1、数 字 化 测 绘 技 术 浅 析 廖 之 平- 1 -数 字 化 测 绘 技 术 浅 析廖 之 平 （ 1998 年 6 月 ） 摘 要 数 字 化 测 绘 产 品 的 应 用 已 日 趋 广 泛 ， 测 绘 技 术 面 临 新 的 变 革 。 本 文 从 生 产 的角 度 ， 对 当 前 常 用 的 数 字 化 测 绘 技 术 进 行 分 析 ， 让 测 绘 工 作 者 有 一 个 较 全 面 的 了 解 。 关 键 词 测 绘 数 字 化 测 记 法 电 子 平 板 室 内 矢 量 化随着科学技术的发展，特别是测绘技术和计算机技术的飞速进步，传统测绘已受到新技术的严重挑战；另外社会各行各
2、业对测绘产品也提出了更高的要求。因此，在我国，数字化测绘得到迅速普及。数字化测绘技术是计算机技术与测绘技术有机结合的产物。它让测绘成果信息化，以适合信息社会的发展要求。通过计算机这种现代化工具，让测绘产品的使用与维护变得方便、快捷、直观，且产品显多样化趋势，让测绘产品的应用走上科学化、自动化的轨道。因而大大提高了测绘产品的技术含量和应用水平。测绘产品的数字化，与传统的测绘产品（图纸和表格）比较，具有明显的优越性，具体表现在：1、数字化的测绘产品，可以通过计算机的模拟，直观地反映出地形的真实情形，让测绘成果一目了然，生动地表现了现实的地貌特征；一改传统产品只有线条、符号和数字，必须具备一定的专业
3、知识才能读懂的缺陷。2、利用计算机，数字化测绘产品的储存、管理与维护等变得方便快捷，而且经济实惠。对需要区域的图形或其它信息可以快速查找。对图形或其它信息的局部更新方便快捷，随时保持图形信息的现势性。3、根据不同用户的需要，可以对图形中各种要素进行不同的组合，得到不同用途的专题图。另外还可以随意对图形进行拼接、变换比例尺，让一份数字化测绘产品用途更加广泛。4、利用计算机，数字化测绘产品的使用变得方便、快捷。利用测绘产品在计算机上进行各种设计（如城市道路网的设计等） ，可以方便地进行多种方案的设计与对比。另外，对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也十分准确且方便。另外，有计算机的帮助，测绘产品的应
4、用将步入自动化、科学化、规范化，其应用水平也将达到一个新的高度。5、数字化产品对地形地物的表达精度也得到很大的提高，这对于某些有较高的精度要求的测绘产品（如房产测绘等）中，也只能使用数字化形式进行表达才能满足相应的精度要求。数 字 化 测 绘 技 术 浅 析 廖 之 平- 2 -6、数字化的测绘产品在携带传送中具有极大的方便、特别是通过互联网络，信息的传送更为方便快捷。以上只是简单列举了数字化测绘产品的优越性，其实数字化产品的优越性还有很多，这里不能一一列举，相信使用过数字化测绘产品的人，都深有体会。数字化测绘产品的优越性有目共睹，因此，数字化测绘必将是现代测绘的最重要的发展方向，它符合现代社
5、会信息化的要求。在不久的将来，数字化的测绘产品将会代替传统的图纸和表格。为了迎接这一挑战，亦是抓住这一历史性机遇，作为以传统测绘为主的测绘单位，应大力发展数字化测绘技术，这是我们的当务之急。从目前国内应用来看，数字化测绘的技术日趋成熟，应用亦趋广泛。对于大比例地形图（或其它专题图）来说，为了得到数字化的测绘产品，目前有两个主要途径。一是进行野外数字化测绘；二是将原有图纸进行室内数字化（当然还有刚刚兴起的大比例尺数字化摄影测量） 。下面针对这些方法和的技术特点作一分析比较，让大家有一个较全面的了解。一、野外数字化测绘技术分析野外数字化测绘，就是在实地现场进行全解析法测绘，通过专业的数字化成图软件
6、，得到现势性很强的数字化测绘产品。野外数字化测绘的特点是成果的现势性强，信息完整，精度较高；但投入费用亦较高，成图时间长。目前常用的野外数字化测绘的方法有测记法和电子平板法。下面对野外数字化测绘的两种方法进行简单的分析比较。、测记法的技术特点首先谈一谈测记法。测记法就是对观测数据进行边观测边记录，记录的内容包括每个测点的各种观测数据，以及观测点的地物地貌特征代码和连线关系。观测完成后将记录的信息通讯到微机，利用专业软件将记录信息转换为图形。然后对图形进行必要的编辑和修正，即可得到数字化的地形图（或其它专题图）产品。当然还可根据用户的需要对图形附加各种信息。测记法的特点是“观测记录成图”三个环节
