數字化測繪技術在工程測量中的推廣

史悅明

摘 要： 本文介紹了數字化測繪技術在實際工作中的相關應用及數字化繪圖的特點。

關鍵詞： 工程測量 數字化測繪技術 地理信息系統

傳統工程測量技術的服務領域主要包括水利、交通、建筑等行業，隨著計算機和網絡技術的發展、測量儀器的智能化，數字化測繪技術得到廣泛的應用，而全球定位系統（GPS）、地理信息系統（GIS）、攝影測量與遙感（RS）及數字化測繪和地面測量先進技術的發展，測量數據采集和處理的自動化、實時化和數字化，工程測量的服務領域進一步延伸，以滿足不斷增加的社會需要。

一、數字化技術在地圖處理中的應用

（一）地圖數字化處理。在建立各種GIS系統時，需要對原有地圖進行數字化處理。對于原始地圖，若其現勢性、精度和比例尺能滿足要求，就可以利用數字化儀對其進行數字化處理工作。當前主要有手扶跟蹤數字化和掃描矢量化、GPS數據輸入三種方法，主要是應用RTK（Real Time Kinematics-實時動態）技術，它是在GPS基礎上發展起來的、能夠實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果，并在一定范圍內達到厘米級精度的一種新的GPS定位測量方式。通過將1臺GPS接收機安裝在已知點上對GPS衛星進行觀測，將采集的載波相位觀測量調制到基準站電臺的載波上，再通過基準站電臺發射出去；流動站在對GPS衛星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時，也接收由基準站電臺發射的信號，經解調得到基準站的載波相位觀測量，流動站的GPS接收機再利用0TF（運動中求解整周模糊度）技術由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量求解整周模糊度，最后求出厘米級精度流動站的位置。應用這種測量方法測量，可以不布設各級控制點，依據一定數量的基準控制點，便可以高精度快速地測定圖根控制點、界址點、地形點、地物點的坐標，利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時也可以根據已有的數據成果快速地進行施工放樣。而實際應用得較多的主要是數字掃描矢量化軟件，針對大比例尺地形圖，大多數掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息，高效、便捷、保真地對地圖進行數字化處理。

（二）數字化地圖作業流程。因為GIS軟件掃描矢量化輸入方法具有圖像清晰、編輯方便、易于轉換等特點，一般外設精度都能滿足，所以地形圖的精度主要取決于人工跟蹤精度和輸出設備精度，而人工跟蹤精度主要取決于作業人員熟練程度和工作態度，必須在加強作業人員基本技能培訓上下工夫，要求工作人員嚴格按矢量化方案作業，確保圖件的精度和質量高于國家現行數字化測圖規范所規定的數字化精度和質量。

二、數字化繪圖

（一）數字化繪圖的特點。數字化繪圖克服了手工繪圖存在的許多弊端，如工作量大、作業艱苦、作業程序復雜、煩瑣的內業數據處理和繪圖、成圖周期長、產品單一等，符合現代飛速發展的工程需要。數字化成圖技術主要有內外業一體化和電子平板兩種模式。內外業一體化是一種外業數據采集方法，主要設備是全站儀、電子手簿等，其特點是精度高、內外業分工明確、便于人員分配，從而具有較高的成圖效率及以下特點：（1）利用效率高：如在一些綜合性較強的工程中需要對同一地形圖繪制不同比例尺的地形圖，數字化測圖可以同時根據完成的地形圖繪制不同比例尺的多個地形圖，滿足各不同專業人員對不同比例尺的地形圖的需要。（2）精度高：數字化成圖系統在外業采集數據時，利用全站儀現場自動采集地形地物點的三維坐標，并自動存儲，完全保持外業測量的精度，省略了讀數、計算、展點繪圖等外業工序，外業工效提高。（3）勞動強度小：數字化成圖的過程，減輕作業人員的數量和勞動強度，使生產周期縮短，生產成本降低。（4）便于保存管理及更新：數字化產品可以存儲在軟盤上，或通過繪圖儀繪在所需的圖紙上，線條、線劃粗細均勻，注記字體工整、美觀，便于修改，更好地保證圖形的現勢性和不變形性。

（二）外業數據的采集。在采集數據時，數據采集人員要準確應用地物代碼，以免在內業成圖時出現錯誤；在觀測開始時，相關工作人員需嚴格按照要求對測站點進行檢查，跑尺人員應嚴格按照自動成圖的要求作業，確保能完整地描述地形地貌的特征點，必須通過繪制草圖來表明各個地物碎部點的屬性及相互關系。測量坎子時，要量取坎子比高，坎下也要進行地形點采集，當一個測區完成后，可把數據備份。

（三）繪制內業數據處理。無論是工程進程各階段的測量工作，還是不同工程的測量工作，都需要根據誤差分析和測量平差理論選擇適當的測量手段，并對測量成果進行處理和分析。

三、工程測量中的數字攝影測量技術

數字攝影測量是基于數字影像與攝影測量的基本原理，應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法。就攝影測量本身而言，從測繪的角度上看，數字攝影測量還是利用影像進行測繪的科學技術；而從信息科學和計算機視覺科學的角度看，它是利用影像來重建三維表面模型的科學技術，也就是在“室內”重建地形的三維表面模型，然后在模型上進行測繪；從本質上來說，它與原來的攝影測量沒有區別。因而，在數字攝影測量系統中，整個的生產流程與作業方式，和傳統的攝影測量差別似乎不大，但是它給傳統的攝影測量帶來重大的變革。

目前通過在空中利用數字攝影機所獲得的數字影像，內業使用專門的航測軟件處理，進行的航空攝影測量是大面積、大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法，在計算機上對數字影像進行像對匹配，建立地面的數字模型，再通過專用的軟件來獲得數字地圖。該方法的特點是可將大量的外業測量工作移到室內完成，具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低，不受氣候及季節的限制等優點，特別適合于城市密集地區的大面積成圖。但是該方法的初期投入較大，如果一個測區較小，它的成本就顯得較高。但可以說其是今后數字測圖的一個重要發展方向，并且隨著全數字攝影工作站的出現，加上GPS技術在攝影測量中的應用，使得攝影測量向自動化、數字化方向邁進。

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