摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和社會的進(jìn)步，現(xiàn)代的數(shù)字化技術(shù)、全球定位技術(shù)（GPS）、地理信息技術(shù)（GIS）、遙感技術(shù)（RS）等各種新技術(shù)在工程測量中得以應(yīng)用和研究。我國經(jīng)過30年的努力，我國測繪科技進(jìn)步取得巨大成就，已建立了以遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)為核心的數(shù)字化測繪技術(shù)體系，我國測繪科技整體水平步入世界先進(jìn)行列。數(shù)字化測繪技術(shù)是伴隨著計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的智能化而興起的一門新興的測繪技術(shù)。它標(biāo)志著我國測繪技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與壯大。
　　關(guān)鍵詞：工程測量；數(shù)字化；測繪技術(shù)。
　　1、前言
　　數(shù)字化測繪技術(shù)是伴隨著計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的智能化而興起的一門新興的測繪技術(shù)。數(shù)字中國、數(shù)字城市等概念的提出以及相關(guān)數(shù)字化工程的啟動，特別是全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、攝影測量與遙感(RS)以及數(shù)字化測繪和地面測量先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，使工程測量的手段和方法產(chǎn)生了深刻的變化。工程測量的服務(wù)領(lǐng)域也相應(yīng)進(jìn)一步延伸，而且正朝著測量數(shù)據(jù)采集和處理的自動化、實時化和數(shù)字化方向發(fā)展。
　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各種復(fù)雜的、特殊的、精密的工程建設(shè)不斷增多，相應(yīng)對工程測量技術(shù)的要求也越來越高。21世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)的信息時代，推進(jìn)數(shù)字測繪技術(shù)的發(fā)展及其在工程測量中的廣泛應(yīng)用，大力促進(jìn)工程測量技術(shù)方法和手段的更新?lián)Q代，使工程測量技術(shù)向電子化、自動化、數(shù)字化、信息化方向邁進(jìn)是工程測量技術(shù)發(fā)展的基本目標(biāo)。
　　2、測量技術(shù)在工程測量中的研究現(xiàn)狀
　　2.1工程測量發(fā)展現(xiàn)狀
　　工程測量是一門應(yīng)用科學(xué)，是研究各種工程建設(shè)中測量方法和理論的一門學(xué)科直接為我國現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)。它主要研究在工程、工業(yè)和城市建設(shè)以及資源開發(fā)各個階段進(jìn)行地形和有關(guān)信息采集、處理、施工放樣、變形觀測、分析與預(yù)報的理論和技術(shù)以及與這些研究對象有關(guān)的信息管理和使用。工程測量有著悠久的歷史，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，工程測量的技術(shù)面貌也發(fā)生了嶄新的變化。
　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測繪的各學(xué)科互相交叉、滲透和融合，工程測量等測繪學(xué)科向與其他多種學(xué)科綜合的方向發(fā)展，產(chǎn)生新的綜合性信息采集、處理、監(jiān)控和管理系統(tǒng)。當(dāng)前工程測量的范圍越來越廣，現(xiàn)代的工程測量不僅研究與傳統(tǒng)的工程建設(shè)有關(guān)的測量理論和方法，而且還延伸到涉及其他有關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用。它貫穿于工程建設(shè)的規(guī)劃、勘察、設(shè)計、施工、安裝與運(yùn)營管理等全過程，促使工程測量的應(yīng)用范圍越來越廣，并推動了工程測量事業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。
