GPS設備輔助定向運動制圖的應用研究

曹雷

摘 要：近幾年，定向運動制圖方式由于其知識性和趣味性，在我國受到了廣泛關注。然而，定向運動制圖方式卻并不簡單，對專業水平和操作能力有著較高的要求。定向運動地圖和其他地圖有所不同，在測繪圖、基建圖等方面，定向運動地圖需要包括詳細的信息并且不影響易讀性。該文將針對GPS設備輔助技術在定向運動制圖中的應用進行分析，并結合筆者多年工作經驗為相關研究提供參考。

關鍵詞：GPS設備;定向運動制圖;OCAD軟件

中圖分類號：P285? ? ? ? 文獻標志碼：A

GPS技術是十分成熟的一種定位技術，GPS設備能方便地確定經緯度，并且準確收集航點和航跡信息。在實地勘測的前期階段，GPS技術設備與傳統定向運動地圖測繪相結合，能夠有效地提升地圖測繪精度，并且使定向運動制圖更加快速、準確和科學。

1 定向運動制圖概述和分析

1.1 定向運動制圖概述

定向運動制圖是在已有的底圖基礎上，通過人工測繪的方式，按照國際制圖標準，編繪符合運動特點的專題地圖的手段。定向運動制圖雖然趣味性和知識性較強，但是對操作人員的專業水平和操作能力也有較高的要求。制圖員不僅需要有地形學、測繪學的知識，還需要學習定向運動的理論知識，熟練掌握運動制圖的方法，了解定向運動的規則和熟練使用OCAD軟件。為了能夠提升地圖的清晰性和易讀性，制圖員還需要在制圖的過程中進行綜合操作，主要包括地貌綜合和地物綜合2類。在制圖的不同階段，要對地貌符號、結構線或者其他要素進行明確的標識，對于部分寬窄的標識上可以部分放大，尤其是在轉折、走向等點位。定向運動制圖的目的是為了能夠制作出完整規范的定向地圖，對地圖質量要求比較高，并且需要確保地圖的準確完整和清晰易讀。

1.2 定向運動制圖技術要求

相對精度要求，能夠保證運動員在使用過程中感受得到地圖的精確，對一些特殊的定位，也應當與運動員的指北針和步測結果相符。對于平面位置的誤差要求一般在5 %以內，實際特征物和地圖上的標注誤差要小于0.5 mm，便于運動員進行計算和預判。制圖時應當嚴格按照標準來對地理信息進行測量和描繪，但是由于定向地圖不可能將地區內所有地理信息全部顯示在地圖中。因此在制圖過程中采用合理的手法，對地理信息進行適當的概括，能夠更加符合定向運動地圖的要求。對于表示各級道路寬窄、形狀和走向轉折等有標志意義的參照點時，應當結合實際情況進行適當的放大，給運動員明確的標識，使他們能夠運用地圖進行定位和預測。

1.3 定向運動制圖步驟規范

定向運動制圖目前并沒有一個統一的繪制步驟，但是根據實際情況，大多數制圖員在繪制過程中，一般都會采用以下步驟進行繪圖，確保定向地圖的清晰易讀。簡易流程圖如圖1所示。

前期工作：在前期需要對定向運動場地進行實地考察，收集該地區的地形圖和工程測量圖，如果有舊的定向運動地圖，也可以用來參考。然后，利用GPS技術的航攝圖片作為更新數據，對底圖進行繪制，將該區域內的地形情況和相關特征標注出來，對危險區域和禁區也要明確標記，確定成圖的規格、比例尺、等高線等各種所需條件。電腦繪圖：電腦繪圖一般都是利用OCAD軟件進行，對手繪稿件進行掃描，結合國際定向運動中的相關規范進行編輯，最終確定定向地圖的比例大小，提升其精確程度和易讀性，對存在的各種問題進行修改和完善。地圖輸出：對OCAD軟件中的定向運動地圖進行打印，一般是四色印刷，在打印時要注重對顏色進行調試，確保地圖顏色鮮明，滿足運動員的使用需求。

1.4 定向運動制圖傳統流程優缺點

當前定向運動的地圖制作大多使用著傳統的勘測方法，以基本地形圖和基建圖作為底圖，通過實地勘測確定地圖中各項信息數據。而由于底圖中的信息較少，因此需要制圖員進行大量的手工測繪工作，這樣不但效率低，而且制作的精度也無法得到保障。定向地圖需要包括詳細的信息和精準的標記，這對傳統制圖方式是一項很大的考驗。在當前科學技術迅速發展的背景下，GPS技術設備作為一種輔助手段參與到定向運動制圖中去，能夠有效地降低制圖員的工作強度，并且提升地圖的精度，對我國的定向運動制圖發展有著重要意義。

2 GPS技術設備在定向地圖制圖中的應用分析

2.1 多種底圖疊加處理

底圖是定向地圖制圖的基礎，底圖質量將直接影響著定向地圖的質量。因此，如何獲得高質量、高精度和信息全面的底圖，成了地圖編繪工作的關鍵。利用GPS技術，將地形圖、工程測量圖、衛星圖和GPS數據進行疊加處理，從而豐富底圖信息，提升底圖的質量。當然，在進行疊加處理的過程中，應當注意保證底圖的清晰，這也為定向地圖的易讀性打好基礎。在操作方法上，一般有3個步驟。第一，將2種不同類型的同區域的底圖導入OCAD中進行調整。第二，將GPS數據和底圖相互疊加。第三，通過GPS數據和底圖的疊加，來豐富底圖的各項數據，并且將原底圖中缺乏的信息標注到新的底圖上，這樣能夠減少大量工作量，并且提升了底圖的清晰度。

2.2 點狀特征物數據收集

定向地圖由點、線、面和等高線等詳細的地理數據組成，因此要想在野外將制圖員測量的數據標注在地圖上，十分困難。但是GPS設備能夠利用測距儀和GPS進行取點，從而使定向地圖中的點狀特征物更加精確。另外，在收集過程中，為了保證點狀特征物的精確度可以取平均值，并且在導入OCAD軟件時，利用統一的符號進行替換，加快制圖速度。

2.3 線狀特征物數據收集

定向地圖中，一些小路顯示錯綜復雜，給制圖員的工作帶來很大困難。而利用GPS數據信息，則能夠通過步行記錄GPS軌跡，然后將軌跡導入OCAD軟件中，通過數據處理即可得到理想的線狀特征物。并且，在GPS軌跡收集過程中，不需要其他操作，只需要正常開啟GPS設備即可，通過步行得到軌跡信息，并能夠直接利用，在OCAD中進行再次復核和驗證，即可保證準確度。

2.4 面狀特征物數據收集

GPS有2種面狀數據收集方式，第一是利用軌跡輪廓進行描繪，第二種是在面狀信息的外部輪廓突出位置進行取點。這2種方式都能夠提升精度，通過與OCAD底圖進行疊加，能夠使地理信息更豐富，提高測繪效率。

2.5 地形特征數據收集

地形特征主要是等高線的測繪。在實際測繪中，利用手持GPS設備進行測繪時，精度較差，但是可以利用GPS設備對山脊和山谷線進行數據信息采集，通過確定山脊和山谷線的走勢，就能夠結合地圖測繪出等高線的實際分布的情況。

3 結語

總而言之，利用GPS技術對各種地理信息進行收集，能夠大大提升傳統測繪方式的速度，通過快速搜集各種符號并與底圖疊加，使定向地圖信息更加豐富，有利于運動員的使用。GPS技術的應用提升了定向運動制圖效果。

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