數(shù)字化制圖在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用

喬巍

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，制圖技術(shù)也不斷向自動(dòng)化、智能化、信息化及數(shù)字化方向發(fā)展。數(shù)字化制圖是目前的一種先進(jìn)制圖技術(shù)，其在地質(zhì)測(cè)繪中的推廣和應(yīng)用極大程度地降低了地質(zhì)測(cè)繪工作難度并且提高了工作效率，有力推進(jìn)了地質(zhì)測(cè)繪行業(yè)快速發(fā)展。為此，本文首先對(duì)數(shù)字化制圖技術(shù)進(jìn)行介紹，隨后主要對(duì)數(shù)字化制圖技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，旨在促進(jìn)地質(zhì)測(cè)繪水平的提高。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化制圖技術(shù)；地質(zhì)測(cè)繪；技術(shù)；應(yīng)用；分析

測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用是地質(zhì)勘查工作中的一項(xiàng)重要工作，傳統(tǒng)地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用中常存在著工作量大、精確度不高及工作效率低等問題，加快推進(jìn)地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)發(fā)展非常重要。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化等技術(shù)在社會(huì)各領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，數(shù)字化制圖技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用不僅降低了測(cè)繪工作的難度和工作量，而且還在極大程度上提高了工作效率及制圖的精確性與可靠性。

1.數(shù)字化制圖技術(shù)概述

1.1概念

所謂數(shù)字化制圖技術(shù)，就是依托計(jì)算機(jī)等高科技設(shè)備裝置進(jìn)行數(shù)字制圖工作的現(xiàn)代化繪圖技術(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)制圖技術(shù)而言，數(shù)字化制圖技術(shù)不僅能夠在更大程度上提高制圖有效性和精準(zhǔn)度，而且在操作和應(yīng)用方面更為簡(jiǎn)單、便捷，在地質(zhì)測(cè)繪等工作發(fā)揮了重大作用，有力推進(jìn)了地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展。數(shù)字化制圖技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪工作中應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，主要是通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功能進(jìn)行制圖，在通過將相關(guān)信息進(jìn)行數(shù)字化，利用圖形和數(shù)學(xué)坐標(biāo)系等技術(shù)顯示測(cè)繪結(jié)果，這樣測(cè)繪工作者就能全面而清晰地看到測(cè)繪數(shù)據(jù)信息，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤還能及時(shí)進(jìn)行修改，從而保證測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.2特點(diǎn)

數(shù)字化制圖技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪工作中的應(yīng)用具有一定的特點(diǎn)。一是具有很大的直觀性，數(shù)字化制圖是依托計(jì)算機(jī)技術(shù)的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及相關(guān)信息技術(shù)的應(yīng)用測(cè)繪工作人員能夠直觀、形象地看到相關(guān)數(shù)據(jù)信息和測(cè)繪結(jié)果。二是測(cè)繪結(jié)果更為精確，相對(duì)于傳統(tǒng)人工計(jì)算方式而言，運(yùn)用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算，能夠在更大程度上避免人工計(jì)算失誤及誤差，從而從根本上保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。三是大大提升了測(cè)繪工作的自動(dòng)化程度，數(shù)字化制圖技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用，通過相關(guān)軟件使許多工作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作，使得地質(zhì)測(cè)繪工作更為容易，測(cè)繪工作能夠以更快速度完成。

