1、概述
數(shù)字法測圖是利用電子速測儀(全站式或半站式)或其它測量儀器配合棱鏡在野外測量測站至待測細部點的方向、距離和高差，并將野外測量的數(shù)據(jù)自動傳輸(或人工鍵入)到電子手簿、IC卡或便攜式微機記錄，現(xiàn)場繪制地形(草)圖，到室內(nèi)將數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)接嬎銠C，借著計算機及配套的數(shù)字測圖軟件，人機交互編輯后，按一定的比例尺及圖式符號自動生成數(shù)字地籍圖，控制繪圖儀自動輸出地籍圖(也被人們稱為計算機輔助地籍成圖)。這種方法是從野外實地采集數(shù)據(jù)的，所以又稱野外地面數(shù)字測圖(以區(qū)別其它的數(shù)字測圖，如航測數(shù)字測圖)，其實質(zhì)是一種全數(shù)字、機助測圖的方法。測繪出的地籍圖是以計算機磁盤(或光盤)為載體的數(shù)字地圖，它是以數(shù)字的形式表達地籍信息(幾何信息和描述信息)。
應(yīng)用數(shù)字法測繪地籍圖的特征在于：由全站儀直接測量界址點和地物點的坐標(biāo)和高程，并給以地圖符號、界址點及地物點之間連接等信息碼，通過計算機處理，生成數(shù)字地籍圖和宗地圖。數(shù)字地籍圖以數(shù)據(jù)形式，存儲在計算機的存儲介質(zhì)上(如硬盤、軟盤、光盤、磁帶等)，可以通過繪圖儀，繪制出地籍圖。這種方法主要適用于采用解析法測定界址點的地籍細部測量。采用數(shù)字法測繪地籍圖時，測定界址點位的坐標(biāo)可以與測圖同步進行，但測定界址點位時，應(yīng)滿足《城鎮(zhèn)地籍調(diào)查規(guī)程》界址點點位精度的要求。
目前，數(shù)字法測圖在地籍細部測量中已得到普及和應(yīng)用，主要由于：(1)模擬法測圖不僅精度很低，而且費工費時，易出錯，勞動強度大，地籍圖制作、宗地圖制作、面積計算和統(tǒng)計匯總等每一步驟都需要大量的人工操作，無法實現(xiàn)自動化;而采用數(shù)字法地籍成圖，不僅提高了地籍圖、宗地圖成圖的速度、制圖的質(zhì)量和應(yīng)用的靈活性，而且可以節(jié)省大量的人力和物力，是實現(xiàn)地籍管理現(xiàn)代化的一個重要手段，地籍細部測量所采集的信息可以自動導(dǎo)入地籍管理信息系統(tǒng);(2)電子化和數(shù)字化的地面測量儀器的大量出現(xiàn)，以及計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，地面測量儀器可以通過電子手簿或便攜式計算機(下簡稱便攜機)，與各種電子速測儀或測距儀、電子經(jīng)緯儀聯(lián)結(jié)成一體構(gòu)成野外地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);(3)內(nèi)業(yè)圖形處理軟件及圖形輸入輸出設(shè)備(如計算機、掃描儀、數(shù)字化儀、繪圖儀、打印機等)性能的完善和成本的降低，為實現(xiàn)數(shù)字法測圖提供了內(nèi)業(yè)保障;(4)地理信息產(chǎn)業(yè)的崛起和地籍管理信息系統(tǒng)建設(shè)的飛速發(fā)展，迫切需要數(shù)字化的地籍圖產(chǎn)品，為大比例尺數(shù)字地籍圖的應(yīng)用找到了出路;(4)數(shù)字法測圖具有高精度、低成本、靈活、方便的特點，與GPS定位和航空航天遙感成圖形成了極好的互補關(guān)系。因此，有條件的地區(qū)應(yīng)盡量采用數(shù)字法測繪地籍圖。
2、野外數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)組織
(1) 準(zhǔn)備工作
應(yīng)用數(shù)字法進行地籍細部測量前，應(yīng)做好以下準(zhǔn)備工作：根據(jù)城鎮(zhèn)地籍調(diào)查的范圍，劃分好區(qū)、街道、街坊;進行地籍權(quán)屬調(diào)查，實地標(biāo)出每宗地界址點的位置;布設(shè)地籍控制網(wǎng)，進行控制網(wǎng)觀測和平差;劃分每個作業(yè)小組測區(qū)范圍。
