淺談數字化測圖技術在水利工程測量中的發展及精度分析

史紅禮

(中國水利水電第七工程局有限公司,四川成都 610081)

淺談數字化測圖技術在水利工程測量中的發展及精度分析

史紅禮

(中國水利水電第七工程局有限公司,四川成都 610081)

隨著計算機技術的不斷深化發展,衍生出地面測量儀器以及數字化測圖軟件等,數字化測圖技術也隨著得到了廣泛的運用,主要應用領域有:測繪生產、水利水電工程、土地管理、城市規劃、節能環保產業以及軍事國防等部門。數字化測圖系統是一種一體化的測圖系統,它是行業中較大的測繪系統,系統結構復雜、功能齊全。因此,本文主要針對數字化測圖技術在水利工程測量中的發展及精度做了分析與探討,并提出建議。

數字化 測圖技術 水利工程 發展 精度分析

隨著現代科技以及計算機輔助繪圖工具AutoCAD技術的不斷深化改革，這一繪圖技術得到了廣泛的運用，從而推動了數字化測圖技術的飛速發展，關于測圖的概念也發生了較大的變化，一張白紙圖已經不足以概括數字測圖的結果，它是一種蘊含豐富內涵的數字化圖形。這一數字化圖形是包含了空間信息，以計算機的硬盤、軟盤作為存儲載體，從而轉換成圖形文件，進而形成設計人員所要的圖形。

1 數字化測圖的基本原理及優點

1.1 數字化測圖技術的基本原理

數字化測圖技術在白紙測圖的基礎上進行升級而成的，借助全站儀、計算機等外圍測圖設備，利用現代化數據庫和繪圖軟件，實現獲取野外數據采集到室內繪圖的全過程的智能測量繪圖系統，將之稱為數字化測圖系統。這一系統的實質是對測圖進行解析，將白紙圖中的模擬量轉化為數字量，從而借助計算機輔助得到豐富多樣的電子地圖。

1.2 數字化測圖技術的優點分析

(1)點位精度高；數字化測圖與傳統白紙測圖不同，當測量距離在250米以內，測量誤差控制在±10mm，其地形高的誤差約為± 15mm。電子速測儀獲取的測量數據能夠憑借電子信息輸入、記錄、存儲、處理，從而成圖。在這一繪圖過程中不用更改原始數據，從而獲取精度較高的測量結果。數字地形圖就全面的反映了野外測量的高精度特點，將新儀器、新科技的技術發展價值充分發揮出來。(2)改進了作業方式；白紙測圖主要是利用人工完成，此外，在圖上進行人工測算坐標、距離和面積。數字化測圖在野外測量時實現智能記錄、智能解算、智能成圖，同時，數字化測圖自動成圖的速度快，誤差小，能夠自動獲取坐標值、距離以及面積，得到的地形圖更加美觀、規范、整潔。(3)便于更新圖形；隨著城鎮的不斷發展，城鎮的建筑物以及建筑結構也發生了較大的改變，應用現代化數字測圖能夠實現白紙測圖不能完成的連續更新的實地房屋測量，針對房屋的改建擴建、地籍變更或者房產變更時，數字化測圖只需輸入相關數據即可立即更改，始終保持最新數據的可靠性以及真實性。(4)加了地圖的表現力；將顯示器、打印機與計算機連接，隨時隨地能夠打印各種圖形資料，當與繪圖儀連接時，能夠等比例打印不同類型的專業圖形，滿足不同的市場需求。(5)方便成果的深加工利用；數字化測圖的成果不是同一放置的，它能夠分層存儲，不會被圖面負載量所局限，在二次加工利用時能夠更加便捷。例如AutoCAD軟件定義不同圖層時，建筑物中的房屋、地面、道路、水路等都可以分層儲存，通過不同的按鈕進行打開或者關閉，從而得到不同類型的圖形。(6)可作為GIS的重要信息源；GIS是地理信息系統，它主要用于地理信息查詢、分析空間功能以及輔助決策功能，在現代工作以及生活中應用廣泛，GIS的信息來源于數字化測圖，它能及時更新各種地理數據庫。

2 數字地圖在水利工程測量工作中的發展進程

(1)利用Mapscan微機地圖掃描矢量化系統軟件、矢量化原形地圖；利用Mapscan將原形地圖用掃描儀掃成柵格圖像，然后在處理這一柵格圖像，從而獲取數字畫地圖。換言之，這一工作就是借助計算機進行掃描工作。由于原地形圖在轉換過程中會產生偏移以及旋轉，因此，實現數字化地圖的首要工作就是對影像文件進行校準以及旋轉。因此，這種內外業一體化的測繪系統精度較高，實現了將測繪成果向數字化成果轉變的目標。(2)利用捷創立600全站儀自定義用戶程序實現野外數據采集；捷創立600全站儀是一個內部帶有存儲器的儀器，主要用來存儲原始數據、點位信息，同時，這一存儲器不需外界連接能夠自行管理。而且存儲文件分為兩種：區域文件以及工作文件。這一全站儀中能夠自定義程序P2實現測圖的功能。利用這一程序能夠完成野外數據采集，全站儀采集的數據優點多于電子手簿采集的數據，優點主要體現在利用內部存儲器記錄數據，保護措施較好，安全性能高，不會出現手工簿電量低而導致數據丟失。全站儀存在一個弊端就是在輸入地物編碼時，其程序較手工簿繁瑣。

3 數字化測圖精度分析

數字化測圖是將圖紙的精度演變成數字的精度，其精度主要受外界因素的影響。點位的測量精度誤差原因有：

(1)控制點的誤差影響Va。(2)儀器自身的誤差影響Vb。這項誤差的來源有測角誤差Vo與測距誤差Vs，假設測站點W1，定向點位W2，待測點W3，坐標分別為(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)，天定距離為Z，距離為L，觀測角為 α，其坐標計算公式為：

結合誤差的傳播規律，待測點本身的誤差計算公式為：

以上公式取已知條件：天頂距Z=90°時。(3)儀器中的棱鏡偏移誤差的影響Vc。主要受觀測點位精度的影響，當棱鏡放置在待測點時，儀器實際上未瞄準待測點，因此，會產生左右以及前后的觀測精度誤差，待測點與全站儀距離越近，誤差越大，由以上誤差分析可得誤差公式為：

因此，在野外測繪時，要想提高測量精度值，減少誤差，應該確保棱鏡到點位與跟蹤桿保持垂直，減少傾斜情況帶來的誤差。

4 結語

綜上所述，數字化測圖技術在水利工程的測量工程中經歷了從先前的沒有到如今生存以及多樣化并存的歷程，現階段，現代化科技不斷飛速發展，傳統的測圖技術已經難以適應當下的水利工程，只有結合新儀器、新科技的應用，才能賦予測量行業新生活力，增添科技含量，從而促進測繪人員綜合素質的提高。

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