地形圖的補(bǔ)測(cè)與修測(cè)方法的探討

王洪生　李艷君

【摘 要】地形圖是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展和基礎(chǔ)建設(shè)的基本資料，并且對(duì)地形圖的要求現(xiàn)在也是越來(lái)越高，要有較高的精度，而且還要具有極強(qiáng)的現(xiàn)勢(shì)性。即充分反映地形地貌以及各種設(shè)施。為了保持地形圖的現(xiàn)勢(shì)性，滿足社會(huì)發(fā)展建設(shè)的要求。必須對(duì)地形圖進(jìn)行經(jīng)常性的補(bǔ)測(cè)與修測(cè)。因此，研究地形圖的補(bǔ)測(cè)與修測(cè)方法具有重要理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。本文總結(jié)并介紹了傳統(tǒng)的地形圖補(bǔ)測(cè)修測(cè)方法，主要有距離交會(huì)法、支距法、設(shè)站法和透繪法。但這些方法不僅耗費(fèi)大量的人力物力，而且成圖周期長(zhǎng)，難以滿足建設(shè)規(guī)劃用圖的要求。所以又總結(jié)了地形圖補(bǔ)測(cè)修測(cè)的新方法，括利用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位系統(tǒng)修測(cè)地形圖、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量在地形圖補(bǔ)測(cè)修測(cè)中的應(yīng)用。它可以及時(shí)反映地形地物的變化，保持地形圖的現(xiàn)勢(shì)性。

【關(guān)鍵詞】地形圖；補(bǔ)測(cè)；修測(cè)；RTK；數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量

0 緒論

1）地形圖的補(bǔ)測(cè)與修測(cè)主要內(nèi)容和更新意義

地形圖補(bǔ)測(cè)修測(cè)技術(shù)是要用最新的地形圖去完善和更新原來(lái)已經(jīng)有地形圖更新的一種方法。它的目的就在于保持其真實(shí)性和現(xiàn)勢(shì)性。地形圖數(shù)據(jù)完善和更新前首先把現(xiàn)有所有新的數(shù)據(jù)和需要更新的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)和判斷，并要對(duì)其更新的內(nèi)容要做到仔細(xì)解讀，以便更好的利用地形圖補(bǔ)測(cè)修測(cè)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。這樣就要求要充分的利用好已有的數(shù)據(jù)信息，對(duì)采集工作量和我修測(cè)的周期都會(huì)大大的縮短更新地形圖的周期，是各地基本用圖完成以后，測(cè)繪工作中的一項(xiàng)重要任務(wù)。

地形圖補(bǔ)測(cè)修測(cè)是各個(gè)國(guó)家及相應(yīng)的城市規(guī)劃部門(mén)、國(guó)土部門(mén)及建設(shè)部門(mén)經(jīng)常性的工作之一。是規(guī)劃部門(mén)、國(guó)土管理、城市市政和工程建設(shè)等工作的基礎(chǔ)資料，地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它的現(xiàn)狀性直接影響到修補(bǔ)測(cè)工作的效果、質(zhì)量和進(jìn)度。作為城市基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)劃、國(guó)土資源管理等所需的最為根本圖件，主要的各類(lèi)基礎(chǔ)地理要素和屬性?xún)?nèi)容表示詳細(xì)，地形圖補(bǔ)測(cè)修測(cè)工作的主要內(nèi)容為每個(gè)區(qū)域和每個(gè)新增建筑及更新的地形、地貌及地理名稱(chēng)以及改建、消失的地物。

2）由于地物的變化比地貌的變化要大得多。因此，補(bǔ)測(cè)修測(cè)地形圖主要是補(bǔ)測(cè)修測(cè)地物部分，同時(shí)對(duì)變化的地貌也應(yīng)加以補(bǔ)測(cè)修測(cè)，特別是以前測(cè)量時(shí)表現(xiàn)得不完全的地貌。所以地形圖補(bǔ)測(cè)修測(cè)的主要內(nèi)容包括下面幾個(gè)部分：

