淺談大比例尺地形圖測繪方法的應用及誤差分析

靳騰飛 許光輝

(河南省地礦局測繪地理信息院，河南 鄭州 450000)

伴隨科學技術的飛速發展，數字測圖已在測圖領域中成為大眾首選，曾經傳統老式的大小平板、經緯儀等測圖方法逐漸被代替。我國東部沿海地區大部分在選用數字測圖方式，其已經占據了大半部分大比例地形測繪市場。數字測圖具有超高的作業效率且數字準確性較為精確，明顯優越于傳統方法。該文通過與實際工作接軌，針對大比例尺數字測繪的策略、實踐誤差起因以及如何降低誤差的產生與同行們進行了深度探討和總結。

1 大比例尺數字測圖概述

隨著計算機高新科技的逐步強大，測繪的運行主要依靠計算機系統來維持，而且在大比例尺數字測圖技術環節中發揮了極其關鍵性的主導地位。不同用處的數據和處理方法的充分運營，為大比例尺數字測圖提供廣闊的施展空間，尤其是電子手薄的應用，意味著測繪技術實現了更上一層樓。電子手薄對于野外數據采集是非常快速的，且運用的方法很簡單，可以及時對采集的數據做相關處理。野外數據采集系統的構成主要包括全站儀和電子記錄手薄，采集的數據可以直接輸入到計算機系統中，依靠計算機程序系統展開人機配合操作，獲得大比例尺地圖圖形相關重要數據。該樣式的所有圖形數據可以保留到磁盤上。也可以繪成圖。

2 如何進行大比例尺測圖及其作用了解

地形測量的主要對象是均有各異比例尺的地形。大比例尺的測圖范圍，一般說的是1:500～1:5000的地形圖。

2.1 大比例尺數字成圖的方法及適用條件

原圖數字化、攝影測量法以及全野外數字測圖是大比例尺數字化地形圖的主要成圖方法。

2.1.1 原圖數字化。根據現有的地形圖，運用計算機和數字化儀等合成技術得到數字地圖的途徑，該種手段適合在現有地形圖的領域中運用。合成技術雖然可以做到快速提交測繪成果的效率，但是經常伴有各種誤差的影響和干擾，造成圖形質量明顯下降。所以，抓住實際地形和地貌，進行精確的坐標測量，以保證成圖質量。

2.1.2 攝影測量法。即采用航空攝影獲取航空像片當做數據庫。通過測量范圍中航空攝影測量儀器得到立體像對，利用解析測圖儀獲取某地形原貌特征，還可以用經過改裝的立體量測儀得到地形特征點，自動的將信息傳輸到計算機內部，通過專門的計算機軟件數據處理，可以自動的產生數字地形圖，并利用繪圖儀對地圖進行繪制。大部分適合用于城市大面積1:2000或比此類更為較小的比例尺測圖。攝影測量法可以快速的生成圖案，精確度比較高且較為均衡，投入的資金也少，更關鍵的是不受天氣和季節的變化。

2.1.3 全野外數字測圖。經過測圖環節后，向基礎地理信息系統轉化的數據格式。主要作業方式:首先，通過全站儀儀器配合電子手薄，快速完成草圖，以獲取相關野外數據的收集，將觀測的數據通過數字化成圖系統工具轉化成圖形。經過復制精簡以及修改整理等環節，生成一系列的成果及入庫數據;第二，用全站儀配合筆記本電腦或PDA掌上電腦，通過仔細觀測數據，及時轉變成圖形，現場對構造建筑物、現狀地物以及點狀地物等模塊進行整理潤色，大大提高了質量，為未來數字地形圖測繪技術發展奠定了堅實的基礎。

3 數字測圖的誤差分析及探討

對于數字測圖環節而言，大部分屬于計算機展繪點位，且成圖也需要憑靠計算機執行。所以，對于繪點位的錯誤沒有必要認真做研究。比如進行數據采集規整環節上，定向、對中、檢核等都有誤差出現，最后將造成測量工作馬馬虎虎、不準確。全站儀極坐標法測網，主要針對觀測站與碎部點構成的水平角、垂直角與距離。所以，造成碎部點點位出現精確度誤差的原因:測角誤差和測距誤差;導致測距精確度下降的緣故:儀器自身原因、測站與鏡站偏離了中心點及棱鏡誤差等等。

4 大比例尺數字測圖的誤差分析

4.1 控制點引起的誤差。如今，大比例測圖方案廣泛實施后，不管任用哪個方略，部分誤差發生是必然事件。由于控制點導致的誤差時常出現在野外數字采集環節中，不管是通過GPS，還是對碎部進行全站儀測量，統一需要在控制點設站。稍后，對碎部各個方面的測量細節統一觀察檢驗。最后，依據控制點坐標來解算這些碎部點坐標。

4.2 圖紙的變形引起的誤差。把原本某個范圍較大的按照一定的比例縮放在圖紙表面，本身極易產生各環節誤差的干擾。也是我們難以左右的。主要是對掃描還有對矢量數據進行數字化，均會由于圖紙形狀的擴張和收縮出現不同的誤差。這種誤差，可以通過線性或者將圖紙進行改正來解決。

4.3 儀器設備方面的原因引起的誤差。儀器設備的誤差頻繁的代指一個反應緩慢且不靈敏的儀器，經常被認為成是傻瓜儀器導致的誤差。在此期間，誤差有的出現在數字化儀器內;有的因為軟件功能和效能的不足;還和掃描儀分辨率的高低有關，儀器設備帶來的誤差是可以改進的，這需要科研人才不斷地深入實際，根據實際使用的精確度來研發更加靈敏，分辨率更高的儀器。

5 大比例數字測圖誤差改正方法

按照實踐過程中經檢查關鍵實測坐標與數字化圖的圖上顯示的坐標的差值，運用線性回歸分析及類表分析的方法成立有效的誤差方程式，計算地物點誤差中存在的系統誤差和偶然誤差的含值。針對系統誤差進行解算時，需要對數字化成圖的所有環節、各個工序的質量達標水平進行評估和總結，有針對性的制定對各工序質量管理的監督體系，對數字化成圖的地形圖進行修正，提高成圖質量，通過誤差的量化分析，計算修正后地形圖的質量。

6 結語

伴隨數字化測繪技術的迅速推廣，GIS技術的逐步完善，GPS技術悄然的融入到了各行各業高新技術發展中。如今，現代工程的測量方式最終也會向數字工程化方向擴展和轉變。因此，全面了解數字測圖的全過程，并認真解決好各個工序中的隱患，大力開展數字化測繪技術的應用與研究將是測繪單位提升自身競爭實力和創造經濟效益的首要任務。

［1］宋麗麗;田軍慶;航空攝影測量技術用于油氣長輸管道工程［J］;油氣田地面工程;2011年07期

［2］楊靖英;程相兵;基于智能全站儀外業數據采集系統的設計與實現［J］;城市勘測;2011年04期