数字化测绘技术在工程测量中的应用
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摘要：本文从传统测图方法存在的弊端的角度，探讨了数字化测绘技术在工程测量中的作用，
并从实践经验的角度对原图数字化、 数字测图方面提出了个人的见解。
关键字：数字化测绘、工程测量、应用
一、传统测图方法存在的弊端
工作模式,传统测图模式是用仪器( 经纬仪、水准仪和平板仪)测得点的平面坐标、高程,或者测量水平角、竖直角及距离来确定点位,然后绘图员通过手工计算( 或口算) 得出三维坐标,按坐标(或角度与距离)将点展绘到图纸上。跑尺再根据实际地形向绘图员报告测的是什么点(如房角点),这个(房角)点应该与哪个(房角) 点连接等等,绘图员则当场依据展绘的点位关系用图式符号将地物(房屋)描绘出来。这样不仅大大增加了野外作业时间,也增加内业编辑工作量，而且操作过程中出错率的多少也在所难。
测图精度,图解测图方法，其地物点的平面位置误差主要受展绘误差和测定误差:测定地物点的视距误差和方向误差：地形图上地物点的刺点误差等影响。实际的图上误差可达0.47mm.经纬仪视距法测定地形点高程时,即使在较平坦地区视距为150米。地形点高程测定误差也达0 6 米,而且随着倾斜角的增大高程测定误差会急剧增加,虽然普及了红外测距仪和电子速测仪, 测距和测角的精度也得到大大提高, 但是沿用白纸测图的方法绘制的地形图却体现不出仪器精度的提高。也就是说无论怎样提高测距和测角的精度,图解地形图的精度变化不大,浪费了应有的精度, 这就是白纸测图致命的弱点。
二、数字化测绘技术
随着国民经济和社会信息化进程加，社会对地理信息资源的需求迅速增长，测绘技术手段和资源配置方式发生深刻变化，全球定位系统、地理信息系统、遥感集成技术成为测绘技术体系的核心。测绘服务从标准化、专业化的地图服务向全方位、高动态、数字化、网络化的地理信息服务转变。
不过，笔者所在的地质勘查部门，数字化测绘技术的应用仍以服务地质工程测量为主。而数字化测图技术与传统测图技术相比，具有显而易见的优势，数字地形图最好地体现了外业测量的高精度，也就是最好地体现了仪器发展更新、精度提高的高科技进步的价值。它不仅适应当今科技发展的需要，也为整个地勘行业的发展起到了不可估量的重要作用。
就数字化测绘技术而言 有以下特点：
1.自动化程度高数字测图是经过计算机软件自动处理，自动绘出精确、规范、美观的数字地形图。 另外，数字测图出错的概率小，能自动提取坐标、距离、方位和面积等。
2.测图精度高采用数字测图技术在距离300m以内,时测定地物点误差约为2mm,测定地形点高差约为18mm, 测量数据作为电子数据格式可以自动传输、记录、存储、处理和成图，在全过程中原始数据的精度毫无损失，不存在传统测图中的视距误差、方向误差、展点误差，很好地反映了外业测量的高精度、获得高精度与仪器测量同精度的测量成果。
三、数字化测绘技术的优点
2.1 它可以通过计算机的模拟,在屏幕上直观生动地(分层)反映出地形地貌特征以及地籍要素,而且一目了然, 基本上改变和弥补了传统产品线条、符号和数字、文字等综合包罗,非具一定专业知识才能读懂的缺陷。
2.2 数字化测绘产品在使用、维护和更新上具有方便快捷的特性,能够随时保持产品信息的现
势性,可以随时补充修改,随时出新图提供使用。
2.3 根据不同用户的需要,可以对产品的各种要素进行数据再加工,得到不同用途的图件,而且
还可以随意对图形进行拼接 缩放,用途更广泛
2.4 利用数字化(地形、地籍)测绘成果,作为底图,可在计算机上进行各种规划与设计(如土地资源开发规划和城市道路网的设计等), 可方便地进行许多方案的设计与比较, 对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也方便、准确，在计算机的帮助下,大大提高了测绘生产作业的自动化、科学化、规范化程度,数字化测绘产品的应用水平也将达到新的高度。除此以外,在其他方面还显示出很多优越性,但从以上几点足以可见数字化(地形、地籍)测绘很符合现代社会信息的要求, 是现代测绘的发展方向因而,以前以传统测绘为主的专业测绘单位,现在是以发展数字化测绘技术作为发展的目标与方向。
四、原图数字化、 数字测图方面
1原图数字化
对原始图件进行数字化工作,首先要进行数字化输入, 常用的方法有: 手扶跟踪数字化; 扫
