鐘曉晉

（貴州中色藍(lán)圖科技有限公司，貴州貴陽(yáng) 550081）

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)發(fā)展迅速，在此技術(shù)基礎(chǔ)上出現(xiàn)了數(shù)字化制圖技術(shù)，且該技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，帶動(dòng)了地質(zhì)測(cè)繪的整體進(jìn)步，使地質(zhì)測(cè)繪擺脫了原有的技術(shù)限制，測(cè)繪效率與精度都大大提高。地質(zhì)測(cè)繪工作具有復(fù)雜性，經(jīng)常遇到惡劣的地質(zhì)地形條件，增大了地質(zhì)測(cè)繪難度。數(shù)字化制圖技術(shù)具有自動(dòng)化、智能化的特征，可大大降低測(cè)繪操作難度，因此，未來(lái)的地質(zhì)測(cè)繪中，需大力推廣數(shù)字化制圖技術(shù)，發(fā)揮這一技術(shù)在測(cè)繪方面的優(yōu)勢(shì)。

1 數(shù)字化制圖技術(shù)的內(nèi)涵

數(shù)字化制圖技術(shù)是在原有制圖技術(shù)中融合現(xiàn)代信息技術(shù)形成的，將該技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)測(cè)繪后，可建成全新的測(cè)繪體系，使測(cè)繪工作實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)化，將這些數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)圖形、地理坐標(biāo)系建立聯(lián)系，保障成圖效果[1]。數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)改變了原有的測(cè)繪模式，借助計(jì)算機(jī)工具，數(shù)字化制圖比人工制圖的速度快、精度高。與常規(guī)制圖技術(shù)相比，數(shù)字化制圖具有自動(dòng)化、智能化特征，而這是由計(jì)算機(jī)技術(shù)所決定的，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力非常強(qiáng)，可替代以往很多人工作業(yè)的部分，使得到的測(cè)繪結(jié)果具有更小的誤差。此外，數(shù)字化制圖的計(jì)算機(jī)軟件兼具圖形編輯、圖形修改功能，為測(cè)繪工作提供了巨大的便捷。

2 地質(zhì)測(cè)繪中的不足

近年來(lái)，國(guó)家對(duì)地質(zhì)測(cè)繪工作提出了新要求，專業(yè)的測(cè)繪單位在實(shí)際工作中積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，也陸續(xù)研究了很多全新的測(cè)繪技術(shù)，使我國(guó)的地質(zhì)測(cè)繪工作取得了突出成就。但即使如此，我國(guó)的地質(zhì)測(cè)繪工作還存在著一定的問(wèn)題：（1）受到人為因素的影響較大，參與測(cè)繪作業(yè)的人員專業(yè)素質(zhì)偏低，可能存在疏忽大意的情況，如部分區(qū)域控制布網(wǎng)稀疏，大大降低了原網(wǎng)的統(tǒng)一性，也不利于后期補(bǔ)布，無(wú)形中增大了測(cè)繪難度與成本[2]。（2）實(shí)際的工作中為追求低成本，有關(guān)人員在一些地質(zhì)測(cè)繪任務(wù)中未堅(jiān)定執(zhí)行分級(jí)布網(wǎng)，主要執(zhí)行的是一次性布網(wǎng)，由于未做好校核任務(wù)，測(cè)量結(jié)果的精度不高。（3）不具備整體布網(wǎng)的意識(shí)，制定的測(cè)繪方案不具有科學(xué)性與合理性。

3 地質(zhì)測(cè)繪中數(shù)字化制圖技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 數(shù)字化制圖技術(shù)的方法

在當(dāng)前的工程項(xiàng)目、資源開(kāi)發(fā)等地質(zhì)測(cè)繪任務(wù)中，數(shù)字化制圖技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，且取得了良好的應(yīng)用效果，通過(guò)數(shù)字化制圖技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的結(jié)合，可更為直觀且清晰地呈現(xiàn)抽象空間信息、地質(zhì)信息，并最終從坐標(biāo)、圖像、屬性、關(guān)系等方面描述地質(zhì)測(cè)繪結(jié)果，繪制出地質(zhì)測(cè)繪圖，保障測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、成圖質(zhì)量。數(shù)字化制圖技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)測(cè)繪中時(shí)，其技術(shù)方法主要包含以下幾個(gè)方面。

3.1.1 人工跟蹤矢量化輸入法

人工跟蹤矢量化輸入法指的是輸入工作由人工來(lái)完成，人工在工作中通過(guò)圖形編輯系統(tǒng)開(kāi)展柵格圖像，由于計(jì)算機(jī)軟件的功能多樣，可大大保障工作的便捷性，如在軟件圖像編輯功能的支持下，圖形修改快速，在短時(shí)間內(nèi)就可達(dá)到相應(yīng)的工作目標(biāo)，不再需要原有工作中大量計(jì)算、核對(duì)等環(huán)節(jié)?，F(xiàn)階段，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，人工跟蹤矢量化輸入法的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，特別是在地質(zhì)測(cè)量制圖中的應(yīng)用，使制圖效率大大提高，同時(shí)也保障了制圖水平。

