數(shù)字化內(nèi)業(yè)制圖圖面繪制精度保證路徑研究

張秋香

摘 要：數(shù)字化測(cè)圖精度直接影響到被測(cè)物體參數(shù)的大小，測(cè)圖精度受多方面因素的影響，一方面與測(cè)量時(shí)所使用的測(cè)量儀器和測(cè)量方法有關(guān)，另一方面與作圖人員的工作態(tài)度、工作熟練程度、連圖正確方法也密切相關(guān)。該文將通過一些繪圖事例來分析繪圖精度問題及解決方法。

關(guān)鍵詞：測(cè)圖精度 連圖方法 觀測(cè)誤差

中圖分類號(hào)：P283.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）07（b）-0083-02

數(shù)字化測(cè)圖形式在地形測(cè)量、管線測(cè)量、房地產(chǎn)測(cè)量等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)的平板測(cè)圖方式，數(shù)字化測(cè)圖形式具有外業(yè)測(cè)量精度高、內(nèi)業(yè)制圖快捷美觀、繪圖效率高等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字化測(cè)圖的精度不僅與外業(yè)測(cè)量有關(guān)，還與內(nèi)業(yè)作圖人員的工作態(tài)度、連圖方法有關(guān)。其中，連線方法更為重要，如果由于外業(yè)測(cè)量在精度上已經(jīng)產(chǎn)生了一定的偏差，連線方法的錯(cuò)誤會(huì)二次擴(kuò)大測(cè)量的誤差，造成更大的損失，這是不允許出現(xiàn)的。因此，如何把握連線的正確性就成了關(guān)鍵。

1 圖面繪制存在的問題

目前數(shù)字化制圖軟件由三方面開發(fā)而來，分別是：AutoCAD的二次開發(fā)、Ustation的二次開發(fā)及其他軟件公司開發(fā)。它們所采用的數(shù)學(xué)模式大體一致相同，程序編寫方面也是都采用了最佳的方案來保證繪制的精度。在通過測(cè)量采集數(shù)據(jù)的過程中，有時(shí)會(huì)受到一定因素的限制而無法測(cè)量某些位置的數(shù)據(jù)或者測(cè)量數(shù)據(jù)有較大的偏差，此時(shí)應(yīng)對(duì)的方法是量邊距離交會(huì)定點(diǎn)或是量邊直角定點(diǎn)。完成測(cè)量并獲得數(shù)據(jù)以后，在內(nèi)業(yè)連圖時(shí)必須注意連線的方法，其正確性將直接影響圖面的精度。在通過數(shù)據(jù)驗(yàn)收時(shí)，建筑物的測(cè)量精度會(huì)是一個(gè)非常重要的方面。

2 實(shí)測(cè)中常見問題及處理方法

利用全站儀進(jìn)行測(cè)圖時(shí)，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)展點(diǎn)錯(cuò)誤的狀況，對(duì)于應(yīng)該存在碎步點(diǎn)的區(qū)域卻是空白的或者出現(xiàn)區(qū)域點(diǎn)位壓蓋情況，有時(shí)錯(cuò)誤點(diǎn)也難以發(fā)現(xiàn)和判斷，而在試探無效的情況下，只能通過重測(cè)部分點(diǎn)來完成這步工作。例如：假設(shè)D3站以后的點(diǎn)出現(xiàn)錯(cuò)錄，但卻找不到錯(cuò)錄的點(diǎn)，那么我們就要從D3開始設(shè)站，重新D4，然后根據(jù)D4再支出D5點(diǎn)，同理，其他站點(diǎn)也這樣進(jìn)行，利用這種方法可以減少外業(yè)的重測(cè)工作量。通過誤差理論我們了解到，誤差具有傳播性和累加性，如果發(fā)生站點(diǎn)錯(cuò)錄的現(xiàn)象，之后的內(nèi)業(yè)制圖工作將無法完成，只有首先分析錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因才能真正開始內(nèi)業(yè)的糾錯(cuò)工作。

