基于紙質(zhì)調(diào)繪與電子調(diào)繪的對比分析

李俊鋒 趙善敏 郭 旭

(1.西北測繪職工培訓(xùn)中心，陜西 西安 710054;2.陜西國土測繪工程院，陜西 西安 710054;3.咸陽市國土資源局渭城分局土地勘測測繪隊，陜西咸陽 712000)

0 引言

航空攝影測量是利用非接觸成像和其他傳感器對地球表面及環(huán)境、其他目標(biāo)或過程獲取可靠的信息，并進(jìn)行記錄、量測、分析和表達(dá)的科學(xué)與技術(shù)。其應(yīng)用始于19世紀(jì)60年代，隨著科技的不斷發(fā)展，航空攝影測量經(jīng)歷了模擬攝影測量階段、解析攝影測量階段和數(shù)字?jǐn)z影測量階段，革新了空間數(shù)據(jù)獲取的技術(shù)方法，顯示出了航空攝影測量的巨大的生命力和影響力。逐步成為地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的重要方法，在測繪地理信息行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。

外業(yè)調(diào)繪是要實地確定地物、地貌的真實性質(zhì)，查清其實際情況，且依據(jù)設(shè)計書要求將需要表示的地物、地貌進(jìn)行綜合取舍，并對航片未攝出來的地物地貌進(jìn)行新增、補測，外加對當(dāng)?shù)氐牡乩磉M(jìn)行實地調(diào)查，從而注記地理名稱。最終使調(diào)繪成果符合規(guī)范、圖式的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

作為航測外業(yè)兩大重要工序之一，調(diào)繪作業(yè)流程日趨完善，逐漸成熟，但隨著時代的進(jìn)步與科技的創(chuàng)新，電子調(diào)繪逐漸進(jìn)入測繪市場，使得調(diào)繪的作業(yè)方式隨之變化，這對加快成圖效率、提高測量精度、降低勞動工作強度具有重要的意義。

1 紙質(zhì)調(diào)繪

傳統(tǒng)的外業(yè)調(diào)繪是以航空像片或紙質(zhì)地圖作為工作地圖，作業(yè)人員攜帶工作底圖以及相關(guān)的輔助資料進(jìn)行調(diào)查和繪圖工作，在工作范圍區(qū)內(nèi)，利用白天，依據(jù)調(diào)繪片或紙圖對當(dāng)?shù)氐牡匚锏孛策M(jìn)行確認(rèn)及取舍，采用不同的顏色、符號注記重要信息，逐一核實圖上的地理名稱，同時對地形圖上沒有的地物地貌按規(guī)定進(jìn)行補測、新增。

調(diào)查的成果，采用統(tǒng)一的格式、圖式符號，直接在調(diào)繪片或紙圖上進(jìn)行清繪。

從上面的外業(yè)調(diào)繪工作流程看，傳統(tǒng)的紙質(zhì)調(diào)繪存在以下的缺陷:

1)成圖的周期長、工序多、成本高;

2)紙質(zhì)調(diào)繪成果與數(shù)字化航測成圖的數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一;

3)外業(yè)作業(yè)時，底圖面積較大，航空像片或紙質(zhì)地圖攜帶不方便，同時調(diào)繪工作容易受到天氣因素，尤其是雨天的影響，資料不易保存;

4)由于普遍采用線劃圖進(jìn)行作業(yè)，無法發(fā)揮正射影像的優(yōu)勢;

5)當(dāng)?shù)匚镙^為復(fù)雜時，清繪出的成果會顯得擁擠，對內(nèi)業(yè)的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)生一定的影響;

6)在野外作業(yè)時，輔助資料無法和工作底圖進(jìn)行疊加;

7)打印的底圖或者沖洗的像片，作為成圖過程中的中間產(chǎn)品，資源浪費;

8)內(nèi)業(yè)編輯轉(zhuǎn)繪等工作重復(fù)且內(nèi)業(yè)轉(zhuǎn)繪時易漏轉(zhuǎn);

9)紙質(zhì)調(diào)繪成果修改不方便，質(zhì)量控制難度大;

10)進(jìn)行清繪作業(yè)時，表示方法要求較高，進(jìn)而對調(diào)繪人員專業(yè)素質(zhì)要求較高。但近年外業(yè)作業(yè)人員普遍以年輕人為主，外業(yè)經(jīng)驗缺乏，提高作業(yè)能力需要較長周期，再加上工期緊等因素制約，調(diào)繪過程中往往出現(xiàn)一系列的問題，反映到內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集工序無法解決，易導(dǎo)致成圖地理精度的下降。

