摘要：數(shù)字化測(cè)圖是近幾年隨著計(jì)算機(jī)、地面測(cè)量?jī)x器、數(shù)字化測(cè)圖軟件的應(yīng)用而迅速發(fā)展起來(lái)的全新內(nèi)容,廣泛用于測(cè)繪生產(chǎn)、水利水電工程、土地管理、城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)和軍事工程等部門(mén).數(shù)字化測(cè)圖作為一種全解析機(jī)助測(cè)圖技術(shù),與模擬測(cè)圖相比具有顯著優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景,是測(cè)繪發(fā)展的技術(shù)前言.目前許多測(cè)繪部門(mén)已經(jīng)形成了數(shù)字圖的規(guī)模生產(chǎn).作為反映測(cè)繪技術(shù)現(xiàn)代化水平的標(biāo)志之一,數(shù)字測(cè)圖技術(shù)將逐步取代人工模擬測(cè)圖,成為地形測(cè)圖的主流。

　　關(guān)鍵詞：野外數(shù)據(jù)采集、應(yīng)用

　　Abstract: digital mapping is along with the computer, ground in recent years measuring instrument, digital mapping software application and rapidly new content, widely used in surveying and mapping production, water conservancy and hydropower projects, land management, urban planning, environmental protection and military engineering departments. Digital mapping as a whole analytic machine help mapping technology, and simulation mapping compared with significant advantages and development prospect, is the development of surveying and mapping technology introduction. Now many of the surveying and mapping departments have formed the digital map scale production. As reflect mapping technology modernization level one of the marks, digital mapping technology will gradually replace artificial simulation mapping, become the mainstream of topographic mapping.

　　Keywords: field data acquisition and application

　　中圖分類(lèi)號(hào)： S973.1+5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　0 引言

　　廣義的數(shù)字化測(cè)圖又稱為計(jì)算機(jī)成圖主要包括:地面數(shù)字測(cè)圖、地圖數(shù)字化成圖、航測(cè)數(shù)字測(cè)圖、計(jì)算機(jī)地圖制圖.在實(shí)際工作中,大比例尺數(shù)字化測(cè)圖主要指野外實(shí)地測(cè)量即地面數(shù)字測(cè)圖,也稱野外數(shù)字化測(cè)圖。

　　1 數(shù)字化測(cè)圖的數(shù)據(jù)來(lái)源

　　數(shù)字化測(cè)圖由于數(shù)據(jù)的來(lái)源不同,采集的儀器和方法也不同,主要有以下三種獲取方法:

　　1.1 野外數(shù)據(jù)采集

　　要想提高地圖的使用效率，獲得較高精度的地圖資料，尤其是數(shù)字化地籍測(cè)量，要求重要地物相對(duì)于鄰近控制點(diǎn)的精度較高，還是采用地面數(shù)字測(cè)圖的方法，也就是平時(shí)所說(shuō)的內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字化測(cè)圖，這是我國(guó)目前各測(cè)繪單位用得最多的數(shù)字測(cè)圖方法。

　　全站儀的測(cè)量數(shù)據(jù)作為電子信息可以自動(dòng)傳輸、記錄、存儲(chǔ)、處理和成圖。在這全過(guò)程中原始測(cè)量數(shù)據(jù)的精度毫無(wú)損失，人為的出錯(cuò)(讀錯(cuò)、記錯(cuò)、展錯(cuò))的概率小，能自動(dòng)提取坐標(biāo)、距離、方位和面積等。繪制的地形圖精確、規(guī)范、美觀。從而獲得高精度的測(cè)量成果。

　　野外數(shù)據(jù)采集的缺陷就是耗費(fèi)比較多的人力、物力、財(cái)力，而且作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)。

　　1.2 航片數(shù)據(jù)采集

　　當(dāng)一個(gè)地區(qū)(或測(cè)區(qū))很大時(shí)，又急需使用地形圖，就可以利用航空攝影測(cè)量，通過(guò)外業(yè)對(duì)影像判讀，再經(jīng)過(guò)航測(cè)內(nèi)業(yè)進(jìn)行立體成圖，直接獲得數(shù)字地形圖。再有地形比較復(fù)雜，利用原圖數(shù)字化的原圖年代已久，又難以對(duì)它實(shí)地進(jìn)行數(shù)字化測(cè)量，也可以利用航空攝影測(cè)量方法成圖。

　　隨著測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字影像的直接獲取在我國(guó)的某些地區(qū)取得了試驗(yàn)性的成功。該技術(shù)是在空中利用數(shù)字?jǐn)z影機(jī)所獲得的數(shù)字影像，內(nèi)業(yè)通過(guò)專門(mén)的航測(cè)軟件對(duì)數(shù)字影像進(jìn)行像對(duì)匹配，建立地面的數(shù)字模型來(lái)獲得數(shù)字地圖。這也是未來(lái)數(shù)字測(cè)圖的一個(gè)重要發(fā)展方向。該方法可大大地減少外業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度，將大量的外業(yè)測(cè)量工作移到室內(nèi)完成，而且成圖速度快、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)。