（1）從舊圖需要把原來(lái)實(shí)地已經(jīng)改變的和地面上已經(jīng)不存在的所有的地物的符號(hào)。如改建的道路、房屋和已經(jīng)填埋的一些地面的地物等。

（2）要把原來(lái)舊圖上的對(duì)應(yīng)的相關(guān)地物的的符號(hào)，對(duì)新增加的地物進(jìn)行描繪等。例如新開(kāi)發(fā)建設(shè)的房屋、工廠、堤壩以及新架設(shè)的電纜和輸電線等。

（3）對(duì)于建筑物原有位置沒(méi)有發(fā)生變化但建筑物本身已經(jīng)發(fā)生變化的地物，必須把已經(jīng)發(fā)生變化的地物用新的符號(hào)來(lái)進(jìn)行描繪并標(biāo)注在地形圖上。如舊圖上的草地已變成樹(shù)林，土路已改建成公路，人行橋改建成了車(chē)行橋等。

（4）對(duì)地物名稱(chēng)以及需要說(shuō)明標(biāo)記要進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)和改正。例如新改變的綠化帶，需要進(jìn)行輔助標(biāo)注和表明實(shí)際的寬度等。

（5）對(duì)于變動(dòng)比較大地方的地貌，需要對(duì)原有圖上的地貌部分也應(yīng)進(jìn)行修測(cè)。

1 地形圖的補(bǔ)測(cè)與修測(cè)具體實(shí)施方法

補(bǔ)測(cè)修測(cè)地形圖的工作中，重要的是要對(duì)工作區(qū)域內(nèi)的控制點(diǎn)和新布設(shè)的測(cè)站點(diǎn)做必要的實(shí)地檢核和計(jì)算，以免造成控制點(diǎn)和測(cè)站點(diǎn)精度不可靠而引起新的補(bǔ)測(cè)和修測(cè)內(nèi)容的精度達(dá)不到要求。對(duì)于原有的圖跟點(diǎn)都要進(jìn)行準(zhǔn)確的核算選擇不容易破壞容易保留的地方進(jìn)行圖跟點(diǎn)布設(shè)，工作條件特別差的地方，可以通過(guò)極坐標(biāo)法或交會(huì)法來(lái)決定新的測(cè)站點(diǎn)，必要時(shí)也可采用導(dǎo)線的辦法來(lái)補(bǔ)測(cè)一定數(shù)量的圖根控制點(diǎn)。

1.1 距離交會(huì)法

為了測(cè)定新地物點(diǎn)，利用附近2～3個(gè)舊地物點(diǎn)，量新舊地物距離，然后在圖上用圖規(guī)進(jìn)行距離交會(huì)。

1.2 支距法

當(dāng)新舊地物距離較近時(shí)，可以利用支距法。

1.3 設(shè)站法

當(dāng)直接利用舊地物測(cè)設(shè)新地物有困難時(shí)，需用各種方法增設(shè)測(cè)站點(diǎn)，設(shè)站的方法有：利用舊地物點(diǎn)距離交會(huì)法，平板儀后方交會(huì)法，經(jīng)緯儀后方交會(huì)法、前方交會(huì)法、側(cè)方交會(huì)法以及全站儀法等。根據(jù)地形條件和設(shè)備狀況選用。

1.4 透繪法

當(dāng)某區(qū)域內(nèi)地物變化很大，則可以在測(cè)區(qū)內(nèi)選一測(cè)站，將新舊地物一并觀測(cè)。外業(yè)結(jié)束后，將觀測(cè)結(jié)果繪在一張透明紙上，將透明紙蒙在原圖上，使舊地物完全重合，然后將新地物透繪到原圖上。

2 地形圖的補(bǔ)測(cè)與修測(cè)基礎(chǔ)技術(shù)