描矢量化; GPS 输入。手扶跟踪数字化需要的仪器为计算机,数字化仪及相关软件,是早期的一种数字化输入方法, 输入速度较慢,劳动强度也较大。扫描矢量化是通过扫描仪输入扫描图象, 然后通过矢量跟踪,确定实体的空间位置。 随着扫描仪的普及和矢量化软件的不断升级, 其作业方法越来越趋于自动化,它是一种省时,高效的数据输入方法。GPS 输入, GPS 是确定地球表面精确位置的新工具, 由于它测定的是三维空间位置的数字,因此不需作任何转换,可直接输入数据库。 其次根据数字化图件的可用性,要综合考虑图件的重用性和易用性,并制定矢量化方案。 经多种软件矢量化应用比较,本单位确定以MAPCAD 为数字化原有地形图的主要方法, 该软件包含有以上3 种输入, 且其扫描矢量化输入方法具有图像清晰、 编辑方便、易于转换等特点, 通过大量的工作实践, 总结了一些适合本单位工作实际情况的、 较有特色的数字化作业方法和工序, 创造了一定的生产效益。
在数字化生产过程中,各种比例尺地形图、地籍图的数字化精度应按国家现行的数字化测图规范严格执行。由于其精度主要取决于人工跟踪精度和输出设备精度, 而一般外设精度都能满足,但人工跟踪精度主要取决于作业人员的熟练程度和责任心,所以必须在加强作业人员基本技能训练的基础上,严格按矢量化方案作业, 确保图件的输入输出精度和质量。数据编码、 数据分层按国家标准或自定方案执行;数据组织按地理信息系统( GIS )要求, 严格其拓扑关系,保证线状地物的长度统计,面状地物的面积统计及其它分析功能的实现;总体规划、 分区规划、图形/文本信息按GIS 要求整理、 录入、 建库。
2数字测图
在没有合乎精度要求的大比例尺地形图的地区,可直接采用地面数字测图的方法,该方法也称为内外业一体化数字测图, 它是以计算机为核心在外连输入输出设备硬、 软件的支持下,对地形空间数据进行采集、 输入、 成图、 绘图、 输出、 管理的测绘系统。是我国目前各测绘单位用得最多的数字测图方法。采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高, 但耗费的人力、物力与财力比前种方法大。
2. 1数字化测图的特点
数字化测图系统克服了手工绘图存在的许多弊端,其特点为: （1）一测多用。 水电站工程,其布置区需施测大比例尺地形图,考虑到不同专业人员对用图范围、 比例尺大小要求不同 过去完全使用平板测图方法,不同比例尺的地形图要分别测绘,重复工作量相当大,数字化测图可以一测多用,同时编制不同比例尺的地形图。例如:如某水电站工程:大坝设计人员需 1: 500 或 1: 1 000 坝址地形图;施工组织设计人员则需要含料场等内容的较大范围1: 2 000 地形图;而规划、 地质人员为论证成库条件和建坝条件则需要区域更大、 比例尺较小的1: 5 000 地形图。 往往小比例尺包含了大比例尺地形图测图范围。仅需先测大比例尺图范围, 再补充小比例尺测图范围即可。
（2）成图精度高。 数字化成图系统在外业采集数据时,利用全站仪现场自动采集地形地物点的三维坐标, 并自动存储, 在内业数据处理时,完全保持了外业测量的精度,消除了人为的错误及误差来源, 而且外业工作省略了读数、 计算、 展点绘图等外业工序,减少了作业人员, 外业工效大大提高,时间缩短, 直接生产成本大幅度下降。（3）全站仪在外业数据采集时,不受图幅范围的限制,设站也不受距离图幅的制约(只要在测程范围以内) ,可以减少图根点的数量,提高工效。（4）数字化成图的过程,减轻了作业人员的劳动强度,使生产周期大大缩短, 能及时满足用户的要求。（5）数字化产品既可以存储在软盘上,也可以通过绘图仪绘在所需的图纸上, 线条、 线划粗细均匀,注记、 字体工整,图面整齐、 美观。 （6）数字化成图为设计人员甩开图板利用 CAD 技术提供了先决条件, 同时也为准确读取图形上某点的坐标,或点间距离提供了保证,改变了过去人工用三角板或比例尺从图上量取数据的方法,使数据更为准确。（7）数字化产品便于存放、 保管和运输,也便于修改,能更好地保证图形的现势性和不变形性,避免重复测绘造成的浪费,增加地形图的实用性和用户的广泛性。
结束语
对数字化测绘技术的探讨,可使作业人员少走弯路、 降低出错率。 数字化测绘技术的提高,可为提供数字产品奠定基础,并提高了职工的技术素质。 随着数字工程的深入发展, GIS 技术的不断成熟、 GPS 技术在各行各业的广泛应用, 大力开展数字化测绘技术是测绘单位科技创新的任务和方向、 也是提高测绘单位自身实力和经济效益的重要手段。
参考文献
l李芸生. 我国工程测量技术发展研究[ J] .
2李向明.我国工程测量技术的发展现状与创新[ J]. 科技咨询导报, 2007 , (15) .
3.邹振兴.数字化测绘技术的特点及在工程测量中的应用探讨,中国高新技术企业,2008.
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