简述数字化测图

关键词：数字化测图、内外业一体化数字测图、摄影侧量与遥感数字测图、原图数字化成图。摘要：采用内外业一体化数字测图、摄影侧量与遥感数字测图、原图数字化成图等测绘技术，获得供地理信息系统(GIS)使用的地形信息数据资源的"4D"产品。

数字化测图的实质是将图形模拟量(地面模型)转换为数字，将模拟量转换为数字的过程就是数据采集。数据采集后由电子计算机对数据进行处理，得到内容丰富的地形图，并且能够由电子计算机的图形输出设备恢复地形图或各种专题图形。 数字化测图包括内外业一体化数字测图、摄影测量与遥感数字测图、原图数字化成图等。数字化测图的成果以计算机文件的形式通过磁盘、光盘等存储，将地面信息通过数字信息储存形成数字地图。数字地图包括数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、数字线划图(DLG)和数字栅格图(DRG)。

一、数字化测图基本原理

首先通过航片数据采集、原图数字化、野外地面数据采集生成定位信息和绘图信息(其中野外地面数据采集需要绘制草图);把定位信息和绘图信息进行数据传输、数据处理生成地物模型和地貌模型;通过对地物模型和地貌模型(野外地面数据采集参照绘制的草图)进行屏幕编辑生成绘图文件，对绘图文件进行存盘或输出地形图。

二、数字化测图的方法

(一)、摄影测量与遥感数字测图

利用航天摇感技术缩短中小比例尺地形图数据的更新周期，如利用卫星正射影像图完成中小比例尺地形图的成图或更新;利用航空遥感技术进行大比例尺航测数字化成图，能大大缩短作业的时间，降低生产成本。成图方法：采用先内业数字化采集后外业调绘，再由内业数据编辑成图的作业流程，高程注记点采用航内测图高程。

工程流程如下：航空摄影、像控点联测、电算加密、航内测图、外业调绘与补测、数字化建库、成果验收。

航空摄影：

1、航摄依据：航摄仪、象幅、焦距、航摄比例尺，地形图范围、测区相对航高、太阳高度角、阴影、飞行方向等项要求。

2、飞行质量的要求：航向重叠、旁向重叠、象片倾斜角、旋偏角、同一航线上相邻象片的航高差,利用GPS定位导航。

3、摄影质量的要求：航摄底片的平均密度、底片的灰雾度、 底片的反差。 用目视法检查底片，应影象清晰、层次丰富、反差适中、色调柔和。光学框标的影象必须清晰齐全，象点位移误差满足要求。用解析仪检查的压平精度，检查点上的剩余上下视差满足要求。

像控点联测：

1、航外控制测量基本精度：一级以下控制点相对于起算点的点位中误差、野外像控

点平面位置相对最近控制点的平面位置中误差、野外高程点对最近控制点的高程中误差。

2、野外像控点布点原则及方案：一般采用平高区域网布点,当出现主点落水时采用全野外布点。

3、野外像控点选刺：野外像控点位置要求、像控点选点的目标要求、刺点片的要求及正反面整饰。

4、像控点点位的选择：当选用GPS-RTK进行测量时，流动站在作业过中必须保证可接收到5颗卫星，避免在密集楼群或树丛、高压线下作业。当像控点不满足上述条件时，应采用全站仪方法施测。流动站距参考站的距离，应不超过3千米,参考站必须位于三、四等GPS点上。系统的设置：参考站的设置和功能验证时，一定输入统一解算的该点WGS84坐标，并要求必须进行100%检核，确定参考站系统是否工作正常。残差检验：当参与转换的公共点为4个或4个以上，各公共点点位和高程残差应在3cm以内，超限点应剔除。实测检核：在转换参数计算并经过残差检验后，在RTK正式施测前应进行一次有效的检验，即在测区内的等级控制点上(不能是架设参考站的点)进行测量，检核点位和高程较差应小于5cm。

航测内业部分：

内业加密：电算加密采用全数字摄影测量系统，电算加密程序采用PATB光束法平高区网加密程序。

电算加密前准备如下资料：航摄仪质量签定表、航摄底片扫描数据、控制像片、航外控制成果表、像控点连测网图。

电算加密选点、 电算加密的各项限差及内业加密点中误差的估算 ： 1) 依据多余野外控制点(检查点)计算加密点中误差;2) 依据区域网公共点计算加密点中误差。

空三加密: 一个区网由一个作业员观测。

计算及成果整理：按程序要求编写信息数据，要认真校对做到准确无误。处理问题的一般原则是先解决粗差，然后解决精度问题;先内业后外业;先解决相对定向模型连接，后解决绝对定向问题。

