浅析数字化地形测量方法及测量中相关问题的处理靳李涛

浅析数字化地形测量方法及测量中相关问题的处理靳李涛

靳李涛

河北省煤田地质局物测地质队河北武安054000

摘要：在当前信息时代，随着科学技术的快速发展，其数字化和智能化水平不断提升，这也使数字化优势在测量行业中充分的体现出来，数字化地形测量在当前测绘工作中应用十分普遍。其应用先进的测量仪器，并灵活运用各种定位方法，不仅为信息获取提供了更多的便利，而且有效的提高了成图的质量，确保了绘图的最终效果。

关键词：数字化地形测量；方法；问题

引言

随着测绘技术的飞速发展，GPS+全站仪+计算机的全数字化地形测量模式逐步成熟并基本普及，这种模式正在替代而且必将完全替代传统的大平板仪地形测量，成为地形测量的主流模式。另一方面，地形测量模式的更新又将对测绘单位仪器设备、人员素质、管理方式、作业组织等产生一系列的影响。本文以近年来甘肃省地矿局第一地质矿产勘查院数字化地形测量实践为基础，介绍数字化地形测量的一些成熟方法，提出了相应观点。

1、数字化地形测量的基本原理

数字化地形图指以测绘仪器采集地形、地物要素的坐标及其信息，借助绘图系统再现与传统地形图表现形式相同的地形图。数字化地形测量需要采集地形、地物要素的点位信息、连接信息和属性信息，点位信息即点位的三维坐标（X、Y、H）；连接信息指点间的关联关系；属性信息一般用拟定的符号或文字描述地形要素的分类、性质、特征等。

2、数字化地形测量的仪器设备条件

数字化地形测量的仪器设备从控制测量到成果成图输出大致需要GPS接收机、全站仪、计算机、绘图仪以及与之相关的平差计算成图软件、数据传输接口、交换附件、通讯器材等。仪器设备配置水平较常规地形测量是一个质的飞跃。

3、数字化地形测量的人员素质条件

数字化地形测量的技术人员应当熟练掌握测量专业技术、熟练掌握计算机及测绘软件的应用技术，这对测量人员的技术素质提出了更高的要求。

4、数字化地形测量的方法

4.1原图数字化

当一个城市（地区）需要用到数字地形图而一时因经费困难或受到时间等原因的限制时，该方法是再适宜不过的了。它能够充分地利用现有的地形图，仅需配备计算机、数字化仪、绘图仪再配以一种数字化软件就可以开展工作，并且可以在很短的时间内获得数字的成果。即使一时连购买设备的经费也难以落实，也可让具备有图纸数字化能力的测绘单位代而为之。它的工作方法有两种：手扶跟踪数字化及扫描矢量化后数字化，后一种要比前一种的精度高、效率高。但是，利用该方法所获得的数字地图其精度因受原图精度的影响，加上数字化过程中所产生的各种误差，致使它的精度要比原图的精度差，而且它所反映的只是白纸成图时地表上各种地物地貌，现势性不是很好，所以它仅能作为一种应急措施而非长久之计。

4.2航测数字成图

当一个地区（或测区）很大时，就可以利用航空摄影机在空中摄取地面的影像，通过外业判读，在内业建立地面的模型，通过计算机用绘图软件在模型上量测，直接获得数字地形图。随着测绘技术的发展，数字摄影测量已在我国的某一地区取得了试验性的成功，在不久的将来将会得到推广。它是通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像，内业通过专门的航测软件，在计算机上对数字影像进行像对匹配，建立地面的数字模型，再通过专用的软件来获得数字地图。可以说，这将是我们今后数字测图的一个重要发展方向。该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成，具有成图速度快、精度高而均匀、成本低，不受气候及季节的限制等优点，特别适合于城市密集地区的大面积成图。但是该方法的初期投入较大，如果一个测区较小，它的成本就显得较高。所以现在基本上由一些较大的单位来承担。

