1、淺談數(shù)字化測圖工作 【關(guān)鍵詞】 用戶化、制圖數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)、數(shù)字化、準(zhǔn)確性、高精度 1、引言 多年以來，地形圖、地籍圖測量一直沿用傳統(tǒng)的平板儀作業(yè)方法。這種方法野外時(shí)間長、工作量大、精度低、成本高，對(duì)工程進(jìn)度、工程質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益等都有不同程度的影響。近幾年來，隨著電子全站儀和電子計(jì)算機(jī)的普及，地形圖的成圖方法正在逐步地由傳統(tǒng)的平板儀測繪成圖向數(shù)字化測繪成圖方向發(fā)展，在工程建設(shè)、城鎮(zhèn)規(guī)劃、地籍與房產(chǎn)管理等方面均要求所用的地形圖（或地籍圖）是全野外數(shù)字化測圖或成圖數(shù)字化的趨勢越來越明顯，數(shù)字化測圖幾乎已經(jīng)占據(jù)了大部分的地形圖測繪市場。目前，數(shù)字化測圖已廣泛應(yīng)用于各個(gè)測繪領(lǐng)域，它具有精度高、時(shí)間

2、短、操作簡便易學(xué)等優(yōu)點(diǎn)，簡化了傳統(tǒng)的作業(yè)方法，大大縮短了作業(yè)時(shí)間，減少了野外勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)于提高作業(yè)速度和成果精度具有重要意義，其高度靈活、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，是傳統(tǒng)的作業(yè)方法無法比擬的。 2、作業(yè)方法 目前在我國，獲得數(shù)字地圖的主要方法有三種：原有圖紙地形圖數(shù)字化、航測數(shù)字成圖、地面數(shù)字測圖。但不管哪種方法，其主要作業(yè)過程均為三個(gè)步驟：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及地形圖的數(shù)據(jù)輸出（打印圖紙、提供軟盤等）。 2.1、原有圖紙地形圖數(shù)字化 原有圖紙地形圖的數(shù)字化是利用計(jì)算機(jī)、數(shù)字化儀、繪圖儀再配以一種數(shù)字化軟件對(duì)原有圖紙地形圖進(jìn)行圖紙數(shù)字化，這是在短時(shí)間內(nèi)獲得數(shù)字化成果圖的一種方法。 工作方法有兩種：手扶

3、跟蹤數(shù)字化及掃描矢量化后數(shù)字化，其中后一種要比前一種的精度高、效率高。但是，利用該方法所獲得的數(shù)字地圖其精度因受原圖精度的影響，加上數(shù)字化過程中所產(chǎn)生的各種誤差，因而它的精度要比原圖的精度差。而且它所反映的只是白紙成圖時(shí)地表上各種地物地貌，現(xiàn)勢性不是很好。所以它僅能作為一種應(yīng)急措施而非長久之計(jì)。為了可充分利用該法得到數(shù)字地圖，可通過修測、補(bǔ)測等方法，實(shí)測一部分地物點(diǎn)的精確坐標(biāo)，再用這些點(diǎn)的坐標(biāo)代替原來的坐標(biāo)，通過調(diào)整，可在一定的程度上提高原有圖的精度。而隨著地圖的不斷更新，實(shí)測坐標(biāo)的增加，地圖的精度也就會(huì)相應(yīng)地得到了提高。 2.2、航測數(shù)字成圖 當(dāng)一個(gè)地區(qū)（或測區(qū)）很大時(shí)，就可以利用航空攝影機(jī)

4、在空中攝取地面的影像，通過外業(yè)判讀，在內(nèi)業(yè)建立地面的模型，通過計(jì)算機(jī)用繪圖軟件在模型上量測，直接獲得數(shù)字地形圖。它是通過在空中利用數(shù)字?jǐn)z影機(jī)所獲得的數(shù)字影像，內(nèi)業(yè)通過專門的航測軟件，在計(jì)算機(jī)上對(duì)數(shù)字影像進(jìn)行像對(duì)匹配，建立地面的數(shù)字模型，再通過專用的軟件來獲得數(shù)字地圖。 該方法的特點(diǎn)是可將大量的外業(yè)測量工作移到室內(nèi)完成，它具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低，不受氣候及季節(jié)的限制等優(yōu)點(diǎn)。它特別適合于城市密集地區(qū)的大面積成圖。但是該方法的初期投入較大，如果一個(gè)測區(qū)較小，它的成本就顯得較高。 2.3、地面數(shù)字化測圖 地面數(shù)字化測圖也稱為內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字化測圖，是我國目前各測繪單位用得最多的數(shù)字測圖方

