浅析大比例尺数字测图在工程测绘中的实践与应用

唐嘉兴

（桂林阳光房地产测绘有限公司，广西 桂林 542400）

随着科学技术的进步和电子技术的迅猛发展及其向各个领域的渗透，以及电子经纬仪、光电测距仪、全站型电子速测仪、GPS、RTK等先进测绘仪器和技术的广泛应用，促进了地形测量向自动化和数字化方向发展，于是数字化测图技术应运而生，并逐渐被广大用图单位所接受。目前，大比例尺数字测图以其成图精度高、成图周期短、即用即测及急用先测等特点，已被城市建设规划部门普遍采用，下面笔者结合工作实践，就大比例尺数字测图在工程测绘中的实践与应用进行探讨。

1 大比例尺数字测图概述

通常把1∶500、1∶1000、1∶2000和1∶5000比例尺地形图称为大比例尺地形图。一般来说，大比例尺地形图根据其用途可细分为：①1∶5000比例尺地形图，常用于各工程勘察、规划的初步设计和方案的比较。也可用于土地整理和灌溉网的计划及地质勘探成果的填绘和矿藏量的计算等方面；②1∶2000和1∶1000比例尺地形图，主要供各种工程建设的技术设计、施工设计和工业企业的详细规划使用；③比1∶1000更大比例尺的地形图，主要服务于特种建筑物的选址，如桥址、主要厂房选址等。

按照正常的分辨能力，人眼在图上能分辨出的最小距离为0.1 mm。因此，绘图或实地测绘时，最多只能达到图上0.1 mm的精度。我们把图纸上1 mm长度所代表的实际水平距离称为比例尺精度，例如要测绘1∶1000的地形图，其比例尺精度为0.1 m，又如工程设计中，为了能反映地面上0.1 m的精度，所选地形图的比例尺就不能小于1∶1000。从表 1可看出，比例尺精度愈高，其表示的地形地貌就愈详细，精度亦愈高，但其测绘工作量因此会成倍地增加，所以，采用何种比例尺，应根据实际的工程需要而定。

表1 地形图比例尺精度

2 大比例尺数字测图的作业方法

数字测图是一项过程复杂而繁琐的工作，目前在我国，获得数字地图的主要方法有3种：原图数字化、航测法、地面数字测图。

2.1 原图数字化

指的是利用已有的地形图，通过计算机、数字化仪、绘图仪、数字化软件等合成技术获取数字地图的方法。具体采获数字的方法一般采用数字化仪数字化和扫描仪数字化。该法适用于已有地形图的工作区，优点是快速，既可在较短时间内提交测绘成果；缺点是精度较差，数字地图的精度直接受到原图精度和数字化过程中累计的各种误差的影响，成图的质量相对较差。需通过实测部分地物地貌点计算出精确坐标，来对数字地图上的地物地貌加以修正提高其成图精度，即通过修测、补测的方法保证成图质量。

2.2 航测法

这是以航空摄影获取的航空像片作为数据源。即利用测区的航空摄影测量获得的立体像对，在解析测图仪上或在经过改装的立体量测仪上采集地形特征点，自动传输到计算机内，经过软件处理，自动生成数字地形图，并控制绘图仪绘制地形图。它一般适用于城市大面积1∶2000或更小比例尺测图。它具有成图速度快，精度高而均匀，成本低，不受气候及季节影响的特点，特别适用于城市密集区的大面积成图，但前期投入较大，基本由一些大单位来承担。例如北海市城建规划部门就用此方法做了一套北海市1∶500数字化地形图，及时满足了城建规划部门的规划设计要求。再有地形比较复杂，利用原图数字化的原图年代已久，又难以对它实地进行数字化测量，也可利用航空摄影测量方法成图，如柳州市银仔山就是利用此方法成图的。

2.3 地面数字测图

在实际工作中，大比例尺数字测图一般是指地面数字测图，也称全野外测图。野外数字化测图与传统的人工模拟测图相比，具有测图效率高；灵活性强；劳动强度相对小；不易出错；图形成果精确、美观、规范；图形成果便于设计的多层次利用等特点和优势，是我国目前各测绘单位用得最多的数字测图方法，其作业流程具体如下：

2.3.1 资料和测图准备

收集高级控制点成果资料，将其按照代码及三维坐标（x，y，h）或其他成果形式录入电子手簿或磁卡。为了便于野外观测，在野外数据采集之前，通常要在工作底图上对测区进行“作业区”划分，一般以沟渠、道路等明显现状地物将测区划分为若干个作业区，并要有一定的重叠区域，防止出现系统偏差。

