史悅明

摘 要： 本文介紹了數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在實(shí)際工作中的相關(guān)應(yīng)用及數(shù)字化繪圖的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： 工程測(cè)量 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù) 地理信息系統(tǒng)

傳統(tǒng)工程測(cè)量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域主要包括水利、交通、建筑等行業(yè)，隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展、測(cè)量?jī)x器的智能化，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，而全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、攝影測(cè)量與遙感（RS）及數(shù)字化測(cè)繪和地面測(cè)量先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，測(cè)量數(shù)據(jù)采集和處理的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化和數(shù)字化，工程測(cè)量的服務(wù)領(lǐng)域進(jìn)一步延伸，以滿足不斷增加的社會(huì)需要。

一、數(shù)字化技術(shù)在地圖處理中的應(yīng)用

（一）地圖數(shù)字化處理。在建立各種GIS系統(tǒng)時(shí)，需要對(duì)原有地圖進(jìn)行數(shù)字化處理。對(duì)于原始地圖，若其現(xiàn)勢(shì)性、精度和比例尺能滿足要求，就可以利用數(shù)字化儀對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化處理工作。當(dāng)前主要有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化、GPS數(shù)據(jù)輸入三種方法，主要是應(yīng)用RTK（Real Time Kinematics-實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）技術(shù)，它是在GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、能夠?qū)崟r(shí)提供流動(dòng)站在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并在一定范圍內(nèi)達(dá)到厘米級(jí)精度的一種新的GPS定位測(cè)量方式。通過將1臺(tái)GPS接收機(jī)安裝在已知點(diǎn)上對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，將采集的載波相位觀測(cè)量調(diào)制到基準(zhǔn)站電臺(tái)的載波上，再通過基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射出去；流動(dòng)站在對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)并采集載波相位觀測(cè)量的同時(shí)，也接收由基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射的信號(hào)，經(jīng)解調(diào)得到基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量，流動(dòng)站的GPS接收機(jī)再利用0TF（運(yùn)動(dòng)中求解整周模糊度）技術(shù)由基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量和流動(dòng)站的載波相位觀測(cè)量求解整周模糊度，最后求出厘米級(jí)精度流動(dòng)站的位置。應(yīng)用這種測(cè)量方法測(cè)量，可以不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn)，依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn)，便可以高精度快速地測(cè)定圖根控制點(diǎn)、界址點(diǎn)、地形點(diǎn)、地物點(diǎn)的坐標(biāo)，利用測(cè)圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時(shí)也可以根據(jù)已有的數(shù)據(jù)成果快速地進(jìn)行施工放樣。而實(shí)際應(yīng)用得較多的主要是數(shù)字掃描矢量化軟件，針對(duì)大比例尺地形圖，大多數(shù)掃描矢量化軟件能自動(dòng)提取多邊形信息，高效、便捷、保真地對(duì)地圖進(jìn)行數(shù)字化處理。

（二）數(shù)字化地圖作業(yè)流程。因?yàn)镚IS軟件掃描矢量化輸入方法具有圖像清晰、編輯方便、易于轉(zhuǎn)換等特點(diǎn)，一般外設(shè)精度都能滿足，所以地形圖的精度主要取決于人工跟蹤精度和輸出設(shè)備精度，而人工跟蹤精度主要取決于作業(yè)人員熟練程度和工作態(tài)度，必須在加強(qiáng)作業(yè)人員基本技能培訓(xùn)上下工夫，要求工作人員嚴(yán)格按矢量化方案作業(yè)，確保圖件的精度和質(zhì)量高于國(guó)家現(xiàn)行數(shù)字化測(cè)圖規(guī)范所規(guī)定的數(shù)字化精度和質(zhì)量。

