數字地形圖測繪研究

馬巍 譚興明 蔣睿

石柱土家族自治縣城鄉規劃測繪有限公司 重慶 409100

引言

數字地形圖在城市規劃建設與管理工作中具有重要應用價值，可采用便捷形式進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行成圖結果的輸出，有效提高成圖效率、豐富圖種。采用規劃竣工圖輔助地形圖測繪，可有效提升數字地形圖的現勢性，服務于城市規劃設計與決策。

1 地形圖精度控制與竣工測量要求

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

（2）竣工測量要點。關于竣工測量的測繪內容主要圍繞以下三個方面展開：首先，基于《工程測量規范》（GB50026-2016）將一般建筑物的點位中誤差控制在實地7cm以內、地物點高程中誤差控制在實地3cm以內，將工礦區的點位中誤差控制在實地5cm以內、地物點高程中誤差控制在實地2cm以內，保證竣工圖精度達標。其次，相較于地形圖測繪標準，竣工測量需針對建筑物拐點坐標、室內地坪、標高、退讓紅線距離等進行明確標識，采用等外水準進行地物高程測繪，結合市政管線規劃情況進行管線單獨探測，并且將管徑、材質、流向、使用壽命、用途等信息詳細表示在竣工圖上。最后，竣工測量將測繪范圍設定為建設區域的規劃紅線，而地形圖將測繪范圍劃定為圖幅線[2]。

2 數字地形圖修測與更新的具體措施

2.1 輔助數字地形圖修測

利用規劃竣工圖輔助完成數字地形圖的修測與完善，首要前提是進行數據檢查，結合數字地形圖的圖層、要素從規劃竣工圖中選定數據更新范圍與內容，嚴格基于退讓紅線距離等要求進行數據刪減，通過平移、旋轉等操作使其坐標系保持一致，再將DWG格式的規劃竣工圖插入到數字地形圖中，實現數據更新。在地形圖修測環節，可能出現要素在變更后與原要素接邊情況，需嚴格依據地形圖的數學精度要求進行多段線的接邊處理，并做好屬性核對與檢查，確保滿足后續數據庫更新要求。

例如某鎮在地震后重新進行地形圖測繪，最初將部分廢墟納入地形圖測繪范圍中，但重建后大量基礎設施、建筑物已完成施工并投入使用，導致地形圖與實地情況存在較大出入，此時采用外業補測、航測等方式將耗費大量時間及成本投入。對此該鎮城鄉規劃部門選用規劃竣工圖進行數字地形圖的修測，將竣工圖中建筑的層數、材料與道路高程等要素轉化為地形圖進行詳細注記，經由修測后實現對城市區域內地塊的有效更新，有效節約測繪成本、實現地形圖修測目標。

2.2 測繪新技術的應用

（1）綜合測量技術。基于PDA數據采集處理、GZCORS系統與RTK控制點進行綜合測量技術的開發和應用，利用GZCORS系統在野外獲取各RTK控制點的測量數據，在現場借助工業PDA進行坐標轉換、計算出平差，針對RTK控制點的邊長、角度、高差等進行逐一檢測，建立精度達標的控制點成果文件，借助PDA進行文件的自動調用，并結合竣工規劃圖進行坐標反算、減少樁點差值，為現場放線測量提供數據支持。例如在某城市道路交通規劃測量項目中，將GZCORS系統應用在控制測量環節，完成現場控制點的布設，通過調節誤差滿足實際測量需求。基于PDA進行CORS手簿、全站儀的集成處理，實現數據采集、格式轉化、數據處理的自動化，滿足數據共享要求。

（2）數字成圖系統。基于城市規劃基礎信息化測繪平臺進行道路交通規劃測量系統的二次開發，依據外業數據分析處理、生成成果資料、內業數字成圖、數字化地形圖更新的流程進行平臺運行管理。首先，利用平臺進行外業數據的分析處理，完成內業成圖，針對圖層、數據編碼等屬性進行統一，并針對不同工序的數據進行一體化編輯處理，將生成的規劃管理測量成果進行輸出。其次，將數字成圖結果與實測結果進行比較，選取規劃審批數據與實地測量數據進行疊置，通過分析比較文件進行工程合規性的判斷。最后，結合道路交通規劃測量實際需求，利用平臺實現道路里程、特征點坐標等信息的動態生成，并完成區域面積計算，保證系統功能的實現。

（3）地理空間數據庫。考慮到數字化地形圖的修測涉及圖幅較多、數據量較大，因此需針對地理空間數據庫進行動態更新，基于數據轉換、地形要素編繪、拓撲構建、屬性提取、數據檢查修復、EDB入庫的流程完成數據整理，按1:500地形圖規范進行實地測量與繪圖，并做好數據文件的編繪、檢查與修測，以此實現數字地形圖的動態更新，將最新測繪成果存儲在地理空間數據庫中、完成原數據的替換處理，為城市規劃管理與區域范圍內測量活動的實施創設良好條件，更好地提高城市測量管理水平。

3 結束語

總體來看，數字地形圖測繪在點位精度、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，當前常用全站儀、GPS-RTK等儀器設備開展實地測繪工作，通過輔之以規劃竣工圖進行數字地形圖的動態更新，能夠有效節約成本、完善地形圖修測機制，為城市規劃建設與測繪工作效率的提升提供支持。