野外数字化测绘大比例尺地形图相关分析

野外数字化测绘大比例尺地形图相关分析

袁明

大冶有色设计研究院有限公司湖北省黄石市435005

摘要：目前，数字测图正处于蓬勃发展的时期，还需要不断深入地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。数字测图已成为地形测绘的主流，并全部替代白纸测图。最后形成自身的新的科学体系。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革命性进步，标志着地形测绘科技发展的新阶段、新里程、新时期。无论是地形图的测绘，还是大比例尺的编绘，传统的作业方式都是手工作业和模拟法成图。计算机技术的迅猛发展和信息革命浪潮的冲击，测绘已由模拟法向自动化、数字化、信息化方向发展。鉴于此，本文主要分析野外数字化测绘大比例尺地形图。

关键词：野外数字化测绘；大比例尺；地形图

引言

大比例尺地形图数字化测绘的质量应从外业采集、内业处理、质量检查等几个方面入手，制定质量控制的技术措施：一方面，要强调外业采集数据的精确性，地形、地物、地类调查的全面性，以及内业计算机编辑成图的准确性；另一方面，强化质量管理，建立健全各项质量管理规章制度，强化过程管理。强调生产过程中人的重要性，坚持测绘产品是生产出来的，而不是检查出来的思想。树立严谨、耐心、细致的工作作风，技术人员要熟悉规程、规范、标准、数字采集技术规定以及生产程序、软件应用；质检人员要熟悉数据质量控制、检查的要求、内容和方法。只有这样才能切实提高数字测绘产品的质量。

1、大比例尺数字测图的概述

随着信息现代化的发展，计算机技术的运用技术越来越全面，在大比例尺数字测绘中发挥着重要作用。不同的数据和处理方式为大比例尺的数字测量提高了技术支持，特别是电子手薄的融合运用，大力提升了测绘技术的准确性和高效性。电子手薄主要是快速的采集野外数据，并且对这些数据进行快速的整合处理，且操作简单，并且和全站仪测量以及RTK技术测量一样，可以直接传输到计算机当中，用计算机程序和人员相关操作，得到大比例尺地形图的重要数据，并且可以通过磁盘保留或者绘成图。

地形图测绘的作业方式，主要包括以下两种：第一，通过全站仪与电子手簿配合，现场绘制出相关草图，完成关于地物和地形的相关野外数据的采集工作，在室内通过数字化成图系统把得到的观测数据进一步转换为图形，并将其与草图对照，进行编辑，从而生成所需的数字化地形图。最后，通过对数据、图形进行检查修改以及信息化等，得出最终结果，并将其录入数据库中。第二，在现场，通过将便携式电脑和全站仪结合起来，当场对构筑物，现状、点状的地物，以及相关地貌等进行编辑，然后在室内对图面做简单的整理、装饰、修改等工作。此种方法将电子手簿和笔记本电脑的优点进行了完美的结合，解决了野外采集到的数据与实际编辑中的误差问题，大大节省了测绘成本，并保障了其质量。

2、数字化测图与传统测图方法的比较优势

传统的图解法测图是利用测量仪器对地球表面局部区域内的各种地物、地貌特征点的空间位置进行测定，并以一定的比例尺按图示符号将其绘制在图纸上。在测图过程中，数字的精度由于刺点、绘图及图纸伸缩变形等因素影响会有较大的降低，而且工序多、劳动强度大、质量管理难。特别在当今的信息时代，图纸地形图已难以承载更多的图形信息，图纸更新也极为不方便，难以适应信息时代经济建设的需要。

数字化成图的过程使外业工作省略了读数、计算、展点绘图等工序，减轻了作业人员的劳动强度，使得外业工效大大提高，生产周期缩短，直接生产成本大幅度下降。

3、野外数字化测绘大比例尺地形分析

2016年黄石市规划局（以下简称市规划局）委托大冶有色设计研究院有限公司完成2016年黄石市下陆区城区基本地形图测绘项目，测绘面积约75平方公里。

下陆区是黄石市四个城区之一，地处黄石市中心腹地，东接黄石港、西塞山，西连铁山，南邻大冶，北靠鄂州。新下陆街道、老下陆街道、东方山街道、团城山街道（属开发区）。共有32个居委会、16个村委会。跨北纬30°09′-30°13′，东经114°56′-115°03′。

