基于数字化地形测量中相关问题的剖析

来源:用户上传      作者:

　　摘要：以数字化地形测量实践为基础，针对在数字化地形测绘过程中出现的技术问题，测绘要求问题和现行测绘标准存在的问题，笔者根据自己多年的实际测绘经验，针对数字化地形测量中容易出现的问题做一定的探讨，可供从事地形测绘工作的同行技术参考。
　　关键词：地形测量数字化绘图生产组织
　　引 言
　　随着科学技术的进步，电子计算技术的发展及其向各专业的渗透，以及电子测量仪器的广泛应用，促进了地形测量的自动化和数字化。测量成果不止是可以绘制在纸介质上的地形图(即以纸为载体的地形信息)，而且主要是以计算机磁盘为载体的数字地形信息，其提交的成果可供计算机处理、远距离传输、多方共享的数字地形图。数字测图是一种全解析的计算机辅助测图方法，与图解法测图相比，具有明显的优越性和广阔的发展前景。如今它已成为地理信息系统的重要组成部分。这种模式正在替代而且必将完全替代传统的大平板仪地形测量，成为地形测量的主流模式。然而，地形测量过程的现场地形千变万化，地形点的取点密度非常有限，完完全全依靠计算机根据野外采集的地物点、地貌点数据，自动生成的地形图很难真正与实际的现状相吻合，因此需要人工干预。但如果制图工作人员的干预工作经验较少，且责任心差，质量意识不好，那干预工作则会与实际地形相差较大，使得数字化地形图存在较多矛盾和缺陷，从而导致地形图的质量较差。
　　图1是数字化地形测量的主要流程图。地形测量分为外业测量和内业成图的过程。外业用GPS测量、电子手薄记录，或者用全站仪测量并记录，同时人工绘制草图。内业成图是将测量数据由电子手薄或记录器传输到计算机，配以成图软件参考草图编辑成图，并由绘图仪绘制地形图。
　　
　　1. 数字化地形绘图比较容易出现的问题：
　　1.1 等高线处理不当
　　由于数字化地形绘图应用软件中的等高线一般都是根据野外采集的三维坐标，用等值内插法，按照点与点之间的等高距插绘等值点连成曲线，再按不同的圆滑方法进行圆滑处理，最后才生成等高线。但在地形测量中，并不是野外采集的所有地貌点之间都可以进行内插等高线。也就是说，靠软件全自动建立的数字地面模型(DTM)有失真的可能，因而需要进行必要的人工干预，删掉DTM三角网中那些不能内插等高线的三角形。所以，等高线处理得正确与否、恰不恰当，跟绘图员的技术和经验有着很大的关系。
　　1.2 野外数据采集不准、不全
　　(1)地形变化处地形点不全面，坎、沟上有点，坎、沟下无点或少点，这造成绘制的等高线可能失真，从而难以准确反映实际地形；
　　(2)有些线状地物如小沟(特别是暗沟)、电力线、电讯线(或电缆)、各种管线在图内应该有始有终，而拾取地形点时往往容易忽略，这主要跟绘图人员的技术和责任心有关系。
　　(3)野外草图绘制不全、不细。野外绘制的草图是内业绘图连线的根据，绘草图人员现场跑路多且较忙，然而技术要求也很高，虽是草图但也得按正式图绘制而来。如果现场绘制草图人员不细心，标注或点与点之间连线错误，则会造成地形地物不太清楚或方位出错。
　　1.3 自检工作不利
　　相对于常规测图而言，在图纸审核中，数字化成图的过程发现的缺陷要多一些。除了上述问题之外，主要是绘图人员的自检工作要加强。如注记或植被符号压线、覆盖地物的现象以及坎、沟上的高程注记在坎下，或者下面的高程注记在上面的现象，还有图式符号使用不正确等等，这些现象只要经过仔细检查，应该都可以避免，而这此问题都与制图人员的责任心有很大的关系。
　　2. 提高地形绘图质量的建议
　　2.1 加强技能培训，提高地形测量从业人员的技术素质
　　新一代年青的测绘技术人员尤其是2O世纪90年代后的大中专生，尽管具有较高的计算机操作能力，甚至有一定的编程技术，但是缺乏现场测绘地形图的经验，更缺乏勾绘等高线的基本功。而现代数字化测绘软件虽然自动化程度很高，但仍不可避免地需要进行必要的人工干预。所以对这些从事地形测量人员进行必要的技能培训和基本功圳练是非常有必要的。
　　2.2 提高地形测量从业人员的质量意识和责任感
　　地形测量的外业工作是一项集体性很强的工作。无论哪一环出现缺陷都会反映到最终的成图中来。跑尺员因地形地物点取舍不当，则会直接影响到地形图的准确性和真实性，同时还会因缺跑点而使地形图漏项而不真实。要解决此类缺陷，除了按测量规范和作业现场的要求进行合理取舍点之外，绘制草图人员还应考虑现场具体情况与跑尺人员密切配合，分清主次，确定具体取舍对象，做到该取的就应当取全，不能遗漏，有始有终。如有些埋地管线在现场时隐时现，也要追根究底，尽量在图上反映出来。因此，跑尺员也应加强质量意识，与草图绘制人员密切配合。
　　3. 数字化地形测量的组织工作
　　3.1 测量工序
　　数字化地形测量的工序可概括为两个环节：一是控制测量与计算机辅助平差计算；二是碎部点数据采集与软件编图成图。两个环节间以数据传输为纽带，既可平行作业又可顺序作业。与传统地形测量相比，压缩了大量的中间作业环节。
　　3.2 作业方案
　　数字化地形测量项目的作业方案根据仪器设备条件确定，仪器设备条件不同，作业方案变化各异。一般可选用静态GPS网作基本控制，导线(网)、动态GPS作加密控制，支导线(点)补充测站点，全站仪、动态GPS碎部数据采集，进而计算机软件机助成图的作业方案。一定条件下，大比例尺数字化地形测量可以一次性全面布网至测站点，并且可以直接先测图而不受“先控制、后测图”、“逐级加密”等测量原则的约束。
　　3.3 作业方法
　　在作业工序上，数字化地形测量不一定要遵守“先控制、后测图”的原则，控制测量、碎部测图可以同时进行，甚至可以是先测图后控制，只是后者需将碎部成图以控制点为基准借助成图软件进行测站(图形)纠正。在控制点点之记的制作上，数字化地形测量不一定要将其作为一个专门工作来进行，可依据最终成图编绘点之记。
　　碎部点测量在数字化地形测量中只是个数据采集的过程，成图中大量的工作量从外业转移到了内业。目前，碎部点成图方法较多，因人而异。较为成熟的方法是简码法，特点是成图数学精度好、地物地貌要素详尽、作业效率较高。
　　3.4 简码法数字化地形成图及其作业流程
　　简码法是数字化地形测量过程中，给每一个碎部点赋予一个自定义编码，并依据这种自定义编码自动绘制地形图的一种自动化成图的测量方法。
　　简码法数字化测图作业流程为：外业数据采集并编码一内业概略编图一草图外业补充调绘一内业详细编图一外业巡回检查一最终成果成图。
　　分述如下：
　　外业数据采集：该环节重点是碎部点三维坐标采集与自定义编码，强调碎部点的数学精度、采集数量和自定义编码的自我识别程度、强调测站与棱镜之间互通联系。在同一个测站上，只要能看到而视线又不是过长，宜及时采集，不必频繁搬站。自定义编码不必过于严格，只要编图时作业员自己能够识别即可，如：电线杆可编码为“DXG”、或“G”，二层砖混楼房可编码为“FH4”或“F”，完全根据作业员的习惯和自我条件决定。值得注意的是：由于自定义编码具有一定的随便性，会有重码情况的出现，在增加了识别难度的同时，也使其具有相当的灵活性和可开发性。
　　内业概略编图：既然是概略编图，其原则应该定为能识别多少就编多少，能编到什么程度就编到什么程度，不能识别的在外业补充调绘时处理。这一环节只需要编出有基本轮廓的平面草图，该草图只作为外业补充调绘的工作底图，绘图输出时应包括碎部点的简码信息，最好先不要绘出等高线。