3.1.2 數(shù)字化儀輸入法

在數(shù)字化儀輸入法中，輸入工作由數(shù)字化儀來(lái)完成，但為保障輸入效果，需配備專業(yè)的數(shù)字化儀器，以利用該儀器的功能來(lái)完成地質(zhì)測(cè)繪任務(wù)。在具體的工作中，測(cè)繪人員應(yīng)根據(jù)游標(biāo)進(jìn)行跟蹤及記錄，通過(guò)將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為圖紙信息來(lái)完成測(cè)量工作，利用這一方法實(shí)施地質(zhì)測(cè)繪會(huì)使操作具有復(fù)雜性，很多環(huán)節(jié)都有非常高的操作要求，設(shè)備投入較高[3]。就當(dāng)下的地質(zhì)監(jiān)測(cè)情況來(lái)看，數(shù)字化儀輸入法要大力推廣，加大使用范圍。

3.1.3 智能掃描矢量化輸入法

智能掃描矢量化輸入法在當(dāng)下的地質(zhì)測(cè)繪中應(yīng)用較多，利用掃描儀技術(shù)，通過(guò)配備特定型號(hào)的掃描儀，可掃描原始圖紙與資料，最終將這些信息上傳到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，由計(jì)算機(jī)的智能化模塊實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)矢量化的轉(zhuǎn)變，與此同時(shí)校正矢量化數(shù)據(jù)，在最大程度上減小誤差，使測(cè)繪數(shù)據(jù)具有更高的精度。在地質(zhì)測(cè)繪中用智能掃描矢量化輸入法時(shí)，效率較高，自動(dòng)化識(shí)別圖形程度高，這是未來(lái)需重點(diǎn)關(guān)注的部分。

3.2 數(shù)字化制圖技術(shù)的操作流程

3.2.1 設(shè)置信息測(cè)量采集點(diǎn)

地質(zhì)測(cè)繪工作的難度較大，利用數(shù)字化制圖技術(shù)能高效完成測(cè)繪任務(wù)，但實(shí)際操作中也涉及了很多步驟，牽一發(fā)而動(dòng)全身。為獲得完整且準(zhǔn)確的測(cè)繪結(jié)果，需根據(jù)測(cè)繪區(qū)域內(nèi)的具體情況來(lái)科學(xué)設(shè)置信息測(cè)量采集點(diǎn)，既要保障采集點(diǎn)數(shù)量的合理性，又要科學(xué)控制每個(gè)采集點(diǎn)的位置，以確保各個(gè)采集點(diǎn)布設(shè)的合理性，從這些采集點(diǎn)中獲得有關(guān)的信息。測(cè)繪人員在布置采集點(diǎn)的過(guò)程中需考慮以下問(wèn)題：全面分析三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上建立起對(duì)應(yīng)的立面圖、平面圖；若測(cè)繪區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)并不完全一致，測(cè)繪人員需分析不同地質(zhì)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，制定更有針對(duì)性的測(cè)繪方案[4]。

3.2.2 數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)矢量化

將數(shù)字化制圖技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)測(cè)繪時(shí)，數(shù)據(jù)采集是首要任務(wù)，為高效獲取各種數(shù)據(jù)，必須要在前期的采集點(diǎn)上高效、精準(zhǔn)地獲取信息。當(dāng)獲得了有關(guān)的測(cè)繪數(shù)據(jù)后，測(cè)繪人員可借助計(jì)算機(jī)數(shù)字化制圖軟件來(lái)錄入數(shù)據(jù)，數(shù)字制圖矢量圖中包含點(diǎn)、線、面圖元數(shù)據(jù)。

3.2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

地質(zhì)測(cè)繪中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量龐大，數(shù)據(jù)之間還存在形式等區(qū)別，為高效管理這些數(shù)據(jù)，方便后續(xù)工作直接調(diào)用這些數(shù)據(jù)，可構(gòu)建ArcGIS 平臺(tái)，通過(guò)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的方式來(lái)管理各類數(shù)據(jù)。ArcGIS 中的產(chǎn)品為ArcSDE，在技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展的過(guò)程中，已經(jīng)將ArcSDE 在原有ArcGIS 產(chǎn)品線中整合進(jìn)了ArcGIS Server，構(gòu)成了功能更全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。空間數(shù)據(jù)庫(kù)中包含ArcSDE、后端數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，由于在平臺(tái)內(nèi)有多種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中的ArcSDE 相當(dāng)于ArcGIS 與其他軟件產(chǎn)品之間的數(shù)據(jù)服務(wù)器，承擔(dān)著高級(jí)空間數(shù)據(jù)服務(wù)器的功能，在其中可集成全部的地理測(cè)繪數(shù)據(jù)。

