1∶500地形圖測繪外業數據采集分析

蔣義嵐

（福建省廈門閩礦測繪院，福建 廈門 361004）

地形圖的測繪是一個系統性的工程，包括了多個環節，主要工作內容為地形修測和補測。地形修測是指對已有地形圖數據進行更新和修正，以適應自然環境和人類活動的變化。而補測則是指對尚未被記錄的地理特征進行測量和繪制，填補地形圖的空白。通過科學合理的測量方法和先進的測繪技術，可以有效提高地形圖的質量和可靠性，為城市規劃的決策提供有力支持。

1 1∶500比例尺地形圖測繪優點

1∶500 比例尺地形圖測繪的高分辨率顯著突出了其優越性。隨著城市擴張和人類活動的不斷變化，細節信息的準確獲取變得愈加重要。1∶500比例尺的測繪能夠以更精細的尺度捕捉地表特征，從而為城市規劃、交通設計領域提供更為精準的數據基礎，有力支撐城市的可持續發展。1∶500比例尺地形圖測繪在資源管理和環境保護方面展現出獨特的價值。高分辨率的地形圖能夠捕捉到更細微的地貌變化，包括土地利用的變化、水體的分布，這為資源合理利用、生態保護工作提供了科學依據。同時，也有助于及時發現環境問題，從而更好地進行環境監測和治理。1∶500比例尺地形圖測繪還在應急響應和災害管理中表現出獨特的價值。當自然災害發生時，精準的地形圖能夠快速提供受災區域的詳細信息，有助于救援人員迅速做出行動，減少災害帶來的人員傷亡和財產損失。此外，1∶500比例尺地形圖測繪的廣泛應用也使得其成為國家發展戰略中的關鍵支撐。無論是城市的基礎設施建設，還是資源的合理利用，都需要精確的地理信息數據作為支撐。1∶500比例尺的測繪為各級政府和企業提供了全面、精準的地理信息資源，有利于促進國家發展。

2 地形圖測繪外業數據采集工作

2.1 做好測繪的任務書

任務書在地形圖測繪外業數據采集中具有引導性、規范性和執行性，其詳細內容應包括測量任務的范圍、目的、精度和密度要求。測繪任務書必須明確測量任務的范圍，包括要測繪的區域范圍的界定，涵蓋的地理要素種類，以及任務所涉及的地形特征、自然環境，區域的界定需要精準明確，以確保數據采集的全面性和覆蓋性。任務書應明確測量任務的目的。地形圖測繪的目的可以是城市規劃、資源管理、環境監測，不同的目的需要關注的地理要素和精度要求也不同。例如，城市規劃需要更為精確的建筑物信息，而環境監測更關注地貌和水體情況。精度要求是任務書中的重要內容，其涵蓋了測繪數據的準確性和精密度。精度要求應基于實際應用需求制定，可以根據測繪對象的特點以及數據使用的目的來確定。例如，建筑物的位置精度部分需要達到亞米級別，而地貌特征的高程精度可以稍低。密度要求是指在一定區域內采集數據的分布密度。任務書應明確不同地理要素的密度要求，以確保數據采集的充分性和平衡性。密度要求應結合實際地貌特點和測繪目的進行制定，以保證地圖信息的完整性。

2.2 安排測繪專業人員

首先，針對外業數據采集工作的復雜性和時長，應該充分了解并考慮測繪人員的專業背景和技能。測繪人員需要具備地理信息、測量、地理空間數據處理相關領域的專業知識和技能。測繪人員應該熟悉測量儀器的操作，能夠處理測量數據，具備解決現場問題的能力。其次，要根據工作任務的復雜性和范圍，合理分配測繪人員的職責。外業數據采集涉及不同地理要素的測量和記錄，因此可以根據專業人員的特長，分別安排其參與特定類型的數據采集工作。這有助于提高工作效率，保證數據的準確性。最后，在工作組織方面，需要建立明確的工作流程和協調機制，可以制定詳細的作業計劃，明確每個測繪人員的任務和時間安排，同時需要指定負責人或團隊領導，負責協調、監督和管理外業數據采集工作。負責人需要具備項目管理和團隊協作的能力，能夠及時解決問題和調整工作計劃。此外，要關注測繪人員的工作條件，外業數據采集會在戶外、山區、水域不同環境下進行，需要為測繪人員提供相應的裝備，以確保測繪人員的安全和工作效率。

