论文部分内容阅读
【摘要】数字化测绘技术是测绘单位科技创新的任务和方向，也是提高单位自身实力和经济效益的重要手段。本文结合工作实际, 从工程测量应用领域出发, 就数字化测绘技术的特点及应用的探讨,有利于指导我们在测绘生产中改进测绘作业模式, 提高工作效率, 保证图形精度, 提高成图质量。
[关键词] 数字化测绘 工程测量
引言
工程测量学科是一门应用学科，它是直接为国民经济建设服务，紧密与生产实践相结合的学科，随着科技的飞速发展，特别是电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用，以及测绘科技本身的进步，为工程测量技术进步提供新的方法和手段，有力地推动和促进工程测绘事业的进步与发展，使工程测量的技术面貌发生了深刻的变化，并取得很大的成就。
一、数字化测绘技术的特点
1.1 测绘的基本原则
地图图形都可以分解为点、线、面三种图形要素, 其中点是最基本的图形要素。 测量的基本工作是测定点位坐标，在准确测定点位的基础之上, 一组有序的点可连成线, 而线可以围成面, 最后再借助一些特殊符号、注记来表示。如独立地物可以由定位点及其符号表示, 线状地物由各种线划、符号或注记表示, 等高线由高程值表达其意义。
1.2采用数字化测绘技术的优点
在传统工程测量技术的服务领域中，主要包括水利、交通、建筑等行业。随着计算机、网络技术的发展、测量仪器的智能化，数字化测绘技术得到了广泛的应用，而全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIs)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展，测量数据采集和处理的逐渐自动化、实时化和数字化，工程测量的服务领域也应进一步延伸，以满足不断提高的社会需要。数字化测绘技术实质是一种全解析、机助成图的方法。与传统测图技术相比, 具有显而易见的优势和广阔的发展前景, 是地形测绘发展的技术前沿。数字地形图最好地(无损地)体现了外业测量的高精度, 也就是最好地体现了仪器发展更新、精度提高的高科技进步的价值。它不仅适应当今科技发展的需要, 也适应了现代社会科学管理的需要, 如工程测量、地籍测量、管网测量、房产测量等等, 既保证了高精度, 又提供了数宇化信息, 可以满足建立各专业管理信息系统的需要。它有以下优点：
（1）它可以通过计算机的模拟,在屏幕上直观生动地(分层)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然,基本上改变和弥补了传统产品线条、符号和数字、文字等综合包罗,非具一定专业知识才能读懂的缺陷。
（2）数字化测绘产品在使用、维护和更新上具有方便快捷的特性,能够随时保持产品信息的现势性,可以随时补充修改,随时出新图提供使用。
（3）根据不同用户的需要,可以对产品的各种要素进行数据再加工,得到不同用途的图形,而且还可以随意对图形进行拼接、缩放,用途更广泛。
（4）利用数字化测绘成果,作为底图,可在计算机上进行各种规划与设计(如土地资源开发规划和城市道路网的设计等),可方便地进行许多方案的设计与比较,对各种要素的统计、汇总、叠加，分析也方便、准确。在计算机的帮助下,大大提高了测绘生产作业的自动化、科学化、规范化程度,数字化测绘产品的应用水平也将达到新的高度。除此以外,在其他方面还显示出很多优越性,但从以上几点足以可见数字化(地形、地籍)测绘很符合现代社会信息的要求,是现代测绘的发展方向。因而,以前以传统测绘为主的专业测绘单位,现在是以发展数字化测绘技术作为发展的目标与方向，显得更加科学，实用。
二、数字化技术在工程测量原图处理中的应用
在原图数字化处理中建立各种GIS系统时，需要对原有地图进行数字化处理，对于原始地图，若其现势性、精度和比例尺能满足要求，就可以利用数字化仪对其进行数字化处理工作。当前主要有手扶跟踪数字化和扫描矢量化、GPS数据输入三种方法，手扶跟踪数字化需要的仪器为计算机，数字化仪及相关软件，是较早的一种数字化输入方法，输入速度较慢，劳动强度也较大。扫描矢量化是通过扫描仪输入扫描图像，然后通过矢量跟踪，确定实体的空间位置。随着扫描仪的普及和矢量化软件的不断升级，其作业方法越来越趋于自动化，它是一种省时，高效的数据输入方法。GPS输入是依据GPS工具能确定地球表面图形精确位置，由于它测定的是三维空问位置的数字，因此不需作任何转换，可直接输入数据库，目前主要是应用RTK (Real Time Kine—matics—实时动态)技术，它是在GPS基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式，通过将1台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测，将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去；流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量，流动站的GPS接收机再利用OTF (运动中求解整周模糊度)技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置。