1.3重要性

測(cè)繪體系具有較強(qiáng)的綜合性與復(fù)雜性，而在此領(lǐng)域中一項(xiàng)較為關(guān)鍵的便是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。而且隨著計(jì)算機(jī)科技時(shí)代的到來，越來越多的先進(jìn)技術(shù)被運(yùn)用到了地質(zhì)測(cè)繪當(dāng)中，所以在一定程度上推動(dòng)了地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)功能的發(fā)展，基于存儲(chǔ)與傳遞信息技術(shù)的發(fā)展給地質(zhì)測(cè)繪提供了更多的技術(shù)保障。在地質(zhì)測(cè)繪中運(yùn)用數(shù)字化制圖技術(shù)可以自動(dòng)化處理數(shù)據(jù)，以便于能夠更為科學(xué)的管理數(shù)據(jù)。不僅如此，數(shù)字化制圖技術(shù)能夠更好地提升圖紙的準(zhǔn)確程度，提高測(cè)繪工作的可靠性與適用性。在地質(zhì)測(cè)繪中應(yīng)用數(shù)字化制圖技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)定位的精準(zhǔn)性，大大超出了仿真技術(shù)能力的范圍。在運(yùn)用仿真技術(shù)過程中，要求采用GIS技術(shù)。但是運(yùn)用數(shù)字制圖技術(shù)則能夠獨(dú)立準(zhǔn)確定位地理位置，并且運(yùn)用單位圖將各種信息準(zhǔn)確的進(jìn)行處理，充分發(fā)揮出該項(xiàng)技術(shù)的重要作用，有利于地質(zhì)測(cè)繪工作質(zhì)量的大幅提升。

2.數(shù)字化制圖技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1設(shè)置信息測(cè)量采集點(diǎn)

在開展測(cè)繪工作過程中，可以利用信息采集點(diǎn)來全面呈現(xiàn)出地質(zhì)結(jié)構(gòu)，以確保工作能夠更為科學(xué)、規(guī)范的進(jìn)行。在設(shè)置信息測(cè)量采集點(diǎn)時(shí)，具體可由以下幾方面著手：第一，在實(shí)施地質(zhì)測(cè)繪時(shí)，要求對(duì)工程的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析，并建立起與三維坐標(biāo)相關(guān)的立面圖、平面圖等各類圖像。第二，在測(cè)量地質(zhì)結(jié)構(gòu)存在的差異情況下，要求分別分析對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以確保地質(zhì)測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.2數(shù)據(jù)處理

地質(zhì)測(cè)繪工作涉及的數(shù)據(jù)信息量巨大，數(shù)據(jù)處理是傳統(tǒng)測(cè)繪方式中的一項(xiàng)難度較大的工作。數(shù)據(jù)處理進(jìn)度及質(zhì)量不僅影響到后續(xù)工作的開展，而且直接影響到測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，因此提高測(cè)繪數(shù)據(jù)處理的效率及質(zhì)量非常重要。數(shù)字化制圖技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用，配合其他技術(shù)的應(yīng)用，將測(cè)繪到的相關(guān)數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)后，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)、線、面圖元數(shù)據(jù)的矢量化加工處理，大大提高了測(cè)繪數(shù)據(jù)處理的速度和準(zhǔn)確度。

2.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

在進(jìn)行地質(zhì)測(cè)繪工作中能夠應(yīng)用ArcGIS平臺(tái)，利用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的方式來管理地質(zhì)測(cè)繪的有關(guān)信息，在ArcGIS中的產(chǎn)品為ArcSDE，現(xiàn)已把ArcSDE在原有的ArcGIS產(chǎn)品線中整合入了ArcGISServer?？臻g數(shù)據(jù)庫主要是由ArcSDE和后端數(shù)據(jù)庫服務(wù)器構(gòu)成。在多種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，ArcSDE是一個(gè)位于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫與ArcGIS其他軟件產(chǎn)品間的數(shù)據(jù)服務(wù)器，其主要是負(fù)責(zé)對(duì)地理信息進(jìn)行管理的高級(jí)空間數(shù)據(jù)服務(wù)器。其是由geodatabase（空間數(shù)據(jù)庫）應(yīng)用程序操縱geodatabase的一個(gè)通道，同時(shí)可以在關(guān)系庫中讓geodatabase精準(zhǔn)表達(dá)。

