数字化制图在测绘中的应用研究

摘要：数字化制图是一种将实地测量数据转化为数字形式并进行处理、分析和展示的技术方法，已经在测绘领域得到广泛应用。本文通过对数字化制图的基本概念、技术方法以及在测绘中的应用进行了详细阐述，总结了数字化制图在测绘中的优势和不足，并展望了数字化制图在未来的发展方向。

关键词：数字化制图；测绘；应用研究；优势；不足；发展方向

测绘是指通过对地球表面和地下物体进行测量、观测和记录，以获取地球表面和地下物体的空间位置、形状、大小、属性等信息的科学方法。数字化制图是将测绘数据进行数字化处理和展示的技术方法，其应用范围广泛，包括地图制图、地理信息系统、遥感图像处理等领域。

一、数字化制图的基本概念和技术方法

（一）数字化制图的基本概念

数字化制图是将实地测量数据转化为数字形式，在计算机上进行处理、分析和展示的技术方法。数字化制图的数据包括测量点数据、外业采集的地理信息数据以及室内采集的其他相关数据。

数字化制图系统通过计算机进行数据处理并将结果提供给用户，整体包括原始数据采集、GIS分析以及输出三个部分。原始数据采集是指通过外业调查获得的测量点信息，转化为数字形式，帮助用户准确地掌握测量区域的地形状况。GIS分析是指以数字化地形图为基础，经计算机软件对数字化地形图进行处理，以可视化图形的形式展现出来。输出是指将经过处理后的数字化地形图和相关信息资料提供给用户，其中包括电子地图、数字地图和GIS等内容。

通过数字化制图可以帮助用户了解测量区域的地理信息状况，提供相应的解决方案，其优点在于可以帮助用户准确掌握测量区域的地形状况、区域位置和地貌类型等信息。目前数字化制图在测绘领域已经在地形测量、土地资源调查、地籍测量、航空摄影测量等方面发挥了重要作用。随着科学技术的不断发展，数字化制图技术也在不断进步，例如使用遥感影像进行扫描、使用激光雷达进行扫描等。

（二）数字化制图的技术方法

数字化制图的主要技术方法包括：点图成图技术、线图成图技术、面图成图技术和多尺度空间分析技术。（1）在点图成图技术中，将实地测量数据扫描后输入计算机，并由计算机将这些数据转换为点图成图；（2）在线图成图技术中，利用全站仪或GPS采集实地测量的点的位置信息，利用软件将采集的数据转换成电子地图上的数字点；（3）在面图成图技术中，将实地测量数据通过扫描仪扫描后输入计算机进行处理分析，再转换成电子地图上的数字点；（4）在多尺度空间分析技术中，利用GIS软件对实地测量数据进行分析、存储和展示。

二、数字化制图在测绘中的应用

（一）数字化制图在地图制图中的应用

在传统制图中，主要采用人工作业方式，作业流程长、效率低、质量差，而且成本高。随着科学技术的发展和计算机技术的普及，数字化制图得到了迅速发展，地图制图的数字化也得到了广泛应用。在地图制图过程中，实现了数字化、自动化、网络化等目标，将各种要素和符号信息与现实世界精确对应，大大提高了工作效率和准确性。

在地图制图过程中采用数字化方法进行制图可以大大降低作业难度和作业成本。数字地图进行编辑处理后，实现地图符号化、参数化，使地图数据变得形象直观；可以实现属性编辑、编辑审核等功能；可以实现电子签名、电子印章等功能。这样不仅提高了工作效率和准确性，也简化了制图过程中需要进行的各种操作。

（二）数字化制图在地理信息系统中的应用

地理信息系统（GIS）以数据为基础，通过对各种信息的处理，提供一种对空间对象进行分析、操作和显示的方法和手段。地理信息系统（GIS）的出现与发展，是计算机科学在地球科学领域中的应用和扩展，是地理科学发展到一定阶段的产物。随着计算机技术、数据库技术、网络技术及图形图像处理等新技术在GIS中的应用，GIS已经成为地理科学领域一门综合学科，不仅具有传统的数据管理功能，而且还具有强大的图形和图像处理功能，这使得地理信息系统（GIS）具有了更广阔的应用领域和更多的应用潜力。