4.3地面数字测图

当进行测绘的区域范围内没有大比例尺地图的情况下，在这种情况下需要获得较高精度的大范围地形图时，同时又受制于经费制约，针对于这种时候可以直接采用地面数字测图的方法。地面数字测量是当前我国测绘单位测绘工作中采用的主要方法之一，利用这种测量方法所得到的数字地图不仅精度较高，而且具有较好的可靠性，能够将重要地形物之间的相邻控制点精度控制在5cm左右，但整个测量过程中所需要的人力、物力和财力消耗较大。在采用地面数字测图方法时，尽可能的将当测站点与碎部点之间的距离控制在500m以下，确保地物平面位置误差绝对值保持在规定要求范围内，有效的提高测量的精度。虽然在地面数字测图过程中对于测距的最大长度有明确的规定，但在实际测量过程中，往往需要根据实际情况来进行适当放宽，这对测绘的精度并不会带来影响。

5、数字化地形测量中存在的不足和问题

5.1数字化测绘设备的质量及维护问题

数字化地形测量主要是指利用计算机自动化机器完成地形测量的相关活动，主要用到GPS接收机、电子全站仪等仪器设备和计算机、绘图仪、平差计算成图软件等自动化成图软件，及数据传输、交换附件、通讯器材等，其仪器设备配置水平较常规地形测量是一个质的飞跃。优质的测绘仪器是一切工作的前提，而随着地形测量市场的不断发展，数字化测绘设备从生产到采购，都存在这一定的质量问题，再到其使用过程中的维护工作，若数字化测绘设备质量得不到保证，维护不及时，则会降低测量效率，造成地形测量精度出现较大误差，影响到今后的施工。

5.2对于等高线的处理不够精确

等高线是一个闭合曲线，它将地形图上高度相等的各个点连接起来，是编制数字化地形图的重要因素，等高线测量的准确度能够有效提升地形测量的实际精度。在数字化地形测绘的过程中，要求测量者以野外采集地貌点的高程为依据，利用等值内插的方式来对高度相等的点进行有效连接。但是实际等高线测量过程中，测量者很难将所有的地貌点通过等值内插的方式来进行有效连接，造成测量过程中出现一定的误差；此外，由于地形复杂，有的野外地貌如暗沟之间并不能形成等高线差，再加上标记错漏等问题的出现，使得数据采集的有效性大大降低，从而对测量工作整体的精确性产生严重的不良影响。

6、数字化地形测量中问题的应对措施

6.1严格按照标准操作仪器

在具体测量过程中要保证仪器处于良好工作状态下，而且在操作仪器过程中要确保其安全平稳，精确对中，在利用标尺测量时，需要竖立在地形特征点上，而且在使用过程中要确保标尺的垂直性和稳定性。严格按照要求在规范规定的范围内应用不同的比例尺进行地形图的绘制。

6.2碎部点测绘

用全站仪采集碎部数据时应当根据使用的仪器及成图精度要求限制况线长度，对于大比例尺测图必要时还须进行偏山观测。使用动态GPS和全站仪进行碎部测图，就碎部点坐标而言可以保证足够的精度。

6.3基线基点布测

对地形的测量则运用动态GPS来测起点坐标，再联系基线长度和勘探线方位，算出另一个基线端点的坐标，采用线放样法对基线上的基点进行精确实测，按基点到起点的距离，确定基点位置再埋设标石。在选择坐标系统时，要充分结合已经存在的控制资料和图件，建立的GPS控制网，其相邻点位误差要小于0.1m，投影长度的变形值要小于2.5cm/km。

7、结语

在科学技术快速发展的新形势下，数字化地形测量的应用空间不断扩展，其具有更高的精度及效率。尽管当前数字化地形测量技术还存在一些不完善的地方，但只要我们在实际测绘过程中更好的掌握设备仪器的使用方法，提高人员的整体素质，采用先进的技术手段，这必然能够更好的发挥数字化地形测量的重要作用，为测绘行业的健康发展奠定良好的基础。

参考文献：

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