數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用研究

候亮

（常德市國土資源規(guī)劃測繪院 湖南常德 415000）

數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用研究

候亮

（常德市國土資源規(guī)劃測繪院 湖南常德 415000）

隨著科技的不斷發(fā)展以及對測量要求的不斷提高，傳統(tǒng)的工程測量技術(shù)已經(jīng)無法滿足先進(jìn)工程測量的要求，數(shù)字化測繪技術(shù)因其具有高精度、高效率的優(yōu)勢被運用到工程測量中。本文主要闡述了數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的運用。

數(shù)字化；測繪；工程測量；地籍測量；繪圖

引言

隨著GPS技術(shù)、RS技術(shù)以及GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，在工程測量中已經(jīng)得到了一定規(guī)模的運用。在工程測量中數(shù)字化測繪技術(shù)的運用起到了非常重要的作用，為工程測量工作的順利開展起到了重要的保障。

1 數(shù)字化測繪技術(shù)的優(yōu)點

隨著工程測繪中全站儀的廣泛運用，促進(jìn)地形測繪自動化，之后逐漸發(fā)展成為數(shù)字化測繪。數(shù)字化測繪主要是指是以計算機為核心，以全站性電子速測儀、GPS、數(shù)字?jǐn)z影測量儀、數(shù)字化儀等為數(shù)據(jù)采集工具，在外接輸入、輸出設(shè)備軟、硬件的支持下，對地形的數(shù)字空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、輸入、成圖、繪圖、輸出、管理的測繪系統(tǒng)。數(shù)字化測測繪的優(yōu)點表現(xiàn)如下：

（1）數(shù)字化測圖使大比例尺測圖走向自動化。數(shù)字化測繪技術(shù)具有勞動強度小、自動化效率高以及錯誤率小的特點，所以運用數(shù)字化測繪技術(shù)所得的地形圖更加的規(guī)范、美觀和精確。

（2）數(shù)字化測圖使大比例尺測圖走向數(shù)字化。數(shù)字信息可供傳輸、處理、共享，自動提取面積、方位、坐標(biāo)、距離，為CAD、GIS提供基礎(chǔ)空間信息，進(jìn)行分層、放大、裁剪等處理，局部更新速度快。

（3）數(shù)字化測圖使大比例尺測圖實現(xiàn)了高精度。白紙測圖有精度損失：圖上0.1mm，比例尺為1：1000，最好精度為10cm。藍(lán)曬、圖紙變形等誤差，一般精度為0.3mm，和原測距精度一致。數(shù)字測圖無損失地記錄了外業(yè)測繪數(shù)據(jù)。

（4）數(shù)字化測圖使大比例尺測圖進(jìn)入新時期。測圖作業(yè)過程發(fā)生了很大的變化，控制測量、碎部測量的一步法；分圖幅作業(yè)到地物整體測量，計算機自動分幅。

2 數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用研究

2.1 數(shù)字化原圖處理

在工程測量作業(yè)中，對原有圖形進(jìn)行數(shù)字化處理是非常重要的。主要做法是工作人員運用掃描輸入設(shè)備，對數(shù)字化軟件進(jìn)行運用在較短的時間內(nèi)對地形圖進(jìn)行獲得。對于原圖的數(shù)字化處理主要有兩種方式：①手扶跟蹤數(shù)字化；②掃描矢量化。兩種方式進(jìn)行比較，手扶跟蹤數(shù)字化測量方式的工作效率低于掃描矢量化工作效率。

2.2 數(shù)字化繪圖

在工程測量中，運用數(shù)字化測繪技術(shù)對相同地點、不同需求比例的繪圖能夠直接按照現(xiàn)有的地形圖得到不同比例的多源地圖。通常來水，比例比較大的地形圖信息比較詳細(xì)，通過應(yīng)用數(shù)字化繪圖能夠滿足不同工作的需求。

2.3 航測數(shù)字成圖

在工程測量中通過應(yīng)用數(shù)字化測繪技術(shù)，能夠使數(shù)字?jǐn)z影機所獲得的數(shù)字影像，通過利用專門的航測軟件，在計算機中對數(shù)字影像進(jìn)行一定的匹配，從而建立地面的數(shù)字模型，在利用軟件獲得數(shù)字地圖。航測數(shù)字成圖具有成圖速度快、精度高、成本較低等優(yōu)點，比較適合用于城市大面積成圖。

2.4 地籍測量

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，地籍測量變得越來越重要。進(jìn)行地籍測量的主要目的就是對城鎮(zhèn)的位置、土地面積、經(jīng)濟(jì)價值以及用途進(jìn)行確定，從而為建立土地管理信息系統(tǒng)提供一定的資料，因此數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中有著重要的意義。

3 案例分析

3.1 測區(qū)概況

某測區(qū)地勢較為平坦，植被覆蓋密度中等。測區(qū)面積為3.3km2，其中陸地面積約為2.3km2，水域面積約為1km2。本工程1∶500地形圖測量范圍北窄南寬，北面寬度約為600m，南面寬度約為2000m。地形圖測繪應(yīng)突出與公路規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、管理等有關(guān)的各項要素。各種架空線路應(yīng)測量其至設(shè)計道路的最小垂直距離，道路沿線涵管測出進(jìn)出口高程和斷面尺寸，測區(qū)內(nèi)的水域應(yīng)測注水底高程并繪制水下地形。本工程地形測量擬采用全站儀數(shù)字化成圖法。

3.2 地形圖測繪方案

3.2.1 成圖要求

本工程地形圖比例尺為1∶500，地形圖基本等高距為0.5m，高程注記至0.01m，采用50cm×50cm整坐標(biāo)矩形分幅，圖幅編號按從北至南、由西往東順序編號。

