全数字地形测图技术的应用分析

周思羽

摘要：全数字地形测图技术简化了传统测量模式，减少了外业测图的劳动强度，提高了作业效率，节约了成本，增加了作业单位的经济效益，在地形测图中得到了广泛的运用。本文根据笔者多年工作经验，对数字化测图技术的优点及主要方法进行了探讨。

关键词：全数字 地形测图 技术 应用

中图分类号： P231.4文献标识码： A

正文：

数字化地图与传统地图相比，具有图面信息丰富、精度高、便于查询、计算、规划、设计等诸多优点，广泛应用于国民经济建设、国防建设和科研等各个领域。数字化测图技术由于其成图周期短、精度高、经济效益大、修改补测方便，已取代传统的测图模式，在各个领域得到了广泛的应用，取得显著的社会效益和经济效益。

1.数字化测图技术的优点

现阶段能够获取数字地图的方法主要有三种：原图数字化、地面数字测图和全数字地形测图。其实这三种方法的主要工作过程还是大致相同，都是数据采集、数据处理和数字地形图输出，使用全数字地形测图技术，在碎部测量时与GPS技术结合共同使用，而在卫星信号较强的地区则直接利用GPS技术进行数据的采集，在GPS无法准确覆盖采集的居民区和植被密集处则采用全站仪进行作业，实际效率相当高。传统的测图方法是指用平板仪或经纬仪在野外测量角度、 距离、高差，作记录(称外业)，在室内作计算、处理，绘制地形图(称内业)等。由于地形测量的主要成果—地形图是由测绘人员利用分度器、比例尺等工具模拟测量数据，按图式符号展绘到白纸(绘图纸或聚酯簿膜)上，所以又俗称白纸测图或模拟法测图。 与传统测图方法比较，现代数字化测图具有以下优点。

1.1 点位精度高

数字化测图点位精度高，主要从以下方面得以实现。①测图仪器：数字化测图多采用高精度全站仪和 GPS 等，仪器本身精度指标高于原有经纬仪等仪器的精度指标；②成图方法：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。而传统测量要经过外业纪录、计算、展点等过程，受方法限制，损失了部分精度。③成图介质： 数字化地形图在计算机上直接应用， 点位精度不损失。 传统的地形图是以绘图纸或聚酯簿膜为成图介质，受周围环境和温湿度变化的影响，不可避免的出现了一定的变形，损失了原来的精度。

1.2 作业自动化程序高

数字测图则达到了自动记录、自动解算处理、自动成图，图形为电子版形式，方便转存与应用。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。 绘制的地形图精确、规范、美观。

1.3 数字图便于编辑、修改、更新与应用

随着经济建设发展，基础建设得以快速发展与更新，这就需要最新的地形图，以满足规划、设计及施工的需要。采用数字测图技术能克服白纸测图连续更新与修改的困难，对测区地形地物能够做到及时的修改与更新。保证了图面整体的可靠性和现势性。数字化测图成果是分层存放，存储信息多，不受图面负载量限制，使用极为方便。

1.4 可作为 GIS 信息的数据来源

GIS 是地理信息系统的简称，具有方便的信息查询、空间分析、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，以便更新 GIS 的数据库。

数字地形测绘技术在矿山的测绘中有着独特的优势，由于矿山的地貌一般不规则，因此对于按照比例规则建构的矿井，如果使用全数字地形测图技术就能避免第四点的测量，从而能够大大减少工作量。同时在测量时，点的测量一般是进行实测的，因此避免了钢尺或者皮尺测量导致的误差。全站仪的测量速度也是传统工作无法比拟的。同时，矿山经常出现一些同一类型的地面（例如：池塘，矿井等），如果先对这些有着共同特点的地物进行测量就能够避免许多麻烦，同时也能帮助观测人员灵活地完成相关数据的输入工作。

