測繪技術(shù)中的數(shù)字測繪研究

馮謹(jǐn)松

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局三總隊(duì)，貴州 遵義 563000）

在測繪技術(shù)中，數(shù)字測繪技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛使用，對于全面優(yōu)化工程測繪成效，以及推動我國測繪事業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，均具有一定積極效用。了解數(shù)字測繪，明確其具體使用方法等，則是實(shí)現(xiàn)數(shù)字測繪技術(shù)有效運(yùn)用與長遠(yuǎn)發(fā)展的根本前提。本研究可為人們深化數(shù)字測繪認(rèn)知給予必要理論參考，并為土地測量工程中高效運(yùn)用數(shù)字測繪提供所需實(shí)踐指導(dǎo)與幫助。

1 數(shù)字測繪技術(shù)的簡要概述

數(shù)字測繪技術(shù)指的就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、測繪儀器設(shè)備以及各種先進(jìn)數(shù)字技術(shù)下，對目標(biāo)區(qū)域地形地貌等信息進(jìn)行全面采集、集中整合和深入分析。通過積極建設(shè)相關(guān)數(shù)據(jù)庫并運(yùn)用專業(yè)繪圖工具，自動完成圖形繪制，以此有效幫助工作人員全面掌握目標(biāo)區(qū)域?qū)嶋H情況，順利完成各項(xiàng)測繪工作的技術(shù)。

相較于傳統(tǒng)測繪技術(shù)，數(shù)字測繪技術(shù)因其引入使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等各種軟件系統(tǒng)及相關(guān)工具，故而使得測繪的自動化水平與精準(zhǔn)度均可以得到有效提升。在數(shù)字測繪中，工作人員通過對各種計(jì)算機(jī)自動化技術(shù)進(jìn)行充分利用，對工程所在地區(qū)的地形地貌等自然條件及測量情況進(jìn)行真實(shí)模擬，也均可以有效避免人員直接在野外進(jìn)行測量測繪，進(jìn)而大大提升工程測量測繪的安全可靠性[1]。加之在大數(shù)據(jù)背景下，工作人員可以在數(shù)字測繪中獲得海量具有良好時(shí)效性的測繪信息數(shù)據(jù)，并對這一數(shù)據(jù)資源進(jìn)行充分利用，配合使用專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件、繪圖軟件等，進(jìn)而快速、精準(zhǔn)地完成工程測繪工作。對于提升整體測繪成效，有效控制工程測繪成本同樣具有積極作用。

2 工程概況

為有效說明測繪技術(shù)中的數(shù)字測繪及其應(yīng)用，本文選擇以某市土地測量工程為例。該測量工程所在城市的總面積超過2000km2，負(fù)責(zé)管轄的城鎮(zhèn)與街道數(shù)分別為6個(gè)和4個(gè)，共計(jì)需要管轄超過200個(gè)行政村。雖然為了有效提高該城市土地資源的利用率，已經(jīng)先后進(jìn)行多次土地利用情況調(diào)查，并初步形成了比例尺為1:100000的土地利用現(xiàn)狀圖。但由于受到該城市部分地區(qū)的劃分變動以及對土地測繪精準(zhǔn)性要求進(jìn)一步提升等諸多因素的影響，導(dǎo)致測繪圖紙和實(shí)際情況之間經(jīng)常容易產(chǎn)生較大偏差，難以對該城市實(shí)際土地利用情況進(jìn)行全面、客觀反映。

因此相關(guān)工作人員經(jīng)過綜合考量，最終選擇以既有土地利用現(xiàn)狀圖為基礎(chǔ)，將包括GIS技術(shù)以及無人機(jī)遙感影像技術(shù)等在內(nèi)的各種數(shù)字測繪技術(shù)引入其中，從而深入落實(shí)該城市的土地測量工程工作。

