浅谈数字化测图

　　本人于九十年代接触测绘行业，九八年开始干测绘工作。经历了几次测绘仪器的更新。使自己对数字测图的产生有了更深一步的认识：（1）传统的测绘仪器是经纬仪，水准仪配大平板仪或小平板仪，作业过程是先整体，后局部。先控制，后碎部。分级布网，逐级控制。经纬仪测角，钢尺量距，水准仪布设高程控制网，内业概算平差合格后，展点才能进行碎部测量，我们称之为白纸测图，这种作业方法，周期长、作业强度大、效率低，并且沿袭了多年。白纸测图，其实质是图解法测图，在测图的过程中，精度关联着方方面面，一环紧扣一环，最后才能把测得的数值按图解法转化为静态的线划地形图，使得测图精度会比设计精度有所降低，不能满足对精度日益增长的要求。设计人员在用图时容易产生解析误差，给设计工作带来困难。（2）图解图不便于修测更新，且对测绘成果不能进行计算机管理。由于工程设计已经完成了向计算机辅助设计方向的过度，使得测绘工作的提交成果必须跟上工程设计的要求，使今后的勘测、设计、修测，乃至竣工测量联成一个整体，逐步向一体化发展。（3）外业测绘工作者的年青化。他们思想先进、接受新事物快，对长期的一成不变的作业方法感到困惑，并不断摸索改进。他们需要的是一种省时、省力、快捷、高效的作业方法（4）随着数控绘图仪、扫描仪、数字化仪等自动化设备的相继诞生，制图的自动化使得数字化图成为可能。可以认为制图的自动化是数字测图的先决条件。
　　随着科学技术的迅猛发展，信息时代的到来，电子技术在测绘仪器中的广泛应用，电子经纬仪、数字水准仪、测距仪、全站仪、GPS的出现，以及计算机软硬件技术的迅速发展和广泛渗透，为数字测图工作全面革新提供了发展条件和技术保证，数字化测图技术因此产生。它突破了传统的测绘技术和方法，促进了测绘事业的自动化变革，特别是地理信息系统的建立及数字地球的提出，因为城市测绘工作所提供的地图和其它测量资料是城市地理信息系统的基础，为适应建立城市地理信息系统的需要，从事城市测量的测绘部门应该提供数字形式的大比例尺数字地图。因此，数字化测图技术必将成为地形测绘的主流，形成自身的新的一门学科。可以说，数字化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。
　　数字化测图的实质是一种全解析的计算机辅助测图方法，解决了与设计人员产生的一些有关比例大小和精度指标等方面“说不清楚”的“矛盾”。成图的精度得到提高，误差可以得到控制。它将地形信息通过测绘仪器或数字化仪转化为数值，传入或输入到计算机，以数字形式存储在其中，测绘成果不仅可以绘制在纸上，也可以保存在磁盘或光盘等媒介上，成为便于传输、查询、处理、共享的数量指标信息，这将成为信息时代不可或缺的地理信息的重要组成部分。随着数字地形测量理论的不断完善和实践的不断发展，数字化测图必将成为近一时期地形测量的主流。
　　目前测绘技术的发展很快，电子信息技术在测绘领域得到广泛应用，我国已拥有数量众多的大比例尺地形图数字测量系统，包括能测绘等高线的系统，以及平面线划图数字测图系统。随着科技的发展，全站仪的不断普及，配置越来越趋向高效率、自动化，很多测绘部门已开始使用数字测图技术完成测绘工作。但不同的单位有不同的应用情况。
　　综合国际、国内地面数字测图技术，各种工作模式都有，它是依赖于系统的配置，软件的采用，作业人员的熟练工作习惯等诸多方面。只要是精度保证，程序规范，节约资源，高效的模式都是好的，可以拿出来广泛推广。概括起来工作模式主要就是二种：
　　1）数据测记模式：野外测记，内业成图。
　　数据测记模式是用测绘仪器外业测量，数据（观测资料）用手工记录或电子手簿，但同时要配画标准测站点号的人工草图，和记录地物属性，这对记录员提出了更高的要求，到内业将测量数据人工输入或仪器传输到计算机中，经人机交互编辑，计算、修改、按草图编辑图形文件，最终生成数字地形图。
　　2）电子平板测绘模式：内外业一体化，实时成图。
　　电子平板测绘模式是清华山维公司1993年首创的，由可传输数据的测绘仪器＋安装了相应测图软件的便携机，实施外业成图的模式，数据（观测资料或三维坐标资料）用连接线即时传到便携机上，作业员可即时连接碎部点，实现了即测即显，实时成图，内业只需稍加修饰，就完成了数字图。以后的几年，英国的Pen.map，瑞士的徕卡，日本的杰科都推出了类似的地面数字测图系统。当时，电子平板已成为数字测图发展的国际潮流。