5、法。采用該方法所得到的數(shù)字地圖的特點(diǎn)是精度高，只要采取一定的措施，重要地物相對(duì)于鄰近控制點(diǎn)的精度控制在5cm內(nèi)是可以做到的。在本文中主要就這方面探討一下。 3、測繪軟件的選擇 對(duì)于一個(gè)測繪單位而言，數(shù)字化測圖的一個(gè)重要問題是選擇好適合于本單位使用的繪圖軟件。因?yàn)橥剡@個(gè)單位用起來很好的軟件，到了別的單位卻不一定適用，所以每個(gè)單位對(duì)于軟件的選擇問題應(yīng)具體問題具體分析，不能人云亦云。衡量一個(gè)成圖軟件的標(biāo)準(zhǔn)，首先要看該軟件是否適合本單位的實(shí)際情況；二要看其可操作性，是否界面友好，簡便易學(xué)等等；三要看其的提供的功能是否適合于本單位；四要看該軟件與其他軟件的兼容性。 現(xiàn)在市場上的測繪軟件有許多種，對(duì)于

6、已經(jīng)熟悉AUTO CAD的用戶而言，南方CASS系列數(shù)字化地形地籍成圖系統(tǒng)可以說是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，因?yàn)樗鼈兪腔贏UTO CAD2000平臺(tái)以上版本開發(fā)的，其主要特色是面向GIS， _打通了數(shù)字化成圖系統(tǒng)與GIS的接口。AUTO CAD的所有功能它都可以用，而AUTO CAD則是世界上大家所共認(rèn)的繪圖平臺(tái)，其功能非常強(qiáng)大，而且界面友好，便于操作。 CASS系列提供了“內(nèi)外業(yè)一體化成圖”、“電子平板成圖”、“原圖數(shù)字化成圖”等多種成圖作業(yè)模式。在AUTO CAD2000的基礎(chǔ)上，開發(fā)了許多功能，如量算定點(diǎn)、圖形復(fù)制、繪制多功能復(fù)合線等。除此之外，還提供了地籍表格繪制與圖紙管理等功能。對(duì)于哪些既想

7、用電子平板方式作業(yè)，又能在室內(nèi)成圖的單位而言，CASS系列是一種合適的成圖系統(tǒng)。 4、數(shù)字測圖外業(yè)工作的實(shí)施 4.1、控制測量 在數(shù)字測圖工作中，控制測量的工作與傳統(tǒng)的控制測量相比，應(yīng)該更簡便，當(dāng)然，在新的規(guī)范中，對(duì)這一方面的要求沒有多大的改動(dòng)，但根據(jù)本人的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)及積累，有一些限制條件是可以放寬的，特別是圖根控制。隨著GPS技術(shù)的發(fā)展成熟及全站儀的普及，三角測量現(xiàn)在已基本上淡出了控制測量這個(gè)舞臺(tái)。所以對(duì)大多數(shù)的人員而言，無疑大大地減輕了工作的強(qiáng)度。去掉了三角測量的種種枷鎖的限制，取而代之的是更為靈活的GPS網(wǎng)及導(dǎo)線（網(wǎng)）測量。 現(xiàn)在各測繪單位所使用的電子全站儀的精度一般為6、35ppm以

