利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)采集

1、<p>　　利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)采集</p><p>　　摘要：本文以數(shù)字化測圖和GIS數(shù)據(jù)源為結(jié)合點(diǎn)，并以校園數(shù)字化測圖為例，通過數(shù)字化測圖和GIS結(jié)合的一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討數(shù)字化測圖與GIS結(jié)合的方式。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)字化測圖;GIS;數(shù)據(jù)源 </p><p>　　中圖分類號(hào)：P231.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p

2、><p>　　引言：數(shù)字化測圖指利用全站儀.GPS等測量儀器結(jié)合掌上電腦等記錄設(shè)備在外業(yè)測量空間圖形的位置，并將空間坐標(biāo)等信息以數(shù)字的形式記錄在存儲(chǔ)設(shè)備上，內(nèi)業(yè)工作把數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，利用相應(yīng)的成圖軟件編輯處理，成為數(shù)字地圖的測量成圖方式。GIS數(shù)據(jù)源是GIS系統(tǒng)中的空間圖形數(shù)據(jù)獲取的來源，是系統(tǒng)的重要組成部分。其中，數(shù)字化測圖的方法可以使野外測量的圖形數(shù)據(jù)直接進(jìn)入GIS系統(tǒng)，是GIS的重要數(shù)據(jù)來源。目前測繪技術(shù)的發(fā)展

3、很快，電子信息技術(shù)在測繪領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，很多測繪部門都已開始使用數(shù)字測圖技術(shù)完成測繪工作。 </p><p><b>　　1.技術(shù)應(yīng)用 </b></p><p>　　本文主要結(jié)合實(shí)例從GIS數(shù)據(jù)采集的角度來討論數(shù)字化測圖技術(shù)，從而分析數(shù)字化測圖技術(shù)的一些優(yōu)點(diǎn)及不足。測區(qū)為沈陽師范學(xué)院校區(qū)1：1000地形圖測繪，測區(qū)內(nèi)地形簡單，高差在15m以內(nèi)，主要為建筑.道路等地物

4、，由于建筑密度大，通視條件較差，給測圖工作帶來很大困難。 </p><p><b>　　1.1控制測量 </b></p><p>　　測區(qū)內(nèi)原有城市控制點(diǎn)兩個(gè)，分布在測區(qū)北面校門口附近。故控制網(wǎng)采用閉合導(dǎo)線為一級(jí)圖根控制，碎部測量進(jìn)行二級(jí)加密控制點(diǎn)的方式。校園一級(jí)控制點(diǎn)沿校區(qū)主要的、道路布設(shè)，共14個(gè)點(diǎn)。觀測儀器采用賓得PTS2全站儀，水平角進(jìn)行內(nèi)外角兩側(cè)回觀測，水平

5、距離進(jìn)行全站儀往返觀測，水準(zhǔn)測量采用全站儀同時(shí)進(jìn)行三角高程測量，可以保證測量結(jié)果符合控制精度。經(jīng)導(dǎo)線平差解算各點(diǎn)坐標(biāo)，觀測結(jié)果角度中誤差為39秒，距離中誤差為12mm，點(diǎn)位中誤差14mm，導(dǎo)線全長相對閉合差為1/17000，坐標(biāo)精度完全滿足測制數(shù)字化地圖的需要。 </p><p><b>　　1.2碎部測量 </b></p><p>　　碎部測量采用了兩種數(shù)字化成圖的

6、方式，分別為“全站儀+E500電子手簿”和“全站儀+掌上電腦”的模式。碎部測量用的圖根點(diǎn)在一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用數(shù)字化測圖設(shè)備提供的加密控制點(diǎn)功能，在需要時(shí)隨時(shí)進(jìn)行觀測加密，這兩種方式實(shí)質(zhì)上都是利用極坐標(biāo)展點(diǎn)的原理來測定碎部點(diǎn)坐標(biāo)。在控制點(diǎn)上架設(shè)全站儀，并與記錄設(shè)備連接后，以另一控制點(diǎn)為定向點(diǎn)，照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡后，操作程序驅(qū)動(dòng)全站儀進(jìn)行測距和測角，軟件根據(jù)測得的角度和距離自動(dòng)解算出目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)，并按輸入的點(diǎn)名的編碼存儲(chǔ)在記錄設(shè)備上。 &l

7、t;/p><p><b>　　1.3成圖 </b></p><p>　　數(shù)字化設(shè)備記錄的數(shù)據(jù)可以通過輸出設(shè)備，直接轉(zhuǎn)輸?shù)接?jì)算機(jī)，進(jìn)一步處理后成為GIS空間圖形數(shù)據(jù)。本項(xiàng)目采用的兩種野外測圖方式皆可采用CASS測量成圖軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 </p><p>　　CASS軟件是基于AutoCAD平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)的成圖軟件。第一種野外碎部測量的方式采用軟件

