淺談基礎測繪外業(yè)調繪的變遷

王江水

（山西省測繪地理信息院第二測繪院，山西 太原 030001）

0.引言

人類文明從開始的結繩記事發(fā)展到今天的北斗上天，測繪技術自始至終都伴隨著社會的發(fā)展而不斷創(chuàng)新。司馬遷在史記夏本紀中說“左準繩，右規(guī)矩，載四時，以開九州、通九道、陂九澤、度九山”，這說明早在夏禹治水的時候，我們的先人就已經開始了利用測量技術為自己的社會活動所服務。而在當今社會，測繪技術更是已經發(fā)展到了和人民群眾的生活息息相關的地步，我們國家給予了測繪事業(yè)前所未有的重視。測繪的其中一項基礎性工作就是每年都要進行的基礎測繪。

根據(jù)測繪法對基礎測繪的定義，基礎測繪是國民經濟和社會發(fā)展的重要基礎，是為國家各個部門和各項專業(yè)測繪提供基礎地理信息數(shù)據(jù)的重要依據(jù)。它通過建立全國統(tǒng)一的測繪基準和測繪系統(tǒng)，采用基礎航空攝影測量技術獲取基礎地理信息的遙感資料，測制和更新國家基本比例尺地圖，從而建立和更新基礎地理信息系統(tǒng)。

1.基礎測繪中的航空攝影測量和外業(yè)調繪

1.1 航空攝影測量

測繪作為一門歷史古老的學科，在19 世紀中葉出現(xiàn)的攝影測量是測繪學科的一次飛躍，它使測繪和攝影融合到了一起，產生了通過對影像的分析,從而獲得相應信息并最終得到測繪成果的新的測繪技術，而后出現(xiàn)的航測更是通過對航空技術、攝影技術和測量技術的大融合將測量手段提高到了一個嶄新的高度，航測的出現(xiàn)極大改變了我們傳統(tǒng)測繪的技術手段，因為它具有作業(yè)速度快、生產效率高、測區(qū)范圍大、產品成本低、成圖質量好、地貌表示逼真、工作自動化程度高、外業(yè)勞動強度低、成果現(xiàn)勢性好、及時準確性強等多項優(yōu)點，使得航測很快就得到了全球大范圍的普及應用。我們國家最早的航空攝影測量是1931 年錢塘江支流浦陽江一段36 千米河道的測繪，新中國建立后，隨著時代的發(fā)展，航空攝影測量已經成為主要的測繪手段之一，我們國家的基礎測繪大部分也是采用航空攝影測量的技術進行的。

1.2 外業(yè)調繪

航空攝影測量一般分為外業(yè)和內業(yè)兩個方面的工作，在外業(yè)工作中主要包括像片控制聯(lián)測和野外像片調繪。而其中野外像片調繪是航空攝影測量中非常重要的一個環(huán)節(jié)。在過去傳統(tǒng)的作業(yè)中，它是通過作業(yè)員用航攝像片在野外實地對影像進行解讀分析判斷，根據(jù)具體的項目技術設計書以及國家標準的圖示、規(guī)范要求，按需要把實地的地形、地貌、名稱注記等地理要素用相應的符號著鉛到像片上來，回到室內后再用墨水清繪，從而為下一道生產工序提供可使用的成果，并為最終的地理信息產品提供必要的信息數(shù)據(jù)。

2.外業(yè)調繪的變遷

2.1 調繪形式的變遷

在測繪最終產品只是紙圖的那個年代，外業(yè)調繪的形式主要是用像片進行調繪，它首先要求作業(yè)員用像片全野外調查，就是在野外拿像片對影像和實地進行對照，通過對照研判后用鉛筆在像片上著鉛，然后回到內業(yè)在室內用五色墨水按照圖示規(guī)范要求精確清繪整飾，從而形成為下一道工序服務的成果。

而在測繪產品進入數(shù)字化時代，外業(yè)調繪已經實現(xiàn)了電子數(shù)字化，作業(yè)員不論是外業(yè)還是內業(yè)，都可以在電子產品上完成?，F(xiàn)在的外業(yè)調繪是用裝著糾正后的影像的平板電腦全野外調查，所有要素都可以用軟件自帶的相應符號直接繪制在平板里，回到內業(yè)可以直接將外業(yè)平板里的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絻葮I(yè)電腦里進行編輯整理，和過去相比，這不僅使內業(yè)省去了繁瑣的清繪，甚至可以直接給數(shù)據(jù)入庫提供服務。