當(dāng)一個測區(qū)較大時，特別是多個作業(yè)組同時作業(yè)時,為避免重測、漏測和對所測數(shù)據(jù)進行及時處理，一般要將測區(qū)按地籍權(quán)屬調(diào)查劃分好的街坊分成若干區(qū)域(分區(qū))，然后確定每個作業(yè)小組所要測的分區(qū)。一般是一個街坊為一個分區(qū)，當(dāng)街坊很大時，也可按自然地物的邊界在一個街坊內(nèi)成幾個分區(qū)。由于數(shù)字測圖外業(yè)并不以圖幅為單位進行，如果不將測區(qū)分成若干分區(qū)，將給內(nèi)業(yè)處理帶來很大因難。若將測區(qū)分為若干分區(qū)，則在完成某一分區(qū)的測量后，就可對這一區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)進行處理。只要保證各相對獨立的分區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)正確，整個測區(qū)的數(shù)據(jù)正確度也能得到保證。分區(qū)的另一好處是避免數(shù)據(jù)過大，使作業(yè)員能及時、有條理地進行外業(yè)和內(nèi)業(yè)處理。對一個分區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)要求不能有重復(fù)點號，也就是說在一個分區(qū)內(nèi)的所有測點(包括界址點和地物點等)的點號與實地是一一對應(yīng)的關(guān)系，不允許實地一個點對應(yīng)幾個點號，或一個點號對應(yīng)實地多個點。
(2)野外數(shù)據(jù)采集
數(shù)字法地籍測圖時，野外數(shù)據(jù)采集的方法按數(shù)據(jù)記錄器的不同可以分為：電子手簿記錄模式、便攜機記錄模式、電子速測儀數(shù)據(jù)存儲卡記錄模式、GPS測量模式。
a . 電子手簿記錄模式
采用電子手簿通過電纜與全站式或半站式電子速測儀連接，可以實現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)或坐標(biāo)值的在線采集，也可與測距儀和光學(xué)經(jīng)緯儀配合，觀測數(shù)據(jù)由人工按鍵輸入。使用的電子手簿一般有：電子速測儀原配套的電子手簿(如GRE3/4，SDR系列，REC系列等);利用PC-1500或PC-E500改裝的電子手簿;利用掌上型電腦開發(fā)的電子手簿。因第三種電子手簿具有與MS-DOS或Windows完全兼容的操作系統(tǒng)，并含有漢字菜單和提示，內(nèi)存大，運行速度快，可進行圖形顯示，因而目前國內(nèi)主要使用掌上型電腦開發(fā)的電子手簿作為數(shù)字法地籍測圖野外數(shù)據(jù)采集的記錄器。
采用此種作業(yè)模式時，一個外業(yè)測量小組所需作業(yè)人員如下：
利用電子手簿記錄模式進行野外數(shù)據(jù)采集時，一個外業(yè)測量小組一般需要三至四人。觀測員一人，在測站上負責(zé)觀測和數(shù)據(jù)記錄;繪圖員一人，白天在野外負責(zé)畫草圖和指揮司鏡員，晚上負責(zé)在電子手簿上連碼(即輸入地物的屬性信息);司鏡員一人或兩人(可以是非測繪專業(yè)人員或臨時工)，負責(zé)在待測點設(shè)置棱鏡。
為節(jié)省野外作業(yè)時間，利用電子手簿記錄模式進行野外數(shù)據(jù)采集時，一般在野外只進行簡單的連碼(即輸入點的符號類別和點之間的連線信息)，晚上或雨天再根據(jù)野外所畫的草圖進行連碼，當(dāng)連碼完成后，即可將手簿中的測量數(shù)據(jù)和連碼數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿C，由測圖系統(tǒng)生成圖形，并進行適當(dāng)?shù)膱D形編輯。
利用電子手簿記錄模式進行野外數(shù)據(jù)采集有以下優(yōu)缺點。優(yōu)點：硬件成本低，省電，攜帶輕，操作方便;多個小組可以共用一套測圖系統(tǒng)(測圖系統(tǒng)一般安裝在室內(nèi)的微機上，電子手簿中一般僅裝有測圖系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集部分)，購置軟件費用低;對司鏡員條件要求很低，工資支出少;野外不需詳細連碼和圖形生成，可以減少野外作業(yè)時間。缺點：現(xiàn)場不能及時看到所測的全圖，測錯時不易發(fā)現(xiàn);內(nèi)業(yè)工作量稍大。
b . 便攜機記錄模式
采用便攜機記錄模式時，可以將便攜機通過電纜與全站式或半站式電子
