数字化测图的研究和应用Word文件下载.docx

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　　1.前言

　　白纸测图是测绘人员利用半圆仪、比例尺等绘图工具模拟测量数据，按照地形图图式符号展绘到白纸或聚酯薄膜上。

数字化测图是利用测绘先进仪器如全站仪、GPS等工具，野外进行地形信息（地物、地貌等）数据采集，室内借助计算机与地形图成图软件进行编辑成图，是一种全解析、机助测图的方法。

它实现了测图的自动化、数字化、高精度、赋予了地形图新的生命力，使大比例尺地形图测图与应用进入了新的发展时期。

本文结合数字化测图的工作实践，从野外数据采集、室内数据处理、测绘成果的表现形式和成图质量评价方面，对数字化测图与白纸测图的特征进行了对比分析。

根据数字化测图的特点，结合多年来数字化测图的工作实践，提出了数字化测图工作中应该注意的事项。

　　2.数字化测图工作的特点

（1）数字化测图主要利用测绘先进仪器全站仪，全站仪又称全站型电子速测仪，将电子经纬仪、电子测距仪及电子记录手簿组合在一起，在同一微处理机控制和检核下，同时兼有观测数据（角度、斜距等）的自动获取和改正（倾斜、大气折射、地球曲率）、计算（平距、高差、坐标）和记录多种功能。

它在测站同时自动测得斜距、水平角和垂直角，并计算地面点三维空间坐标。

（2）数字化测图的工作过程主要有：

数据采集、数据处理、图形编辑、图形输出。

它不同于白纸测图，有其自身特点，下面从数字化测图的外业工作、内业工作、测量成果表现形式和质量评价方面进行详细分析。

　　2.1数字化测图外业工作的特点。

　　数字化测图由于充分利用计算机辅助成图软件及一些新仪器的优点，其外业工作与白纸测图工作相比具有显著的特点。

结合实践，对比分析如下：

　　2.1.1自动化程度高。

　　白纸测图在外业基本完成地形图的绘制，外业工作内容较多，手工记录，手工计算，自动化程度低，劳动强度大（图1）。

数字化测图在外业主要只完成数据采集，测图工作主要在内业完成，加上数字化测图采用先进的电子仪器，自动记录，自动存储，通过数据线及软件自动向计算机内传输野外采集的观测数据，劳动强度较小（图2）。

　　2.1.2作业周期短。

　　白纸测图必须严格遵循先控制后测图的原则。

数字化测图允许图根控制和碎部测量同时进行，即使在未知点也可以设站，这样便于同时大面积展开测图工作，缩短作业周期。

　　2.1.3测站覆盖范围大。

　　数字化测图一般采用全站仪，能自动同时测定角度和边长，所以一般采用“极坐标法”测定地形碎部点。

由于全站仪具有很好的测距精度，因此在通视良好、定向边较长的情况下，测距长度远大于视距长度，所以图根点密度较小。

而白纸测图的图根点密度较大（常规成图图根点密度表见表1，数字成图图根点密度表见表2）。

　　2.1.4野外记录要求高。

　　数字化测图所获得的有关地物、地貌的数字信息，无法显示图形信息及其相互关系，直观性较差；

对于一些有关实体的属性（例如地理名称、植被性质、房屋结构及用途等）也无法在野外注记。

所以，碎部点记录要准确记录测点点号、连线关系与地物属性信息。

在地物、地貌复杂的测区，通常采用野外绘制草图和地物属性的方法来进行内业绘制地形图及相对关系的检查。

　　2.1.5点位精度高。

　　数字化测图一般采用全站仪进行碎部点数据采集。

由于采用光电测距技术，距离测量精度高，距离在300米以内时测定地物点误差约为±

15mm，测定地形点高程误差约为±

18mm因此碎部点测量具有较高的精度。

白纸测图采用的视距测量方法测量距离，地物点平面位置误差主要有展绘误差、测定误差、视距误差、方向误差等影响，实际图上点位误差可达±

0.47mm（1：

1000比例尺）。

地形点高程测定误差（平坦地区，视距150m）也达±

0.06m，无论怎样提高测距和测角精度，其精度变化不大。

[4]