2.3 測繪工作符合規定

外業數據作為測繪產品的初級數據，其采集過程需要嚴謹的操作和規范的流程。技術規程為測繪工作提供了標準化的操作指南。地形圖測繪需要涵蓋眾多地理要素，每種要素都有其特定的測量方法和要求。技術規程可以明確每種要素的測量步驟、儀器使用、數據記錄的細節，確保測繪工作的統一性。技術規程的制定經過實踐的驗證，可以避免常見的錯誤。測繪工作受到環境、設備、人為因素多方面的影響，容易出現數據不準確、不一致的情況。技術規程中包含了針對各種情況的應對方法和糾正措施，有助于降低誤差，提高測繪數據的可信度。符合技術規程還有助于提高數據的可追溯性和可復現性。在數據采集過程中，需要詳細記錄各項操作步驟、儀器參數，以便后續的數據處理和分析。符合規定的記錄可以使得他人能夠重現數據采集過程，確保數據的可靠性。

3 1∶500比例尺地形圖測繪要點

3.1 平面控制測量

（1）GPS定位技術的應用。GPS定位技術作為一種高精度的定位方法，已經在地理信息領域得到廣泛應用。在1∶500比例尺地形圖測繪中，GPS技術可以提供準確的地面控制坐標，為地圖繪制和數據采集提供有力支持。通過使用GPS接收機，可以獲取全球衛星系統（GNSS）發送的信號，計算出接收機所在位置的坐標，實現精確的定位。在進行平面控制點的布設時，采用合適的布網形式至關重要。常見的布網形式包括點連式、邊連式、網連式和混連式。點連式布網適用于狹長地形，邊連式適用于地勢起伏較大的區域，網連式適用于均勻地勢的區域，而混連式則是根據實際地形特點進行綜合布設。同時，為了衡量GPS基線的精度，嚴格根據《全球定位系統（GPS）測量規范》中AA、A、B、C、D、E的6個級別去分辨GPS基線向量，AA級別具有最高的精度要求，適用于精細地形測繪；而E級別則用于較為粗略的測繪任務。根據具體的測繪需求和任務目標，可以選擇適當的級別來布設GPS基線，以達到滿足要求的精度。測繪人員合理選擇布網形式和GPS基線級別，并遵循相關的技術規程，能夠有效提高測繪數據的質量和精度，為地理信息領域提供可靠的數據支持。

（2）首級控制網的觀測。首級控制網的觀測作為平面控制測量的重要組成部分，在地圖測繪過程中起著至關重要的作用。首級控制網觀測前的準備工作是確保測繪順利進行的基礎。在開始觀測之前，需要詳細了解測區地形特點、測量目的、精度要求。之后根據測區的地理特點和觀測目的，制定合適的觀測方案，包括觀測點的布設、觀測方法和觀測順序，合理的設計方案能夠最大程度提高觀測效率和數據質量。選點埋石是在實地進行的工作，需要根據測量方案在地面上選取合適的控制點，并進行標志和埋設?？刂泣c的選取要考慮地形的起伏、地貌特點以及后續測繪任務的需要。標志和埋設的方法需要保證控制點的穩固性和長期可靠性。觀測是首級控制網建設的核心環節。使用合適的測量儀器和方法，對控制點進行觀測，獲取坐標和角度等相關數據，觀測數據需要經過嚴格的數據處理，包括數據校正、異常值檢測，以確保數據的準確性和可靠性。平差計算是將觀測數據進行數學處理，得出最終的控制點坐標。通過平差計算，可以消除觀測誤差和測量不確定性，得出精確的控制點坐標。平差計算需要按照相關的數學原理和方法進行，確保計算結果的可靠性。

（3）圖根控制測量方法。圖根控制測量方法作為平面控制測量的一種重要手段，借助小三角測量和交會定點等方法，在首級控制點的基礎上滿足測圖的需要。圖根控制測量方法是在首級控制點的基礎上進行的，首級控制點提供了測圖的基準框架。在圖根控制測量之前，需要確保首級控制點的觀測和處理工作已經完成，控制點的坐標和精度已經得到確認。小三角測量是圖根控制測量的重要方法，通過測量不同控制點間的角度和邊長，可以計算出控制點的坐標。在1∶500比例尺地形圖測繪中，角度和邊長的測量精度對于地圖的精度至關重要。因此，在進行小三角測量時，需要選擇適當的測量儀器和方法，確保數據的準確性。圖根點的數量是確保地圖質量的關鍵因素，根據要求，圖根點數目不少于150個/km2，這意味著在單位面積內需要布設足夠多的控制點，以保證測繪數據的準確性。圖根點的布設需要考慮地區地貌特點、測繪任務的要求和后續數據的使用，以達到全面且合理的分布。

