大比例尺數(shù)字測(cè)圖及常見問題分析

李作勛

摘要：文章在簡(jiǎn)單介紹數(shù)字測(cè)圖相關(guān)概念的基礎(chǔ)上，對(duì)工作的基本原理與模式進(jìn)行了分析，并結(jié)合以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)野外數(shù)字測(cè)圖工作中不同工序所存在的常見問題及其產(chǎn)生原因進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：大比例尺；數(shù)字測(cè)圖；野外數(shù)據(jù)采集；野外數(shù)字測(cè)圖

中圖分類號(hào)：P231文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2012）18

1概述

近20年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了跨越式的發(fā)展，并在測(cè)繪領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，隨著數(shù)字儀器的推廣和普及，數(shù)字測(cè)圖技術(shù)目前已經(jīng)基本取代了傳統(tǒng)工作中所采用的地形測(cè)圖方法，成為地形圖測(cè)繪的重要手段。數(shù)字測(cè)圖除了可以對(duì)地形、地理信息進(jìn)行豐富之外，還實(shí)現(xiàn)了整個(gè)操作過程的自動(dòng)化，大幅縮短了工作人員在野外作業(yè)的時(shí)間，降低了他們的勞動(dòng)強(qiáng)度。由于手工操作被計(jì)算機(jī)操作所取代，成圖精度也得到了大幅提升。雖然數(shù)字測(cè)圖具備諸多優(yōu)勢(shì)，但是與傳統(tǒng)的測(cè)量方法類似，在實(shí)際操作的過程中也不可避免會(huì)因?yàn)楦鞣N主、客觀因素的影響，出現(xiàn)技術(shù)問題得不到妥善處理、作業(yè)方式不符合相關(guān)規(guī)范的要求等現(xiàn)象，給成圖質(zhì)量的保證帶來不利影響。

2基本原理分析

就目前的實(shí)際情況來看，數(shù)字測(cè)圖主要分為地圖數(shù)字化、地面數(shù)字測(cè)圖和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量三種方式。其中，地面數(shù)字測(cè)圖是指借助電子全站儀等儀器，完成野外地形數(shù)據(jù)的數(shù)字化采集，所得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過成圖軟件的加工和處理，最終形成數(shù)字化的地形圖。從本質(zhì)上來看，數(shù)字地面測(cè)圖屬于全解析機(jī)助測(cè)圖方法的范疇，其原理和方法詳見圖1。

3大比例尺數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)的相關(guān)概念

計(jì)算機(jī)是數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)的核心所在，在相關(guān)軟件、外連的輸入輸出設(shè)備的支持下，系統(tǒng)能夠?qū)Φ乇砜臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、輸出和管理。目前，數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展出多個(gè)不同的類型，不僅數(shù)據(jù)采集方式豐富，而且功能及其適用范圍也非常廣泛，能夠?qū)崿F(xiàn)多圖形和數(shù)據(jù)的有效輸出，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)詳見圖2：

3.1野外數(shù)據(jù)采集模式

數(shù)字測(cè)圖在實(shí)際工作中的作業(yè)方式是多種多樣的，不同種類的軟件所支持的作業(yè)模式也不盡相同，當(dāng)然也有一些軟件能夠同時(shí)支持多種作業(yè)模式。雖然用戶設(shè)備、作業(yè)習(xí)慣與測(cè)量要求存在差異，但目前應(yīng)用最為廣泛的還是GPS RTK和全站儀測(cè)量方法。

根據(jù)圖形信息碼給出方式的不同，我們可以將野外數(shù)據(jù)采集的工序分為兩種主要類型：（1）將移動(dòng)便攜式電腦作為野外數(shù)據(jù)采集的記錄器，在對(duì)碎部點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)后，可根據(jù)地形的實(shí)際情況輸入圖形信息碼，從而完成圖形的生成；（2）在碎部點(diǎn)觀測(cè)的同時(shí)，繪制工作草圖，對(duì)碎部點(diǎn)連接關(guān)系、地形要素名稱等內(nèi)容進(jìn)行記錄。隨后，將碎部點(diǎn)顯示在室內(nèi)計(jì)算機(jī)屏幕上，通過人工的方式完成碎部點(diǎn)連接，將圖形信息碼輸入后完成圖形的生成。