2.4圖形加工處理和輸入

圖形處理也是地質(zhì)測(cè)繪工作的一項(xiàng)環(huán)節(jié)，主要在對(duì)圖形進(jìn)行矢量化處理的基礎(chǔ)上利用制圖軟件完成圖形的編輯，形成一個(gè)匯總圖庫。隨著計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)等應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展，目前數(shù)據(jù)化制圖軟件的功能已非常完善和強(qiáng)大，完全實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種圖形的快速自如編輯和調(diào)整。數(shù)字化圖形處理中也會(huì)不可避免地存在一些誤差，這主要是由于在數(shù)據(jù)采集和錄入中存在差錯(cuò)造成的，這些差錯(cuò)的存在最終會(huì)導(dǎo)致圖形比例等存在一定誤差，從而影響圖形加工處理的精確度。圖形加工完成后就是輸出環(huán)節(jié)，地質(zhì)測(cè)繪中的圖形輸出主要包括圖形和相關(guān)數(shù)據(jù)輸出，具體就是把編輯好的電子化圖紙通過計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化設(shè)備傳送至需要的設(shè)備中，并以實(shí)物圖紙的形式展現(xiàn)出來。

2.5 GIS平臺(tái)設(shè)計(jì)

在整體管理系統(tǒng)中，一個(gè)重要的基礎(chǔ)就是能夠有效地管理、顯示、操作、更新、建模、分析以及維護(hù)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、地理單元網(wǎng)格數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、災(zāi)情疫情數(shù)據(jù)以及圖層單元數(shù)據(jù)等地理空間數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)主要是利用GIS平臺(tái)軟件，與地質(zhì)測(cè)繪實(shí)際工作需求相結(jié)合來定制研發(fā)所得。利用現(xiàn)代化的GIS技術(shù)，可以形象、直觀地將圖層單元以及地質(zhì)測(cè)繪信息顯示在電子地圖上。

2.6建立數(shù)字化模型

在地質(zhì)測(cè)繪中GIS技術(shù)發(fā)揮了非常重要的作用，其能夠?qū)⒏黝惪臻g數(shù)據(jù)采集下來，同時(shí)能夠自由輸入數(shù)據(jù)至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，利用計(jì)算機(jī)來管理輸入的數(shù)據(jù)，進(jìn)而構(gòu)成地質(zhì)測(cè)繪模型，為技術(shù)人員對(duì)地質(zhì)勘查過程中遇到的突發(fā)問題進(jìn)行有效的解決提供便利。在具體應(yīng)用環(huán)節(jié)中通常采取的是GIS的表面模型法，運(yùn)用此方法來搜集與模型建設(shè)相關(guān)的全部信息，如點(diǎn)的特征、屬性以及坐標(biāo)等，最終在管理系統(tǒng)中應(yīng)用數(shù)字化制圖技術(shù)將地表模型建立起來。通?？梢圆捎眠B線形成網(wǎng)狀面的方式將地質(zhì)資源的實(shí)際分布以及地質(zhì)情況具體、高效的反映出來。結(jié)合GIS建立模型過程能夠發(fā)現(xiàn)，想要建設(shè)數(shù)字化模型，便需要全面收集原始資料以及數(shù)據(jù)，同時(shí)需要確保原始資料以及信息的完整與真實(shí)，以確保地質(zhì)勘查的需求得到滿足。