（三）数字化制图在遥感图像处理中的应用

遥感图像是通过遥感设备采集而来的，具有信息量大、范围广和获取信息周期短等特点。但是受到技术限制以及数据获取条件限制，遥感图像存在着不同程度的变形、色彩失真以及分辨率低等问题。为了能够更加全面、准确地获取目标地物信息，数字制图就成为一种重要手段。数字化制图将实地测量数据转化为数字形式并进行处理、分析和展示，既能够有效提高工作效率和成果精度，还可以保证测绘成果与实地测量数据相一致。在遥感图像处理中，数字化制图主要包括以下几个方面：对遥感图像进行预处理，包括去除杂色、噪声、模糊以及进行灰度变换等；对遥感图像进行滤波处理；对遥感图像进行分类和制图等。

三、数字化制图在测绘中的优势

（一）提高测绘数据的精度和准确性

通过将数字地形图进行数字化处理，可以将原本需要大量实地测量工作转化为计算机中的数据，使数字地形图和实地测量数据的精度得到了极大提高。由于数字化制图中测量人员采用的是全站仪、GPS等高科技测量仪器，对测绘数据进行实时处理，使测量数据具有较高的可靠性和准确性。传统的测量方式由于受到空间距离和时间距离等因素的限制，导致测绘工作效率不高、精度不高，而数字化制图可以降低测绘工作时间和成本，提高测绘工作效率。数字化制图可以在计算机中形成一个统一的、完整的、直观且易于理解和表达的图形信息系统，对地图上所显示的各个要素进行分析和处理，可以更好地帮助人们了解城市土地利用情况、发展趋势等，为城市规划和决策提供更好的依据。

（二）实现测绘数据的在线展示和更新

随着信息时代的到来，国家在测绘领域也逐渐加强了对测绘数据的在线展示和更新，数字化制图技术与信息技术相结合，能够为测绘数据的在线展示提供良好的基础。目前，随着国家信息化水平的不断提高，各种信息化软件和平台也逐渐出现在测绘工作中，这些软件和平台能够使测绘数据的在线展示和更新成为可能。例如在GIS系统中，地图数据就能够实现在线更新，将原有的纸质地图通过软件进行数字化处理并建立数据库后将其与现代信息技术相结合进行展示。例如在一些旅游景区中，也能够利用GIS系统实现对地理空间实体的展示，这样可以让人们更加直观地了解旅游景点以及周边环境。

（三）促进测绘数据的共享和交流

数字化制图技术可以将测绘数据进行数字化处理，并实现数据的共享和交流。在数字化制图技术中，地图不仅能够通过图形、文字等方式展示出来，还可以对数字地图进行漫游浏览，实现三维立体图的显示。地图可以展示出各种地理要素和地物的分布情况，可以进行导航定位，方便用户根据自身需求进行查询。数字化制图技术的应用能够实现地图数据的共享和交流，进一步提高工作效率。在数字化制图技术中，用户可以利用GIS软件对测绘数据进行查询、分析和显示，实现不同用户之间的交流。GIS软件还具有强大的空间分析功能和强大的地理信息数据库功能，可以方便地对测绘数据进行操作和管理。

四、数字化制图在测绘中的不足

（一）技术要求高，成本较高

在实际的测绘过程中，对数字化制图的要求主要体现数据质量方面，虽然现在大部分测绘项目都采用GPS作为数据采集手段，但仍然存在一些问题。一方面由于GPS本身的缺陷，定位精度低，容易受环境干扰和漂移影响，难以推广和应用。另一方面GPS在处理数据时存在精度误差。对于一般的项目来说，采用GPS进行测量可以满足精度要求，但对于像北京、上海这样的城市或经济发达地区来说，数据精度达不到要求。对于精度要求高的项目，可以采用全站仪、RTK等高精度测量手段，但往往由于成本限制难以实施。另外在对数据进行处理时需要一定的图形编辑、编辑软件和编程能力。这就要求从业人员具备一定的计算机应用能力。

（二）数据安全和隐私问题

随着计算机技术、互联网技术和信息通信技术的快速发展，数字化制图技术在数据采集、处理和分析过程中，数字化制图在测绘中的应用研究可能涉及一些个人隐私和敏感信息的处理，对数据的安全性提出了更高的要求，也越来越引起人们的重视。首先，数字化制图在测绘中可能会涉及数据采集过程中产生的隐私问题。例如，在采集GPS数据时可能会使用GPS定位系统获取到地理位置信息，如果被某些不法分子利用，可能会对个人隐私造成一定影响。其次，在数字测绘中，数字化制图主要通过计算机实现，而计算机是一个开放系统，一旦被不法分子利用就可能对个人隐私造成严重威胁。例如，不法分子通过恶意程序或木马程序侵入计算机系统，在未授权的情况下获取个人隐私信息。例如，在数字制图中需要将原始测绘数据进行预处理之后再进行制图操作。

