摘要：本文從傳統測圖方法存在的弊端的角度，探討了數字化測繪技術在工程測量中的作用，并從實踐經驗的角度對原圖數字化、 數字測圖方面提出了個人的見解。

　　關鍵字：數字化測繪、工程測量、應用

　　一、傳統測圖方法存在的弊端

　　工作模式,傳統測圖模式是用儀器( 經緯儀、水準儀和平板儀)測得點的平面坐標、高程,或者測量水平角、豎直角及距離來確定點位,然后繪圖員通過手工計算( 或口算) 得出三維坐標,按坐標(或角度與距離)將點展繪到圖紙上。跑尺再根據實際地形向繪圖員報告測的是什么點(如房角點),這個(房角)點應該與哪個(房角) 點連接等等,繪圖員則當場依據展繪的點位關系用圖式符號將地物(房屋)描繪出來。這樣不僅大大增加了野外作業時間,也增加內業編輯工作量，而且操作過程中出錯率的多少也在所難。

　　測圖精度,圖解測圖方法，其地物點的平面位置誤差主要受展繪誤差和測定誤差:測定地物點的視距誤差和方向誤差：地形圖上地物點的刺點誤差等影響。實際的圖上誤差可達0.47mm.經緯儀視距法測定地形點高程時,即使在較平坦地區視距為150米。地形點高程測定誤差也達0 6 米,而且隨著傾斜角的增大高程測定誤差會急劇增加,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,浪費了應有的精度, 這就是白紙測圖致命的弱點。

　　二、數字化測繪技術

　　隨著國民經濟和社會信息化進程加，社會對地理信息資源的需求迅速增長，測繪技術手段和資源配置方式發生深刻變化，全球定位系統、地理信息系統、遙感集成技術成為測繪技術體系的核心。測繪服務從標準化、專業化的地圖服務向全方位、高動態、數字化、網絡化的地理信息服務轉變。

　　不過，筆者所在的地質勘查部門，數字化測繪技術的應用仍以服務地質工程測量為主。而數字化測圖技術與傳統測圖技術相比，具有顯而易見的優勢，數字地形圖最好地體現了外業測量的高精度，也就是最好地體現了儀器發展更新、精度提高的高科技進步的價值。它不僅適應當今科技發展的需要，也為整個地勘行業的發展起到了不可估量的重要作用。

　　就數字化測繪技術而言 有以下特點：

　　1.自動化程度高數字測圖是經過計算機軟件自動處理，自動繪出精確、規范、美觀的數字地形圖。 另外，數字測圖出錯的概率小，能自動提取坐標、距離、方位和面積等。

　　2.測圖精度高采用數字測圖技術在距離300m以內,時測定地物點誤差約為2mm,測定地形點高差約為18mm, 測量數據作為電子數據格式可以自動傳輸、記錄、存儲、處理和成圖，在全過程中原始數據的精度毫無損失，不存在傳統測圖中的視距誤差、方向誤差、展點誤差，很好地反映了外業測量的高精度、獲得高精度與儀器測量同精度的測量成果。

　　三、數字化測繪技術的優點

　　2.1 它可以通過計算機的模擬,在屏幕上直觀生動地(分層)反映出地形地貌特征以及地籍要素,而且一目了然, 基本上改變和彌補了傳統產品線條、符號和數字、文字等綜合包羅,非具一定專業知識才能讀懂的缺陷。

　　2.2 數字化測繪產品在使用、維護和更新上具有方便快捷的特性,能夠隨時保持產品信息的現

　　勢性,可以隨時補充修改,隨時出新圖提供使用。

　　2.3 根據不同用戶的需要,可以對產品的各種要素進行數據再加工,得到不同用途的圖件,而且

　　還可以隨意對圖形進行拼接 縮放,用途更廣泛

　　2.4 利用數字化(地形、地籍)測繪成果,作為底圖,可在計算機上進行各種規劃與設計(如土地資源開發規劃和城市道路網的設計等), 可方便地進行許多方案的設計與比較, 對各種要素的統計、匯總、疊加、分析也方便、準確，在計算機的幫助下,大大提高了測繪生產作業的自動化、科學化、規范化程度,數字化測繪產品的應用水平也將達到新的高度。除此以外,在其他方面還顯示出很多優越性,但從以上幾點足以可見數字化(地形、地籍)測繪很符合現代社會信息的要求, 是現代測繪的發展方向因而,以前以傳統測繪為主的專業測繪單位,現在是以發展數字化測繪技術作為發展的目標與方向。

