数字化测图的应用探析

摘要：随着科学技术在地质测绘领域的快速发展,数字化测图技术凭借着高精度、高速度的优势以极快的速度取代了旧的测绘技术,成为了现今应用最普及测绘手段。本文简要介绍了数字化测图的的应用及精度分析等。

关键词：数字化测图，大比例尺精度分析

引言

随着测绘技术的进步,计算机软硬件技术的迅猛发展与渗透,信息化测绘仪器特别是集测角、量边和部分数据自动处理为一体的智能型全站仪的出现,促进了地形测绘朝着一体化、自动化、智能化和数字化方向发展。数字测图技术的应用发展,极大的促进了测绘行业的自动化和现代化进程.使测量的成果不仅有绘在纸上的地形图,还有方便传输、处理、共享的基础信息,即数字地图.是GIS的子系统.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、 数字化测图的应用

1.1全数字地形测图的基本原理

地形测图包括控制测量和地物、地貌测量两大内容。传统的经纬仪配合小平板测图，主要采用解析法和极坐标法，由于其成图周期长、精度低、劳动强度大等局限逐渐被淘汰。而全数字地形图是利用先进的测量仪器，采用各种灵活的定位方法进行的以数字信息表示地图信息的测图工作，实现地图信息的获取、变换、传输、识别、存储、处理、显示、编辑修改和计算机绘图。

1.2 数字测图

科学技术的进步，信息化测量仪器――全站仪的广泛应用，以及微型计算机硬件和软件技术的迅猛发展，促进了地形测绘的自动化、数字化。地形测量从模拟测图变革为数字测图，测量的成果不仅是绘制在图纸上的地形图（模拟地图），更重要的是以计算机磁盘为载体，提交可供传输、处理、共享的数字地形图（数字地形信息）。数字测图实质是一种全解析、机助测图的方法，与模拟测图相比，具有明显的优势和广阔的发展前景。

（1）数字测图使大比例尺测图走向自动化。数字测图的野外测量可自动记录，自动解算处理，自动成图、绘图，并向用图者提供可处理的数字地图软盘。数字测图的效率高，劳动强度小，错误（读错、记错、展错）几率小，绘制的地形图精确、规范、美观。

（2）数字测图使大比例尺测图走向数字化。用软盘提供的数字地（形）图，可以传输、处理和多用户共享；可以自动提取点位坐标、两点距离、方位以及地块面积等等。通过接口，数字地（形）图可以传输给工程使用，可供地理信息系统建库使用；只要进行局部更新，便可始终保持数字地图的现实性等。

（3）数字测图使大比例尺测图实现了高精度。模拟测图方法的比例尺精度，决定了图的精度。数字测图时，全站仪测量的数据，在记录、存储、处理、成图的全过程中，原始测量数据的精度毫无损失，数字地形图较好地（无损地）体现了外业测量精度。

数字测图不仅适应当今科学发展的需要，也适应了现代科学管理的需要，如地籍测量、管网测量、房产测量等，既保证了高精度，又提供了数字化信息，可以满足建立各专业管理信息系统的需要。

可以说，数字测图标志着大比例尺测图的科学技术理论与实践的进步，标志着地形测绘科技发展的新里程、新时期。

二、数字测图精度分析

现以测记法模式为例来分析大比例尺数字化测图的精度。作业安排由４人组成，观测1名，绘图1名，跑尺员2名，分工明确。仪器使用索佳全站仪，测角中误差±5″，测距中误差5mm+5×10-6mm，棱镜2个，电脑1台。设数据采集误差为m1，全站仪的标称精度为5″,5mm+5×10-6 mmd则m1=±2cm式中,mc取相邻导线点相对点位中误差对细部点坐标值的影响，值取2cm；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，以全站仪标称精度的2倍作为相应的中误差，即ms=±2×（0.5+0.5×s）mβ=±2ms，mβ以cm为单位，代入m1整理，则m1=±2cm