3 測繪技術(shù)中數(shù)字測繪的實(shí)際應(yīng)用

3.1 外業(yè)測量

該工程在運(yùn)用測繪技術(shù)中的數(shù)字測繪時(shí)，在外業(yè)測量作業(yè)中，主要內(nèi)容包括調(diào)查土地權(quán)屬與采集各項(xiàng)測繪數(shù)據(jù)。工作人員在此次數(shù)字測繪中使用了像素為4368×2912，相片規(guī)格為154.09cm×102.73cm的數(shù)碼相機(jī)，在利用UAVRS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上以無人機(jī)航拍的方式獲得與本工程相關(guān)的各項(xiàng)影像數(shù)據(jù)信息。首先，工作人員通過根據(jù)現(xiàn)有土地利用現(xiàn)狀圖，確定其中與實(shí)際情況存在差異的圖斑位置，以此有效提升航拍調(diào)查的針對性。在匹配測繪影像信息時(shí)，鑒于信噪大小對影像信息匹配精度有著直接、重要的影響作用。工作人員最終選擇使用無人機(jī)遙感影像技術(shù)，并運(yùn)用以特征值為基礎(chǔ)的影像匹配與測繪方式。而為了避免在航拍時(shí)發(fā)生圖像旋轉(zhuǎn)的情況，從而直接影響提取特征點(diǎn)，故而在此次土地測量工程中，工作人員在運(yùn)用數(shù)字測繪技術(shù)時(shí)，采用了包括Harris以及Moravec等在內(nèi)的特殊算子，用于增強(qiáng)圖像旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性并精準(zhǔn)提取全部原始測繪圖像的信噪比等相關(guān)特征點(diǎn)。

在對該工程進(jìn)行外業(yè)測量的過程中，工作人員運(yùn)用專業(yè)的多頻接收機(jī)進(jìn)行靜態(tài)觀測。將觀測點(diǎn)設(shè)置在周圍高層建筑物的陽臺燈位置處，以有效防止信號之間出現(xiàn)相互干擾的情況。如果測量點(diǎn)位所在地帶的建筑物分布較為密集，還需要相關(guān)工作人員使用二級導(dǎo)線對其進(jìn)行加密操作，以盡可能排除影響數(shù)據(jù)測量的各項(xiàng)外在因素。

在靜態(tài)觀測中，要求其平面精度與靜態(tài)高程精度需要分別控制在2.5mm+1ppm與5mm+1ppm，數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔應(yīng)控制在10s左右[2]。同步接收衛(wèi)星頻數(shù)需在5顆以上，衛(wèi)星高度角則應(yīng)當(dāng)在15°以上。工作人員在運(yùn)用現(xiàn)有1:100000土地利用現(xiàn)狀圖，并嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，規(guī)范制作出工作底圖后，還需要對指定調(diào)查區(qū)域臨近地權(quán)屬情況進(jìn)行統(tǒng)一明確與清晰標(biāo)注。

3.2 數(shù)據(jù)處理

在運(yùn)用數(shù)字測繪技術(shù)對此次土地測量工程項(xiàng)目進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的全面采集與深入分析處理的過程中，相關(guān)工作人員需要以工程實(shí)際為基礎(chǔ)，對包括GIS技術(shù)在內(nèi)的各種數(shù)字測繪技術(shù)進(jìn)行靈活運(yùn)用。

首先工作人員通過充分參考相關(guān)部門提供的各項(xiàng)地籍資料，對被測區(qū)域行政邊界線進(jìn)行有效明確，此時(shí)工作人員需要將與之相關(guān)的行政管理區(qū)域圖層放置其中。其次，工作人員需要采用實(shí)地調(diào)研等方式對行政界線、權(quán)屬界線是否保持一致進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，一旦發(fā)現(xiàn)二者之間相互矛盾，則需要依照具體權(quán)屬分界線在相對應(yīng)的宗地圖層中放置行政界線。為有效提高數(shù)字測繪效率，同時(shí)保障各項(xiàng)測繪數(shù)據(jù)處理結(jié)果的精準(zhǔn)性，在該土地測量工程項(xiàng)目中，在處理外業(yè)數(shù)據(jù)時(shí)，工作人員通過充分利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與局域網(wǎng)等優(yōu)勢資源，在引入專業(yè)的數(shù)據(jù)處理工具軟件下，將原本分散的測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一集合與集中處理。工作人員在對前期外業(yè)測量中得到的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)與權(quán)屬調(diào)查結(jié)果進(jìn)行嚴(yán)格審核。包括數(shù)據(jù)成果是否真實(shí)完整、各類圖形幾何關(guān)系的拓?fù)渫陚渑c否、圖形數(shù)據(jù)拓?fù)涫欠翊嬖谙嗷ッ?、屬性?shù)據(jù)是否存在錯(cuò)誤或缺失等情況。確保其與土地測量工程項(xiàng)目實(shí)際情況及國家各項(xiàng)規(guī)定要求完全相符后，將不同格式、規(guī)范的測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，再運(yùn)用專門的繪圖工具軟件，直接將測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入其中進(jìn)行相應(yīng)編輯，即可快速、精準(zhǔn)地獲得土地測量工程項(xiàng)目的地籍調(diào)查結(jié)果，同時(shí)自動獲得準(zhǔn)確規(guī)范的地籍圖件繪制圖。在該土地測量工程中，要求數(shù)字測繪的點(diǎn)位精度誤差不超過0.5mm。

