候亮

（常德市國土資源規(guī)劃測繪院 湖南常德 415000）

數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用研究

候亮

（常德市國土資源規(guī)劃測繪院 湖南常德 415000）

隨著科技的不斷發(fā)展以及對測量要求的不斷提高，傳統(tǒng)的工程測量技術(shù)已經(jīng)無法滿足先進(jìn)工程測量的要求，數(shù)字化測繪技術(shù)因其具有高精度、高效率的優(yōu)勢被運(yùn)用到工程測量中。本文主要闡述了數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的運(yùn)用。

數(shù)字化；測繪；工程測量；地籍測量；繪圖

引言

隨著GPS技術(shù)、RS技術(shù)以及GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，在工程測量中已經(jīng)得到了一定規(guī)模的運(yùn)用。在工程測量中數(shù)字化測繪技術(shù)的運(yùn)用起到了非常重要的作用，為工程測量工作的順利開展起到了重要的保障。

1 數(shù)字化測繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

隨著工程測繪中全站儀的廣泛運(yùn)用，促進(jìn)地形測繪自動(dòng)化，之后逐漸發(fā)展成為數(shù)字化測繪。數(shù)字化測繪主要是指是以計(jì)算機(jī)為核心，以全站性電子速測儀、GPS、數(shù)字?jǐn)z影測量儀、數(shù)字化儀等為數(shù)據(jù)采集工具，在外接輸入、輸出設(shè)備軟、硬件的支持下，對地形的數(shù)字空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、輸入、成圖、繪圖、輸出、管理的測繪系統(tǒng)。數(shù)字化測測繪的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)如下：

（1）數(shù)字化測圖使大比例尺測圖走向自動(dòng)化。數(shù)字化測繪技術(shù)具有勞動(dòng)強(qiáng)度小、自動(dòng)化效率高以及錯(cuò)誤率小的特點(diǎn)，所以運(yùn)用數(shù)字化測繪技術(shù)所得的地形圖更加的規(guī)范、美觀和精確。

（2）數(shù)字化測圖使大比例尺測圖走向數(shù)字化。數(shù)字信息可供傳輸、處理、共享，自動(dòng)提取面積、方位、坐標(biāo)、距離，為CAD、GIS提供基礎(chǔ)空間信息，進(jìn)行分層、放大、裁剪等處理，局部更新速度快。

（3）數(shù)字化測圖使大比例尺測圖實(shí)現(xiàn)了高精度。白紙測圖有精度損失：圖上0.1mm，比例尺為1：1000，最好精度為10cm。藍(lán)曬、圖紙變形等誤差，一般精度為0.3mm，和原測距精度一致。數(shù)字測圖無損失地記錄了外業(yè)測繪數(shù)據(jù)。

（4）數(shù)字化測圖使大比例尺測圖進(jìn)入新時(shí)期。測圖作業(yè)過程發(fā)生了很大的變化，控制測量、碎部測量的一步法；分圖幅作業(yè)到地物整體測量，計(jì)算機(jī)自動(dòng)分幅。

2 數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用研究

2.1 數(shù)字化原圖處理

在工程測量作業(yè)中，對原有圖形進(jìn)行數(shù)字化處理是非常重要的。主要做法是工作人員運(yùn)用掃描輸入設(shè)備，對數(shù)字化軟件進(jìn)行運(yùn)用在較短的時(shí)間內(nèi)對地形圖進(jìn)行獲得。對于原圖的數(shù)字化處理主要有兩種方式：①手扶跟蹤數(shù)字化；②掃描矢量化。兩種方式進(jìn)行比較，手扶跟蹤數(shù)字化測量方式的工作效率低于掃描矢量化工作效率。

2.2 數(shù)字化繪圖

在工程測量中，運(yùn)用數(shù)字化測繪技術(shù)對相同地點(diǎn)、不同需求比例的繪圖能夠直接按照現(xiàn)有的地形圖得到不同比例的多源地圖。通常來水，比例比較大的地形圖信息比較詳細(xì)，通過應(yīng)用數(shù)字化繪圖能夠滿足不同工作的需求。

