大比例尺地形圖數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在礦區(qū)的應(yīng)用

張維維 龍一 宦承兵

【摘 要】我國(guó)很多行業(yè)運(yùn)用先進(jìn)的科研技術(shù)使其自身發(fā)展非常迅速，開采作為礦區(qū)中的一項(xiàng)重要工作內(nèi)容，在開采前由測(cè)繪機(jī)構(gòu)來(lái)完成測(cè)繪工作。數(shù)字化測(cè)圖方法相對(duì)于傳統(tǒng)經(jīng)緯儀、小平板測(cè)圖方法具有巨大優(yōu)勢(shì)，可以完全取代它。

【關(guān)鍵詞】大比例尺地形圖數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)；礦區(qū)；數(shù)字化測(cè)圖

大比例尺地形圖數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在近年來(lái)取得了良好的應(yīng)用效果，在礦區(qū)中使用展現(xiàn)出了急用先測(cè)、即用即測(cè)、成圖精度高、測(cè)圖周期短等優(yōu)勢(shì)，受到了許多單位的青睞。

一、目前我國(guó)大比例尺數(shù)字化地形圖測(cè)繪的發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)我國(guó)現(xiàn)在的發(fā)展?fàn)顩r分析，基礎(chǔ)的地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)在大部分的城市和礦區(qū)逐漸建立起來(lái)，基本比例尺地形圖與圖形的符號(hào)庫(kù)，等級(jí)控制點(diǎn)是構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)的主要內(nèi)容，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)更新工作主要是通過(guò)全站儀數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)化測(cè)圖來(lái)實(shí)施的。動(dòng)態(tài)跟蹤修測(cè)在某些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地方數(shù)據(jù)更新已經(jīng)達(dá)到了這個(gè)程度，但是它的時(shí)限是不同的，有的半年，有的一年，還有的兩年地形圖的測(cè)繪有兩種測(cè)繪方法，第一，在電子手薄的幫助下通過(guò)全站儀把草圖測(cè)繪出來(lái)，用數(shù)據(jù)來(lái)采集，用數(shù)字化成圖系統(tǒng)把采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形，并根據(jù)手畫的草圖完成最后的步驟，制成數(shù)字地形圖保存入庫(kù)。第二種方法的質(zhì)量比第一種高，成本較低，方法是在筆記本的幫助下通過(guò)全站儀對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)，利用數(shù)字化成圖系統(tǒng)把采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖，還要按照草圖完成最后的處理修改。

二、大比例尺地形圖數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在礦區(qū)的應(yīng)用

（一）數(shù)字化測(cè)圖軟件設(shè)備配置

在測(cè)量時(shí)使用的測(cè)量設(shè)備為2臺(tái)NTS-322全站儀設(shè)備，儀器的測(cè)角精度為2″，測(cè)量里程為2.6公里，測(cè)量距離為±（3mm+2ppm.D）。在野外進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，主要是采用成圖一體化及數(shù)據(jù)采集軟件測(cè)圖精靈，該測(cè)圖工具集掌上平板、電子手薄及筆記本電腦的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖形、坐標(biāo)及屬性數(shù)據(jù)的同步采集及存儲(chǔ)。地形編輯工作的實(shí)施及開展主要是應(yīng)用AutoCAD平臺(tái)中的CASS5.1成圖軟件，在此軟件上來(lái)完成地形圖編輯工作。另外，在測(cè)量中使用到的工具還包括HP500繪圖儀，繪圖儀的分辨率為600dpi*1200dpi，測(cè)量幅面為A0，內(nèi)存率為16M。