　　2.2傳統(tǒng)測圖方法存在的弊端
　　工作模式傳統(tǒng)測圖模式是用儀器(經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和平板儀)測得點的平面坐標(biāo)、高程，或者測量水平角、豎直角及距離來確定點位，然后繪圖員通過手工計算(或口算)得出三維坐標(biāo)，按坐標(biāo)(或角度與距離)將點展繪到圖紙上。跑尺再根據(jù)實際地形向繪圖員報告測的是什么點，這個點應(yīng)該與哪個點連接等等，繪圖員則當(dāng)場依據(jù)展繪的點位關(guān)系用圖式符號將地物描繪出來。這樣不僅大大增加了野外作業(yè)時間，也增加內(nèi)業(yè)編輯工作量，而且操作過程中出錯率的多少也在所難免。測圖精度圖解測圖方法，其地物點的平面位置誤差主要受展繪誤差和測定誤差：測定地物點的視距誤差和方向誤差：地形圖上地物點的刺點誤差等影響。實際的圖上誤差可達(dá)±0.47mm。經(jīng)緯儀視距法測定地形點高程時，即使在較平坦地區(qū)(0°～6°)視距為150m，地形點高程測定誤差也達(dá)±0.06m，而且隨著傾斜角的增大高程測定誤差會急劇增加。雖普及了紅外測距儀和電子速測儀，測距和測角的精度也得到大大提高，但沿用白紙測圖的方法繪制的地形圖卻體現(xiàn)不出儀器精度的提高。也就是說無論怎樣提高測距和測角的精度，圖解地形圖的精度變化不大，浪費(fèi)了應(yīng)有的精度，這就是白紙測圖致命的弱點。
　　3、數(shù)字化技術(shù)簡介
　　3.1數(shù)字化測繪技術(shù)的特點
　　數(shù)字化測圖技術(shù)實質(zhì)是一種全解析、機(jī)助成圖的方法。與傳統(tǒng)測圖技術(shù)相比，具有顯而易見的優(yōu)勢和廣闊的發(fā)展前景，是地形測繪發(fā)展的技術(shù)前沿。數(shù)字地形圖最好地(無損地)體現(xiàn)了外業(yè)測量的高精度，也就是最好地體現(xiàn)了儀器發(fā)展更新、精度提高的高科技進(jìn)步的價值。它不僅適應(yīng)當(dāng)今科技發(fā)展的需要，也適應(yīng)了現(xiàn)代社會科學(xué)管理的需要，如工程測量、地籍測量、管網(wǎng)測量、房產(chǎn)測量等等，既保證了高精度，又提供了數(shù)字化信息，可以滿足建立各專業(yè)管理信息系統(tǒng)的需要。
　�。�1）它可以通過計算機(jī)的模擬，在屏幕上直觀生動地(分層)反映出地形、地貌特征以及地籍要素，而且一目了然，基本上改變和彌補(bǔ)了傳統(tǒng)產(chǎn)品線條、符號和數(shù)字、文字等綜合包羅，非具一定專業(yè)知識才能讀懂的缺陷。
　�。�2）數(shù)字化測繪產(chǎn)品在使用、維護(hù)和更新上具有方便快捷的特性，能夠隨時保持產(chǎn)品信息的現(xiàn)勢性，可以隨時補(bǔ)充修改，隨時出新圖提供使用。
　�。�3）根據(jù)不同用戶的需要，可以對產(chǎn)品的各種要素進(jìn)行數(shù)據(jù)再加工，得到不同用途的圖件，而且還可以隨意對圖形進(jìn)行拼接、縮放，用途更廣泛。
　�。�4）利用數(shù)字化(地形、地籍)測繪成果，作為底圖，可在計算機(jī)上進(jìn)行各種規(guī)劃與設(shè)計(如土地資源開發(fā)規(guī)劃和城市道路網(wǎng)的設(shè)計等)，可方便地進(jìn)行許多方案的設(shè)計與比較，對各種要素的統(tǒng)計、匯總、疊加、分析也方便、準(zhǔn)確。在計算機(jī)的幫助下，大大提高了測繪生產(chǎn)作業(yè)的自動化、科學(xué)化、規(guī)范化程度，數(shù)字化測繪產(chǎn)品的應(yīng)用水平也將達(dá)到新的高度。
　　3.2數(shù)字測圖的主要內(nèi)容
　　3.2.1原圖數(shù)字化