2.3 航測數(shù)字成圖

在工程測量中通過應(yīng)用數(shù)字化測繪技術(shù)，能夠使數(shù)字?jǐn)z影機(jī)所獲得的數(shù)字影像，通過利用專門的航測軟件，在計(jì)算機(jī)中對數(shù)字影像進(jìn)行一定的匹配，從而建立地面的數(shù)字模型，在利用軟件獲得數(shù)字地圖。航測數(shù)字成圖具有成圖速度快、精度高、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，比較適合用于城市大面積成圖。

2.4 地籍測量

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，地籍測量變得越來越重要。進(jìn)行地籍測量的主要目的就是對城鎮(zhèn)的位置、土地面積、經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及用途進(jìn)行確定，從而為建立土地管理信息系統(tǒng)提供一定的資料，因此數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中有著重要的意義。

3 案例分析

3.1 測區(qū)概況

某測區(qū)地勢較為平坦，植被覆蓋密度中等。測區(qū)面積為3.3km2，其中陸地面積約為2.3km2，水域面積約為1km2。本工程1∶500地形圖測量范圍北窄南寬，北面寬度約為600m，南面寬度約為2000m。地形圖測繪應(yīng)突出與公路規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理等有關(guān)的各項(xiàng)要素。各種架空線路應(yīng)測量其至設(shè)計(jì)道路的最小垂直距離，道路沿線涵管測出進(jìn)出口高程和斷面尺寸，測區(qū)內(nèi)的水域應(yīng)測注水底高程并繪制水下地形。本工程地形測量擬采用全站儀數(shù)字化成圖法。

3.2 地形圖測繪方案

3.2.1 成圖要求

本工程地形圖比例尺為1∶500，地形圖基本等高距為0.5m，高程注記至0.01m，采用50cm×50cm整坐標(biāo)矩形分幅，圖幅編號按從北至南、由西往東順序編號。

3.2.2 地形圖測量的精度

地形圖陸地上建筑物、構(gòu)筑物相對于鄰近控制點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差和鋪裝地面高程點(diǎn)相對于鄰近控制點(diǎn)的高程中誤差依據(jù)表1的規(guī)定執(zhí)行。

表1 建筑物、構(gòu)筑物的位置和高程中誤差

地形圖等高線插求點(diǎn)相對于鄰近圖根點(diǎn)的高程中誤差依據(jù)表2的規(guī)定執(zhí)行。

表2 等高線插求點(diǎn)的高程中誤差

森林、隱蔽或困難地區(qū)，可按表2要求放寬0.5倍。水下地形點(diǎn)的平面位置誤差應(yīng)不大于圖上±1.2mm，等高線插求高程誤差不大于±2h/3（其中h為等高距）。有關(guān)數(shù)字化地形圖的精度的其它要求應(yīng)符合《水利水電工程測量規(guī)范》及《水利水電工程測量規(guī)范》的規(guī)定。

3.2.3 細(xì)部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集

地形圖陸地上測量采用全站儀數(shù)字化成圖法，極坐標(biāo)法全野外采集數(shù)據(jù)，現(xiàn)場傳輸至PDA進(jìn)行圖形初步編輯。設(shè)站時(shí)，儀器對中誤差不大于5mm，儀器高應(yīng)量至毫米。以較遠(yuǎn)的控制點(diǎn)作為定向方向，觀測另一控制點(diǎn)作為檢核，檢核點(diǎn)的平面位置誤差不應(yīng)大于5cm，檢查高程較差不應(yīng)大于5cm。每站測圖過程中，應(yīng)隨時(shí)檢查定向點(diǎn)方向，角度檢查較差不應(yīng)大于30″。采集數(shù)據(jù)時(shí)，角度應(yīng)讀記至秒，距離讀記至毫米。測距最大長度不超過300m，主要地物點(diǎn)不超過150m。

地形圖水下測量采用GPS RTK+測深儀及其配套的測深系統(tǒng)軟件現(xiàn)場全要素?cái)?shù)字化采集數(shù)據(jù)。其中測深儀使用中海達(dá)HD-18雙頻測深儀（高頻：200kHz，低頻：50kHz）。所有測量數(shù)據(jù)在室內(nèi)轉(zhuǎn)換為CODE數(shù)字成圖系統(tǒng)格式后進(jìn)行地形圖編輯與處理，最后提供業(yè)主要求的Microstation系統(tǒng)的DGN文件和AUTOCAD系統(tǒng)的DWG文件。

