关于数字化测图技术探讨
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摘要:近年来,在GPS和全站仪的普及的大环境下,计算机技术渗入测绘行业,已突破了传统的测绘方法,逐步向数字测图方面发展,大大提高数字化测图技术的地位。由于数字化测图技术具有成图成果规范、精度高、综合应用性强等特点,能较好地满足了现代测绘管理的需要,得到社会的普遍认可与支持。本文介绍数字化测图情况、特点,以及对一些常用的方法和应用进行探讨。
关键词:数字化测图 特点 方法 应用 探讨
1.数字化测图概述
数字化测图技术又称为计算机成图技术,其方式主要有地面数字测图、地图数字化成图、航测数字测图计算机地图制图等。在实际工作中,还有一种叫野外数字化测图。这种测图方式是按大比例尺数字化测图主要指野外实地测量即地面数字测图。在测图过程中,还有时应用中要用到计算机的图形输出设备,例如如显示器、绘图仪等。测距仪取代了传统的钢尺量距,目前自动绘图仪正在取代大平板仪、经纬仪测图方法,带记录器的电子水准仪、电子经纬仪取代了传统的光学水准仪、经纬仪等。在数字化测图过程中,采用常规测量的方式、摄影测量方式或数字化仪方式。数字测图法是以传统的白纸测图原理为基础,采集的数据用自动化成图软件以数字形式表示地图住处的测量工作。同时在采用数据库技术和图形及数字处理方法实现地图住处的获取、变换、传输、识别、存储、处理、显示、编辑、修改和绘图,得到内容丰富的电子地图。
2.数字化测图的特点
2.1数字化测图的一般特点
20世纪80年代产生了电子速测仪,这种电子速测仪基础原理是数字化测图,是以计算机为核心。在外连输入输出设备硬件、软件的条件下,通过计算机对地形空间数据进行处理得到数字地图,使电子计算机技术日新月异的发展及其在测绘领域的广泛应用。从广义上说,数字化测图又称为计算机成图。主要包括:地面数字测图、航测数字测图、地图数字化成图、计算机地图制图。大比例尺数字化测图主要指野外实地测量即地面数字测图,也称野外数字化测图。目前我国测图行业常常使用的有三种,分别是原图数字化、航测数字成图、地面数字成图。就是将采集的各种有关的地物和地貌信息转化为数字形式,通过数据接口传输给计算机进行处理。一般来说分为三个步骤:数据采集、数据处理及地形图的数据输出,最终打印图纸、提供软盘等。得到了内容丰富的电子地图,绘出地形图或各种专题地图数字化测图的运行示意图数据采集点位信息、地物模型、绘草图数据处理、特征信息数据传输、地貌模型、屏幕编辑、绘图文件存盘地图,这还需要时由电子计算机的图形输出设备,例如如显示器、绘图仪等。
2.2 几种常见的数字化测图特点
常见的数字化测图特点有点位精度高、改进了作业方式、便于图件的更新和加工利用、增加了地图的表现力、便于图件的更新、方便成果的深加工利用、可作为GIS的重要信息源等几种。数字化测图的工作过程主要有:数据采集、数据处理、图形编辑和图形输出。数字化测图工作的特点还分为外工作特点和内工作特点。外工业作特点主要有自动化程度高、 作业周期短、测站覆盖范围大、工作范围易于划分、对测点依赖性强、对记录要求高、测量精度高;数字化测图内业工作的特点主要有成图周期短、成图规范化、成图精度高、分幅和接边方便、易于修改和更新、对外业记录依赖性强、对绘图人员要求高等。数字化成图技术的运用,省去了手工制图中图廓整饰、展点、草绘等高线、形成铅绘图、审校、修改、清绘着墨形成初步成果、验收、修正、最终提交成果资料等十分复杂的工作流程,使这一切工作都在计算机中进行,在成果验收时发现问题也可在计算机中修正。
3.常用的数字化测图方法
数字化测图是一种全解析的机助成图方法,借助计算机技术。通常情况下有三个阶段,分别是是括数据采集、数据处理和图形编辑、图形数据输出。根据数据采集的方式不同,数字化测图可分为航测数字成图、摄影测量技术和野外数据采集3种方法。
3.1航测数字成图