3.3 內(nèi)業(yè)入庫

在基于測繪技術(shù)中數(shù)字測繪的土地測量工程項(xiàng)目中，內(nèi)業(yè)入庫環(huán)節(jié)主要包括內(nèi)業(yè)核實(shí)與屬性錄入、掛接數(shù)字檔案以及建立數(shù)據(jù)庫等。

在此次數(shù)字測繪中，工作人員通過得到的各項(xiàng)外業(yè)調(diào)查結(jié)果，對目標(biāo)區(qū)域中的線狀地物進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。而后依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對數(shù)據(jù)格式進(jìn)行適當(dāng)轉(zhuǎn)換，使得所有測量數(shù)據(jù)格式均可以保持高度一致[3]。

在此過程中，需要相關(guān)工作人員針對現(xiàn)有各項(xiàng)測量數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)據(jù)抽樣的方式對其進(jìn)行內(nèi)業(yè)核實(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、缺失等問題的數(shù)據(jù)，并針對此類問題數(shù)據(jù)迅速開展返工補(bǔ)測，避免影響整體數(shù)據(jù)的全面性、真實(shí)性和準(zhǔn)確性。隨后工作人員在數(shù)據(jù)編輯中，仍然需要使用專門的測繪工具軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行二次編輯，用以對繪制出的數(shù)字測繪圖進(jìn)行有效完善。最后，測繪人員需要與技術(shù)部門等其他參與土地測量工程項(xiàng)目的部門工作人員進(jìn)行協(xié)同合作，嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)定要求規(guī)范進(jìn)行屬性錄入，運(yùn)用計(jì)算機(jī)、掃描儀等各種現(xiàn)代化、數(shù)字化設(shè)備對土地測量中的各項(xiàng)地籍檔案資料進(jìn)行逐一掃描與按序編號，由此形成完整的數(shù)字地籍檔案。并同時(shí)使用掃描儀對所有紙質(zhì)圖紙進(jìn)行電子化處理，使之統(tǒng)一被轉(zhuǎn)化成數(shù)字化地圖。此時(shí)工作人員通過將該檔案和基礎(chǔ)地籍圖件、屬性數(shù)據(jù)等進(jìn)行數(shù)字檔案掛接，依托專業(yè)的地理信息建庫工具軟件快速建立起能夠覆蓋整個(gè)土地測量工程的地籍測繪數(shù)據(jù)庫。為工作人員全面把握所在地區(qū)土地資源當(dāng)前利用情況提供堅(jiān)實(shí)可靠的參考依據(jù)。同時(shí)也為工作人員清晰、準(zhǔn)確劃分轄區(qū)內(nèi)的林地與土地權(quán)屬，踐行國家相關(guān)土地政策等給予有力支持。使得數(shù)字測繪的應(yīng)有效用能夠在土地測量工程中得到充分發(fā)揮，推動該類工程實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會效益最大化的根本目標(biāo)。

4 結(jié)語

綜上所述，測繪技術(shù)中的數(shù)字測繪具有安全性和精準(zhǔn)性較高、時(shí)效性與自動化水平較高、測量信息數(shù)據(jù)量大等優(yōu)勢特征。有助于提高整體測繪效率，保障測繪結(jié)果具有較高的質(zhì)量水平。

在土地測量工程等當(dāng)中實(shí)際運(yùn)用數(shù)字測繪時(shí)，相關(guān)工作人員需要充分結(jié)合測量工程實(shí)際，對其各項(xiàng)測量測繪要求進(jìn)行統(tǒng)一明確下。嚴(yán)格依照國家相關(guān)測繪技術(shù)規(guī)程規(guī)定，合理選用與之相適宜的數(shù)字測繪技術(shù)，并對其中的測繪設(shè)備選型、數(shù)據(jù)采集與處理等關(guān)鍵要點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格把控。在積極引入各種先進(jìn)技術(shù)手段與數(shù)字測繪儀器設(shè)備下，使得數(shù)字測繪工作得以順利進(jìn)行。