速測儀連接，實現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)或坐標(biāo)值的在線采集，在線采集要求便攜機必須在測站;也可以在便攜機與電子速測儀之間建立無線數(shù)據(jù)傳輸(離線采集)，將電子速測儀的觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖銛y機接收、記錄，此時便攜機可以隨棱鏡一起移動，也可以放在測站或其它方便的位置。隨著便攜機價格的降低、重量的減輕、抗外界環(huán)境的性能增強及便攜機整體性能的提高，該記錄模式在地面數(shù)字測圖野外數(shù)據(jù)采集時將會被越來越多的采用。該記錄模式的便攜機類似于模擬法測圖時的小平板，因此，采用便攜機記錄模式測圖，也被人們稱為“電子平板法”測圖或“電子圖板法”測圖。
利用便攜機記錄模式進行野外數(shù)據(jù)采集時，一個外業(yè)測量小組一般需要三至四人。觀測員一人，在測站上負責(zé)觀測;繪圖員一人，在測站上負責(zé)便攜機的數(shù)據(jù)記錄，并在便攜機上連碼，現(xiàn)場由測圖系統(tǒng)生成圖形，并進行適當(dāng)?shù)膱D形編輯;司鏡員一人或兩人(必須是測繪專業(yè)人員)，負責(zé)選定待測點，并在點上設(shè)置棱鏡，繪制部分草圖。
利用便攜機記錄模式進行野外數(shù)據(jù)采集有以下優(yōu)缺點。優(yōu)點：現(xiàn)場可以及時看到所測的全圖，測錯時比較容易發(fā)現(xiàn);內(nèi)業(yè)工作量少。缺點：硬件成本高，耗電，攜帶不方便;每個小組必須配一套測圖系統(tǒng)，購置軟件費用高;對司鏡員條件要求較高，工資支出多;野外應(yīng)連碼和生成圖形，導(dǎo)致野外作業(yè)時間增加。
為了綜合上述兩種數(shù)據(jù)采集模式的優(yōu)點，目前已采用性能更強基于WINDOWS CE操作系統(tǒng)的PDA(也是掌上型電腦)作為電子手簿，并在PDA上安裝與在便攜機上類似的測圖系統(tǒng)，從而既可以及時看到所測的全圖(實現(xiàn)所測即所現(xiàn))，又可以克服便攜機的一些弱點(如硬件成本高、耗電、攜帶不方便等)。缺陷是PDA的屏幕顯示尺寸較小,對于地形地物較復(fù)雜的地區(qū)，野外圖形顯示及編輯時沒有便攜機方便。
數(shù)字法測圖是利用電子速測儀(全站式或半站式)或其它測量儀器配合棱鏡在野外測量測站至待測細部點的方向、距離和高差，并將野外測量的數(shù)據(jù)自動傳輸(或人工鍵入)到電子手簿、IC卡或便攜式微機記錄，現(xiàn)場繪制地形(草)圖，到室內(nèi)將數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)接嬎銠C，借著計算機及配套的數(shù)字測圖軟件，人機交互編輯后，按一定的比例尺及圖式符號自動生成數(shù)字地籍圖，控制繪圖儀自動輸出地籍圖(也被人們稱為計算機輔助地籍成圖)。這種方法是從野外實地采集數(shù)據(jù)的，所以又稱野外地面數(shù)字測圖(以區(qū)別其它的數(shù)字測圖，如航測數(shù)字測圖)，其實質(zhì)是一種全數(shù)字、機助測圖的方法。測繪出的地籍圖是以計算機磁盤(或光盤)為載體的數(shù)字地圖，它是以數(shù)字的形式表達地籍信息(幾何信息和描述信息)。
應(yīng)用數(shù)字法測繪地籍圖的特征在于：由全站儀直接測量界址點和地物點的坐標(biāo)和高程，并給以地圖符號、界址點及地物點之間連接等信息碼，通過計算機處理，生成數(shù)字地籍圖和宗地圖。數(shù)字地籍圖以數(shù)據(jù)形式，存儲在計算機的存儲介質(zhì)上(如硬盤、軟盤、光盤、磁帶等)，可以通過繪圖儀，繪制出地籍圖。這種方法主要適用于采用解析法測定界址點的地籍細部測量。采用數(shù)字法測繪地籍圖時，測定界址點位的坐標(biāo)可以與測圖同步進行，但測定界址點位時，應(yīng)滿足《城鎮(zhèn)地籍調(diào)查規(guī)程》界址點點位精度的要求。
