數字化制圖在測繪中的應用研究

摘要：數字化制圖是一種將實地測量數據轉化為數字形式并進行處理、分析和展示的技術方法，已經在測繪領域得到廣泛應用。本文通過對數字化制圖的基本概念、技術方法以及在測繪中的應用進行了詳細闡述，總結了數字化制圖在測繪中的優勢和不足，并展望了數字化制圖在未來的發展方向。

關鍵詞：數字化制圖；測繪；應用研究；優勢；不足；發展方向

測繪是指通過對地球表面和地下物體進行測量、觀測和記錄，以獲取地球表面和地下物體的空間位置、形狀、大小、屬性等信息的科學方法。數字化制圖是將測繪數據進行數字化處理和展示的技術方法，其應用范圍廣泛，包括地圖制圖、地理信息系統、遙感圖像處理等領域。

一、數字化制圖的基本概念和技術方法

（一）數字化制圖的基本概念

數字化制圖是將實地測量數據轉化為數字形式，在計算機上進行處理、分析和展示的技術方法。數字化制圖的數據包括測量點數據、外業采集的地理信息數據以及室內采集的其他相關數據。

數字化制圖系統通過計算機進行數據處理并將結果提供給用戶，整體包括原始數據采集、GIS分析以及輸出三個部分。原始數據采集是指通過外業調查獲得的測量點信息，轉化為數字形式，幫助用戶準確地掌握測量區域的地形狀況。GIS分析是指以數字化地形圖為基礎，經計算機軟件對數字化地形圖進行處理，以可視化圖形的形式展現出來。輸出是指將經過處理后的數字化地形圖和相關信息資料提供給用戶，其中包括電子地圖、數字地圖和GIS等內容。

通過數字化制圖可以幫助用戶了解測量區域的地理信息狀況，提供相應的解決方案，其優點在于可以幫助用戶準確掌握測量區域的地形狀況、區域位置和地貌類型等信息。目前數字化制圖在測繪領域已經在地形測量、土地資源調查、地籍測量、航空攝影測量等方面發揮了重要作用。隨著科學技術的不斷發展，數字化制圖技術也在不斷進步，例如使用遙感影像進行掃描、使用激光雷達進行掃描等。

（二）數字化制圖的技術方法

數字化制圖的主要技術方法包括：點圖成圖技術、線圖成圖技術、面圖成圖技術和多尺度空間分析技術。（1）在點圖成圖技術中，將實地測量數據掃描后輸入計算機，并由計算機將這些數據轉換為點圖成圖；（2）在線圖成圖技術中，利用全站儀或GPS采集實地測量的點的位置信息，利用軟件將采集的數據轉換成電子地圖上的數字點；（3）在面圖成圖技術中，將實地測量數據通過掃描儀掃描后輸入計算機進行處理分析，再轉換成電子地圖上的數字點；（4）在多尺度空間分析技術中，利用GIS軟件對實地測量數據進行分析、存儲和展示。

二、數字化制圖在測繪中的應用

（一）數字化制圖在地圖制圖中的應用

在傳統制圖中，主要采用人工作業方式，作業流程長、效率低、質量差，而且成本高。隨著科學技術的發展和計算機技術的普及，數字化制圖得到了迅速發展，地圖制圖的數字化也得到了廣泛應用。在地圖制圖過程中，實現了數字化、自動化、網絡化等目標，將各種要素和符號信息與現實世界精確對應，大大提高了工作效率和準確性。

在地圖制圖過程中采用數字化方法進行制圖可以大大降低作業難度和作業成本。數字地圖進行編輯處理后，實現地圖符號化、參數化，使地圖數據變得形象直觀；可以實現屬性編輯、編輯審核等功能；可以實現電子簽名、電子印章等功能。這樣不僅提高了工作效率和準確性，也簡化了制圖過程中需要進行的各種操作。

（二）數字化制圖在地理信息系統中的應用

地理信息系統（GIS）以數據為基礎，通過對各種信息的處理，提供一種對空間對象進行分析、操作和顯示的方法和手段。地理信息系統（GIS）的出現與發展，是計算機科學在地球科學領域中的應用和擴展，是地理科學發展到一定階段的產物。隨著計算機技術、數據庫技術、網絡技術及圖形圖像處理等新技術在GIS中的應用，GIS已經成為地理科學領域一門綜合學科，不僅具有傳統的數據管理功能，而且還具有強大的圖形和圖像處理功能，這使得地理信息系統（GIS）具有了更廣闊的應用領域和更多的應用潛力。