　　草图外业补充调绘：本平面图为工作底图，对必要的测量，应理清地物、地貌要素的属性、各种线条间的连接关系等。外业补充调绘成果图在内容上已经是详细的平面图了。
　　内业详细编图：根据外业补充调绘成果图修编概略草图，在此基础上构DTM高程三角网、绘等高线、生成初步地形图。绘图输出时最好将DTM三角网和等高线一起绘出，作为外业巡回检查的工作底图。
　　外业巡回检查：重点是DTM高程三角网的检查与修编，以及植被、境界类符号补充调绘与检查、初步成果地形图外业最终检查等。
　　最终成果成图：根据外业巡回检查成果图再次修编初步成果地形图，以及图面整饰图帼分幅等。
　　3.5 人员组织
　　数字化地形测量采用简码法时一个作业组宜按一名观测员配一名跑尺员编排；项目由多个作业组同时测量时，宜专设一名核心技术人员负责质量检查、成果资料汇总、电脑维护。
　　4. 数字化地形测量应注意事项
　　4.1 测图单元的划分，尽量以自然分界为界，如河流、道路等等，以便于地形图的施测，也减少了接边的问题。
　　4.2 能够测量到的点尽量用仪器观测，尽量避免用皮尺或钢辅助测量。因为用全站仪所测量的速度远比用尺量取快，而且精度也会高些。
　　4.3 同一类地物、地貌应先测，以避免造成内业的一些不必要的麻烦。当然，根据实地的实际情况，可作灵活的运用。在少跑动的情况下，同时也要方便观测人员数据记录操作。
　　4.4 测量地貌时，除了测量特性线外，还应尽量多测一些特征点及变化点，以满足计算机建模的需要，也能更加详尽地反映出地貌。
　　4.5 由于数字测图很多工作是在计算机上完成的，所以如何加强检核是每个单位所面临的，特别是在测区远离内业处理地时，必须有一定的措施。
　　5. 结语
　　数字化地形测量是以传统的纸质测图原理为基础，再应用更加先进的测量仪器，采用各种灵活定位方法而进行的数字信息描述地形特征。在这过程，更好地实现了地图信息的获取、变换、传输、识别、存贮、处理、显示、编辑修改和计算机绘图数字化。但如果完全依靠计算机绘制地形，容易造成地形测量结果失真。而且数字化测绘过程的野外数据采集不足不全和图形自检工作不到位等，均可造成数字化地形测量结果与实际地形存在一点差距。为更好地控制数字化地形测量的质量，应充分加强技能培训，提高地形测量从业人员的技术素质，使得地形测量从业人员的质量意识和责任感更强。只有这样，才能使自动化绘制的地形与实际地形更加吻合，既发挥了其本身的优点，又能有效避开此种技术的弱点，为地形测量工作提供强国有效的的实用工具。
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
　　

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-569139.htm