2.3　数字测图的基本过程

数字测图的作业过程依据使用的设备和软件、数据源及图形输出目的的不同而有所区别，但不论是测绘地形图，还是制作种类繁多的专题图、行业管理用图，只要是测绘数字图，都必须包括数据采集、数据处理、图形输出三个基本过程。

2.3.1　数据采集

地形图、航空航天遥感像片、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成计算机能够识别和处理的数据。

目前我国数据采集主要有以下几种方法：

（1）GNSS法：即通过GNSS接收机采集野外碎部点的信息数据。

（2）大地测量仪器法：即通过全站仪、测距仪、经纬仪等大地测量仪器实现碎部点野外数据采集。

（3）航测法：即通过航空摄影测量和遥感手段采集地形点的信息数据。

（4）数字化仪法：即通过数字化仪在已有地图上采集信息数据。

前两者是野外采集数据，后两者是室内采集数据。

野外数据采集是通过全站仪或GNSS接收机实地测定地形点的平面位置和高程，自动存储在仪器内存或电子手簿中，再传输到计算机。若野外使用便携机，可直接将点位信息存储在便携机中。每个地形点的记录内容包括点号、平面坐标、高程、属性编码和与其它点的连接关系等。点号通常是按测量顺序自动生成的，也可以按需要外业现场编辑；平面坐标和高程是全站仪或GNSS接收机自动解算的；属性编码指示了该点的性质，野外通常只输入简编码，或不输入编码，用绘草图等形式形象记录碎部点的属性信息，内业可用多种手段输入属性编码；点与点之间的连接关系通常采用绘草图或在便携机上边测边绘来确定。由于目前全站仪与GNSS接收机的测量精度高，很容易达到厘米级的精度，所以全野外数字测图（地面数字测图）是数字测图精度最高的方法，是城镇大比例尺（尤其是1：500）测图中主要的测图方法。

对于已有纸质地形图的地区，如纸质地形图现势性较好，图面表示清晰、正确，图纸变形小，则数据采集可在室内通过数字化仪和扫描仪在相应地图数字化软件的支持下进行。早期采用数字化仪进行数字化，得到的数字地图精度低于原图，作业效率也低，这种数字化法已被扫描数字化法所取代。扫描数字化法是先用扫描仪扫描得到栅格数据，再用扫描矢量化软件将栅格图形转换成矢量图形。扫描矢量化作业模式，不仅速度快（扫描一幅图不过几分钟）、劳动强度小，而且精度几乎没有损失。该方法已经成为地图数字化的主要方法，它适宜于各种比例尺地形图的数字化，对大批量、复杂度高的地形图更具有明显的优势。

航测法以航空摄影获取的航空像片作为数据源，利用测区的航空摄影测量获得的立体像对，在解析绘图仪上或在经过改装的立体量测仪上采集地形特征点并自动转换成数字信息。由于受精度的限制，该法已逐渐被全数字摄影测量系统所取代。基于影像数字化仪、计算机、数字摄影测量软件和输出设备构成的数字摄影测量工作站是摄影测量、计算机立体视觉影像理解和图像识别等学科的综合成果，计算机不但能完成大多数摄影测量工作，而且借助模式识别理论，实现自动或半自动识别，从而大大提高了摄影测量的自动化程度。全数字摄影测量系统大致作业过程为：将影像扫描数字化，利用立体观测系统观测立体模型（计算机视觉），利用系统提供的一系列量测功能——扫描数据处理、测量数据管理、数字定向、立体显示、地物采集、自动提取DTM、自动生成正射影像等功能，使量测过程自动化。原武汉测绘大学推出的VirtuoZo全数字摄影测量系统，已被很多测绘单位采用，并得到了迅速的推广和普及。

2.3.2　数据处理

数据处理阶段是指在数据采集以后到图形输出之前对图形数据的各种处理。数据处理主要包括数据传输、数据预处理、数据转换、数据计算、图形生成、图形编辑与整饰、图幅接边、图形信息的管理与应用等。

（1）数据传输指将全站仪内存或电子手簿中的数据传输至计算机。

（2）数据预处理包括坐标变换、各种数据资料的匹配、比例尺的统一等。

（3）数据转换内容很多，如将碎部点记录数据文件转换为坐标数据文件；带简码的数据文件或无码数据文件转换为带绘图编码的数据文件，供自动绘图使用，将AutoCAD的图形数据文件转换为GIS的交换文件。

（4）数据计算主要是针对地貌关系的。当数据输入到计算机后，为建立数字地面模型绘制等高线，需要进行插值模型建立、插值计算、等高线光滑处理三个过程的工作。数据计算还包括对房屋类呈直角拐弯的地物进行误差调整，消除非直角化误差等。

数据处理通过计算机软件实现，经过数据处理后，可产生平面图形数据文件和数字地面模型文件。欲得到规范的地形图，还要对数据处理后生成的初始图形进行修改、编辑、整理，还需要加上文字注记、高程注记等，并填充各种面状地物符号，还要进行图形整饰、图幅接边、图形信息的管理等工作，所有这些工作都属于数据处理。

数据处理是数字测图的关键阶段，数字测图系统的优劣取决于数据处理功能的强弱。

2.3.3　图形输出

经过数据处理以后，即可得到数字地图，也就是形成一个图形文件，存储在磁盘或光盘上，可永久保存。可以将该数字地图转换成地理信息系统的图形数据，用于建立和更新GIS图形数据库。可以将数字地图打印输出成纸质地图。输出图形是数字测图的主要目的，通过对层的控制，可以编制和输出各种专题地图（包括平面图、地籍图、地形图、管网图、带状图、规划图等），以满足不同用户的需要。也可采用矢量绘图仪、栅格绘图仪、图形显示器、缩微系统等绘制或显示数字地图。