淺談大比例尺地形圖測繪方法的應(yīng)用及誤差分析

靳騰飛 許光輝

(河南省地礦局測繪地理信息院，河南 鄭州 450000)

伴隨科學技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字測圖已在測圖領(lǐng)域中成為大眾首選，曾經(jīng)傳統(tǒng)老式的大小平板、經(jīng)緯儀等測圖方法逐漸被代替。我國東部沿海地區(qū)大部分在選用數(shù)字測圖方式，其已經(jīng)占據(jù)了大半部分大比例地形測繪市場。數(shù)字測圖具有超高的作業(yè)效率且數(shù)字準確性較為精確，明顯優(yōu)越于傳統(tǒng)方法。該文通過與實際工作接軌，針對大比例尺數(shù)字測繪的策略、實踐誤差起因以及如何降低誤差的產(chǎn)生與同行們進行了深度探討和總結(jié)。

1 大比例尺數(shù)字測圖概述

隨著計算機高新科技的逐步強大，測繪的運行主要依靠計算機系統(tǒng)來維持，而且在大比例尺數(shù)字測圖技術(shù)環(huán)節(jié)中發(fā)揮了極其關(guān)鍵性的主導地位。不同用處的數(shù)據(jù)和處理方法的充分運營，為大比例尺數(shù)字測圖提供廣闊的施展空間，尤其是電子手薄的應(yīng)用，意味著測繪技術(shù)實現(xiàn)了更上一層樓。電子手薄對于野外數(shù)據(jù)采集是非?？焖俚?，且運用的方法很簡單，可以及時對采集的數(shù)據(jù)做相關(guān)處理。野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括全站儀和電子記錄手薄，采集的數(shù)據(jù)可以直接輸入到計算機系統(tǒng)中，依靠計算機程序系統(tǒng)展開人機配合操作，獲得大比例尺地圖圖形相關(guān)重要數(shù)據(jù)。該樣式的所有圖形數(shù)據(jù)可以保留到磁盤上。也可以繪成圖。

2 如何進行大比例尺測圖及其作用了解

地形測量的主要對象是均有各異比例尺的地形。大比例尺的測圖范圍，一般說的是1:500～1:5000的地形圖。

2.1 大比例尺數(shù)字成圖的方法及適用條件

原圖數(shù)字化、攝影測量法以及全野外數(shù)字測圖是大比例尺數(shù)字化地形圖的主要成圖方法。

2.1.1 原圖數(shù)字化。根據(jù)現(xiàn)有的地形圖，運用計算機和數(shù)字化儀等合成技術(shù)得到數(shù)字地圖的途徑，該種手段適合在現(xiàn)有地形圖的領(lǐng)域中運用。合成技術(shù)雖然可以做到快速提交測繪成果的效率，但是經(jīng)常伴有各種誤差的影響和干擾，造成圖形質(zhì)量明顯下降。所以，抓住實際地形和地貌，進行精確的坐標測量，以保證成圖質(zhì)量。

2.1.2 攝影測量法。即采用航空攝影獲取航空像片當做數(shù)據(jù)庫。通過測量范圍中航空攝影測量儀器得到立體像對，利用解析測圖儀獲取某地形原貌特征，還可以用經(jīng)過改裝的立體量測儀得到地形特征點，自動的將信息傳輸?shù)接嬎銠C內(nèi)部，通過專門的計算機軟件數(shù)據(jù)處理，可以自動的產(chǎn)生數(shù)字地形圖，并利用繪圖儀對地圖進行繪制。大部分適合用于城市大面積1:2000或比此類更為較小的比例尺測圖。攝影測量法可以快速的生成圖案，精確度比較高且較為均衡，投入的資金也少，更關(guān)鍵的是不受天氣和季節(jié)的變化。

2.1.3 全野外數(shù)字測圖。經(jīng)過測圖環(huán)節(jié)后，向基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)格式。主要作業(yè)方式:首先，通過全站儀儀器配合電子手薄，快速完成草圖，以獲取相關(guān)野外數(shù)據(jù)的收集，將觀測的數(shù)據(jù)通過數(shù)字化成圖系統(tǒng)工具轉(zhuǎn)化成圖形。經(jīng)過復制精簡以及修改整理等環(huán)節(jié)，生成一系列的成果及入庫數(shù)據(jù);第二，用全站儀配合筆記本電腦或PDA掌上電腦，通過仔細觀測數(shù)據(jù)，及時轉(zhuǎn)變成圖形，現(xiàn)場對構(gòu)造建筑物、現(xiàn)狀地物以及點狀地物等模塊進行整理潤色，大大提高了質(zhì)量，為未來數(shù)字地形圖測繪技術(shù)發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