（二）數(shù)字化測(cè)圖作業(yè)過(guò)程

數(shù)字化地形測(cè)圖主要作業(yè)過(guò)程分為四個(gè)步驟：控制測(cè)量、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及地形圖的數(shù)據(jù)輸出（打印圖紙、提供軟盤等）?，F(xiàn)就我們的作業(yè)方式詳述如下：在數(shù)字測(cè)圖工作中，控制測(cè)量的工作與傳統(tǒng)的控制測(cè)量相比非常簡(jiǎn)便。首先在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)布設(shè)GPS加密控制網(wǎng)，一般以三個(gè)互相通視的GPS點(diǎn)為一組，每組GPS點(diǎn)之間的距離以不超過(guò)2公里為宜。每組GPS點(diǎn)之間以全站儀附合導(dǎo)線相連，由于這樣的導(dǎo)線點(diǎn)精度高、密度大，它們兼有高級(jí)控制點(diǎn)和圖根點(diǎn)的作用。最后再根據(jù)碎部測(cè)量的實(shí)際需要在已有控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上施測(cè)閉合導(dǎo)線和支導(dǎo)線（由于缺乏檢合，最好不要多于2站）作為圖根點(diǎn)使用。高程控制測(cè)量根據(jù)實(shí)際需要先進(jìn)行精度估算，然后再結(jié)合平面控制網(wǎng)的布設(shè)，靈活組合應(yīng)用三、四等水準(zhǔn)測(cè)量、GPS高程擬合、全站儀三角高程等方法施測(cè)。數(shù)字化測(cè)圖的碎部測(cè)量用全站儀進(jìn)行，將全站儀與測(cè)圖精靈用數(shù)據(jù)傳輸電纜連接在一起，點(diǎn)擊測(cè)圖精靈可以控制全站儀測(cè)量鏡站坐標(biāo)并記錄下來(lái)。我們一般采用“草圖法”模式，現(xiàn)場(chǎng)繪制草圖，室內(nèi)用測(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)定位方法繪制成圖?！安輬D法”工作方式要求外業(yè)工作時(shí)，除了測(cè)量員和跑尺員外，還要安排一名繪草圖的人員。在跑尺員跑尺時(shí)，繪圖員要和測(cè)量員及時(shí)聯(lián)系，標(biāo)注出所測(cè)的是什么地物（屬性信息）及記下所測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)（位置信息）。“草圖法”工作方式在測(cè)量每一個(gè)碎部點(diǎn)時(shí)不用在電子手簿或全站儀里輸入地物編碼，故又稱為“無(wú)碼方式”。進(jìn)行碎部測(cè)量時(shí)，對(duì)于比較開闊的地方，在一個(gè)制高點(diǎn)上可以測(cè)完大半幅圖，就不要因?yàn)榫嚯x“太遠(yuǎn)”（其實(shí)也不過(guò)五、六百米）而忙于搬站。對(duì)于比較復(fù)雜的地方，也不要因?yàn)椤奥闊保ㄆ鋵?shí)也浪費(fèi)不了幾分鐘）而不愿搬站，要充分利用電子手簿的優(yōu)勢(shì)和全站儀的精度，因?yàn)闇y(cè)一個(gè)支導(dǎo)線點(diǎn)是很容易的。數(shù)字化測(cè)圖一般以路、河、山脊等為界線，以自然地塊進(jìn)行分塊測(cè)繪。當(dāng)所測(cè)地物比較復(fù)雜時(shí)，例如村莊內(nèi)部，為了減少鏡站數(shù)，提高效率，可用皮尺丈量方法測(cè)量，室內(nèi)用交互編輯方法成圖。如果測(cè)點(diǎn)的高程不參加高程模型的計(jì)算，使用測(cè)圖精靈采集時(shí)，則要在同步采集面板下把“不參加建?！边x項(xiàng)選上，這樣，待測(cè)點(diǎn)的高程就自動(dòng)為零了。在進(jìn)行地貌采點(diǎn)時(shí)，在地性線上要有足夠密度的點(diǎn)，特征點(diǎn)也要盡量測(cè)到。例如在溝底測(cè)了一排點(diǎn)，也應(yīng)該在溝邊再測(cè)一排點(diǎn)，這樣生成的等高線才真實(shí)；而在測(cè)量陡坎時(shí)，最好坎上坎下同時(shí)測(cè)點(diǎn)，這樣生成的等高線才沒有問(wèn)題。在其它地形變化不大的地方，可以適當(dāng)放寬采點(diǎn)密度。外業(yè)數(shù)據(jù)采集完成后，下一步是將坐標(biāo)數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿C(jī)中，用CASS5.1進(jìn)行繪圖。在CASS5.1軟件環(huán)境下，可實(shí)時(shí)地將地物定位點(diǎn)和鄰近地物（形）點(diǎn)顯示在當(dāng)前圖形編輯窗口中，操作十分方便。根據(jù)野外作業(yè)時(shí)繪制的草圖，移動(dòng)鼠標(biāo)至屏幕右側(cè)菜單區(qū)選擇相應(yīng)的地形圖圖式符號(hào)，然后在屏幕中將所有的地物繪制出來(lái)，如圖一。

（三）文件管理

數(shù)字化測(cè)圖內(nèi)部需要處理的文件數(shù)量較多，在進(jìn)入到CASS5.1系統(tǒng)內(nèi)部后，需要輸入各種各樣的文件名，應(yīng)培養(yǎng)良好的命名習(xí)慣，減少在工作中存在的麻煩，文件的命名約定為測(cè)圖精靈原始文件。若作業(yè)在野外時(shí)，需要將原始文件保存在測(cè)圖精靈中，當(dāng)回到駐地后，需要將文件上傳至微機(jī)上，微機(jī)上的文件擴(kuò)展名為SPD。該類文件屬于二進(jìn)制格式，在寫字板上無(wú)法將文件打開。坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件主要是指通過(guò)手薄將文件傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上的原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，文件的格式為*.DAT格式?？刂泣c(diǎn)坐標(biāo)文件主要是指通過(guò)手薄將文件傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上的原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，文件的格式為*.DAT格式?？梢娮鴺?biāo)數(shù)據(jù)文件和控制點(diǎn)坐標(biāo)文件的數(shù)據(jù)傳輸形式及數(shù)據(jù)格式具有一致性。

（四）數(shù)學(xué)的精度檢查

按照GIS系統(tǒng)的指令，地形圖在輸入GIS系統(tǒng)時(shí)，要接受它的入庫(kù)測(cè)試，測(cè)試的內(nèi)容包括地形圖的屬性精度，邏輯的一致性與完整性。點(diǎn)、線、面的屬性值，屬性代碼的獨(dú)一無(wú)二，正確性，數(shù)據(jù)分層以及下面的注記構(gòu)成了屬性精度檢查。格式、屬性、分層的相同性，多邊形閉合、拓?fù)潢P(guān)系正確性的檢查構(gòu)成了邏輯一致性檢查。數(shù)據(jù)分層、屬性要素、數(shù)據(jù)層內(nèi)部文件、要素的完整性構(gòu)成了完整性檢查。

三、結(jié)語(yǔ)

總之，數(shù)字化地形測(cè)圖技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，測(cè)圖精度有很大提高，它完全可以繪制礦區(qū)大比例尺地形圖、礦區(qū)工業(yè)廣場(chǎng)平面圖或?qū)σ延械匦螆D進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張?chǎng)?inSAR設(shè)備在礦區(qū)地形測(cè)繪中應(yīng)用[J].世界有色金屬，2018（18）：19+21.