GPS設(shè)備輔助定向運(yùn)動(dòng)制圖的應(yīng)用研究

曹雷

摘 要：近幾年，定向運(yùn)動(dòng)制圖方式由于其知識(shí)性和趣味性，在我國(guó)受到了廣泛關(guān)注。然而，定向運(yùn)動(dòng)制圖方式卻并不簡(jiǎn)單，對(duì)專業(yè)水平和操作能力有著較高的要求。定向運(yùn)動(dòng)地圖和其他地圖有所不同，在測(cè)繪圖、基建圖等方面，定向運(yùn)動(dòng)地圖需要包括詳細(xì)的信息并且不影響易讀性。該文將針對(duì)GPS設(shè)備輔助技術(shù)在定向運(yùn)動(dòng)制圖中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)為相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：GPS設(shè)備;定向運(yùn)動(dòng)制圖;OCAD軟件

中圖分類號(hào)：P285? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

GPS技術(shù)是十分成熟的一種定位技術(shù)，GPS設(shè)備能方便地確定經(jīng)緯度，并且準(zhǔn)確收集航點(diǎn)和航跡信息。在實(shí)地勘測(cè)的前期階段，GPS技術(shù)設(shè)備與傳統(tǒng)定向運(yùn)動(dòng)地圖測(cè)繪相結(jié)合，能夠有效地提升地圖測(cè)繪精度，并且使定向運(yùn)動(dòng)制圖更加快速、準(zhǔn)確和科學(xué)。

1 定向運(yùn)動(dòng)制圖概述和分析

1.1 定向運(yùn)動(dòng)制圖概述

定向運(yùn)動(dòng)制圖是在已有的底圖基礎(chǔ)上，通過人工測(cè)繪的方式，按照國(guó)際制圖標(biāo)準(zhǔn)，編繪符合運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的專題地圖的手段。定向運(yùn)動(dòng)制圖雖然趣味性和知識(shí)性較強(qiáng)，但是對(duì)操作人員的專業(yè)水平和操作能力也有較高的要求。制圖員不僅需要有地形學(xué)、測(cè)繪學(xué)的知識(shí)，還需要學(xué)習(xí)定向運(yùn)動(dòng)的理論知識(shí)，熟練掌握運(yùn)動(dòng)制圖的方法，了解定向運(yùn)動(dòng)的規(guī)則和熟練使用OCAD軟件。為了能夠提升地圖的清晰性和易讀性，制圖員還需要在制圖的過程中進(jìn)行綜合操作，主要包括地貌綜合和地物綜合2類。在制圖的不同階段，要對(duì)地貌符號(hào)、結(jié)構(gòu)線或者其他要素進(jìn)行明確的標(biāo)識(shí)，對(duì)于部分寬窄的標(biāo)識(shí)上可以部分放大，尤其是在轉(zhuǎn)折、走向等點(diǎn)位。定向運(yùn)動(dòng)制圖的目的是為了能夠制作出完整規(guī)范的定向地圖，對(duì)地圖質(zhì)量要求比較高，并且需要確保地圖的準(zhǔn)確完整和清晰易讀。

1.2 定向運(yùn)動(dòng)制圖技術(shù)要求

相對(duì)精度要求，能夠保證運(yùn)動(dòng)員在使用過程中感受得到地圖的精確，對(duì)一些特殊的定位，也應(yīng)當(dāng)與運(yùn)動(dòng)員的指北針和步測(cè)結(jié)果相符。對(duì)于平面位置的誤差要求一般在5 %以內(nèi)，實(shí)際特征物和地圖上的標(biāo)注誤差要小于0.5 mm，便于運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行計(jì)算和預(yù)判。制圖時(shí)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)地理信息進(jìn)行測(cè)量和描繪，但是由于定向地圖不可能將地區(qū)內(nèi)所有地理信息全部顯示在地圖中。因此在制圖過程中采用合理的手法，對(duì)地理信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)母爬?，能夠更加符合定向運(yùn)動(dòng)地圖的要求。對(duì)于表示各級(jí)道路寬窄、形狀和走向轉(zhuǎn)折等有標(biāo)志意義的參照點(diǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯螅o運(yùn)動(dòng)員明確的標(biāo)識(shí)，使他們能夠運(yùn)用地圖進(jìn)行定位和預(yù)測(cè)。

1.3 定向運(yùn)動(dòng)制圖步驟規(guī)范

定向運(yùn)動(dòng)制圖目前并沒有一個(gè)統(tǒng)一的繪制步驟，但是根據(jù)實(shí)際情況，大多數(shù)制圖員在繪制過程中，一般都會(huì)采用以下步驟進(jìn)行繪圖，確保定向地圖的清晰易讀。簡(jiǎn)易流程圖如圖1所示。

前期工作：在前期需要對(duì)定向運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)地考察，收集該地區(qū)的地形圖和工程測(cè)量圖，如果有舊的定向運(yùn)動(dòng)地圖，也可以用來參考。然后，利用GPS技術(shù)的航攝圖片作為更新數(shù)據(jù)，對(duì)底圖進(jìn)行繪制，將該區(qū)域內(nèi)的地形情況和相關(guān)特征標(biāo)注出來，對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域和禁區(qū)也要明確標(biāo)記，確定成圖的規(guī)格、比例尺、等高線等各種所需條件。電腦繪圖：電腦繪圖一般都是利用OCAD軟件進(jìn)行，對(duì)手繪稿件進(jìn)行掃描，結(jié)合國(guó)際定向運(yùn)動(dòng)中的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行編輯，最終確定定向地圖的比例大小，提升其精確程度和易讀性，對(duì)存在的各種問題進(jìn)行修改和完善。地圖輸出：對(duì)OCAD軟件中的定向運(yùn)動(dòng)地圖進(jìn)行打印，一般是四色印刷，在打印時(shí)要注重對(duì)顏色進(jìn)行調(diào)試，確保地圖顏色鮮明，滿足運(yùn)動(dòng)員的使用需求。