2.数字化测图技术的主要方法

2.1 全野外数字测量

2.1.1 全野外数字测图使用仪器和方法

全野外数字测图使用全站仪或 GPS 野外采集数据， 采用测记法或编码法记录，现在多采用南方 CASS 软件成图。

2.1.2 野外数据采集与内业成图

（1）全站仪野外数据采集步骤。①设站：在已知控制点上安置全站仪，对中、整平后进行定向，检查第三点坐标，确认无误后进行细部测量。②采集数据：全站仪测量多采用测记法，邻图员根据现场地形采点情况和相对应的测量点号，现场绘制草图，内业根据草图成图。数据直接存储于全站仪中。（2）使用 GPS 进行野外数据采集。在控制点上设好基站， 检查另外已知点无误后使用 GPS-RTK 功能采集细部点坐标并绘制草图或采用编码法进行记录。 用 RTK 技术测定点位不要求点间通视，仅需一人操作，便可完成测图工作，大大提高了测图的工作效率。（3）数据下载。完成外业数据采集后，使用通讯电缆将全站仪（或 GPS）与计算机的 COM 口连接好，启动通讯软件，即可将采集到的细部点坐标数据下载成文本文件到计算机内。（4）数据格式转换及数字化地图绘制。将下载到计算机内的数据文件转换为成图软件能识别坐标文件格式。在成图系统中，直接调入转换后的数据文件，即将野外采集的细部点展绘在电脑屏幕上，结合野外绘制的草图或编码等信息，绘制地物；在人机交互方式下进行绘图处理、图形编辑、修改、整饰，最后形成数字地图的图形文件。

2.2 其它数字化成图技术

随着航空和卫星遥感技术的发展，摄影测量成图越来越成为数字化测图技术发展的一个主要方向。对于纸版地形图的扫描数字化也成为了纸版图转变成数字化图的一种有效途径。

3 全数字地形测图技术应用体会

全数字地形测图技术将现代测量技术同传统的逐级控制测绘方法结合，不但能够保证测图结果的精度，而且一体化的操作保证了作业具有较高的速度。根据长年统计得到的规律，首级控制面中的要求误差是5.0 cm，但是在应用GPS技术后，所得到的最大误差成了1.48 cm。在测量结束之后，对矿山中的矿井部分具体信息进行测算，然后实地考察，得到的误差仅仅为0.9 m，而对矿井具体位置测量的相对误差则是1.8 m，可见测绘精度至高。这是传统测绘方式无法比拟的，全数字地形测图技术具有的很快的测绘速度，因此能够做到急用先测、边测边用，实现了科技成果想生产力的转化，并且从地形、地貌上为煤矿产业的生产和发展提供基本的数据保护。全数字地形测图技术对传统测绘方法的局限性产生了巨大的影响。使得整个工作流程变得一体化，作业人员不需要长期的专业训练，工作也就得心应手了。主要仪器电子全站仪的操作相当简单，精度程度高，并且能够灵活地设置观测站，极大程度上减少了误差。

在使用方式方面，全数字地形测图技术可以让人员根据自己实际经验，针对不同的实时地矿，借助多种作图方式，能够实现详略有当；同时作业小组还能对测图区域进行成片划分，并且让内部之间几乎不存在接边的情况；同时计算机编辑软件还能对测图进行随意的改动，删除添加不会留下任何“痕迹”。随着社会的发展，数字产品必将在未来取得良好的应用空间，对于资源的共享和交换有巨大帮助，并且数字产品能够保证极高的精度，因此拥有良好的“生命力”，成功实现了一图长时间的使用的价值，避免了短期多次测绘，很大程度上降低的成本。这项技术成果为未来的煤矿开采工作奠定了基础，随着网络技术的不断进步，利用全数字地形测图技术得到的资源会成为一笔宝贵的财富。

4 结 语

全数字地形测图技术是现代计算机技术同测绘绘图技术结合产生的高新技术，它在测绘速度和精度上远远超过了传统的白纸测图法。对于全数字地形测图技术的应用，要充分考虑到具体测绘的煤矿矿井的特点，不能随意乱用，一定要重视实际情况。全数字地形测图技术在信息技术逐步发展的今天，必将取得广泛的应用，并且将来成为一份宝贵的资源。

【参考文献】

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