数字化测图的现状与发展

王文革　田春华

摘要:归纳、分析全野外数字测图技术的现状,指出目前各种全野外数字测图方法中存在的不足,提出全野外数字测图技术的发展趋势。

关键词:全野外数字测图;现状;发展趋势

1 引言

上世纪90年代以前,几乎所有大比例尺地形图的成图方法都是以图解法为主,主要有大平板仪测图法,小平板仪测图法等。这些方法统称为模拟测图。90年代以后,随着测图仪器的更新换代和测图软件的逐步完善,全野外数字测图技术、内外业一体化的作业模式逐步取代了原来的图解法测图作业模式,使大比例尺地形图的生产技术发生了革命性的改变。实现了测绘成果的数字化和现代化。那么截至目前,全野外数字化测图的现状发展趋势如何呢?笔者就此问题作如下剖析。

2 数字测图的现状

2.1 数字测图的几种模式

电子平板作业模式。该模式是将笔记本电脑通过电缆与全站仪连接,观测数据直接进入电子平板在成图软件的支持下,现场连线成图。

绘制草图作业模式。该模式是在全站仪采集数据的同时,绘制观测草图,记录所测地物的形状并注记测点编号,内业将观测数据输入电脑,在测图软件的支持下对照草图进行连线及图形编辑;

碎部点编码作业模式。该模式是按照一定的规则给每个所测碎部点一个编号,即一个编号对应一组坐标(x、y、z),内业将数据输入电脑,在成图软件的支持下,由计算机自动完成测点连线形成图形。

2.2 不同数字测图模式的特点

以上三种数字化测图模式既有相同点又存在差异,就碎布点的测定精度而言,三者基本相同。只要观测方法正确,测站点与定向点正确,所测点的点位误差均能达到厘米精度。但由于数据记录方式的不同,各种方法在成图质量、作业效率以及对作业人员的要求等方面各有不同。电子平板模式简单直观,每测完一个点,计算机就会将点位在屏幕上显示出来,作业人员可根据实际情况进行现场连线。但由于笔记本电脑不能很好地适应野外作业的环境条件(如防尘、防潮、电池容量、屏幕亮度等等),因此在专业测绘队伍中难以推广。绘制草图模式,成本低,作业简单,绘草图者与立镜者同行,所绘草图能清楚地反映所测碎部点的连线关系,只要草图上标注的点号与记录器中储存的点号一致,则内业连线就不会出现连错现象。但此方法突出缺点是白天作业人员在野外工作一天,晚上还要花几个小时的时间进行连线,此外一旦出现错号还会引发很多麻烦。碎部点编号作业模式,可减轻作业人员的劳动强度,但繁琐的编码规则,使作业人员难以记忆掌握,同时每测定一个点都要通过键盘输入一个至少7位数字的编码,无疑会降低作业速度。

综上所述,目前所采用的各种全野外数字测图方法就其碎部点测定精度而言,均可达到较高精度,且与成图比例尺无关。但由于具体作业模式的不同,使得各种作业方法在设备成本、作业效率、劳动强度以及质量等方面存在一定差异,各有利弊,有待于进一步的改革完善。

3 数字测图技术应用的几种制约

3.1 设备成本偏高

相对于模拟测量,所使用的仪器价格更新较快,对计算机相应外设要求较高,投资较大。

3.2 对作业人员的素质要求较高

全野外数字测图打破了模拟测图的作业分工,淡化了内外业的区别,对作业人员提出了新的要求,从事数字测绘的人员,不但要有较全面的测绘知识,还要具备较为过硬的计算机应用技术,熟练使用仪器,掌握野外数据采集方法,具有进行数据传输、处理和可视化的本领,同时由于数字测绘技术发展较快,测绘人员应有不断学习的能力。

3.3 数据缺乏统一规范

全野外数字测图的核心是测图软件系统,多由专业公司开发,表面上的差别在于界面和成图方法;主要差别在于数据结构和数据组织。多家开发,各有侧重,各有所长,难于做到彼此的完全兼容,多数系统局限在计算机辅助成图方面,在面向地理信息系统方面,欠缺更大。

4 数字测图技术的发展趋势

随着科学技术水平的不断提高和地理信息系统的不断发展,全野外数字测图技术将在以下方面得到较快发展。

4.1 无线传输技术的应用使得以镜站为中心成为可能

无线传输技术是指在全站仪的数据端口安装无线数据发射装置,它能将全站仪观测的数据实时地发射出去,开发一套适用于专用电子手簿的数字测图系统,并在手薄上安装无线数据接收装置。作业时,手薄操作者与立镜者同行,(或者立镜者直接操作),每测完一个点,全站仪的发射装置马上将观测数据发射出去,并被手薄所接收。测点的位置即会在手薄的屏幕上显示出来,操作者根据测点的关系完成现场连线构图从而实现效率和质量的双重提高。

4.2 全站仪与GPS-RTK技术相结合

GPS-RTK技术具备定位精度高,不需点间通视,并且测定一个点的时间仅为几秒钟,作业效率与全站仪采集数据相比提高1倍以上。但在建筑密集地区,由于障碍物的遮挡,容易造成卫星失锁现象,使RTK作业模式失效,此时可采用全站仪作为补充。最后将两种仪器采集的数据整合,形成完整的地形图数据文件。在相应的软件支持下,完成地形图的编辑整饰工作。

4.3 数字测图技术与地理信息系统相结合

随着地理信息系统的不断发展,GIS的空间分析功能将不断增强和完善,作为GIS的前端数据采集系统--数字测图技术,必须更好的满足GIS对基础地理信息的要求,地形图不再是简单的点线面的结合,而是空间数据与属性数据的集合。野外数据采集时,不仅仅是采集空间数据,同时还必须采集相应的属性数据。

5结论

综合目前数字化测图的各种方法,以及数字化测图的发展趋势,结合数字化测图工作的实践,分析数字化测图不同作业模式的特点,会使我们更加灵活的掌握数字测图技术,同时,随着科学技术的飞速发展,也会促进数字化测图技术的不断发展完善。

作者简介:王文革(1959-),毕业于哈尔滨工业大学,工程师,长期从事地质测量工作。