当s=0.1 km时，则m1=±2.4cm；

当s=0.2km时，则m1=±2.7cm；

当s=0.5km时，则m1=±4.2cm;

由上述数据可以看出使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。

本次实验，使用同精度，同方法对房角、消防栓、井、路灯、栏杆、路沿、柱、围墙、花池边沿等特征点进行散点测点检查，每幅图（50cm×50cm）不少于50点，一般设站3个以上，输入计算机处理，并直接对测点坐标高程进行比较。使用m2＝±2.7cｍ公式进行中误差统计计算。A,b,c,3项工程总体平面点位中误差为m3，则m3=±4.4cm根据对全站仪采集数据的误差分析，当测点边长控制在100m以内，数据采集误差m1=±2.4cm，考虑到棱镜误差ml，则 m32=m12+mL2所以，mL=±3.6cm

由此可看出，全野外数字化测图数据采集棱镜误差是影响数字化测图平面数学精度的主要因素之一，以此推算出全站仪采集数据（测点控制在500m内）的误差m4，m42=m12+mL2，得m4=±4.4cm，满足规范规定的测图精度要求。

三、数字测图过程存在的问题及注意事项

3.1 野外测量采集数据时应注意的问题

（1）观测员、绘图员、记录员、跑尺员应认真执行数据采集规程。

（2）数据采集操作人员应相互配合好，保持观测数据与草图的统一。

（3）测图单元的划分，尽量以自然分界为界，如河流、道路等等，以便于地形图的施测，也减少接边问题。

（4）跑尺员跑点要到位，并尽可能有序。同一类地物（貌）应先测，以避免给内业造成一些不必要的麻烦，同时也方便测站上观测人员的数字及字母输入。当然，根据实地的实际情况，可灵活运用。

（5）测地物的拐弯处时，应视其曲率的变化适当加密站点。测等高线时，除了测量特性线外，还应尽量多测一些地形点，以满足计算机建模的需要，也能更加详尽地反映出原始地貌。能够测量到的点尽量实测，尽量避免使用皮尺（钢尺）量取。

（6）当天的数据应当天处理并检查。

（7）每天的测绘范围一定要在分幅图上注明，并进行统一编号，做到当天测量数据存入计算机中的文件名、草图编号、存入磁盘的文件名、分幅图标注的名称四统一，以防测量资料日期混乱、丢失。文件名一般以测区名加时间为好，如GG1012，表示测区为工业广场，10月12日的观测资料。外业数据及形成的图形文件一定要及时备份。

3.2 全野外数字化测图存在的问题及对策

（1）由于数字测图很多工作是在计算机上完成的，所以如何加强检核是每个单位所要考虑的，特别是在测区远离内业点时，必须有一定的措施，保证测图的精确度。

（2）数字测图代替传统的白纸成图，不论是在精度上、效率上，还是在使用方便程度上都有了质的飞跃，并向高精度、自动化的方向发展。测图仪器的硬件和软件方面都有了快速的发展，笔者认为目前对地面数字测图最大的制约在于成图软件，通过实际工作，发现测图软件在地貌测绘中，生成等高线时容易失真，并且在同时存在地物、地貌的地方生成等高线（地物存在的地方不绘制等高线，这时等高线应断开）。目前解决的方法是：外业采集数据应尽量多采点，有地貌变化处应该加高程点，尤其是大比例尺测图时的细貌特征；外业画草图时应详细一些，在草图上勾绘出地形的大致形状，在内业可用人工在计算机上绘制等高线，但是这项工作非常繁琐，所以工作人员要有高度的敬业精神。

四、 结语

随着科学技术的飞速发展，越来越多的新产品在实际工作中得到应用，如动态GPS等，使得大比例尺测图的方式向多样化方向发展。虽然一次投入成本较高，但其成图周期短、精度高、效率高、作业人员少等优点尤其明显，相信它将成为地面大比例尺数字测图的发展方向。目前，数字测图正处于蓬勃发展的时期，还需不断深入研究它的理论和方法，使之在广泛的实践中得到创新和完善，形成新的学科体系。