摘要：數字化測圖是近幾年隨著計算機、地面測量儀器、數字化測圖軟件的應用而迅速發展起來的全新內容,廣泛用于測繪生產、水利水電工程、土地管理、城市規劃、環境保護和軍事工程等部門.數字化測圖作為一種全解析機助測圖技術,與模擬測圖相比具有顯著優勢和發展前景,是測繪發展的技術前言.目前許多測繪部門已經形成了數字圖的規模生產.作為反映測繪技術現代化水平的標志之一,數字測圖技術將逐步取代人工模擬測圖,成為地形測圖的主流。
關鍵詞：野外數據采集、應用
Abstract: digital mapping is along with the computer, ground in recent years measuring instrument, digital mapping software application and rapidly new content, widely used in surveying and mapping production, water conservancy and hydropower projects, land management, urban planning, environmental protection and military engineering departments. Digital mapping as a whole analytic machine help mapping technology, and simulation mapping compared with significant advantages and development prospect, is the development of surveying and mapping technology introduction. Now many of the surveying and mapping departments have formed the digital map scale production. As reflect mapping technology modernization level one of the marks, digital mapping technology will gradually replace artificial simulation mapping, become the mainstream of topographic mapping.
Keywords: field data acquisition and application
中圖分類號： S973.1+5 文獻標識碼：A 文章編號：
0 引言
廣義的數字化測圖又稱為計算機成圖主要包括:地面數字測圖、地圖數字化成圖、航測數字測圖、計算機地圖制圖.在實際工作中,大比例尺數字化測圖主要指野外實地測量即地面數字測圖,也稱野外數字化測圖。
1 數字化測圖的數據來源
數字化測圖由于數據的來源不同,采集的儀器和方法也不同,主要有以下三種獲取方法:
1.1 野外數據采集
要想提高地圖的使用效率，獲得較高精度的地圖資料，尤其是數字化地籍測量，要求重要地物相對于鄰近控制點的精度較高，還是采用地面數字測圖的方法，也就是平時所說的內外業一體化數字化測圖，這是我國目前各測繪單位用得最多的數字測圖方法。
全站儀的測量數據作為電子信息可以自動傳輸、記錄、存儲、處理和成圖。在這全過程中原始測量數據的精度毫無損失，人為的出錯(讀錯、記錯、展錯)的概率小，能自動提取坐標、距離、方位和面積等。繪制的地形圖精確、規范、美觀。從而獲得高精度的測量成果。
野外數據采集的缺陷就是耗費比較多的人力、物力、財力，而且作業時間較長。
1.2 航片數據采集
當一個地區(或測區)很大時，又急需使用地形圖，就可以利用航空攝影測量，通過外業對影像判讀，再經過航測內業進行立體成圖，直接獲得數字地形圖。再有地形比較復雜，利用原圖數字化的原圖年代已久，又難以對它實地進行數字化測量，也可以利用航空攝影測量方法成圖。
隨著測繪技術的發展，數字影像的直接獲取在我國的某些地區取得了試驗性的成功。該技術是在空中利用數字攝影機所獲得的數字影像，內業通過專門的航測軟件對數字影像進行像對匹配，建立地面的數字模型來獲得數字地圖。這也是未來數字測圖的一個重要發展方向。該方法可大大地減少外業勞動強度，將大量的外業測量工作移到室內完成，而且成圖速度快、精度高而均勻、成本低，不受氣候及季節的限制等優點。
1.3 地圖數據采集
地圖數字化成圖它能夠充分地利用現有的地形圖，投入軟硬件資源較少，僅需配備計算機、數字化儀、繪圖儀再配以一種數字化軟件就可以開展工作，并且可以在很短的時間內獲得數字的成果，也可讓具備有圖紙數字化能力的測繪單位代勞。
地圖數據采集的方法有兩種：手扶跟蹤數字化和掃描矢量化后數字化。
a、手扶跟蹤數字化：是用數字化儀對原圖的地形特征點逐點進行跟蹤采集，將數據自動傳輸到計算機，處理成數字地形圖的過程。利用該方法所獲得的數字地圖其精度因受原圖精度的影響，加上數字化過程中所產生的各種誤差，它的精度就比原圖的精度差，現在用的比較少，只能作為一種應急措施。當然可通過修測、補測等方法進行一些彌補，實測一部分地物點的精確坐標，再用這些點的坐標代替原來的坐標，可在一定的程度上提高原有圖的精度。
b、掃描矢量化后數字化：用掃描儀掃描原圖,將數據輸入計算機，存儲、處理并可再成圖。掃描數字化儀有平臺式和滾動式兩種。這種方法比使用手扶數字化儀的精度要高，故在地形圖數字化生產中經常使用。
2 全站儀數字化測圖的作業過程
全站儀數字化測圖的作業過程主要分為數據編碼和野外數據采集。
2.1 數據編碼
為使計算機識別地物、地貌，首先要將地物、地貌按地形圖圖式分類，一般按一定規則構成的符號串來表示地物屬性信息和連接信息，這種有一定規則的符號串稱為數據編碼.數據編碼的基本內容包括：地物要素編碼(或稱地物特征碼、地物屬性碼、地物代碼)、連接關系碼(或連接點號、連接序號、連接線型)、面狀地物填充碼等.