8、中“點(diǎn)號(hào)定位”的方式進(jìn)行成圖，主要處理步驟為：（a）數(shù)據(jù)導(dǎo)入。首先用數(shù)據(jù)線和計(jì)算機(jī)串口連接，利用軟件中的通訊模塊，把E500電子手簿中的碎部點(diǎn)的點(diǎn)號(hào).編碼和坐標(biāo)輸入計(jì)算機(jī)，存為CASS軟件的原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件。（b）展點(diǎn)。選擇菜單“繪圖處理”—“展點(diǎn)”—“野外測點(diǎn)點(diǎn)號(hào)”項(xiàng)，輸入對應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名，便可在屏幕上展開野外測點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)。（c）繪平面圖。展好點(diǎn)之后就可以利用CASS系統(tǒng)提供的繪圖和編輯工具，繪制各種地物圖形，如繪制道路.房屋等等，

9、以及利用野外測點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)繪制等高線。第二種野外碎部測量的方式可以直接導(dǎo)入掌上電腦的圖形數(shù)據(jù)。用數(shù)據(jù)電纜連接掌上電腦和計(jì)算機(jī)，將掌上電腦測得的SPD格式圖形文件拷入到桌面計(jì)算機(jī)，在CASS的命令行中鍵入“readspda”命令，在彈出的對話框中輸入SPD文件的目錄下會(huì)自動(dòng)生成兩個(gè)文件：*.dat后綴的CASS格式坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件和*.hvs后綴的原始測量數(shù)據(jù)文件，然后就可以直接進(jìn)入繪圖步驟進(jìn)行繪圖編輯。 </p><p&

10、gt;　　1.4圖形數(shù)據(jù)進(jìn)入GIS系統(tǒng) </p><p>　　CASS系統(tǒng)編輯得到的空間圖形數(shù)據(jù)是AutoCAD的*.dwg數(shù)據(jù)格式，該系統(tǒng)提供了多種與GIS接口的方式。 </p><p>　　1.4.1交換文件接口 </p><p>　　CASS為用戶提供了文本格式的數(shù)據(jù)交換文件（擴(kuò)展名是“*.CAS”）通過交換文件可以將數(shù)字地圖的所有信息毫無遺漏地導(dǎo)入GIS。用

11、戶可根據(jù)自己的GIS平臺(tái)的文件格式開發(fā)出相應(yīng)的轉(zhuǎn)換程序。 </p><p>　　1.4.2DXF文件接口 </p><p>　　AutoCAD是世界上流行的圖形編輯系統(tǒng)，其系統(tǒng)的靈活性.廣泛的開放性受到用戶的一致好評。它的圖形交換格式已基本成為一種標(biāo)準(zhǔn)，受到了其他系統(tǒng)的廣泛支持兼容。CASS采用AutoCAD為系統(tǒng)平臺(tái)，提供標(biāo)準(zhǔn)的ASCII文本格式的DXF數(shù)據(jù)交換文件。通過DXF文件可實(shí)現(xiàn)

12、與大多數(shù)圖形系統(tǒng)的接口，許多GIS系統(tǒng)都可以直接導(dǎo)入DXF格式的圖形數(shù)據(jù)，如MapInfo等。 </p><p>　　1.4.3E00文件接口 </p><p>　　用于Arc/info系統(tǒng)：文本格式的E00文件是Arc/info系統(tǒng)自定義的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式，與其Coverage圖層文件完全對應(yīng)，GIS版CASS直接解讀E00文件，可以利用“生成ARC/INFO文件”功能將圖面寫成E00文

13、件，避免了轉(zhuǎn)換間的地物遺失。 </p><p>　　校園GIS系統(tǒng)由于采用的是MapInfo軟件，沒有開發(fā)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換程序，故采用DXF文件的接口方式。在CASS系統(tǒng)中將圖形導(dǎo)出為DXF格式，然后在MapInfo系統(tǒng)中選擇導(dǎo)入功能，將DXF文件的各層依次導(dǎo)入為MapInfo的*.tab格式的圖形文件. </p><p>　　2數(shù)字化測圖數(shù)據(jù)源實(shí)踐過程中的優(yōu)點(diǎn)和問題 </p>&

14、lt;p>　　數(shù)字化測圖得到的大比例尺GIS圖形數(shù)據(jù)精度高.轉(zhuǎn)為校園GIS數(shù)據(jù)后,利用GIS的量算工具進(jìn)行線狀地物的邊長量和面狀地物的面積量算,完全能夠達(dá)到規(guī)范的要求,GIS系統(tǒng)的圖形數(shù)據(jù)可以作為精確量算的依據(jù). </p><p>　　GIS的數(shù)據(jù)更新方便迅速.完成數(shù)字化測圖后的半年,校園相繼有部分地物發(fā)生變更(新增樓房.露天舞臺(tái),道路拓寬)利用原有的控制點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字化補(bǔ)測,僅用一天時(shí)間就完成喇叭GIS數(shù)據(jù)更

15、新. </p><p>　　數(shù)字化測圖數(shù)據(jù)源比較適合小型的校園信息系統(tǒng),模擬測圖數(shù)據(jù)源從現(xiàn)勢性和精度方面來看都比不上數(shù)字化測圖,而航空攝影測量和遙感圖像對小型校園信息系統(tǒng)的成本.可行性和比例尺精度來說都是補(bǔ)切合實(shí)際的. </p><p>　　存在的主要問題是在測圖系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)導(dǎo)入到GIS的接口技術(shù)上.由于構(gòu)建GIS所用的基礎(chǔ)GIS軟件和測量成圖軟件是不同一軟件,中間通過DXF格式的交換文本