3.2野外數(shù)字測(cè)圖的操作流程

無論是采用GPS RTK還是全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，作業(yè)方式大多都是按照以下流程進(jìn)行的：

第一，準(zhǔn)備工作。主要包括對(duì)相關(guān)資料的搜集與初步分析。在此基礎(chǔ)上，制定作業(yè)方案和編寫技術(shù)設(shè)計(jì)書，準(zhǔn)備好工作底圖，儀器設(shè)備檢測(cè)。

第二，控制測(cè)量。主要包括基礎(chǔ)和圖根控制兩方面內(nèi)容。

第三，數(shù)據(jù)采集。包括地形和地貌數(shù)據(jù)采集兩方面內(nèi)容。

第四，數(shù)據(jù)編輯。將采集到的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，并根據(jù)所繪制的草圖和各點(diǎn)的點(diǎn)位描繪出地物與地貌，最后對(duì)地形圖進(jìn)行修正、整飾。

第五，檢查。在完成內(nèi)業(yè)編輯工作后，將所編輯的地形圖打印出來，并進(jìn)行實(shí)地檢查。同時(shí)，還要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求采集一定數(shù)量的地物和地貌點(diǎn)的坐標(biāo)值，通過與所形成地形圖的比較來檢測(cè)其精度。在對(duì)所發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)處理后即可完成全部的測(cè)繪工作。

4操作過程中的常見問題

大比例尺數(shù)字測(cè)圖的操作不僅要求細(xì)致，而且非常繁瑣，涉及到的工序較多，稍有不慎就會(huì)引起誤差。因此，工作人員在進(jìn)行正式操作之前必須要形成相應(yīng)的作業(yè)方案，并在實(shí)際工作中嚴(yán)格按照方案要求進(jìn)行施工，只有這樣，才能為成圖質(zhì)量提供更多的保障。下面對(duì)實(shí)際工作中的常見問題進(jìn)行

分析。

4.1技術(shù)設(shè)計(jì)過程中的常見問題及原因分析

4.1.1技術(shù)設(shè)計(jì)過程中的常見問題

技術(shù)設(shè)計(jì)書在生產(chǎn)作業(yè)的過程中發(fā)揮著重要的指導(dǎo)作用，是工作的重要依據(jù)，不切合實(shí)際情況、不符合相關(guān)規(guī)范的技術(shù)設(shè)計(jì)，就會(huì)給隨后的操作帶來很多不必要的麻煩。但是就目前的實(shí)際情況來看，卻經(jīng)常出現(xiàn)以下幾方面問題：

（1）無設(shè)計(jì)作業(yè)。整個(gè)作業(yè)過程全部基于工作人員以往的經(jīng)驗(yàn)，這樣不僅不利于精度的提高，也會(huì)導(dǎo)致成圖標(biāo)準(zhǔn)不一等問題，使工作成果無法滿足使用要求。

（2）設(shè)計(jì)滯后。部分工作人員喜歡先操作，后設(shè)計(jì)，其目的僅僅是為了確保相關(guān)資料的完整程度，與無設(shè)計(jì)作業(yè)并沒有太大的分別。

（3）概念性錯(cuò)誤。在設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些如坐標(biāo)系統(tǒng)選擇錯(cuò)誤、用低等級(jí)已知點(diǎn)發(fā)展高等級(jí)控制點(diǎn)等問題，最終會(huì)使測(cè)量結(jié)果存在嚴(yán)重

缺陷。

（4）設(shè)計(jì)書過于簡(jiǎn)單。有些工作人員本著應(yīng)付的心態(tài)去完成技術(shù)設(shè)計(jì)書，很多時(shí)候都沒有提及作業(yè)方式、依據(jù)、坐標(biāo)系統(tǒng)要求等重要內(nèi)容，一筆帶過的現(xiàn)象較為普遍，無法充分發(fā)揮出設(shè)計(jì)書的指導(dǎo)作用。

4.1.2原因分析

在中小型測(cè)繪單位中，對(duì)于技術(shù)設(shè)計(jì)沒有給予足夠重視的現(xiàn)象相對(duì)普遍，導(dǎo)致這種問題的原因主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）管理人員沒有給予技術(shù)設(shè)計(jì)以足夠的重視，存在著因過分強(qiáng)調(diào)工期而忽略質(zhì)量的問題。