应用这种测量方法测量可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度快速地测定图根控制点、界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次生成电子地图。同时，也可以根据已有的数据成果快速地进行施工放样。而实际应用得较多的主要是数字扫描矢量化软件，针对大比例尺地形图，大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息，高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。
三、数字化测绘技术在各类工程测量中的应用
3.1 数字测图在地籍测量中的应用
国家小城镇建设步伐的加快，城镇地籍测量工作在全国范围内展开，各地对地籍图的需求将急剧膨胀。地籍测量的目的是为了全面澄清城镇土地的属性、位置、面积、用途、经济价值及相互之间的关系，为建立全国土地管理信息系统奠定基础。随着高新测绘技术的开发和应用，数字化测绘技术的应用得到迅速发展。较之传统的大(小)平板仪(地形、地籍)测绘技术，数字化测绘可以让测绘产品更加多样化，技术含量和应用水平更高，产品的使用与维护更加方便、快捷、直观，与传统的测绘产品(地形、地籍图件)相比，数字化测绘产品具有明显的优越性。作业流程的科学化是数字测量的关键所在，结合测区已有的资料，以有关规程、规范为依据，设计作业流程，使之有条不紊地进行数字地籍测量工作。
3.2 数字化测图在地质工程测量中的应用
随着国家在地质勘查部署上实施矿产资源重点块区勘查战略，自治区在资源转换战略的实施“三五八”项目、“疆煤东运”项目，明确了地质资源勘查的目的和任务。通过几年来地质勘查基础工作的实施，越来越多的地质勘查工作转入普、详查阶段，而我们的测量工作也从小比例尺的物化探、地质勘查测量工作，转为矿山地质普查工程测量工作。地质矿产勘查工程测量中，测量工作需要为矿区提供控制测量、矿区地形图，而且随着地质勘查程度的不断深入，各种数据、图件在不断地细化更新，数字化测量的优势和特点在此得于充分体现。矿区地质勘查工程测量的作业流程见下图：
3.3数字测绘在数字地球中的应用
简言之,数字地球就是把经济和社会发展方方面面的信息,加载于一个统一的地理坐标框架中按数字的形式存贮于计算机,任何机构或个人均可通过网络通讯技术,足不出户便获取所需的信息做到，正所谓“秀才不出门,全知天下事”。数字地球是一个十分庞大的系统工程,技术复杂,涉及部门多,没有任何一个部门或团体能单独承担, 它需要地球科学、信息科学、空间技术和众多应用部门的配合。测绘作为地学和信息学的重要组成部分,在国家空间数据基础设施建设中具有不可替代的地位,空间基础信息的获取、处理,向信息高速公路提供内容丰富、形式多样的信息货物等工作已历史地落在测绘工作者肩上。可以说,数字地球始于测绘。我国测绘部门从 20世纪八十年代初期开始,对传统测绘技术进行了大规模的数字化改造。传统的光学定位技术已被光电技术、GPS技术所取代,传统的白纸测图已被数字测图和地理信息系统所取代,以地面测量为主向以卫星定位(GPS)、衛星遥感(RS)测绘等高技术为主的对地观测方面转变,被动的静态测量向动态的实时测量方面转变，测绘部门在数字地球基础框架建设方面做了大量工作,主要包括:建立了全国A级、B级GPS网；完成了全国1：100万、1：25万基础地理数据库和数据服务设施；建立了国情和省情综合地理信息系统；研制成功了从遥感立体影像自动建立数字地面模型的数字摄影测量系统；研制成功了数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、数字线划图(DLG)、数字栅格图(DRG)等“4D”产品生产线。数字地球的雏形已经形成。
当然，数字测绘技术应用于很多方面，由于篇幅有限，就不在此一一列举了。总之，数字测绘技术在工程测量中应用广泛，精确且便于使用，并且数字测绘技术也在日新月异地发展，广大测绘工作者要更新思维、坚持学习，不断接受测绘技术的新理论、新知识、新方法，做一个符合测绘技术发展的合格测绘工作者。
四、数字化测绘技术的展望
现代测绘技术及测绘仪器向数字化、电子化、自动化方向发展,打破了传统的手工测绘理念, 形成目前较好的一套数字化测绘解决方案。但是, 目前的测绘技术依旧存在着若干问题, 如怎样改进外业数据采集模式的问题、成图系统的统一标准问题, 内业编辑图形工作效率问题，图形数据结构与地理信息系统GIS 接口问题等等,这都需要我们广大测绘工作者的不懈努力, 不断提出新的任务、新课题和新要求, 有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展。
参考文献
[1] GB/T 18341-2001《地质矿产勘查测量规范》
[2] CH5002-92《地籍测绘规范》
[3 ]杨晓明,王军德,时东玉.数字测图( 内外业一体化).测绘出版社,2005(9).
