謝芝子 余 彬

（平江縣水文局 湖南平江 414500）

數(shù)字測(cè)圖技術(shù)在水文勘測(cè)中的應(yīng)用

謝芝子 余 彬

（平江縣水文局 湖南平江 414500）

近年來(lái)，隨著科技的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的白紙測(cè)圖技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足水文勘測(cè)作業(yè)的實(shí)際需求，數(shù)字測(cè)圖技術(shù)具有操作便利、快捷、測(cè)量精度高等特征，并且還可妥善解決人工測(cè)量中可能發(fā)生的安全問(wèn)題。此背景下，本文首先分析了數(shù)字測(cè)圖技術(shù)，其次對(duì)數(shù)字測(cè)圖技術(shù)在水文勘測(cè)中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，以供參考。

水文勘測(cè)；數(shù)字測(cè)圖技術(shù)；應(yīng)用

1 引言

傳統(tǒng)的白紙測(cè)量技術(shù)往往受到控制點(diǎn)展繪、地物點(diǎn)視距等方面的影響，使得測(cè)繪對(duì)象平面誤差較大，成圖也不美觀。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，測(cè)繪儀器設(shè)備的日益智能化，數(shù)字測(cè)圖技術(shù)在水文勘測(cè)中獲得了較為廣泛的應(yīng)用，并且取得了良好的效益，已代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工白紙測(cè)圖技術(shù)，成為當(dāng)前水文勘測(cè)中的主要測(cè)圖技術(shù)，這就需要對(duì)其進(jìn)行不斷深入的研究分析，以確保其在水文勘測(cè)中更好的應(yīng)用。

2 數(shù)字測(cè)圖技術(shù)概述

所謂數(shù)字測(cè)圖（DSM）系統(tǒng)，主要是指一種以計(jì)算機(jī)及其軟件為前提，并在采用外接輸入輸出設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)地形空間數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的采集、輸入、成圖、繪圖、輸出、管理的測(cè)繪系統(tǒng)。數(shù)字地圖是指以數(shù)字形式存儲(chǔ)在磁盤(pán)、磁帶、光盤(pán)等介質(zhì)上的地圖。數(shù)字測(cè)圖技術(shù)一種全解析機(jī)助測(cè)圖方式，其是地形測(cè)量發(fā)展過(guò)程中的一次根本性的變革，此種變革主要體現(xiàn)在以下方面：地形圖是圖解法測(cè)圖的最終成果，圖紙是地形信息唯一的載體；數(shù)字測(cè)圖地形信息的載體是計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)（磁盤(pán)或是光盤(pán)），其提交的成果能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)處理、遠(yuǎn)距離傳輸與多方共享工作提供數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)文件，然后采用數(shù)控繪圖儀就能夠輸出地形圖。除此之外，通過(guò)數(shù)字地形圖，還能夠生成電子地圖與數(shù)字地面模型（DTM）。就當(dāng)前情況來(lái)看，數(shù)字地形信息是地理空間數(shù)據(jù)的基本信息之一，現(xiàn)已成為地理信息系統(tǒng)（GIS）的重要組成部分。

3 數(shù)字測(cè)圖技術(shù)在水文勘測(cè)中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)

3.1 測(cè)圖前的準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行數(shù)字測(cè)圖作業(yè)之前，必須全面掌握測(cè)圖要點(diǎn)準(zhǔn)備工作，以確保相關(guān)操作的順利進(jìn)行。在數(shù)字測(cè)圖過(guò)程中，野外數(shù)據(jù)采集具有十分重要的作用，測(cè)量操作人員應(yīng)當(dāng)依據(jù)測(cè)圖實(shí)際需求，做好圖跟控制與地形特征點(diǎn)的采集作業(yè)。在數(shù)字測(cè)圖過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況，并合理運(yùn)用已知的各級(jí)控制點(diǎn)，如果已知點(diǎn)無(wú)法滿足使用需求，應(yīng)當(dāng)依據(jù)具體需求增加測(cè)站點(diǎn)的設(shè)置，尤其是一些地形較為復(fù)雜的地段，一般需要增加測(cè)站點(diǎn)的設(shè)置。

