城郊區(qū)大比例尺數(shù)字測(cè)圖技術(shù)及質(zhì)量評(píng)定方法研究

張巖

（中國(guó)建筑第六工程局有限公司 天津市 430200）

城郊區(qū)大比例尺數(shù)字測(cè)圖技術(shù)及質(zhì)量評(píng)定方法研究

張巖

（中國(guó)建筑第六工程局有限公司 天津市 430200）

本文在分析了數(shù)字測(cè)圖的相關(guān)知識(shí)之后，探討了一種綜合利用3S技術(shù)輔助的現(xiàn)代數(shù)字測(cè)圖模式，該模式針對(duì)現(xiàn)有測(cè)圖模式的已知不足，提出先利用goole earth獲取測(cè)區(qū)最近影像，并利用GIS軟件蒙繪草圖，再進(jìn)行野外測(cè)圖的作業(yè)模式，用以提高GPS（RTK）配合全站儀的作業(yè)模式下的工作效率。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究論證了其有效性，并對(duì)數(shù)字地圖產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)定方法進(jìn)行了說(shuō)明。

數(shù)字測(cè)圖；GPS（RTK）；全站儀；質(zhì)量評(píng)定

1 數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)概況

1.1 數(shù)字化測(cè)圖的概念

數(shù)字化測(cè)圖的基本思想就是將采集的各種有關(guān)的地物和地貌信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式，通過(guò)數(shù)據(jù)接口傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，得到內(nèi)容豐富的電子地圖，需要時(shí)由電子計(jì)算機(jī)的圖形輸出設(shè)備（如顯示器、繪圖儀）繪出地形圖或各種專題地圖。數(shù)字化測(cè)圖的運(yùn)行示意圖數(shù)據(jù)采集點(diǎn)位信息特征信息數(shù)據(jù)傳輸、繪草圖數(shù)據(jù)處理、地物模型、地貌模型、屏幕編輯、繪圖文件存盤(pán)地圖。

1.2 數(shù)字測(cè)圖的系統(tǒng)構(gòu)成

數(shù)字化成圖工作中常用的硬件設(shè)備包括：全站儀、數(shù)字化儀、掃描儀、繪圖儀等。數(shù)字化成圖軟件：是數(shù)字化成圖系統(tǒng)中一個(gè)極其重要的組成部分，軟件的優(yōu)劣直接影響數(shù)字化成圖系統(tǒng)的效率、可靠性、成圖精度和操作的難易程度。

1.3 數(shù)字測(cè)圖的作業(yè)模式

作業(yè)模式是數(shù)字化測(cè)圖內(nèi)、外業(yè)作業(yè)方法、接口方式和流程的總稱。然而，由于數(shù)字化測(cè)圖不同作業(yè)方法的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集階段，所以其作業(yè)模式主要根據(jù)數(shù)據(jù)采集方法進(jìn)行劃分。目前，數(shù)字化成圖實(shí)際工作中主要有如下幾種不同的工作模式：內(nèi)外業(yè)一體化、電子平板和內(nèi)業(yè)數(shù)字化。

2 城郊區(qū)的地理特點(diǎn)

2.1 城郊區(qū)地理功能簡(jiǎn)述

郊區(qū)是城市的有機(jī)組成部分，隨著現(xiàn)在城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，和城市人口的急劇增長(zhǎng)，使得城市中心以基于飽和狀態(tài)，而城市邊緣地區(qū)則成為了經(jīng)濟(jì)投資發(fā)展的新寵兒，政府部門也加大了對(duì)城郊區(qū)的建設(shè)力度。城郊區(qū)建設(shè)需要精確的規(guī)劃和實(shí)施，需要功能齊全的數(shù)字地圖產(chǎn)品為其提供依據(jù)。

2.2 RTK配合全站儀測(cè)圖的必要性

GPS具有定位精度高、作業(yè)效率快、不需點(diǎn)間通視等突出優(yōu)點(diǎn)。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)（RTK）更使測(cè)定一個(gè)點(diǎn)的時(shí)間縮短為幾秒鐘，而定位精度可達(dá)厘米級(jí)。作業(yè)效率與全站儀采集數(shù)據(jù)相比可提高l倍以上。但是在建筑物密集地區(qū)，由于障礙物的遮擋，容易造成衛(wèi)星失鎖現(xiàn)象，使RTK作業(yè)模式失效，此時(shí)可采用全站儀作為補(bǔ)充。

3 RTK配合全站儀測(cè)圖模式

傳統(tǒng)的數(shù)字化測(cè)圖工作過(guò)程主要有：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和圖形輸出。也就是我們所說(shuō)的外業(yè)采集，內(nèi)業(yè)處理。數(shù)據(jù)采集的目的是獲取數(shù)字化成圖所必須的數(shù)據(jù)信息，包括描述地圖實(shí)體的空間位置和形狀所必需的坐標(biāo)和鏈接方式，以及地圖實(shí)體的地理屬性。數(shù)據(jù)處理實(shí)質(zhì)將采集數(shù)據(jù)處理成成圖等所需數(shù)據(jù)的過(guò)程，包括數(shù)據(jù)格式或結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換、投影變換、圖幅處理、誤差檢驗(yàn)等內(nèi)容、圖形編輯是對(duì)已經(jīng)處理的數(shù)據(jù)生成的圖形（和地理屬性）進(jìn)行編輯、修改的過(guò)程。