3 數(shù)字測圖的誤差分析及探討

對于數(shù)字測圖環(huán)節(jié)而言，大部分屬于計算機展繪點位，且成圖也需要憑靠計算機執(zhí)行。所以，對于繪點位的錯誤沒有必要認真做研究。比如進行數(shù)據(jù)采集規(guī)整環(huán)節(jié)上，定向、對中、檢核等都有誤差出現(xiàn)，最后將造成測量工作馬馬虎虎、不準確。全站儀極坐標法測網(wǎng)，主要針對觀測站與碎部點構(gòu)成的水平角、垂直角與距離。所以，造成碎部點點位出現(xiàn)精確度誤差的原因:測角誤差和測距誤差;導致測距精確度下降的緣故:儀器自身原因、測站與鏡站偏離了中心點及棱鏡誤差等等。

4 大比例尺數(shù)字測圖的誤差分析

4.1 控制點引起的誤差。如今，大比例測圖方案廣泛實施后，不管任用哪個方略，部分誤差發(fā)生是必然事件。由于控制點導致的誤差時常出現(xiàn)在野外數(shù)字采集環(huán)節(jié)中，不管是通過GPS，還是對碎部進行全站儀測量，統(tǒng)一需要在控制點設(shè)站。稍后，對碎部各個方面的測量細節(jié)統(tǒng)一觀察檢驗。最后，依據(jù)控制點坐標來解算這些碎部點坐標。

4.2 圖紙的變形引起的誤差。把原本某個范圍較大的按照一定的比例縮放在圖紙表面，本身極易產(chǎn)生各環(huán)節(jié)誤差的干擾。也是我們難以左右的。主要是對掃描還有對矢量數(shù)據(jù)進行數(shù)字化，均會由于圖紙形狀的擴張和收縮出現(xiàn)不同的誤差。這種誤差，可以通過線性或者將圖紙進行改正來解決。

4.3 儀器設(shè)備方面的原因引起的誤差。儀器設(shè)備的誤差頻繁的代指一個反應(yīng)緩慢且不靈敏的儀器，經(jīng)常被認為成是傻瓜儀器導致的誤差。在此期間，誤差有的出現(xiàn)在數(shù)字化儀器內(nèi);有的因為軟件功能和效能的不足;還和掃描儀分辨率的高低有關(guān)，儀器設(shè)備帶來的誤差是可以改進的，這需要科研人才不斷地深入實際，根據(jù)實際使用的精確度來研發(fā)更加靈敏，分辨率更高的儀器。

5 大比例數(shù)字測圖誤差改正方法

按照實踐過程中經(jīng)檢查關(guān)鍵實測坐標與數(shù)字化圖的圖上顯示的坐標的差值，運用線性回歸分析及類表分析的方法成立有效的誤差方程式，計算地物點誤差中存在的系統(tǒng)誤差和偶然誤差的含值。針對系統(tǒng)誤差進行解算時，需要對數(shù)字化成圖的所有環(huán)節(jié)、各個工序的質(zhì)量達標水平進行評估和總結(jié)，有針對性的制定對各工序質(zhì)量管理的監(jiān)督體系，對數(shù)字化成圖的地形圖進行修正，提高成圖質(zhì)量，通過誤差的量化分析，計算修正后地形圖的質(zhì)量。

6 結(jié)語

伴隨數(shù)字化測繪技術(shù)的迅速推廣，GIS技術(shù)的逐步完善，GPS技術(shù)悄然的融入到了各行各業(yè)高新技術(shù)發(fā)展中。如今，現(xiàn)代工程的測量方式最終也會向數(shù)字工程化方向擴展和轉(zhuǎn)變。因此，全面了解數(shù)字測圖的全過程，并認真解決好各個工序中的隱患，大力開展數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用與研究將是測繪單位提升自身競爭實力和創(chuàng)造經(jīng)濟效益的首要任務(wù)。

［1］宋麗麗;田軍慶;航空攝影測量技術(shù)用于油氣長輸管道工程［J］;油氣田地面工程;2011年07期

［2］楊靖英;程相兵;基于智能全站儀外業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］;城市勘測;2011年04期