試論數(shù)字化地形圖測繪技術(shù)應(yīng)用

和長磊 葉永力

摘要：本文探討了數(shù)字化地形測量技術(shù)的程序及測量中的注意事項，數(shù)字化地形測量技術(shù)的發(fā)展及規(guī)范還需要新技術(shù)新產(chǎn)品的研發(fā)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；地形圖；測繪技術(shù)

一、數(shù)字化測繪技術(shù)的特點(diǎn)

（一）測圖的基本原則

根據(jù)地圖圖形組成的基本情況，我們可以劃分為三個組成要素，包括點(diǎn)、線和面。而這三點(diǎn)也是地圖最基本的圖形要素，測量工作的首要任務(wù)就是測量點(diǎn)位的坐標(biāo)。在測量點(diǎn)位的坐標(biāo)的情況，緊密排序連接的點(diǎn)可以組成一條線，而線的排列可以鋪成面，此時，我們就可以依靠特殊技術(shù)在面上做記號。針對一些獨(dú)立的物，符號和定位點(diǎn)是最好的表現(xiàn)方式，線狀地物也是由各種線或符號表示，等高線由高程值來描述。

（二）傳統(tǒng)測圖方法存在的弊端

在以往傳統(tǒng)的測量中，測量的主要設(shè)備有水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀和平板儀等，可以測量出點(diǎn)的高程、平面坐標(biāo)，以及測量出豎直角、水平角和距離，通過測量，總結(jié)數(shù)據(jù)，再由繪圖人員人工計算出最后結(jié)果，得出最后的點(diǎn)位坐標(biāo)，再將坐標(biāo)表示到地圖上，但是這種方法不但花費(fèi)時間多，人工計算還會時常出現(xiàn)誤差，工作人員的工作量無疑也加大了，而整個操作過程也顯得十分復(fù)雜。

（三）數(shù)字化測繪技術(shù)的特點(diǎn)

目前，我們所使用的數(shù)字化測圖技術(shù)是一項利用計算機(jī)繪圖和分析的新型測量方式，它與傳統(tǒng)的測量方式不同，數(shù)字化測量技術(shù)在未來有很好的發(fā)展前景，也是地形圖測量未來發(fā)展的重要手段。數(shù)字化測繪技術(shù)可以保持測量的精確度和穩(wěn)定性，保證了坐標(biāo)值的精確，還能進(jìn)一步的實現(xiàn)儀器和技術(shù)的更新發(fā)展，是科技進(jìn)步的要求。數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用不但證明了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也是現(xiàn)代社會實現(xiàn)科學(xué)管理的要求。

二、數(shù)字化地形測量技術(shù)的程序

由于數(shù)字化測繪相對于傳統(tǒng)平板測圖具有精度高、作業(yè)效率高、勞動強(qiáng)度小等顯著經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢，加之近年來數(shù)字化測繪設(shè)備價格的持續(xù)下降，規(guī)劃、設(shè)計等用圖，單位普遍采用計算機(jī)設(shè)計而要求提供數(shù)字化測繪成果等因素，測量單位普遍采用野外數(shù)字化測繪完成大比例尺地形測量工作。

（一）測量步驟

數(shù)字化地形測量的步驟可概括為兩個環(huán)節(jié)：一是控制測量與計算機(jī)輔助平差計算；二是碎部數(shù)據(jù)采集與軟件編圖成圖。兩個環(huán)節(jié)間以數(shù)據(jù)傳輸為紐帶，即可平行施工又可順序施工。與傳統(tǒng)地形測量相比，壓縮了大量的中間生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

（二）方案設(shè)定

數(shù)字化地形測量項目的方案的選擇根據(jù)儀器設(shè)備條件確定，儀器設(shè)備條件不同，設(shè)定的方案變化各異。一般可選用靜態(tài)gps網(wǎng)作基本控制，導(dǎo)線（網(wǎng)）、動態(tài)gps作加密控制，支導(dǎo)線（點(diǎn)）補(bǔ)充測站點(diǎn)，全站儀、動態(tài)gps碎部數(shù)據(jù)采集，進(jìn)而計算機(jī)軟件輔助成圖的作業(yè)方案。

（三）方法選擇

在生產(chǎn)工序上，數(shù)字化地形測量不一定要遵守“先控制、后測圖”的原則，控制測量、碎部測圖可以同時進(jìn)行，甚至可以是先測圖后控制，只是后者需將碎部成圖以控制點(diǎn)為基準(zhǔn)借助成圖軟件進(jìn)行測站（圖形）糾正。

碎部測圖在數(shù)字化地形測量中只是數(shù)據(jù)采集的過程，成圖大量的工作量從外業(yè)轉(zhuǎn)移到了內(nèi)業(yè)，目前，碎部成圖作業(yè)方法較多，因人而異。較為成熟的方法是簡碼法，特點(diǎn)是成圖數(shù)學(xué)精度好、地物地貌要素詳盡、作業(yè)效率較高。

三、數(shù)字化地形測繪過程中的常見問題

（一）等高線處理不當(dāng)