　　四、原圖數字化、 數字測圖方面

　　1　原圖數字化

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

　　描矢量化; GPS 輸入。手扶跟蹤數字化需要的儀器為計算機,數字化儀及相關軟件,是早期的一種數字化輸入方法, 輸入速度較慢,勞動強度也較大。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, 其作業方法越來越趨于自動化,它是一種省時,高效的數據輸入方法。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字,因此不需作任何轉換,可直接輸入數據庫。 其次根據數字化圖件的可用性,要綜合考慮圖件的重用性和易用性,并制定矢量化方案。 經多種軟件矢量化應用比較,本單位確定以MAPCAD 為數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、易于轉換等特點, 通過大量的工作實踐, 總結了一些適合本單位工作實際情況的、 較有特色的數字化作業方法和工序, 創造了一定的生產效益。

　　在數字化生產過程中,各種比例尺地形圖、地籍圖的數字化精度應按國家現行的數字化測圖規范嚴格執行。由于其精度主要取決于人工跟蹤精度和輸出設備精度, 而一般外設精度都能滿足,但人工跟蹤精度主要取決于作業人員的熟練程度和責任心,所以必須在加強作業人員基本技能訓練的基礎上,嚴格按矢量化方案作業, 確保圖件的輸入輸出精度和質量。數據編碼、 數據分層按國家標準或自定方案執行;數據組織按地理信息系統( GIS )要求, 嚴格其拓撲關系,保證線狀地物的長度統計,面狀地物的面積統計及其它分析功能的實現;總體規劃、 分區規劃、圖形/文本信息按GIS 要求整理、 錄入、 建庫。

　　2　數字測圖

　　在沒有合乎精度要求的大比例尺地形圖的地區,可直接采用地面數字測圖的方法,該方法也稱為內外業一體化數字測圖, 它是以計算機為核心在外連輸入輸出設備硬、 軟件的支持下,對地形空間數據進行采集、 輸入、 成圖、 繪圖、 輸出、 管理的測繪系統。是我國目前各測繪單位用得最多的數字測圖方法。采用該方法所得到的數字地圖的特點是精度高, 但耗費的人力、物力與財力比前種方法大。

　　2. 1　數字化測圖的特點

　　數字化測圖系統克服了手工繪圖存在的許多弊端,其特點為: (1)一測多用。 水電站工程,其布置區需施測大比例尺地形圖,考慮到不同專業人員對用圖范圍、 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,重復工作量相當大,數字化測圖可以一測多用,同時編制不同比例尺的地形圖。例如:如某水電站工程:大壩設計人員需 1: 500 或 1: 1 000 壩址地形圖;施工組織設計人員則需要含料場等內容的較大范圍1: 2 000 地形圖;而規劃、 地質人員為論證成庫條件和建壩條件則需要區域更大、 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, 再補充小比例尺測圖范圍即可。

　　(2)成圖精度高。 數字化成圖系統在外業采集數據時,利用全站儀現場自動采集地形地物點的三維坐標, 并自動存儲, 在內業數據處理時,完全保持了外業測量的精度,消除了人為的錯誤及誤差來源, 而且外業工作省略了讀數、 計算、 展點繪圖等外業工序,減少了作業人員, 外業工效大大提高,時間縮短, 直接生產成本大幅度下降。(3)全站儀在外業數據采集時,不受圖幅范圍的限制,設站也不受距離圖幅的制約(只要在測程范圍以內) ,可以減少圖根點的數量,提高工效。(4)數字化成圖的過程,減輕了作業人員的勞動強度,使生產周期大大縮短, 能及時滿足用戶的要求。 (5)數字化產品既可以存儲在軟盤上,也可以通過繪圖儀繪在所需的圖紙上, 線條、 線劃粗細均勻,注記、 字體工整,圖面整齊、 美觀。 (6)數字化成圖為設計人員甩開圖板利用 CAD 技術提供了先決條件, 同時也為準確讀取圖形上某點的坐標,或點間距離提供了保證,改變了過去人工用三角板或比例尺從圖上量取數據的方法,使數據更為準確。(7)數字化產品便于存放、 保管和運輸,也便于修改,能更好地保證圖形的現勢性和不變形性,避免重復測繪造成的浪費,增加地形圖的實用性和用戶的廣泛性。

　　結束語

　　對數字化測繪技術的探討,可使作業人員少走彎路、 降低出錯率。 數字化測繪技術的提高,可為提供數字產品奠定基礎,并提高了職工的技術素質。 隨著數字工程的深入發展, GIS 技術的不斷成熟、 GPS 技術在各行各業的廣泛應用, 大力開展數字化測繪技術是測繪單位科技創新的任務和方向、 也是提高測繪單位自身實力和經濟效益的重要手段。

　　參考文獻

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