2.2 調繪手段的變遷

由于過去作業(yè)員調繪時，只有一只鉛筆和一張像片，在交通工具僅僅是靠自己一雙腿的情況下，即使做到了走到、看到、問到、繪到的調繪四原則，作業(yè)質量的高低和作業(yè)員的經驗也密切相關，但經驗是個或然值，靠經驗工作出錯是難免的。比如在那個用像片調繪的年代，即使是老作業(yè)員，對電力線的轉折點的判讀也經常移位，但在目前這個數(shù)碼電子化時代，這個短板已經被高科技所彌補，同樣是電力線的轉折點，作業(yè)員完全可以利用電子平板的衛(wèi)星定位功能（GNSS）精準定位，完美解決了靠經驗解決不了的問題。還有過去的作業(yè)員作業(yè)時只有通過對像片影像的判讀，才能確定自己在圖中的準確位置，這對作業(yè)員的判讀能力要求比較高，誤判也是經常發(fā)生的，但現(xiàn)在使用電子設備作業(yè)后，這個問題得到了完美解決，因為設備自帶定位功能，你打開設備進入工作界面后，你的位置會實時顯示，非常直觀便捷，大大改善了作業(yè)效率和精度。

2.3 調繪內容的變遷

基礎測繪是為國民經濟基本建設服務的，隨著時代的腳步，我們國家的經濟建設發(fā)生了巨大的變化，高速公路、高速鐵路的從無到有，太陽能光伏及風能發(fā)電的大量普及，共享經濟的日漸推廣等等，這些都是需要我們調繪內容及時調整以適應發(fā)展的變化，從最新的2017 年版的國家基本比例尺地圖圖式第2 部分就可以看出，在1∶10000 地形圖基礎測繪中，新的地理信息要素就增加了21 個，它們是：尾礦庫，碉樓，施工區(qū)，露天貨棧、材料場，專用供氧點，公園、游樂場,健身、娛樂設施,觀景臺,曬佛臺,防風墻,高速鐵路,村道,街道,服務區(qū),野生動物通道,散熱棒,直升飛機停機坪,領?；€、領海基點,防風固沙方格,裸土地,冰川(注記)，另外在居民地及設施中，還增加了職業(yè)教育學校等等，這些所有的內容變化都反映了航測調繪是如何隨時代變遷而變化的，更體現(xiàn)了測繪是為人類社會發(fā)展而服務的這一基本準則。

2.4 調繪作用的變遷

調繪作為航空攝影測量中重要的一道工序，雖然無論在過去還是現(xiàn)在都是為下一道測圖工序提供服務，但在傳統(tǒng)的航測作業(yè)中，調繪的最終成果就是一張像片，所以那時調繪的主要作用就是為測圖員測圖做參考，在那個測繪的最終產品只是一介紙圖的年代，技術手段決定了調繪僅僅是內業(yè)測圖的重要依據(jù)。而在目前數(shù)碼航空攝影測量的信息化時代，測繪的最終成果已不僅僅是紙圖，在紙圖的后面是強大的地理信息數(shù)據(jù)庫，在新的作業(yè)流程中，調繪的成果已經不是簡單的一張像片，而是可以和內業(yè)無縫銜接的一系列相關文件，這也就使得調繪已不僅僅是測圖員的測圖依據(jù)，而是可以直接為內業(yè)編輯建庫提供服務。調繪已經由簡單的測圖依據(jù)變?yōu)榱巳霂炀庉嫷膹姶蠹夹g支撐，航測調繪作業(yè)在數(shù)字制圖和數(shù)據(jù)庫建庫中的作用已發(fā)生了巨大的變化。

2.5 調繪性質的變遷

航空攝影測量從技術路線上可以分為“先外后內”“先內后外”兩種路線，傳統(tǒng)的做法是“先外后內”，它要求作業(yè)員在野外進行全要素調繪，本著“走到、看到、問到、清到”的四到原則，按內業(yè)定位，外業(yè)定性的準則，根據(jù)技術設計書及圖示規(guī)范的要求，準確無誤地把相關地形、地貌、地物等地理信息都調繪出來。隨著時代的變遷以及技術手段的進步，目前基礎測繪航空攝影測量的技術路線已大量采用了“先內后外”，也就是“先內業(yè)采集編輯，后外業(yè)調繪補測，最后編輯成圖”的技術路線更新生產數(shù)據(jù)，它要求外業(yè)調繪采用內業(yè)采集編輯后的數(shù)據(jù)制作外業(yè)調繪底圖，在外業(yè)對內業(yè)無法采集的重要地物進行定位、補測、調查屬性等（如，高壓線轉折點處電桿），對內業(yè)標識且無法判定的地物進行調查、核實、定性。調繪作業(yè)全部采用電子平板電腦，保留原始軌跡和照片。這兩種路線一個是全要素調繪；一個是補調核查，基礎測繪調繪的性質發(fā)生了重要的變化。