對(duì)于單一測(cè)站找準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)錯(cuò)錄的情況，處理過程為：（1）對(duì)所有實(shí)測(cè)錯(cuò)誤點(diǎn)進(jìn)行平移；（2）對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行一個(gè)旋轉(zhuǎn)；（3）對(duì)后續(xù)支站數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，至此對(duì)于平面上錯(cuò)誤點(diǎn)的處理就完成了。對(duì)于一站錯(cuò)設(shè)的處理方法是：（1）對(duì)于連續(xù)站點(diǎn)出錯(cuò)的情況要對(duì)平面做二次旋轉(zhuǎn)；（2）對(duì)于起始測(cè)站點(diǎn)點(diǎn)號(hào)錯(cuò)錄、起始測(cè)站定向點(diǎn)號(hào)錯(cuò)錄以及起始測(cè)站點(diǎn)點(diǎn)號(hào)錯(cuò)錄而連續(xù)支站中又出現(xiàn)點(diǎn)號(hào)錯(cuò)錄的情況，其處理方法與單一測(cè)站點(diǎn)點(diǎn)號(hào)錯(cuò)錄處理方法相同。

外業(yè)工作人員在進(jìn)行測(cè)量工作時(shí)要做到認(rèn)真仔細(xì)，盡量避免錯(cuò)錄情況的發(fā)生。因?yàn)閷?shí)際測(cè)量不會(huì)關(guān)系到測(cè)量的精度問題，所以內(nèi)業(yè)操作人員就要自己采取必要的手段來糾正出現(xiàn)的錯(cuò)誤，避免不必要的外業(yè)重測(cè)，當(dāng)然，在無法查出錯(cuò)誤原因的情況下，也要采取重測(cè)的措施；通過全站儀下傳數(shù)據(jù)時(shí)雖不包含設(shè)站的信息，但作業(yè)員可以通過編程來完成設(shè)站信息的下傳，這時(shí)我們就可以得到設(shè)站信息，從而也可以找出錯(cuò)誤的設(shè)站點(diǎn)號(hào)。

3 圖面繪制事例分析

對(duì)處于泉眼地形中的一棟四點(diǎn)磚房進(jìn)行測(cè)量，此房屋的真實(shí)尺寸確定后，為檢驗(yàn)內(nèi)業(yè)制圖的精度，通過外業(yè)測(cè)量對(duì)房屋的四個(gè)角點(diǎn)進(jìn)行了實(shí)測(cè)，但在測(cè)量時(shí)并沒有進(jìn)行照準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)點(diǎn)歸心，由此產(chǎn)生的誤差將會(huì)在5 cm以內(nèi)。經(jīng)過內(nèi)業(yè)計(jì)算機(jī)的展點(diǎn)后，在圖上量得房屋尺寸，通過四點(diǎn)連線把房屋的輪廓畫出來，但由于此時(shí)存在觀測(cè)誤差，致使實(shí)測(cè)尺寸與真實(shí)尺寸有一定差距，誤差值不大于10 cm，從而說明外業(yè)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性是可靠的。

受地形條件的影響，在實(shí)際對(duì)房屋的測(cè)量當(dāng)中往往不能做到對(duì)四個(gè)點(diǎn)的全部測(cè)量，現(xiàn)根據(jù)實(shí)際情況，任意去掉其中的一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，當(dāng)使用繪圖軟件進(jìn)行三點(diǎn)做房時(shí)，繪制出的房屋為虛線房，只有內(nèi)業(yè)連圖方法正確才能使繪圖尺寸與實(shí)際尺寸滿足偏差要求。另外對(duì)于缺點(diǎn)繪圖的情況，也可使用多點(diǎn)命令進(jìn)行繪圖，也就是當(dāng)測(cè)量點(diǎn)存在的時(shí)候直接用直線進(jìn)行連接，當(dāng)測(cè)量點(diǎn)不存在的時(shí)候使用直角推算法推算出缺失點(diǎn)，然后再采用隔點(diǎn)閉合的命令進(jìn)行畫線，但連線順序發(fā)生改變后，可能會(huì)使繪圖完成后的房屋尺寸與房屋實(shí)際尺寸有較大的偏差，而造成較大誤差的原因不是完全由外業(yè)測(cè)量精度引起的，它還與內(nèi)業(yè)連圖的取向方式有關(guān)，帶來制圖誤差的根本原因是外業(yè)測(cè)量點(diǎn)的誤差，由誤差傳播定律可以知道，由長邊推算短邊時(shí)能夠減小誤差，但由短邊推算長邊時(shí)就會(huì)擴(kuò)大誤差，所以內(nèi)業(yè)連圖的順序?qū)ψ詈蟮闹茍D精度有很大的關(guān)系。如果我們?nèi)サ羧齻€(gè)實(shí)測(cè)點(diǎn)的話，最后造成的誤差會(huì)非常大，這樣的錯(cuò)誤在數(shù)字化作圖時(shí)是絕對(duì)不允許的。