2.3.2 控制测量

数字测图一般不必按常规控制测量逐级发展。对于大测区（大于15 km2）通常选用GPS或导线网进行3等控制测量，而后布设2级导线网。对于小测区（小于15 km2），通常直接布设2级导线网，作为首级控制。

2.3.3 野外碎部点采集

碎部点采集的方法随仪器设备不同及编码方式不同而有所区别。一般用“测算法”采集碎部点坐标，并用电子手簿记录碎部点三维坐标及其绘图信息。点号每次自动生成，顺序加1。绘图信息输入主要区分为全码输入、简码输入、无码输入3种。大部分情况下采集数据时要及时绘制现状图。

2.3.4 数据传输与处理

用专用电缆将电子手簿与计算机连接起来，将外业采集的数据传输到计算机。首先进行数据预处理，即对外业采集数据的各种可能的错误修改和将野外采集的数据格式转换成图形编辑系统要求的格式。接着对外业数据进行分幅处理，生成平面图形，建立图形文件等操作，再进行等高线数据处理，即生成三角网数字高程模型（DTM），自动勾绘等高线等。

2.3.5 图形编辑与内业绘图

一般采用人机交互图形编辑技术，对照野外草图，对漏测或错测的部分进行补测或重测，消除一些地物、地形的矛盾，进行文字注记说明及地形符号的填充，进行图廓整饰等，再由绘图仪绘制出不同要求、不同目的的图形。

2.3.6 检查验收

按照数字化测图规范的要求，对数字地形图及由绘图仪输出的模拟图进行检查验收。对于数字化测图，明显地物点的精度很高。外业检查主要检查隐蔽点的精度和有无漏测。内业验收主要看采集的信息是否丰富与满足，分层情况是否符合要求，尤其是要检查数字成图能否与地理信息系统接轨，为其提供基础信息。

3 工程实例

3.1 广西某乡镇数字测图

为加快新农村的建设步伐，2008年7月～9月承接了广西某县两个乡镇3个行政村合计8 km2的地形测图，比例尺为1∶500。具体工作流程如下：①控制测量采用Smart2100卫星定位仪施测，布设E级GPS网三个，并测设了一定的附合导线，作业组两个，碎部测量使用 SET610全站仪，采集的数据直接存入全站仪，室内传输计算机。②使用清华山维EPSW绘图软件和南方CASS5.1成图软件，成图后在CASS5.1中进行拼接与分幅。③以上两个测区经过验收从精度来看都符合规范要求，完全可满足建设规化需要。

3.2 广西某中学数字测图

2007年，承接广西某中学的地形测图工作。在对该中学实验楼及楼前花坛进行考察后，决定先用RTK做控制测量和部分图根点。由于实验楼房脚受楼层遮挡的影响无法用RTK进行测量，所以决定对实验楼采用全站仪测量。而对于花坛，为避免被树木挡住全站仪通视，采用RTK配合全站仪进行碎部测量。具体工作流程如下：①利用 RTK布设两个控制点 GPS01和GPS02。②利用全站仪对实验楼以及部分花坛进行碎部点测量。花坛则利用RTK联合全站仪测量碎部点。在人员分工上，全站仪组为3人，1人使用仪器，1人跑尺，1人画草图；RTK组为2人，1人操作RTK，1人留守基准站，负责基准站的安全；1人将RTK、全站仪野外采集的数据导入计算机，根据野外草图进行数字化成图。③利用南方CASS5.1数字化成图从RTK、全站仪里面导出坐标点。④获得坐标点后，打开CASS5.1软件，将坐标点展入。最后进行数字化成图。

总之，在广大科技人员和测绘工作者的共同努力下，大比例尺数字化测图技术日趋成熟、完善，并以其测图精度高、成图速度快等优势，大大地降低了测绘人员的劳动强度，提高了工作效率，经济效益同步增长。作为测绘人员，我们要时刻关注测绘领域的新技术和新产品，为测绘事业的腾飞尽一份绵薄之力。

1 吴胜强.大比例尺数字化地形图测绘方法的探讨［J］.山西建筑，2010（18）：353～354

2 文衍宁.大比例尺数字测图的发展现状及展望［J］.科技创新导报，2008（10）：49