　　这两种模式的主要区别在于数据的记录方法和成图的时间，当然是第二种模式更为先进，它是利用便携机屏幕来模拟图板，现测现画，由作业人员输入数据编码，用软件内置的功能来连接完成符号绘制、线型生成等.优点是现场完成大部分工作，不易漏测，内业编图工作量小，但它对系统配置和作业人员的也有一定的要求。而现在，这两种模式的区分并不是十分明显了，（1）便携机受使用环境的限制，如在高寒多风沙的地区，它的使用效率及寿命受到很大的影响，同时耗电量高，内置电池满足不了外业数据采集的需要，还要配外接电池。（2）还有一点，在寒冷或暑热的天气里，作业人员更愿意在短时间内完成外业的数据采集，留下时间到内业完成数字图的连接。（3）最重要的是，可存储数据全站仪和GPS的普及，成图软件的开发升级，使得我们的工作模式又有了改变，实际上只是把安装有电子平板测绘软件的便携机不在带到外业。把坐标数据和观测资料全部存在测绘仪器中，内业上传数据到微机，经过简单计算，利用掌上电脑绘制的草图，内业编辑成数字图。
　　综上所述，数字化测图的典型配置，使得全数字化测图这全新的成图方法以其成图精度高，成图周期短，效率高，即用即测，急用先测等优点逐渐被广大作业单位所接受，是今后数字化测图的发展方向。
　　数据采集是大比例数字测图的一个非常重要的组成部分。数据采集质量上的好坏直接影响着数字图的质量和精度，为此每个作业人员都应高度重视和谨慎。
　　通过工作实际中运用数字化测图技术及达到的效果可以看出，由于先进的仪器设备结合高新技术的运用，使得测量工作中各级控制网的成果精度，数字化地形图的成图精度以及整个工程的运行周期，都优于其它常规的成图方法.总结起来体会有以下几点:
　　（1）数字化测图技术在诸多方面打破了传统的观念与局限，使整个作业流程方便快捷，作业人员得心应手，作业方式灵活，计算机制图编辑与辅助成图，精度高，速度快，符号统一规范，线划饱满流畅。
　　（2）科技数字产品在今后得应用，管理，更新，维护，交换以及资料共享等方面，具有无限得“生命力”。精度永远保持不变，可谓“一劳永逸”，充分体现出一图多用得优势，避免了重复测量，节约了资金，而其成果还可以随时修改和更新，随着网络技术得发展，可进行交换和共享，是一笔重要得技术资源“财富”。
　　（3）数字化测图技术的运用，必须使测绘人员转变观念，树立数字信息时代的观念，测图精度和效率得提高不光需要作业者得责任心，还需要作业者对先进仪器和应用软件得灵活熟练得应用，及对新技术得吸收和掌握。
　　（4）数字化测图技术还有一定的不足，测绘工作人员要不断得发现问题，并解决问题，使该项技术得到创新，加以完善。
　　（5）大比例尺数字化成图技术的软硬件系统已经发展相对成熟，必须尽快建立数字化测图的测绘规范，尽快推出颁布，使得全国范围内得数字化测图有作业依据和精度标准。（注:国标也只是对数字线划地形图、数字高程模型质量这一部分。）
　　（6）数字化测图技术中，由于RTK技术所占得比重逐渐加大，应尽快推进各城市各级GPS网得布设，并要保证其完整性和密度，做好长远打算，方便于基层单位在以后的工作中使用。
　　测绘工作搞了许多年，试用了许多的应用软件和测绘仪器，也和搞测绘的同事交流了许多专业方面的认识。经过了几年的应用，作业人员的认识提高了，发现了软件和仪器的一些问题，需要提高和改进。这说明已经到了应用软件和仪器要适应作业人员的时期。因此，提出以下几点建议：
　　（1）数字化测图软件应该向快速、方便、简捷的方向发展，目前使用的清华山维EPSW电子平板测绘系统软件，广州开思公司的SCS多用途数字地籍测绘与管理系统，北京威远公司的威远图SV系列测绘软件，和南方测绘公司的CASS数字化地形地籍成图软件等机助成图软件都没有跳出编码的圈子，用时比较麻烦，且不统一，不能跟上实际的发展，希望将来的软件能够将编码统一，甚至是无编码，无点号的形式。
　　（2）测图系统的编辑功能不够强大，最后都是借助AUTOACAD软件编辑成图，这样最后是数字图形文件，而非数据文件，不利于与某些信息接轨，希望测图软件能够加以完善。
　　（3）在自动勾绘等高线时，常常因为个别点的高程误差引起等高线的不合理摆动。各种软件系统勾绘等高线的算法简单，无法适应不同的地貌类型，希望加以改进。
　　（4）数据输出格式的统一，成图格式的统一，数据相互之间的调用，软件之间的兼容，和软件的升级希望各公司能够互相联系达成共识，不要出现一人统治一方，都说自己的软件先进的局面，让作业单位无所适从，增加了选择机会，同时也增加了选择难度。
　　（5）GPS和全站仪等测绘仪器的数据输出格式与各个软件接入格式的统一与兼容，这一点最为重要。统一观测数据的接入对于大型控制网的整理平差，统一的成果资料打印输出对上级单位的复核检查是非常关键的。
　　（6）GPS和全站仪等测绘仪器同微机的数据传输线的统一。计算机最多配置两个串口，一种仪器带一种传输线，并且接口类型不同，非常的麻烦，希望能够改进。
　　（7）GPS和全站仪等测绘仪器的充电电池及充电器的统一。
　　以上只是自己的一些见解，建议不成熟的地方还请多多谅解。由于本人水平有限，对大比例尺数字化测图技术的理论及实际应用的认识和掌握还比较肤浅，加上时间的仓促，本文难免存在疏漏、错误之处。