2 電子調(diào)繪

電子調(diào)繪是將經(jīng)過判繪的影像拷貝到平板電腦存儲器上，在野外對照實物直接在數(shù)字影像上標(biāo)繪，并記錄下矢量數(shù)據(jù)，使整個空間數(shù)據(jù)的獲取、處理、成果入庫的流程均為數(shù)字格式流程。

電子調(diào)繪具有的優(yōu)點為:

1)全集成。

軟件兼容性很好，內(nèi)業(yè)采集數(shù)據(jù)與外業(yè)核查數(shù)據(jù)可以很方便地進(jìn)行交互，為整個項目生產(chǎn)提供極大便利。真正實現(xiàn)了同一套軟件平臺、同一套符號庫、同一套生產(chǎn)方案，可以實現(xiàn)航測生產(chǎn)的采編一體化、內(nèi)外一體化、圖庫一體化、作業(yè)成果一步到位，為貫徹內(nèi)外業(yè)一體化的思路奠定基礎(chǔ)。

2)成本低。

全數(shù)字內(nèi)外業(yè)一體化，省去了出圖、清繪、掃描、矢量化的步驟，可提高項目整體的工作效率，節(jié)約生產(chǎn)成本。

3)效率高。

將影像用于計算機內(nèi)判，可實現(xiàn)生產(chǎn)的內(nèi)外業(yè)一體化，作業(yè)成果一步到位，提高了影像辨識度，同時加快了工作進(jìn)度，作業(yè)效率顯著提高。

4)精度高。

平板電腦可以有效地將GPS和影像相結(jié)合，加上系統(tǒng)的定位功能、實時的刷新功能、對影像的實時跟蹤等功能均給了外業(yè)調(diào)繪很大的幫助，方便了作業(yè)員識別和判斷所在地物在影像上的具體位置，提高了外業(yè)定位的速度和調(diào)繪精度。

5)無紙化。

原來的作業(yè)模式要求外調(diào)前必須在紙質(zhì)影像圖將著重調(diào)繪的地方進(jìn)行標(biāo)注，以便重點調(diào)查，同時調(diào)繪完畢還必須將更新的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)繪到紙質(zhì)影像圖上進(jìn)行清繪，而平板電腦通過采用新一代的移動GIS采集平臺，前后只需要和臺式機進(jìn)行兩次數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換即可完成調(diào)繪任務(wù)，實現(xiàn)外業(yè)無紙化作業(yè)，省時并且省力。

6)上手快。

由于使用平板電腦時全部采用了全數(shù)字化無紙作業(yè)，現(xiàn)場作業(yè)大多數(shù)為選擇性操作，容易實現(xiàn)自動化的批量作業(yè)，同時免去手工清繪作業(yè)，所以對作業(yè)員的素質(zhì)要求低一些。

7)速采集。

平板電腦使空間數(shù)據(jù)的獲取、處理、成果整理的整個流程均為數(shù)字流程，采用涂鴉式半自動調(diào)繪，支持點、線、面信息的增加、刪除、修改等調(diào)繪操作，減少了手工繪制的工作量，盡量避免重復(fù)作業(yè)。

8)可疊加。

可將輔助信息和調(diào)繪信息進(jìn)行疊加。調(diào)繪時，可以只顯示調(diào)繪者所需要的信息，其他數(shù)據(jù)信息可以進(jìn)行隱藏，大大提高了調(diào)繪成果的可讀性。

9)智能筆。

拋棄了傳統(tǒng)調(diào)繪使用小筆尖蘸上顏色在像片上標(biāo)繪再轉(zhuǎn)繪的過程。使用智能筆，地物符號實時顯示使調(diào)繪更加直觀、方便定性，便于地物尺寸把握、綜合取舍更加合理。

10)行李少。

外業(yè)作業(yè)攜帶的工具變少，免去了傳統(tǒng)模式中“一大包”的困擾，同時硬件設(shè)備防塵、防雨、防震、防摔，存取方便。

3 電子調(diào)繪需要改進(jìn)的地方

下面以Geoway Fielder數(shù)字調(diào)繪系統(tǒng)為例，說明電子調(diào)繪需要改進(jìn)與完善的地方。

Geoway Fielder數(shù)字調(diào)繪系統(tǒng)是北京吉威時代軟件技術(shù)有限公司開發(fā)的一組專業(yè)而全面的空間數(shù)據(jù)處理軟件，是移動測圖系統(tǒng)MMS(Mobile Mapping System)的第一階段產(chǎn)品，主要定位于航測外業(yè)調(diào)繪。它由軟硬件系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)硬件包括平板電腦(Getac E100型號平板電腦，它是Getac(臺灣神基)公司出品的全固型平板電腦，也是市場上最輕的強固型平板電腦，重量只有1.4 kg，不但易于操控，而且其設(shè)計更是充分考慮到了現(xiàn)場工作人員及用戶的服務(wù)需求)及其附件和操作系統(tǒng)(windows7/XP)、GPS(GPS芯片)、存儲設(shè)備(加固硬盤)、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議(ActiveSync協(xié)議、藍(lán)牙或GPRS網(wǎng)絡(luò))、控制設(shè)備(觸控屏幕、觸控筆);系統(tǒng)軟件構(gòu)成包括數(shù)據(jù)交換、GPS、工程管理、外業(yè)涂鴉、圖形補繪編輯、屬性錄入編輯、場景支持、質(zhì)量檢查、數(shù)據(jù)接邊、系統(tǒng)設(shè)置等模塊。目前已經(jīng)應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)。

