浅谈数字化测图技术在水利工程测量中的发展及精度分析

史红礼

(中国水利水电第七工程局有限公司,四川成都 610081)

浅谈数字化测图技术在水利工程测量中的发展及精度分析

史红礼

(中国水利水电第七工程局有限公司,四川成都 610081)

随着计算机技术的不断深化发展,衍生出地面测量仪器以及数字化测图软件等,数字化测图技术也随着得到了广泛的运用,主要应用领域有:测绘生产、水利水电工程、土地管理、城市规划、节能环保产业以及军事国防等部门。数字化测图系统是一种一体化的测图系统,它是行业中较大的测绘系统,系统结构复杂、功能齐全。因此,本文主要针对数字化测图技术在水利工程测量中的发展及精度做了分析与探讨,并提出建议。

数字化 测图技术 水利工程 发展 精度分析

随着现代科技以及计算机辅助绘图工具AutoCAD技术的不断深化改革，这一绘图技术得到了广泛的运用，从而推动了数字化测图技术的飞速发展，关于测图的概念也发生了较大的变化，一张白纸图已经不足以概括数字测图的结果，它是一种蕴含丰富内涵的数字化图形。这一数字化图形是包含了空间信息，以计算机的硬盘、软盘作为存储载体，从而转换成图形文件，进而形成设计人员所要的图形。

1 数字化测图的基本原理及优点

1.1 数字化测图技术的基本原理

数字化测图技术在白纸测图的基础上进行升级而成的，借助全站仪、计算机等外围测图设备，利用现代化数据库和绘图软件，实现获取野外数据采集到室内绘图的全过程的智能测量绘图系统，将之称为数字化测图系统。这一系统的实质是对测图进行解析，将白纸图中的模拟量转化为数字量，从而借助计算机辅助得到丰富多样的电子地图。

1.2 数字化测图技术的优点分析

(1)点位精度高；数字化测图与传统白纸测图不同，当测量距离在250米以内，测量误差控制在±10mm，其地形高的误差约为± 15mm。电子速测仪获取的测量数据能够凭借电子信息输入、记录、存储、处理，从而成图。在这一绘图过程中不用更改原始数据，从而获取精度较高的测量结果。数字地形图就全面的反映了野外测量的高精度特点，将新仪器、新科技的技术发展价值充分发挥出来。(2)改进了作业方式；白纸测图主要是利用人工完成，此外，在图上进行人工测算坐标、距离和面积。数字化测图在野外测量时实现智能记录、智能解算、智能成图，同时，数字化测图自动成图的速度快，误差小，能够自动获取坐标值、距离以及面积，得到的地形图更加美观、规范、整洁。(3)便于更新图形；随着城镇的不断发展，城镇的建筑物以及建筑结构也发生了较大的改变，应用现代化数字测图能够实现白纸测图不能完成的连续更新的实地房屋测量，针对房屋的改建扩建、地籍变更或者房产变更时，数字化测图只需输入相关数据即可立即更改，始终保持最新数据的可靠性以及真实性。(4)加了地图的表现力；将显示器、打印机与计算机连接，随时随地能够打印各种图形资料，当与绘图仪连接时，能够等比例打印不同类型的专业图形，满足不同的市场需求。(5)方便成果的深加工利用；数字化测图的成果不是同一放置的，它能够分层存储，不会被图面负载量所局限，在二次加工利用时能够更加便捷。例如AutoCAD软件定义不同图层时，建筑物中的房屋、地面、道路、水路等都可以分层储存，通过不同的按钮进行打开或者关闭，从而得到不同类型的图形。(6)可作为GIS的重要信息源；GIS是地理信息系统，它主要用于地理信息查询、分析空间功能以及辅助决策功能，在现代工作以及生活中应用广泛，GIS的信息来源于数字化测图，它能及时更新各种地理数据库。

2 数字地图在水利工程测量工作中的发展进程

(1)利用Mapscan微机地图扫描矢量化系统软件、矢量化原形地图；利用Mapscan将原形地图用扫描仪扫成栅格图像，然后在处理这一栅格图像，从而获取数字画地图。换言之，这一工作就是借助计算机进行扫描工作。由于原地形图在转换过程中会产生偏移以及旋转，因此，实现数字化地图的首要工作就是对影像文件进行校准以及旋转。因此，这种内外业一体化的测绘系统精度较高，实现了将测绘成果向数字化成果转变的目标。(2)利用捷创立600全站仪自定义用户程序实现野外数据采集；捷创立600全站仪是一个内部带有存储器的仪器，主要用来存储原始数据、点位信息，同时，这一存储器不需外界连接能够自行管理。而且存储文件分为两种：区域文件以及工作文件。这一全站仪中能够自定义程序P2实现测图的功能。利用这一程序能够完成野外数据采集，全站仪采集的数据优点多于电子手簿采集的数据，优点主要体现在利用内部存储器记录数据，保护措施较好，安全性能高，不会出现手工簿电量低而导致数据丢失。全站仪存在一个弊端就是在输入地物编码时，其程序较手工簿繁琐。

3 数字化测图精度分析

数字化测图是将图纸的精度演变成数字的精度，其精度主要受外界因素的影响。点位的测量精度误差原因有：

(1)控制点的误差影响Va。(2)仪器自身的误差影响Vb。这项误差的来源有测角误差Vo与测距误差Vs，假设测站点W1，定向点位W2，待测点W3，坐标分别为(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)，天定距离为Z，距离为L，观测角为 α，其坐标计算公式为：

结合误差的传播规律，待测点本身的误差计算公式为：

以上公式取已知条件：天顶距Z=90°时。(3)仪器中的棱镜偏移误差的影响Vc。主要受观测点位精度的影响，当棱镜放置在待测点时，仪器实际上未瞄准待测点，因此，会产生左右以及前后的观测精度误差，待测点与全站仪距离越近，误差越大，由以上误差分析可得误差公式为：

因此，在野外测绘时，要想提高测量精度值，减少误差，应该确保棱镜到点位与跟踪杆保持垂直，减少倾斜情况带来的误差。

4 结语

综上所述，数字化测图技术在水利工程的测量工程中经历了从先前的没有到如今生存以及多样化并存的历程，现阶段，现代化科技不断飞速发展，传统的测图技术已经难以适应当下的水利工程，只有结合新仪器、新科技的应用，才能赋予测量行业新生活力，增添科技含量，从而促进测绘人员综合素质的提高。

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