數字化測圖在大比例尺地形圖測繪中的應用

劉明星

北京京昌工程測繪技術有限公司 北京 100000

隨著我國經濟的飛速發展，各種建設項目都取得了長足的進步，同時也對測量的品質提出了更高的要求。在此條件下，提升了工程測量的準確性和效率，為大比例尺地形圖繪制打下了良好的基礎。數字測量技術極大地提高了測量的精度，使測量工作進入了一個新的數字測量時代。此外，數字測量技術是目前比較普遍的一種測量方法，它在大比例尺地形測量中具有很大的實用性。

1 數字化測圖與傳統測圖方法的比較優勢

傳統的圖測法是借助各種測量儀，在地物和地貌要素的特定范圍上，按照特定的比例和圖形的形式，把它們畫在地圖上。在制圖的時候，由于刺點、繪圖及圖表的膨脹、扭曲等原因，數字的準確性會受到很大的影響，而且操作繁瑣，勞動強度大，質量管理也比較困難。尤其是在現代信息化社會，測繪地理信息越來越少，測繪地理數據量越來越小，測繪地理數據的修改也越來越不容易，越來越不能滿足信息化社會的經濟發展需求。在數字化成圖的進程中，將現場工作中的讀數、計算、展點繪圖等環節都簡化了，從而降低了工作人員的工作壓力，從而提高了現場的工作效率，減少了工作時間，降低了直接的生產費用。

在我國，城市的發展和建設都離不開地圖。對大型數字地形測量中的技術問題進行了研究和分析。本文從大比例尺數字化絕形圖繪制的科學實際入手，重點闡述了如何實施對其進行品質的監督和構造，并從大比例尺數字化的地形圖繪制的實際情況和測繪技術發展的實際情況，探討了未來發展的趨勢，并闡述了如何對其進行實體廣量的控制和獨制的方法。當今，地學行業快速發展，許多測量專家都在進行大比例尺數字化地形圖的繪制技術大比例尺數字化地形圖是城市測量的一個關鍵部件，其目的是為城市規劃、建設和管理提供具有精度和現勢性的城市各種比例尺地形圖。由于大比例尺數字化地形圖繪制技術在群眾服務與地質繪制中具有十分關鍵的地位，因此，重點對其的質量監管方式和具體的措施進行了深入的探討。學習過地理學的人都清楚，地面及其附屬體總是在不斷的移動和改變著，將這些改變及時地繪制在地形圖上，使地形圖能夠更好的反映實際情況，在特定的時間內對 GIS的數據庫進行升級，從而更好的為人民提供幫助[1]。

圖1 數字化測繪

2 目前我國大比例尺數字化地形圖測繪的發展現狀

以目前的發展情況為依據，目前，大多數的城鎮和煤礦都已逐步構建了基礎的地理信息數據庫，基本比例尺地形圖與圖表的符號庫，等級控制點是組成數據庫的重要內容，對數據庫的更新工作，主要是通過全站儀數據收集數據化測圖來進行的。在一些比較發達的地區，在資料更新方面，動態追蹤修測可以做到這種水平，不過時間長短不一，有六個月也有一年，甚至兩年，對地形圖進行繪制主要分為兩種方式，一種是利用電子手薄，利用全站儀將草圖繪制出來，進行資料收集，利用數字化成圖系統將所收集到的資料轉化為圖表，再按照手工繪制的草圖進行最終工序，制作出數字地形圖，并將其儲存在倉庫中。第二種方式的效果要好于前一種方式，而且費用也要低一些，就是借助記錄本，在野外用全站器收集資料，然后再使用數字制圖技術將資料轉化為圖表，然后再根據圖表進行最終的加工和修正[2]。

3 數字化測繪的具體方法

3.1 攝影測量

攝影測量技術是通過對被攝物體的照片進行分析，從而對被攝物體的大小、形狀、空間位置與性質等信息進行判定，是當代繪制科學的一個關鍵環節。按照獲得照片的方式與攝影距離的遠近，可以將照片分為航空攝影測量、遙感攝影測量、水下攝影測量、地面攝影測量、顯微攝影測量與近景攝影測量。