8、下，加上是電子自動(dòng)讀數(shù)，所以它的實(shí)際精度要較其標(biāo)稱精度高，相對(duì)于光學(xué)經(jīng)緯儀而言，就更具優(yōu)勢。 眾所周知，在傳統(tǒng)測圖中，地面點(diǎn)平面位置的誤差受下列誤差的影響： 1 圖根點(diǎn)的展繪誤差M展 2 測定地物點(diǎn)的距離誤差M距 3 測定地物點(diǎn)的方向誤差M刺M繪 4 地形圖上地物點(diǎn)的刺點(diǎn)誤差M刺 5 清繪時(shí)所造成的誤差M繪 綜上所述，地形圖上地物點(diǎn)平面位置的誤差可用下式表示 M物 以1：1000比例尺，最大視距為100米為例，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，有下表 而在數(shù)字測圖中，因?yàn)槭怯?jì)算機(jī)自動(dòng)展點(diǎn)，所以圖根點(diǎn)與地物點(diǎn)的展繪誤差可忽略不計(jì)，看作0。則剩下的為M距、M向。取方向中誤差為標(biāo)稱精度的3倍極限，因?yàn)槭前霚y回測角，所以方向

9、的誤差為6X 2X317，取碎部點(diǎn)至測站的距離為300m，則M向17206265X3000.024m ,測距儀的標(biāo)稱精度取35ppm。顧及測量中棱鏡不到位等各項(xiàng)因素的影響，取經(jīng)驗(yàn)值0.020m。則實(shí)測得的該平面點(diǎn)相對(duì)于圖根點(diǎn)的誤差為0.032m。 由上可見，在通視良好的條件下，由于全站儀相對(duì)于經(jīng)緯儀測角、測距精度的提高及計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，測量碎部點(diǎn)的距離可以放大，圖根點(diǎn)的密度可作相應(yīng)地降低，邊長可放寬至100至300米。對(duì)于支站，也可不受不超過3個(gè)支站的限制，根據(jù)本人的實(shí)踐，支3到4站的精度還是可以達(dá)到要求的。當(dāng)然，在城市密集建筑區(qū)和通視不好的條件下，顧及以后地形圖修測或工程放樣的要求，圖根點(diǎn)的密

10、度應(yīng)增加。 4.2、碎部測量 數(shù)字化測圖中，碎部測量的主要方法為坐標(biāo)法，在實(shí)測得多數(shù)碎部點(diǎn)的坐標(biāo)后，可利用軟件中的方向交會(huì)、距離交會(huì)、十字尺測量法或量算定點(diǎn)等方法來取得其余各點(diǎn)的坐標(biāo)，再輔以軟件中的偏移、拷貝、延伸等功能，得到最后的圖形。 在非電子平板數(shù)字測圖中，很多單位所采用的方法為外業(yè)草圖室內(nèi)交互編緝來完成測圖工作。內(nèi)業(yè)成圖有兩種作業(yè)流程：草圖法和簡碼法。 4.2.1、“草圖法”工作模式 “草圖法”工作模式又可以稱為“ _”模式，要求外業(yè)工作時(shí)，除了測量員和跑尺員之外，還要安排一名繪草圖的人員，在跑尺員跑尺時(shí)，繪圖員要標(biāo)注出所測地物的屬性并記下所測點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)，在測量過程中，測站和繪圖員之間需

11、要及時(shí)聯(lián)系，以確保草圖上標(biāo)注的點(diǎn)號(hào)與全站儀（或電子手簿）中所記錄的點(diǎn)號(hào)一致，而在測量每一個(gè)碎步點(diǎn)時(shí)不用在全站儀（或電子手簿）中輸入地物編碼。 “草圖法”工作模式在內(nèi)業(yè)工作中，根據(jù)作業(yè)方式的不同，分為“點(diǎn)號(hào)定位”、“坐標(biāo)定位”、“編碼引導(dǎo)”幾種方法。主要是利用外業(yè)測量數(shù)據(jù)和草圖在計(jì)算機(jī)上利用成圖軟件交互成圖。 4.2.2、“簡碼法”工作模式 此種方法是利用帶簡碼編碼格式的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件自動(dòng)繪圖方式，與“草圖法”工作模式所不同的是在外業(yè)測量中，每測一個(gè)地物點(diǎn)時(shí)都要在全站儀（或電子手簿）中輸入地物的編碼，用戶可以根據(jù)需要定制需要的野外操作簡碼。 在點(diǎn)號(hào)的編碼方式中，一般可以采取6至7位，為（0至9）（