3.1、首级控制测量

经实地踏勘核定，测区周围分布有三个四等GPS控制点，点位保存完好，可在其基础上加密一级GPS网作为测区的平面控制。

（1）一级GPS点的标石埋设及编号

根据现场地形情况，点位应选在基础坚实稳定，且易于保存的位置；卫星截止高度角应大于15度；为防止信号干扰，点位应远离无线电发射源200米以上，距离高压线应大于50米；点位附近不应有大面积静止的水面或高大的房体。点位埋设时在水泥路面和沥青路面上采用钢钉芯作为标志。

（2）高程控制测量

采用GPS高程，对选定的一级点进行测量时，把GPS架到甲方提供的点上面进行联测；在此基础上使用DS3型水准仪对部分一级GPS点进行联测，形成闭合环，把结果和平面数据整体平差处理。水准观测使用DS3型水准仪配合区格式黑红面水准尺，采用中丝法读数，直读视距，观测顺序为后-后-前-前。施测前应对水准尺进行检查，施测过程中应检查水准仪i角，水准仪i角应≤20″；水准尺的每米平均真长与名义长之差≤0.5mm。

3.2、图根控制测量

在一级GPS导线点的基础上布设图根导线。图根导线采用附合导线，导线网与支导线三种，由于测区比较开阔，在没有干扰卫星信号良好的地区，可以采用RTK进行图根点的施测，图根点以RTK为主。图根导线水平角前距离用J2（或J6）型全站仪一测回测定。图根点高程采用测距三角高程施测，用全站仪直接测出高差或垂直角，高差采用前后视对向观测，垂直角正倒镜一个测回测定。平差采用太原理工大学开发的EasyADJPlus软件做平差计算。施测前利用静态GPS施测的结果求得准确的坐标转换参数，以保证图根点的精度；并应在施测后选取部分图根点用全站仪测距检查其精度。

3.3、地形图测量

①居民地作为测图工作中的重要地物要素，各类建筑物、构筑物及主要附属设施应按实地轮廓准确测绘。②测区内的独立地物是判定方位、确定位置、指示目标的重要标志，必须准确测绘和按规定的符号正确地加以表示。③永久性电力线、通讯线均需表示，电杆、电塔位置必须实测，同一条杆上有多种线路时，表示其主要线路，图面上各种线路的走向应连贯、类别分明。④铁路、公路、大车路、乡村路均应测绘。⑤河流、溪流、湖泊、水库、池塘等都应测绘。⑥石堆、土堆、陡崖、坑穴、冲沟、山洞、石灰岩熔斗、崩岩、滑坡等特殊地貌和人工修筑的梯田、陡坎、斜坡等用相应的符号表示。⑦地理名称及各种注记是地形图的主要内容之一，是判读地形图的直接依据。图上所有居民地、大的工厂、道路、山岭、河谷、河流等自然地理名称，均需进行调查核实、正确注记。

4、大比例尺数字化地形图测绘质量检查的主要内容及方法

4.1、地理精度检查

地理精度检查，主要包括各种地图要素的正确性，各种地理要素的表示是否协调一致，注记和符号的表示是否符合图式要求，综合取舍是否恰当，图面是否清晰、美观，图廓整饰是否正确、完整等。主要通过内业图面检查和外业巡视对照检查完成。仪器的检定有效；GZCORS-RTK控制点及图根导线布设合理；各项原始记录手簿记录规整、验算准确，各项限差符合规范要求；图根导线观测、平差资料及成果表的整饰清晰。

4.2、数学精度检查

数学精度检查包括数学基础、平面精度、高程精度及接边精度。第一，数学基础主要检查所用坐标系统的正确性，图廓线坐标及控制点的正确性检验等。第二，平面精度和高程精度检查通过重复设站，测定各地物点的坐标和高程，与相同的地物点进行比较，确定地物点的平面位置及高程误差。第三，整饰质量检查：整饰质量检查包括各种符号注记是否符合图式规范要求；线划是否光滑、清晰，线形是否符合规定；名称、性质、高程等注记是否正确，位置是否合理，字体、字号及方向是否符合规定，是否压盖地物及点状符号；各种地理要素关系是否正确，是否有压盖、重叠等现象。