這套系統(tǒng)已存在較大的制約性:

1)基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)屬于保密介質(zhì)，而電子調(diào)繪設(shè)備帶有數(shù)據(jù)通信功能，如何保證測繪成果的安全，是需要解決的首要問題，它雖然設(shè)計了進(jìn)入密碼程序，但略顯簡單。

2)希望能夠進(jìn)一步完善Geoway3.6和Geoway Fielder兩者之間的格式轉(zhuǎn)換問題，使二者均能夠相互兼容，在臺式機和平板電腦上能夠?qū)崿F(xiàn)共通，能夠把野外調(diào)繪完成后的工程文件直接在臺式機上運行。

3)Geoway Fielder軟件需要進(jìn)一步簡化，只需要簡簡單單外業(yè)實用的幾個菜單和圖標(biāo)，便于選擇和操作。對于數(shù)據(jù)輸入盡量進(jìn)行選擇而不是輸入。

4)可以考慮對平板電腦進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，例如加置高像素攝像頭等設(shè)備，提供拍照功能，并對拍攝姿態(tài)(方位角、俯仰角、橫滾角等)、位置信息等進(jìn)行記錄，并在影像相應(yīng)位置生成小圖標(biāo)進(jìn)行標(biāo)記、制定照片和地物關(guān)聯(lián)、照片命名、庫圖表模板等相應(yīng)規(guī)則，以便于調(diào)繪人員在野外采集時進(jìn)行圖斑的采集，減少操作步驟，提高工作效率。

5)可進(jìn)一步完善界面的操作功能，優(yōu)化界面布局，將使用頻率較高的工具放在更加合理的位置，增強軟件可讀性，降低操作難度，軟件整體要做到簡潔使用。

6)在作業(yè)過程中，每次只能加載兩幅1∶25 000的圖幅，而調(diào)繪人員往往是調(diào)繪1∶50 000圖幅，且每次加載影像時速度都比較慢，影響了工作人員的速度和效率，因此可以進(jìn)一步加快平板電腦加載和處理影像的效率和速度。

7)在軟件中預(yù)留二次開發(fā)接口，每個作業(yè)員可以根據(jù)個人習(xí)慣進(jìn)行定制或者開發(fā)更適合的功能以提高工作效率。

8)優(yōu)化電池待機時長或者再配置高容量電池。目前兩塊電池續(xù)航能力標(biāo)稱共8 h，仍不能滿足外業(yè)作業(yè)時間。電池在使用一段時間后續(xù)航能力肯定下降，在嚴(yán)寒天氣下電池電量不能充分使用，在偏僻地區(qū)充電電壓不足等原因，兩塊電池續(xù)航能力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于8 h，不能保證外業(yè)作業(yè)時間。

9)進(jìn)行外業(yè)調(diào)查時發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品加載數(shù)據(jù)較慢，平板電腦屏幕亮度調(diào)至最高亮度仍無法清晰查看影像，嚴(yán)重制約外業(yè)調(diào)查工作，同時，在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，平板電腦的顯示圖面范圍較小，無法宏觀把握調(diào)查圖面的區(qū)域。

4 結(jié)語

航空攝影測量作為快速獲取地形圖的一種方式，已在生產(chǎn)中大范圍的推廣普及，內(nèi)外業(yè)一體化是航空攝影測量工作發(fā)展的必然趨勢，只有實現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化才能更高效率、更好質(zhì)量完成任務(wù)。電子調(diào)繪作為一種提高外業(yè)調(diào)繪效率、降低外業(yè)勞動強度、滿足地理數(shù)據(jù)快速更新需求的產(chǎn)品，必將產(chǎn)生相應(yīng)的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的發(fā)展前景與市場空間。

［1］汪建光.基于移動設(shè)備的數(shù)字外業(yè)調(diào)繪系統(tǒng)的研究［J］.測繪與空間地理信息，2009(6):9-10.

［2］蕭敏凱.航測內(nèi)外業(yè)一體化的探討和實踐［J］.遙感信息，2000(4):50-52.

［3］任宏權(quán).地理國情普查生產(chǎn)若干關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究［D］.武漢:武漢大學(xué)，2013.