2.2 野外數據采集
野外數據采集時，既要記錄距離、水平角和豎直角，同時還要記錄點號、編碼、連接點和連接線型四種信息。其中連接點是記錄與觀測點相連接的點號，連接線型是記錄測點與連接點之間是以直線、曲線還是以圓弧相連。
野外數據采集的方法有GPS法、航測法和大地測量儀器法。目前大比例尺野外數字化測圖主要使用全站儀采集數據。其方法主要分為圖根加密和碎步測量。
?、?圖根加密
由于采用光電測距，測站點到地物、地形點的距離即使在500米以內也能保證測量精度，故對圖根點的密度要求已不很嚴格，視測區的地形情況而定.一般以在500米以內能測到碎部點為原則.通視條件好的地方，圖根點可稀疏些;地物密集、通視困難的地方，圖根點可密些(相對白紙測圖時的密度).等級控制點盡量選在制高點.控制測量主要使用導線測量，觀測結果(方向值、豎角、距離、儀器高、目標高、點號等)自動或手工輸入電子手簿，或電子計算機，并且結算出控制點坐標與高程.對于圖根控制點，還可采用"輻射法"和"一步測量法"。輻射法就是在某一通視良好的等級控制上，用坐標法測量方法，按全圓方向觀測方式一次測定幾個圖根點.這種方法無須平差計算，直接測出坐標.為了保證圖根點精度，一般要進行兩次觀測。
一步測量法就是將圖根導線與碎部測量同時作業.即在一個測站上，先測導線的數據，接著就測碎部點.這是一種少安置一輪儀器、少跑一輪路，大大提高外業工作效率的測量方法。
?、?碎部測量
野外數據采集包括兩個階段，即控制測量和地形特征點(碎部點)采集.實施數字測圖前必須先進行控制測量.布設控制網應遵循的原則：分級布網，逐級控制;應有足夠的精度;應有足夠的密度;應有統一的規格.
3 數字化測圖的內容
一般的地形圖包括:
點狀地物：控制點、獨立符號、工礦符1號等;
線類地物：管線、道路、水系、境界等;
面狀地物：需要填充符號的，如居民地、植被、水塘等.
