数字化测绘技术浅析

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1、数字化测绘技术浅析廖之平（1998年6月）摘要数字化测绘产品的应用已日趋广泛，测绘技术面临新的变革。本文从生产的角度，对当前常用的数字化测绘技术进行分析，让测绘工作者有一个较全面的了解。关键词测绘 数字化 测记法 电子平板 室内矢量化随着科学技术的发展，特别是测绘技术和计算机技术的飞速进步，传统测绘已受到新技术的严重挑战；另外社会各行各业对测绘产品也提出了更高的要求。因此，在我国，数字化测绘得到迅速普及。数字化测绘技术是计算机技术与测绘技术有机结合的产物。它让测绘成果信息化，以适合信息社会的发展要求。通过计算机这种现代化工具，让测绘产品的使用与维护变得方便、快捷、直观，且产品显多样化趋势，让测

2、绘产品的应用走上科学化、自动化的轨道。因而大大提高了测绘产品的技术含量和应用水平。 测绘产品的数字化，与传统的测绘产品（图纸和表格）比较，具有明显的优越性，具体表现在： 1、数字化的测绘产品，可以通过计算机的模拟，直观地反映出地形的真实情形，让测绘成果一目了然，生动地表现了现实的地貌特征；一改传统产品只有线条、符号和数字，必须具备一定的专业知识才能读懂的缺陷。 2、利用计算机，数字化测绘产品的储存、管理与维护等变得方便快捷，而且经济实惠。对需要区域的图形或其它信息可以快速查找。对图形或其它信息的局部更新方便快捷，随时保持图形信息的现势性。3、根据不同用户的需要，可以对图形中各种要素进行不同的组

3、合，得到不同用途的专题图。另外还可以随意对图形进行拼接、变换比例尺，让一份数字化测绘产品用途更加广泛。4、利用计算机，数字化测绘产品的使用变得方便、快捷。利用测绘产品在计算机上进行各种设计（如城市道路网的设计等），可以方便地进行多种方案的设计与对比。另外，对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也十分准确且方便。另外，有计算机的帮助，测绘产品的应用将步入自动化、科学化、规范化，其应用水平也将达到一个新的高度。 5、数字化产品对地形地物的表达精度也得到很大的提高，这对于某些有较高的精度要求的测绘产品（如房产测绘等）中，也只能使用数字化形式进行表达才能满足相应的精度要求。 6、数字化的测绘产品在携带传送

4、中具有极大的方便、特别是通过互联网络，信息的传送更为方便快捷。以上只是简单列举了数字化测绘产品的优越性，其实数字化产品的优越性还有很多，这里不能一一列举，相信使用过数字化测绘产品的人，都深有体会。数字化测绘产品的优越性有目共睹，因此，数字化测绘必将是现代测绘的最重要的发展方向，它符合现代社会信息化的要求。在不久的将来，数字化的测绘产品将会代替传统的图纸和表格。为了迎接这一挑战，亦是抓住这一历史性机遇，作为以传统测绘为主的测绘单位，应大力发展数字化测绘技术，这是我们的当务之急。从目前国内应用来看，数字化测绘的技术日趋成熟，应用亦趋广泛。对于大比例地形图（或其它专题图）来说，为了得到数字化的测绘产

5、品，目前有两个主要途径。一是进行野外数字化测绘；二是将原有图纸进行室内数字化（当然还有刚刚兴起的大比例尺数字化摄影测量）。下面针对这些方法和的技术特点作一分析比较，让大家有一个较全面的了解。一、野外数字化测绘技术分析 野外数字化测绘，就是在实地现场进行全解析法测绘，通过专业的数字化成图软件，得到现势性很强的数字化测绘产品。野外数字化测绘的特点是成果的现势性强，信息完整，精度较高；但投入费用亦较高，成图时间长。目前常用的野外数字化测绘的方法有测记法和电子平板法。下面对野外数字化测绘的两种方法进行简单的分析比较。、测记法的技术特点首先谈一谈测记法。测记法就是对观测数据进行边观测边记录，记录的内容包

6、括每个测点的各种观测数据，以及观测点的地物地貌特征代码和连线关系。观测完成后将记录的信息通讯到微机，利用专业软件将记录信息转换为图形。然后对图形进行必要的编辑和修正，即可得到数字化的地形图（或其它专题图）产品。当然还可根据用户的需要对图形附加各种信息。测记法的特点是“观测记录成图”三个环节。 根据测记法的作业特点，在这对它在进行数字化测绘的优缺点作一个简单的分析。 测记法的优点： 1、外业设备要求相对不高。利用光学经纬仪加测距仪，再加轻便的记录设备（如目前常用PCE500袖珍型计算机）即可。因此投入的成本相对低，同时还可以充分利用现有的仪器设备。 2、外业时携带设备轻便，减轻了外业的作业强度。