3.2 高程控制測量

（1）首級高程。測區應涵蓋整個地圖范圍，確保高程控制數據的全面性。四等水準測量是高程控制測量中常用的方法，適用于1∶500比例尺地形圖的測繪。通過設置測點、測量水準線、觀測垂直角，可以測得不同控制點的高程差。在首級高程控制測量中，四等水準測量可以為后續高程數據的獲取提供基準。為了確保高程控制測量的準確性，需要進行測前、測后對i角的檢查。檢查的目的是驗證測量儀器的準確性和穩定性。i角是水準儀的一個重要參數，要求i角不大于15″，以保證觀測數據的精度和可靠性。高程控制測量的數據處理和平差計算是確保測量結果準確性的關鍵步驟。通過對測量數據進行校正、處理和分析，可以得出控制點的高程差數據。平差計算則是將觀測數據進行數學處理，消除誤差和不確定性，得出精確的高程數據。高程控制測量的數據一致性是確保測繪質量的重要因素，需要對不同控制點的高程數據進行比對和檢查，以發現異常值和錯誤。數據的一致性檢查有助于保證地圖高程的精度。

（2）圖根高程。在圖根高程控制測量中，首先需要合理布設控制點。控制點的布設要充分考慮地區地形特點、測繪任務需求，以及后續數據的使用。控制點應覆蓋整個測區，以確保高程數據的全面性。同時，對于地勢變化較大的區域，控制點的布設密度可以適當增加，以提高高程數據的精度。圖根高程控制測量可以采用多種測量方法，如水準測量、GPS測量，在選擇測量方法時，需要根據測繪要求和地區實際情況進行權衡。水準測量在地形復雜的區域具有一定優勢，而GPS測量可以提供更廣闊的覆蓋范圍，根據不同區域的特點，采用適當的測量方法。圖根高程控制測量的最終目的是得出控制點之間的高程差數據。這些高程差數據需要經過精確的計算和驗證，以確保其準確性。計算過程需要遵循相關的數學原理，確保計算結果的可靠性。驗證過程可以通過對不同控制點之間的高程差進行比對和檢查來實現。

3.3 無人機技術采集應用

無人機配備高分辨率攝像頭，能夠以不同角度和高度捕捉地面影像。這些影像可用于制作數字正射影像圖，用于地形圖的底圖制作。同時，航拍影像可用于更新地理信息系統（GIS）數據，確保地圖信息最新。無人機能夠進行多角度拍攝，這為地物的三維建模提供了可能。通過處理拍攝的影像，可以生成高精度的數字地形模型（DTM）和數字表面模型（DSM）。這些模型可用于測量地形、計算體積、分析傾斜度，為地形圖制作提供了精確的高程數據。無人機采集的大量影像和數據可通過自動化處理工具進行快速處理和分析，能夠進行影像配準、特征提取、地物分類，從而減少了數據處理的時間和成本。同時，通過GIS軟件，可以將采集的數據與現有數據集成，實現多源數據的融合。

3.4 1∶500地形要素取舍

在1∶500比例尺地形圖測繪中，一般地區各類建筑物的測繪是地圖中不可或缺的重要部分。為了實現準確測繪，可以采用全站儀、GPS等測量設備進行建筑物的定位和高程測量。在選擇建筑物進行測繪時，應優先考慮地圖信息的重要性和建筑物的特殊性。在測繪工礦建筑物時，要考慮設施的布局和結構，選擇代表性的建筑物進行測繪。對于其他設施如油氣管道、水電設施，也應根據其重要性和影響因素進行測繪，確保地圖的完整性。在測繪過程中，要注意設施的位置、高程信息的準確獲取。交通及附屬設施的測繪在地圖中起到連接和標示的作用，因此同樣需要精確測繪。在進行道路、鐵路、橋梁等交通設施的測繪時，要選擇主要交通線路和節點進行測量，以保證地圖信息的有效傳達。附屬設施如交通標志、信號燈也應根據實際情況進行測繪，確保地圖的完整性和可讀性。

4 結束語

綜合而言，在測繪外業數據采集中，規范的任務書制定、精心組織的人員安排，以及嚴格遵循技術規程，是確保測繪數據質量的基礎。采用現代技術如GPS-RTK儀器，不僅提升了圖根控制測量的效率，還為測繪工作帶來了更高的精度和實時性。而高程控制測量中的水準測量和圖根高程控制測量，為地圖高程數據提供了可靠的基準，確保地圖在垂直方向上的準確性。1∶500比例尺地形圖的測繪是一項綜合性、復雜性極高的工作。這一過程不僅需要專業知識和技術，更需要團隊的協作和經驗的積累，以實現地圖測繪的最終目標。