地形圖補(bǔ)測(cè)修測(cè)技術(shù)是要用最新的地形圖去完善和更新原來(lái)已經(jīng)有地形圖更新的一種方法。它的目的就在于保持其真實(shí)性和現(xiàn)勢(shì)性。地形圖數(shù)據(jù)完善和更新前首先把現(xiàn)有所有新的數(shù)據(jù)和需要更新的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)和判斷，并要對(duì)其更新的內(nèi)容要做到詳細(xì)的了解，以便更好的利用地形圖補(bǔ)測(cè)修測(cè)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。這樣就要求要充分的利用好已有的數(shù)據(jù)信息，對(duì)采集工作量和修測(cè)的周期都會(huì)大大的縮短更新地形圖的周期

2.1 地形圖補(bǔ)測(cè)修測(cè)過(guò)程

地貌修測(cè)補(bǔ)測(cè)和地物修測(cè)補(bǔ)測(cè)是地形圖補(bǔ)測(cè)修測(cè)兩個(gè)方面。根據(jù)工作要求和地形圖的用途不同，地物補(bǔ)測(cè)修測(cè)根據(jù)現(xiàn)有地形圖的用途不同又可以細(xì)分為對(duì)柵格地形圖的補(bǔ)測(cè)修測(cè)和對(duì)矢量地形圖的補(bǔ)測(cè)修測(cè)兩大類(lèi)。結(jié)合需要更新的資料，對(duì)于不同區(qū)域的所需地形補(bǔ)測(cè)修測(cè)資料的不同，選擇適應(yīng)的補(bǔ)測(cè)修測(cè)法方。

2.1.1 地貌補(bǔ)測(cè)修測(cè)

地形圖補(bǔ)測(cè)修測(cè)工作前主要做的工作時(shí)需要通過(guò)自動(dòng)或是人工交互的方法，對(duì)現(xiàn)有的工作區(qū)域內(nèi)的地貌數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的檢查和實(shí)地踏查，以此來(lái)確定修測(cè)和補(bǔ)測(cè)范圍。具體工作時(shí)，可以進(jìn)行疊合地貌的方式把相應(yīng)的影響圖片按照立體左右像片進(jìn)行地貌數(shù)據(jù)的疊合，這樣可以直觀的了解和分析地貌數(shù)據(jù)和影響圖片的吻合情況，在把地貌上的相應(yīng)變化情況可以通過(guò)外業(yè)采集來(lái)增加和調(diào)整相對(duì)應(yīng)的地貌元素，然后在把地貌上對(duì)應(yīng)的等高線數(shù)據(jù)通過(guò)對(duì)應(yīng)的情況進(jìn)行詳細(xì)的編輯。但這樣效率不高，為了更好的提高工作效率，就可以把所有的立體相位進(jìn)行仔細(xì)的匹配，這就需要把原有的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上選定一個(gè)初始值，在進(jìn)行重新的匹配，對(duì)于匹配結(jié)果相差比較大的在進(jìn)行系統(tǒng)的更新。想實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成這就要求提高立體像對(duì)的匹配速度和精準(zhǔn)度，對(duì)于提高匹配的速度人們也想了種種方法，如核線排列、金字塔分層等。這些方法可以節(jié)省去一些不必要的計(jì)算并能提供較好的初值，局部地貌發(fā)生的數(shù)據(jù)的變化是局部的變化也是我們需要修測(cè)和補(bǔ)測(cè)，個(gè)別情況也需要詳細(xì)的來(lái)進(jìn)行，如果選定好比較合適的初值，這樣就能夠大大提高工作效率和減少錯(cuò)誤率，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編輯和生成等高線。

2.1.2 地物補(bǔ)測(cè)修測(cè)

1）基于立體量測(cè)的地物補(bǔ)測(cè)修測(cè)