这种方法是充分利用航空摄影技术,在空中摄取地面的影像。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,一些实力强的单位自行研发野外采集及数据转换软件。外业建立的一定密度的像控点和一些必要的外业调查进行判读,直接获得数字地形图。这种方法的特点它具有成图速度快、成本低、平面精度高而均匀、不受气候及季节的限制等特点,可将大量的外业测量工作移到室内完成,比较符合现在人们的工作性质。但是该方法的初期投入设备较大,一般的单位难以承担。
3.2摄影测量技术
摄影测量技术是大面积的地形图测量为了降低成本、缩短成图时间的有效方法。通常采用摄影测量方法,计算机技术、模式识别技术、数字图像处理技术和计算机视觉技术的高速发展,使数字摄影测量在数字化测图中将扮演非常重要的角色。
摄影测量数字化测图一般分为两种类,主要是解析摄影测量和数字摄影测量。解析摄影测量是对解析立体测图仪作改装,达到以数字形式记录量测数据来实现地形图的数字化的效果。数字摄影测量是借助摄影测量全数字化测图系统将数字影像信息、像片灰度信息,通过计算机来实现地形图的数字化。数字摄影测量的操作对象除像片外,解析摄影测量的操作对象只能是像片。地面数字测图,主要的是数字影像或数字化影像,该方法也称为内外业一体化数字测图。采用该方法得到的数字地图的特点是精度高,但需要大量的人力、物力。
3.3 野外数据采集技术
市场上出现的数字化测图软件的广泛应用,其形式主要是在输出数据格式上迅速向Microstation数据格式靠拢,这就是现在的数字测图模式。以Microstation为例,城市规划部门最终需要DGN文件格式数据文件两份,面向更多需要野外数据采集的用户。数据测图系统需要面对的两个方面,一方面是对全部地形要素按照数据库标准制作的数据文件(不是入库后的数据),另一方面是用以绘制标准地形图的数据文件,用于绘图。但不同城市规划部门所要求的DGN文件格式数据是不一样的,因此,软件公司对这就使测量单位有重要的影响。在电子科技的发展日新月异的情况下,全站仪有了较大的转变,主要是向智能型发展,自身带有强大的记录存储器,可记录测站所有信息, 可与Microsta2tion、AutoCAD及其它成图软件连接,还可外挂掌上型记录器,方便转换成多种数据格式。
4.数字化测图的应用
4.1 用于地形图测量
目前我国用于地开图测量的数字化测图还属于发展阶段,这种测量方法大体可分为2种。第一其采用极坐标测量法,可利用软件中的方向交会,在实测得多数碎部点的坐标后,测量距离交会、十字尺测量法或量算定点等。在取得其余各点的坐标的情况下,再用软件中的拷贝、偏移、延伸等功能,最后成图。第二是电子平板数字测图,这种方法是利用计算机技术测图,代替原先的测图平板的一种常见的方法。这两种方法都具有它们的优、缺点,优点是一方面,实时成图,充分发挥了原来的平板测图优势。另一方面是在接生成地形图,真正达到了内外业一体化。而且有多种测量方法,界面友好,操作方便快捷,简单易学,独创的一步测量法,可以一边测图根,最后取得平均差,提高测量的精度。缺点也有两个方面,第一,大部分的测量工作都是在野外完成。另外,所用的便携机在外业,容易受到天气制约,影响了作业速度,而且雨天作业时便携机容易受潮损坏。
4.2碎部测量应用
在数字测图中,利用极坐标法是碎部测量的主要方法。在实测得多数碎部点的坐标后,在非电子平板数字测图中,绘制草图是一件比较困难的事,特别是在建筑物多绘画时就量多加困难,加上专人画草图,是人力资源一种严重的浪费。在测量的运作中,很多单位所采用的方法为外业草图与室内交互编缉,以达到完成测图工作的目的。但这样一来,势必会降低外业的工作效率, 操作也比较繁琐。有时还用到一种计算机软件,如Mi2crostation下开发嵌接模块,转换入库数据格式。一般地形测绘小组,基本上由2人组成,通过工合作完成碎部测量工作。
5.结语
数字化测图技术的应用在我国已逐步成熟了,新技术普遍的应用,必然导致以往的平板图也逐渐退出其历史舞台。计算机技术的不断发展测绘仪器的不断更新,各种软件的出现定会把数字化测图技术推向新的高潮。
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