空三加密成果检查：电算加密应提交资料。

航内测图：依据电算加密资料，采用VirtuoZo NT全数字摄影测量系统进行全要素地物、地貌测绘。

航测内业测图：全方位、全要素地物、地貌测绘。

外业调绘及补测：

1、调绘及补测工作均在航内提供的航测初级图上进行，外业调绘人员按规范、图式、设计书的要求，对内业测绘的地形要素进行野外检查、调绘及补测。满足调绘及补测的基本要求并进行房檐改正。

2、图边拼接及图阔整饰。

(二)、内外业一体化数字测图

全野外采集法：使用RTK、全站仪现场采集，获取地物、地貌点的空间位置数据，将空间位置数据转换成矢量图。全站仪在野外进行数据采集，用数字代码和绘制草图来区分不同的点位数据，用电子手簿做记录，原始数据输入计算机，经绘图软件进行数据处理和图件编辑后用绘图仪输出成图。采用内、外业一体化数据采集方法，通过系统前端数据平台，统一数据标准，提高数据质量，直接更新图库数据。

作业过程:1资料准备;2控制测量;3测图准备;4野外碎部点采集：一般用"测算法"采集碎部点坐标，对地形图要素进行编码;绘制工作草图，它是保证数字测图质量的一项重要措施;5数据传输;6数据处理:将外业采集的数据格式转换成图形编辑系统要求的格式(即形成内部码)，对外业数据进行分幅处理、生成平面图形、建立图形文件，进行等高线处理，即生成三角网数字高程模型(DTM)、自动勾绘等高线等;7图形编辑:对地形图的地物、地貌进行编辑，进行图廓整饰;8数据输出;9检查验收。

(三)、原图数字化成图

传统的地形图测绘方法称为白纸测图，其实质上是将测得的观测值(数字)用图解的方法转化为图形。采用原始的平板仪测图的方法，成图后做手扶数字化仪采集和扫描后矢量化进行数字化处理入库，测绘过程中的精度损失，手工绘图的工作量大。

作业过程：作业前应将测区图幅分布图、地形图原图等资料准备好。对软件中的地形图编码进行设计与检查。对工作原图进行检查和预处理: 工作原图上的地物、地貌、水系、植被等要素要表示清楚正确。 图面的预处理和属性数据的预处理; 对图面上注记不合理的要进行处理。各种容差设置：根据测图要求，设置内点容差和结点容差、图纸定向限差、工作原图定向中误差。

原图数字化: 数字化时作业员应根据原图图形仔细辨认地物、地貌的性质和定位点的位置;应正确确定高程点属性与注记放置方向;等高线应采用曲线方式采集。

图幅接边：每幅图建库后，应添加图廓外整饰信息。

精度要求: 图廓边长误差、对角线误差、点状要素平面位移中误差、线状要素平面位移中误差。

三、数字地形图的质量要求

数字地形图的质量要求通过对产品的数字说明、数学基础、数据分类与代码、位置精度、属性精度、逻辑一致性、完备性等质量特性的要求来描述。

1、数字化图图形与属性检查内容包括:1) 文件名及控制信息是否完整、正确;2) 定向误差是否符合限差要求;3) 图内各要素的采集是否有错漏、移位，符号是否正确;4) 图内各要素的属性编码及属性信息是否完整、正确;5) 采集点的误差是否在限差以内;6) 注记位置是否正确、合理，注记属性是否正确;7) 接边数据的图形和属性是否一致，位置是否相同。

2、质量评定：检测点平面坐标和高程采用外散点法按测站精度施测，测量相邻地物点距离，计算平面位置中误差、高程中误差和相邻地物点之间距离中误差。

四、数字地形图的检查与验收

实行过程检查、最终检查和验收制度。验收工作应经最终检查合格后进行。抽取一定比例样本组织检查，如果样本中有不合格产品时，需要进行二次抽样详查。验收工作结束后，编写验收报告，随产品归档。

五、总结

数字化测图与白纸测图相比具有：劳动强度小、自动化程度高;精度高;信息量大;信息存储、传递方便;便于成果更新;能满足各种不同的用途需要等优点。数字地图在国土资源、水利、交通、城建、房产管理等多方面都起到非常重要的作用。

参考文献:《测量基础》哈尔滨地图出版社

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