浅谈数字化地形测图在城市建设中的应用
                                          陈玉盛
                      （ 江西省煤田地质局测绘大   江西南昌  330001 ）
摘要：用全站仪、计算机、绘图软件、绘图仪相结合产生了数字化地形测图技术。经实践证明，数字化地形测图，速度快，精度高，为相关单位的经济建设、城市发展提供了可靠的数据信息。本文结合三明市清流县城区外围数字化地形测图项目具体阐述。
关键词：数字化、地形测图、城市建设
一、引言
数字地形测图是计算机在测绘中的广泛应用后和测绘技术高速发展相结合的高新测图技术。随着3S、4D等相关技术的发展，数字地形测图得到了迅速的发展和应用。三明市清流县为满足城市规划和建设的需要，决定建立与国家系统相统一的高精度基础控制网及数字化1：1000地形图图库，由我队对该县近43KM2范围内进行了GPS城市首级控制测量和21KM2的城区外围进行了内外业一体化的1：1000数字地形图测图，从2006年8月至2006年11月整个工程已全部完成，经清流县的应用实践证明，数字化地形测图，速度快，精度高，及时为清流县的经济建设、城市发展提供了可靠的数据信息，取得了令人满意的效果。
二、数字化地形测图的优点
地形测图包括控制测量和地物、地貌测量两大内容。数字地形测图是随着测绘技术的高速发展和计算机在测绘中的广泛应用，利用先进的测量仪器（如GPS接收机、全站仪等）、计算机和自动化成图软件，采用各种灵活的定位方法进行的以数字信息表示地图信息的测图工作，它的成果可以以文件的形式保存在数据库中。具体讲，数字化测图是以传统的白纸测图原理为基础，采用数据库技术和图形及数字处理方法，实现地图信息的获取、变换、传输、识别、存贮、处理、显示、编辑修改和计算机绘图。 与传统白纸测图相比，数字地形测图不仅仅是方法上的改进，而是技术本质的飞跃。它主要有以下几个优点：
1、打破了内外业的界线，从首级控制到最终成图，实行一体化作业，并且大大减轻了野外作业的劳动强度，能充分利用计算机和软件的功能优点缩短了成图周期，丰富测绘产品的种类。
2、打破了分级布网、逐级控制的原则。一个测区可一次性整体布网、整体平差，控制网可以是任意混合，所需控制点数目比传统白纸测图大大减少，一定条件下数字化地形测图可以直接先测图而不受"先控制、后测图"、"逐级加密"等测量原则的约束。控制测量、碎部测图可以同时进行，甚至可以是先测图后控制，只是后者需将碎部成图以控制点为基准借助成图软件进行测站（图形）纠正。
3、碎部点数据采集计算是用全站仪自动进行、避免了人为的错误。形成被数字测图软件所识别的特定格式，能和数据库的建立统一起来；碎部点测量时可用多种方法建立测站点，确定碎部点坐标的方法除极坐标方法外，还可灵活采用方向交会法、距离交会法、直角偏距法、导线法、对称点法等诸多方法，根据测区情况，可采用无码作业和编码作业。
4、碎部量测时不受图幅边界的限制，外业可不分幅作业，由内业成图时自动进行分幅与接边处理。
三、清流县实施数字化地形测图的技术
清流县外围城市地形测量工程规模一般，控制面积43KM2，测图面积21KM2且成图比例尺为1：1000的大比例尺，测区内地形复杂，公路交通一般，地处城区外围，地物种类齐全，分布繁杂。以山为主，树木茂密，平均海拔高程约为350米。考虑到以上特点，我们在技术上作了以下设计：
1、考虑到GPS的点位要求，首级控制网的相对独立性、重要性以及今后的进一步应用，为保证精度，首级基础平面控制网采用GPS静态相对定位方法布网，测设四等GPS（D级）点29个，平均边长1.5公里。相对均匀地分布在43KM2的控制范围内。在测图范围内布设了422个动态GPS点。GPS高程是采用水准路线均匀联测的GPS点进行整网高程拟合。
2、根据甲方的要求和我队多年的应用经验，作业软件选择了南方公司的CASS 5.0测绘软件。该软件具有成图方法多、自动化程度高、编辑方法快捷、图形与数据（包括编码及属性信息）自由等价转换等特点，经实践证明，是一套十分优秀的自动测图系统。
3、依据测区特点，结合CASS 5.0软件的功能，经过具体的测图实践，我们选择了外业数据采集、编制野外草图，在没有测到地物的点时，辅以细部的丈量信息。在室内进行编辑的成图方法，提高了工作效率。
4、在数据的组织与管理上，向GIS靠拢，为以后建立UGIS（城市地理信息系统）打下了坚实基础。利用CASS 5.0软件本身具备的11个大层，按相关地类组织地物数据。对所有的线型、符号等按96年版的地形图图式要求绘出。等高线赋于了高程值，地物数据都具有基本的属性信息。
四、清流县数字化地形测图的几点体会
1、将传统的逐级控制方法与现代测量技术手段相结合，既保证了成果的高 精度，又保证了作业的高速度。据统计，GPS控制网的基线向量解算当中各条基线都获得了较小的中误差解，整网中最大值为：0.022m，最小值为：0.002m，平均值为：0.007m。说明整个网的基线解算质量是较高的。最弱点（GPS027）点位中误差：3.47cm,最弱边(GPS021—GPS004)相对中误差为1/45393。高程约束数据为水准联测点共13个。并把3个水准点作为未知高程拟合，从而检验了GPS拟合高的精度。其中：