4 數(shù)字地圖的質(zhì)量評(píng)定方法研究

4.1 數(shù)字化地圖產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)中的若干問(wèn)題

4.1.1 檢查區(qū)域的選擇

在數(shù)字地圖的質(zhì)量檢測(cè)中，雖然只檢測(cè)一小部分圖幅，但檢測(cè)結(jié)果應(yīng)該適合于整個(gè)測(cè)圖項(xiàng)目或測(cè)區(qū)，而不應(yīng)該只局限于特定的檢測(cè)區(qū)。因此，對(duì)于檢測(cè)區(qū)域的選擇主要要求它具有較好的代表性，既不能選擇特別強(qiáng)的區(qū)域，也不能選擇特別弱的區(qū)域。

4.1.2 檢測(cè)點(diǎn)的選擇

在進(jìn)行位置精度的檢測(cè)時(shí)，最關(guān)鍵的步驟是選擇明顯的檢測(cè)點(diǎn)。明顯檢測(cè)點(diǎn)指的是能夠在誤差允許范圍內(nèi)描繪在地圖上的特征點(diǎn)，它在圖上的表示也應(yīng)該是清晰、確定的。

4.2 數(shù)字地圖質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

4.2.1 位置精度的檢查

（1）外業(yè)測(cè)量法。即用三角測(cè)量、邊角測(cè)量和導(dǎo)線測(cè)量方法確定檢測(cè)點(diǎn)的位置。在有全站儀的情況下，一般以導(dǎo)線法較為方便。

（2）攝影測(cè)量法。如果數(shù)字地圖的數(shù)據(jù)源是航測(cè)相片，則可以采用立體模型來(lái)定向測(cè)定檢測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)位。

（3）地圖數(shù)字化套合法。如果數(shù)字地圖的數(shù)據(jù)源是已有的紙質(zhì)原圖，則可以將數(shù)字地圖按相同的比例尺由繪圖機(jī)回放到薄膜上，按圖廓點(diǎn)、網(wǎng)格點(diǎn)與數(shù)字化原圖套合后用目視法或讀數(shù)顯微鏡讀出被檢測(cè)點(diǎn)的位移誤差。

4.2.2 屬性精度的檢查

屬性精度的檢查一般是利用回放圖與數(shù)字化航片或地形原圖目視對(duì)照或上機(jī)檢查，查看要素分類代碼、屬性及注記的正確性。

4.2.3 邏輯一致性和完備性檢查

利用回放圖與原圖套合或采用屏幕漫游的方式目視檢查狀要素是否封閉，線狀要素是否連續(xù)，屬性數(shù)據(jù)是否完整，地物的分類、分層、屬性是否正確，注記是否完整。

5 數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

5.1 無(wú)線傳輸技術(shù)的應(yīng)用使得以鏡站為中心成為可能

無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字測(cè)圖作業(yè)中，將使作業(yè)效率和成圖質(zhì)量得到進(jìn)一步提高。目前生產(chǎn)中采用的各種測(cè)圖方法，所采集的碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)要么貯存在全站儀的內(nèi)存中，要么通過(guò)電纜輸人電子平板或電子手簿。由于不能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)連線構(gòu)圖，所以必然影響作業(yè)效率和成圖質(zhì)量。

5.2 數(shù)字化測(cè)圖可以采取更加自動(dòng)化的模式

全站儀自動(dòng)跟蹤測(cè)量模式。測(cè)站為自動(dòng)跟蹤式全站儀，可以無(wú)人操作，棱鏡站有跑鏡員和電子平板操作員。全站儀自動(dòng)跟蹤照準(zhǔn)立在測(cè)站點(diǎn)上的棱鏡，測(cè)量的數(shù)據(jù)由測(cè)站自動(dòng)傳輸給棱鏡站的電子平板記錄、成圖。

5.3 CORS系統(tǒng)

CORS（連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)）的出現(xiàn)將使一個(gè)地區(qū)的所有測(cè)繪工作成為一個(gè)有機(jī)的整體，結(jié)束了以前GPS作業(yè)單打獨(dú)斗的局面。CORS能夠全年365d，每天24h連續(xù)不斷地運(yùn)行，全面取代常規(guī)大地測(cè)量控制網(wǎng)。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著GPS的普及，硬件價(jià)格的進(jìn)一步降低和軟件功能的不斷完善，GPS與全站儀相結(jié)合的數(shù)字測(cè)圖作業(yè)模式將會(huì)成為城郊區(qū)大比例尺數(shù)字測(cè)圖工作的首選。不僅如此，更要從草圖繪制，外業(yè)數(shù)據(jù)采集，成果驗(yàn)收等各個(gè)細(xì)小的方面不斷尋找新技術(shù)、新方法來(lái)提高其成圖效率和精度。而數(shù)字測(cè)圖技術(shù)的發(fā)展和完善，也將推動(dòng)我國(guó)城郊區(qū)更好、更快的建設(shè)發(fā)展。

[1]鄒時(shí)林，謝剛生.數(shù)字化成圖理論方法與實(shí)踐[M].西安：西安地圖出版社，2008.

[2]王紅闖，程連柱.CORS技術(shù)在城市勘測(cè)中的應(yīng)用.國(guó)土資源信息化，2011.

P231.5

A

1004-7344（2016）05-0173-01

2016-2-2