3.2 地理信息系統技術

GIS是當前最主要的一種測繪技術，它在數字化測繪中有著舉足輕重的作用。GIS將許多技術的優勢融為一體，它擁有著非常強大的能力，可以完成對地理數據的采集、管理、分析、存儲、三維顯示與結果的生成。除此之外，GIS技術還具備空間提示、預測預報、輔助決策等多種功能。當前，隨著科技的發展，GIS技術也在持續發展與完善，逐步朝著數據標準化、數據多維化、平臺網絡化、系統集成化、應用社會化與系統智能化的方向發展。

3.3 遙感技術

相對于常規的現場測量而言，衛星影像技術有著諸多優點，最顯著的一點是所獲取的資料的精度非常高，并且它的觀測區域也更加廣闊，瞬時成像的程度非常高，極大地擴大了人的可視性。當前，衛星探測技術正逐步向著多時相、多平臺、高分辨率、多傳感器、快速機動和高光譜探測等方面發展，探測精度將進一步提高[3]。

圖2 遙感技術

4 大比例尺數字化地形圖測繪質量檢查的主要內容與相應方法

城市詳細規劃是以城市整體規劃或分區規劃作為基礎，要想得到更好的品質，要根據繪制工作的時間約束，繪制的范圍，來對財力、人力、材料等進行適當的配置，這樣才能使繪制的方案和品質的計劃更加詳盡，更加切實可行，更加符合科學。其中，品質的工作最為關鍵，要注重對品質流程產生的影響。每一個崗位，都要明確，每個崗位，每個崗位，每個崗位，都要明確。必須貫徹“以質為先”的方針，只有工作的好，工藝的好，產品的品質也就好。對各項工作都要在掌控和監督之下，每個步驟都要接受相關的人的控制，其中包括對過程實現的追蹤考察和對外部業務流程的監視。過程控制是非常嚴謹的，有關工作人員必須按照工作規程，對表層和表層上的東西進行檢查和繪制，不得有絲毫的失誤。在進行數據處理時，可以用 PAD，或者是手提電腦，將所有的觀測和探測到的數據，轉化為圖表，再對其進行即時編輯。同理，此時也要嚴肅處理，這樣才能確保外部的業務流程資料收集的品質。對于追蹤和考核，主管質檢的人員要做好相應的工作，特別要注重監控方法是否符合規定，是否達到了期望的效果，使每個環節的工作都處于監控之中。質檢部門的工作分為兩個方面，一是對發現的產品質量問題，要向有關責任單位提出報告，并在一定的期限內進行修改。第二，在檢測的時候，可能會遇到一些問題，需要他們來分析，然后做出相應的對策，避免類似的問題，在檢測的時候，出現更多的問題。數學精度，地理精度，圖面的裝飾是決定測圖質量的重要因素。因此，大平板測圖與全站儀測圖的質量檢查的主要內容就是這三個方面，特別要對這三個方面的品質進行嚴格的監控[4]。

4.1 地理的精度檢查

在進行城市綜合設計時，需要對現有的城區地形進行精確定位。重點檢查的是，這些元素的位置是否準確，這些元素的表現是否和諧，標注和標志有沒有遵循一定的規范，真正的地圖中的取舍有沒有有任何的錯誤，地圖的圖面要清楚可見，地圖的圖廓要沒有任何錯誤，而且要保持完整。

4.2 數學的精度檢査

在GIS技術應用中，根據相應技術的要求，對地理信息系統中的地理信息進行了錄入檢驗，檢驗的項目有地理信息的準確性、地理信息的一致性和完整性。屬性精度檢測由點、線、面的屬性值，屬性編碼的唯一性，正確性，數據層級和下方的注記組成。格式、屬性和分層的相似性，以及多面體閉合和拓撲關系的正確性，組成了一種邏輯一致的檢查方法。數據層次，屬性元素，數據層次文件，元素完整性組成了元素完整性檢查[5]。

圖3 大比例尺數字化地形圖測繪

5 使用數字化測圖技術對該測區進行測量的流程

測區按1:1000地圖繪制，屬于一個廢棄礦山的計劃使用范圍，占地1km2左右，主要以山區為主，少數住宅用地為主。其中山地測區是一個具有一定典型性的區域，由于其地勢和道路的特殊性，使得其區域內的人口密度和住宅密度都很高，因而具有一定的典型性。

5.1 準備工作

5.1.1 硬件準備

其中，主要有現場測繪所需要的各種測量工具及現場工作所需要的手提計算機等。本研究采用了南水北調公司生產的SOUTH9600型靜止GPS接收器，進行了初步的測控。采用瑞士萊卡公司制造的LeicaTCR405全站儀對圖根破碎部分進行了測定；膝上型計算機用于數據和繪制圖表。