7、使用全站仪时，甚至可以利用全站仪本身的内存进行数据信息记录，作业时工具设备的携带更为方便。 测记法的缺点： 1、为了记录每个测点的特征代码和连线关系，一般事先应绘制草图，并对待测的地物、地貌点进行预编号，以便观测记薄时进行代码和连线关系的记录。 2、记录时难免出现代码和连线关系的记录错误，所以成图时易产生混乱。给图形编辑带来较多的麻烦，增加了内业成图的工作量。 3、外业时易产生遗漏。一是由于草图绘制不够详实。二是施测过程中，由于没有直观的图形参考而产生遗漏。 4、内业图形编辑工作量大，因而成图速度慢，特别是外业无法实测而需要丈量解析时，更显不便，有时甚至要反复到实地踏勘。 以上分析的是测记法，

8、它是外业数字化测绘常用方法之一。它是早期进行大比例数字化测图的主要方法。在外业施测数字化图时，目前还有另一种常方法，那就是电子平板法。、电子平板的技术特点 所谓电子平板，就是利用便携式计算机（内装专业的测绘成图软件），在测站直接将观测数据进行展点；并根据实地的地形情况进行连线、编辑、加入各种文字，绘制成图。类似于常规平板仪测图时的情形，所以叫做电子平板。电子平板的作业特点是“观测成图”两个环节，比测记法少了“记录”这个中间环节。 根据电子平板的作业特点，下面对它在进行数字化测绘的优缺点作一个简单的分析。 电子平板的优点： 1、方便直观。每测一点，即可绘制其图形，与常规平板测图一样，对所测的图，

9、情况一目了然。也就是常说的“所见即所得”。 2、丰富多样的作图工具，软件根据测绘的特点，提供各种绘图工具，使用起来比常规平板测图更为方便快捷。特别是使用电子笔操作时，更是得心应手。 3、外业测绘时免去了绘制草图和预编码。测绘时，现场根据所测地物、地貌进行绘图，另外在现场还可以直接各种注记。把图形编辑工作在现场解决。 4、真正做到测一片清一片。方便发现观测错误和遗漏，随时可以进行现场纠正，避免了测记法的反复。 电子平板的缺点： 1、外业测绘时投入的设备较大。一般要求每一作业小组配备一台套全站仪和一台便携机，以及便携机的供电设备。 2、由于外业时携带设备多，外业人员作业强度增大。 3、便携机在野外

10、露天作业，容易损坏，造成作业成本加大。 4、便携机在野外的供电时间问题不好解决。 5、要求电子平板操作员对成图软件非常熟悉，且操作快捷得当，否则大大影响外业测绘的工作效率。 以上分析的是野外测绘大比例尺数字化图常用的两种方法。二者各有优缺点。所以目前在实际应用中均有一定份额，但单纯从测绘大比例尺数字化图的效率来看，我个人认为电子平板方法更好。它与常规平板一样有直观、快捷、所见即所得等特点。而且软件一般均提供丰富的作图工具，让作业效率得到进一步的提高。更主要的是，它减少了一个中间环节，不但提高了成图速度，更减少了出错的机会。二、室内数字化技术分析 获取大比例数字化图的另一种方法是在原有图的基础上

11、，进行室内数字化，即将常规的图纸和表格，利用专业软件，通过一定的方法，将其转换成数字化的测绘产品。 这种室内数字化的优势是投入相对少的经费，即可得到数字化图，而且成图周期相对较短。其不足是其产品现势性稍差；资料难免不全面；另外是精度稍低，理论上最好的情况只能保持原纸图的表示精度。 室内数字化的作业方法。根据使用不同的仪器和软件，亦大体可分为两种方法。一种是作用数字化仪进行手扶式跟踪数字化；另一种是先将图纸进行扫描，得到栅格图后，再通过专业的扫描矢量化软件进行屏幕跟踪数字化。、手扶跟踪数字化的技术特点 首先谈一下利用数字化仪进行的手扶跟踪数字化法。该方法是让数字化仪与计算机连接，通过计算机内的专

12、用软件，作业员用数字化的游标，将不同地物、地貌进行逐点手扶跟踪采点，输入计算机后由专业软件绘制图形，从而得到数字化图。 数字化仪手扶跟踪数字化，是早期室内数字化的主要方法，也是简单可行的数字化方法。根据其作业的特点，下面简单分析它的优缺点。 手扶跟踪数字化的优点： 1、利用数字化仪菜单和屏幕菜单，操作简单方便。 2、作业时纵览全图，方便分类进行数字化采集或选择性采集。 3、对于线条较长的图形，数字化采集时快捷、效率高。 手扶跟踪数字化的缺点： 1、每个作业负必须配备一台数字化，投入成本较大，常由于设备限制，无法大面积进行工作。 2、作业员的作业强度相对较大，容易疲劳（作业员常常需要站立起来进行

