數(shù)字化成圖幾種作業(yè)模式的分析比較

葉曙東 六安市規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司

隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，已經(jīng)人們對數(shù)字成圖技術(shù)研究不斷身深入，人們在該項(xiàng)技術(shù)上已經(jīng)取得了一定程度突破，而且在生產(chǎn)中也得到了廣泛應(yīng)用，并且取得了不錯的應(yīng)用效果。測繪技術(shù)的不斷成熟，勢必會使測繪成果以數(shù)字形式成現(xiàn)，加強(qiáng)對該項(xiàng)內(nèi)容的研究意義重大。

一、數(shù)字化成圖功能的作用

1.數(shù)字化成圖可以滿足時代的發(fā)展需求。信息時代以信息資源全面利用和科學(xué)管理作為核心特征，而GIS（地理信息系統(tǒng)）就很好體現(xiàn)了這一特點(diǎn)，測量工作實(shí)際上就是收集、處理各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，測量成果是現(xiàn)代社會中的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)信息資源，采用數(shù)字化測量成果能夠使其作用得到全面提高，能夠順利連接其他信息系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)信息內(nèi)容的合理應(yīng)用與共享[1]。

2.方便成城市建設(shè)信息化管理。隨著城市化進(jìn)程的加快，以及各項(xiàng)技術(shù)的快速發(fā)展，城市規(guī)劃、管理、檔案建設(shè)等都成為城市外來一段時間發(fā)展的主要趨勢，數(shù)字化測量成果能夠?yàn)槌鞘邪l(fā)展與建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持。

3.為后續(xù)測繪地圖修測作業(yè)開展提供支持。城市的快速發(fā)展會使城市地貌不斷改變，因此，要修復(fù)老地形[2]。采用數(shù)字化地圖，對數(shù)字地圖進(jìn)行修測只需要對地圖進(jìn)行變化即可，進(jìn)行業(yè)內(nèi)處理，相應(yīng)的工作人員只需要拼接編輯新測地圖與老地圖，這種處理方式，可以縮短修測時間，提高效率。此外，數(shù)字化地圖方便修改、數(shù)據(jù)輸入與輸出等[3]。

二、幾種常用數(shù)字化成圖作業(yè)模式

常用的數(shù)字化成圖作業(yè)模式有三種，如圖1所示。

（一）原圖數(shù)字化

地圖數(shù)字化成圖可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有地形圖的充分利用，需要投入的軟件資源和硬件資源都較少，僅需要匹配數(shù)字化、計算機(jī)、繪圖儀、數(shù)字化軟件就能夠開展相應(yīng)工作，而且在具體作業(yè)期間，能夠快速獲取到數(shù)字成果。具體作業(yè)開展的工作方如下：手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量后數(shù)字化，通過對該方法進(jìn)行應(yīng)用，可以得到數(shù)字地圖精度會受到原圖具體精度情況影響，同時，在數(shù)字化期間會形成無誤差，誤差的出現(xiàn)，將會導(dǎo)致其精度不如原圖[4]。因此，這一措施只能作為一種緊急處理措施方案，并非是一種長久之計。在實(shí)際作業(yè)開展期間，可以利用補(bǔ)測等方式對數(shù)字地圖進(jìn)行修補(bǔ)，通過實(shí)測獲取到一部分精準(zhǔn)坐標(biāo)，然后利用這些點(diǎn)取代原坐標(biāo)，從而使原圖精度可以得到進(jìn)一步提高，滿足應(yīng)用需求。

（二）航測數(shù)字成圖

如果一個測區(qū)范圍面積較大，而且，對于地形圖的需求較為急迫時，在進(jìn)行測量作業(yè)時可以通過航空攝像測量技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，利用外業(yè)對影像進(jìn)行判讀，然后通過航測業(yè)內(nèi)力圖測圖，最終得到能夠滿足應(yīng)用需求的數(shù)字地形圖。此外，針對一些地形較為復(fù)雜區(qū)域，原圖數(shù)字化原圖年代較為久遠(yuǎn)，同時，受外界因素影響，難以在實(shí)地開展數(shù)字化測量，針對這一現(xiàn)象，在成圖上也可以采用航空攝影測量法。

圖1 常用的數(shù)字化成圖作業(yè)模式

（三）地面數(shù)字化測圖

從長遠(yuǎn)角度入手對問題進(jìn)行分析，要想使地圖的具體應(yīng)用效率能夠得到進(jìn)圖提高，獲取到精度相對較高的地圖資料，特別是針對數(shù)字化地籍資料，要求測量區(qū)域內(nèi)的重要地物與臨近控制點(diǎn)精度要求高，可以采取數(shù)字化測圖方法，這也是現(xiàn)階段，我國各個測繪單位在實(shí)際工作期間，采用最多，而且效果較好的一種數(shù)字測圖方法。

