数字化制图技术在地质测绘中的应用

钟晓晋

（贵州中色蓝图科技有限公司，贵州贵阳 550081）

0 引言

当前，我国的计算机信息技术发展迅速，在此技术基础上出现了数字化制图技术，且该技术在地质测绘中的应用范围逐渐扩大，带动了地质测绘的整体进步，使地质测绘摆脱了原有的技术限制，测绘效率与精度都大大提高。地质测绘工作具有复杂性，经常遇到恶劣的地质地形条件，增大了地质测绘难度。数字化制图技术具有自动化、智能化的特征，可大大降低测绘操作难度，因此，未来的地质测绘中，需大力推广数字化制图技术，发挥这一技术在测绘方面的优势。

1 数字化制图技术的内涵

数字化制图技术是在原有制图技术中融合现代信息技术形成的，将该技术应用于地质测绘后，可建成全新的测绘体系，使测绘工作实现信息数据化，将这些数据与计算机图形、地理坐标系建立联系，保障成图效果[1]。数字化测图技术改变了原有的测绘模式，借助计算机工具，数字化制图比人工制图的速度快、精度高。与常规制图技术相比，数字化制图具有自动化、智能化特征，而这是由计算机技术所决定的，计算机的运算能力非常强，可替代以往很多人工作业的部分，使得到的测绘结果具有更小的误差。此外，数字化制图的计算机软件兼具图形编辑、图形修改功能，为测绘工作提供了巨大的便捷。

2 地质测绘中的不足

近年来，国家对地质测绘工作提出了新要求，专业的测绘单位在实际工作中积累了大量的经验，也陆续研究了很多全新的测绘技术，使我国的地质测绘工作取得了突出成就。但即使如此，我国的地质测绘工作还存在着一定的问题：（1）受到人为因素的影响较大，参与测绘作业的人员专业素质偏低，可能存在疏忽大意的情况，如部分区域控制布网稀疏，大大降低了原网的统一性，也不利于后期补布，无形中增大了测绘难度与成本[2]。（2）实际的工作中为追求低成本，有关人员在一些地质测绘任务中未坚定执行分级布网，主要执行的是一次性布网，由于未做好校核任务，测量结果的精度不高。（3）不具备整体布网的意识，制定的测绘方案不具有科学性与合理性。

3 地质测绘中数字化制图技术的应用要点

3.1 数字化制图技术的方法

在当前的工程项目、资源开发等地质测绘任务中，数字化制图技术的应用范围较广，且取得了良好的应用效果，通过数字化制图技术与传统测绘技术的结合，可更为直观且清晰地呈现抽象空间信息、地质信息，并最终从坐标、图像、属性、关系等方面描述地质测绘结果，绘制出地质测绘图，保障测绘数据的准确性、成图质量。数字化制图技术应用于地质测绘中时，其技术方法主要包含以下几个方面。

3.1.1 人工跟踪矢量化输入法

人工跟踪矢量化输入法指的是输入工作由人工来完成，人工在工作中通过图形编辑系统开展栅格图像，由于计算机软件的功能多样，可大大保障工作的便捷性，如在软件图像编辑功能的支持下，图形修改快速，在短时间内就可达到相应的工作目标，不再需要原有工作中大量计算、核对等环节。现阶段，随着技术的不断进步，人工跟踪矢量化输入法的应用范围进一步扩大，特别是在地质测量制图中的应用，使制图效率大大提高，同时也保障了制图水平。

3.1.2 数字化仪输入法

在数字化仪输入法中，输入工作由数字化仪来完成，但为保障输入效果，需配备专业的数字化仪器，以利用该仪器的功能来完成地质测绘任务。在具体的工作中，测绘人员应根据游标进行跟踪及记录，通过将数字信息转换为图纸信息来完成测量工作，利用这一方法实施地质测绘会使操作具有复杂性，很多环节都有非常高的操作要求，设备投入较高[3]。就当下的地质监测情况来看，数字化仪输入法要大力推广，加大使用范围。

