全野外数字化测图平面精度的几点探讨

摘要：结合北海市国土资源信息中心数字化测图的应用实践，就全野外数字化测图的平面精度问题，进行了几点探讨，并提出一些看法。

关键词：数字化测图；平面精度；误差；数据采集；分析

中图分类号： P231 文献标识码： A

随着全野外数字化测图技术发展迅速，现在城市勘测单位为了适应市场的要求，纷纷采用了全野外数字化测图技术，已经逐步摆脱了常规测图方法。1998年底，在北海市国土资源局的推动和要求下，北海市国土资源信息中心借助负责测绘北海市城南区12平方公里1:500基本地籍图为契机，积极引进和应用全野外数字化测图技术，并成为北海市采用该先进技术最早的测绘单位，就算在整个广西也是采用该技术较早的测绘单位之一。十多年来，对于1:500、1:1000等大比例尺的基础测绘，已淘汰了常规的传统测图方法而完全采用该项技术，现根据我中心十多年来从事全野外数字化测图的实践经验，就数字化测图的平面精度进行了尝试性的几点探讨。

一、数字化测图的误差来源

全野外数字化测图的数学精度，分平面误差和高程误差。地形图高程误差影响最大的是垂直角，而城市地势比较平缓，倾角较小，与常规测图比较，数字化测图测高方法影响高程误差的因素与常规法基本一致，也就是说，数字化测图对高程精度的提高并不明显，在这里不作重点讨论，主要就全野外数字化测图的平面误差来源进行研究。

全野外数字化测图不存在比例尺误差、剌点误差、图纸伸缩及重新扫描误差，实质上是野外数据采集误差，主要取决于：测站点的精度mc、测点的测距误差ms、测点的测角误差mβ、立镜误差mJ。而立镜误差产生比较复杂，当建筑物、构筑物的棱角不明显时，其位置的判别存在误差，而且还存在人为因素误差。

全野外数据采集主要使用全站仪和光学经纬仪加测距仪，前者自动化程度高，观测记录数据精度高、较可靠；后者人工读数，人工键入记录，其精度和可靠性相对较差，但是受测绘单位的经济实力的制约，后者在数字化测绘发展初期内仍然有它存在和使用的价值。

1. 全站仪采集数据的误差m1

常用的全站仪的标称精度为5＂、5+5×10-6 D，则数据采集误差m1为

m1＝±

其中，mc取相邻导线点相对点位中误差对细部点坐标值的影响，取2；对于ms，mβ，考虑到半测回测角、一次测距读数及实际测量误差来源的复杂性，以全站仪的标称精度的2倍作为相应的中误差，即

ms＝±2×（0.5+0.5×S/km）

mβ＝±×5×S×100000/ρ

则

m1＝±

当S＝0.1km时，则m1＝±2.4；

当S＝0.2km时，则m1＝±2.7；

当S＝0.5km时，则m1＝±4.2；

由上述分析数据可以看出用全站仪采集数据的测量误差比较小，并且数据采集的误差受距离长短影响较小。

2. 光学经纬仪加测距仪采集数据的误差m2

mc取2，测角读数1＇，测角中误差小于2＇；测距读数1，测距中误差小于2，则

m2=±

＝±

当S＝0.05km时，则m2＝±4.1cm；

当S＝0.1km时，则m2＝±6.5；

当S＝0.2km时，则m2＝12.0；

由上述分析数据看，采用经纬仪加测距仪采集数据的误差受测点的距离影响较大，主要是测角误差较大的原因。

二、精度统计及分析

我中心自1998年引进多套数字化成图软件并开始应用于生产，数据采集是采取便携式电脑配合全站仪，实现数据全自动处理,大大提高了测绘作业效率和精度。通过十多年来对各种大比例尺地形地籍图等城市基础测绘采取全野外数字化测图的应用情况看，效果极好。在受通视条件和城市测量规范有关控制点密度的限制条件下、有效地控制了测点距离，有效保证了数学精度。2012年9月我中心采用全野外数字化技术完成了北海市铁山港60km² 1∶1000数字地形图的基础测绘项目，在质量检测过程中，使用相同精度，相同野外测绘方法对房角、消防栓、井、路灯、栏杆、路沿、廊柱、围墙、花池边沿等特征点进行散点测点检查，每幅图（50×50）不少25点，共检测了51幅图，平均每幅设站3个以上，检测结果输入电脑处理，并直接对测点坐标高程进行比较。使用m＝±公式进行中误差统计计算，结果如下：

地物点平面精度检查统计表

地形图高程精度检查统计表

在2011年完成北海市第二次土地调查工作中，我中心用同样技术完成了全市城镇范围内的123km² 1:500的地籍图测量工作，在该项目完成后的质量检查精度评估分析结果显示，用同样技术方法全站仪全野外数字化测图检测的建筑物、构筑物平面检测精度中误差m≤±0.05m；检测解析界址点点位精度中误差m≤±0.020m。

由此可见，全野外数字化测图数据采集精度之高是传统测绘方法无法相比较的，但需要数据有如此高的精度，重要一点还要看立镜人员的立镜情况，立镜误差并不仅包括立镜员的立镜是否规范造成的人为误差，也包括由于立镜员对地物几何中心的判断造成的误差。

通过对数字化测图平面误差的理论分析，与实际检测统计结果比较认为，全野外数字化测图有关城市建筑区和平地、丘陵地的地物点位中误差按城市测量规范规定不宜大于图上0.5mm，并建议把它作为制订生产、质量检查技术标准时的依据和参考；而城市建筑区和平坦地区的大比例尺数字线划图的高程注记的高程中误差，按城市测量规范规定的高程中误差不应大于0.15m。

三、几点意见

1. 全野外数它化测图对于城市建筑区和平地、丘陵地的点位位中误差、高程注记点的高程中误差按照城市测量规范、工程测量规范的标准检验。

2. 用全站仪观测数据电子手簿自动记录，测点最大距离按测图比例尺1:500可放宽至300m，1:1000可放宽至500m, 1:2000可放宽至700m；用经纬仪加油距仪观测数据，人工键入记录，测地物点时距离控制在50m以内，若测地物点距离超过50m，观测角值必须估读，记录到秒位。

3. 由于建构筑物的棱角不明显，建构筑物的轴线、理论轴线、理论中心不明确，以及人为立镜不到位、不规范和与测站沟通不及时等造成的立镜误差，是影响全野外数字化测图的误差的主要因素之一，因此，有必要规范立镜的作业标准，加强立镜员的培训。

参考文献

[1] CJJ/T8－2011，城市测量规范；

[2] GB50026－2007，工程测量规范；