GPS拟合水准高与水准高较差最大为37mm，说明GPS拟合水准高是满足要求的。经实地检查，地形图中相邻地物点间距中误差为0.04m，主要地物点相对于邻近图根点的点位中误差为0.05m。如此高精度是传统测绘技术手段无法达到的。
2、即用即测，急用先测，边测边用。高科技成果即刻转化为生产力，为城市规划建设提供了科学可靠的保证。在实测中，当清流县做城区边的北山开发项目，急需周边地形资料，我们立刻投入2个组的作业力量，短短一天时间，便及时拿出了可靠的地形图，计算出了土方量。到了县领导和国土局的好评。
3、先进的测图技术在许多方面打破了传统的观念与局限，使整个作业流程方便快捷，作业人员得心应手。全站仪，操作简便，观测迅速，精度高，可自由设站，灵活采用多种方法求得碎部点坐标；作业人员根据各自的作业经验，针对实地状况，采用不同的草图方式，有详有略，相形得益；作业小组可相对成片作业，内部不存在接边问题；计算机制图编辑，方便快捷，随意操作，删除改动，不留“痕迹”等等。
4、高科技数字产品在今后的应用、管理、更新、维护、交换以及资源共享等方面，具有无限的“生命力”，精度永远保持不变，可谓“一劳永逸”，充分体现出一图多用的优势，避免了重复测绘，节约了资金。由于这项工程采用与国家平面与高程系统统一的基础控制系统，1：1000的大比例尺图具有足够的表现力度，因而其成果为以后的进一步应用打下了坚实的基础。而且，可随时更新，修改方便，随着网络技术的发展，可进行交换和共享，是一笔宝贵的技术、资源“财富”。
5、计算机辅助制图，精度高、速度快、线划饱满流畅，可单色、可彩色，具有艺术美。
五、清流县1：1000数字地形图的进一步应用
清流县1：1000数字地形图图库，是整个清流县基本地表景观的缩微。提供了一个基础框架，只要针对特殊的用途进行一些改动和转换，或者辅补一些专题信息，那么它的应用前景就非常广阔，本文就以下几个方面，作一简单的探讨：
1、可以全自动地转换为各种比例尺的地形图，利用CASS 5.0的比例尺自动转换功能，可以进行任意比例尺的转换，可宏观也可微观，小到某个街区、某个单位甚至某个院落，大到整个测区。比例尺的变换不影响数学精度。
2、略加编辑，可以转换为地籍用图，CASS 5.0具有自动展点、自动量算、自动裁图（宗地图）等诸多功能。略加编辑，辅助一些专题信息，可以转换为房产地籍图，可以自动计算各类建筑面积及展绘地下、地面管线网图等。
3、通过缩编和渲染，可制成更小比例的全县（或某辖区）的平面挂图、工商企业挂图、中远期规划图、交通旅游图、文物古迹分布图等等，不仅仅为示意图，而且有可靠的精度保证。
4、是建立城市GIS及其它专题系统的基础数据。这些成果图不仅仅是电子地图，而且还具有基本的属性信息，是进入GIS的基础数据，辅以专题性信息，可建立各种专题系统。

1. 结束

总之，科学技术在不断的发展，不断的更新，特别是数字化测图技术为现代地形图测绘提供了新的技术手段，数字化测图减轻了野外作业劳动强度，提高外业生产效率、丰富测绘产品的种类，拓宽应用服务范围，随着测绘新技术的发展，逐步取代了传统测量方式。

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