2.7數(shù)字化制圖技術(shù)方法應(yīng)用

數(shù)字化制圖技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用有著顯著優(yōu)勢(shì)，但是其優(yōu)勢(shì)的體現(xiàn)在很大程度上受應(yīng)用輸入形式的限制，如果輸入方式不恰當(dāng)，那么數(shù)字化制圖技術(shù)的作用和優(yōu)勢(shì)就難以發(fā)揮。對(duì)于數(shù)字化制圖技術(shù)輸入方式，主要有以下幾種：（1）智能化矢量掃描輸入。不管是理論層面還是實(shí)踐層面，該種方法都體現(xiàn)出很大的可靠性，而其可靠性主要體現(xiàn)在對(duì)誤差的控制方面。該輸入方式通過利用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以將所得數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，然后根據(jù)兩者間誤差實(shí)現(xiàn)高層次校正，從而提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和精確性。這種方式有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)不足，在促進(jìn)地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)發(fā)展方面具有重要意義。（2）數(shù)字化儀輸入方式。這種輸入方式通過人工輔助操作，能夠以移動(dòng)游標(biāo)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)跟蹤，并將數(shù)字信息轉(zhuǎn)化為有效的圖形信息，因此其最大的優(yōu)點(diǎn)就是能夠保障采集階段數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性。（3）人工跟蹤矢量化輸入法。該方法在圖形編輯系統(tǒng)中運(yùn)用鼠標(biāo)追蹤形式通過人工操作方式將柵格圖像有效轉(zhuǎn)化為矢量數(shù)據(jù)，同時(shí)通過對(duì)存在誤差進(jìn)行編輯和糾正而達(dá)到高效繪圖的目的。相對(duì)于其他輸入方式而言，人工跟蹤矢量化輸入法具有獲得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高、操作簡(jiǎn)單便捷等特點(diǎn)，因此是目前在地質(zhì)測(cè)繪工作中應(yīng)用最為廣泛的一種方法。其實(shí)不同輸入方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)結(jié)合工作情況及要求，科學(xué)合理、綜合運(yùn)用各種方法，以在最大程度上提高地質(zhì)測(cè)繪工作效率和質(zhì)量。

3.數(shù)字化制圖技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的具體應(yīng)用

3.1在土地地形測(cè)量中的應(yīng)用

土地和地形測(cè)量是地質(zhì)測(cè)量的具體工作，如果測(cè)量經(jīng)費(fèi)有限，且測(cè)量單位時(shí)間較緊，這種情況下數(shù)字測(cè)量技術(shù)就可充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。在原有土地地形基礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)字測(cè)圖技術(shù)開展測(cè)量工作，通過利用計(jì)算機(jī)、數(shù)字化軟件及數(shù)字化儀器等先進(jìn)設(shè)備，可以在短時(shí)間內(nèi)獲得數(shù)字化數(shù)據(jù)，從而保證土地測(cè)量工作高效開展。在實(shí)際測(cè)量工作中，測(cè)量人員通常使用掃描矢量化方法與手持跟蹤數(shù)字化方法開展土地測(cè)量工作，但兩種方法都可能存在一定數(shù)據(jù)誤差，這種情況下可通過數(shù)字測(cè)量手段來提高土地測(cè)量工作效率。另外，通過對(duì)地形圖進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理，在完成數(shù)字測(cè)圖工作后再選取土地中突出坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，將得出的數(shù)據(jù)與數(shù)字測(cè)圖內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)誤差情況對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修補(bǔ)或調(diào)整，這樣可有效提高數(shù)字測(cè)圖精確度，并快速完成土地測(cè)量任務(wù)。

3.2利用全站儀進(jìn)行碎部點(diǎn)測(cè)量

碎部點(diǎn)測(cè)量是地質(zhì)測(cè)繪工作中的難點(diǎn)，在運(yùn)用全站儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)常存在人為因素而導(dǎo)致準(zhǔn)備起始方向出現(xiàn)偏差的情況，這不僅影響碎部點(diǎn)坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，也影響后期成圖準(zhǔn)確性。另外，在具體地質(zhì)測(cè)繪工作中，全站儀記錄的點(diǎn)號(hào)與繪圖人員所繪制的點(diǎn)號(hào)間也經(jīng)常存在偏差，而對(duì)于偏差的檢查與更新是需要一定時(shí)間的，這樣就會(huì)影響測(cè)繪整體進(jìn)度。因此，為提高全站儀測(cè)量準(zhǔn)確性和效率，在具體測(cè)繪時(shí)應(yīng)對(duì)全站儀進(jìn)行對(duì)中和整平處理，輸入坐標(biāo)后利用全站儀測(cè)量后視點(diǎn)坐標(biāo)，然后再通過后視點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)量值與輸入值的對(duì)比來檢驗(yàn)點(diǎn)位的正確性。通過對(duì)照準(zhǔn)備起始方向與視線內(nèi)明顯目標(biāo)進(jìn)行確定，在記錄好方位角數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上每隔一段時(shí)間對(duì)方位角讀書進(jìn)行反復(fù)測(cè)量，就可以掌握全站儀偏差情況，從而保證全站儀方向的準(zhǔn)確性。