地形圖的地形要素很多，已將它們總結歸類為十大類.1、測量控制點;2、居民地;3、工礦企業建筑物和公共設施;4、獨立地物;5、道路及附屬設施;6、管線及附屬設施;7、水系;8、境界;9、地貌與土質;10、植被。
4野外數字化測圖的工作流程
資料的整理與存檔
人員、儀器設備的投入
技術方案的設計
實地選點與控制測量
控制測量成果的檢核
野外數據采集
內業數據處理及成圖輸出
數字化圖形的檢查
測區資料的準備、踏勘及報告
在野外數據的采集時，經常會忽視一些小問題，以下幾點值得注意：
?、?要使用的所有儀器設備一定要經過具有資格的測繪儀器鑒定部門的鑒定。
?、?建(構)筑物比較方正的可只需測出三點，第四點可由計算機來完成，南方的許多建(構)筑物看起來較方正，其實很多是不規則的多邊形，則需要全部實測點位。
?、?測等高線時，除了測量特性線點外，還應盡量多測一些加密的點，滿足計算機建模，才能更加詳盡地反映出實地地貌。尤其在測量一些微型地貌，細小的變化計算機的模擬是難以比較真實的反映出這些實際地形的，最好手工來完成。
④ 測圖單元盡量以自然分界來劃分，如以河流、道路等劃分，以便于地形圖的施測，同樣也有利于圖幅的接邊。
⑤ 能夠測量到的點盡量使用測量儀器來實測，實在無法測到的點位盡量通過實地用皮尺(鋼尺)量取。
⑥ 實地數據采集時，配合要默契，不在測站可視范圍，則通過使用對講機來傳遞信息，跑棱鏡的人要將自己所要采集的地形地物數據點信息及時報告給測站人員，以確保數據記錄的真實性。
⑦ 盡量在測站的可視氛圍進行數據采集，在通視不良的地方或者需要通過舉高支桿來觀測的時候，則引點到附近設站進行采集數據，避免由于支桿偏離地形地物點位而帶來的人為誤差。
⑧ 外業進行數據采集時，一定要注意實地的地物地貌的變化，盡可能地詳細記錄，不要把疑問點帶回到內業處理。
5成圖軟件的選擇
數字化測圖的運用，首先離不開測繪成圖軟件的支持。要看該軟件是否適合本單位的實際情況;其次要看它操作起來是否簡單，界面是否簡潔名了，容易上手等等;還要看軟件提供的功能是否滿足本單位的需要。對于一個比較專業且比較大的測繪單位而言，除了選擇好一種比較適合于本單位使用軟件外，還要根據本單位的客戶需要來選擇繪圖軟件以適應客戶的不同要求。目前測繪界內的繪圖軟件非常多，如地形地籍成圖軟件CASS6.0、廣東國土廳GTC2002地形地籍測量系統、廣州南方測繪的cass系列、清化山維EpsW2000等數字化成圖軟件。如果按操作平臺來分不外乎兩種類型，一是自主操作平臺與測繪軟件完全由自己來開發的，如清化山維Epsw2000，另一種是在其他操作平臺進行二次開發的測繪軟件，如南方測繪公司的CASS就是在AUTO CAD的基礎上開發而來的。目前在國內測繪單位中用的比較多的是廣州南方測繪公司開發的cass系列。
6、對數字化測圖的幾點體會
與傳統測圖方式相比，數字化測圖具有以下優點：
1在平面、高程精度方面提高的幅度較大，其中測站點平面位置提高16倍，地物點提高20倍，高程精度提高50%，這對地圖的使用具有重要價值，因此，平板測圖現在已被淘汰，數字化測圖正廣泛應用各行業中。
2 減少野外工程量，提高工作效率。
3可任意制作不同比例尺和不同需求的地圖。
4 常規測圖是以每幅圖組織施測，這種規則劃分測圖方法往往給圖邊測圖造成困難。數字化測圖在測區不受圖幅限制，作業組可以按河流、道路、街坊劃分，以便施測，減少了很多因接邊引起的誤差。
5資料美觀，容易保存。野外采集的數據和計算成果，將全站儀與電腦連接起來，數據即可傳輸到計算機里，經過程序計算，所生成的電子數據表格美觀、正確又便于管理，還可建立數據庫。
6 通過電子數據的計算，我們能夠完成宗地內各類面積量算、坐標轉換、求體積、計算土方量。
7、結束語
當今隨著測繪科技發展的不斷深入，具有更多功能的測繪儀器設備的推陳出新，測繪軟件的升級與創新，給數字化測圖帶來更為廣泛的發展空間和應用前景，數字化測圖技術也將會發生巨大的變化，成為測繪技術變革的重要標志。
主要參考文獻：
楊曉明、王軍德、時東玉編著.數字化測圖(內外業一體化),鄭州測繪學校出版社;
楊得麟等編著.大比例尺數字測圖的原理、方法與應用;
孔祥元、梅是義主編.控制測量學.武漢大學出版社.
