數字化制圖技術在地質測繪中的應用分析

鄭 磊

（江蘇煤炭地質勘探四隊，江蘇 南京 210000）

地質測繪涉及各種形式的土地地質、土地現狀、地理特點等內容，數據繁復、工作難度大，如果不借助先進的技術，很難準確快速地完成土地測量工作，更不用說保證土地測量工作的精準性和高效性。隨著大數據信息時代的到來，數字化、自動化、信息化的數字化制圖技術通過運用不同地形測量軟件和基礎應用軟件對地形實施測繪，實現數字化地形圖測繪管理和全程服務數字化，可以精準地測算出土地測量中的各種數據，并快速成圖，能夠有效提高地形圖測繪水平和生產效率，也大力提升了地質勘探工作效率和工作質量[1-2]。

1 數字化制圖技術的主要原理和特點

1.1 主要原理

數字化制圖技術是一種計算機系統支持下的智能化制圖技術，打破了傳統地圖信息傳送介質的模式。數字化制圖技術以數字形式存儲數據，利用計算機技術配合現有制圖理論，將遙感（RS）、全球定位系統（GPS）、數字攝影測量系統（DPS）、地理信息系統（GIS）等有機結合，并通過計算機數據庫進行多種處理，最終形成電子地圖。數字化制圖技術不受地形圖分幅、時間地域和使用者的限制，以數據為基礎，采取數字化的方式呈現有關信息，并運用數字坐標系以及圖形等技術將實際結果呈現出來，在計算機系統功能下制圖。通過高精準的數據處理，相關工作人員能夠直觀、詳細、清楚地查看相應的信息數據，并在第一時間發現錯誤、實施修正。這不僅極大地提升了制圖的準確性與合理性，還提高了運用與操作的便捷程度，讓地質測繪工作質量與效率得到了質的提升[3]。

1.2 特點

數字化制圖技術相對于傳統制圖技術，具有明顯的優勢特點：（1）極高的直觀性。相對于傳統地圖直接印制在各種紙質媒體或者其他介質上，數字化制圖技術通過計算機系統和其他信息自動化技術，將各種數據信息和測繪結果通過三維、四維立體成像系統呈現，讓測繪人員更直觀、形象地看到測繪結果和效果。（2）更高的精準性。與傳統人工計算方式容易出現數據失誤、偏差相比，數字化制圖技術通過計算機先進技術分析和計算各種測繪數據，大幅提升了數據的準確性。（3）提高了自動化水準。數字化制圖技術能夠利用不同軟件自動操控測繪工作的諸多環節，對數據進行自動化統計分析并繪圖，極大地提高了測繪工作的效率和質量。（4）方便管理和存儲。數字化圖形通常以數字的方式存儲在計算機內，占據的空間較小，且在保存紙質產品過程中不會出現發霉、變形等問題。加上能夠復制與備份數字圖形，所以在保存上具有較大的安全性。（5）方便使用。因為數字化測圖成果大部分都是采取分層存放的方式，所以不會受到圖面負載量的影響，且方便后續對成果的加工與使用。

2 數字化制圖技術的步驟

（1）數據處理。與以往的地質測繪方式相同，數字化制圖的第一步便是采集數據，并將其輸入計算機內開展矢量化處理，主要包括線圖元數據、面圖元數據以及點圖元數據的處理。該步驟是否高效與準確，將會直接影響后期工作的開展以及勘探工作效率，所以必須予以充分重視。（2）圖形編輯與處理。工作人員按照規范要求，利用制圖軟件將矢量化的數據編輯為圖形，讓其形成圖庫。通常情況下，圖形編輯內容主要是點、線、面與有關土層等要素。首先，在編輯子圖庫與點、線圖元符號時，需要全面考量具體編圖要求，可以采用系統服務庫內的子系統獲取矢量字庫、圖庫以及填充圖案，并存儲于系統庫內，以便于制圖編輯人員查詢與使用。其次，在圖形編輯過程中，可以使用圖形編輯子系統裝飾和調整圖形，同時能夠自動校正拓撲關系。最后，校正誤差。一般圖形數據的誤差包括源頭、處理和運用過程中的誤差，而搜集與輸入數據過程中產生的誤差是主要誤差，而且采集點分布密度、比例尺的更改以及紙張的走形等都有可能造成誤差，所以必須做好相關校正工作。（3）圖形輸出。數字化制圖輸出主要有文件輸出以及圖形輸出兩種類型。在進行文件輸出時，主要是將獲取的信息數據轉化為系統的工程文件，主要采用柵格實施處理，隨后根據特定格式在打印機中輸出成品地形圖。在輸出圖形時，由傳輸軟件繪制結果至特定輸出設備內，并由其生成實物圖紙。在此過程中，需要改變轉換后的數據文件格式，保證其能夠被圖形輸出設備識別。

3 數字化制圖的主要方法

數字化制圖技術通過對空間表面信息的概括、分析和比較，特別是對空間坐標、圖畫、性能、關系等要素進行綜合分析，處理相關地理信息，及時保存相關文件資料，確保數字化制圖工作順利完成。因此，數字化制圖的主要優勢需要應用輸入形式，如若沒能采取正確的輸入方式，便會對數字化制圖技術效用的發揮形成制約，導致其優勢無法展現。現階段，數字化制圖技術主要包括以下3個方面。