（2）前期準(zhǔn)備工作不到位，使工作人員無法全面、準(zhǔn)確地領(lǐng)會(huì)項(xiàng)目的基本要求與客戶的特殊

要求。

（3）設(shè)計(jì)人員的工作能力與水平不過關(guān)，未能達(dá)到完成工作任務(wù)所需的專業(yè)水準(zhǔn)。

4.2控制測(cè)量過程中的常見問題

全部的測(cè)量活動(dòng)都離不開控制測(cè)量這一重要的基礎(chǔ)，全野外數(shù)字測(cè)圖工作也是如此。在控制測(cè)量的實(shí)際作業(yè)過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下幾方面問題：

第一，控制點(diǎn)點(diǎn)位選擇不合理，無法滿足低等級(jí)控制測(cè)量以及隨后進(jìn)行的數(shù)字采集工作的需求。另外，不合理的選點(diǎn)也不利于控制點(diǎn)的保存和

觀測(cè)。

第二，在進(jìn)行標(biāo)石埋設(shè)時(shí)，未能按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求進(jìn)行操作，規(guī)格不合理，點(diǎn)之記等原始記錄填寫不規(guī)范等問題較為突出。

第三，儀器的選擇不符合要求。包括未對(duì)儀器進(jìn)行計(jì)量檢定，所使用的儀器與所提供的檢定書不對(duì)應(yīng)，檢定書超過有效期，有時(shí)甚至還存在著偽造檢定書的問題。

第四，原始觀測(cè)數(shù)據(jù)的記錄錯(cuò)誤或不完整。缺乏全面、科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)，工作人員不熟悉相關(guān)規(guī)范，業(yè)務(wù)水平和責(zé)任心較差也是導(dǎo)致缺陷的重要誘因。另外，部分工作人員還存有投機(jī)心理，他們覺得工作目的就是要成圖，因而放松了對(duì)控制測(cè)量的要求，最終只能是導(dǎo)致成果圖件的嚴(yán)重

缺陷。

4.3數(shù)學(xué)精度方面的常見問題

數(shù)學(xué)精度主要包括地形圖的平面位置與高程精度兩方面內(nèi)容，它們是地形圖質(zhì)量的最重要指標(biāo)，同時(shí)也是導(dǎo)致成品判定為不合格的主要原因。

4.3.1平面位置精度的常見問題

（1）圖根控制點(diǎn)和測(cè)站點(diǎn)未能滿足測(cè)圖的實(shí)際需求，有時(shí)還存在著較大的漏洞。

（2）在測(cè)量過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)覘點(diǎn)的準(zhǔn)確性差、錯(cuò)誤判斷定向點(diǎn)，或測(cè)站點(diǎn)的問題，有時(shí)草圖的繪制也會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

（3）未能在各測(cè)站上測(cè)繪部分公共點(diǎn)，所存在的錯(cuò)誤沒能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并更正。

（4）觀測(cè)條件較差，儀器不穩(wěn)定，出現(xiàn)飛點(diǎn)后沒有及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)測(cè)、刪除或核實(shí)。

（5）成圖后，相關(guān)負(fù)責(zé)人沒有進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與核對(duì)。

4.3.2高程精度的常見問題

（1）儀器高度的取值準(zhǔn)確性較低，或者量取值錯(cuò)誤。

（2）在地形特征點(diǎn)上未能采集到高程，從而導(dǎo)致自動(dòng)生成的等高線走向與實(shí)際值之間存在誤差。

（3）覘標(biāo)高不準(zhǔn)確，在覘標(biāo)高改變時(shí)，沒有及時(shí)對(duì)儀器記錄值進(jìn)行調(diào)整，有些工作人員則是事中進(jìn)行了人為記錄，事后卻沒有對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)做

更正。

（4）成圖后，沒有及時(shí)進(jìn)行檢查和核實(shí)，對(duì)自動(dòng)生成的等高線沒有及時(shí)處理，這樣就容易導(dǎo)致因事后遺忘所引起的等高線形狀走樣問題。

（5）高程點(diǎn)的密度沒有達(dá)到規(guī)范的要求。

（6）缺少坎高變化的信息。

4.4地理精度的常見問題

地理精度是地形圖能夠?qū)?shí)地地理特征進(jìn)行準(zhǔn)確反映的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，也是地形圖重要的質(zhì)量特征之一。