（三）技术标准和规范不完善

目前，数字化制图的技术标准和规范还不完善，存在一些统一标准的缺失和不一致性问题，给数字化制图的应用和推广带来一定的困难，需要进一步完善相关的技术标准和规范。（1）在一些测绘项目的实施过程中，由于没有制定相应的技术标准和规范，使得测绘数据无法实现互联互通，导致数据采集不全、不统一和不规范，造成了测绘成果的质量不能得到保障。（2）在工程建设中，由于缺乏统一的标准，使得工程建设项目的审批过程中存在很多问题，例如基础资料的重复采集、信息共享程度低、建设项目审批周期长等。（3）由于缺乏统一的数据格式和标准，使得测绘数据在传输过程中存在较大难度。例如，数字线划图没有统一的格式要求，致使测绘数据和线划图之间无法进行有效交换；GIS（地理信息系统）无法与地形图进行有效交换；GIS软件、硬件、中间件之间缺少统一标准；不同测绘单位、不同系统之间数据格式不统一等。（4）在工程建设中，由于缺乏统一的行业标准和规范，使得数字线划图和GIS（地理信息系统）无法进行有效的共享和交换。（5）在工程建设中，由于缺乏统一的行业标准和规范，使得数字化制图过程中出现了很多问题，例如数字化制图软件无法与地形图进行有效的交换、GIS软件无法与工程建设数据进行有效的交换等。

五、数字化制图在测绘中的发展方向

（一）强化技术标准和规范建设

数字化制图技术的发展，不仅需要制定统一的制图技术标准，也需要制定相应的行业标准。首先，为了规范数字地图数据格式，应制定统一的地理空间数据标准和制图标准，实现资源共享。其次，在数字地图编绘技术体系中应制定相应标准，为规范数字化制图技术提供支撑。最后，加快制定《数字地图编绘技术》，提高我国数字化制图内容的标准化和规范化水平，促进测绘行业数字化制图技术向标准化方向发展。

（二）提高数字化制图技术的普及和应用

加强数字化制图技术的培训和推广，提高操作人员的技术水平，推动数字化制图技术在测绘领域的普及和应用。首先，加强数字化制图技术的宣传和培训，加大对数字化制图技术的研究力度，鼓励科研单位、教学机构以及生产单位相互合作，开发和应用相关的软件和设备，使数字化制图技术能够更好地服务于测绘生产和城市规划建设等方面。再次，提高测绘人员的综合素质。一方面要加强测绘专业人才队伍建设，建立一套完善、科学、合理、有效的人才培养机制，从而使测绘专业人才数量充足，结构合理；另一方面要加强对测绘人员的继续教育，使其能够具备较高的专业技能和综合素质。三是加大对相关设备的研发和推广应用投入，为数字化制图技术提供完善和稳定的硬件平台。

（三）加强数据安全和隐私保护

加强数字化制图过程中的数据安全和隐私保护，对数字化制图技术进行改革创新非常重要。在这个过程中必须加强数据安全和隐私保护方面的研究。（1）需要改进制图软件和制图技术。目前测绘软件越来越智能化、自动化、集成化，使得测绘数据在处理和存储过程中容易出现数据泄露现象。在制图软件中应增加数据加密功能；（2）对地理信息系统软件进行升级改造。地理信息系统软件与数据库和软件之间存在一定的安全漏洞。在地理信息系统软件升级时应采取措施保护数据安全；（3）制定相关的法律法规和管理制度，建立健全的数据安全管理体系，确保测绘数据的安全性和隐私性。

结语

数字化制图是将实地测量数据转化为数字形式并进行处理、分析和展示的技术方法，在测绘领域得到了广泛应用。数字化制图在测绘中具有提高数据精度和准确性、实现数据在线展示和更新、促进数据共享和交流等优势，但也存在技术要求高、成本较高、数据安全和隐私问题等不足之处。今后应加强技术标准和规范建设，推动数字化制图技术的普及和应用，并加强数据安全和隐私保护，以促进数字化制图在测绘领域的进一步发展和应用。

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作者简介：李莉娜（1988—），女，苗族，贵州松桃人，本科，助理工程师，主要从事测绘工作。