7、。根据测记法的作业特点，在这对它在进行数字化测绘的优缺点作一个简单的分析。测记法的优点：1、外业设备要求相对不高。利用光学经纬仪加测距仪，再加轻便的记录设备（如目前数 字 化 测 绘 技 术 浅 析 廖 之 平- 3 -常用 PCE500 袖珍型计算机）即可。因此投入的成本相对低，同时还可以充分利用现有的仪器设备。2、外业时携带设备轻便，减轻了外业的作业强度。使用全站仪时，甚至可以利用全站仪本身的内存进行数据信息记录，作业时工具设备的携带更为方便。测记法的缺点：1、为了记录每个测点的特征代码和连线关系，一般事先应绘制草图，并对待测的地物、地貌点进行预编号，以便观测记薄时进行代码和连线关系的记录
8、。2、记录时难免出现代码和连线关系的记录错误，所以成图时易产生混乱。给图形编辑带来较多的麻烦，增加了内业成图的工作量。3、外业时易产生遗漏。一是由于草图绘制不够详实。二是施测过程中，由于没有直观的图形参考而产生遗漏。4、内业图形编辑工作量大，因而成图速度慢，特别是外业无法实测而需要丈量解析时，更显不便，有时甚至要反复到实地踏勘。以上分析的是测记法，它是外业数字化测绘常用方法之一。它是早期进行大比例数字化测图的主要方法。在外业施测数字化图时，目前还有另一种常方法，那就是电子平板法。、电子平板的技术特点所谓电子平板，就是利用便携式计算机（内装专业的测绘成图软件） ，在测站直接将观测数据进行展点；并
9、根据实地的地形情况进行连线、编辑、加入各种文字，绘制成图。类似于常规平板仪测图时的情形，所以叫做电子平板。电子平板的作业特点是“观测成图”两个环节，比测记法少了“记录”这个中间环节。根据电子平板的作业特点，下面对它在进行数字化测绘的优缺点作一个简单的分析。电子平板的优点：1、方便直观。每测一点，即可绘制其图形，与常规平板测图一样，对所测的图，情况一目了然。也就是常说的“所见即所得” 。2、丰富多样的作图工具，软件根据测绘的特点，提供各种绘图工具，使用起来比常规平板测图更为方便快捷。特别是使用电子笔操作时，更是得心应手。3、外业测绘时免去了绘制草图和预编码。测绘时，现场根据所测地物、地貌进行绘图
10、，另外在现场还可以直接各种注记。把图形编辑工作在现场解决。4、真正做到测一片清一片。方便发现观测错误和遗漏，随时可以进行现场纠正，避免数 字 化 测 绘 技 术 浅 析 廖 之 平- 4 -了测记法的反复。电子平板的缺点：1、外业测绘时投入的设备较大。一般要求每一作业小组配备一台套全站仪和一台便携机，以及便携机的供电设备。2、由于外业时携带设备多，外业人员作业强度增大。3、便携机在野外露天作业，容易损坏，造成作业成本加大。4、便携机在野外的供电时间问题不好解决。5、要求电子平板操作员对成图软件非常熟悉，且操作快捷得当，否则大大影响外业测绘的工作效率。以上分析的是野外测绘大比例尺数字化图常用的两
11、种方法。二者各有优缺点。所以目前在实际应用中均有一定份额，但单纯从测绘大比例尺数字化图的效率来看，我个人认为电子平板方法更好。它与常规平板一样有直观、快捷、所见即所得等特点。而且软件一般均提供丰富的作图工具，让作业效率得到进一步的提高。更主要的是，它减少了一个中间环节，不但提高了成图速度，更减少了出错的机会。二、室内数字化技术分析获取大比例数字化图的另一种方法是在原有图的基础上，进行室内数字化，即将常规的图纸和表格，利用专业软件，通过一定的方法，将其转换成数字化的测绘产品。这种室内数字化的优势是投入相对少的经费，即可得到数字化图，而且成图周期相对较短。其不足是其产品现势性稍差；资料难免不全面；
12、另外是精度稍低，理论上最好的情况只能保持原纸图的表示精度。室内数字化的作业方法。根据使用不同的仪器和软件，亦大体可分为两种方法。一种是作用数字化仪进行手扶式跟踪数字化；另一种是先将图纸进行扫描，得到栅格图后，再通过专业的扫描矢量化软件进行屏幕跟踪数字化。、手扶跟踪数字化的技术特点首先谈一下利用数字化仪进行的手扶跟踪数字化法。该方法是让数字化仪与计算机连接，数 字 化 测 绘 技 术 浅 析 廖 之 平- 5 -通过计算机内的专用软件，作业员用数字化的游标，将不同地物、地貌进行逐点手扶跟踪采点，输入计算机后由专业软件绘制图形，从而得到数字化图。数字化仪手扶跟踪数字化，是早期室内数字化的主要方法，