在實(shí)際測(cè)量作業(yè)時(shí)，常使用全站儀對(duì)各觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)于測(cè)量四點(diǎn)房屋來說，測(cè)量點(diǎn)的多少對(duì)內(nèi)業(yè)連圖是沒有影響的，即使有觀測(cè)誤差的存在，但使用的連圖程序正確，那么作圖誤差不會(huì)被放大。在城市房屋的測(cè)量時(shí)，多點(diǎn)房屋大量存在，那么就需要用推測(cè)直邊的方法來繪圖，如果連圖順序不正確，誤差的積累就會(huì)更大，這是一個(gè)特別要注意的問題。

對(duì)于一個(gè)多點(diǎn)房屋，外業(yè)測(cè)量了四個(gè)房角點(diǎn)，同時(shí)測(cè)量了房屋的各個(gè)邊長，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)雖與理論值有一定誤差，但誤差在允許范圍內(nèi)。在之后的內(nèi)業(yè)連圖時(shí)，采用直角量算來完成，這里存在的問題就是需要推算的邊較多，誤差就會(huì)更容易被積累。如果連續(xù)使用短邊直角去推算長邊，就會(huì)讓誤差被迅速放大，超過允許范圍，這是由于內(nèi)業(yè)制圖行為造成的，可以得出一個(gè)結(jié)論：在實(shí)際作圖當(dāng)中，采用短邊去推算長邊或者沿著某個(gè)方向一直推算下去是不可取的，內(nèi)業(yè)作圖人員應(yīng)充分考慮到誤差積累和測(cè)量限差的要求。對(duì)于多點(diǎn)房屋來說，合理的作圖方法應(yīng)該是從兩邊向中間推算，這樣做既能減小推算的邊數(shù)，也能最大程度上減小誤差的積累。為了在多點(diǎn)測(cè)量時(shí)更好地減小誤差和更準(zhǔn)確地繪制出此房屋，內(nèi)業(yè)作圖時(shí)也可以采用作輔助線的方法來進(jìn)行作圖。

4 結(jié)論

（1）對(duì)于實(shí)測(cè)過程中出現(xiàn)的問題，可通過文中所述方法進(jìn)行解決。

（2）對(duì)于四點(diǎn)房屋測(cè)量工作，若只能測(cè)量出其中的三個(gè)角點(diǎn)，在完成實(shí)測(cè)工作后，進(jìn)行內(nèi)業(yè)制圖時(shí)要利用軟件提供的三點(diǎn)繪圖命令而不能使用多點(diǎn)繪圖命令；而如果內(nèi)業(yè)制圖人員要采用多點(diǎn)房連線做法時(shí)要特別注意用房屋的長邊去推算短邊，這樣能避免誤差積累過大。若外業(yè)只測(cè)量出房屋的兩個(gè)角點(diǎn)時(shí)，此時(shí)精確地測(cè)量出房屋的寬度也是一個(gè)解決的方法。

（3）對(duì)于多點(diǎn)房的測(cè)量，若要利用長邊推算短邊的原則，但需要推算的邊數(shù)較多時(shí)，推算制圖方法也較難執(zhí)行，而且推算誤差的積累與允許限差之間的關(guān)系較難控制時(shí)，應(yīng)該采用作輔助線的方法，并以觀測(cè)精度最高的一長邊作為基礎(chǔ)邊，通過此方法連圖后的精度要提高很多，從而保證不二次擴(kuò)大外業(yè)的測(cè)量精度。

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