淺談數(shù)字測繪及其體系構(gòu)建

【摘 要】 數(shù)字測繪是地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)，本文主要通過實際的應(yīng)用系統(tǒng)來闡述“數(shù)字測繪”系統(tǒng)的整體構(gòu)成、系統(tǒng)的工作模式和應(yīng)用狀況。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)字測繪 數(shù)字成圖 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

Abstract ： The paper mainly discusses the digital surveying and mapping and its system structure.

1.數(shù)字城市與數(shù)字測繪的關(guān)系

數(shù)字是信息的載體，是一切信息的基礎(chǔ)，因此，數(shù)字化是信息化的具體體現(xiàn)，數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用則是信息時代的主要技術(shù)特征之一。當(dāng)今，我國學(xué)者相繼提出了“數(shù)字城市”的設(shè)想。鑒于城市在國民經(jīng)濟建設(shè)中的重要性以及城市信息的密集性，人們認(rèn)識到：“數(shù)字城市”將在數(shù)字地球計劃中占有十分重要的地位。不論從哪個角度去理解數(shù)字城市、數(shù)字中國以及數(shù)字地球，都離不開信息的流動與共享。人們甚至可以抽象地把它們理解為在高速網(wǎng)絡(luò)上流動的各種信息。然而，據(jù)估計人類生產(chǎn)與生活所涉及的各種信息中與空間位置有關(guān)。因此，空間信息的采集、處理和利用是各領(lǐng)域信息化工作的基礎(chǔ)，是數(shù)字城市等各種數(shù)字系統(tǒng)構(gòu)建中最主要的工作內(nèi)容之一。

2.數(shù)字城市與數(shù)字測繪的要求

2.1必須確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求主要包括：位置精度、屬性精度、邏輯一致性、完整性、現(xiàn)勢性。位置精度即坐標(biāo)精度，在一定的坐標(biāo)系統(tǒng)下，以坐標(biāo)方式反映各種要素關(guān)系與地面實際情況吻合的程度，包括位置描述的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，圖廓點、格網(wǎng)點、控制點的精度以及平面位置精度、高程精度和圖幅邊界的接邊精度等。屬性精度主要反映屬性數(shù)據(jù)的正確性，它涉及分類、代碼、屬性值以及注記名稱的正確性。邏輯一致性指數(shù)據(jù)定義統(tǒng)一性與描述數(shù)據(jù)集之間固有的邏輯關(guān)系正確性。完整性是指符合選取標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)是否全部選取，即該表示的是否都表示了。現(xiàn)勢性是指數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)與當(dāng)前實際情況的符合程度。這些都是數(shù)字測繪必須確保的。

2.2確保數(shù)據(jù)的共享性

GIS自60年代問世以來，開發(fā)了大量的基礎(chǔ)平臺和應(yīng)用軟件（不少于300多種），近年來，國產(chǎn)的幾種GIS軟件也已開始受到國內(nèi)用戶的歡迎。在GIS的應(yīng)用發(fā)展過程中，不同的單位、不同的行業(yè)可能采用了不同的GIS軟件。然而，令人可怕的是由于受技術(shù)和其它因素的影響，不同的軟件采用不同的數(shù)據(jù)源，不同的數(shù)據(jù)格式，這就造成了不同的GIS應(yīng)用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)難以共享、重復(fù)采集、重復(fù)建立系統(tǒng)的局面。這也可能是數(shù)字城市建設(shè)中面臨的主要問題之一。

面對這種現(xiàn)狀，在數(shù)字城市建設(shè)中，除了要研究解決作為平臺的GIS軟件之間的數(shù)據(jù)共享之外，還應(yīng)該要求作為前端的數(shù)字測繪能適應(yīng)GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求，確保數(shù)字測繪與GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的共享。

3.數(shù)字測繪的特點

測繪行業(yè)的數(shù)字化如今在各種層次上也都有一定的應(yīng)用，但我們所提的數(shù)字測繪與這些傳統(tǒng)的“數(shù)字化方法”是有很大區(qū)別的，具體來說，數(shù)字測繪與一般的“數(shù)字化方法”相比具有如下特征：

3.1它關(guān)注過程的的信息化，關(guān)注過程中的數(shù)據(jù)流，重視數(shù)據(jù)流的效率與質(zhì)量。

3.2它是一個整體體系，是一體化的解決方案，提供過程中的全線產(chǎn)品。

3.3它是一個建設(shè)過程，需要一站到底的全程服務(wù)。

傳統(tǒng)的“數(shù)字化方法”關(guān)注的是結(jié)果，即最終得到的數(shù)字化成果。數(shù)字測繪不僅關(guān)注結(jié)果，而且更加關(guān)注得到和利用這個（些）結(jié)果的整體過程。例如，就數(shù)字化測圖而言，傳統(tǒng)數(shù)字化方法關(guān)注的是數(shù)字地圖這個結(jié)果。而數(shù)字測繪在關(guān)注數(shù)字化地圖的同時，更加關(guān)注得到數(shù)字化地圖的過程（例如控制測量、碎部測量、地圖矢量化等）以及在這個過程中的數(shù)據(jù)流。除此之外，數(shù)字化地圖還關(guān)注數(shù)字地圖將如何被利用（直接用于工程設(shè)計、進入GIS系統(tǒng)等）。站在這個高度，數(shù)字測繪十分重視數(shù)據(jù)流的效率與質(zhì)量。為此，數(shù)字測繪重視過程中的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制。

