数字化测图技术及应用

刘 媛
【摘  要】本文阐述了数字化测图的含义、特点以及数字测图技术的应用，并提出了数字化测图数据的获取、整理、编辑以及数字地图的应用和发展。
【关键词】数字化测图，野外数据采集，碎部测量
0 引言
数字化测图是近几年随着计算机、地面测量仪器、数字化测图软件的应用而迅速发展起来的全新内容,广泛用于测绘生产、水利水电工程、土地管理、城市规划、环境保护和军事工程等部门。数字化测图作为一种全解析机助测图技术,与模拟测图相比具有显著优势和发展前景,是测绘发展的技术前言。作为反映测绘技术现代化水平的标志之一,数字测图技术将逐步取代人工模拟测图,成为地形测图的主流，它将为信息时代地理信息的应用发展提供最可靠的保障。
一、数字化测图概述
数字化测图，就是指采用常规测量的方式、摄影测量方式或数字化仪方式，将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，它是以传统的白纸测图原理为基础，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。
数字化测图目的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，得到内容丰富的电子地图，需要时由电子计算机的图形输出设备(如显示器、绘图仪)绘出地形图或各种专题地图。
二、数字化测图系统的构成
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,需要时也可用数控绘图仪绘制所需的地形图或各种专题地图。
广义的数字化测图又称为计算机成图主要包括: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。在实际工作中,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。
三、数字化测图的基本思想
数字测图系统主要由数据输入、数据处理和数据输出三部分组成。流程如下:地形图采集；数据处理与采集；成果与图形输出。基本思想:数字化测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,得到内容丰富的电子地图,需要时由电子计算机的图形输出设备(如显示器、绘图仪)绘出地形图或各种专题地图。
四、数字化测图的特点
(1)点位精度高
传统的经纬仪配合平板、量角器的图解测图方法,其地物点的平面位置误差主要受展绘误差和测定误差，测定地物点的视距误差和方向误差，地形图上地物点的刺点误差等影响。实际的图上误差可达±0.47㎜.经纬仪视距法测定地形点高程时,即使在较平坦地区(0°—6°)视距为150米,地形点高程测定误差也达±0.06米而且随着倾斜角的增大高程测定误差会急剧增加。如在1:500的地籍测量中测绘房屋要用皮尺或钢尺量距用坐标法展点。普及了红外测距仪和电子速测仪,虽然测距和测角的精度大大提高,但是沿用白纸测图的方法绘制的地形图却体现不出仪器精度的提高，也就是说无论怎样提高测距和测角的精度,图解地形图的精度变化不大,浪费了应有的精度，这就是白纸测图致命的弱点。电子速测仪的测量数据作为电子信息可以自动传输、记录、存储、处理和成图。在全过程中原始数据的精度毫无损失,从而获得高精度(与仪器测量同精度)的测量成果。数字地形图最好地反映了外业测量的高精度,也是最好地体现了仪器发展更新、精度提高的高科技进步的价值。
(2)改进了作业方式
传统的方式主要是通过手工操作,外业人工记录、人工绘制地形图，并且在图上人工量算坐标、距离和面积等。数字测图则使野外测量达到自动记录、自动解算处理、自动成图,并且提供了方便使用的数字地图软盘。数字测图自动化的程度高,出错(读错、记错、展错)的概率小,能自动提取坐标、距离、方位和面积等。绘图的地形图精确、规范、美观。
(3)便于图件的更新
城镇的发展加速了城镇建筑物和结构的变化,采用地面数字测图能克服大比例尺白纸测图连续更新的困难。实地房屋的改建扩建、变更地籍或房产时,只须输入有关的信息,经过数据处理就能方便地做到更新和修改,始终保持图面整体的可靠性和现势性。
(4)增加了地图的表现力
计算机与显示器、打印机联机,可以显示或打印各种资料信息；与绘图机联机时,可以绘制各种比例尺的地形，也可以分层输出各类专题地图,满足不同用户的需要。
(5)方便成果的深加工利用
数字化测图的成果是分层存放,不受图面负载量的限制,从而便于成果的加工利用。比如EPSW软件定义11层(用户还可以根据需要定义新层),房屋、电力线、铁路、道路、水系地貌等存于不同的层中,通过打开或关闭不同的层得到所需的各类专题图,如管线图、水系图、道路图、房屋图等。
(6)可作为GIS的重要信息源
地理信息系统具有方便的信息查询功能、空间分析功能、以及辅助决策功能,在国民经济、办公自动化及人们日常生活中都有广泛的应用。数字化测图作为GIS的信息源,能及时地提供各类基础数据更新GIS的数据库。五、数字化测图的作用
数字化测图的作用，并不是在它的外业测量到图形生成，而是在于它在图形管理、数据共享、图形修改以及图形使用中的作用。
(1)图形管理:在以往的白纸测图中，测量的成果就是图形而没有其它的形式。那么，这样一来，保存资料也就是保存所测得的图纸，图纸的体积大，不便于查阅，而且，容易破损与变形。由于只能有一份原始资料，当在意外丢失时不能恢复。还有，就是白纸测图在描图时都是用墨汁，因而，当在测区内部局部的部分发生变化需要对原始资料进行修改时，非常困难。而数字化图却恰恰有存贮空间大、查阅方便、能多份复制、修改容易的特点。
(2)数据共享:数据的共享可以说成是多类型图的重合。在白纸测图中，每一张图只能有一个侧重点，比如地形图，它的侧重就是地形图的等高线，不能很好地反应地类与地物，而如果是征地图，则不能很好地反应测区地形，这种缺点，当然主要表现为白纸测图至始至终只能是在一个层内操作，也就是我们实际用来画图的白纸。而数字化测图却不同，它能够分成多个层，这样就能形成数据的共享。比如，我们在测地物图时，将通信线路放在一个层里，那么，我们在测绘地图时就可以完全不测这些通信线路，只要打开地物层就可以。六、结束语
数字化测绘成图技术的应用研究同时解决了与之配套的相关设备、技术等问题，使之在诸多领域的实际应用越来越广、越来越成熟。数字化成图技术使用了国际上最为先进的GPS全球卫星定位系统技术和全站仪进行控制和碎部测量，利用数字化地形成图软件和先进的绘图仪或打印机进行成图和绘制各种成果表格，使测图技术得到飞速发展，成为目前和将来最值得推广和应用的测图技术，因而它的应用前景是广阔的，它在公路和铁路设计、居民区和工业区的规划设计、采矿以及飞机场等方面勘测设计中得到了很好的应用。所以在当今信息时代追求效率、讲求速度、节约经费开支的情况下，大力开展数字化测图技术将是必然趋势。

参考文献
[1] 杨德麟.大比例数字测图的原理方法与应用[M],北京：清华大学出版社,1997
[2] 田雪冬.数字化测图系统的应用[M],人民长江,1998
[3] 杨晓明.数字化测图(内外业一体化)[M],武汉测绘出版社,2001
[4] 张燕龙.现代数字化地图测绘技术的应用,国土资源导刊,2004