對(duì)于不可采用增設(shè)的測(cè)站點(diǎn)，可將作用于大面積測(cè)圖作業(yè)。在正式開(kāi)始數(shù)據(jù)采集操作之前測(cè)量工作人員應(yīng)當(dāng)先做好所需儀器齊全程度、是否滿足相關(guān)使用要求的檢查工作，并且還要提前將測(cè)圖過(guò)程中所需要的已知點(diǎn)輸入相應(yīng)的測(cè)量?jī)x器（全站儀或GPS）內(nèi)存中，以便后期調(diào)用。此外，還需依據(jù)測(cè)圖實(shí)際需求，配備充足的人員數(shù)量，明確自身工作任務(wù)，確保目標(biāo)明確、責(zé)任到人。

3.2 碎步測(cè)量

數(shù)據(jù)采集是測(cè)圖中的重要組成部分，測(cè)量作業(yè)應(yīng)當(dāng)依據(jù)碎步測(cè)量的原則，即為“從整體到局部”、“先控制后碎步”、“由高級(jí)道低級(jí)”的原則進(jìn)行，并且需要先確定測(cè)站點(diǎn)的具體位置，以確保測(cè)站點(diǎn)有較為廣闊的可視范圍。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，一般在較高處設(shè)置測(cè)站點(diǎn)，以確保測(cè)量工作效率。同時(shí)，在進(jìn)行相關(guān)儀器設(shè)備的架設(shè)操作時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加三腳架的架腿間距，以確保儀器的穩(wěn)定性。

通常情況下，當(dāng)角度過(guò)大時(shí)，全站儀較低，就會(huì)對(duì)觀測(cè)效果造成影響；而當(dāng)角度較小時(shí)，全站儀放置不穩(wěn)定，極容易引發(fā)儀器損害問(wèn)題。在正式觀測(cè)之前，需要對(duì)相關(guān)儀器設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)的校驗(yàn)，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，可采用無(wú)碼作業(yè)方式進(jìn)行，具有數(shù)據(jù)采集速度快的特征，但無(wú)法有效的分類采集數(shù)據(jù)，在一定程度上增加了內(nèi)業(yè)人員的工作量，并且還需要對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與處理。為了確保測(cè)圖作業(yè)的順利開(kāi)展，可采取繪制草圖的方式加快測(cè)圖速度，對(duì)于特殊部位，應(yīng)進(jìn)行加密測(cè)繪。

圖1 全站儀數(shù)字測(cè)圖流程圖

3.3 內(nèi)業(yè)整理

3.3.1 數(shù)據(jù)傳輸

在完成了野外數(shù)據(jù)采集操作之后，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理計(jì)算，首先應(yīng)通過(guò)數(shù)據(jù)連接線將手薄與計(jì)算機(jī)相連，但需要事先將連接軟件安裝在所需要連接的電腦上。當(dāng)野外采集操作完成之后，應(yīng)即可將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至電腦上保存。數(shù)據(jù)傳輸完成之后，應(yīng)將DAT格式轉(zhuǎn)化為T(mén)XT文本形式打開(kāi)，并且對(duì)點(diǎn)號(hào)與野外測(cè)量點(diǎn)號(hào)的一致性進(jìn)行詳細(xì)的檢查，以避免傳輸錯(cuò)誤問(wèn)題的出現(xiàn)。

3.3.2 繪制草圖

依據(jù)測(cè)量所獲得的數(shù)據(jù)對(duì)測(cè)量結(jié)果的正確性進(jìn)行認(rèn)真的核對(duì)，并做好所測(cè)量范圍內(nèi)特殊地物地貌的標(biāo)記操作。通常情況下，碎步測(cè)量方式較多，這就需要在充分結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際需求的情況下選用適宜的測(cè)量方式，其中，極坐標(biāo)法是應(yīng)用最多的一種測(cè)量方法。在完成了一些碎步坐標(biāo)點(diǎn)的采集操作之后，需要在計(jì)算機(jī)上通過(guò)交會(huì)與距離交會(huì)法計(jì)算出其他所需要的坐標(biāo)點(diǎn)，然后再通過(guò)軟件自身的偏移、延伸等功能勾畫(huà)出草圖。在每次野外數(shù)據(jù)采集操作完成之后，應(yīng)及時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，并繪制出草圖，以避免手繪草圖丟失影響后續(xù)工作現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.3.3 內(nèi)業(yè)資料整理