[4] 邹振兴.数字化测绘技术的特点及在工程测量中的应用探讨.中国高新技术企业,2008.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
[关键词] 数字化测绘 工程测量
引言
工程测量学科是一门应用学科，它是直接为国民经济建设服务，紧密与生产实践相结合的学科，随着科技的飞速发展，特别是电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用，以及测绘科技本身的进步，为工程测量技术进步提供新的方法和手段，有力地推动和促进工程测绘事业的进步与发展，使工程测量的技术面貌发生了深刻的变化，并取得很大的成就。
一、数字化测绘技术的特点
1.1 测绘的基本原则
地图图形都可以分解为点、线、面三种图形要素, 其中点是最基本的图形要素。 测量的基本工作是测定点位坐标，在准确测定点位的基础之上, 一组有序的点可连成线, 而线可以围成面, 最后再借助一些特殊符号、注记来表示。如独立地物可以由定位点及其符号表示, 线状地物由各种线划、符号或注记表示, 等高线由高程值表达其意义。
1.2采用数字化测绘技术的优点
在传统工程测量技术的服务领域中，主要包括水利、交通、建筑等行业。随着计算机、网络技术的发展、测量仪器的智能化，数字化测绘技术得到了广泛的应用，而全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIs)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展，测量数据采集和处理的逐渐自动化、实时化和数字化，工程测量的服务领域也应进一步延伸，以满足不断提高的社会需要。数字化测绘技术实质是一种全解析、机助成图的方法。与传统测图技术相比, 具有显而易见的优势和广阔的发展前景, 是地形测绘发展的技术前沿。数字地形图最好地(无损地)体现了外业测量的高精度, 也就是最好地体现了仪器发展更新、精度提高的高科技进步的价值。它不仅适应当今科技发展的需要, 也适应了现代社会科学管理的需要, 如工程测量、地籍测量、管网测量、房产测量等等, 既保证了高精度, 又提供了数宇化信息, 可以满足建立各专业管理信息系统的需要。它有以下优点：
（1）它可以通过计算机的模拟,在屏幕上直观生动地(分层)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然,基本上改变和弥补了传统产品线条、符号和数字、文字等综合包罗,非具一定专业知识才能读懂的缺陷。
（2）数字化测绘产品在使用、维护和更新上具有方便快捷的特性,能够随时保持产品信息的现势性,可以随时补充修改,随时出新图提供使用。
（3）根据不同用户的需要,可以对产品的各种要素进行数据再加工,得到不同用途的图形,而且还可以随意对图形进行拼接、缩放,用途更广泛。
（4）利用数字化测绘成果,作为底图,可在计算机上进行各种规划与设计(如土地资源开发规划和城市道路网的设计等),可方便地进行许多方案的设计与比较,对各种要素的统计、汇总、叠加，分析也方便、准确。在计算机的帮助下,大大提高了测绘生产作业的自动化、科学化、规范化程度,数字化测绘产品的应用水平也将达到新的高度。除此以外,在其他方面还显示出很多优越性,但从以上几点足以可见数字化(地形、地籍)测绘很符合现代社会信息的要求,是现代测绘的发展方向。因而,以前以传统测绘为主的专业测绘单位,现在是以发展数字化测绘技术作为发展的目标与方向，显得更加科学，实用。
二、数字化技术在工程测量原图处理中的应用
在原图数字化处理中建立各种GIS系统时，需要对原有地图进行数字化处理，对于原始地图，若其现势性、精度和比例尺能满足要求，就可以利用数字化仪对其进行数字化处理工作。当前主要有手扶跟踪数字化和扫描矢量化、GPS数据输入三种方法，手扶跟踪数字化需要的仪器为计算机，数字化仪及相关软件，是较早的一种数字化输入方法，输入速度较慢，劳动强度也较大。扫描矢量化是通过扫描仪输入扫描图像，然后通过矢量跟踪，确定实体的空间位置。随着扫描仪的普及和矢量化软件的不断升级，其作业方法越来越趋于自动化，它是一种省时，高效的数据输入方法。GPS输入是依据GPS工具能确定地球表面图形精确位置，由于它测定的是三维空问位置的数字，因此不需作任何转换，可直接输入数据库，目前主要是应用RTK (Real Time Kine—matics—实时动态)技术，它是在GPS基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式，通过将1台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测，将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去；流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量，流动站的GPS接收机再利用OTF (运动中求解整周模糊度)技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置。应用这种测量方法测量可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度快速地测定图根控制点、界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次生成电子地图。同时，也可以根据已有的数据成果快速地进行施工放样。而实际应用得较多的主要是数字扫描矢量化软件，针对大比例尺地形图，大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息，高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。