由于數(shù)字化的地形測繪軟件應(yīng)用中的等高線一般都是依據(jù)野外所能采集的地貌點(diǎn)高程，采用等值內(nèi)插法，按基本等高距插繪等值點(diǎn)連成曲線，再按不同的圓滑方法進(jìn)行圓滑而生成的。在地形測量過程中，并不是野外采集的所有的地貌都能夠采用高線內(nèi)插的。也就是說靠全自動建立的數(shù)字地面模型（dtm）有可能失真，因而需要進(jìn)行必要的人工干預(yù)，刪除自動組網(wǎng)中那些不能內(nèi)插等高線的三角邊，而要做好這一點(diǎn)，就要靠繪圖人員的技術(shù)和經(jīng)驗。

（二）野外數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn)確、不全面

1）地形變化處地形點(diǎn)不全面，坎（溝）上有點(diǎn)，下面無點(diǎn)或少點(diǎn)，這造成繪制的等高線可能失真，從而難以準(zhǔn)確反映實際地形。2）有些線狀地物如小溝（特別是暗溝）、電力線、電訊線（或電纜）、各種管線在圖內(nèi)應(yīng)有始有終，而拾取地形點(diǎn)時往往易忽略，這主要與繪圖人員的技術(shù)與責(zé)任有關(guān)。

相對于常規(guī)測圖而言，在圖紙審核中，數(shù)字化成圖的過程發(fā)現(xiàn)的缺陷要多一些。除了上述問題外，主要是繪圖人員的自檢工作需加強(qiáng)。如注記或植被符號壓線和覆蓋地物的現(xiàn)象以及坎（溝）上的高程注于坎下或下面的高程注在上面的現(xiàn)象。

四、采取措施解決常見問題，提高地形繪圖的質(zhì)量

（一）提高地形測量從業(yè)人員的技術(shù)素質(zhì)

新一代年青的測繪技術(shù)人員尤其是20世紀(jì)90年代后的大中專生，盡管具有較高的計算機(jī)操作本領(lǐng)，甚至有一定的編程技術(shù)，但是缺乏現(xiàn)場測繪地形圖的經(jīng)驗，更缺乏勾繪等高線的基本功。而現(xiàn)代數(shù)字化測繪軟件雖然自動化程度很高，仍不可避免地需要進(jìn)行必要的人工干預(yù)，所以對這些從事地形測量人員進(jìn)行必要的技能培訓(xùn)和基本功訓(xùn)練十分必要。具體實施辦法，建議選擇適當(dāng)場地參加野外實習(xí)，按原來的常規(guī)辦法測繪地形圖或在室內(nèi)找一些范例進(jìn)行實習(xí)與講授相結(jié)合的辦法來提高他們的技能。

（二）數(shù)字化地形測量的注意事項

采用以上方法，對觀測及司尺人員的要求是比較高的。第一，配合要默契，這一點(diǎn)測完了，下一點(diǎn)應(yīng)測什么應(yīng)心靈相通；對觀測人員的輸入數(shù)字及字母的熟練程度要求較高，一般應(yīng)在10秒內(nèi)完成。第二，司尺人員擔(dān)負(fù)著室內(nèi)繪圖的工作，是測圖過程中的主要人員，所以對于地物（貌）的綜合取舍等要心中有數(shù)，并且應(yīng)在跑尺前確定好跑尺的線路，盡量避免走冤枉路。采用這樣的測量方法要省事、快捷。

五、數(shù)字化地形圖測繪技術(shù)的應(yīng)用

在數(shù)字化地形圖測繪過程中使用了一系列的數(shù)字化儀器，如全站儀、gps-rtk定位技術(shù)、靜態(tài)gps全球定位系統(tǒng)、計算機(jī)圖形編輯技術(shù)等等。通過這些數(shù)字化設(shè)備及技術(shù)獲取地形實體的空間描述，繪制出符合空間位置及形狀的坐標(biāo)，并標(biāo)記出地形圖實體的地理屬性。然后，經(jīng)過計算機(jī)軟件的處理及轉(zhuǎn)換后生成數(shù)字化地形圖的數(shù)據(jù)集合，并存儲于計算機(jī)或其他存儲介質(zhì)中以便隨時提供給用戶。

另外，信息化、數(shù)字化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，在數(shù)字化測圖技術(shù)的過程中，如數(shù)據(jù)采集的過程，通過數(shù)字化成圖對地形網(wǎng)實體的位置及形狀進(jìn)行精確描述、繪制出所需的點(diǎn)的坐標(biāo)及其連接方式，而在外業(yè)采集過程中運(yùn)用全站儀、gps-rtk技術(shù)等采集大量精確的數(shù)據(jù)信息。

六、結(jié)語

綜上所述，通過長期運(yùn)用數(shù)字化地形圖測繪技術(shù)進(jìn)行地形測量，掌握不同的地形測量軟件及基礎(chǔ)應(yīng)用軟件，積累數(shù)字化地形圖測繪的工作經(jīng)驗，更有利于地形測量工作走向市場化，在實際的測繪工作不斷地提高測繪的水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉吉平.數(shù)字化地形圖測繪技術(shù)應(yīng)用探討[J].科技致富向?qū)В?010（19）.