3.2.4 河道橫斷面測量

橫斷面測量為該指定測量范圍內(nèi)的河道中心線，每隔100m實(shí)地施測一個(gè)數(shù)字橫斷面。在河道復(fù)雜及變化比較大處，橫斷面測量加密應(yīng)根據(jù)工程文件的指令要求進(jìn)行；橫斷面應(yīng)測至河道中心線兩側(cè)河道防浪墻之頂部。測量點(diǎn)應(yīng)包括河道輪廓兩端，坡度變換處、水邊及水下深泓處等位置。測量間隔在陸地為10m，水下為5m。河道復(fù)雜及變化比較大處，應(yīng)酌量加密測量點(diǎn)。河道與各支流交匯處實(shí)地施測一個(gè)數(shù)字橫斷面。

所有橫斷面河道的測量采用GPSRTK+測深儀及其測深系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，將縱、橫斷面布置圖預(yù)先調(diào)入測深系統(tǒng)中，在導(dǎo)航系統(tǒng)的指引下沿河道中心線及橫斷面線航行，利用GPS和測深儀求得斷面點(diǎn)的高程，再使用全站儀+測深桿進(jìn)行檢測，務(wù)必使測量成果達(dá)到合同的要求，即斷面的精度與地形圖成圖精度保持一致。橫斷面按里程編號順序每四條組成一幅圖，共分為8幅，圖幅大小為60cm×80cm，圖幅編號：CS-1～CS-30，制圖比例尺：水平 1∶500，豎直 1∶100。

3.2.5 圖邊測繪和接邊

為了與相鄰圖幅接邊，每幅圖須測出圖廓外2cm，如果建（構(gòu)）筑物位于圖廓上，則應(yīng)測至建（構(gòu)）筑物的主要房角點(diǎn)。圖邊的接合差不得大于地物點(diǎn)和等高線測圖中誤差的2倍，如果接合差不超過此限度，應(yīng)將誤差平均配賦，直至兩邊能完全接合，若接合差超限，應(yīng)到實(shí)地查明原因，進(jìn)行改正測量。在幾何圖形方面，相鄰圖幅接邊地物要素在邏輯上保證無縫接邊；在屬性方面，相鄰圖幅接邊地物要素屬性應(yīng)保持一致。

3.2.6 地形圖編輯

將PDA初步編輯的地形圖傳輸至微機(jī)。采用地形成圖信息系統(tǒng)“CHE4.0”在微機(jī)上編輯成圖。地形圖上展繪規(guī)劃道路的設(shè)計(jì)中線，將地形圖轉(zhuǎn)換成DWG格式。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著工程測量的不斷發(fā)展，數(shù)字化測繪技術(shù)因其具有獨(dú)特的優(yōu)勢被廣泛的運(yùn)用在工程測量作業(yè)中。隨著科技的不斷進(jìn)步，應(yīng)該不斷的加強(qiáng)對數(shù)字化測繪技術(shù)的研究，對其在工程測量中的運(yùn)用進(jìn)行不斷的完善和更新，促進(jìn)工程測量的不斷發(fā)展，為我國測量工作提供更好的服務(wù)。

[1]陳國柱.GIS技術(shù)和數(shù)字化測繪技術(shù)的發(fā)展及其在工程測量中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（26）：39～41.

[2]李亞筠，楊鑫，尹晟，郭宏海.淺談?dòng)?jì)算機(jī)數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用[J].電子測試，2014（06）：98～99.

[3]黃文武，鐘海.數(shù)字化測繪技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍測量的應(yīng)用[J].中國科技信息，2010（13）：37～38.

[4]蘇晶晶，張靜.淺談?dòng)?jì)算機(jī)數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014（05）：65～66.

TB22

A

1004-7344（2016）12-0183-02

2016-3-10

候亮（1988-），男，助理工程師，本科，主要從事工程測量、地籍測量工作。