（三）數字化制圖在遙感圖像處理中的應用

遙感圖像是通過遙感設備采集而來的，具有信息量大、范圍廣和獲取信息周期短等特點。但是受到技術限制以及數據獲取條件限制，遙感圖像存在著不同程度的變形、色彩失真以及分辨率低等問題。為了能夠更加全面、準確地獲取目標地物信息，數字制圖就成為一種重要手段。數字化制圖將實地測量數據轉化為數字形式并進行處理、分析和展示，既能夠有效提高工作效率和成果精度，還可以保證測繪成果與實地測量數據相一致。在遙感圖像處理中，數字化制圖主要包括以下幾個方面：對遙感圖像進行預處理，包括去除雜色、噪聲、模糊以及進行灰度變換等；對遙感圖像進行濾波處理；對遙感圖像進行分類和制圖等。

三、數字化制圖在測繪中的優勢

（一）提高測繪數據的精度和準確性

通過將數字地形圖進行數字化處理，可以將原本需要大量實地測量工作轉化為計算機中的數據，使數字地形圖和實地測量數據的精度得到了極大提高。由于數字化制圖中測量人員采用的是全站儀、GPS等高科技測量儀器，對測繪數據進行實時處理，使測量數據具有較高的可靠性和準確性。傳統的測量方式由于受到空間距離和時間距離等因素的限制，導致測繪工作效率不高、精度不高，而數字化制圖可以降低測繪工作時間和成本，提高測繪工作效率。數字化制圖可以在計算機中形成一個統一的、完整的、直觀且易于理解和表達的圖形信息系統，對地圖上所顯示的各個要素進行分析和處理，可以更好地幫助人們了解城市土地利用情況、發展趨勢等，為城市規劃和決策提供更好的依據。

（二）實現測繪數據的在線展示和更新

隨著信息時代的到來，國家在測繪領域也逐漸加強了對測繪數據的在線展示和更新，數字化制圖技術與信息技術相結合，能夠為測繪數據的在線展示提供良好的基礎。目前，隨著國家信息化水平的不斷提高，各種信息化軟件和平臺也逐漸出現在測繪工作中，這些軟件和平臺能夠使測繪數據的在線展示和更新成為可能。例如在GIS系統中，地圖數據就能夠實現在線更新，將原有的紙質地圖通過軟件進行數字化處理并建立數據庫后將其與現代信息技術相結合進行展示。例如在一些旅游景區中，也能夠利用GIS系統實現對地理空間實體的展示，這樣可以讓人們更加直觀地了解旅游景點以及周邊環境。

（三）促進測繪數據的共享和交流

數字化制圖技術可以將測繪數據進行數字化處理，并實現數據的共享和交流。在數字化制圖技術中，地圖不僅能夠通過圖形、文字等方式展示出來，還可以對數字地圖進行漫游瀏覽，實現三維立體圖的顯示。地圖可以展示出各種地理要素和地物的分布情況，可以進行導航定位，方便用戶根據自身需求進行查詢。數字化制圖技術的應用能夠實現地圖數據的共享和交流，進一步提高工作效率。在數字化制圖技術中，用戶可以利用GIS軟件對測繪數據進行查詢、分析和顯示，實現不同用戶之間的交流。GIS軟件還具有強大的空間分析功能和強大的地理信息數據庫功能，可以方便地對測繪數據進行操作和管理。

四、數字化制圖在測繪中的不足

（一）技術要求高，成本較高

在實際的測繪過程中，對數字化制圖的要求主要體現數據質量方面，雖然現在大部分測繪項目都采用GPS作為數據采集手段，但仍然存在一些問題。一方面由于GPS本身的缺陷，定位精度低，容易受環境干擾和漂移影響，難以推廣和應用。另一方面GPS在處理數據時存在精度誤差。對于一般的項目來說，采用GPS進行測量可以滿足精度要求，但對于像北京、上海這樣的城市或經濟發達地區來說，數據精度達不到要求。對于精度要求高的項目，可以采用全站儀、RTK等高精度測量手段，但往往由于成本限制難以實施。另外在對數據進行處理時需要一定的圖形編輯、編輯軟件和編程能力。這就要求從業人員具備一定的計算機應用能力。

（二）數據安全和隱私問題

隨著計算機技術、互聯網技術和信息通信技術的快速發展，數字化制圖技術在數據采集、處理和分析過程中，數字化制圖在測繪中的應用研究可能涉及一些個人隱私和敏感信息的處理，對數據的安全性提出了更高的要求，也越來越引起人們的重視。首先，數字化制圖在測繪中可能會涉及數據采集過程中產生的隱私問題。例如，在采集GPS數據時可能會使用GPS定位系統獲取到地理位置信息，如果被某些不法分子利用，可能會對個人隱私造成一定影響。其次，在數字測繪中，數字化制圖主要通過計算機實現，而計算機是一個開放系統，一旦被不法分子利用就可能對個人隱私造成嚴重威脅。例如，不法分子通過惡意程序或木馬程序侵入計算機系統，在未授權的情況下獲取個人隱私信息。例如，在數字制圖中需要將原始測繪數據進行預處理之后再進行制圖操作。