3.1.3 智能扫描矢量化输入法

智能扫描矢量化输入法在当下的地质测绘中应用较多，利用扫描仪技术，通过配备特定型号的扫描仪，可扫描原始图纸与资料，最终将这些信息上传到计算机系统中，由计算机的智能化模块实现图形数据矢量化的转变，与此同时校正矢量化数据，在最大程度上减小误差，使测绘数据具有更高的精度。在地质测绘中用智能扫描矢量化输入法时，效率较高，自动化识别图形程度高，这是未来需重点关注的部分。

3.2 数字化制图技术的操作流程

3.2.1 设置信息测量采集点

地质测绘工作的难度较大，利用数字化制图技术能高效完成测绘任务，但实际操作中也涉及了很多步骤，牵一发而动全身。为获得完整且准确的测绘结果，需根据测绘区域内的具体情况来科学设置信息测量采集点，既要保障采集点数量的合理性，又要科学控制每个采集点的位置，以确保各个采集点布设的合理性，从这些采集点中获得有关的信息。测绘人员在布置采集点的过程中需考虑以下问题：全面分析三维坐标数据，在此基础上建立起对应的立面图、平面图；若测绘区域内的地质结构并不完全一致，测绘人员需分析不同地质的坐标数据，制定更有针对性的测绘方案[4]。

3.2.2 数据获取与数据矢量化

将数字化制图技术应用于地质测绘时，数据采集是首要任务，为高效获取各种数据，必须要在前期的采集点上高效、精准地获取信息。当获得了有关的测绘数据后，测绘人员可借助计算机数字化制图软件来录入数据，数字制图矢量图中包含点、线、面图元数据。

3.2.3 数据存储

地质测绘中产生的数据量庞大，数据之间还存在形式等区别，为高效管理这些数据，方便后续工作直接调用这些数据，可构建ArcGIS 平台，通过关系型数据库的方式来管理各类数据。ArcGIS 中的产品为ArcSDE，在技术稳步发展的过程中，已经将ArcSDE 在原有ArcGIS 产品线中整合进了ArcGIS Server，构成了功能更全的数据存储模块。空间数据库中包含ArcSDE、后端数据库服务器，由于在平台内有多种关系型数据库管理系统，在该系统中的ArcSDE 相当于ArcGIS 与其他软件产品之间的数据服务器，承担着高级空间数据服务器的功能，在其中可集成全部的地理测绘数据。

3.2.4 编辑与处理图形

在数字化制图中，图形编辑为其中的一个重要功能，这一功能包含了点、线、面区域内数字图形的编辑，不论是空间信息还是属性信息，均可利用这一功能来完成编辑任务。在地质测绘工作中有严格的制图标准，数字化制图具有多种优势，通过为图库填充图案，可直接生成图形，并在此基础上建立矢量库，由计算机数据库保存与图形相关的各种信息，以便后续需要绘制图形时，系统或者岗位人员直接从数据库中调用数据。当然，数字制图还兼具自动校正功能，在此功能辅助下的图形修改、编辑都十分便捷，不仅提高了数据精度，而且可以得到完整且高质量的图形。

3.2.5 图形加工与输入

在地质测绘中应用数字化制图技术时，图形处理为关键环节，这一阶段的工作就是要对图形进行矢量化处理，进而借助专业的绘图软件编辑图形，构成汇总图库。现阶段计算机技术高速发展，市场上陆续出现了多种专业化制图、绘图软件，这些软件的功能多样，每一种都有各自的功能特点，在地质测绘中可根据需求来选择绘图软件，从而利用软件自有功能编辑与绘制图形，保障绘图质量。即使数字化制图技术下的图形处理有着诸多优势，实际工作中也可能会因为操作、技术等问题产生数据误差，如不及时校正这些误差，将会使图形比例与实际有偏差，导致图形加工处理的精度不高。因此，在图形处理环节同样需要校正误差，将误差控制在合理范围内。当按照有关要求完成了图形加工后，最终会进入图形输出阶段，这一过程就是图形、数据的输出，具体来说就是将编辑好的电子化图纸，利用计算机等设备上传到专业设备中，最终以实物图纸的形式呈现结果。