4.4.1常見問題

（1）除漏注、錯(cuò)注外，位置標(biāo)錯(cuò)也是常見的

問題。

（2）錯(cuò)繪、漏繪各類建筑和構(gòu)筑物，居民地綜合過大等。

（3）錯(cuò)繪、漏繪公路或鐵路的里程碑、涵洞等附屬設(shè)施。道路所使用的材料、名稱、去向標(biāo)示等信息不夠完整。

（4）錯(cuò)繪、漏繪水渠或河流，也有在表示水系時(shí)，存在與圖式和規(guī)范不符的問題。

（5）錯(cuò)繪、漏繪路燈、變壓器、煙囪、獨(dú)立樹、水塔等獨(dú)立地物，通訊線、電力線也是錯(cuò)繪、漏繪的常見對(duì)象。

（6）在表示土質(zhì)和植被時(shí)存在誤差。

4.4.2草圖繪制問題

在實(shí)際工作中，地理要素信息大多是通過草圖的繪制最終反映到地形圖之上，所以草圖的清晰度和準(zhǔn)確性直接影響著地理精度。在絕大多數(shù)情況下，工作人員的責(zé)任心決定著草圖質(zhì)量的高低，因此作業(yè)人員在實(shí)際作業(yè)的過程中務(wù)必要做到細(xì)心、認(rèn)真，要“走到、看清、繪準(zhǔn)”。

4.5整飾質(zhì)量問題

所謂整飾質(zhì)量，就是指地形圖中所使用的線劃、符號(hào)、注記等是否規(guī)范，常見的整飾質(zhì)量問題主要包括以下幾個(gè)方面：（1）圖廓整飾內(nèi)容表示錯(cuò)誤或相關(guān)信息不完整；（2）數(shù)字、文字的注記不夠規(guī)范；（3）所使用的符號(hào)規(guī)格不夠統(tǒng)一，或使用不正確；（4）等高線沒有交代清楚，或存在著錯(cuò)繪、漏繪的問題；（5）線劃的銜接不夠規(guī)范，這也是最為常見的問題；（6）當(dāng)遇到圖式庫(kù)中沒有涉及的地貌、地形符號(hào)時(shí)，使用“模糊”的符號(hào)進(jìn)行代替，且沒有對(duì)其進(jìn)行說明；（7）在使用具有方向性的地貌符號(hào)時(shí)，方向的標(biāo)示存在

錯(cuò)誤。

整飾質(zhì)量問題的產(chǎn)生原因主要有四個(gè)方面，首先，工作人員對(duì)于圖式和相關(guān)規(guī)范掌握的程度不夠。其次，對(duì)于不同比例尺等地形圖基本要求模糊不清。第三，沒有很好的領(lǐng)會(huì)客戶所提出的特殊要求。最后，缺乏最基本的地貌知識(shí)。

4.6附件質(zhì)量問題

在全部的作業(yè)結(jié)束后，除了需要上交地形圖之外，還要提供觀測(cè)記錄、技術(shù)設(shè)計(jì)書、控制點(diǎn)成果、控制點(diǎn)點(diǎn)之記、平差計(jì)算資料、儀器資料、技術(shù)總結(jié)、驗(yàn)收?qǐng)?bào)告等技術(shù)文件資料。附件質(zhì)量問題主要表現(xiàn)在所上交資料的規(guī)范性和完整性上。

5結(jié)語(yǔ)

在各類大比例尺地形圖的測(cè)繪工作中，數(shù)字測(cè)圖已經(jīng)成為了最常用的方式之一，尤其表現(xiàn)在成圖面積較小的工作中。盡管在精度、自動(dòng)化等方面，數(shù)字測(cè)圖技術(shù)取得了令人矚目的成績(jī)，但是在各個(gè)工序的實(shí)際作業(yè)中，卻經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些不必要的問題。這就需要工作人員在提升自身業(yè)務(wù)水平的同時(shí)，注意總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)格執(zhí)行各種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，為成圖質(zhì)量和自身競(jìng)爭(zhēng)力的保持提供有力保障。

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（責(zé)任編輯：趙秀娟）