　　1.3 地圖數(shù)據(jù)采集

　　地圖數(shù)字化成圖它能夠充分地利用現(xiàn)有的地形圖，投入軟硬件資源較少，僅需配備計(jì)算機(jī)、數(shù)字化儀、繪圖儀再配以一種數(shù)字化軟件就可以開(kāi)展工作，并且可以在很短的時(shí)間內(nèi)獲得數(shù)字的成果，也可讓具備有圖紙數(shù)字化能力的測(cè)繪單位代勞。

　　地圖數(shù)據(jù)采集的方法有兩種：手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化后數(shù)字化。

　　a、手扶跟蹤數(shù)字化：是用數(shù)字化儀對(duì)原圖的地形特征點(diǎn)逐點(diǎn)進(jìn)行跟蹤采集，將數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，處理成數(shù)字地形圖的過(guò)程。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(guò)程中所產(chǎn)生的各種誤差，它的精度就比原圖的精度差，現(xiàn)在用的比較少，只能作為一種應(yīng)急措施。當(dāng)然可通過(guò)修測(cè)、補(bǔ)測(cè)等方法進(jìn)行一些彌補(bǔ)，實(shí)測(cè)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(lái)的坐標(biāo)，可在一定的程度上提高原有圖的精度。

　　b、掃描矢量化后數(shù)字化：用掃描儀掃描原圖,將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，存儲(chǔ)、處理并可再成圖。掃描數(shù)字化儀有平臺(tái)式和滾動(dòng)式兩種。這種方法比使用手扶數(shù)字化儀的精度要高，故在地形圖數(shù)字化生產(chǎn)中經(jīng)常使用。

　　2 全站儀數(shù)字化測(cè)圖的作業(yè)過(guò)程

　　全站儀數(shù)字化測(cè)圖的作業(yè)過(guò)程主要分為數(shù)據(jù)編碼和野外數(shù)據(jù)采集。

　　2.1 數(shù)據(jù)編碼

　　為使計(jì)算機(jī)識(shí)別地物、地貌，首先要將地物、地貌按地形圖圖式分類(lèi)，一般按一定規(guī)則構(gòu)成的符號(hào)串來(lái)表示地物屬性信息和連接信息，這種有一定規(guī)則的符號(hào)串稱為數(shù)據(jù)編碼.數(shù)據(jù)編碼的基本內(nèi)容包括：地物要素編碼(或稱地物特征碼、地物屬性碼、地物代碼)、連接關(guān)系碼(或連接點(diǎn)號(hào)、連接序號(hào)、連接線型)、面狀地物填充碼等.

　　2.2 野外數(shù)據(jù)采集

　　野外數(shù)據(jù)采集時(shí)，既要記錄距離、水平角和豎直角，同時(shí)還要記錄點(diǎn)號(hào)、編碼、連接點(diǎn)和連接線型四種信息。其中連接點(diǎn)是記錄與觀測(cè)點(diǎn)相連接的點(diǎn)號(hào)，連接線型是記錄測(cè)點(diǎn)與連接點(diǎn)之間是以直線、曲線還是以圓弧相連。

　　野外數(shù)據(jù)采集的方法有GPS法、航測(cè)法和大地測(cè)量?jī)x器法。目前大比例尺野外數(shù)字化測(cè)圖主要使用全站儀采集數(shù)據(jù)。其方法主要分為圖根加密和碎步測(cè)量。

　　① 圖根加密

　　由于采用光電測(cè)距，測(cè)站點(diǎn)到地物、地形點(diǎn)的距離即使在500米以內(nèi)也能保證測(cè)量精度，故對(duì)圖根點(diǎn)的密度要求已不很?chē)?yán)格，視測(cè)區(qū)的地形情況而定.一般以在500米以內(nèi)能測(cè)到碎部點(diǎn)為原則.通視條件好的地方，圖根點(diǎn)可稀疏些;地物密集、通視困難的地方，圖根點(diǎn)可密些(相對(duì)白紙測(cè)圖時(shí)的密度).等級(jí)控制點(diǎn)盡量選在制高點(diǎn).控制測(cè)量主要使用導(dǎo)線測(cè)量，觀測(cè)結(jié)果(方向值、豎角、距離、儀器高、目標(biāo)高、點(diǎn)號(hào)等)自動(dòng)或手工輸入電子手簿，或電子計(jì)算機(jī)，并且結(jié)算出控制點(diǎn)坐標(biāo)與高程.對(duì)于圖根控制點(diǎn)，還可采用"輻射法"和"一步測(cè)量法"。輻射法就是在某一通視良好的等級(jí)控制上，用坐標(biāo)法測(cè)量方法，按全圓方向觀測(cè)方式一次測(cè)定幾個(gè)圖根點(diǎn).這種方法無(wú)須平差計(jì)算，直接測(cè)出坐標(biāo).為了保證圖根點(diǎn)精度，一般要進(jìn)行兩次觀測(cè)。