4.數(shù)字測繪體系的構(gòu)建概念

我們認(rèn)為：數(shù)字測繪是一個動態(tài)的可擴充的概念。在現(xiàn)階段，對于一般測繪單位，“數(shù)字測繪”主要包括數(shù)字控制、數(shù)字成圖、數(shù)字施工、空間數(shù)據(jù)管理和測繪信息管理以及智能化的質(zhì)量監(jiān)控體系等幾個組成部分。每個部分又形成相對獨立的工作體系，在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)支持下，空間數(shù)據(jù)在整個系統(tǒng)中可以自由輸入輸出，每個組成部分的成果應(yīng)該可以直接為其他相關(guān)工作直接調(diào)用，并且實現(xiàn)調(diào)用過程的數(shù)字化。例如，數(shù)字控制取得的成果進入數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)后，可以直接被成圖和施工系統(tǒng)直接利用，數(shù)字化的調(diào)用、傳輸模式可以有效地提高數(shù)據(jù)流的效率與質(zhì)量。

“數(shù)字測繪”的系統(tǒng)架構(gòu)是基于數(shù)據(jù)流、基于整體、基于過程的。所以，“數(shù)字測繪”系統(tǒng)建設(shè)的主要內(nèi)容就是整合測繪工作的各種軟、硬件資源，建立規(guī)范的數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量控制、成果利用和數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，合理利用新技術(shù)進行系統(tǒng)功能的提升。

在硬件方面，主要是測量儀器、數(shù)據(jù)處理設(shè)備、存儲設(shè)備、打印設(shè)備等。按照單位的實力可以有不同級別的配置，比如控制測量中，大單位基本傾向于GPS導(dǎo)線網(wǎng)控制，而一般單位則傾向于全站儀的邊角網(wǎng)控制。

“數(shù)字測繪”整體解決方案的具體內(nèi)容如下：

4.1數(shù)字控制

控制測量數(shù)據(jù)處理方案由控制精靈數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和平差易數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成。控制精靈對外業(yè)控制測量數(shù)據(jù)的采集、瀏覽和存儲都是以測站為單元進行的，已經(jīng)沒有路線的概念，數(shù)據(jù)采集可以自由進行。控制精靈自動記錄觀測數(shù)據(jù)同時可對各等級導(dǎo)線和水準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行線路坐標(biāo)推算、集中限差判斷和網(wǎng)形分析：嚴(yán)密的規(guī)范要求以不同的技術(shù)指標(biāo)保證數(shù)據(jù)錄入的正確性。

4.2數(shù)字成圖

數(shù)字化成圖系統(tǒng)所提供的電子數(shù)據(jù)是GIS一個非常重要的數(shù)據(jù)來源。以掌上電腦為載體的測圖精靈采集軟件、CASS成圖、和CASSCAN掃描矢量化軟件組成的數(shù)字化成圖系統(tǒng)開創(chuàng)野外數(shù)據(jù)采集新模式，同時著眼于整個行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，建立面向測繪行業(yè)的從外業(yè)測量數(shù)據(jù)采集到內(nèi)業(yè)成圖、成果進入GIS數(shù)據(jù)庫的一體化的解決方案。

在數(shù)字成圖方案中有這樣四個特點：數(shù)據(jù)、圖形、屬性實現(xiàn)了一次性的全信息采集，具備對多源數(shù)據(jù)的強大處理能力；一套數(shù)據(jù)可滿足多層次（如填挖方計算，縱橫斷面圖繪制等）的應(yīng)用；數(shù)據(jù)通過嚴(yán)格完善的接口直通各類GIS平臺。

4.3數(shù)字施工

由工程精靈和工程CASS組成的施工放樣系統(tǒng)，方便靈活地將數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)計算和放樣指揮結(jié)合在一起，不用事先計算放樣點的觀測值，而是現(xiàn)場提取要放樣的點后立刻由系統(tǒng)程序算出放樣數(shù)據(jù)，再自動聯(lián)機觀測并精確指揮鏡站作合理調(diào)整。這種工作模式下減少了數(shù)據(jù)的錄入工作和降低錯漏的可能性，同時，放樣指揮功能大大提高了鏡站移動的精確度和速度。

測繪行業(yè)OA

主要包括數(shù)據(jù)加工與質(zhì)量控制、空間數(shù)據(jù)管理以企業(yè)信息管理等子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)加工與質(zhì)量控制主要涉及：數(shù)據(jù)質(zhì)量的檢測與監(jiān)理；數(shù)據(jù)預(yù)處理與 GIS入庫；數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換；坐標(biāo)系投影變換；GIS建庫；地圖矢量化等。這些內(nèi)容既可整體運行又可作為單一的產(chǎn)品供用戶選用。

結(jié)束語

數(shù)字城市是信息時代發(fā)展的目標(biāo)與信息化工作的具體內(nèi)容，它對測繪行業(yè)提出了新的

要求和挑戰(zhàn)，整體地構(gòu)建“數(shù)字測繪”體系是應(yīng)對這種挑戰(zhàn)的有力措施。本文只是對數(shù)字測繪極其體系構(gòu)建提出一點粗淺的看法，僅供參考。

（作者單位：齊齊哈爾市勘察測繪研究院）