在內(nèi)業(yè)成圖時(shí)，通過(guò)相關(guān)軟件的合理應(yīng)用，可在一定程度上減輕內(nèi)業(yè)工作人員的壓力，并且具備更加形象直觀的特征。在實(shí)際成圖過(guò)程中，可依據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的修改，例如比例尺的更改等，能夠增加繪圖技術(shù)的實(shí)用性。在圖形繪制過(guò)程中，需確保地貌與實(shí)地的一致性，以及地物位置的精確性。對(duì)于不能按照比例描繪的地物，可依據(jù)規(guī)定的非比例符號(hào)表示。展點(diǎn)是繪圖中的一個(gè)基本環(huán)節(jié)，需要先將野外采集的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線將手薄和計(jì)算機(jī)相連接，然后打開(kāi)手薄，調(diào)出野外采集的數(shù)據(jù)文件夾，之后再選擇復(fù)制，主要是將數(shù)據(jù)復(fù)制到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行相應(yīng)的處理，需要格式轉(zhuǎn)化的進(jìn)行轉(zhuǎn)化，再打開(kāi)繪圖軟件，在菜單欄中找出“展點(diǎn)”，將所需要的高程點(diǎn)通過(guò)軟件顯示出來(lái)，編輯圖形，設(shè)置繪圖比例，通常設(shè)置為1：500，在實(shí)際應(yīng)用中可不考慮坎高。

內(nèi)業(yè)工作人員可在繪圖軟件的等高線目錄下進(jìn)行增減三角形操作等命令，繪圖工作人員能夠依據(jù)提示做出相應(yīng)的修改。在等高線目錄下選擇“勾繪等高線”，然后直接輸入等高距的數(shù)值，通常取2m，之后選擇“張力樣條擬合”。此外，依據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求，可刪除不需要的三角網(wǎng)與不正確的等高線，并且沿著直線注記等高線。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于需要查詢圖框的長(zhǎng)寬等先關(guān)參數(shù)，可在繪圖的處理目錄下選擇加“任意圖幅”，然后再將繪圖人員的姓名、圖性等信息，拾取圖的左下角的坐標(biāo)，從而完成內(nèi)業(yè)地圖的繪制操作。

3.4 應(yīng)用注意事項(xiàng)

測(cè)圖是工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中具有重要作用的地形資料，特別是在項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，首先要選擇所需要的地形圖，然后再依據(jù)工程實(shí)際需求進(jìn)行總平面布置，此時(shí)需在地形圖上計(jì)算出相關(guān)參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)目標(biāo)。近年來(lái)，隨著全站儀數(shù)字化與全球定位系統(tǒng)的大力推廣與應(yīng)用，使得測(cè)量作業(yè)效率大大提升，促進(jìn)了數(shù)字測(cè)圖結(jié)果自動(dòng)化與信息化處理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

在數(shù)據(jù)點(diǎn)野外采集過(guò)程中，需要測(cè)量記錄所測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)位置與繪圖過(guò)程中所需要的其他相關(guān)參數(shù)信息。完成數(shù)據(jù)的導(dǎo)入操作之后，應(yīng)仔細(xì)的核對(duì)測(cè)站參數(shù)、水平角等位置信息的正確性，無(wú)誤之后錄入采集的編碼、點(diǎn)號(hào)等信息，并在碎部點(diǎn)采集中繪制草圖。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，需要對(duì)所建設(shè)區(qū)域的地形與環(huán)境條件等資料進(jìn)行更加詳細(xì)的記錄，以使得高程、平面布置等能夠更加滿足工程項(xiàng)目實(shí)際狀況。

在進(jìn)行由GPS收集的數(shù)據(jù)處理作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)依據(jù)不同類型的軟件選擇相對(duì)應(yīng)的參數(shù)，以確保軟件的正常運(yùn)行。近年來(lái)，隨著我國(guó)科技的迅速發(fā)展，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)日趨完善，其能夠?yàn)閿?shù)字測(cè)圖技術(shù)的應(yīng)用提供重要的信息支持。在應(yīng)用GPS觀測(cè)值時(shí)，應(yīng)加入對(duì)流層延遲修正，對(duì)流層延遲修正模型中的氣象元素采用標(biāo)準(zhǔn)氣象元素模型。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)字測(cè)圖技術(shù)是科技迅速發(fā)展下的產(chǎn)物，目前已在我國(guó)諸多領(lǐng)域中得到了較為廣泛的運(yùn)用，在一定程度上促進(jìn)了地形測(cè)量技術(shù)的進(jìn)一步提升。測(cè)量成果是可通過(guò)圖紙繪制顯示，也可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行相應(yīng)的處理、電子信息傳輸與多方共享的數(shù)字地形圖。數(shù)字測(cè)圖技術(shù)具有快速、操作便利等優(yōu)勢(shì)，可有效促進(jìn)我國(guó)測(cè)圖行業(yè)的迅速發(fā)展。

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2016-8-10