二、數(shù)字化繪圖

（一）數(shù)字化繪圖的特點(diǎn)。數(shù)字化繪圖克服了手工繪圖存在的許多弊端，如工作量大、作業(yè)艱苦、作業(yè)程序復(fù)雜、煩瑣的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和繪圖、成圖周期長(zhǎng)、產(chǎn)品單一等，符合現(xiàn)代飛速發(fā)展的工程需要。數(shù)字化成圖技術(shù)主要有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。內(nèi)外業(yè)一體化是一種外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法，主要設(shè)備是全站儀、電子手簿等，其特點(diǎn)是精度高、內(nèi)外業(yè)分工明確、便于人員分配，從而具有較高的成圖效率及以下特點(diǎn)：（1）利用效率高：如在一些綜合性較強(qiáng)的工程中需要對(duì)同一地形圖繪制不同比例尺的地形圖，數(shù)字化測(cè)圖可以同時(shí)根據(jù)完成的地形圖繪制不同比例尺的多個(gè)地形圖，滿足各不同專業(yè)人員對(duì)不同比例尺的地形圖的需要。（2）精度高：數(shù)字化成圖系統(tǒng)在外業(yè)采集數(shù)據(jù)時(shí)，利用全站儀現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)采集地形地物點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并自動(dòng)存儲(chǔ)，完全保持外業(yè)測(cè)量的精度，省略了讀數(shù)、計(jì)算、展點(diǎn)繪圖等外業(yè)工序，外業(yè)工效提高。（3）勞動(dòng)強(qiáng)度?。簲?shù)字化成圖的過程，減輕作業(yè)人員的數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度，使生產(chǎn)周期縮短，生產(chǎn)成本降低。（4）便于保存管理及更新：數(shù)字化產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在軟盤上，或通過繪圖儀繪在所需的圖紙上，線條、線劃粗細(xì)均勻，注記字體工整、美觀，便于修改，更好地保證圖形的現(xiàn)勢(shì)性和不變形性。

（二）外業(yè)數(shù)據(jù)的采集。在采集數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)采集人員要準(zhǔn)確應(yīng)用地物代碼，以免在內(nèi)業(yè)成圖時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤；在觀測(cè)開始時(shí)，相關(guān)工作人員需嚴(yán)格按照要求對(duì)測(cè)站點(diǎn)進(jìn)行檢查，跑尺人員應(yīng)嚴(yán)格按照自動(dòng)成圖的要求作業(yè)，確保能完整地描述地形地貌的特征點(diǎn)，必須通過繪制草圖來表明各個(gè)地物碎部點(diǎn)的屬性及相互關(guān)系。測(cè)量坎子時(shí)，要量取坎子比高，坎下也要進(jìn)行地形點(diǎn)采集，當(dāng)一個(gè)測(cè)區(qū)完成后，可把數(shù)據(jù)備份。

（三）繪制內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。無論是工程進(jìn)程各階段的測(cè)量工作，還是不同工程的測(cè)量工作，都需要根據(jù)誤差分析和測(cè)量平差理論選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量手段，并對(duì)測(cè)量成果進(jìn)行處理和分析。

三、工程測(cè)量中的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是基于數(shù)字影像與攝影測(cè)量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識(shí)別等多學(xué)科的理論與方法。就攝影測(cè)量本身而言，從測(cè)繪的角度上看，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量還是利用影像進(jìn)行測(cè)繪的科學(xué)技術(shù)；而從信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)視覺科學(xué)的角度看，它是利用影像來重建三維表面模型的科學(xué)技術(shù)，也就是在“室內(nèi)”重建地形的三維表面模型，然后在模型上進(jìn)行測(cè)繪；從本質(zhì)上來說，它與原來的攝影測(cè)量沒有區(qū)別。因而，在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)中，整個(gè)的生產(chǎn)流程與作業(yè)方式，和傳統(tǒng)的攝影測(cè)量差別似乎不大，但是它給傳統(tǒng)的攝影測(cè)量帶來重大的變革。

目前通過在空中利用數(shù)字?jǐn)z影機(jī)所獲得的數(shù)字影像，內(nèi)業(yè)使用專門的航測(cè)軟件處理，進(jìn)行的航空攝影測(cè)量是大面積、大比例尺地形測(cè)圖、地籍測(cè)量的重要手段與方法，在計(jì)算機(jī)上對(duì)數(shù)字影像進(jìn)行像對(duì)匹配，建立地面的數(shù)字模型，再通過專用的軟件來獲得數(shù)字地圖。該方法的特點(diǎn)是可將大量的外業(yè)測(cè)量工作移到室內(nèi)完成，具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低，不受氣候及季節(jié)的限制等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于城市密集地區(qū)的大面積成圖。但是該方法的初期投入較大，如果一個(gè)測(cè)區(qū)較小，它的成本就顯得較高。但可以說其是今后數(shù)字測(cè)圖的一個(gè)重要發(fā)展方向，并且隨著全數(shù)字?jǐn)z影工作站的出現(xiàn)，加上GPS技術(shù)在攝影測(cè)量中的應(yīng)用，使得攝影測(cè)量向自動(dòng)化、數(shù)字化方向邁進(jìn)。

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