摘要：本文從傳統(tǒng)測圖方法存在的弊端的角度，探討了數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的作用，并從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的角度對原圖數(shù)字化、 數(shù)字測圖方面提出了個(gè)人的見解。

　　關(guān)鍵字：數(shù)字化測繪、工程測量、應(yīng)用

　　一、傳統(tǒng)測圖方法存在的弊端

　　工作模式,傳統(tǒng)測圖模式是用儀器( 經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和平板儀)測得點(diǎn)的平面坐標(biāo)、高程,或者測量水平角、豎直角及距離來確定點(diǎn)位,然后繪圖員通過手工計(jì)算( 或口算) 得出三維坐標(biāo),按坐標(biāo)(或角度與距離)將點(diǎn)展繪到圖紙上。跑尺再根據(jù)實(shí)際地形向繪圖員報(bào)告測的是什么點(diǎn)(如房角點(diǎn)),這個(gè)(房角)點(diǎn)應(yīng)該與哪個(gè)(房角) 點(diǎn)連接等等,繪圖員則當(dāng)場依據(jù)展繪的點(diǎn)位關(guān)系用圖式符號(hào)將地物(房屋)描繪出來。這樣不僅大大增加了野外作業(yè)時(shí)間,也增加內(nèi)業(yè)編輯工作量，而且操作過程中出錯(cuò)率的多少也在所難。

　　測圖精度,圖解測圖方法，其地物點(diǎn)的平面位置誤差主要受展繪誤差和測定誤差:測定地物點(diǎn)的視距誤差和方向誤差：地形圖上地物點(diǎn)的刺點(diǎn)誤差等影響。實(shí)際的圖上誤差可達(dá)0.47mm.經(jīng)緯儀視距法測定地形點(diǎn)高程時(shí),即使在較平坦地區(qū)視距為150米。地形點(diǎn)高程測定誤差也達(dá)0 6 米,而且隨著傾斜角的增大高程測定誤差會(huì)急劇增加,雖然普及了紅外測距儀和電子速測儀, 測距和測角的精度也得到大大提高, 但是沿用白紙測圖的方法繪制的地形圖卻體現(xiàn)不出儀器精度的提高。也就是說無論怎樣提高測距和測角的精度,圖解地形圖的精度變化不大,浪費(fèi)了應(yīng)有的精度, 這就是白紙測圖致命的弱點(diǎn)。

　　二、數(shù)字化測繪技術(shù)

　　隨著國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化進(jìn)程加，社會(huì)對地理信息資源的需求迅速增長，測繪技術(shù)手段和資源配置方式發(fā)生深刻變化，全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感集成技術(shù)成為測繪技術(shù)體系的核心。測繪服務(wù)從標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化的地圖服務(wù)向全方位、高動(dòng)態(tài)、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的地理信息服務(wù)轉(zhuǎn)變。

　　不過，筆者所在的地質(zhì)勘查部門，數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用仍以服務(wù)地質(zhì)工程測量為主。而數(shù)字化測圖技術(shù)與傳統(tǒng)測圖技術(shù)相比，具有顯而易見的優(yōu)勢，數(shù)字地形圖最好地體現(xiàn)了外業(yè)測量的高精度，也就是最好地體現(xiàn)了儀器發(fā)展更新、精度提高的高科技進(jìn)步的價(jià)值。它不僅適應(yīng)當(dāng)今科技發(fā)展的需要，也為整個(gè)地勘行業(yè)的發(fā)展起到了不可估量的重要作用。

　　就數(shù)字化測繪技術(shù)而言 有以下特點(diǎn)：

　　1.自動(dòng)化程度高數(shù)字測圖是經(jīng)過計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)處理，自動(dòng)繪出精確、規(guī)范、美觀的數(shù)字地形圖。 另外，數(shù)字測圖出錯(cuò)的概率小，能自動(dòng)提取坐標(biāo)、距離、方位和面積等。

　　2.測圖精度高采用數(shù)字測圖技術(shù)在距離300m以內(nèi),時(shí)測定地物點(diǎn)誤差約為2mm,測定地形點(diǎn)高差約為18mm, 測量數(shù)據(jù)作為電子數(shù)據(jù)格式可以自動(dòng)傳輸、記錄、存儲(chǔ)、處理和成圖，在全過程中原始數(shù)據(jù)的精度毫無損失，不存在傳統(tǒng)測圖中的視距誤差、方向誤差、展點(diǎn)誤差，很好地反映了外業(yè)測量的高精度、獲得高精度與儀器測量同精度的測量成果。

