【文章內(nèi)容簡介】 中，需要給計算機輸入必要的數(shù)據(jù)，如插值等高距、光滑的擬會步距等。必要時需對插值模型進行修改，其余的工作都 由計算機自動完成。數(shù)據(jù)計算還包括對房屋類呈直角拐彎的地物進行誤差調(diào)整，消除非直角化誤差等。 經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，可產(chǎn)生平面圖形數(shù)據(jù)文件和數(shù)字地面模型文件。要想得到一幅規(guī)范的地形圖，還要對數(shù)據(jù)處理后生成的“原始”圖形進行修改、編輯、整理；還需要加上漢字注記、高程注記，并填充各種面狀地物符號；還要進行測區(qū)圖形拼接、圖形分幅和圖廓整飾等。數(shù)據(jù)處理還包括對圖形信息的全息保存、管理、使用等。 數(shù)據(jù)處理是數(shù)字測圖的關(guān)鍵階段。在數(shù)據(jù)處理時，既有對圖形數(shù)據(jù)進行交互處理，也有批處理。數(shù)字測圖系統(tǒng)的優(yōu)劣取決于數(shù)據(jù)處理的功能。 三、 成果輸出 經(jīng)過數(shù)據(jù)處理以后，即可得到數(shù)字地圖，也就是形成一個圖形文件，由磁盤或磁帶作永久性保存。也可以將數(shù)字地圖轉(zhuǎn)換成地理信息系統(tǒng)所需要的圖形格式，用于建立和更新 GIS圖形數(shù)據(jù)庫。輸出圖形是數(shù)字測圖的主要目的，通過對層的控制，可以編制和輸出各種專題地圖。（包括平面圖、地籍圖、地形圖、管網(wǎng)圖、帶狀圖、規(guī)劃圖等等），以滿足不同用戶的需要?？刹捎檬噶坷L圖儀、柵格繪圖儀、圖形顯示器、縮微系統(tǒng)等繪制或顯示地形圖圖形。為了使用方便，往往需要用繪圖儀或打印機將圖形或數(shù)據(jù)資料輸出。在用繪圖儀輸出圖形時，還可按層來控制線劃的 粗細(xì)或顏色，繪制美觀、實用的圖形。如果以產(chǎn)生出版原圖為目的，可采用帶有光學(xué)繪圖頭或刻針（刀）的平臺矢量繪圖儀，它們可以產(chǎn)生帶有線劃、符號、文字等高質(zhì)量的地圖圖形。 第三節(jié) 數(shù)字化測圖的作業(yè)方法 一、作業(yè)方法 數(shù)字化測圖的主要作業(yè)過程分為三個步驟：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及地形圖的數(shù)據(jù)輸出（打印圖紙、提供數(shù)據(jù)光盤等）。 數(shù)字化作業(yè)流程圖如下 圖 113： 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 8 圖 113 數(shù)字化作業(yè)流程 目前在我國，獲得數(shù)字地圖的主要方法有三種：地圖數(shù)字化成圖 、航 測 數(shù)字測圖、地面數(shù)字測圖（也稱野外數(shù)字化測圖）。 (一 ) 地圖數(shù)字化成圖 地 圖數(shù)字化成圖能夠充分地利用現(xiàn)有的地形圖，投入軟硬件資源較少，僅需配備計算機、數(shù)字化儀、繪圖儀再配以一種數(shù)字化軟件就可以開展工作，并且可以在很短的時間內(nèi)獲得數(shù)字的成果，也可讓具備有圖紙數(shù)字化能力的測繪單位代勞。它的工作方法主要有：手扶跟蹤數(shù)字化及掃描矢量化后數(shù)字化，利用該方法所獲得的數(shù)字地圖其精度因受原圖精度的影響，加上數(shù)字化過程中所產(chǎn)生的各種誤差，它的精度就比原圖的精度差。它僅能作為一種應(yīng)急措施而非長久之計。當(dāng)然可通過修測、補 測等方法進行一些彌補，實測一部分地物點的精確坐標(biāo)，再用這些點的坐標(biāo)代替原來的坐標(biāo)，可在一定的程度上提高原有圖的精度。 (二 ) 航測數(shù)字成圖 當(dāng)一個地區(qū)（或測區(qū)）很大時，又急需使用地形圖，就可以利用航空攝影測量，通過外業(yè)對影像判讀 及相控點的布測 ，再經(jīng)過航測內(nèi)業(yè)進行立體 成 圖，直接獲得數(shù)字地形圖。例如 陽泉礦務(wù)局委托山西測繪局 用此方法做了一套 礦區(qū) 1： 500 數(shù)字化地形圖，它及時地滿足了 礦務(wù)局及 城建規(guī)劃部門的規(guī)劃設(shè)計要求。再有地形比較復(fù)雜，利用原圖數(shù)字化的原圖年代已久，又難以對它實地進行數(shù)字化測量，也可以利用航空攝影測 量方法成圖，如 盂縣數(shù)字化地形圖 就是利用此方法成圖的。 隨著測繪技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字影像的直接獲取在我國的某些地區(qū) 成功運用 。該技術(shù)是在空中利用 飛機或模型飛機 數(shù)字?jǐn)z影機所獲得的數(shù)字影像，內(nèi)業(yè)通過專門的航測軟件對數(shù)字影像進行像對匹配，建立地面的數(shù)字模型來獲得數(shù)字地圖。這也是我們今后數(shù)字測圖的一個重要發(fā)展方向。該方法可大大地減少外業(yè)勞動強度，將大量的外業(yè)測 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 9 量工作移到室內(nèi)完成，而且成圖速度快、精度高而均勻、成本低，不受氣候及季節(jié)的限制等優(yōu)點。 大范圍地形圖測繪成本低、成圖快， 確實值得推廣應(yīng)用。 (三 ) 地面數(shù)字化測圖 從長 遠(yuǎn)利益來看，要想提高地圖的使用效率，獲得較高精度的地圖資料，尤其是數(shù)字化地籍測量，要求重要地物相對于鄰近控制點的精度較高，還是采用地面數(shù)字測圖的方法，也就是平時所說的內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字化測圖，這是我國目前各測繪單位用得最多的數(shù)字測圖方法。 傳統(tǒng)的平板測圖方法，其地物點的平面位置誤差主要受展繪誤差和測定誤差；測定地物點的視距誤差和方向誤差；地形圖上地物點的刺點誤差等影響。實際的圖上點位誤差可達(dá)到 177。 。數(shù)字化測圖則不同，若距離在 300m 以內(nèi)時測定地物點誤差約為 177。15mm ，測定地形點高程誤差約為 177。18mm 。全站儀的測量數(shù)據(jù)作為電子信息可以自動傳輸、記錄、存儲、處理和成圖。在這全過程中原始測量數(shù)據(jù)的精度毫無損失，人為的出錯（讀錯、記錯、展錯）的概率小，能自動提取坐標(biāo)、距離、方位和面積等。繪制的地形圖精確、規(guī)范、美觀。從而獲得高精度的測量成果。 二、野外數(shù)字化測圖作業(yè)模式 (一 ) 全站儀自動跟蹤測量模式 測站架設(shè)自動跟蹤式全站儀，如可以選擇日本拓普康（ Topcon）等相應(yīng)型號的測量儀器。利用全站儀自動跟蹤照準(zhǔn)立在測點上的棱鏡，通過 全站儀的微處理器進行計算、存儲。數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上，根據(jù)人工草圖用繪圖軟件 成圖。 (二 ) GPS RTK 測量模式 在 GPS 實時動態(tài)定位技術(shù)（ RTK）作業(yè)模式下，能夠?qū)崟r提供測點在指定坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)成果。