3.2.4 編輯與處理圖形

在數(shù)字化制圖中，圖形編輯為其中的一個(gè)重要功能，這一功能包含了點(diǎn)、線、面區(qū)域內(nèi)數(shù)字圖形的編輯，不論是空間信息還是屬性信息，均可利用這一功能來(lái)完成編輯任務(wù)。在地質(zhì)測(cè)繪工作中有嚴(yán)格的制圖標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字化制圖具有多種優(yōu)勢(shì)，通過(guò)為圖庫(kù)填充圖案，可直接生成圖形，并在此基礎(chǔ)上建立矢量庫(kù)，由計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)保存與圖形相關(guān)的各種信息，以便后續(xù)需要繪制圖形時(shí)，系統(tǒng)或者崗位人員直接從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用數(shù)據(jù)。當(dāng)然，數(shù)字制圖還兼具自動(dòng)校正功能，在此功能輔助下的圖形修改、編輯都十分便捷，不僅提高了數(shù)據(jù)精度，而且可以得到完整且高質(zhì)量的圖形。

3.2.5 圖形加工與輸入

在地質(zhì)測(cè)繪中應(yīng)用數(shù)字化制圖技術(shù)時(shí)，圖形處理為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這一階段的工作就是要對(duì)圖形進(jìn)行矢量化處理，進(jìn)而借助專業(yè)的繪圖軟件編輯圖形，構(gòu)成匯總圖庫(kù)。現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展，市場(chǎng)上陸續(xù)出現(xiàn)了多種專業(yè)化制圖、繪圖軟件，這些軟件的功能多樣，每一種都有各自的功能特點(diǎn)，在地質(zhì)測(cè)繪中可根據(jù)需求來(lái)選擇繪圖軟件，從而利用軟件自有功能編輯與繪制圖形，保障繪圖質(zhì)量。即使數(shù)字化制圖技術(shù)下的圖形處理有著諸多優(yōu)勢(shì)，實(shí)際工作中也可能會(huì)因?yàn)椴僮?、技術(shù)等問(wèn)題產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差，如不及時(shí)校正這些誤差，將會(huì)使圖形比例與實(shí)際有偏差，導(dǎo)致圖形加工處理的精度不高。因此，在圖形處理環(huán)節(jié)同樣需要校正誤差，將誤差控制在合理范圍內(nèi)。當(dāng)按照有關(guān)要求完成了圖形加工后，最終會(huì)進(jìn)入圖形輸出階段，這一過(guò)程就是圖形、數(shù)據(jù)的輸出，具體來(lái)說(shuō)就是將編輯好的電子化圖紙，利用計(jì)算機(jī)等設(shè)備上傳到專業(yè)設(shè)備中，最終以實(shí)物圖紙的形式呈現(xiàn)結(jié)果。

3.2.6 GIS 平臺(tái)設(shè)計(jì)

在地質(zhì)測(cè)繪中，需要通過(guò)GIS 平臺(tái)設(shè)計(jì)發(fā)揮多種作用，當(dāng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了GIS 平臺(tái)后，伴隨著測(cè)繪工作的實(shí)施，該平臺(tái)可管理、顯示、操作、更新、維護(hù)數(shù)據(jù)，在其中整合地理單元網(wǎng)格、遙感影像、災(zāi)情疫情、圖層單元等多種數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)借助GIS 平臺(tái)軟件，可將測(cè)繪工作中得到的結(jié)果，以更為直觀的形式呈現(xiàn)于電子地圖，保障測(cè)繪成果。

3.2.7 建立數(shù)字化模型

當(dāng)前的地質(zhì)測(cè)繪工程領(lǐng)域，對(duì)GIS 技術(shù)的依賴性越來(lái)越大，該技術(shù)可采集各類空間數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由系統(tǒng)自動(dòng)管理這些數(shù)據(jù)，在分析與處理完數(shù)據(jù)后自動(dòng)建模，形成高精度的地質(zhì)測(cè)繪模型。即使技術(shù)人員在測(cè)繪工作中遇到了難題或者問(wèn)題，也能夠根據(jù)地質(zhì)模型中的數(shù)據(jù)來(lái)制定解決方案。具體的工作中，GIS表面模型法最為有效，利用這一方法可收集與模型相關(guān)的數(shù)據(jù)，如點(diǎn)的特征、屬性與坐標(biāo)，在整合完全部的數(shù)據(jù)后結(jié)合數(shù)字化制圖技術(shù)來(lái)構(gòu)建完整的地表模型，在此模型中，通過(guò)連線形成網(wǎng)狀面的方式，呈現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)資源分布情況、地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征。

