数字化测绘技术在工程测量中的推广

史悦明

摘 要： 本文介绍了数字化测绘技术在实际工作中的相关应用及数字化绘图的特点。

关键词： 工程测量 数字化测绘技术 地理信息系统

传统工程测量技术的服务领域主要包括水利、交通、建筑等行业，随着计算机和网络技术的发展、测量仪器的智能化，数字化测绘技术得到广泛的应用，而全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、摄影测量与遥感（RS）及数字化测绘和地面测量先进技术的发展，测量数据采集和处理的自动化、实时化和数字化，工程测量的服务领域进一步延伸，以满足不断增加的社会需要。

一、数字化技术在地图处理中的应用

（一）地图数字化处理。在建立各种GIS系统时，需要对原有地图进行数字化处理。对于原始地图，若其现势性、精度和比例尺能满足要求，就可以利用数字化仪对其进行数字化处理工作。当前主要有手扶跟踪数字化和扫描矢量化、GPS数据输入三种方法，主要是应用RTK（Real Time Kinematics-实时动态）技术，它是在GPS基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式。通过将1台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测，将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去；流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量，流动站的GPS接收机再利用0TF（运动中求解整周模糊度）技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置。应用这种测量方法测量，可以不布设各级控制点，依据一定数量的基准控制点，便可以高精度快速地测定图根控制点、界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次生成电子地图。同时也可以根据已有的数据成果快速地进行施工放样。而实际应用得较多的主要是数字扫描矢量化软件，针对大比例尺地形图，大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息，高效、便捷、保真地对地图进行数字化处理。

（二）数字化地图作业流程。因为GIS软件扫描矢量化输入方法具有图像清晰、编辑方便、易于转换等特点，一般外设精度都能满足，所以地形图的精度主要取决于人工跟踪精度和输出设备精度，而人工跟踪精度主要取决于作业人员熟练程度和工作态度，必须在加强作业人员基本技能培训上下工夫，要求工作人员严格按矢量化方案作业，确保图件的精度和质量高于国家现行数字化测图规范所规定的数字化精度和质量。

二、数字化绘图

（一）数字化绘图的特点。数字化绘图克服了手工绘图存在的许多弊端，如工作量大、作业艰苦、作业程序复杂、烦琐的内业数据处理和绘图、成图周期长、产品单一等，符合现代飞速发展的工程需要。数字化成图技术主要有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法，主要设备是全站仪、电子手簿等，其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配，从而具有较高的成图效率及以下特点：（1）利用效率高：如在一些综合性较强的工程中需要对同一地形图绘制不同比例尺的地形图，数字化测图可以同时根据完成的地形图绘制不同比例尺的多个地形图，满足各不同专业人员对不同比例尺的地形图的需要。（2）精度高：数字化成图系统在外业采集数据时，利用全站仪现场自动采集地形地物点的三维坐标，并自动存储，完全保持外业测量的精度，省略了读数、计算、展点绘图等外业工序，外业工效提高。（3）劳动强度小：数字化成图的过程，减轻作业人员的数量和劳动强度，使生产周期缩短，生产成本降低。（4）便于保存管理及更新：数字化产品可以存储在软盘上，或通过绘图仪绘在所需的图纸上，线条、线划粗细均匀，注记字体工整、美观，便于修改，更好地保证图形的现势性和不变形性。

（二）外业数据的采集。在采集数据时，数据采集人员要准确应用地物代码，以免在内业成图时出现错误；在观测开始时，相关工作人员需严格按照要求对测站点进行检查，跑尺人员应严格按照自动成图的要求作业，确保能完整地描述地形地貌的特征点，必须通过绘制草图来表明各个地物碎部点的属性及相互关系。测量坎子时，要量取坎子比高，坎下也要进行地形点采集，当一个测区完成后，可把数据备份。

（三）绘制内业数据处理。无论是工程进程各阶段的测量工作，还是不同工程的测量工作，都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段，并对测量成果进行处理和分析。

三、工程测量中的数字摄影测量技术

数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。就摄影测量本身而言，从测绘的角度上看，数字摄影测量还是利用影像进行测绘的科学技术；而从信息科学和计算机视觉科学的角度看，它是利用影像来重建三维表面模型的科学技术，也就是在“室内”重建地形的三維表面模型，然后在模型上进行测绘；从本质上来说，它与原来的摄影测量没有区别。因而，在数字摄影测量系统中，整个的生产流程与作业方式，和传统的摄影测量差别似乎不大，但是它给传统的摄影测量带来重大的变革。

目前通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像，内业使用专门的航测软件处理，进行的航空摄影测量是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法，在计算机上对数字影像进行像对匹配，建立地面的数字模型，再通过专用的软件来获得数字地图。该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成，具有成图速度快、精度高而均匀、成本低，不受气候及季节的限制等优点，特别适合于城市密集地区的大面积成图。但是该方法的初期投入较大，如果一个测区较小，它的成本就显得较高。但可以说其是今后数字测图的一个重要发展方向，并且随着全数字摄影工作站的出现，加上GPS技术在摄影测量中的应用，使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进。

参考文献：

[1]刘学，张弘.工程测量[M].海南：海南出版社，2007.

[2]李金启.数字化测绘技术的发展与应用[J].测绘科学，2008.

[3]马双福.数字化测绘技术的现状与展望[J].测绘技术，2009.

[4]贺丽娟，曹振一.数字化测绘技术在工程测量中的应用[M].西北水电，2002.