)字?jǐn)z影成圖可以說是未來數(shù)字測(cè)繪發(fā)展的一個(gè)重要方向，就拿攝影測(cè)量本身來說。從測(cè)繪的角度上來看，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量還是利用了影像來進(jìn)行測(cè)繪的科學(xué)技術(shù)；而從信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)視覺科學(xué)的角度看呢，它是利用影像來重建三維表面模型的科學(xué)與技術(shù)，也就是在“室內(nèi)”重建地形的三維表面模型，然后再模型上進(jìn)行測(cè)繪。因此，從本質(zhì)上來說，它與原來的攝影測(cè)量沒有區(qū)別。因而，在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)中，整個(gè)的生產(chǎn)流程與作業(yè)方式，和傳統(tǒng)的攝影測(cè)量差別似乎不大，但是它給傳統(tǒng)的攝影測(cè)量帶來了重大的變革。

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量已經(jīng)在我國(guó)的某一地區(qū)取得了試驗(yàn)性的成功，在不久的將來數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量將會(huì)得到推廣和普及。它是通過在空中利用數(shù)字?jǐn)z影機(jī)所獲得的數(shù)字?jǐn)z像，內(nèi)業(yè)通過專門的航測(cè)軟件，在計(jì)算機(jī)上對(duì)數(shù)字影像進(jìn)行像對(duì)匹配，建立地面數(shù)字模型，再通過專用的軟件來獲得數(shù)字地圖。該方法的特點(diǎn)是可將大量的外業(yè)測(cè)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(diǎn)。特別適合于城市密集地區(qū)的大面積成圖。但是該方法的初期投入較大，如果一個(gè)測(cè)區(qū)較小，它的成本就顯得較高。

3.5提高了數(shù)據(jù)精度

在應(yīng)用地圖過程中，每個(gè)用戶都希望獲得現(xiàn)實(shí)的、完整而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。每個(gè)部門對(duì)數(shù)據(jù)的精度、流通性、完整性以及其他方面的要求是不同的，即使在同一個(gè)單位不同的應(yīng)用項(xiàng)目，對(duì)數(shù)據(jù)的精度要求也不相同。所以很難以某種數(shù)據(jù)值來確定統(tǒng)一的精度標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在的做法是采用“數(shù)據(jù)質(zhì)量報(bào)告”的概念來描述所了解的數(shù)據(jù)精度。包括空間數(shù)據(jù)精度、屬性數(shù)據(jù)精度、邏輯一致性、數(shù)據(jù)完整性和層次關(guān)系等內(nèi)容。

4.數(shù)字測(cè)繪應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的展望

得到普及使用的數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用，使大比例測(cè)圖技術(shù)向數(shù)字化、信息化發(fā)展。大比例尺地形測(cè)繪和工程圖測(cè)繪，歷來是城市與工程測(cè)量的重要內(nèi)容和任務(wù)，利用傳統(tǒng)的方法工作存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、質(zhì)量控制功效低等缺點(diǎn)。隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，大比例尺測(cè)圖系統(tǒng)將沒有全站儀和三角架，只是在操作員的工作帽上安裝GPS接收器以及激光發(fā)射和接收器，用于測(cè)距和測(cè)角，眼前配備小巧的照準(zhǔn)鏡，手中拿著帶握柄的掌上電腦處理數(shù)據(jù)、顯示圖形，腰上帶著的無線數(shù)據(jù)傳輸器則可以將測(cè)得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回測(cè)量中心，測(cè)量中心則收集各個(gè)測(cè)區(qū)的測(cè)量數(shù)據(jù)，生成整體大比例尺地形數(shù)據(jù)庫(kù)。