傳統(tǒng)平板測圖方法在具體應(yīng)用過程中，其地地物點(diǎn)平面物質(zhì)處的誤差主要受測繪作業(yè)開展期間的測定和展繪誤差；測定地點(diǎn)的方向和視距誤差；地圖上的刺點(diǎn)誤差等多項(xiàng)因素影像，各項(xiàng)影像因素，都會導(dǎo)致最終的測圖精準(zhǔn)性受到影像，無法精準(zhǔn)反映實(shí)際情況。實(shí)際圖點(diǎn)位誤差大小能夠達(dá)到±0.47mm，數(shù)字化測圖則有所不同，當(dāng)距離在300m以內(nèi)時對測定地物點(diǎn)，誤差大小約在±14mm，測定地點(diǎn)處高程誤差在±16mm[5]。具工作開展期間，采用全站儀測量獲取數(shù)據(jù)可以通過電子信息方式進(jìn)行傳輸、記錄、存儲，處理，最終實(shí)現(xiàn)成圖。在整個過程中，原始測量精度不會受到任何損失，而且在該項(xiàng)作業(yè)開展期間，記錯、讀錯等問題的概率很小，同時，可以通過自動方式完成對距離、坐標(biāo)、面積、訪問等各項(xiàng)數(shù)據(jù)的提取，繪制地圖的規(guī)范、精度、美觀都可以達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)，最終獲取到高精度測量成果，滿足程度需求。地面數(shù)字化測圖在具體應(yīng)用期間的一項(xiàng)缺陷就是會消耗大量物力、人力、財力，整體作業(yè)時長，作業(yè)成本相對較高。

三、對比分析數(shù)字化成圖作業(yè)模式

（一）地形圖固有誤差

1.圖紙變形產(chǎn)生誤差

圖紙大小隨著外界環(huán)境變化而發(fā)生改變，主要的影像因素有的溫度和濕度兩項(xiàng)影像因素，濕度和溫度改變?nèi)菀滓饒D紙發(fā)生變形，而引起誤差。

2.地圖自身具有誤差

地圖自身所帶誤差主要包括展繪控制點(diǎn)、投影等多各個方面的誤差。

（二）數(shù)字化誤差

（1）受數(shù)字化要素對象影響會出現(xiàn)誤差，地形圖地理要素自身的密度、寬度，以及復(fù)雜程度等各項(xiàng)內(nèi)容的具體結(jié)果對最終質(zhì)量造成明顯影響，例如，地圖上線條，粗線條與細(xì)線條相比，更加容易引起誤差，與平直線相比，復(fù)雜曲線更容易引起誤差。

（2）數(shù)字化操作人員在實(shí)際操作期間，受自身能力，外界因素影響，也會引起誤差，誤差會存在較大差異，主要體現(xiàn)在采集點(diǎn)點(diǎn)位的具體選擇，數(shù)字化采集速度等多項(xiàng)內(nèi)容。

（3）采用的數(shù)字化儀器性能存在一定差異，這也會引起一定誤差，采用的數(shù)字化儀器精度和分辨率都會對最終獲取到的數(shù)據(jù)的具體質(zhì)量造成直接影響，一般來說，采用的數(shù)字化儀器分辨率不得小于0.025mm，精度需要達(dá)到0.2mm。

（三）掃描數(shù)字化引起誤差

利用高精度掃描儀對地形圖進(jìn)行全面掃描，進(jìn)而形成格柵數(shù)據(jù)文件，完成上述操作后，采用矢量化軟件可以處理格柵數(shù)據(jù)文件，然后轉(zhuǎn)化為矢量圖形數(shù)據(jù)。對于掃描數(shù)字化數(shù)據(jù)來說，對其質(zhì)量造成影響的因素有采用的掃描儀精度、分辨率、圖形質(zhì)量、人為因素等。

（四）三種模式特點(diǎn)對比

（1）原圖數(shù)字化業(yè)內(nèi)勞動力高，外業(yè)低，容易被接受，但是其整體精度相對較低，作業(yè)人員勞動量大。

（2）航測數(shù)據(jù)成圖外業(yè)強(qiáng)度較低，內(nèi)業(yè)高，整體效率高，作業(yè)速度高，但是其成本相對較高，對于作業(yè)人員的專業(yè)能力要求高，不適合應(yīng)用在小項(xiàng)目上。

（3）地面數(shù)字測圖業(yè)內(nèi)與業(yè)外方法兩者不同，應(yīng)用起來可靠性高，可實(shí)現(xiàn)觀測，但是其整體工作量大。

四、結(jié)語

綜上所述，主要針對常用的數(shù)字成圖方式進(jìn)行詳細(xì)分析，對比了三種不同成圖方式，通過對比可以發(fā)現(xiàn)，三種方式都具有各自的特點(diǎn)，在實(shí)際項(xiàng)目開展期間，要依據(jù)的具體情況，制定合理的工作方案，采用指定方案，完成相應(yīng)工作。