就是把現(xiàn)有的地物數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)疊合在左或右立體像對(duì)的相片影像上，通過(guò)對(duì)比在原有的地物上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集將變更或是增加的地物要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的編輯。這種做法的測(cè)量精度不受地貌精度限制，并能對(duì)原有的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯。此方法比較試用比較高大或是高架的地物。

2）基于正射影像的地物補(bǔ)測(cè)修測(cè)

地物數(shù)據(jù)疊合是把正射影像數(shù)據(jù)和原有地物上的數(shù)據(jù)要素，利用采集進(jìn)行變更或增加來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯。這種方式主要是有利于滿足各種關(guān)系的處理和省去了影片和影片之間地物數(shù)據(jù)的接邊情況的發(fā)生。特別是已有更新的在己經(jīng)有新的正射影像時(shí)，比較試驗(yàn)用此方法進(jìn)行地物修測(cè)。

3）基于單幅原始影像的地物補(bǔ)測(cè)修測(cè)

把原始影像和原有的地物進(jìn)行數(shù)據(jù)疊合，結(jié)合采集的結(jié)果對(duì)原有的數(shù)據(jù)根據(jù)采集結(jié)果進(jìn)行變更或是增加并對(duì)原有的地物要素進(jìn)行詳細(xì)的編輯。該方法的作業(yè)過(guò)程比較簡(jiǎn)單，可以省去復(fù)雜過(guò)程特別是可免去制作正射影像和進(jìn)行正射影像鑲嵌的復(fù)雜過(guò)程，在只需要地形圖修測(cè)數(shù)據(jù)而不需要正射影像圖時(shí)，宜采用該方法進(jìn)行地物修測(cè)。

2.2 圖版的疊合顯示

圖版進(jìn)行重新處理就可以，在計(jì)算機(jī)屏幕上和數(shù)字影像進(jìn)行疊合透明顯示。對(duì)修測(cè)補(bǔ)測(cè)的區(qū)域和內(nèi)容可以清晰的進(jìn)行目視詳細(xì)的檢查。特別主要疊加圖像時(shí)，所有圖像的投影方式和參數(shù)都應(yīng)該是相同的，分版圖像與正射影像或者原始影像。對(duì)于差異很大的對(duì)應(yīng)關(guān)系就需要進(jìn)行影像的重采樣。重采樣的方法有兩種：一種是直接法另外一種是間接法。兩種方法各有利弊。把兩種法方結(jié)合使用，圖版中可能出現(xiàn)的重采樣的范圍通過(guò)間接法的思路可以計(jì)算出來(lái)然后在用直接法進(jìn)行范圍圈定處理。

2.3 數(shù)據(jù)的編輯

為了滿足地形圖修測(cè)補(bǔ)測(cè)的需要，對(duì)外業(yè)數(shù)據(jù)采集、檢查數(shù)據(jù)或者計(jì)算機(jī)成圖進(jìn)行屬性輸入時(shí)，詳細(xì)的編輯矢量數(shù)據(jù)是必須要做也是必不可少的，主要總結(jié)為：

1）編輯操作的基礎(chǔ)是要捕捉所有的目標(biāo)，對(duì)點(diǎn)、線、面都要進(jìn)行詳細(xì)的考慮，可以把點(diǎn)視為沒(méi)有長(zhǎng)度的線，面則先考慮邊線，這樣相對(duì)比較簡(jiǎn)化，可以視為成兩種目標(biāo)捕捉一種是現(xiàn)狀目標(biāo)捕捉一種為面狀目標(biāo)捕捉。

2）捕捉目標(biāo)平移后，同時(shí)也需要把節(jié)點(diǎn)也要加上平移量。

3）捕獲目標(biāo)和節(jié)點(diǎn)后目標(biāo)節(jié)點(diǎn)平移，把節(jié)點(diǎn)也需要加上相應(yīng)平移量。

