數(shù)字地形圖測繪研究

馬巍 譚興明 蔣睿

石柱土家族自治縣城鄉(xiāng)規(guī)劃測繪有限公司 重慶 409100

引言

數(shù)字地形圖在城市規(guī)劃建設(shè)與管理工作中具有重要應(yīng)用價值，可采用便捷形式進(jìn)行地形圖中要素的拼接與組合，自動完成地形圖更新，并基于任意比例尺與范圍進(jìn)行成圖結(jié)果的輸出，有效提高成圖效率、豐富圖種。采用規(guī)劃竣工圖輔助地形圖測繪，可有效提升數(shù)字地形圖的現(xiàn)勢性，服務(wù)于城市規(guī)劃設(shè)計與決策。

1 地形圖精度控制與竣工測量要求

（1）地形圖精度控制。數(shù)字地形圖是傳統(tǒng)地形圖的數(shù)字化表達(dá)形式，指在坐標(biāo)系統(tǒng)中含有確定坐標(biāo)和屬性的地面要素與現(xiàn)象的離散數(shù)據(jù)，在以計算機(jī)為代表的可識別介質(zhì)上形成概括、有序的集合[1]。通常在城市規(guī)劃中使用地形圖時需選擇相應(yīng)精度的比例尺，《城市測量規(guī)范》（CJJ/T8-2011）要求以地形圖上地物點(diǎn)相對于鄰近圖根點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差與鄰近地物點(diǎn)間距中誤差進(jìn)行地形圖精度控制，以1:500比例尺數(shù)字地形圖為例，應(yīng)將城市建筑區(qū)、平地與丘陵地等區(qū)域的地物點(diǎn)實地最大點(diǎn)位誤差控制在0.25m以內(nèi)，相鄰兩地物點(diǎn)的距離量測結(jié)果與坐標(biāo)反算數(shù)值誤差控制在0.2m以內(nèi)；將山地、高山地、設(shè)站施測困難區(qū)域的地物點(diǎn)最大點(diǎn)位誤差控制在0.375m以內(nèi)，相鄰地物點(diǎn)的量測精度與坐標(biāo)反算差值控制在0.3m以內(nèi)；將城市建筑區(qū)、基本等高距為0.5m的地形平坦區(qū)域的地物點(diǎn)實地最大點(diǎn)位誤差控制在0.25m以內(nèi)。

（2）竣工測量要點(diǎn)。關(guān)于竣工測量的測繪內(nèi)容主要圍繞以下三個方面展開：首先，基于《工程測量規(guī)范》（GB50026-2016）將一般建筑物的點(diǎn)位中誤差控制在實地7cm以內(nèi)、地物點(diǎn)高程中誤差控制在實地3cm以內(nèi)，將工礦區(qū)的點(diǎn)位中誤差控制在實地5cm以內(nèi)、地物點(diǎn)高程中誤差控制在實地2cm以內(nèi)，保證竣工圖精度達(dá)標(biāo)。其次，相較于地形圖測繪標(biāo)準(zhǔn)，竣工測量需針對建筑物拐點(diǎn)坐標(biāo)、室內(nèi)地坪、標(biāo)高、退讓紅線距離等進(jìn)行明確標(biāo)識，采用等外水準(zhǔn)進(jìn)行地物高程測繪，結(jié)合市政管線規(guī)劃情況進(jìn)行管線單獨(dú)探測，并且將管徑、材質(zhì)、流向、使用壽命、用途等信息詳細(xì)表示在竣工圖上。最后，竣工測量將測繪范圍設(shè)定為建設(shè)區(qū)域的規(guī)劃紅線，而地形圖將測繪范圍劃定為圖幅線[2]。

2 數(shù)字地形圖修測與更新的具體措施

2.1 輔助數(shù)字地形圖修測

利用規(guī)劃竣工圖輔助完成數(shù)字地形圖的修測與完善，首要前提是進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查，結(jié)合數(shù)字地形圖的圖層、要素從規(guī)劃竣工圖中選定數(shù)據(jù)更新范圍與內(nèi)容，嚴(yán)格基于退讓紅線距離等要求進(jìn)行數(shù)據(jù)刪減，通過平移、旋轉(zhuǎn)等操作使其坐標(biāo)系保持一致，再將DWG格式的規(guī)劃竣工圖插入到數(shù)字地形圖中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)更新。在地形圖修測環(huán)節(jié)，可能出現(xiàn)要素在變更后與原要素接邊情況，需嚴(yán)格依據(jù)地形圖的數(shù)學(xué)精度要求進(jìn)行多段線的接邊處理，并做好屬性核對與檢查，確保滿足后續(xù)數(shù)據(jù)庫更新要求。