測程可達(dá)到 10km— 30km。通常先設(shè)置好基準(zhǔn)站的 GPS 接收機，保證數(shù)字通信的暢通。通過數(shù)據(jù)鏈將基準(zhǔn)站的觀測值及站點坐標(biāo)信息一起發(fā)給流動站的GPS接收機。此時流動站的 GPS（ RTK）不僅接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要同時接收衛(wèi)星發(fā)射的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)組成相位差分觀測值，經(jīng)處理隨時得到厘米級的定位結(jié)果。然后進行數(shù)據(jù)處理編輯成圖。 (三 ) 現(xiàn)場測記模式 人工實地繪制草圖，野外用記錄器將測量數(shù)據(jù)記錄 起來，再將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C，內(nèi)業(yè)按人工草圖編輯圖形文件，繪圖機繪制數(shù)字地形圖。通常使用的記錄器是PC500S 類電子手簿，也可以用全站儀記錄。 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 10 另一種就是利用編碼操作，數(shù)據(jù)采集是記錄成圖所需的全部信息，不用畫人工草圖，利用智能繪圖軟件內(nèi)業(yè)自動成圖。 三、數(shù)字化方法 (一 ) 手扶跟蹤地形圖數(shù)字化 手扶跟蹤地形圖數(shù)字化是利用數(shù)字化儀和相應(yīng)的圖形處理軟件進行的 ,其工作原理是 :首先將數(shù)字化板正確地與計算機連接 ,把準(zhǔn)備數(shù)字化的工作底圖放置于數(shù)字化板上并固定 ,用手持定標(biāo)設(shè)備 (鼠標(biāo) ),對地形圖進行定向和確定圖幅范圍 ,然后跟蹤每一個地圖特征 ,由數(shù)字化儀和相應(yīng)數(shù)字化軟件在工作底圖上進行數(shù)據(jù)采集 ,將經(jīng)過圖紙定位后被數(shù)字化儀采集并由相關(guān)軟件轉(zhuǎn)換后的屬于地形圖坐標(biāo)系的圖形坐標(biāo)數(shù)據(jù)(矢量數(shù)據(jù) )發(fā)送給計算機 ,經(jīng)軟件編輯后獲得最終的矢量化數(shù)據(jù)即數(shù)字化地形圖。這個過程相當(dāng)于用一只數(shù)字筆將原有地形圖在計算機里在描一遍，是一個直接將光柵模式的圖紙描成矢量格式的過程。用手扶跟蹤數(shù)字化方法數(shù)字化的地形圖，可在地形圖輸入時由人工方式將不同的信息分層，非常直觀。 手扶跟蹤地形圖數(shù)字化對復(fù)雜地形圖的處理能力弱，對不規(guī)則曲線如等高線只能采用取點模擬的方 式，耗時多且處于半自動狀態(tài)，效率不高。因而，手扶跟蹤地形圖數(shù)字化適用于時間要求不緊迫，地形圖所包含信息不太復(fù)雜的情況。手扶跟蹤地形圖數(shù)字化的精度取決于工作底圖上地形圖要素的寬度、復(fù)雜程度、數(shù)字化儀器的性能（主要是分辨率）、作業(yè)人員的工作熟練程度等多種因素。 (二 ) 數(shù)字化儀的工作方式 1. 點式。按一下定標(biāo)器（鼠標(biāo)）的一個鍵，即將定標(biāo)器上的十字絲交點在數(shù)字化板上的位置（以 x,y坐標(biāo)的形式）送入計算機。 2. 開關(guān)流式。按住鼠標(biāo)的一個鍵不放，并移動鼠標(biāo)，它在圖板上移動的軌跡，將以 x,y 坐標(biāo)串的形式連續(xù)送入計算 機，其速率可分別設(shè)置為 1,2,5,10,20,50,100點 /s，放松按鍵，鼠標(biāo)便停止工作。 