　　一步測(cè)量法就是將圖根導(dǎo)線與碎部測(cè)量同時(shí)作業(yè).即在一個(gè)測(cè)站上，先測(cè)導(dǎo)線的數(shù)據(jù)，接著就測(cè)碎部點(diǎn).這是一種少安置一輪儀器、少跑一輪路，大大提高外業(yè)工作效率的測(cè)量方法。

　　② 碎部測(cè)量

　　野外數(shù)據(jù)采集包括兩個(gè)階段，即控制測(cè)量和地形特征點(diǎn)(碎部點(diǎn))采集.實(shí)施數(shù)字測(cè)圖前必須先進(jìn)行控制測(cè)量.布設(shè)控制網(wǎng)應(yīng)遵循的原則：分級(jí)布網(wǎng)，逐級(jí)控制;應(yīng)有足夠的精度;應(yīng)有足夠的密度;應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)格.

　　3 數(shù)字化測(cè)圖的內(nèi)容

　　一般的地形圖包括:

　　點(diǎn)狀地物：控制點(diǎn)、獨(dú)立符號(hào)、工礦符1號(hào)等;

　　線類(lèi)地物：管線、道路、水系、境界等;

　　面狀地物：需要填充符號(hào)的，如居民地、植被、水塘等.

　　地形圖的地形要素很多，已將它們總結(jié)歸類(lèi)為十大類(lèi).1、測(cè)量控制點(diǎn);2、居民地;3、工礦企業(yè)建筑物和公共設(shè)施;4、獨(dú)立地物;5、道路及附屬設(shè)施;6、管線及附屬設(shè)施;7、水系;8、境界;9、地貌與土質(zhì);10、植被。

　　4野外數(shù)字化測(cè)圖的工作流程

　　資料的整理與存檔

　　人員、儀器設(shè)備的投入

　　技術(shù)方案的設(shè)計(jì)

　　實(shí)地選點(diǎn)與控制測(cè)量

　　控制測(cè)量成果的檢核

　　野外數(shù)據(jù)采集

　　內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理及成圖輸出

　　數(shù)字化圖形的檢查

　　測(cè)區(qū)資料的準(zhǔn)備、踏勘及報(bào)告

　　在野外數(shù)據(jù)的采集時(shí)，經(jīng)常會(huì)忽視一些小問(wèn)題，以下幾點(diǎn)值得注意：

　　① 要使用的所有儀器設(shè)備一定要經(jīng)過(guò)具有資格的測(cè)繪儀器鑒定部門(mén)的鑒定。

　　② 建(構(gòu))筑物比較方正的可只需測(cè)出三點(diǎn)，第四點(diǎn)可由計(jì)算機(jī)來(lái)完成，南方的許多建(構(gòu))筑物看起來(lái)較方正，其實(shí)很多是不規(guī)則的多邊形，則需要全部實(shí)測(cè)點(diǎn)位。

　　③ 測(cè)等高線時(shí)，除了測(cè)量特性線點(diǎn)外，還應(yīng)盡量多測(cè)一些加密的點(diǎn)，滿足計(jì)算機(jī)建模，才能更加詳盡地反映出實(shí)地地貌。尤其在測(cè)量一些微型地貌，細(xì)小的變化計(jì)算機(jī)的模擬是難以比較真實(shí)的反映出這些實(shí)際地形的，最好手工來(lái)完成。

　　④ 測(cè)圖單元盡量以自然分界來(lái)劃分，如以河流、道路等劃分，以便于地形圖的施測(cè)，同樣也有利于圖幅的接邊。

　　⑤ 能夠測(cè)量到的點(diǎn)盡量使用測(cè)量?jī)x器來(lái)實(shí)測(cè)，實(shí)在無(wú)法測(cè)到的點(diǎn)位盡量通過(guò)實(shí)地用皮尺(鋼尺)量取。

　　⑥ 實(shí)地?cái)?shù)據(jù)采集時(shí)，配合要默契，不在測(cè)站可視范圍，則通過(guò)使用對(duì)講機(jī)來(lái)傳遞信息，跑棱鏡的人要將自己所要采集的地形地物數(shù)據(jù)點(diǎn)信息及時(shí)報(bào)告給測(cè)站人員，以確保數(shù)據(jù)記錄的真實(shí)性。