　　當(dāng)一個地區(qū)需要用到數(shù)字地形圖而一時因經(jīng)費(fèi)困難或受到時間等原因的限制時，該方法是最適宜的。它能夠充分利用現(xiàn)有的地形圖，僅需配備計算機(jī)、數(shù)字化儀或掃描儀、繪圖儀再配以數(shù)字化軟件就可以開展工作，并且可以在很短的時間內(nèi)獲得數(shù)字化成果。它的工作方法有兩種：手扶跟蹤數(shù)字化及掃描矢量化，其中后一種的精度、效率更高。但是，利用該方法所獲得的數(shù)字地圖其精度因受原圖精度的影響，加上數(shù)字化過程中所產(chǎn)生的各種誤差，因而它的精度要比原圖的精度差。而且它所反映的只是白紙成圖時地表上各種地物地貌，現(xiàn)時性不是很好。所以它僅能作為一種應(yīng)急措施而非長久之計。為了充分利用該法得到數(shù)字地圖，可通過修測、補(bǔ)測等方法，實測一部分地物點的精確坐標(biāo)，再用這些點的坐標(biāo)代替原來的坐標(biāo)，通過調(diào)整，可在一定程度上提高原圖的精度。而隨著地圖的不斷更新，實測坐標(biāo)的增加，地圖的精度也就會相應(yīng)地得到提高。
　　3.2.2地面數(shù)字測圖
　　在沒有合乎要求的大比例尺地圖的地區(qū)，可直接采用地面數(shù)字測圖的方法，該方法也稱為內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字測圖，是我國目前各測繪單位用得最多的數(shù)字測圖方法。采用該方法所得到的數(shù)字地圖的特點是精度高，只要采取一定的措施，重要地物相對于鄰近控制點的精度控制在5cm內(nèi)是可以做到的。
　　3.2.3航測數(shù)字成圖
　　當(dāng)一個地區(qū)(或測區(qū))很大時，可以利用航空攝影機(jī)在空中攝取地面的影像，通過外業(yè)判讀，在內(nèi)業(yè)建立地面的模型，通過計算機(jī)用繪圖軟件在模型上量測，直接獲得數(shù)字地形圖。隨著測繪技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字?jǐn)z影測量已在我國部分地區(qū)取得成功，不久將會得到推廣。它是通過在空中利用數(shù)字?jǐn)z影機(jī)所獲得的數(shù)字影像，內(nèi)業(yè)通過專門的航測軟件，在計算機(jī)上對數(shù)字影像進(jìn)行像對匹配，建立地面的數(shù)字模型，再通過專用的軟件來獲得數(shù)字地圖�？梢哉f，這將是今后數(shù)字測圖的一個重要發(fā)展方向。該方法的特點是可將大量的外業(yè)測量工作移到室內(nèi)完成，它具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低，不受氣候及季節(jié)的限制等優(yōu)點，特別適合于城市及大測區(qū)的大面積成圖。
　　4、數(shù)字化技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用
　　根據(jù)調(diào)研的不完全統(tǒng)計，目前我國有60%城市與工程測量單位已不同程度的應(yīng)用數(shù)字化測繪技術(shù)。目前存在的難題是數(shù)字化測繪系統(tǒng)的數(shù)據(jù)規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)還不能滿足GIS的要求，所以，要制定一套標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式，使得數(shù)字化測繪成果既能滿足地形圖和專業(yè)圖的需求，同時又能通過數(shù)據(jù)交換滿足各類GIS的應(yīng)用，才能更好地推動數(shù)字化測繪技術(shù)的發(fā)展。
　　4.1數(shù)字化技術(shù)在測繪工程領(lǐng)域應(yīng)用