　　2.2数字化测图内业工作特点。

　　数字化测图技术内业工作主要依靠计算机及成图软件，其内业工作与模拟法测图方法相比具有如下特点：

　　2.2.1成图周期短。

　　数字化测图在内业工作中充分利用现代技术手段，利用计算机和地形图成图软件对野外测量采集的数据与地形信息进行处理，提高了内业成图的速度，缩短了成图周期。

白纸测图的内业工作主要是利用展点板、圆规等工具，手工对外业绘制的白纸图进行清绘、整饰、拼接。

相对于数字化测图，内业处理速度较慢，劳动强度高。

　　2.2.2成图精度高。

　　数字化测图模拟法测图是依据外业测量的点位信息和地形的属性信息进行图形的编辑，可以利用软件的功能对量取的几何图形进行精确的绘制，精度上基本无损失，成图的精度高。

白纸测图的内业处理不仅难以做到点、线、文字注记等地形图图面信息的规范化，而且会造成点位精度的降低，从而影响了地形图的质量。

　　2.2.3分幅、接边方便。

　　数字化测图内业工作首先进行图形编辑，将编辑好的图形按测区合成一体，然后统一进行地形图的分幅，使地形图分幅方便，规范，精度高。

白纸测图一般是先分幅，然后逐幅测量，测量工作完成后进行原图拼接，若接合误差不超限，可平均分配其误差，即两幅图各改一半，在改正直线位置时，按直线转折点开始连接。

改正等高线位置时，要顾及连接后的平滑性和协调性。

若接合误差超限，则分析原因并到实地进行检查和重测。

[5]　　2.2.4易于成果修改和更新。

　　数字化测图的内业处理成果是以点的定位信息和绘图信息储存在计算机内，当实地有变化时，只需输入变化信息的坐标，经过编辑处理，很快便可得到新图，从而保证了图件的可靠性和现势性，在图形出现的问题易于修改和更新。

白纸测图的内业处理结果体现在图纸上，发现错误必须擦掉，重新绘制，修改很不方便。

　　2.3数字化测图成果特征。

　　数字化测图的成果是是数字地图，它是用数字形式存储全部地图信息的地图，是用数字形式描述地图要素的属性、定位和关系信息的数据集合，是存储在具有直接存取性能介质上的关联数据文件。

数字化测图与白纸测图相比，从测量成果的形式和应用上也有明显的差异，比较分析后有以下特点：

　　2.3.1信息的载体不同。

　　数字化测图的成果即数字地图的载体不是纸张，而是适用于计算机存取的磁盘或光盘，数字地图永不变形。

白纸测图的成果体现在白纸或聚酯薄膜上，时间久了存在图纸变形等问题。

　　2.3.2信息的表达形式不同。

　　数字地图不像传统地图那样以线划、颜色、符号、注记来表示地物类别和地形信息，而是以一定的计算机可识别的数字代码系统来反映地表各类地理属性特征。

　　2.3.3比例尺概念的内涵不同。

　　数字地图所记录的地表地理信息，虽然往往能满足一定的地图投影关系，并经过一定的制图综合处理可以得到所需大小的地形图，但没有比例尺的限定。

而白纸图的比例尺是固定的，信息综合处理和比例尺更改不方便。

　　2.3.4信息管理方式不同。

　　数字地图的地图要素实现了分层管理，地图信息颜色丰富、层次分明，为工程使用与设计提供了方便。

而白纸图是白纸黑字，所有信息在一个层面上，无法分层管理，使用不方便。

　　3.数字化测图外业操作方法及内业处理事项

　　3.1数字化测图外业操作方法。

　　数字化测图不同于传统的白纸测图，在测量实践中要正确认识和掌握数字化测图的特点。

结合多年工作的实践，简述一下在野外数据采集、内业数据处理与成图编辑中，要注意以下事项。

　　3.1.1控制点的要求。

　　在控制测量中，使用GPS测量时，除必要的测量起算数据外，尽可能要有已知检测点，检测合格后，再把检测点加入控制网作为已知点进行平差计算，这样可以有效检测测量精度，防止测量错误。

