GPS设备辅助定向运动制图的应用研究

曹雷

摘 要：近几年，定向运动制图方式由于其知识性和趣味性，在我国受到了广泛关注。然而，定向运动制图方式却并不简单，对专业水平和操作能力有着较高的要求。定向运动地图和其他地图有所不同，在测绘图、基建图等方面，定向运动地图需要包括详细的信息并且不影响易读性。该文将针对GPS设备辅助技术在定向运动制图中的应用进行分析，并结合笔者多年工作经验为相关研究提供参考。

关键词：GPS设备;定向运动制图;OCAD软件

中图分类号：P285        文献标志码：A

GPS技术是十分成熟的一种定位技术，GPS设备能方便地确定经纬度，并且准确收集航点和航迹信息。在实地勘测的前期阶段，GPS技术设备与传统定向运动地图测绘相结合，能够有效地提升地图测绘精度，并且使定向运动制图更加快速、准确和科学。

1 定向运动制图概述和分析

1.1 定向运动制图概述

定向运动制图是在已有的底图基础上，通过人工测绘的方式，按照国际制图标准，编绘符合运动特点的专题地图的手段。定向运动制图虽然趣味性和知识性较强，但是对操作人员的专业水平和操作能力也有较高的要求。制图员不仅需要有地形学、测绘学的知识，还需要学习定向运动的理论知识，熟练掌握运动制图的方法，了解定向运动的规则和熟练使用OCAD软件。为了能够提升地图的清晰性和易读性，制图员还需要在制图的过程中进行综合操作，主要包括地貌综合和地物综合2类。在制图的不同阶段，要对地貌符号、结构线或者其他要素进行明确的标识，对于部分宽窄的标识上可以部分放大，尤其是在转折、走向等点位。定向运动制图的目的是为了能够制作出完整规范的定向地图，对地图质量要求比较高，并且需要确保地图的准确完整和清晰易读。

1.2 定向运动制图技术要求

相对精度要求，能够保证运动员在使用过程中感受得到地图的精确，对一些特殊的定位，也应当与运动员的指北针和步测结果相符。对于平面位置的误差要求一般在5 %以内，实际特征物和地图上的标注误差要小于0.5 mm，便于运动员进行计算和预判。制图时应当严格按照标准来对地理信息进行测量和描绘，但是由于定向地图不可能将地区内所有地理信息全部显示在地图中。因此在制图过程中采用合理的手法，对地理信息进行适当的概括，能够更加符合定向运动地图的要求。对于表示各级道路宽窄、形状和走向转折等有标志意义的参照点时，应当结合实际情况进行适当的放大，给运动员明确的标识，使他们能够运用地图进行定位和预测。

1.3 定向运动制图步骤规范

定向运动制图目前并没有一个统一的绘制步骤，但是根据实际情况，大多数制图员在绘制过程中，一般都会采用以下步骤进行绘图，确保定向地图的清晰易读。简易流程图如图1所示。

前期工作：在前期需要对定向运动场地进行实地考察，收集该地区的地形图和工程测量图，如果有旧的定向运动地图，也可以用来参考。然后，利用GPS技术的航摄图片作为更新数据，对底图进行绘制，将该区域内的地形情况和相关特征标注出来，对危险区域和禁区也要明确标记，确定成图的规格、比例尺、等高线等各种所需条件。电脑绘图：电脑绘图一般都是利用OCAD软件进行，对手绘稿件进行扫描，结合国际定向运动中的相关规范进行编辑，最终确定定向地图的比例大小，提升其精确程度和易读性，对存在的各种问题进行修改和完善。地图输出：对OCAD软件中的定向运动地图进行打印，一般是四色印刷，在打印时要注重对颜色进行调试，确保地图颜色鲜明，满足运动员的使用需求。

1.4 定向运动制图传统流程优缺点

当前定向运动的地图制作大多使用着传统的勘测方法，以基本地形图和基建图作为底图，通过实地勘测确定地图中各项信息数据。而由于底图中的信息较少，因此需要制图员进行大量的手工测绘工作，这样不但效率低，而且制作的精度也无法得到保障。定向地图需要包括详细的信息和精准的标记，这对传统制图方式是一项很大的考验。在当前科学技术迅速发展的背景下，GPS技术设备作为一种辅助手段参与到定向运动制图中去，能够有效地降低制图员的工作强度，并且提升地图的精度，对我国的定向运动制图发展有着重要意义。

2 GPS技术设备在定向地图制图中的应用分析

2.1 多种底图叠加处理

底图是定向地图制图的基础，底图质量将直接影响着定向地图的质量。因此，如何获得高质量、高精度和信息全面的底图，成了地图编绘工作的关键。利用GPS技術，将地形图、工程测量图、卫星图和GPS数据进行叠加处理，从而丰富底图信息，提升底图的质量。当然，在进行叠加处理的过程中，应当注意保证底图的清晰，这也为定向地图的易读性打好基础。在操作方法上，一般有3个步骤。第一，将2种不同类型的同区域的底图导入OCAD中进行调整。第二，将GPS数据和底图相互叠加。第三，通过GPS数据和底图的叠加，来丰富底图的各项数据，并且将原底图中缺乏的信息标注到新的底图上，这样能够减少大量工作量，并且提升了底图的清晰度。

2.2 点状特征物数据收集

定向地图由点、线、面和等高线等详细的地理数据组成，因此要想在野外将制图员测量的数据标注在地图上，十分困难。但是GPS设备能够利用测距仪和GPS进行取点，从而使定向地图中的点状特征物更加精确。另外，在收集过程中，为了保证点状特征物的精确度可以取平均值，并且在导入OCAD软件时，利用统一的符号进行替换，加快制图速度。

2.3 线状特征物数据收集

定向地图中，一些小路显示错综复杂，给制图员的工作带来很大困难。而利用GPS数据信息，则能够通过步行记录GPS轨迹，然后将轨迹导入OCAD软件中，通过数据处理即可得到理想的线状特征物。并且，在GPS轨迹收集过程中，不需要其他操作，只需要正常开启GPS设备即可，通过步行得到轨迹信息，并能够直接利用，在OCAD中进行再次复核和验证，即可保证准确度。

2.4 面状特征物数据收集

GPS有2种面状数据收集方式，第一是利用轨迹轮廓进行描绘，第二种是在面状信息的外部轮廓突出位置进行取点。这2种方式都能够提升精度，通过与OCAD底图进行叠加，能够使地理信息更丰富，提高测绘效率。

2.5 地形特征数据收集

地形特征主要是等高线的测绘。在实际测绘中，利用手持GPS设备进行测绘时，精度较差，但是可以利用GPS设备对山脊和山谷线进行数据信息采集，通过确定山脊和山谷线的走势，就能够结合地图测绘出等高线的实际分布的情况。

3 结语

总而言之，利用GPS技术对各种地理信息进行收集，能够大大提升传统测绘方式的速度，通过快速搜集各种符号并与底图叠加，使定向地图信息更加丰富，有利于运动员的使用。GPS技术的应用提升了定向运动制图效果。

参考文献

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