有关数字化地形测量及精度的分析
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摘要：随着电子全站仪及电子计算机的普及，地形图的成图方法正在逐步地由传统的白纸法成图向数字测图方向发展。以数字化地形测量实践为基础，介绍了GPS+全站仪+计算机数字化地形测量的一些成熟方法,并就地形测量模式更新对测绘单位仪器设备、人员素质、管理方式、作业组织等产生的影响提出了相应观点。
关键词:数字化；地形测量；作业组织
一、数字化地形测量作业方法
目前在我国，获得数字地图的主要方法有三种：原图数字化、航测数字成图、地面数字测图。但不管哪种方法，其主要作业过程均为三个步骤：数据采集、数据处理及地形图的数据输出。
1. 原图数字化
当一个城市（地区）需要用到数字地形图而一时因经费困难、或受到时间等原因的限制时，该方法是再适宜不过的了。它能够充分地利用现有的地形图，仅需配备计算机、数字化仪、绘图仪再配以一种数字化软件就可以开展工作，并且可以在很短的时间内获得数字的成果。如一时连购买设备的经费也难以落实，也可让具备有图纸数字化能力的测绘单位代而为之。它的工作方法有两种：手扶跟踪数字化及扫描矢量化后数字化，其中后一种要比前一种的精度高、效率高。但是，利用该方法所获得的数字地图其精度因受原图精度的影响，加上数字化过程中所产生的各种误差，因而它的精度要比原图的精度差。而且它所反映的只是白纸成图时地表上各种地物地貌，现势性不是很好。所以它仅能作为一种应急措施而非长久之计。
2. 航测数字成图
当一个地区（或测区）很大时，就可以利用航空摄影机在空中摄取地面的影像，通过外业判读，在内业建立地面的模型，通过计算机用绘图软件在模型上量测，直接获得数字地形图。随着测绘技术的发展，数字摄影测量已在我国的某一地区取得了试验性的成功，在不久的将来将会得到推广。它是通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像，内业通过专门的航测软件，在计算机上对数字影像进行像对匹配，建立地面的数字模型，再通过专用的软件来获得数字地图。
该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成，它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低，不受气候及季节的限制等优点。它特别适合于城市密集地区的大面积成图。但是该方法的初期投入较大，如果一个测区较小，它的成本就显得较高。所以现在基本上由一些较大的单位来承担。
3. 地面数字测图
在没有合乎要求的大比例尺地图的地区或该地区的测绘经费比较充足，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，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，只要采取一定的措施，重要地物相对于邻近控制点的精度控制在5cm内是可以做到的。但它所耗费的人力、物力与财力也是比较大的。
二、数字化地形测量的仪器设备硬件条件
数字化地形测量的仪器设备从控制测量到成果成图输出大致需要GPS接收机、全站仪、计算机、绘图仪以及与之相关的平差计算成图软件、数据传输、交换附件、通讯器材等。仪器设备配置水平较常规地形测量是一个质的飞跃。
三、数字化地形测量工作的人员素质条件
数字化地形测量的技术人员应当熟练掌握测量专业技术、熟练掌握计算机及测绘软件的应用技术，这对测量人员的技术素质提出了更高的要求。
四、数字化地形测量的生产组织
1. 生产工序
数字化地形测量的生产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；二是碎部数据采集与软件编图成图。两个环节间以数据传输为纽带，即可平行施工又可顺序施工。与传统地形测量相比，压缩了大量的中间生产环节。
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. 简码法数字化地形测量及其作业流程
简码法是数字化地形测量过程中，观测员给每一个碎部测点赋于一个自定义编码，并依据这种自定义编码编图成图的一种数字化地形测量方法。简码法数字化测图作业流程为：外业数据采集（自定义编码）→内业概略编图→草图外业补充调绘→内业详细编图→外业巡回检查→最终成果成图。
4. 人员组织
数字化地形测量的一个作业组采用简码法时宜按一名技术员+一名测量工人编制,一个项目由多个作业组施工的宜专设一名核心技术人员负责质量检查、成果资料汇总、电脑维护等。
五、数字化地形测量的精度讨论
1. 控制点点位精度
如果控制点的平面误差以本级控制点相对于上一级控制点点位中误差小于图上0.1毫米、高程中误差小于1/10测图基本等高距来衡量，即使是1:500地形测量，无论是GPS网还是导线网，控制点达到上述精度要求并不难。以支导线形式布设测站点时，应当根据使用的仪器及成图精度计算确定支导线最大长度及最大连续支站数。
2. 碎部点测绘
无论是用动态GPS、还是用全站仪进行碎部测图，就碎部点坐标而言，其精度是保证的，而且有足够的精度余量。用动态GPS进行碎部测图时，由于卫星信号、天线外形影响，加之无法进行偏心观测，针对居民地和地物较多的大比例尺测区宜持保守态度。用全站仪采集碎部数据时应当根据使用的仪器及成图精度要求限制视线长度，对于大比例尺测图必要时还须进行偏心观测。
参考文献：
【1】王立宝. 浅谈数字化地形测量[J]. 中国新技术新产品, 2009, (03)
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