13、操作）。 3、由于通过游标的十字丝进行采点，单纯靠人的眼睛来判断，所以采集精度难以保证较高的精度，造成精度损失。 4、数字化时缺乏自动化手段，纯粹是人工逐一操作。 5、数字化成图后常需回放图与原图进行套合检查。 以上分析的是数字化仪手扶跟踪数字化的一些特点。室内数字化的另一种方法是利用专用软件进行扫描矢量化。 、扫描矢量化的技术特点 扫描矢量化的成图方法是：将原图用扫描仪进行扫描，得到栅格格式的地形图影像图；再利用专业的扫描矢量化软件，在影像图上以自动或半自动的方式进行跟踪矢量化，或者将影像图作适当放大后进行人工跟踪矢量化，从而将原图实现数字化。 扫描矢量化是近几年兴起的室内数字化新方法。根据

14、扫描矢量化的作业特点，下面就这种方法在生产实际的优缺点进行简单的分析。 扫描矢量化方法的优点： 1、由于矢量化软件可以共享。所以作业时可以随时增加作业人员，适用大批量进行数字化作业。 2、直接观察计算机屏幕进行作业，劳动强度相对较轻。 3、由于在屏幕上可以进行放大采点，所以采集精度在理论上得到保证。 4、扫描矢量化软件。一般具有自动或半自动跟踪功能。因此具有提高数字化速度的巨大潜力。 5、进行数字化时，可以方便地对各类地物地貌赋以属性和代码。让数字化产品多元化，支持多种数据格式。支持GIS对图形数据的要求。 6、数字化后，矢量化图与扫描的影像图重叠，方便进行作业质量检查。 扫描矢量化方法的缺点

15、： 1、受屏幕范围所限，菜单操作较为烦杂。 2、受屏幕范围所限，一次只能看到图形的局部，进行采点矢量化时，特别是长线条的采集，有时觉得不大方便。 以上分析是室内数字化的两种作业方法，以发展的眼光来看，对于大量的室内数字化工作，扫描矢量化的方式将是较好的选择。而且随着软件自动化程度的提高。它的优越性将越来越明显。 三、数字化测绘技术的最新发展 就数字化测绘来说，方法是多种多样的。上面介绍的是目前测绘单位进行数字化测绘时常用的方法，也是较为成熟的方法。随着测绘技术以及计算机软硬件技术的发展，数字化测绘的技术也在不断发展。目前数字化测绘正围绕地理信息系统（GIS）为中心，结合当前最新的全球定位系统（

16、GPS）测绘与航空遥感（RS）测绘，以全新的技术和手段，将逐步代替传统的测绘方法与观念（特别是在基础测绘方面）。 结合GPS测量进行数字化测绘，是对传统测绘技术与措施的严重挑战。GPS测量最大的优势在于它直接接收卫星信号进行测量。一般不受地形的限制。施测灵活方便，记录或绘图可以直接跟随测点，十分有利于作业。因此说，GPS数字化测绘是野外进行实地采集的主要发展方向之一。随这项技术的不断完善，它将引起测绘技术的一次革命性的更新换代。它的成功和普及，将会淘汰目前我们常用的测绘仪器和技术手段。 航空遥感测绘。是指利用航空遥感（或摄影）像片，利用专业的软硬件设备，将航空遥感（或摄影）影像转为数字立体模型

17、，然后进行全自动或半自动化的数字化测绘成图。这种方法利用现势性很强的影像照片进行数字化成图，信息现势性强，自动化程度高，成图周期短，对于中小比例尺（如1：2千、：5千、：万等）地图测绘，具有明显的技术优势。这项技术目前已进入应用阶段，它在我国的基础测绘方面，正在得到逐步的推广应用。数字化测绘技术及数字化测绘产品的应用，十多年来，在我国正逐步推广，涉及到全国各地。它是测绘技术的一项巨大革新，更是测绘产品应用的一次革命。它让测绘及其产品，跟上了现代信息社会的发展步伐。特别是我国目前兴起的地理信息系统（GIS）的热潮，更离不开数字化测绘技术。作为GIS的基石之一，地形图库或专题图库，均必须经过数字化测绘技术来获取。各种用途的GIS建立，使得数字化测绘产品发挥更大的作用，同时也给数字化技术带来更为广泛的发展空间和应用前景。