3.3數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)

隨著數(shù)字化地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)也得到廣泛而重要應(yīng)用。數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)在實(shí)際地質(zhì)測(cè)繪工作應(yīng)用中，主要是通過利用空中數(shù)字?jǐn)z影機(jī)開展地質(zhì)測(cè)繪區(qū)拍攝，并使用專業(yè)土地測(cè)量軟件建立起地面數(shù)字測(cè)量數(shù)據(jù)模型，這樣就可以快速得到相關(guān)數(shù)字測(cè)圖內(nèi)容。測(cè)繪人員運(yùn)用數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)完成數(shù)據(jù)采集后，就可以在室內(nèi)完成后續(xù)測(cè)繪相關(guān)工作，不受天氣氣候影響，有效提高了測(cè)繪工作效率和質(zhì)量。另外，通過利用數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)，可以快速將土地地形地貌特征轉(zhuǎn)化為圖形信息，不僅精確度高，而且測(cè)量成本也較低，因此在大面積等測(cè)量工程中有突出應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)也將得到進(jìn)一步的推廣應(yīng)用，以更加充分地發(fā)揮優(yōu)勢(shì)推動(dòng)地質(zhì)測(cè)量測(cè)繪工作快速發(fā)展。

4.在地質(zhì)測(cè)繪工作中應(yīng)用數(shù)字化制圖技術(shù)所需注意事項(xiàng)

雖然數(shù)字化制圖技術(shù)具有非常強(qiáng)大的功能，但是對(duì)于技術(shù)有著較高的要求，同時(shí)對(duì)于使用條件要求也較為嚴(yán)苛。數(shù)字化制圖要求必須使用準(zhǔn)確、可靠以及真實(shí)的原始數(shù)據(jù)，并且通過處理原始數(shù)據(jù)獲得一個(gè)系統(tǒng)的數(shù)字模型。不僅如此，數(shù)字化制圖技術(shù)通常需采取表面模型法來構(gòu)建模型，所以務(wù)必要采取點(diǎn)測(cè)繪法來采集數(shù)據(jù)，當(dāng)點(diǎn)測(cè)繪數(shù)據(jù)完整后便可建設(shè)地表模型。在此模型中，兩點(diǎn)成線，兩線確定一個(gè)面，點(diǎn)、線、面逐步遞進(jìn)，從而完整的呈現(xiàn)出地質(zhì)表面。

5.結(jié)論

總而言之，在地質(zhì)測(cè)繪中，數(shù)字化制圖技術(shù)有著其他測(cè)繪技術(shù)所不具備的優(yōu)勢(shì)，其不但能夠大大提升測(cè)繪效率，確保測(cè)繪工作的需求得到滿足，并且還能有效確保其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，具有非常廣闊的發(fā)展前景。因此有關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)掌握數(shù)字化制圖技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用要點(diǎn)，同時(shí)還需注意其應(yīng)用的相關(guān)事項(xiàng)，并且在具體實(shí)踐過程中積極提升自身的知識(shí)儲(chǔ)備，熟練掌握數(shù)字化制圖技術(shù)，切實(shí)將該項(xiàng)技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來，進(jìn)而更好地推動(dòng)我國地質(zhì)測(cè)繪工作的健康、長久的發(fā)展。

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