关于数字测图的野外数据采集探究

关于数字测图的野外数据采集探究

穆磊 李淼 石凯

陕西省煤田物探测绘有限公司 陕西 西安 710000

摘要：中国经济的快速发展，科技的快速进步，数字化测图技术得以高速发展，被广泛用于野外数据采集中。文章对数字测图野外数据采集进行了探究。

关键词：数字测图；野外数据采集；测记法；测绘法

前言：数字化测图主要是应用全站仪或GPS接收机和计算机，连接绘图仪等输入输出设备，进行野外地图测绘的一个自动化、数字化过程，是建立地理信息系统重要基础环节。数字化测图相比于传统白纸测图，自动化程度较高，测图速度较快，数据存储、传输以及共享方便快捷，成图精度高，使用范围广泛。野外数据收集属于数字化测图的基础和核心环节，伴随计算机技术于测量应用中的迅速发展，测绘仪器的逐渐数字化，测图技术愈发成熟，野外数据收集方式越来越多。

1数字化测图概述

信息时代下，数字化技术作为一个基础性运用平台，可实现信息采集、存储、处理和再现等工作。数字化测图技术应用宗旨，是将所采集的有关地貌和地物，通过数据接口，以数字形式，传递给计算机，经相应处理后，形成电子地图，利用电子计算机图形设备，如显示器和绘图仪等，实现地形图或各种专题地图的绘制。其主要作业流程分为数据采集和处理，图形编辑与输出。数字测图系统工作流程见图1。数字化测图不同于传统测图，其具有良好的优势。传统测图数据采集方式直接运用白纸，借助测距仪和经纬仪，以及地形标尺，开展野外现场采集，速度较慢，低精度。数字化测图技术的出现，可运用数字化，采集、处理、储存和传输数据，实现无纸化作业。测量形成的地形图具有高精度优点，不容易因图纸变形而产生影响，可在短时间内快速更新，便于远程传输和管理，应用十分方便，可用于大比例尺地形图的无级缩，它可以用于多种用途。例如，1：500地形图，可缩编呈1:1000，1:2000，甚至更小比例尺的地形图。

图1数字测图系统工作流程框图

2野外数据的采集方法

2.1基于全站仪的采集

全站仪是一种野外数据采集设别，数字测图中经常使用，主要用于工程、管线和地基测量等各个方面。到目前为止，全站仪数据采集方式通常涵盖野外数字测记和内外业一体化作业两种模式。

野外数字测记模式就是测法，其通过全站仪，进行碎部点信息的野外采集，在现场中绘画出地物属性草图，室内对照草图编辑成图。是最早的数字测图野外数据采集方法。直到目前，该方法依然别数字测图领域广泛使用。野外测点采集与成图均单独作业。野外测量过程中，定位地物点，并及时记录，同时也要将实测点的拓扑关系在草图中记录，将点位相互关系图录入内业成图中。全站仪测记法成图流程见图2。这一采集方式野外作业操作简单，容易开展实施测量，但内部作业量较大，操作周期长，外业现场很难发现测量时的漏测和错测情况，因此，必要时需进行现场重新补测。

图2全站仪测记法成图流程图

内外业一体化作业模式也叫做测绘法，主要工作原理是使用电子平板，实时将碎部点呈现出来的一种野外作业方式。内外业一体化工作，显示出来的即所测量的，且即刻成图，碎部点观测后，根据现场地形、地貌输入图形，进而成图。目前，外业测图中，经常使用的电子平安属于这种作业模式。其是由TC802，或LeicaTC702全站仪，和装设清华三维EPSW电子平板的便携式计算机，利用数据传输电缆，连接形成。测区内的控制点提前输送到电子平板软件。在测量站，测量工作人员对全站仪采集得到的碎部点数据，实时提供地物、地貌属性，实时成图，并进行各种注释和等高线生成。室外只需要图外装饰，也就是说，可以输出与指定格式一致的图形文件和数据库文件，或打印、输出各种图件，全站仪“测绘法”成图的流程见图3。利用内外业一体化作业模式，真正实现了外业“测”与“绘”的统一，测图效率的提高。除此之外，可通过点位间的拓扑关系，直接绘制出某些地物特征点，以提升提高测图主动性。

图3全站仪“测绘法”成图的流程示意图

2.2GPS-RTK采集

实时动态测量系统（GPS-RTK），通过GPS技术与数据传输技术的融合，创建组合系统。它是一种基于载波相位观测的实时差分GPS测量技术，是当今GPS测量技术发展的新突破。RTK技术的应用原理是在参考站装置GPS接收设备，以连续观测空中可见的GPS卫星，将GPS接收机获取的载波相位观测值、站点坐标通过无线电传输设备，周围流动站数据处理模块通过动态差分定位模式，定位流动站对应的基准站，结合基准站的坐标，获得自己的瞬时绝对位置，具体作业方式如图4。

图4RTK作业示意图

利用RTK技术，可在基准站15km范围内实现厘米级精度定位。其可用于地形图中的图根测量和地籍测量中的控制测量。空旷区域的数字制图中，RTK方式可以直接进行碎部点的采集，不需要设定图根控制点，可在一定程度上减少作业时间，提升测图率。网络RTK是GPS-RTK的最新发展，即多参考站RTK，它是近年来在传统RTK技术、计算机技术和通讯网络技术基础上新兴的一种实时动态定位新技术。CORS系统属于网络RTK技术的基础设施，由参考站网、数据处理中心、数据通信链路以及用户构成。一个参考站网可以包含很多参考站，每个参考站均使用数据通信设备和GNSS接收器等。网络RTK无需设置参考站，节省了现场值守人员和设置参考站的时间，减少了作业成本，提升了生产率。传统RTK会随着工作距离的增大，精度减弱，而RTK技术测量可以解决这一弊端，它可以将工作半径扩大，在网络覆盖范围内获得一致的精度。

3.3航空摄影测量采集

通过摄影测量和遥感技术，可以记录、测量和解释非接触式传感器系统获得的图像的数字表达，获取精确真实的自然物体、环境。摄影测量野外数据采集由航空相机、无人机等载体进行，采用航空摄影，获取有关作业区域内的相关数据。通过航空摄影实施数字测图可以将大量野外工作转化为室内处理，包括资料数据准备、立体测图、质量检查和野外测图。航空摄影测量野外数据采集可缓解野外测绘作业强度，缩短成图周期，提升生产水平及效率，且直接运用有关软件,可对各种专题图、系列图进行直接编绘、处理，同时，编图过程中,不会造成数学精度损失。此外，航测可生成精度均匀的的数字产品，整体精度高,尤其是对复杂地形区域，或隐蔽性较强的区域而言，航空摄影测量更能够使成图的精度得以有效地保证。

结束语：

数字测图中当下普遍主要采用的是全站仪和GPS-RTK采集两种野外数据采集方法，有时也会将二者结合使用。在现代先进技术的不断提升下，摄影测量采集在将来发展中具有更广阔的前景和空间，直接体现了数字化测绘野外数据采集的发展趋势。

文献：

[1]丘军.大比例尺数字测图概述[J].西部探矿工程，2018（05）.

[2]张帅.数字化测图技术的应用及其研究[J].中国水运（下半月），2015（06）.

[3]王健，史秀娜.简述数字化测图技术与地产测量应用[J].河南科技，2013（01）.