　　三、數(shù)字化測繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

　　2.1 它可以通過計(jì)算機(jī)的模擬,在屏幕上直觀生動(dòng)地(分層)反映出地形地貌特征以及地籍要素,而且一目了然, 基本上改變和彌補(bǔ)了傳統(tǒng)產(chǎn)品線條、符號(hào)和數(shù)字、文字等綜合包羅,非具一定專業(yè)知識(shí)才能讀懂的缺陷。

　　2.2 數(shù)字化測繪產(chǎn)品在使用、維護(hù)和更新上具有方便快捷的特性,能夠隨時(shí)保持產(chǎn)品信息的現(xiàn)

　　勢性,可以隨時(shí)補(bǔ)充修改,隨時(shí)出新圖提供使用。

　　2.3 根據(jù)不同用戶的需要,可以對產(chǎn)品的各種要素進(jìn)行數(shù)據(jù)再加工,得到不同用途的圖件,而且

　　還可以隨意對圖形進(jìn)行拼接 縮放,用途更廣泛

　　2.4 利用數(shù)字化(地形、地籍)測繪成果,作為底圖,可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行各種規(guī)劃與設(shè)計(jì)(如土地資源開發(fā)規(guī)劃和城市道路網(wǎng)的設(shè)計(jì)等), 可方便地進(jìn)行許多方案的設(shè)計(jì)與比較, 對各種要素的統(tǒng)計(jì)、匯總、疊加、分析也方便、準(zhǔn)確，在計(jì)算機(jī)的幫助下,大大提高了測繪生產(chǎn)作業(yè)的自動(dòng)化、科學(xué)化、規(guī)范化程度,數(shù)字化測繪產(chǎn)品的應(yīng)用水平也將達(dá)到新的高度。除此以外,在其他方面還顯示出很多優(yōu)越性,但從以上幾點(diǎn)足以可見數(shù)字化(地形、地籍)測繪很符合現(xiàn)代社會(huì)信息的要求, 是現(xiàn)代測繪的發(fā)展方向因而,以前以傳統(tǒng)測繪為主的專業(yè)測繪單位,現(xiàn)在是以發(fā)展數(shù)字化測繪技術(shù)作為發(fā)展的目標(biāo)與方向。

　　四、原圖數(shù)字化、 數(shù)字測圖方面

　　1　原圖數(shù)字化

　　對原始圖件進(jìn)行數(shù)字化工作,首先要進(jìn)行數(shù)字化輸入, 常用的方法有: 手扶跟蹤數(shù)字化; 掃

　　描矢量化; GPS 輸入。手扶跟蹤數(shù)字化需要的儀器為計(jì)算機(jī),數(shù)字化儀及相關(guān)軟件,是早期的一種數(shù)字化輸入方法, 輸入速度較慢,勞動(dòng)強(qiáng)度也較大。掃描矢量化是通過掃描儀輸入掃描圖象, 然后通過矢量跟蹤,確定實(shí)體的空間位置。 隨著掃描儀的普及和矢量化軟件的不斷升級(jí), 其作業(yè)方法越來越趨于自動(dòng)化,它是一種省時(shí),高效的數(shù)據(jù)輸入方法。GPS 輸入, GPS 是確定地球表面精確位置的新工具, 由于它測定的是三維空間位置的數(shù)字,因此不需作任何轉(zhuǎn)換,可直接輸入數(shù)據(jù)庫。 其次根據(jù)數(shù)字化圖件的可用性,要綜合考慮圖件的重用性和易用性,并制定矢量化方案。 經(jīng)多種軟件矢量化應(yīng)用比較,本單位確定以MAPCAD 為數(shù)字化原有地形圖的主要方法, 該軟件包含有以上3 種輸入, 且其掃描矢量化輸入方法具有圖像清晰、 編輯方便、易于轉(zhuǎn)換等特點(diǎn), 通過大量的工作實(shí)踐, 總結(jié)了一些適合本單位工作實(shí)際情況的、 較有特色的數(shù)字化作業(yè)方法和工序, 創(chuàng)造了一定的生產(chǎn)效益。

　　在數(shù)字化生產(chǎn)過程中,各種比例尺地形圖、地籍圖的數(shù)字化精度應(yīng)按國家現(xiàn)行的數(shù)字化測圖規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行。由于其精度主要取決于人工跟蹤精度和輸出設(shè)備精度, 而一般外設(shè)精度都能滿足,但人工跟蹤精度主要取決于作業(yè)人員的熟練程度和責(zé)任心,所以必須在加強(qiáng)作業(yè)人員基本技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上,嚴(yán)格按矢量化方案作業(yè), 確保圖件的輸入輸出精度和質(zhì)量。數(shù)據(jù)編碼、 數(shù)據(jù)分層按國家標(biāo)準(zhǔn)或自定方案執(zhí)行;數(shù)據(jù)組織按地理信息系統(tǒng)( GIS )要求, 嚴(yán)格其拓?fù)潢P(guān)系,保證線狀地物的長度統(tǒng)計(jì),面狀地物的面積統(tǒng)計(jì)及其它分析功能的實(shí)現(xiàn);總體規(guī)劃、 分區(qū)規(guī)劃、圖形/文本信息按GIS 要求整理、 錄入、 建庫。