4）目標(biāo)旋轉(zhuǎn)捕獲目標(biāo)后，選定旋轉(zhuǎn)中心，再由鼠標(biāo)拖動(dòng)得到經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)中心的兩條射線，求出旋轉(zhuǎn)角度，然后把該目標(biāo)的所有節(jié)點(diǎn)繞旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行坐標(biāo)變換。

5）數(shù)據(jù)回退在進(jìn)行目標(biāo)采集或編輯時(shí)，不可避免會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的操作，所以數(shù)據(jù)回退的功能很重要。

2.4 地形圖清描整飾

1）地形圖的清繪：結(jié)合原有的傳統(tǒng)法方主要是對(duì)鉛筆勾畫(huà)原圖，按照要求進(jìn)行著墨描繪地形圖圖式，這種稱(chēng)謂傳統(tǒng)的地形圖的清繪。但是進(jìn)行清繪時(shí)不要隨意的更改和增減地物地貌的種類(lèi)和內(nèi)容特別要注意地物地貌的位置。

2）清繪的順序：要注意清繪的層次和清繪順序，主要的內(nèi)容要清繪出來(lái)例如內(nèi)圖廓、坐標(biāo)格網(wǎng)、控制點(diǎn)、地形點(diǎn)符號(hào)及高程注記；獨(dú)立物體及各種名稱(chēng)、數(shù)字的繪注；居民地等建筑物；各種線路、水系等；植被與地類(lèi)界；等高線及各種地貌符號(hào)等。

3）圖廓整飾：圖廓的整飾包括外圖廓線、坐標(biāo)網(wǎng)、經(jīng)緯度、圖幅名稱(chēng)及圖號(hào)等。線條粗細(xì)、采用字體、注記大小等均應(yīng)依照地形圖圖式的規(guī)定。

3 結(jié)論

為了重點(diǎn)做好全國(guó)性和區(qū)域性的地圖地理信息公共平臺(tái)的建設(shè)，同時(shí)促進(jìn)地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這就要求我們更加加快地形圖修測(cè)補(bǔ)測(cè)工作，隨著各項(xiàng)基礎(chǔ)建設(shè)及管理標(biāo)準(zhǔn)要求的不斷提高，更新各個(gè)區(qū)域的地形圖是必要的，同時(shí)也為地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供最基本的資料。由于我們的基礎(chǔ)地形圖的一些不完善，也只能做到局部的修測(cè)和補(bǔ)測(cè)，建設(shè)過(guò)程中缺乏全面的考慮，更新過(guò)程不及時(shí)這就造成了現(xiàn)有的地形圖很難適應(yīng)需求，所以為了更好的適應(yīng)國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)的需要全面的修補(bǔ)測(cè)更新是不可避免。

【參考文獻(xiàn)】

[1]潘正風(fēng).大比例尺數(shù)字測(cè)圖[M].測(cè)繪出版社，2000.

[2]潘時(shí)祥.地形圖更新[M].北京：解放軍出版社，1997.

[3]謝剛生，鄒時(shí)林.數(shù)字化成圖原理與實(shí)踐[M].西安：西安地圖出版.

[4]國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T14268-93國(guó)家基本比例尺地形圖修測(cè)規(guī)范[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994.

[5]聶上海，殷立瓊.GPS.RTK技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量上的應(yīng)用試驗(yàn)[J].測(cè)繪通報(bào)，2005（3）：30-31.

[6]華一新，吳升，趙軍喜.地理信息系統(tǒng)原理與技術(shù)[M]北京：解放軍出版社，2001.

[7]趙軍喜.GIS中地圖符號(hào)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]鄭州：信息工程大學(xué)測(cè)繪學(xué)院，1999.

[8]張祖勛，張劍清.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量學(xué)[M].武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社，1996.

[9]劉天奎.1∶1000地形圖動(dòng)態(tài)修補(bǔ)測(cè)工程質(zhì)量監(jiān)理實(shí)踐[J].測(cè)繪通報(bào)，2001（12）.

[責(zé)任編輯：王楠]