4 數(shù)字制圖技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的具體應(yīng)用

4.1 土地地形測(cè)量

土地地形測(cè)量屬于較為常見(jiàn)的地質(zhì)測(cè)繪工作，在原有的技術(shù)條件下，測(cè)繪技術(shù)發(fā)展緩慢，很多測(cè)繪工作都由人工來(lái)完成，工作效率低，且可能因?yàn)椴僮鲉?wèn)題造成數(shù)據(jù)誤差。在現(xiàn)階段的條件下，越來(lái)越多的土地地形測(cè)量中都引入了數(shù)字制圖技術(shù)，根據(jù)數(shù)字化制圖技術(shù)的要求，配備計(jì)算機(jī)、數(shù)字化測(cè)量軟件、其他數(shù)字化儀器等來(lái)輔助測(cè)量任務(wù)，這些儀器和設(shè)備的功能較多，性能優(yōu)越，在相互配合中可快速獲得完整的測(cè)量數(shù)據(jù)。操作人員在測(cè)量土地時(shí)應(yīng)采用手扶跟蹤數(shù)字化、掃描矢量化的方法，其偏差較小，基本可滿足實(shí)際要求，有利于提高數(shù)字測(cè)圖的整體水平[5-7]。另外，用數(shù)字化方式處理原有的地形圖，在此基礎(chǔ)上，將土地中比較典型的坐標(biāo)點(diǎn)作為測(cè)量目標(biāo)，對(duì)比自測(cè)結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)，修補(bǔ)和調(diào)整誤差，保障測(cè)量結(jié)果的精度。

4.2 利用全站儀進(jìn)行碎部點(diǎn)測(cè)量

我國(guó)的地質(zhì)測(cè)繪工作取得了突出的成就，但在碎部點(diǎn)測(cè)量方面依舊有難度，如在測(cè)量工作中采用全站儀，一旦存在人工操作問(wèn)題，必將導(dǎo)致起始方向有偏差，測(cè)量得到的坐標(biāo)點(diǎn)與實(shí)際相比誤差較大。一般情況下測(cè)繪人員繪制的點(diǎn)號(hào)、全站儀記錄點(diǎn)號(hào)都有偏差，為降低偏差對(duì)整個(gè)測(cè)繪工作的不利影響，測(cè)繪人員在工作中應(yīng)仔細(xì)檢查數(shù)值，遵循相應(yīng)的測(cè)繪操作規(guī)范。碎部點(diǎn)測(cè)量中如采用全站儀，測(cè)繪人員需根據(jù)規(guī)范做好全站儀的對(duì)中、整平，錄入坐標(biāo)后，利用全站儀測(cè)量后視點(diǎn)坐標(biāo)，比較測(cè)量結(jié)果與輸入值，以此來(lái)確定點(diǎn)位是否正確。

4.3 數(shù)字?jǐn)z影下的土地測(cè)量

數(shù)字?jǐn)z影也屬于數(shù)字化制圖技術(shù)。在土地測(cè)量中，為克服原有測(cè)繪技術(shù)的諸多不足，有關(guān)測(cè)繪人員也可利用數(shù)字?jǐn)z影來(lái)完成測(cè)繪任務(wù)，利用數(shù)字?jǐn)z影機(jī)拍攝測(cè)量區(qū)域內(nèi)的土地，最后由土地測(cè)量軟件整合各種測(cè)量結(jié)果建成對(duì)應(yīng)的模型，得到數(shù)字測(cè)圖。應(yīng)用數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)開(kāi)展測(cè)繪工作相對(duì)簡(jiǎn)單，以往需要室外測(cè)量的任務(wù)，在室內(nèi)就可完成，測(cè)量工作受到季節(jié)、氣候等因素的干擾較小，可在最短的時(shí)間內(nèi)獲得測(cè)區(qū)內(nèi)的土地地貌特征，并將結(jié)果呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)中。如在測(cè)量中面臨大面積城市土地的測(cè)量任務(wù)，可確保城市內(nèi)的其他工作不會(huì)受到測(cè)量任務(wù)的影響，因此，從這些角度來(lái)分析，數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)不僅可提高土地測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，更能降低測(cè)量成本，高效完成測(cè)量任務(wù)。

5 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字化制圖技術(shù)是信息時(shí)代的產(chǎn)物，在地質(zhì)測(cè)繪中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，各種地質(zhì)測(cè)繪任務(wù)中都需要規(guī)范應(yīng)用數(shù)字化制圖技術(shù)。隨著未來(lái)地質(zhì)測(cè)繪要求的提高，測(cè)繪人員需繼續(xù)創(chuàng)新數(shù)字化制圖技術(shù)，以保持這一技術(shù)的先進(jìn)性，提升測(cè)繪水平。