地形圖數字化測量的幾種作業模式

張 鵬 李 偉 李 永

（河北省保定地質工程勘查院）

地形圖數字化測量的幾種作業模式

張 鵬 李 偉 李 永

（河北省保定地質工程勘查院）

介紹地形圖測繪的幾種作業模式，及地面測圖的作業過程，展望地面數字化測圖未來。

地形圖 作業模式 作業過程 展望

前言

地形圖真實、客觀地反映了地表的各種現狀，而且具有可量測性和一定的精確度。因此應用十分廣泛，在進行國土整治、城鄉規劃、土地利用、環境保護……，特別是在各類工程建設時，均需要從地形圖上獲得地物、地貌等方面的信息，作為決策、規劃、設計和實施的依據。本文就地面數字測量成圖的幾種方法、測量過程做一簡單論述。

一、地形圖數字測量的幾種作業模式

由于地形地物空間信息數據來源不同，采集的儀器和成圖方法也不同。據數字測圖技術的發展以及數據外采、成圖方法的區別主要有以下幾種作業模式：

（1）普通經緯儀+測距儀或鋼尺

該作業模式主要應用在全站儀推廣前。通常觀測數據不能自動進入電子記錄器，必須手工鍵入數據，由記錄器對數據進行簡單處理。數據處理成圖由內業通過計算機來完成。

（2）平板儀測圖+數字化儀測圖

這種數字測圖模式的基本方法是先用平板測圖的方法測出白紙圖，可不清繪，然后室內用數字化儀將白紙圖轉為數字原圖。

（3）舊圖數字化法

這種數據采集方式是用手扶跟蹤數字化或掃描數字化方法對已有大比例尺地形圖采集數字化要素（不包括各宗地的界址點）數據。

（4）航片量測法

這種采集數據的方式是以經過外業調繪過的航空相片為數據采集對象，利用精密立體坐標量測儀在航片上采集要素的數據，并通過電子坐標數據接口與計算機串行口相連接進行數據傳輸，由軟件處理所采集的數據，從而獲得所需要的坐標數據。

（5）測記法

根據野外數據采集的儀器設備不同，可分為全站儀測圖、RTK GPS測圖、CORSS GPS測圖等；可概括為“野外測記、室內成圖”。

這中作業方式是野外利用全站儀或RTK接收機在實地測量采集圖形要素的坐標數據和編碼，并存儲記錄，配以畫有標注測點點號的人工草圖，室內將測量數據從電子手簿中傳到計算機中，用成圖軟件，并參考草圖編輯成圖。

這種作業模式的特點是內、外業分工明確，便于人員分配，外業工作量和作業時間少；但由于不是現場成圖，因而測繪錯誤不易及時被發現和糾正。

（6）電子平板法

野外測繪實時顯示，現場編輯成圖。

采用全站儀或RTK接收機+便攜機（筆記本電腦）+相應測圖軟件的數字測量方式。由全站儀或RTK接收機在實地采集全部圖形要素數據，并由將數據實時傳輸給便攜機，測圖軟件既有與全站儀或RTK接收機通訊和數據記錄的功能，又可進行現場實時成圖和編輯（修改、補充、刪除等），在計算機顯示屏上（相當于平板儀的平板）顯示點位和圖形。

這種作業模式的特點是無須繪制草圖，所顯及所測，可及時發現錯誤并糾正，不足之處在于電子屏幕在陽光下會給編輯操作造成一定的困難，外業工作量和作業時間也較長。

綜上所述，第一種作業方法由于手工鍵入，其可靠性和工作效率顯然都存在一定的問題，第二種方法由于受縮距、刺點、繪圖、圖紙伸縮變形、數字化儀精度等因素的影響，得到的數字地圖精度低，基本已經被地面和航空攝影數字測圖所取代。第三種方法必須在已有的地形圖上進行，只適于已經測繪了大比例尺地形圖的地區，對于精度要求不高和作展示示意圖還有一定的存在價值。對于航片量測法，是在航片上采集數據，屬于攝影測量的一種，對于已有航片的地區是一種較好的方法。

不論采用那種方法，所獲取的原始數據都必須由計算機經過一定的處理，然后在相應軟硬件支持下繪圖、輸出等。

二、地面數字測圖作業過程

地面數字測圖，就其測圖步驟及各步的原則、點位布設原則同傳統測量基本相同。測量仍遵循先整體后局部、先控制后碎部的原則。據數字測圖的特點，其測圖過程也可以歸納為以下幾步：資料收集、數據采集、數據處理、圖形處理、成果輸出、數據存儲與管理。

（1）資料準備

收集高級控制點成果資料，就測區現狀設計布網。

（2）野外數據采集

野外數據采集包括兩個階段：控制測量階段和細部點數據采集階段。

1.平面控制測量

數字平面測量控制測量點的布設原則、點位埋設保存方法都遵循白紙測圖控制測量的原則。但布設方法同白紙測圖又有一定的區別，數字平面控制測量主要采用GPS靜態測量、導線或RTK測量的方式進行控制。表現在：

對于大測區通常采用GPS靜態測量進行三等或四等控制測量，而后直接布設二級導線網。對于小測區，通常直接布設二級導線網，作為首級控制。

控制測量主要使用隨機或商用軟件進行靜態解算。

2.野外細部點數據采集

細部點采集的方法隨儀器的配置不同而不同。一般用“測記法”采集細部點坐標，并記錄細部點坐標及編碼信息，點號自動生成，順次加1。大部分情況下采集數據要及時繪制草圖。

3.數據處理

將外業采集的數據傳輸到計算機，一般每天作業后都要及時進行數據傳輸。然后將外采數據的數據格式轉換成圖形編輯系統要求的格式（即生成內部碼）。接著對外業數據分幅處理，生成平面圖形、建立圖形文件。

4.圖形編輯

一般采用人機交互的方式編輯圖形。圖形編輯包括：對照外業草圖，查找漏測或測錯的部分，以便外業進行補測或重測；消除一些地物與地物之間的矛盾；進行地物符號的填充、樓層及其他文字注記說明；進行圖廓的整飾等。

三、結束語

最后值得一提的是，近年來出現的圖像（視頻）全站儀、三維激光掃描儀以及高度集成的地面移動測繪系統，可更加快捷地得到數字地形圖和數字景觀圖。

這種快速的數字測圖模式有望成為今后建立數字城市的主要手段。

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