　　在測繪工程領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用使大比例尺測圖技術(shù)向數(shù)字化、信息化發(fā)展。大比例尺地形測繪和工程圖測繪，歷來是城市與工程測量的重要內(nèi)容和任務(wù)，利用傳統(tǒng)的方法工作存在勞動強(qiáng)度大、質(zhì)量控制難、功效低等缺點。隨著中國城市化和工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對大比例尺地形圖的需求量日益增大，同時對地形圖的更新周期要求也越來起短。隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的應(yīng)用，尤其自動跟蹤全站儀的推出和實時動態(tài)定位技術(shù)以及先進(jìn)的數(shù)字化測圖系統(tǒng)和電子平板測繪模式的應(yīng)用，實現(xiàn)了地形圖從野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和自動繪圖的自動化成圖。數(shù)字化測圖系統(tǒng)推出后在國內(nèi)各城市和工程測量單位產(chǎn)生很大的反響，很快地先后被國內(nèi)各單位普遍引進(jìn)并被廣泛應(yīng)用，提高了成圖質(zhì)量和效率，取得很好的效果和效益。
　　4.2數(shù)字化測圖軟件
　　80年代以來，我國數(shù)字化測繪技術(shù)的開發(fā)研究和應(yīng)用發(fā)展很快，成效顯著。由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不同，國外研究成功的數(shù)字化測繪系統(tǒng)不適合國情，難以推廣應(yīng)用，只有依靠自己研究開發(fā)。1987年北京市測繪院在國內(nèi)首先完成了“大比例尺數(shù)字化測圖系統(tǒng)”(即DGJ)的軟件開發(fā)，并通過技術(shù)鑒定，1990年被建設(shè)部列為第一批技術(shù)推廣應(yīng)用項目之一，在80多個城市及工程測量單位推廣應(yīng)用，同時又有十幾個大專院校、儀器公司和工程測量單位，先后開發(fā)和研制出多個類似的數(shù)字測圖系統(tǒng)軟件。目前投入使用的數(shù)字化測圖軟件主要有以下類型：
　�。�1）使用全站儀或半站儀，在野外數(shù)據(jù)采集采用編碼和繪制草圖，利用各類記錄器或微型計算機(jī)記錄，數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖形編輯，繪圖儀輸出成圖，所采集的數(shù)據(jù)可以繪制成不同比例尺地形圖或?qū)�業(yè)圖，也可進(jìn)入數(shù)據(jù)庫，如北京市測繪院研制的DGJ系統(tǒng)、南方測繪公司研制的CASS系統(tǒng)、瑞得公司研制的RPMS系統(tǒng)等。
　　（2）利用全站儀和便攜機(jī)(即電子平板)相結(jié)合，在野外采集數(shù)據(jù)，無需編碼，測量數(shù)據(jù)直接進(jìn)入電子平板繪圖，現(xiàn)場修改編輯顯示，最后由繪圖儀輸出成果，其特點是電子平板在測站代替常規(guī)測圖板直觀，便于修改。另一種是便攜機(jī)由跑尺人員操作，測點觀測數(shù)據(jù)通過遙控信號轉(zhuǎn)換，自動送到便攜機(jī)，測點實時顯示在屏幕上，跑尺人員進(jìn)行圖形編輯，更能保證成圖質(zhì)量。前者如清華山維公司研制的EPSW電子平測圖系統(tǒng)。后者如廣州開恩公司研制的SCS遙感電子平板系統(tǒng)。
　　5、結(jié)束語
　　現(xiàn)代測繪技術(shù)及測繪儀器向數(shù)字化、電子化、自動化方向發(fā)展，打破了傳統(tǒng)的手工測繪理念，形成目前較好的一套數(shù)字化測繪解決方案。但是，目前的測繪技術(shù)依舊存在著若干問題，如：怎樣改進(jìn)外業(yè)數(shù)據(jù)采集模式的問題、成圖系統(tǒng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)問題，內(nèi)業(yè)編輯圖形工作效率問題;圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與地理信息系統(tǒng)GIS接口問題等等，這都需要我們廣大測繪工作者的不懈努力，不斷提出新的任務(wù)、新課題和新要求，有力地推動和促進(jìn)工程測量事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。
　　
　　
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