地形圖數(shù)字化測(cè)量的幾種作業(yè)模式

張 鵬 李 偉 李 永

（河北省保定地質(zhì)工程勘查院）

地形圖數(shù)字化測(cè)量的幾種作業(yè)模式

張 鵬 李 偉 李 永

（河北省保定地質(zhì)工程勘查院）

介紹地形圖測(cè)繪的幾種作業(yè)模式，及地面測(cè)圖的作業(yè)過程，展望地面數(shù)字化測(cè)圖未來。

地形圖 作業(yè)模式 作業(yè)過程 展望

前言

地形圖真實(shí)、客觀地反映了地表的各種現(xiàn)狀，而且具有可量測(cè)性和一定的精確度。因此應(yīng)用十分廣泛，在進(jìn)行國(guó)土整治、城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地利用、環(huán)境保護(hù)……，特別是在各類工程建設(shè)時(shí)，均需要從地形圖上獲得地物、地貌等方面的信息，作為決策、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施的依據(jù)。本文就地面數(shù)字測(cè)量成圖的幾種方法、測(cè)量過程做一簡(jiǎn)單論述。

一、地形圖數(shù)字測(cè)量的幾種作業(yè)模式

由于地形地物空間信息數(shù)據(jù)來源不同，采集的儀器和成圖方法也不同。據(jù)數(shù)字測(cè)圖技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)據(jù)外采、成圖方法的區(qū)別主要有以下幾種作業(yè)模式：

（1）普通經(jīng)緯儀+測(cè)距儀或鋼尺

該作業(yè)模式主要應(yīng)用在全站儀推廣前。通常觀測(cè)數(shù)據(jù)不能自動(dòng)進(jìn)入電子記錄器，必須手工鍵入數(shù)據(jù)，由記錄器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理。數(shù)據(jù)處理成圖由內(nèi)業(yè)通過計(jì)算機(jī)來完成。

（2）平板儀測(cè)圖+數(shù)字化儀測(cè)圖

這種數(shù)字測(cè)圖模式的基本方法是先用平板測(cè)圖的方法測(cè)出白紙圖，可不清繪，然后室內(nèi)用數(shù)字化儀將白紙圖轉(zhuǎn)為數(shù)字原圖。

（3）舊圖數(shù)字化法

這種數(shù)據(jù)采集方式是用手扶跟蹤數(shù)字化或掃描數(shù)字化方法對(duì)已有大比例尺地形圖采集數(shù)字化要素（不包括各宗地的界址點(diǎn)）數(shù)據(jù)。

（4）航片量測(cè)法

這種采集數(shù)據(jù)的方式是以經(jīng)過外業(yè)調(diào)繪過的航空相片為數(shù)據(jù)采集對(duì)象，利用精密立體坐標(biāo)量測(cè)儀在航片上采集要素的數(shù)據(jù)，并通過電子坐標(biāo)數(shù)據(jù)接口與計(jì)算機(jī)串行口相連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，由軟件處理所采集的數(shù)據(jù)，從而獲得所需要的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

（5）測(cè)記法

根據(jù)野外數(shù)據(jù)采集的儀器設(shè)備不同，可分為全站儀測(cè)圖、RTK GPS測(cè)圖、CORSS GPS測(cè)圖等；可概括為“野外測(cè)記、室內(nèi)成圖”。

這中作業(yè)方式是野外利用全站儀或RTK接收機(jī)在實(shí)地測(cè)量采集圖形要素的坐標(biāo)數(shù)據(jù)和編碼，并存儲(chǔ)記錄，配以畫有標(biāo)注測(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)的人工草圖，室內(nèi)將測(cè)量數(shù)據(jù)從電子手簿中傳到計(jì)算機(jī)中，用成圖軟件，并參考草圖編輯成圖。

這種作業(yè)模式的特點(diǎn)是內(nèi)、外業(yè)分工明確，便于人員分配，外業(yè)工作量和作業(yè)時(shí)間少；但由于不是現(xiàn)場(chǎng)成圖，因而測(cè)繪錯(cuò)誤不易及時(shí)被發(fā)現(xiàn)和糾正。

（6）電子平板法

野外測(cè)繪實(shí)時(shí)顯示，現(xiàn)場(chǎng)編輯成圖。

采用全站儀或RTK接收機(jī)+便攜機(jī)（筆記本電腦）+相應(yīng)測(cè)圖軟件的數(shù)字測(cè)量方式。由全站儀或RTK接收機(jī)在實(shí)地采集全部圖形要素?cái)?shù)據(jù)，并由將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給便攜機(jī)，測(cè)圖軟件既有與全站儀或RTK接收機(jī)通訊和數(shù)據(jù)記錄的功能，又可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)成圖和編輯（修改、補(bǔ)充、刪除等），在計(jì)算機(jī)顯示屏上（相當(dāng)于平板儀的平板）顯示點(diǎn)位和圖形。