3.2.2 地形圖測量的精度

地形圖陸地上建筑物、構(gòu)筑物相對于鄰近控制點的點位中誤差和鋪裝地面高程點相對于鄰近控制點的高程中誤差依據(jù)表1的規(guī)定執(zhí)行。

表1 建筑物、構(gòu)筑物的位置和高程中誤差

地形圖等高線插求點相對于鄰近圖根點的高程中誤差依據(jù)表2的規(guī)定執(zhí)行。

表2 等高線插求點的高程中誤差

森林、隱蔽或困難地區(qū)，可按表2要求放寬0.5倍。水下地形點的平面位置誤差應(yīng)不大于圖上±1.2mm，等高線插求高程誤差不大于±2h/3（其中h為等高距）。有關(guān)數(shù)字化地形圖的精度的其它要求應(yīng)符合《水利水電工程測量規(guī)范》及《水利水電工程測量規(guī)范》的規(guī)定。

3.2.3 細(xì)部點數(shù)據(jù)采集

地形圖陸地上測量采用全站儀數(shù)字化成圖法，極坐標(biāo)法全野外采集數(shù)據(jù)，現(xiàn)場傳輸至PDA進(jìn)行圖形初步編輯。設(shè)站時，儀器對中誤差不大于5mm，儀器高應(yīng)量至毫米。以較遠(yuǎn)的控制點作為定向方向，觀測另一控制點作為檢核，檢核點的平面位置誤差不應(yīng)大于5cm，檢查高程較差不應(yīng)大于5cm。每站測圖過程中，應(yīng)隨時檢查定向點方向，角度檢查較差不應(yīng)大于30″。采集數(shù)據(jù)時，角度應(yīng)讀記至秒，距離讀記至毫米。測距最大長度不超過300m，主要地物點不超過150m。

地形圖水下測量采用GPS RTK+測深儀及其配套的測深系統(tǒng)軟件現(xiàn)場全要素數(shù)字化采集數(shù)據(jù)。其中測深儀使用中海達(dá)HD-18雙頻測深儀（高頻：200kHz，低頻：50kHz）。所有測量數(shù)據(jù)在室內(nèi)轉(zhuǎn)換為CODE數(shù)字成圖系統(tǒng)格式后進(jìn)行地形圖編輯與處理，最后提供業(yè)主要求的Microstation系統(tǒng)的DGN文件和AUTOCAD系統(tǒng)的DWG文件。

3.2.4 河道橫斷面測量

橫斷面測量為該指定測量范圍內(nèi)的河道中心線，每隔100m實地施測一個數(shù)字橫斷面。在河道復(fù)雜及變化比較大處，橫斷面測量加密應(yīng)根據(jù)工程文件的指令要求進(jìn)行；橫斷面應(yīng)測至河道中心線兩側(cè)河道防浪墻之頂部。測量點應(yīng)包括河道輪廓兩端，坡度變換處、水邊及水下深泓處等位置。測量間隔在陸地為10m，水下為5m。河道復(fù)雜及變化比較大處，應(yīng)酌量加密測量點。河道與各支流交匯處實地施測一個數(shù)字橫斷面。

所有橫斷面河道的測量采用GPSRTK+測深儀及其測深系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，將縱、橫斷面布置圖預(yù)先調(diào)入測深系統(tǒng)中，在導(dǎo)航系統(tǒng)的指引下沿河道中心線及橫斷面線航行，利用GPS和測深儀求得斷面點的高程，再使用全站儀+測深桿進(jìn)行檢測，務(wù)必使測量成果達(dá)到合同的要求，即斷面的精度與地形圖成圖精度保持一致。橫斷面按里程編號順序每四條組成一幅圖，共分為8幅，圖幅大小為60cm×80cm，圖幅編號：CS-1～CS-30，制圖比例尺：水平 1∶500，豎直 1∶100。

3.2.5 圖邊測繪和接邊

為了與相鄰圖幅接邊，每幅圖須測出圖廓外2cm，如果建（構(gòu)）筑物位于圖廓上，則應(yīng)測至建（構(gòu)）筑物的主要房角點。圖邊的接合差不得大于地物點和等高線測圖中誤差的2倍，如果接合差不超過此限度，應(yīng)將誤差平均配賦，直至兩邊能完全接合，若接合差超限，應(yīng)到實地查明原因，進(jìn)行改正測量。在幾何圖形方面，相鄰圖幅接邊地物要素在邏輯上保證無縫接邊；在屬性方面，相鄰圖幅接邊地物要素屬性應(yīng)保持一致。

3.2.6 地形圖編輯

將PDA初步編輯的地形圖傳輸至微機。采用地形成圖信息系統(tǒng)“CHE4.0”在微機上編輯成圖。地形圖上展繪規(guī)劃道路的設(shè)計中線，將地形圖轉(zhuǎn)換成DWG格式。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著工程測量的不斷發(fā)展，數(shù)字化測繪技術(shù)因其具有獨特的優(yōu)勢被廣泛的運用在工程測量作業(yè)中。隨著科技的不斷進(jìn)步，應(yīng)該不斷的加強對數(shù)字化測繪技術(shù)的研究，對其在工程測量中的運用進(jìn)行不斷的完善和更新，促進(jìn)工程測量的不斷發(fā)展，為我國測量工作提供更好的服務(wù)。

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[2]李亞筠，楊鑫，尹晟，郭宏海.淺談計算機數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用[J].電子測試，2014（06）：98～99.

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TB22

A

1004-7344（2016）12-0183-02

2016-3-10

候亮（1988-），男，助理工程師，本科，主要從事工程測量、地籍測量工作。