目前，數(shù)字法測圖在地籍細部測量中已得到普及和應(yīng)用，主要由于：(1)模擬法測圖不僅精度很低，而且費工費時，易出錯，勞動強度大，地籍圖制作、宗地圖制作、面積計算和統(tǒng)計匯總等每一步驟都需要大量的人工操作，無法實現(xiàn)自動化;而采用數(shù)字法地籍成圖，不僅提高了地籍圖、宗地圖成圖的速度、制圖的質(zhì)量和應(yīng)用的靈活性，而且可以節(jié)省大量的人力和物力，是實現(xiàn)地籍管理現(xiàn)代化的一個重要手段，地籍細部測量所采集的信息可以自動導(dǎo)入地籍管理信息系統(tǒng);(2)電子化和數(shù)字化的地面測量儀器的大量出現(xiàn)，以及計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，地面測量儀器可以通過電子手簿或便攜式計算機(下簡稱便攜機)，與各種電子速測儀或測距儀、電子經(jīng)緯儀聯(lián)結(jié)成一體構(gòu)成野外地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);(3)內(nèi)業(yè)圖形處理軟件及圖形輸入輸出設(shè)備(如計算機、掃描儀、數(shù)字化儀、繪圖儀、打印機等)性能的完善和成本的降低，為實現(xiàn)數(shù)字法測圖提供了內(nèi)業(yè)保障;(4)地理信息產(chǎn)業(yè)的崛起和地籍管理信息系統(tǒng)建設(shè)的飛速發(fā)展，迫切需要數(shù)字化的地籍圖產(chǎn)品，為大比例尺數(shù)字地籍圖的應(yīng)用找到了出路;(4)數(shù)字法測圖具有高精度、低成本、靈活、方便的特點，與GPS定位和航空航天遙感成圖形成了極好的互補關(guān)系。因此，有條件的地區(qū)應(yīng)盡量采用數(shù)字法測繪地籍圖。
2、野外數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)組織
(1) 準(zhǔn)備工作
應(yīng)用數(shù)字法進行地籍細部測量前，應(yīng)做好以下準(zhǔn)備工作：根據(jù)城鎮(zhèn)地籍調(diào)查的范圍，劃分好區(qū)、街道、街坊;進行地籍權(quán)屬調(diào)查，實地標(biāo)出每宗地界址點的位置;布設(shè)地籍控制網(wǎng)，進行控制網(wǎng)觀測和平差;劃分每個作業(yè)小組測區(qū)范圍。
當(dāng)一個測區(qū)較大時，特別是多個作業(yè)組同時作業(yè)時,為避免重測、漏測和對所測數(shù)據(jù)進行及時處理，一般要將測區(qū)按地籍權(quán)屬調(diào)查劃分好的街坊分成若干區(qū)域(分區(qū))，然后確定每個作業(yè)小組所要測的分區(qū)。一般是一個街坊為一個分區(qū)，當(dāng)街坊很大時，也可按自然地物的邊界在一個街坊內(nèi)成幾個分區(qū)。由于數(shù)字測圖外業(yè)并不以圖幅為單位進行，如果不將測區(qū)分成若干分區(qū)，將給內(nèi)業(yè)處理帶來很大因難。若將測區(qū)分為若干分區(qū)，則在完成某一分區(qū)的測量后，就可對這一區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)進行處理。只要保證各相對獨立的分區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)正確，整個測區(qū)的數(shù)據(jù)正確度也能得到保證。分區(qū)的另一好處是避免數(shù)據(jù)過大，使作業(yè)員能及時、有條理地進行外業(yè)和內(nèi)業(yè)處理。對一個分區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)要求不能有重復(fù)點號，也就是說在一個分區(qū)內(nèi)的所有測點(包括界址點和地物點等)的點號與實地是一一對應(yīng)的關(guān)系，不允許實地一個點對應(yīng)幾個點號，或一個點號對應(yīng)實地多個點。
(2)野外數(shù)據(jù)采集
數(shù)字法地籍測圖時，野外數(shù)據(jù)采集的方法按數(shù)據(jù)記錄器的不同可以分為：電子手簿記錄模式、便攜機記錄模式、電子速測儀數(shù)據(jù)存儲卡記錄模式、GPS測量模式。
a . 電子手簿記錄模式
采用電子手簿通過電纜與全站式或半站式電子速測儀連接，可以實現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)或坐標(biāo)值的在線采集，也可與測距儀和光學(xué)經(jīng)緯儀配合，觀測數(shù)據(jù)由人工按鍵輸入。使用的電子手簿一般有：電子速測儀原配套的電子手簿(如GRE3/4，SDR系列，REC系列等);利用PC-1500或PC-E500改裝的電子手簿;利用掌上型電腦開發(fā)的電子手簿。因第三種電子手簿具有與MS-DOS或Windows完全兼容的操作系統(tǒng)，并含有漢字菜單和提示，內(nèi)存大，運行速度快，可進行圖形顯示，因而目前國內(nèi)主要使用掌上型電腦開發(fā)的電子手簿作為數(shù)字法地籍測圖野外數(shù)據(jù)采集的記錄器。