12、XX）（XXX），第一位為連接關(guān)系，如0表示獨(dú)立點(diǎn)，不與前面的其它點(diǎn)發(fā)生聯(lián)系；1與前面的點(diǎn)為同一地物（貌），與前點(diǎn)連；2表示與前一點(diǎn)為隔一點(diǎn)連關(guān)系；3表示有三個(gè)方向，4表示該地物（貌）到此結(jié)束；5曲線連；等等，各單位與自行約定。第二到第三位為地物（貌）的代碼，如2層磚房為F2，簡易房為F0，在建房為FJ，圍墻為WQ，加固陡坎為K2，不加固陡坎為K1，高壓線為D2，輸電線為D1，通訊線為D3，地類界為DL等等。最后三位為全站儀的自動(dòng)增加的點(diǎn)號(hào)，采用以上編碼方法所得到的各點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)編碼舉例如下： 點(diǎn)號(hào) 編碼 備注 點(diǎn)號(hào) 編碼 備注 1 0F3001 磚3開始 15 0DL015 地類界開始 2 1F

13、3002 與上點(diǎn)連 16 1DL016 與上點(diǎn)連 3 1F3003 與上點(diǎn)連 17 1DL017 與上點(diǎn)連 4 1FY004 磚3的陽臺(tái) 18 4DL018 與上點(diǎn)連 5 0Fxx 磚2開始 19 0K1019 不加固陡坎開始 6 1Fxx 與上點(diǎn)連 20 1K1020 與上點(diǎn)連 7 1Fxx 與上點(diǎn)連 21 3KT021 與上點(diǎn)連，有一稻田方向 8 0F0008 簡易房開始 22 3KT022 與上點(diǎn)連，有一稻田方向 9 1F0009 與上點(diǎn)連 23 4K1023 不加固陡坎結(jié)束 10 1F0010 與上點(diǎn)連 24 0K2024 加固陡坎開始 11 0D1011 低壓線開始 25 3KT02

14、5 與上點(diǎn)連，有一稻田方向 12 1D1012 與上點(diǎn)連 26 3KT026 與上點(diǎn)連，有一稻田方向 13 1D1013 與上點(diǎn)連 27 4K2027 加固陡坎結(jié)束 14 1D1014 與上點(diǎn)連 依此類推，當(dāng)在外業(yè)完成各點(diǎn)的編號(hào)（編碼）后，回到室內(nèi)就可以把傳輸?shù)接?jì)算機(jī)的各點(diǎn)在計(jì)算機(jī)屏幕上以展繪編碼的方式出來，再根據(jù)跑尺人員自己所走過的線路，輔以這些點(diǎn)號(hào)編碼，則可比較方便地把這些點(diǎn)連接起來?；蛘咄ㄟ^編制編碼引導(dǎo)文件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連線。 當(dāng)完成這項(xiàng)工作后，再把這些圖拿到實(shí)地對(duì)照，量取實(shí)地沒有測到的各種數(shù)據(jù)，再在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行交互編緝，從而得最終的地形圖。 在數(shù)字化測圖中本人認(rèn)為對(duì)于碎部點(diǎn)的確定，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1 依比例的規(guī)則的建（構(gòu)）筑物只需測出三點(diǎn)，第四點(diǎn)可由計(jì)算機(jī)來完成。 2 不規(guī)則的地貌應(yīng)盡量能多測一些點(diǎn)，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)測圖中，一些細(xì)小的變化可通過手工來完成，但計(jì)算機(jī)的模擬是無法比較真實(shí)的反映出這些實(shí)際地形的。 3 對(duì)于程序中規(guī)定順序繪制的圖塊，如橋梁，廣告牌等等，最好能按其順序進(jìn)行測量。 此外，還應(yīng)注意以下一些事項(xiàng)： 1 測圖單元的劃分，盡量以自然分界為界，如河流、道路等等，以便于地形圖的施測，也減少了接邊的問題。 2 能夠測量到的點(diǎn)盡量實(shí)測，盡量避免用皮尺（鋼尺）量取。因?yàn)橛萌緝x所測量的速度遠(yuǎn)非皮