3. 連續(xù)式。當(dāng)送入連續(xù)式指令，從鼠標(biāo)接觸數(shù)字化板就開始計數(shù)，即將游標(biāo)在數(shù)字化板上的位置，以 x,y坐標(biāo)串的形式連續(xù)送入主機，其速率與開關(guān)流式一樣，也分為 7個檔次，當(dāng)鼠標(biāo)離開數(shù)字化板時停止工作。這種方式省去了開關(guān)流式按鍵的動作，但要求有較高的操作技巧。 4. 步進式。當(dāng)鼠標(biāo)在數(shù)字化板上移動時，數(shù)字化儀按一定的距離間隔向計算機輸入 x,y 坐標(biāo)串，距離間隔可在 ～ 之間選擇。 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 11 5. 增量式。送入任何一 條增量式指令后，便將鼠標(biāo)在數(shù)字化板上的位置，以當(dāng)前位置相對于上一點位置的坐標(biāo)增量形式送入計算機，其速率跟連續(xù)式一樣，分為 7個檔。數(shù)字化儀在增量式輸出的是相對上一點的坐標(biāo)增量，而在連續(xù)式輸出的是相對數(shù)字化原點的坐標(biāo)。 (三 ) 掃描數(shù)字化或稱屏幕數(shù)字化 掃描數(shù)字化也稱掃描矢量化。一幅數(shù)字地圖可視為一個矩陣，矩陣中一個元素對應(yīng)圖像中的一個像點，而每個矩陣元素的值則對應(yīng)于該點的灰度級，稱這個數(shù)字陣列元素為像素（ pixel） 。圖像數(shù)據(jù)存儲的格式為柵格（ raster） 或網(wǎng)格（ grid） 數(shù)據(jù)格式。如果圖像的所有像素僅有黑 和白兩個灰度級，則稱為二值圖像，否則稱為灰度圖像或彩色圖像。常用的柵格數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)文件格式有 TIF， PCX， BMP 等。掃描數(shù)字化原理如圖 114： 圖 114 掃描數(shù)字化原理框圖 (四 ) 柵格圖像與矢量圖形的區(qū)別 1. 柵格圖像是以點陣形式存儲，它的基本元素是像素（像元），它是以像素灰度的矩陣形式記錄的；矢量圖形是以矢量形式存儲的，它的基本元素是圖形要素，圖形要素的幾何形狀是以坐標(biāo)方式按點、線、面機構(gòu)記錄的。 2. 圖象的顯示是逐行、逐列、逐像元的顯示，與內(nèi)容無關(guān)；圖形的顯示是逐個圖形要素按順序 地顯示，顯示位置的先后沒有規(guī)律。 3. 圖像放大到一定的倍數(shù)時，圖像信息會發(fā)生失真，特別是圖像目標(biāo)的邊界會發(fā)生階梯效應(yīng)；圖形的放大縮小，其圖形要素、目標(biāo)不會發(fā)生失真。 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 12 表示效果相同時，柵格圖像表示比矢量圖形表示所占用的存儲空間大得多。 四、數(shù)字化的精度 數(shù)字化精度是數(shù)字化工作必須考慮的問題，首先要保證原圖的質(zhì)量，要求圖紙變形小和圖面清晰。跟蹤數(shù)字化過程中引起的誤差比較復(fù)雜，它包括圖紙定位誤差、采樣誤差、儀器誤差等。 (一 ) 圖紙定位誤差 定位誤差受到定位點本身的誤差、定位點的分布情況以及坐標(biāo)變換模型選擇等因素的影響。不同的變換模型對于克服圖紙的各種變形的效果不一樣，一般需要通過實驗選用。定位點應(yīng)均勻分布，圖紙定位時應(yīng)保證有一定的多余觀測，即應(yīng)有多余的定位點，一方面提高定位精度，另一方面也為剔除粗差創(chuàng)造條件，從而減少粗差的影響。 (二 ) 采樣誤差 采樣誤差主要有采點時的對中誤差和取點的代表性誤差。采樣誤差屬于偶然誤差，當(dāng)數(shù)字化一條粗線時，很難連續(xù)地把光標(biāo)對準(zhǔn)在線的中央。對等高線數(shù)字化時，操作上就可能產(chǎn)生更多的偏移誤差，所以數(shù)字化的精度在很大程度上受到操作員的技能及責(zé)任心和疲勞情況的影響，另一方面還受到被數(shù)字化要 素的寬度、密度及復(fù)雜性的影響。 (三 ) 儀器誤差 儀器誤差是指由于數(shù)字化本身的結(jié)構(gòu)及分辨率等因素引起的誤差，屬于系統(tǒng)誤差。目前數(shù)字化儀的精度一般能達(dá)到 ～ ，這是可以滿足數(shù)字化圖的精度要求的。 五、地形圖的繪制 在繪制地形圖之前，先對外業(yè)數(shù)據(jù)進行處理，提取對繪圖有用的各種信息，對其進行計算和整理，在按照規(guī)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲，建立起適合的繪圖、編輯處理并與GIS（地理信息系統(tǒng)）接軌的地形數(shù)據(jù)庫。據(jù)此，可以生成數(shù)字地形圖；可進行地形圖的繪制；可向 GIS 提供地形（圖）空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。 經(jīng)過外業(yè)測 量和相關(guān)數(shù)據(jù)處理，就可以建立起測區(qū)的地形數(shù)據(jù)庫。地形 數(shù)據(jù)庫中保存有全部地物、地貌特征的準(zhǔn)確描述數(shù)據(jù)，但提交給用戶應(yīng)用的測量成果，一般還是采取可視的地形圖的形式。因為只有通過圖才能使人快速的認(rèn)識測區(qū)整體地形的形象特征，單純靠一些數(shù)據(jù)是很難建立實體地形的概念。即使是 GIS 和 CAD 系統(tǒng)所要求的數(shù)字地圖，也是不僅僅有按通用的圖形數(shù)據(jù)格式存儲的圖形文件，同時也要生成 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 13 屏幕可視地形圖。就外業(yè)測量而言，也是要通過圖才能更好的發(fā)現(xiàn)觀測成果的錯誤和評定成果的質(zhì)量，因而可視地形圖的測繪在數(shù)字測量中仍十分重要，何況傳統(tǒng)的紙質(zhì)地形 圖目前仍十分廣泛。所以，一個完善的數(shù)字測圖系統(tǒng)，既要能存儲或輸出完整的測量定位及圖形和屬性信息，又要能繪制精美、規(guī)范的紙質(zhì)（聚酯薄膜）地形圖。 第四節(jié) 數(shù)字化測圖的優(yōu)缺點 一、數(shù)字化測圖的優(yōu)點 1．測圖用圖自動化 傳統(tǒng)測圖方式主要是手工作業(yè)，外業(yè)測量人工記錄，人工繪制地形圖，在圖上人工量算所需要的坐標(biāo)、距離和面積等等。數(shù)字測圖則使野外測量自動記錄，自動解算，使內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)自動處理，自動成圖，自動繪圖，并向用圖者提供可處理的數(shù)字地（形）圖軟盤，用戶可自動提取圖形信息。 2． 圖形數(shù)字化 用軟盤保存的數(shù)字地（形 ）圖，存儲了圖中具有特定含義的數(shù)字、文字、符號等各類數(shù)據(jù)信息，可方便地傳輸、處理和供多用戶共享。數(shù)字地圖不僅可以自動提取點位坐標(biāo)、兩點距離、方位以及地塊面積等，還可以供工程、規(guī)化、 CAD（計算機輔助設(shè)計）使用和供 GIS（地理信息系統(tǒng)）建庫使用。數(shù)字地圖的