采用此種作業(yè)模式時，一個外業(yè)測量小組所需作業(yè)人員如下：
利用電子手簿記錄模式進行野外數(shù)據(jù)采集時，一個外業(yè)測量小組一般需要三至四人。觀測員一人，在測站上負責(zé)觀測和數(shù)據(jù)記錄;繪圖員一人，白天在野外負責(zé)畫草圖和指揮司鏡員，晚上負責(zé)在電子手簿上連碼(即輸入地物的屬性信息);司鏡員一人或兩人(可以是非測繪專業(yè)人員或臨時工)，負責(zé)在待測點設(shè)置棱鏡。
為節(jié)省野外作業(yè)時間，利用電子手簿記錄模式進行野外數(shù)據(jù)采集時，一般在野外只進行簡單的連碼(即輸入點的符號類別和點之間的連線信息)，晚上或雨天再根據(jù)野外所畫的草圖進行連碼，當(dāng)連碼完成后，即可將手簿中的測量數(shù)據(jù)和連碼數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿C，由測圖系統(tǒng)生成圖形，并進行適當(dāng)?shù)膱D形編輯。
利用電子手簿記錄模式進行野外數(shù)據(jù)采集有以下優(yōu)缺點。優(yōu)點：硬件成本低，省電，攜帶輕，操作方便;多個小組可以共用一套測圖系統(tǒng)(測圖系統(tǒng)一般安裝在室內(nèi)的微機上，電子手簿中一般僅裝有測圖系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集部分)，購置軟件費用低;對司鏡員條件要求很低，工資支出少;野外不需詳細連碼和圖形生成，可以減少野外作業(yè)時間。缺點：現(xiàn)場不能及時看到所測的全圖，測錯時不易發(fā)現(xiàn);內(nèi)業(yè)工作量稍大。
b . 便攜機記錄模式
采用便攜機記錄模式時，可以將便攜機通過電纜與全站式或半站式電子
速測儀連接，實現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)或坐標(biāo)值的在線采集，在線采集要求便攜機必須在測站;也可以在便攜機與電子速測儀之間建立無線數(shù)據(jù)傳輸(離線采集)，將電子速測儀的觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖銛y機接收、記錄，此時便攜機可以隨棱鏡一起移動，也可以放在測站或其它方便的位置。隨著便攜機價格的降低、重量的減輕、抗外界環(huán)境的性能增強及便攜機整體性能的提高，該記錄模式在地面數(shù)字測圖野外數(shù)據(jù)采集時將會被越來越多的采用。該記錄模式的便攜機類似于模擬法測圖時的小平板，因此，采用便攜機記錄模式測圖，也被人們稱為“電子平板法”測圖或“電子圖板法”測圖。
利用便攜機記錄模式進行野外數(shù)據(jù)采集時，一個外業(yè)測量小組一般需要三至四人。觀測員一人，在測站上負責(zé)觀測;繪圖員一人，在測站上負責(zé)便攜機的數(shù)據(jù)記錄，并在便攜機上連碼，現(xiàn)場由測圖系統(tǒng)生成圖形，并進行適當(dāng)?shù)膱D形編輯;司鏡員一人或兩人(必須是測繪專業(yè)人員)，負責(zé)選定待測點，并在點上設(shè)置棱鏡，繪制部分草圖。
利用便攜機記錄模式進行野外數(shù)據(jù)采集有以下優(yōu)缺點。優(yōu)點：現(xiàn)場可以及時看到所測的全圖，測錯時比較容易發(fā)現(xiàn);內(nèi)業(yè)工作量少。缺點：硬件成本高，耗電，攜帶不方便;每個小組必須配一套測圖系統(tǒng)，購置軟件費用高;對司鏡員條件要求較高，工資支出多;野外應(yīng)連碼和生成圖形，導(dǎo)致野外作業(yè)時間增加。
為了綜合上述兩種數(shù)據(jù)采集模式的優(yōu)點，目前已采用性能更強基于WINDOWS CE操作系統(tǒng)的PDA(也是掌上型電腦)作為電子手簿，并在PDA上安裝與在便攜機上類似的測圖系統(tǒng)，從而既可以及時看到所測的全圖(實現(xiàn)所測即所現(xiàn))，又可以克服便攜機的一些弱點(如硬件成本高、耗電、攜帶不方便等)。缺陷是PDA的屏幕顯示尺寸較小,對于地形地物較復(fù)雜的地區(qū)，野外圖形顯示及編輯時沒有便攜機方便。