3.2.6 GIS 平台设计

在地质测绘中，需要通过GIS 平台设计发挥多种作用，当按照相关标准设计了GIS 平台后，伴随着测绘工作的实施，该平台可管理、显示、操作、更新、维护数据，在其中整合地理单元网格、遥感影像、灾情疫情、图层单元等多种数据。地理信息系统借助GIS 平台软件，可将测绘工作中得到的结果，以更为直观的形式呈现于电子地图，保障测绘成果。

3.2.7 建立数字化模型

当前的地质测绘工程领域，对GIS 技术的依赖性越来越大，该技术可采集各类空间数据，并将这些数据实时上传到计算机系统，由系统自动管理这些数据，在分析与处理完数据后自动建模，形成高精度的地质测绘模型。即使技术人员在测绘工作中遇到了难题或者问题，也能够根据地质模型中的数据来制定解决方案。具体的工作中，GIS表面模型法最为有效，利用这一方法可收集与模型相关的数据，如点的特征、属性与坐标，在整合完全部的数据后结合数字化制图技术来构建完整的地表模型，在此模型中，通过连线形成网状面的方式，呈现区域内的地质资源分布情况、地质结构特征。

4 数字制图技术在地质测绘中的具体应用

4.1 土地地形测量

土地地形测量属于较为常见的地质测绘工作，在原有的技术条件下，测绘技术发展缓慢，很多测绘工作都由人工来完成，工作效率低，且可能因为操作问题造成数据误差。在现阶段的条件下，越来越多的土地地形测量中都引入了数字制图技术，根据数字化制图技术的要求，配备计算机、数字化测量软件、其他数字化仪器等来辅助测量任务，这些仪器和设备的功能较多，性能优越，在相互配合中可快速获得完整的测量数据。操作人员在测量土地时应采用手扶跟踪数字化、扫描矢量化的方法，其偏差较小，基本可满足实际要求，有利于提高数字测图的整体水平[5-7]。另外，用数字化方式处理原有的地形图，在此基础上，将土地中比较典型的坐标点作为测量目标，对比自测结果与实际数据，修补和调整误差，保障测量结果的精度。

4.2 利用全站仪进行碎部点测量

我国的地质测绘工作取得了突出的成就，但在碎部点测量方面依旧有难度，如在测量工作中采用全站仪，一旦存在人工操作问题，必将导致起始方向有偏差，测量得到的坐标点与实际相比误差较大。一般情况下测绘人员绘制的点号、全站仪记录点号都有偏差，为降低偏差对整个测绘工作的不利影响，测绘人员在工作中应仔细检查数值，遵循相应的测绘操作规范。碎部点测量中如采用全站仪，测绘人员需根据规范做好全站仪的对中、整平，录入坐标后，利用全站仪测量后视点坐标，比较测量结果与输入值，以此来确定点位是否正确。

4.3 数字摄影下的土地测量

数字摄影也属于数字化制图技术。在土地测量中，为克服原有测绘技术的诸多不足，有关测绘人员也可利用数字摄影来完成测绘任务，利用数字摄影机拍摄测量区域内的土地，最后由土地测量软件整合各种测量结果建成对应的模型，得到数字测图。应用数字摄影技术开展测绘工作相对简单，以往需要室外测量的任务，在室内就可完成，测量工作受到季节、气候等因素的干扰较小，可在最短的时间内获得测区内的土地地貌特征，并将结果呈现在计算机中。如在测量中面临大面积城市土地的测量任务，可确保城市内的其他工作不会受到测量任务的影响，因此，从这些角度来分析，数字摄影技术不仅可提高土地测量结果的准确性，更能降低测量成本，高效完成测量任务。

5 结语

数字化制图技术是信息时代的产物，在地质测绘中的技术优势明显，各种地质测绘任务中都需要规范应用数字化制图技术。随着未来地质测绘要求的提高，测绘人员需继续创新数字化制图技术，以保持这一技术的先进性，提升测绘水平。