（三）技術標準和規范不完善

目前，數字化制圖的技術標準和規范還不完善，存在一些統一標準的缺失和不一致性問題，給數字化制圖的應用和推廣帶來一定的困難，需要進一步完善相關的技術標準和規范。（1）在一些測繪項目的實施過程中，由于沒有制定相應的技術標準和規范，使得測繪數據無法實現互聯互通，導致數據采集不全、不統一和不規范，造成了測繪成果的質量不能得到保障。（2）在工程建設中，由于缺乏統一的標準，使得工程建設項目的審批過程中存在很多問題，例如基礎資料的重復采集、信息共享程度低、建設項目審批周期長等。（3）由于缺乏統一的數據格式和標準，使得測繪數據在傳輸過程中存在較大難度。例如，數字線劃圖沒有統一的格式要求，致使測繪數據和線劃圖之間無法進行有效交換；GIS（地理信息系統）無法與地形圖進行有效交換；GIS軟件、硬件、中間件之間缺少統一標準；不同測繪單位、不同系統之間數據格式不統一等。（4）在工程建設中，由于缺乏統一的行業標準和規范，使得數字線劃圖和GIS（地理信息系統）無法進行有效的共享和交換。（5）在工程建設中，由于缺乏統一的行業標準和規范，使得數字化制圖過程中出現了很多問題，例如數字化制圖軟件無法與地形圖進行有效的交換、GIS軟件無法與工程建設數據進行有效的交換等。

五、數字化制圖在測繪中的發展方向

（一）強化技術標準和規范建設

數字化制圖技術的發展，不僅需要制定統一的制圖技術標準，也需要制定相應的行業標準。首先，為了規范數字地圖數據格式，應制定統一的地理空間數據標準和制圖標準，實現資源共享。其次，在數字地圖編繪技術體系中應制定相應標準，為規范數字化制圖技術提供支撐。最后，加快制定《數字地圖編繪技術》，提高我國數字化制圖內容的標準化和規范化水平，促進測繪行業數字化制圖技術向標準化方向發展。

（二）提高數字化制圖技術的普及和應用

加強數字化制圖技術的培訓和推廣，提高操作人員的技術水平，推動數字化制圖技術在測繪領域的普及和應用。首先，加強數字化制圖技術的宣傳和培訓，加大對數字化制圖技術的研究力度，鼓勵科研單位、教學機構以及生產單位相互合作，開發和應用相關的軟件和設備，使數字化制圖技術能夠更好地服務于測繪生產和城市規劃建設等方面。再次，提高測繪人員的綜合素質。一方面要加強測繪專業人才隊伍建設，建立一套完善、科學、合理、有效的人才培養機制，從而使測繪專業人才數量充足，結構合理；另一方面要加強對測繪人員的繼續教育，使其能夠具備較高的專業技能和綜合素質。三是加大對相關設備的研發和推廣應用投入，為數字化制圖技術提供完善和穩定的硬件平臺。

（三）加強數據安全和隱私保護

加強數字化制圖過程中的數據安全和隱私保護，對數字化制圖技術進行改革創新非常重要。在這個過程中必須加強數據安全和隱私保護方面的研究。（1）需要改進制圖軟件和制圖技術。目前測繪軟件越來越智能化、自動化、集成化，使得測繪數據在處理和存儲過程中容易出現數據泄露現象。在制圖軟件中應增加數據加密功能；（2）對地理信息系統軟件進行升級改造。地理信息系統軟件與數據庫和軟件之間存在一定的安全漏洞。在地理信息系統軟件升級時應采取措施保護數據安全；（3）制定相關的法律法規和管理制度，建立健全的數據安全管理體系，確保測繪數據的安全性和隱私性。

結語

數字化制圖是將實地測量數據轉化為數字形式并進行處理、分析和展示的技術方法，在測繪領域得到了廣泛應用。數字化制圖在測繪中具有提高數據精度和準確性、實現數據在線展示和更新、促進數據共享和交流等優勢，但也存在技術要求高、成本較高、數據安全和隱私問題等不足之處。今后應加強技術標準和規范建設，推動數字化制圖技術的普及和應用，并加強數據安全和隱私保護，以促進數字化制圖在測繪領域的進一步發展和應用。

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作者簡介：李莉娜（1988—），女，苗族，貴州松桃人，本科，助理工程師，主要從事測繪工作。