例如某鎮(zhèn)在地震后重新進(jìn)行地形圖測繪，最初將部分廢墟納入地形圖測繪范圍中，但重建后大量基礎(chǔ)設(shè)施、建筑物已完成施工并投入使用，導(dǎo)致地形圖與實地情況存在較大出入，此時采用外業(yè)補(bǔ)測、航測等方式將耗費(fèi)大量時間及成本投入。對此該鎮(zhèn)城鄉(xiāng)規(guī)劃部門選用規(guī)劃竣工圖進(jìn)行數(shù)字地形圖的修測，將竣工圖中建筑的層數(shù)、材料與道路高程等要素轉(zhuǎn)化為地形圖進(jìn)行詳細(xì)注記，經(jīng)由修測后實現(xiàn)對城市區(qū)域內(nèi)地塊的有效更新，有效節(jié)約測繪成本、實現(xiàn)地形圖修測目標(biāo)。

2.2 測繪新技術(shù)的應(yīng)用

（1）綜合測量技術(shù)。基于PDA數(shù)據(jù)采集處理、GZCORS系統(tǒng)與RTK控制點(diǎn)進(jìn)行綜合測量技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，利用GZCORS系統(tǒng)在野外獲取各RTK控制點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)，在現(xiàn)場借助工業(yè)PDA進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、計算出平差，針對RTK控制點(diǎn)的邊長、角度、高差等進(jìn)行逐一檢測，建立精度達(dá)標(biāo)的控制點(diǎn)成果文件，借助PDA進(jìn)行文件的自動調(diào)用，并結(jié)合竣工規(guī)劃圖進(jìn)行坐標(biāo)反算、減少樁點(diǎn)差值，為現(xiàn)場放線測量提供數(shù)據(jù)支持。例如在某城市道路交通規(guī)劃測量項目中，將GZCORS系統(tǒng)應(yīng)用在控制測量環(huán)節(jié)，完成現(xiàn)場控制點(diǎn)的布設(shè)，通過調(diào)節(jié)誤差滿足實際測量需求。基于PDA進(jìn)行CORS手簿、全站儀的集成處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、格式轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)處理的自動化，滿足數(shù)據(jù)共享要求。

（2）數(shù)字成圖系統(tǒng)。基于城市規(guī)劃基礎(chǔ)信息化測繪平臺進(jìn)行道路交通規(guī)劃測量系統(tǒng)的二次開發(fā)，依據(jù)外業(yè)數(shù)據(jù)分析處理、生成成果資料、內(nèi)業(yè)數(shù)字成圖、數(shù)字化地形圖更新的流程進(jìn)行平臺運(yùn)行管理。首先，利用平臺進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)的分析處理，完成內(nèi)業(yè)成圖，針對圖層、數(shù)據(jù)編碼等屬性進(jìn)行統(tǒng)一，并針對不同工序的數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化編輯處理，將生成的規(guī)劃管理測量成果進(jìn)行輸出。其次，將數(shù)字成圖結(jié)果與實測結(jié)果進(jìn)行比較，選取規(guī)劃審批數(shù)據(jù)與實地測量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊置，通過分析比較文件進(jìn)行工程合規(guī)性的判斷。最后，結(jié)合道路交通規(guī)劃測量實際需求，利用平臺實現(xiàn)道路里程、特征點(diǎn)坐標(biāo)等信息的動態(tài)生成，并完成區(qū)域面積計算，保證系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。

（3）地理空間數(shù)據(jù)庫。考慮到數(shù)字化地形圖的修測涉及圖幅較多、數(shù)據(jù)量較大，因此需針對地理空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行動態(tài)更新，基于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、地形要素編繪、拓?fù)錁?gòu)建、屬性提取、數(shù)據(jù)檢查修復(fù)、EDB入庫的流程完成數(shù)據(jù)整理，按1:500地形圖規(guī)范進(jìn)行實地測量與繪圖，并做好數(shù)據(jù)文件的編繪、檢查與修測，以此實現(xiàn)數(shù)字地形圖的動態(tài)更新，將最新測繪成果存儲在地理空間數(shù)據(jù)庫中、完成原數(shù)據(jù)的替換處理，為城市規(guī)劃管理與區(qū)域范圍內(nèi)測量活動的實施創(chuàng)設(shè)良好條件，更好地提高城市測量管理水平。

3 結(jié)束語

總體來看，數(shù)字地形圖測繪在點(diǎn)位精度、誤差控制、成果更新與深加工、成果輸出利用等方面具有重要價值，當(dāng)前常用全站儀、GPS-RTK等儀器設(shè)備開展實地測繪工作，通過輔之以規(guī)劃竣工圖進(jìn)行數(shù)字地形圖的動態(tài)更新，能夠有效節(jié)約成本、完善地形圖修測機(jī)制，為城市規(guī)劃建設(shè)與測繪工作效率的提升提供支持。