进入二十一世纪以来,测绘领域为显著的应该就是“3S”技术的运用和发展了。随着全站仪和计算机及其AutoCAD下相应的成图软件的发展和普及,地形图的成图方法正在逐步地由传统的白纸法成图向数字测图方向发展。特别是近几年来,仪器和软件等的价格大幅下降,使得这一新的测量技术得到了迅速的发展和应用。目前,基本上有条件的测绘单位,都已经采用了数字化测图。这里,我根据自己多年来在测量过程中所遇到的问题,结合自己的一些经验教训,根据数字化成图的种类和过程,谈一下数字化测图过程中的一些误差主要来源和怎样尽量地减少误差的产生,以提高图纸的精度,更好地为经济建设、城市发展提供可靠的数据信息资料。
1.数字化成图的方法
目前在我国,数字化地形图主要通过这几种方法来实现:原图数字化成图、航测数字化成图、全野外采集数字化成图。不管采用哪种方法,其主要作业过程均为三个步骤:数据采集、数据处理及地形图的数据输出(打印图纸和提供图形文件等)。
1.1 原图数字化成图
在数字化成图的开始阶段,因经费困难或受到时间等原因的限制,用图单位或测绘单位根据原有的白纸地形图,或者采用白纸测图的方法测绘地形图,然后利用计算机、数字化仪、绘图仪、扫描仪等,使用成图软件进行内业工作,获得数字化图纸。它的工作方法有两种:手扶跟踪数字化和扫描矢量化后数字化,其中后一种要比前一种精度高、效率高。
1.2 航测数字化成图
当一个地区(或测区)很大时,就可以利用航空摄影机在空中摄取地面的影像,通过外业判读,在内业建立地面的模型,通过计算机用绘图软件在模型上量测,直接获得数字地形图。随着测绘技术的发展,数字摄影测量已在我国取得了试验性的成功,在不久的将来将会得到推广。它是通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像,内业通过专门的航测软件,在计算机上对数字影像进行像对匹配,建立地面的数字模型,再通过专用的软件来获得数字地图。可以说,这将是我们今后数字化测图的一个重要发展方向。
1.3 全野外采集数字化成图
全野外采集数字化成图也称为内外业一体化数字测图,是我国目前各测绘单位用得多的数字测图方法。全野外采集数字化成图是根据白纸测图的原理,利用全站仪在野外实地采集测区内各地形地物要素点的坐标及高程数据,通过计算机安装的成图软件进行图纸的编辑,得到数字化地图的方法。采用该方法所得到的数字地图精度高。
2.数字化成图的误差来源
上述的三种数字化成图方法,其误差的大小各不相同,但是,其误差来源均产生在数据的采集阶段和处理阶段。这里,根据现在我们常用的全野外采集数字化成图方法,谈一谈在这两个阶段误差的产生过程。
2.1在数据采集过程中,图纸的误差来源主要有控制点的点位误差,仪器本身的误差,仪器及棱镜的架设、量高和照准误差,棱镜支放误差等几个方面。
2.2在数据处理阶段,图纸的误差主要是在对野外采集的数据进行处理的过程中,因对数据的不当处理,或因工作人员的工作经验等原因,使得所成图纸和实际地物地貌有出入,甚至和实际的地形特征不相符合。以我所使用的成图软件来说,因反映地貌的各类土坎的坎高各有不同,而在进行室内处理时,不管是否采用考虑坎高自动生成等高线,假如不对等高线作修改的话,所反映出的地貌与实际地貌肯定有出入;另外,在进行山区的等高线自动生成过程中,因软件中的DTM模型的自动构网,其生成的DTM模型也有错误,导致后的等高线生成不能真实地反映实际地貌。
3.测量中的一些误差处理方法
根据上述的几种误差来源途径,除了要求我们测量人员在测量前仔细检校仪器,按照相应的规程规范进行仪器操作外,结合我这十多年的工作经验,对在数据采集中,影响大的仪器照准和棱镜支放所产生的误差提出一些方法和建议,以供大家参考,同时对在数据处理的过程中,处理上面所讲述的问题提供一些经验。
3.1仪器的照准和棱镜的支放误差,主要是在地物点的数据采集过程中。
现在的用户对图纸的精度要求越来越高,要求我们在测量过程中,除了严格的精确照准外,对棱镜的支放也有很大的要求。
关于仪器的照准,常规下我们是以棱镜中心为准,但是,在实际的地物实测过程中,棱镜中心并不是我们所要测取的地物点位置,比如房角和电线杆等,这就要求我们除了要尽量地将棱镜支放在靠近所测点的位置外,还要在照准时对于小的直接找准地物点,大的进行偏心测量处理。还有,针对凹形的建筑物,其凹进部分因棱镜不好支放,所测数据不能真实地反映该点,这主要是采用小棱镜来支放,以减小距离凹进点的误差外,还可以采用在附近测取一点的数据,再量取该点至凹进点的距离,采用距离交会的方法获取凹进点的坐标数据,以达到减少该凹进点的误差。当然,随着免棱镜全站仪测量精度的提高及应用,棱镜的支放误差将不再存在。
3.2在数据处理中,在对有土坎等的线状地物地貌处理中,测量人员必须根据野外所采集的数据,依据实地的地貌特征,对等高线的出入坎进行仔细的修改,参照草图的标注,对图纸进行编辑和处理,这也要求在野外进行数据采集时,对地形地貌做一定的记录草绘;另外,仔细检查依据DTM自动生成的等高线,参照实际的地貌特征,对DTM构成有误的等高线进行修改或重新构网生成,以使得图纸能真实地反映实际的地貌特征。当然,随着电子平板技术的普及应用,相信在不久的将来,测量人员可以在实地根据电子平板查看地貌现状,即时消除室内数据处理的误差。
作者简介:叶毕升,1971年12月生,男,汉族,贵州大方人,测绘工程师,现任毕节地区勘测设计研究院测量队副队长,主要从事水利行业的工程测量工作。
|