王建峰
（巴音郭楞蒙古自治州水利水电勘测设计院，新疆，巴音郭楞蒙古自治州，841000）
【摘 要】目前，数字化测图技术在水利工程测量中的应用越来越广泛，它有着传统测量技术所不具备的技术优势，本文首先阐述了数字化测图技术的基本原理及特点，然后介绍了数字化测图技术在水利工程测量中的具体应用，最后对数字化测图技术的精度进行了分析。
【关键词】数字化；数据采集；数据处理；精度；
1、引言
随着科学技术的进步和计算机技术的迅猛发展，以及全站仪、GPS等先进测量仪器的广泛应用，水利工程测量向自动化和数字化方向发展，数字化测图技术因此应运而生。数字化测图与图解法测图相比，以其特有的高度自动化、全数字、高精度的显著优势而具有广阔的发展前景。
2、数字化测图技术的基本原理及特点
广义的数字化测图又称为计算机成图，主要包括：地面数字测图、地图数字化成图、航测数字测图、计算机地图制图，在实际工作中，大比例尺数字化测图主要指野外实地测量即地面数字测图，也称野外数字化测图。
数字化测图系统主要由数据输入、数据处理和数据输出三部分组成，流程为：地形图采集；数据处理与采集；成果与图形输出。数字化测图的基本思想: 数字化测图就是将采集的各种有关的地物和地貌信息转化为数字形式，通过数据接口传输给计算机进行处理，得到内容丰富的电子地图，需要时由电子计算机的图形输出设备(如显示器、绘图仪)绘出地形图或各种专题地图。数字化测图的运行流程：数据采集点位信息特征、信息数据传输、绘草图数据处理、地物模型、地貌模型、屏幕编辑、绘图文件存盘地图。
3、数字化测图技术在水利工程测量中的应用
数字化测图具有相当高的点位精度，根据相关实践显示，采用数字化测图，测出的点位精度符合相关的《水利水电工程测量规范》中的精度指标，主要包括以下两项工作：
3.1外业数据采集
在水利工程测量地形图测绘中，数字化测图比较于传统的白纸测图，有无可比拟的优势。传统的测图的数据采集方式是直接利用白纸借助经纬仪、测距仪、地形标尺在野外采集，精度低、速度慢。数字化测图实现了无纸化作业，数据的采集、处理、传输、存储，都是通过数字化形式进行。测量生成的地形图精度较高，没有图纸的变形影响，更新快捷，便于管理、远程传输和应用。而且对于大比例尺的地形图还可以实现无级缩放，实现一图多用。比如说1：500的地形图，可以缩编成1：1000，1：2000，甚至更小的比例尺的地形图。
地形图、航空航天遥感影像、图形数据或影像数据、统计资料、野外测量数据或地理调查资料等，都可以作为数字化测图的信息源。数据资料可以通过键盘或转储的方式输入计算机，图形和图像资料一定要通过图数转换装置转换成计算机能够识别和处理的数据。在数字测图中，各种信息源数据的采集主要使用全站仪、测距仪、经纬仪等大地测量仪器进行实地测量，并将野外采集的数据自动传输到电子手簿、磁卡或便携机，并现场自动记录。野外数据采集就是采集供绘图用的定位信息和绘图信息，是数字化测图的一项重要工作。进行数字测图数据采集时，依据数据采集的硬件、软件以及作业方式的不同，野外数据的采集方式主要分为以下三种类型：基于全站仪的采集、GPS-RTK采集、航空摄影测量采集。目前，得到广泛应用的数字化测图野外数据采集方式还主要是全站仪和GPS-RTK采集，以及两种方式的联合运用。不过，未来随着技术的进一步完善，以及成本的降低，摄影测量采集将具有更加广泛的应用前景，也代表了数字测图野外数据采集的发展方向。
3.2外业数据处理
数字化测图包括的范围比较广泛，具体包括了地面数字测图、地图数字化成图、航测数字测图以及计算机地图制图。在数字测图系统的构成当中，一般都包含了数据输入、数据处理和数据输出这三个组成部分。数字化测绘技术的应用能够高效快捷的完成地形图的采集，还能通过数字化测绘系统软件的运用来完成测绘数据的处理与采集，最终完成测绘图形的输出。数字化测图技术的应用，能够将采集的各种地物地貌信息转化为数字形式，再讲这些转换的数据输入到计算机系统中，这样就能够形成电子地图，在计算机技术的处理中，还要通过电子计算机的图形输出设备来进行专题地图和地形图的测绘。在数字化测图的内业数据处理过程中，要做好计算机及软件的相关工作，以做好相关数据的处理。在成图技术的运用中，要做好全站仪的数据采集处理，通过这些采集数据的处理来保证图形的自动快速生成。在内业数据的处理中，还可以将那些电子地图进行详细的修改及编辑，之后可以通过绘图仪的运用来实现成图的输出，在实践中运用比较多的就是南方CASS和清华三维等成图软件。
4、数字化测图精度分析
数字化测图将图纸精度转变为数字精度，采集的数据在后处理上不会有什么问题，其精度主要受仪器本身的精度以及一些外界因素的影响。点位观测精度的误差来源主要有：
（1）控制点的误差影响ma。
（2）仪器本身的误差影响mb。此项误差主要受测角中误差mo与测距误差ms的影响。假设测站点为A1,定向点为A2，待测点位A3，坐标分别为（x1,y1）、(x2,y2)、(x3,y3),天顶距为L，距离为S，观测角为α，根据坐标计算公式有：
取天顶距L=90°的极限值
（3）仪器对中误差的影响mc，在实际测量中，由于全站仪精确对中，其对点误差能达到2mm，其影响可减少到忽略不计。
（4）棱镜偏移误差的影响md。棱镜偏移误差是影响观测点位精度的主要因素，当棱镜置于待测点时，仪器并没有真正瞄准待测点，会产生左右偏移和前后偏移对观测精度的影响，如果待测点距全站仪很近时，产生的误差就越大。
由以上误差分析可知，点位的观测精度主要受控制点的精度、仪器本身的误差和棱镜偏移误差的影响。所以在外业测绘时，为了提高野外数字化测绘图精度，减少棱镜偏移误差的影响，应尽量使棱镜立到点位与跟踪杆立直，避免由于倾斜而带来的误差影响。
结语
综上所述，在信息化社会的发展中, 数字化测图技术在工程测量的应用能够有效地提升其测绘水平及测绘质量。为此，我们在工程测量中要加大对数字化测图技术的应用研究，以促进这一技术的合理科学应用。同时，我们也要做好测绘系统软件的更新和升级，这样才能不断适应信息时代的需求，实现水利工程测量工作的顺利进展。
参考文献：
[1]杨得麟.大比例尺数字测图的原理方法与应用[M].北京：清华大学出版社，1998
[2]《地形图数字化规范》.GB/T760-1997
[3]《水利水电工程测量规范》（SL1997- 2013）{M}.北京：中国水利水电出版社，2013
论文作者:王建峰
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年3月总第208期
论文发表时间:2016/6/14
标签：精度论文; 误差论文; 测量论文; 地形图论文; 数据论文; 数字论文; 技术论文; 《工程建设标准化》2016年3月总第208期论文;