這種作業(yè)模式的特點(diǎn)是無須繪制草圖，所顯及所測(cè)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并糾正，不足之處在于電子屏幕在陽(yáng)光下會(huì)給編輯操作造成一定的困難，外業(yè)工作量和作業(yè)時(shí)間也較長(zhǎng)。

綜上所述，第一種作業(yè)方法由于手工鍵入，其可靠性和工作效率顯然都存在一定的問題，第二種方法由于受縮距、刺點(diǎn)、繪圖、圖紙伸縮變形、數(shù)字化儀精度等因素的影響，得到的數(shù)字地圖精度低，基本已經(jīng)被地面和航空攝影數(shù)字測(cè)圖所取代。第三種方法必須在已有的地形圖上進(jìn)行，只適于已經(jīng)測(cè)繪了大比例尺地形圖的地區(qū)，對(duì)于精度要求不高和作展示示意圖還有一定的存在價(jià)值。對(duì)于航片量測(cè)法，是在航片上采集數(shù)據(jù)，屬于攝影測(cè)量的一種，對(duì)于已有航片的地區(qū)是一種較好的方法。

不論采用那種方法，所獲取的原始數(shù)據(jù)都必須由計(jì)算機(jī)經(jīng)過一定的處理，然后在相應(yīng)軟硬件支持下繪圖、輸出等。

二、地面數(shù)字測(cè)圖作業(yè)過程

地面數(shù)字測(cè)圖，就其測(cè)圖步驟及各步的原則、點(diǎn)位布設(shè)原則同傳統(tǒng)測(cè)量基本相同。測(cè)量仍遵循先整體后局部、先控制后碎部的原則。據(jù)數(shù)字測(cè)圖的特點(diǎn)，其測(cè)圖過程也可以歸納為以下幾步：資料收集、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形處理、成果輸出、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理。

（1）資料準(zhǔn)備

收集高級(jí)控制點(diǎn)成果資料，就測(cè)區(qū)現(xiàn)狀設(shè)計(jì)布網(wǎng)。

（2）野外數(shù)據(jù)采集

野外數(shù)據(jù)采集包括兩個(gè)階段：控制測(cè)量階段和細(xì)部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集階段。

1.平面控制測(cè)量

數(shù)字平面測(cè)量控制測(cè)量點(diǎn)的布設(shè)原則、點(diǎn)位埋設(shè)保存方法都遵循白紙測(cè)圖控制測(cè)量的原則。但布設(shè)方法同白紙測(cè)圖又有一定的區(qū)別，數(shù)字平面控制測(cè)量主要采用GPS靜態(tài)測(cè)量、導(dǎo)線或RTK測(cè)量的方式進(jìn)行控制。表現(xiàn)在：

對(duì)于大測(cè)區(qū)通常采用GPS靜態(tài)測(cè)量進(jìn)行三等或四等控制測(cè)量，而后直接布設(shè)二級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)。對(duì)于小測(cè)區(qū)，通常直接布設(shè)二級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)，作為首級(jí)控制。

控制測(cè)量主要使用隨機(jī)或商用軟件進(jìn)行靜態(tài)解算。

2.野外細(xì)部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集

細(xì)部點(diǎn)采集的方法隨儀器的配置不同而不同。一般用“測(cè)記法”采集細(xì)部點(diǎn)坐標(biāo)，并記錄細(xì)部點(diǎn)坐標(biāo)及編碼信息，點(diǎn)號(hào)自動(dòng)生成，順次加1。大部分情況下采集數(shù)據(jù)要及時(shí)繪制草圖。

3.數(shù)據(jù)處理

將外業(yè)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，一般每天作業(yè)后都要及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。然后將外采數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成圖形編輯系統(tǒng)要求的格式（即生成內(nèi)部碼）。接著對(duì)外業(yè)數(shù)據(jù)分幅處理，生成平面圖形、建立圖形文件。

4.圖形編輯

一般采用人機(jī)交互的方式編輯圖形。圖形編輯包括：對(duì)照外業(yè)草圖，查找漏測(cè)或測(cè)錯(cuò)的部分，以便外業(yè)進(jìn)行補(bǔ)測(cè)或重測(cè)；消除一些地物與地物之間的矛盾；進(jìn)行地物符號(hào)的填充、樓層及其他文字注記說明；進(jìn)行圖廓的整飾等。

三、結(jié)束語(yǔ)

最后值得一提的是，近年來出現(xiàn)的圖像（視頻）全站儀、三維激光掃描儀以及高度集成的地面移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)，可更加快捷地得到數(shù)字地形圖和數(shù)字景觀圖。

這種快速的數(shù)字測(cè)圖模式有望成為今后建立數(shù)字城市的主要手段。

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1007-6344（2015）04-0312-01