　　⑦ 盡量在測(cè)站的可視氛圍進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在通視不良的地方或者需要通過(guò)舉高支桿來(lái)觀測(cè)的時(shí)候，則引點(diǎn)到附近設(shè)站進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，避免由于支桿偏離地形地物點(diǎn)位而帶來(lái)的人為誤差。

　　⑧ 外業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，一定要注意實(shí)地的地物地貌的變化，盡可能地詳細(xì)記錄，不要把疑問(wèn)點(diǎn)帶回到內(nèi)業(yè)處理。

　　5成圖軟件的選擇

　　數(shù)字化測(cè)圖的運(yùn)用，首先離不開(kāi)測(cè)繪成圖軟件的支持。要看該軟件是否適合本單位的實(shí)際情況;其次要看它操作起來(lái)是否簡(jiǎn)單，界面是否簡(jiǎn)潔名了，容易上手等等;還要看軟件提供的功能是否滿足本單位的需要。對(duì)于一個(gè)比較專業(yè)且比較大的測(cè)繪單位而言，除了選擇好一種比較適合于本單位使用軟件外，還要根據(jù)本單位的客戶需要來(lái)選擇繪圖軟件以適應(yīng)客戶的不同要求。目前測(cè)繪界內(nèi)的繪圖軟件非常多，如地形地籍成圖軟件CASS6.0、廣東國(guó)土廳GTC2002地形地籍測(cè)量系統(tǒng)、廣州南方測(cè)繪的cass系列、清化山維EpsW2000等數(shù)字化成圖軟件。如果按操作平臺(tái)來(lái)分不外乎兩種類(lèi)型，一是自主操作平臺(tái)與測(cè)繪軟件完全由自己來(lái)開(kāi)發(fā)的，如清化山維Epsw2000，另一種是在其他操作平臺(tái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的測(cè)繪軟件，如南方測(cè)繪公司的CASS就是在AUTO CAD的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)而來(lái)的。目前在國(guó)內(nèi)測(cè)繪單位中用的比較多的是廣州南方測(cè)繪公司開(kāi)發(fā)的cass系列。

　　6、對(duì)數(shù)字化測(cè)圖的幾點(diǎn)體會(huì)

　　與傳統(tǒng)測(cè)圖方式相比，數(shù)字化測(cè)圖具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1在平面、高程精度方面提高的幅度較大，其中測(cè)站點(diǎn)平面位置提高16倍，地物點(diǎn)提高20倍，高程精度提高50%，這對(duì)地圖的使用具有重要價(jià)值，因此，平板測(cè)圖現(xiàn)在已被淘汰，數(shù)字化測(cè)圖正廣泛應(yīng)用各行業(yè)中。

　　2 減少野外工程量，提高工作效率。

　　3可任意制作不同比例尺和不同需求的地圖。

　　4 常規(guī)測(cè)圖是以每幅圖組織施測(cè)，這種規(guī)則劃分測(cè)圖方法往往給圖邊測(cè)圖造成困難。數(shù)字化測(cè)圖在測(cè)區(qū)不受圖幅限制，作業(yè)組可以按河流、道路、街坊劃分，以便施測(cè)，減少了很多因接邊引起的誤差。

　　5資料美觀，容易保存。野外采集的數(shù)據(jù)和計(jì)算成果，將全站儀與電腦連接起來(lái)，數(shù)據(jù)即可傳輸?shù)接?jì)算機(jī)里，經(jīng)過(guò)程序計(jì)算，所生成的電子數(shù)據(jù)表格美觀、正確又便于管理，還可建立數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　6 通過(guò)電子數(shù)據(jù)的計(jì)算，我們能夠完成宗地內(nèi)各類(lèi)面積量算、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、求體積、計(jì)算土方量。

　　7、結(jié)束語(yǔ)

　　當(dāng)今隨著測(cè)繪科技發(fā)展的不斷深入，具有更多功能的測(cè)繪儀器設(shè)備的推陳出新，測(cè)繪軟件的升級(jí)與創(chuàng)新，給數(shù)字化測(cè)圖帶來(lái)更為廣泛的發(fā)展空間和應(yīng)用前景，數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)也將會(huì)發(fā)生巨大的變化，成為測(cè)繪技術(shù)變革的重要標(biāo)志。

　　主要參考文獻(xiàn)：

　　楊曉明、王軍德、時(shí)東玉編著.數(shù)字化測(cè)圖(內(nèi)外業(yè)一體化),鄭州測(cè)繪學(xué)校出版社;

　　楊得麟等編著.大比例尺數(shù)字測(cè)圖的原理、方法與應(yīng)用;

　　孔祥元、梅是義主編.控制測(cè)量學(xué).武漢大學(xué)出版社.