3.調繪變遷的意義

3.1 減輕了勞動強度

調繪變遷體現(xiàn)了勞動強度的降低，它包括兩個方面：首先在交通方面，在傳統(tǒng)的調繪模式下，作業(yè)員作業(yè)時的交通完全靠兩條腿，一天走五、六十千米是家常便飯，每天回到駐地作業(yè)員的兩腿就像灌了鉛一樣。而現(xiàn)在每一個作業(yè)分院都配有若干作業(yè)用專車，作業(yè)員作業(yè)都車接車送，調繪作業(yè)的勞動強度得到了很大地降低。其次，在作業(yè)手段方面，在最早的1∶10000 基礎測繪中，像片調繪一幅圖曾經最多要16 張像片，每一張像片都要求整飾接邊，圖內所有要素都是作業(yè)員用小筆尖蘸五色墨水一筆一筆清繪上的，可以想到這繁瑣的工作量有多大，而現(xiàn)在的平板電腦調繪，一副圖可以完整地顯示出來，省去了過去圖內的接邊整飾，圖內要素也都是用相應軟件直接繪制，大大減輕了勞動強度。

3.2 降低了產品成本

任何一項技術的進步，在帶來使用便利的同時，一定也要帶來經濟的效益，否則它就會被自然淘汰，調繪也同理，這首先表現(xiàn)在生產材料上。過去調繪是用傳統(tǒng)像片進行，自然就有負片、像紙及沖洗顯影藥品等相關材料成本，而現(xiàn)在調繪是在平板電腦上用數(shù)碼像片進行，作業(yè)只需要一個平板就足以，而且像片可以反復使用，平板電腦等數(shù)碼產品也是一次性投資，這無形中就降低了生產成本。其次，在勞動力成本上，過去由于調繪作業(yè)手段的局限性，導致需要大量的工作人員才能完成國家每年下達的指令性任務，這無疑要支出很多的人力成本，而現(xiàn)在隨著調繪作業(yè)技術和手段的變化，使得調繪可以用較少的人力資源，就可以滿足生產建設的需要，為國家和社會節(jié)省了大量的成本。

3.3 提高了作業(yè)效率

雖然航空攝影測量本身就是科學技術進步所帶來的測繪技術手段，與白紙測圖相比，它的出現(xiàn)已經使測繪的工作效率得到了極大地提升，但傳統(tǒng)的航測調繪時代和目前的數(shù)碼航測調繪時代相比，效率還是差的太多。首先，在交通上，過去高速公路都很少，現(xiàn)在基本上村村都通硬化路，道路通行條件的改善，使得調繪作業(yè)從主要靠腿進入到了基本靠車的時代，這無形中節(jié)約了時間成本，提高了作業(yè)效率。其次，在工作量上，在用像片調繪進行作業(yè)的那個年代，即使一個有多年工作經驗的老作業(yè)員，每年的工作量也只有十幾幅圖，而使用電子平板調繪后，一個普通作業(yè)員的年工作量可以達到幾十幅圖，這可以說是一個革命性的飛躍。

3.4 滿足了社會發(fā)展的需要

自改革開放以來，在我們國家960 萬平方千米的國土上發(fā)生了翻天覆地的變化，2019 年我們人均GDP首次突破了1 萬美元，國民經濟在全球經濟排名中名列第二，我們現(xiàn)在不僅是人口大國，也是制造大國，更是基建大國。過去人們出門看地圖，現(xiàn)在人們出門看導航，過去是現(xiàn)金直付，現(xiàn)在是手機支付。國民經濟的蓬勃發(fā)展，對我們測繪提出了更高的要求。具體到1∶10000 的基礎測繪，國家每年的指令性計劃，從過去的幾十幅圖到如今的幾百幅圖，所以測繪技術的變化就是適應社會要求，滿足社會發(fā)展的需要的縮影，而航空攝影測量調繪的變遷無疑為這一偉大社會變革做了最好注解。

4.外業(yè)調繪工作的展望

測繪是一門研究地理信息的學科，作為測繪分支學科的航空攝影測量自誕生以來，經過了從模擬攝影測量、解析攝影測量直到目前的數(shù)字攝影測量，它的技術進步,是有目共睹的。從發(fā)展的歷史來看，航空攝影測量的出現(xiàn)就是一次技術發(fā)展進步，從而形成大融合的產物，而目前來說，我們面臨著又一個技術應用即將發(fā)生重大變革的前夜。隨著由摩爾定律而動的電子芯片集成度的不斷提高，計算機的計算力有了突飛猛進的變化，這讓我們人類對數(shù)據(jù)的處理能力獲得了極大發(fā)展，直接體現(xiàn)就是5G 通訊、人工智能、云計算、物聯(lián)網等革命性的技術紛紛走到了前臺，而這些技術的融合發(fā)展一定會對大到測繪學科，小到航空攝影測量里的航測調繪產生巨大的影響。筆者認為未來的外業(yè)調繪可能會全面無人化，通過人工智能用無人機直接野外調繪，外業(yè)數(shù)據(jù)可通過5G 網絡實時同步到內業(yè)，然后內業(yè)采用云計算處理數(shù)據(jù)，編輯后直接入庫生成最后的測繪產品。到那時，作業(yè)員將不再需要野外作業(yè)，他們將坐在家里，通過操控人工智能及無人機等先進的高科技設備，就可以為我們國民經濟建設提供必要的測繪地理信息產品，我們期待那一天的早日到來。