论数字化测图技术的发展趋势

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  摘要:文章介绍了国内数字测图系统的发展状况,并对国内数字测图系统中存在的问题提出了看法。
  关键词:数字化测图技术 发展 Microstation
  
  全野外数字测图,也称大比例数字测图或数字地形测图。它是随着全站仪(电子速测仪+电子记录器,简称全站仪)的发展而衍生的一种测图方法。全野外数字测图是以计算机为核心,在外连输入输出设备(软、硬件)的支持下,对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图、管理的测绘系统(见图1)。
  
  传统作业模式
  
  自20世纪80年代初,我国部分测绘院校、科研机构及生产单位相继开展了数字测图的研究工作。90年中期,国产的数字测图软件问世并投入生产使用,掀开了数字测图的新篇章。纵观国内数字测图技术,其发展经过3个阶段。
  第一,野外测记坐标,室内成图。
  


  全站仪的出现,使数字测图成为现实。可由电子手簿存储坐标,同时配画标注点号的人工草图,到室内将测量数据传输至计算机,参照人工草图编辑图形文件,经人机交互编辑修改,最终生成数字图,由绘图仪绘制地形图。这虽是数字测图的初级阶段,但使我们看到了数字地形测图的美好前景。
  第二,电子平板。
  便携式计算机的出现,使数字测图有了一个质的飞跃。它直接输入全站仪采集的数据,配合测图软件,现场绘制地形草图,室内编辑并由绘图仪绘制地形图。20世纪90年代中期,市场上出现有:“南方CASS内外业一体化成图系统”、“武汉瑞得RDMS数字测图系统”、“清华三维EPSW电子平板测图系统”、“广州开思SCS成图系统”等测图软件。最具代表性的软件是EPSW,它的软件设计思路新颖,操作界面简单,测量速度快,图形文件可以向DWG格式转换,可供设计人员在AutoCAD平台上作业,且后期可处理数据入库。其作业流程如图2所示。但便携式计算机的野外性能差、价格昂贵,造成生产成本加大。且随着便携式计算机的更新,单色显示器被真彩显示器替代,野外作业视图能力显著下降。此时,电子平板的采集数据设备向掌上型计算机转换,现在的测绘市场有众多用户采用这种测量模式。由于前期的测图软件数据格式主要面向AutoCAD(DWG或DXF),而目前国内城市规划及设计部门基本上选用Microstation图形软件,其编辑功能十分强大,可与AutoCAD无缝连接,其数据格式能够与众多的GIS软件接轨。因此,电子平板软件需开发与Microstation数据接口。
  第三,野外测记坐标及属性,室内成图。
  
  数字测图的新方法
  
  随着地理信息系统的发展,绘制数字地形图的目的不仅为了形成一份电子文档资料供设计人员机助作业,它还要作为地理信息系统的基础数据进行入库,面向更多的用户,这就是数据测图系统需要面对的两个方面。以Microstation为例,城市规划部门最终需要DGN文件格式数据文件两份(包括“一图”、“二图”)。“一图”是对全部地形要素按照数据库标准制作的数据文件(不是入库后的数据);“二图”是用以绘制标准地形图的数据文件,用于绘图。以前市场上出现的数字化测图软件在输出数据格式上迅速向Microstation数据格式靠拢。但不同城市规划部门所要求的DGN文件格式数据有些异同,这就使得测量单位受制于软件公司。一些实力强的单位自行研发野外采集及数据转换软件。这就是现在的数字测图模式。
  


  这种作业模式和最初的作业模式有些雷同,即野外由全站仪或电子手簿采集数据及其属性并对其处理,室内编辑。随着电子科技的发展,全站仪已向智能型转变,自身带有强大的记录存储器,可记录测站所有信息,还可外挂掌上型记录器,数据格式为OBS,易于转换成多种数据格式,可与Microstation、AutoCAD及其他成图软件连接。在Microstation下开发嵌接模块,转换入库数据格式(GPS-RTK技术也能够实时提供测点在指定坐标系的三维坐标成果,但它受卫星、电台信号影响,适宜地貌测量)。其作业流程如图3所示。
  


  这种作业模式,野外采集数据时需画相互关系草图,内业编辑工作量较大。所以,该作业模式不是十分优秀的。野外数据采集还是需要像电子平板那样,野外即测即绘。但国内目前的现状是,不同的城市规定了不同的数据格式。在数据处理方面制约着市场上现有的数字化测图软件的发展,出现了某一品牌软件控制某一块市场,当生产单位跨区域作业时产生矛盾。而生产单位进行软件研发会加大成本支出。目前,国内实力较强的软件公司,在针对数据转换这一块,做成了不同的数据处理嵌接模块,相对应不同的数据格式,完全满足数字地形图的要求。
  
  结束语
  
  全野外数字化测图经过近20多年发展,可以说是百花齐放,百家争鸣。其技术基本替代了传统的白纸测图,促进了测绘行业的自动化、现代化、智能化发展。测量的成果不仅有绘在纸上的地形图,还有方便传输、处理、共享的数字信息,即数字地形图,它将为信息时代地理信息的发展产生积极的意义。
  (作者单位:武汉大学测绘学院)
  
  参考文献
  1、潘正风,杨正尧.数字测图原理与方法[M].武汉大学出版社,2002.
  2、郝向阳,赵夫来.数字测图原理与方法[M].解放军出版社,2002.
  3、周满贵,陈能.野外测图直接成图的EPSW系统应用[J].东北测绘,1999(1).
  4、国胜利.野外数字化测图系统[J].北京水利,1998(1).
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