使用全站仪进行碎部点数据采集时，要严格注意输入测站点坐标及后视方位角的数值，如果出错，将给内业处理带来麻烦。

　　3.1.2外业测量的要点。

　　数字化测图内业图形编辑主要靠外业记录，在外业测量过程中，记录员要详细记清测点点号、属性、连线关系，必要时绘制草图。

否则，内业编辑时，容易造成错乱。

全站仪测距精度较高，但在野外测量时，不能盲目扩大测程及测站的覆盖范围，由于测角误差不可避免，所以要严格注意仪器的对中、整平、后视定向瞄准的精度。

在施测支导线时，要避免支导线过长及测站数量过多，因为测角误差会逐渐累积，故点位累积误差也会逐渐增加。

引起成果质量下降。

数字化测图等高线的勾绘完全取决于野外的测点，所以在地貌测绘时，立尺员要合理选择地貌特征点，并认真观察地形，复杂地区绘制简单地形草图，以便使勾绘的等高线更加符合测区情况。

　　3.2数字化测图内业处理事项。

　　3.2.1编辑及整饰。

　　图形编辑要遵循不清不绘的原则，对记录不清的暂时不编辑，经外业检查后再编辑处理。

还要遵循边编辑边注记的原则，在测区较大，情况复杂，外业采集的信息较多，为避免错误，编辑好一个完整的地物后，要及时加上必要的符号和文字注记。

数字地形图在图形编辑时要注意结点的连接精度和封闭图形的闭合性，有特殊要求的地物单独建图层，选合适的颜色来体现。

　　3.2.2实地检查。

　　内业图形编辑好后，打印一份样图，到实地认真检查，主要包括：

地物、属性、注记、陡坎及斜坡的走向、各种线路的连接等等，对内业有疑问的地方要重点检查，通过实践证明，实地检查是数字化测图必不可少的环节。

　　4.结论

（1）综上所述，数字化测图必须突破“图”的概念，要突出“数”的概念，测量数据一定要全息保存，测量数据应全社会共享。

一定要更新观念，充分认识到数字化测图具备诸多的优点，例如点位精度高、作业周期短、劳动强度小、图件更新方便、便于成果的深加工利用等等，充分体现了它的优越性。

作为GIS系统重要的信息来源，数字化测图能及时准确地提供各类基础数据更新GIS数据库，保证地理信息的可靠性和现势性，为GIS的辅助决策和空间分析发挥作用，所以一个好的数字化测图系统就是GIS的一个子系统。

（2）在今后的数字化测图发展方向上，由于开发了智能化外业采集软件，更大程度的提高了自动化。

特别是一种无点号、无编码的镜站电子平板测图系统，给数字测图提供了新的发展机遇，测站仪器照准镜站反光镜后，自动将处理的三维坐标的数据用无线电输入电子平板，并展点和注记高程。

在野外可以实时成图和编辑，出现错误能及时纠正，从硬件角度来讲，完全替代了图板、图纸等绘图工具，它将成为以后数字化测图的主要系统。

　　参考文献

　　[1]刘福臻，齐华，李永和.数字化测图教程[M].第1版.成都：

西南交通大学出版社，2008.1.

　　[2]孔祥元，郭际明.控制测量学（上册）[M].武汉：

武汉大学出版社，2006.78.

　　[3]CJJ8-99城市测量规范.

　　[4]周建郑，方思勤.测量学[M].第1版.北京：

化学工业出版社，2007.181.