5.1.2 軟件準備

SinaGPS導航系統和萊卡型全站儀都有各自自帶的軟件進行資料傳送和處理；利用測量設計院開發的“金鑰匙”軟件對測量點進行了高精度的測量和分析，并對測量結果進行了分析。本系統采用以AutoCAD為基礎，由南航制圖公司研制而成的CASS5.1圖像處理軟件。

5.1.3 控制測量

現場觀測資料的獲取主要分為兩部分，一是對地面觀測資料的獲取，二是對地面觀測資料的獲取。如果測區內的高層控制點不能達到較大范圍內的要求，則需要對其進行合理的布設，以達到對其進行測量的目的。根據地形的復雜程度、破碎程度和隱蔽性，確定了根區控制點數。不低于16幅1:1000的地圖。

5.1.4 起算數據

該測區第一次布線網資料取自1997年由甘肅省測繪科學院制定的《錫河城市建設》，測區中心子午線105度，與北京城市建設（1954年）3度35度完全一致，且其中心子午線為1600m。海拔高度是以1985年全國海拔為基準的。

5.1.5 選點和埋石

在測量區域內布置了15條第一級導引線。每個引線站之間都有一條或多條引線站，并在測量區域內平均地分配到每條引線站。根據GB/T18314-2001的規定，布點及埋深應符合標準，除考慮了通視性外，也應重視聯測的某些重要因素。

5.2 石碎部測量

在石碎部測量調查中，現場資料的收集是最關鍵的一步。采集完畢后，將有關的數據資料傳送至電腦。之后，對這些數據進行了進一步的分析和處理，在進行這些方面，要特別強調，在進行這些工作前，必須要對這些工作進行充分地進行預處理，之后，將這些整理好的資料進行圖表化，最終就是等高線數據的處理。

5.2.1 圖根控制測量

圖根法是利用第一級的有線網絡，利用電子測距法增加附加的圖根數。在以后的特定成圖過程中，為了適應成圖的要求，必須對第一個節點進行二次節點的極值和二次節點的極值加密。開闊、平整的區域至少有4個以上的數據源，其余區域根據房屋密度進行數據源的加密。圖根引線上的點位采用英文“T”，并按照自然量的大小對其進行了統一的標號，以防止空標號和重復標號。

5.2.2 碎部采集

在實際操作中，可以采用多種方式進行數字野外資料的收集，如：全站儀法、 GPS法、原位記錄法等。

5.2.3 野外數據的內業處理

數據處理的內容包括：數據傳輸、數據預處理、數據轉換、數據計算、圖形生成、圖形編輯與整飾、圖形信息的管理等。而內業處理則是把實地觀察得到的資料輸入到電腦里，利用相關的軟件把這些資料文件轉化成 CASS的形式，再把實地觀察的資料放入 CASS里，進行地圖繪制。

5.2.4 大比例尺數字地形圖成圖方法

大型的數碼地形圖通常是以地表數碼成圖的方式進行的，也稱為“內頁面集成數碼成圖”。在實際應用中，必須使用全站儀，電子記錄本，計算機及數字化成圖系統。

5.3 內業整理

5.3.1 數據傳輸

在現場資料的收集工作結束后，就是對資料的整理與分析。在實地收集完畢之后，要盡快地將這些數據傳送到計算機上，現在的工作人員通常使用的是一條數據連接線來完成手薄與計算機之間的連接，在這個過程中要注重信息傳遞的完整性和及時性，防止信息的丟失。

5.3.2 生成和編輯地形圖

首先，要將地形圖與實際情況進行詳細的對照，根據各圖面的坐標區域，篩選出重要的重要資料，再根據測點平面的坐標與地形圖的說明，繪制出相應的建筑結構。

5.3.3 各類圖表的生成

核對無誤后，通過制圖軟件功能，產生宗地圖、界址點成果表、土地面積分類表、宗地面積匯總表等圖表文件。

6 結語

總體而言，在提高工作效率和減輕工作強度上，數字測量技術具有許多優點。它不僅對勘測工作者有著巨大的吸引力，同時也給勘測工作者帶來了更高的要求，從而減少了勘測過程中出現的誤差。在測繪科學技術的進一步發展、測繪儀器和裝備的改進、測繪軟件的更換和革新的今天，數字測圖一定會有一個更加寬廣的發展空間。