3.1 數字化儀輸入法

數字化儀輸入法主要通過人工輔助操作，將底圖數字數據信息轉化為有效的圖形數據，以移動游標的方式對相關數據信息進行動態跟蹤，能夠保障采集階段數據的準確性和有效性。但由于人工操作速度較慢，且設備需要投入大量資金，該方法已被淘汰。

3.2 智能掃描矢量化輸入法

智能掃描矢量化輸入法主要采取矢量數據的方式呈現一般圖形數據，通過比較初始數據以及實際獲得數據，對矢量數據進行編輯、分析與調整，以確保數據的可靠性與穩定性。即便該方法能夠彌補以往測繪技術的缺陷，但由于數據量比較大，智能掃描矢量化輸入法對圖像要素識別模塊工作的要求較高，后期編輯工作具有高度挑戰性[4-5]。

3.3 人工跟蹤矢量化輸入法

人工跟蹤矢量化輸入法以人工操作的方式在編輯系統中通過鼠標跟蹤將柵格圖像轉化成矢量數據，同時能夠編輯并糾正出現的誤差，實現了人工方法和圖像編輯方法的有效結合，使圖像編輯系統具備較強的編輯功能，大大提高了繪圖效率。該方法具有操作便捷、數據精準的優點，具有良好的實用性及應用效益，滿足地質測繪制圖工作的諸多要求，成為地質測繪工作中應用最為廣泛的一種方法。不過值得一提的是，因為通常采取一次性布網的方式來進行，所以會在很大程度上影響后期審核工作的進行，如若在工作環節產生主抓力度不足的問題，就會影響后續測繪工作的進度，甚至還會與后期操作規程不相符，所以在使用該方法時必須要認真對待。

4 數字制圖技術在地質測繪中的具體應用

4.1 數字測圖進行土地地形測量

土地地形測量如果遇到時間緊、經費緊張的情況，可以充分利用數字測圖技術。在原有土地地形基礎上，使用計算機、數字化測量軟件、數字化儀器等先進設備開展工作，以快速獲得數字化數據。操作人員在測量土地時可以采取手扶跟蹤數字化方法以及掃描矢量化方法，即便該類方法所得結果可能會產生偏差，不過能夠利用數字測圖的方式提升其準確度。不僅如此，采取數字化方式處理原有地形圖，隨后選擇在土地內較為顯眼的坐標點實施測量，繼而比較數據自測內容以及實際所得數據，對出現的誤差數據進行修補或調整，提高數字測圖的精準度，確保土地地形測量工作任務順利完成。

4.2 利用全站儀進行碎部點測量

在地質測繪工程中，有一項難點在于碎部點測量。如若采用全站儀實時測量，可能會因為人員操作不當等導致起始方向產生誤差，降低具體坐標的準確性；也有可能因工作人員數據錄入出錯而影響后期成圖的質量。在具體測繪環節，大部分情況下，工作人員繪制所得的點號和全站儀記錄點號會出現偏差，這就要求相關工作人員仔細檢查相關偏差，否則測繪的整體進度就會受到影響。因此，必須在具體測繪中對全站儀進行對中和整平處理，錄入坐標后，可采用全站儀對后視點坐標實施測量，并對其測量素質以及輸入值進行對比，判斷其點位是否準確。通過對照準備起始方向與確定視線內明顯目標，并對方位角數據進行記錄，每隔一段時間再次對方位角讀數進行測量，并對全站儀方向是否發生偏移進行檢驗[6]。

4.3 數字攝影技術

數字攝影技術是利用空中的數字攝影機對土地測量地區進行拍攝，通過專業的土地測量軟件將各種土地測量數據建成模型，獲得相應的數字測圖內容。數字攝影技術將傳統的室外土地測量工作轉移至室內就可以完成，并且不受季節、氣候等外在因素的影響，能夠快速將土地地貌特征等在計算機上成圖，在測量大面積地區特別是城市土地時，更能保證土地測量工作不會對城市其他發展造成影響。因此，數字攝影測量不僅能夠在土地測量數據的精準度上占有絕對優勢，而且測量成本較低、工作效率較高，能夠提高土地測量的工作質量。因此，當前應不斷推廣數字攝影技術，特別是在城鎮土地測量工作中，更應充分發揮其技術優勢，促進地質測繪工作的良性發展。

5 結語

雖然數字化制圖技術具有顯著優勢，但也受到嚴苛的使用條件限制，因此，數字化制圖技術在應用中必須采取點測繪法采集數據，必須使用準確、可靠和真實的原始數據獲取系統的數字模型，根據兩點成線、兩線確定一個面的原理，點、線、面逐步遞進，才能完整地呈現地質表面。因此，相關工作人員必須熟練掌握數字化制圖技術應用要點，注意規避數字化制圖技術應用的注意事項，科學合理地結合地質測繪工作的實際情況，采用適當的技術方式方法，不斷提高地質測繪工作效率和工作質量，使數字化制圖技術得到更廣泛的使用，最終促進我國地質測繪工作的健康發展。