5、野外数字化测绘大比例尺地形图的质量控制策略

5.1、建立规范的生产制度是保证产品质量的前提

质量管理首先要从单位内部管理入手，建立规范的生产制度，并在生产中严格执行，建立和完善质量管理的规章制度和科学的质量保证体系，为提高产品质量提供保障。

5.2、“以人为本”，强调人的核心作用

质量控制是由人执行的，人是生产过程中的核心。每一环节、每一阶段的生产质量管理措施的落实都得依靠每一位技术人员的过硬技术和责任心。技术人员的业务水平和熟练程度对测绘成果质量将产生直接影响。提高作业员和质检员的素质，是提高产品质量的关键。要建立健全责任制度，层层抓落实。实行作业员岗前培训制度，在测区进场前技术负责应该组织作业员一起学习设计书，使作业员充分理解技术设计书及地形图的图式和规范。

5.3、严格执行相关测量标准和规范是保证产品质量的依据

数字测图的质量控制，是指在整个测图工程的实施过程中，从接受任务、方案设计、外业测量、内业成图、竣工验收各个环节的质量管理。国家和地方相关测量标准规范，对测图工程各个环节的质量要求作出了规定，是进行质量控制的主要依据。数字测图的质量控制是保证空间数据产品质量的重要手段，只有严格地实施过程质量控制，才能得到符合质量规范要求的产品。

5.4、大队野外检查

利用经检查合格的野外原始观测数据生成ＤＷＧ检查文件，与作业小组提交经自检合格的数字化图进行嵌套，检查碎部点点位是否移动，高程是否改动，是否有图面进行伪造加点等现象存在。野外巡视检查的内容着重查看地形、地物有无遗漏、连错的地方，如电线、田坎、斜坡、植被等。在巡视检查的基础上还应在控制点上设站，并按要求检查测站各项限差合格后，观测碎部点的坐标及高程，将其和地形图上的数据进行比较，求出其差值并进行检查数据的统计和分析，求解各类误差分布规律和点位中误差。设站检查时应侧重检查电杆、房屋等地物，其实质是检查作业人员在测绘电杆、房屋等地物时是否进行偏心观测，以测量电杆等固定地物的中心位置。

5.5、大队图面检查

图形属性检查工作在计算机上进行，查看地貌、地物是否严格规范要求进行分层，其归类分层是否合理，依次检查每层的内容是否符合规范。等高线和高程点的属性是否和标注一致，能否真实反映实地地形。如有专业软件的条件，利用高程属性还可建立立体模型，看其生成的模型是否和实地一致。

6、全数字测图使大比例尺测图进入了一个新的时期

百余年测绘技术的发展使地形测量有了比较成熟的理论和方法，人们很少再去探索，而原来的白纸测图归结为只掌握一些作业方法和经验。电子测绘仪器的发展和应用，发挥出应有的水平，因而地形测量的理论与实践也就得到了应有的发展。

信息时代的到来，电子测绘仪器和计算机的迅猛发展和广泛应用。突破了传统的测绘技术和方法，数字测图应运而生。数字地形测量的理论和实践不断得到发展，诸如大比例尺数字地面模型的建模理论、等高线的插值和拟合理论、数据结构与计算机图形学、数字地形图内外业一体化测绘的理论、数字地图应用的理论、电子测绘仪器（含计算机）的原理、检核与使用方法、测绘软件系统的设计理论与实施，以及一些新的作业方法的建立，如图根控制和碎部一次测量的一步法、自然地界分组作业法等。

结束语

伴随着我国地质事业的飞速发展，地表以及其表面的附属物在不断发生着巨大的变化。地形图测绘工作，需要把这些变化都精准地在地形图上反映出来，对相关的地理信息数据库系统进行及时的更新，从而进一步确保地形图的现势性和准确性。研究制定合理的地形图测绘生产流程、具体操作模式和质量监督、控制等技术，已经被作为重要课题引起了广大测绘人员和管理者的注意。采用大比例尺的测绘方法绘制地形图，在实际作业中具有非常重要的意义，各相关单位必须给与足够的重视。

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