三、数字化测绘技术在各类工程测量中的应用
3.1 数字测图在地籍测量中的应用
国家小城镇建设步伐的加快，城镇地籍测量工作在全国范围内展开，各地对地籍图的需求将急剧膨胀。地籍测量的目的是为了全面澄清城镇土地的属性、位置、面积、用途、经济价值及相互之间的关系，为建立全国土地管理信息系统奠定基础。随着高新测绘技术的开发和应用，数字化测绘技术的应用得到迅速发展。较之传统的大(小)平板仪(地形、地籍)测绘技术，数字化测绘可以让测绘产品更加多样化，技术含量和应用水平更高，产品的使用与维护更加方便、快捷、直观，与传统的测绘产品(地形、地籍图件)相比，数字化测绘产品具有明显的优越性。作业流程的科学化是数字测量的关键所在，结合测区已有的资料，以有关规程、规范为依据，设计作业流程，使之有条不紊地进行数字地籍测量工作。
3.2 数字化测图在地质工程测量中的应用
随着国家在地质勘查部署上实施矿产资源重点块区勘查战略，自治区在资源转换战略的实施“三五八”项目、“疆煤东运”项目，明确了地质资源勘查的目的和任务。通过几年来地质勘查基础工作的实施，越来越多的地质勘查工作转入普、详查阶段，而我们的测量工作也从小比例尺的物化探、地质勘查测量工作，转为矿山地质普查工程测量工作。地质矿产勘查工程测量中，测量工作需要为矿区提供控制测量、矿区地形图，而且随着地质勘查程度的不断深入，各种数据、图件在不断地细化更新，数字化测量的优势和特点在此得于充分体现。矿区地质勘查工程测量的作业流程见下图：
3.3数字测绘在数字地球中的应用
简言之,数字地球就是把经济和社会发展方方面面的信息,加载于一个统一的地理坐标框架中按数字的形式存贮于计算机,任何机构或个人均可通过网络通讯技术,足不出户便获取所需的信息做到，正所谓“秀才不出门,全知天下事”。数字地球是一个十分庞大的系统工程,技术复杂,涉及部门多,没有任何一个部门或团体能单独承担, 它需要地球科学、信息科学、空间技术和众多应用部门的配合。测绘作为地学和信息学的重要组成部分,在国家空间数据基础设施建设中具有不可替代的地位,空间基础信息的获取、处理,向信息高速公路提供内容丰富、形式多样的信息货物等工作已历史地落在测绘工作者肩上。可以说,数字地球始于测绘。我国测绘部门从 20世纪八十年代初期开始,对传统测绘技术进行了大规模的数字化改造。传统的光学定位技术已被光电技术、GPS技术所取代,传统的白纸测图已被数字测图和地理信息系统所取代,以地面测量为主向以卫星定位(GPS)、衛星遥感(RS)测绘等高技术为主的对地观测方面转变,被动的静态测量向动态的实时测量方面转变，测绘部门在数字地球基础框架建设方面做了大量工作,主要包括:建立了全国A级、B级GPS网；完成了全国1：100万、1：25万基础地理数据库和数据服务设施；建立了国情和省情综合地理信息系统；研制成功了从遥感立体影像自动建立数字地面模型的数字摄影测量系统；研制成功了数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、数字线划图(DLG)、数字栅格图(DRG)等“4D”产品生产线。数字地球的雏形已经形成。
当然，数字测绘技术应用于很多方面，由于篇幅有限，就不在此一一列举了。总之，数字测绘技术在工程测量中应用广泛，精确且便于使用，并且数字测绘技术也在日新月异地发展，广大测绘工作者要更新思维、坚持学习，不断接受测绘技术的新理论、新知识、新方法，做一个符合测绘技术发展的合格测绘工作者。
四、数字化测绘技术的展望
现代测绘技术及测绘仪器向数字化、电子化、自动化方向发展,打破了传统的手工测绘理念, 形成目前较好的一套数字化测绘解决方案。但是, 目前的测绘技术依旧存在着若干问题, 如怎样改进外业数据采集模式的问题、成图系统的统一标准问题, 内业编辑图形工作效率问题，图形数据结构与地理信息系统GIS 接口问题等等,这都需要我们广大测绘工作者的不懈努力, 不断提出新的任务、新课题和新要求, 有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展。
参考文献
[1] GB/T 18341-2001《地质矿产勘查测量规范》
[2] CH5002-92《地籍测绘规范》
[3 ]杨晓明,王军德,时东玉.数字测图( 内外业一体化).测绘出版社,2005(9).
[4] 邹振兴.数字化测绘技术的特点及在工程测量中的应用探讨.中国高新技术企业,2008.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。