浅谈数字化地形测量

王立宝

摘要：本文以数字化地形测量实践为基础，介绍了GPS+全站仪+计算机数字化地形测量的一些成熟方法,并就地形测量模式更新对测绘单位仪器设备、人员素质、管理方式、作业组织等产生的影响提出了作者的相应观点。

关键词:数字化；地形测量；作业组织

随着测绘技术的飞速发展， GPS+全站仪+计算机的全数字化地形测量模式逐步成熟并基本普及，这种模式正在替代而且必将完全替代传统的大平板仪地形测量，成为地形测量的主流模式。另一方面，地形测量模式的更新又将对测绘单位仪器设备、人员素质、管理方式、作业组织等产生一系列的影响。本文以近年来数字化地形测量实践为基础，介绍数字化地形测量的一些成熟方法，提出了作者的相应观点。

1 数字化地形测量的仪器设备硬件条件

数字化地形测量的仪器设备从控制测量到成果成图输出大致需要GPS接收机、全站仪、计算机、绘图仪以及与之相关的平差计算成图软件、数据传输、交换附件、通讯器材等。仪器设备配置水平较常规地形测量是一个质的飞跃。

2 数字化地形测量工作的人员素质条件

数字化地形测量的技术人员应当熟练掌握测量专业技术、熟练掌握计算机及测绘软件的应用技术，这对测量人员的技术素质提出了更高的要求。

3 数字化地形测量的生产组织

3.1 生产工序

数字化地形测量的生产工序可概括为两个环节：一是控制测量与计算机辅助平差计算；二是碎部数据采集与软件编图成图。两个环节间以数据传输为纽带，即可平行施工又可顺序施工。与传统地形测量相比，压缩了大量的中间生产环节。

3.2 作业方案

数字化地形测量项目的作业方案根据仪器设备条件确定，仪器设备条件不同，作业方案变化各异。 一般可选用静态GPS网作基本控制，导线（网）、动态GPS作加密控制,支导线（点）补充测站点，全站仪、动态GPS碎部数据采集，进而计算机软件机助成图的作业方案。

一定条件下，大比例尺数字化地形测量可以一次性全面布网至测站点，并且可以直接先测图而不受“先控制、后测图”、“逐级加密”等测量原则的约束。

3.3 作业方法

在生产工序上，数字化地形测量不一定要遵守“先控制、后测图”的原则，控制测量、碎部测图可以同时进行，甚至可以是先测图后控制，只是后者需将碎部成图以控制点为基准借助成图软件进行测站（图形）纠正。

在控制点点之记的制作上，数字化地形测量不一定要将其作为一个专门工作来进行，可依据最终成图编绘点之记。

碎部测图在数字化地形测量中只是个数据采集的过程，成图大量的工作量从外业转移到了内业，目前，碎部成图作业方法较多，因人而异。笔者认为较为成熟的方法是简码法，特点是成图数学精度好、地物地貌要素详尽、作业效率较高。

3.4 简码法数字化地形测量及其作业流程

简码法是数字化地形测量过程中，观测员给每一个碎部测点赋于一个自定义编码，并依据这种自定义编码编图成图的一种数字化地形测量方法。

简码法数字化测图作业流程为：外业数据采集（自定义编码）→内业概略编图→草图外业补充调绘→内业详细编图→外业巡回检查→最终成果成图。分述如下：

外业数据采集：该环节重点是碎部点三维坐标与自定义编码采集，强调碎部点的数学精度、采集数量和自定义编码的可自我识别程度、强调测站与棱镜之间通讯联系，而不必过分关注碎部点间的连接关系。在同一个测站上，只要能看到而视线又不是过长，宜及时采集，不必频繁搬站。自定义编码不必过于严格，只要编图时作业员自己能够识别即可，完全根据作业员的习惯和自我条件决定。值得注意的是：由于自定义编码具有一定的随便性，在增加了自我识别难度的同时，也使其具有相当的灵活性和可开发性。

内业概略编图：既然是概略编图，其原则应该定为能识别多少就编多少，能编到什么程度就编到什么程度，不能识别的在外业补充调绘时处理。这一环节只需要编出有基本轮廓的平面草图，该草图只作为外业补充调绘的工作底图，绘图输出时应包括碎部点的简码信息，最好先不要绘出等高线。

草图外业补充调绘：该环节以带简码的基本平面图为工作底图，对照实地补充绘图，加上必要的量测，应理清地物、地貌要素的属性、各种线条间的连接关系等。外业补充调绘成果图在内容上已经是详细的平面图了。

内业详细编图：根据外业补充调绘成果图修编概略草图，在此基础上构高程模型三角网绘等高线生成初步地形图。绘图输出时最好将高程模型三角网和等高线一并绘出，作为外业巡回检查的工作底图。

外业巡回检查：重点是高程模型三角网的检查与修编，以及植被、境界类符号补充调绘与检查、初步成果地形图外业最终检查等。

最终成果成图：根据外业巡回检查成果图再次修编初步成果地形图，以及图面整饰图帼分幅等。

3.5 人员组织

数字化地形测量的一个作业组采用简码法时宜按一名技术员+一名测量工人编制,一个项目由多个作业组施工的宜专设一名核心技术人员负责质量检查、成果资料汇总、电脑维护等。

4 数字化地形测量的精度讨论

4.1 控制点点位精度

如果控制点的平面误差以本级控制点相对于上一级控制点点位中误差小于图上0.1毫米、高程中误差小于1/10测图基本等高距来衡量，即使是1:500地形测量，无论是GPS网还是导线网，控制点达到上述精度要求并不难。

以支导线形式布设测站点时，应当根据使用的仪器及成图精度计算确定支导线最大长度及最大连续支站数。

4.2 碎部点测绘

应当说，无论是用动态GPS、还是用全站仪进行碎部测图，就碎部点坐标而言，其精度是保证的，而且有足够的精度余量。用动态GPS进行碎部测图时，由于卫星信号、天线外形影响，加之无法进行偏心观测，针对居民地和地物较多的大比例尺测区宜持保守态度。用全站仪采集碎部数据时应当根据使用的仪器及成图精度要求限制视线长度，对于大比例尺测图必要时还须进行偏心观测。

5 数字化地形测量的思考

作为地形测量模式的变革，数字化地形测量将在以下几方面产生积极的影响：

a.测绘单位仪器设备的更新改造；

b.测绘技术人员继续教育以及测绘专业教学内容的修订完善；

c.数字化地形测量工作的规范化；

d.数字地形图的精度讨论及标准确定；

e.数字化测量条件下测绘单位生产与技术管理讨论。

参考文献

[1]《测量学》.测绘出版社.1980年.

[2]《大比例尺数字测图》.测绘出版社.1996年.