13、也是简单可行的数字化方法。根据其作业的特点，下面简单分析它的优缺点。手扶跟踪数字化的优点：1、利用数字化仪菜单和屏幕菜单，操作简单方便。2、作业时纵览全图，方便分类进行数字化采集或选择性采集。3、对于线条较长的图形，数字化采集时快捷、效率高。手扶跟踪数字化的缺点：1、每个作业负必须配备一台数字化，投入成本较大，常由于设备限制，无法大面积进行工作。2、作业员的作业强度相对较大，容易疲劳（作业员常常需要站立起来进行操作） 。3、由于通过游标的十字丝进行采点，单纯靠人的眼睛来判断，所以采集精度难以保证较高的精度，造成精度损失。4、数字化时缺乏自动化手段，纯粹是人工逐一操作。5、数字化成图后常需回放图
14、与原图进行套合检查。以上分析的是数字化仪手扶跟踪数字化的一些特点。室内数字化的另一种方法是利用专用软件进行扫描矢量化。、扫描矢量化的技术特点扫描矢量化的成图方法是：将原图用扫描仪进行扫描，得到栅格格式的地形图影像图；再利用专业的扫描矢量化软件，在影像图上以自动或半自动的方式进行跟踪矢量化，或者将影像图作适当放大后进行人工跟踪矢量化，从而将原图实现数字化。扫描矢量化是近几年兴起的室内数字化新方法。根据扫描矢量化的作业特点，下面就这种方法在生产实际的优缺点进行简单的分析。扫描矢量化方法的优点：1、由于矢量化软件可以共享。所以作业时可以随时增加作业人员，适用大批量进行数字化作业。2、直接观察计算机屏
15、幕进行作业，劳动强度相对较轻。3、由于在屏幕上可以进行放大采点，所以采集精度在理论上得到保证。数 字 化 测 绘 技 术 浅 析 廖 之 平- 6 -4、扫描矢量化软件。一般具有自动或半自动跟踪功能。因此具有提高数字化速度的巨大潜力。5、进行数字化时，可以方便地对各类地物地貌赋以属性和代码。让数字化产品多元化，支持多种数据格式。支持 GIS 对图形数据的要求。6、数字化后，矢量化图与扫描的影像图重叠，方便进行作业质量检查。扫描矢量化方法的缺点：1、受屏幕范围所限，菜单操作较为烦杂。2、受屏幕范围所限，一次只能看到图形的局部，进行采点矢量化时，特别是长线条的采集，有时觉得不大方便。以上分析是室内
16、数字化的两种作业方法，以发展的眼光来看，对于大量的室内数字化工作，扫描矢量化的方式将是较好的选择。而且随着软件自动化程度的提高。它的优越性将越来越明显。三、数字化测绘技术的最新发展就数字化测绘来说，方法是多种多样的。上面介绍的是目前测绘单位进行数字化测绘时常用的方法，也是较为成熟的方法。随着测绘技术以及计算机软硬件技术的发展，数字化测绘的技术也在不断发展。目前数字化测绘正围绕地理信息系统（GIS）为中心，结合当前最新的全球定位系统（GPS）测绘与航空遥感（RS）测绘，以全新的技术和手段，将逐步代替传统的测绘方法与观念（特别是在基础测绘方面） 。结合 GPS 测量进行数字化测绘，是对传统测绘技术
17、与措施的严重挑战。GPS 测量最大的优势在于它直接接收卫星信号进行测量。一般不受地形的限制。施测灵活方便，记录或绘图可以直接跟随测点，十分有利于作业。因此说，GPS 数字化测绘是野外进行实地采集的主要发展方向之一。随这项技术的不断完善，它将引起测绘技术的一次革命性的更新换代。它的成功和普及，将会淘汰目前我们常用的测绘仪器和技术手段。航空遥感测绘。是指利用航空遥感（或摄影）像片，利用专业的软硬件设备，将航空遥感（或摄影）影像转为数字立体模型，然后进行全自动或半自动化的数字化测绘成图。这种方法利用现势性很强的影像照片进行数字化成图，信息现势性强，自动化程度高，成图周期短，对于中小比例尺（如 1：2
18、 千、：5 千、：万等）地图测绘，具有明显的技术优势。数 字 化 测 绘 技 术 浅 析 廖 之 平- 7 -这项技术目前已进入应用阶段，它在我国的基础测绘方面，正在得到逐步的推广应用。数字化测绘技术及数字化测绘产品的应用，十多年来，在我国正逐步推广，涉及到全国各地。它是测绘技术的一项巨大革新，更是测绘产品应用的一次革命。它让测绘及其产品，跟上了现代信息社会的发展步伐。特别是我国目前兴起的地理信息系统（GIS）的热潮，更离不开数字化测绘技术。作为 GIS 的基石之一，地形图库或专题图库，均必须经过数字化测绘技术来获取。各种用途的 GIS 建立，使得数字化测绘产品发挥更大的作用，同时也给数字化技术带来更为广泛的发展空间和应用前景。