　　2　數(shù)字測圖

　　在沒有合乎精度要求的大比例尺地形圖的地區(qū),可直接采用地面數(shù)字測圖的方法,該方法也稱為內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字測圖, 它是以計(jì)算機(jī)為核心在外連輸入輸出設(shè)備硬、 軟件的支持下,對地形空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、 輸入、 成圖、 繪圖、 輸出、 管理的測繪系統(tǒng)。是我國目前各測繪單位用得最多的數(shù)字測圖方法。采用該方法所得到的數(shù)字地圖的特點(diǎn)是精度高, 但耗費(fèi)的人力、物力與財(cái)力比前種方法大。

　　2. 1　數(shù)字化測圖的特點(diǎn)

　　數(shù)字化測圖系統(tǒng)克服了手工繪圖存在的許多弊端,其特點(diǎn)為: (1)一測多用。 水電站工程,其布置區(qū)需施測大比例尺地形圖,考慮到不同專業(yè)人員對用圖范圍、 比例尺大小要求不同 過去完全使用平板測圖方法,不同比例尺的地形圖要分別測繪,重復(fù)工作量相當(dāng)大,數(shù)字化測圖可以一測多用,同時(shí)編制不同比例尺的地形圖。例如:如某水電站工程:大壩設(shè)計(jì)人員需 1: 500 或 1: 1 000 壩址地形圖;施工組織設(shè)計(jì)人員則需要含料場等內(nèi)容的較大范圍1: 2 000 地形圖;而規(guī)劃、 地質(zhì)人員為論證成庫條件和建壩條件則需要區(qū)域更大、 比例尺較小的1: 5 000 地形圖。 往往小比例尺包含了大比例尺地形圖測圖范圍。僅需先測大比例尺圖范圍, 再補(bǔ)充小比例尺測圖范圍即可。

　　(2)成圖精度高。 數(shù)字化成圖系統(tǒng)在外業(yè)采集數(shù)據(jù)時(shí),利用全站儀現(xiàn)場自動(dòng)采集地形地物點(diǎn)的三維坐標(biāo), 并自動(dòng)存儲(chǔ), 在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí),完全保持了外業(yè)測量的精度,消除了人為的錯(cuò)誤及誤差來源, 而且外業(yè)工作省略了讀數(shù)、 計(jì)算、 展點(diǎn)繪圖等外業(yè)工序,減少了作業(yè)人員, 外業(yè)工效大大提高,時(shí)間縮短, 直接生產(chǎn)成本大幅度下降。(3)全站儀在外業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí),不受圖幅范圍的限制,設(shè)站也不受距離圖幅的制約(只要在測程范圍以內(nèi)) ,可以減少圖根點(diǎn)的數(shù)量,提高工效。(4)數(shù)字化成圖的過程,減輕了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,使生產(chǎn)周期大大縮短, 能及時(shí)滿足用戶的要求。 (5)數(shù)字化產(chǎn)品既可以存儲(chǔ)在軟盤上,也可以通過繪圖儀繪在所需的圖紙上, 線條、 線劃粗細(xì)均勻,注記、 字體工整,圖面整齊、 美觀。 (6)數(shù)字化成圖為設(shè)計(jì)人員甩開圖板利用 CAD 技術(shù)提供了先決條件, 同時(shí)也為準(zhǔn)確讀取圖形上某點(diǎn)的坐標(biāo),或點(diǎn)間距離提供了保證,改變了過去人工用三角板或比例尺從圖上量取數(shù)據(jù)的方法,使數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。(7)數(shù)字化產(chǎn)品便于存放、 保管和運(yùn)輸,也便于修改,能更好地保證圖形的現(xiàn)勢性和不變形性,避免重復(fù)測繪造成的浪費(fèi),增加地形圖的實(shí)用性和用戶的廣泛性。

　　結(jié)束語

　　對數(shù)字化測繪技術(shù)的探討,可使作業(yè)人員少走彎路、 降低出錯(cuò)率。 數(shù)字化測繪技術(shù)的提高,可為提供數(shù)字產(chǎn)品奠定基礎(chǔ),并提高了職工的技術(shù)素質(zhì)。 隨著數(shù)字工程的深入發(fā)展, GIS 技術(shù)的不斷成熟、 GPS 技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用, 大力開展數(shù)字化測繪技術(shù)是測繪單位科技創(chuàng)新的任務(wù)和方向、 也是提高測繪單位自身實(shí)力和經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。

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