1.4 定向運(yùn)動(dòng)制圖傳統(tǒng)流程優(yōu)缺點(diǎn)

當(dāng)前定向運(yùn)動(dòng)的地圖制作大多使用著傳統(tǒng)的勘測(cè)方法，以基本地形圖和基建圖作為底圖，通過實(shí)地勘測(cè)確定地圖中各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)。而由于底圖中的信息較少，因此需要制圖員進(jìn)行大量的手工測(cè)繪工作，這樣不但效率低，而且制作的精度也無(wú)法得到保障。定向地圖需要包括詳細(xì)的信息和精準(zhǔn)的標(biāo)記，這對(duì)傳統(tǒng)制圖方式是一項(xiàng)很大的考驗(yàn)。在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，GPS技術(shù)設(shè)備作為一種輔助手段參與到定向運(yùn)動(dòng)制圖中去，能夠有效地降低制圖員的工作強(qiáng)度，并且提升地圖的精度，對(duì)我國(guó)的定向運(yùn)動(dòng)制圖發(fā)展有著重要意義。

2 GPS技術(shù)設(shè)備在定向地圖制圖中的應(yīng)用分析

2.1 多種底圖疊加處理

底圖是定向地圖制圖的基礎(chǔ)，底圖質(zhì)量將直接影響著定向地圖的質(zhì)量。因此，如何獲得高質(zhì)量、高精度和信息全面的底圖，成了地圖編繪工作的關(guān)鍵。利用GPS技術(shù)，將地形圖、工程測(cè)量圖、衛(wèi)星圖和GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加處理，從而豐富底圖信息，提升底圖的質(zhì)量。當(dāng)然，在進(jìn)行疊加處理的過程中，應(yīng)當(dāng)注意保證底圖的清晰，這也為定向地圖的易讀性打好基礎(chǔ)。在操作方法上，一般有3個(gè)步驟。第一，將2種不同類型的同區(qū)域的底圖導(dǎo)入OCAD中進(jìn)行調(diào)整。第二，將GPS數(shù)據(jù)和底圖相互疊加。第三，通過GPS數(shù)據(jù)和底圖的疊加，來豐富底圖的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并且將原底圖中缺乏的信息標(biāo)注到新的底圖上，這樣能夠減少大量工作量，并且提升了底圖的清晰度。

2.2 點(diǎn)狀特征物數(shù)據(jù)收集

定向地圖由點(diǎn)、線、面和等高線等詳細(xì)的地理數(shù)據(jù)組成，因此要想在野外將制圖員測(cè)量的數(shù)據(jù)標(biāo)注在地圖上，十分困難。但是GPS設(shè)備能夠利用測(cè)距儀和GPS進(jìn)行取點(diǎn)，從而使定向地圖中的點(diǎn)狀特征物更加精確。另外，在收集過程中，為了保證點(diǎn)狀特征物的精確度可以取平均值，并且在導(dǎo)入OCAD軟件時(shí)，利用統(tǒng)一的符號(hào)進(jìn)行替換，加快制圖速度。

2.3 線狀特征物數(shù)據(jù)收集

定向地圖中，一些小路顯示錯(cuò)綜復(fù)雜，給制圖員的工作帶來很大困難。而利用GPS數(shù)據(jù)信息，則能夠通過步行記錄GPS軌跡，然后將軌跡導(dǎo)入OCAD軟件中，通過數(shù)據(jù)處理即可得到理想的線狀特征物。并且，在GPS軌跡收集過程中，不需要其他操作，只需要正常開啟GPS設(shè)備即可，通過步行得到軌跡信息，并能夠直接利用，在OCAD中進(jìn)行再次復(fù)核和驗(yàn)證，即可保證準(zhǔn)確度。

2.4 面狀特征物數(shù)據(jù)收集

GPS有2種面狀數(shù)據(jù)收集方式，第一是利用軌跡輪廓進(jìn)行描繪，第二種是在面狀信息的外部輪廓突出位置進(jìn)行取點(diǎn)。這2種方式都能夠提升精度，通過與OCAD底圖進(jìn)行疊加，能夠使地理信息更豐富，提高測(cè)繪效率。

2.5 地形特征數(shù)據(jù)收集

地形特征主要是等高線的測(cè)繪。在實(shí)際測(cè)繪中，利用手持GPS設(shè)備進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，精度較差，但是可以利用GPS設(shè)備對(duì)山脊和山谷線進(jìn)行數(shù)據(jù)信息采集，通過確定山脊和山谷線的走勢(shì)，就能夠結(jié)合地圖測(cè)繪出等高線的實(shí)際分布的情況。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，利用GPS技術(shù)對(duì)各種地理信息進(jìn)行收集，能夠大大提升傳統(tǒng)測(cè)繪方式的速度，通過快速搜集各種符號(hào)并與底圖疊加，使定向地圖信息更加豐富，有利于運(yùn)動(dòng)員的使用。GPS技術(shù)的應(yīng)用提升了定向運(yùn)動(dòng)制圖效果。

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