二、數(shù)字法測圖
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(xì)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(dá)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(xì)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(jìn)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(xì)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(xì)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(jìn)行地籍細(xì)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(fù)責(zé)觀測和數(shù)據(jù)記錄;繪圖員一人,白天在野外負(fù)責(zé)畫草圖和指揮司鏡員,晚上負(fù)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(fù)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(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集時,一般在野外只進(jìn)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(jìn)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(jìn)行適當(dāng)?shù)膱D形編輯。
利用電子手簿記錄模式進(jìn)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(xì)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(jìn)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(fù)責(zé)觀測;繪圖員一人,在測站上負(fù)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(jìn)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(fù)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(jìn)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。
c . 電子速測儀數(shù)據(jù)存儲卡記錄模式
近年生產(chǎn)的電子速測儀(如POWERSET 2000系列)已大多不再采用電子手簿作為數(shù)據(jù)記錄器,而是采用內(nèi)存(類似計算機的硬盤)或可卸式PCMCIA卡記錄觀測的數(shù)據(jù),而且在電子速測儀中自帶與MS-DOS兼容的操作系統(tǒng),可以由用戶編制記錄程序并安裝到電子速測儀中,輸入數(shù)據(jù)編碼。它無需電纜連接,野外記錄十分方便。電子速測儀內(nèi)存中記錄的數(shù)據(jù),將電子速測儀與計算機用通信電纜連接后,可以方便地傳輸?shù)接嬎銠C中,用PCMCIA磁卡記錄的數(shù)據(jù),可以直接被計算機讀取。另外,對于具有自動跟蹤測量模式的電子速測儀(也被稱為測量機器人),測站可以無人操作,而在鏡站遙控開機測量,電子速測儀自動跟蹤、照準(zhǔn)、數(shù)據(jù)記錄,還可在鏡站遙控進(jìn)行檢查和輸入數(shù)據(jù)編碼。
d . GPS測量模式
GPS定位技術(shù)在測繪中已得到應(yīng)用和普及。近年來推出的載波相位差分技術(shù),又稱RTK(Real Time Kinematic)實時動態(tài)定位技術(shù),能夠?qū)崟r提供測點(流動站)的三維坐標(biāo)。有關(guān)RTK技術(shù)的原理在許多文獻(xiàn)已有闡述。應(yīng)用RTK技術(shù)進(jìn)行定位時要求基準(zhǔn)站(測站)GPS接收機實時的把觀測數(shù)據(jù)(如偽距或相位觀測值)及已知數(shù)據(jù)(如基準(zhǔn)點坐標(biāo))實時傳輸給流動站GPS接收機,流動站快速求解整周模糊度,在觀測到四顆衛(wèi)星后,可以實時地求解出厘米級的流動站動態(tài)位置。
采用RTK技術(shù)進(jìn)行地籍細(xì)部測量時,僅需一人背著GPS接收機在待測點上觀測一、二秒鐘即可求得測點坐標(biāo),通過電子手簿記錄(配畫草圖,室內(nèi)連碼)或PDA記錄(現(xiàn)場顯示圖形并連碼),由大比例尺數(shù)字測圖系統(tǒng)軟件輸出所測的地圖。采用RTK技術(shù)進(jìn)行測圖時,無需測站點與待測點間通視,僅需一人操作,便可完成測圖工作,可以大大提高工作效率。但在影響GPS衛(wèi)星信號接收的遮蔽地帶,還需將GPS與電子速測儀結(jié)合,二者取長補短,更快更簡潔地完成測圖工作。
隨著RTK技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展、系列化產(chǎn)品的不斷改進(jìn)(更輕便化)以及價格的降低,GPS測量模式在比較開闊地區(qū)的地籍細(xì)部測量野外數(shù)據(jù)采集時將會得到越來越多的應(yīng)用。
(3) 數(shù)據(jù)組織
數(shù)字法地籍細(xì)部測量是在數(shù)字測圖系統(tǒng)上完成的,數(shù)字測圖系統(tǒng)是以計算機為核心,在外連輸入輸出設(shè)備硬、軟件的支持下,對地形空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、輸入、成圖、繪圖、輸出、管理的測圖系統(tǒng)。數(shù)字法地籍細(xì)部測量時,首先通過對待測點(界址點、地物點等)的觀測,獲得測點的三維坐標(biāo)(幾何信息),但是,如果僅知道測點的坐標(biāo),數(shù)字測圖系統(tǒng)還無法繪出地籍圖。還必須知道測點的屬性信息。測點的屬性信息包括:該測點是屬于哪類地物上的點(如界址線、房屋、道路、消防栓、溝渠等),每類地物有一個的編碼;該地物上共測了哪些點;地物上各點的連接順序及連線線型(直線、圓、圓弧、曲線等)。當(dāng)一個點被兩個以上的地物使用時,該點為地物公共點;當(dāng)一個地物僅有一個點組成時,該地物為獨立地物(點狀地物)。無論采用哪一種數(shù)字測圖系統(tǒng)軟件及野外數(shù)據(jù)采集模式,點或地物屬性的數(shù)據(jù)組織(包括編碼、輸入、編輯、保存格式)都是大同小異。
a.地物編碼
采用數(shù)字法測繪地籍圖時,為了區(qū)分不同的地物,必須進(jìn)行地物編碼。地物編碼應(yīng)遵循、簡潔明了、實用、便于計算機處理、符合國標(biāo)圖式分類的原則。目前國內(nèi)數(shù)字測圖系統(tǒng)一般是采用三位整數(shù)或四位整數(shù)地物編碼方案。在三位整數(shù)編碼方案中,第一位表示地物的大分類,基本是按照《1:5001:10001:2000地形圖圖式》的要求共分為十大類:測量控制點、居民地、工礦企業(yè)建筑物和公共設(shè)施、獨立地物、道路及附屬設(shè)施、管線及桓柵、水系及附屬設(shè)施、境界、地貌與土質(zhì)、植被;第二、三位表示地物的細(xì)分類,即具體某一地物在某大分類中的順序號,如普通房屋的編碼為101,其中第一位1代表居民地類地物,第二、三位01代表居民地類地物中的普通房屋。在四位整數(shù)編碼方案中,前三位含義不變,第四位表示某一地物的進(jìn)一步細(xì)分,如同一種地物(如圍墻、橋等)可分別按依比例尺表示、不依比例尺表示、半依比例尺表示等。
b.地物上各點連接信息
確定每個地物由哪些點組成,以及點之間的連接順序和線型??梢愿鶕?jù)野外草圖上所畫的地物及標(biāo)注的測點點號,在電子手簿或計算機上輸入;也可以在野外測量現(xiàn)場對照實地地物在便攜機上或PDA上輸入,便攜機屏幕類似一個模擬測圖圖板。
按照數(shù)字測圖系統(tǒng)的要求,數(shù)據(jù)組織完畢并存盤后,即可由數(shù)字測圖系統(tǒng)調(diào)用其系統(tǒng)內(nèi)的圖式符號庫,進(jìn)行圖形生成。
一個分區(qū)的外業(yè)數(shù)據(jù)采集結(jié)束后,一般形成兩個文件:一個是圖塊(地物)描述信息文件,一個是測點坐標(biāo)文件。
圖塊(地物)描述信息文件包括該分區(qū)內(nèi)各個圖塊的信息,以瑞得數(shù)字測圖系統(tǒng)RDMS為例,一個圖塊的內(nèi)容如下:
作業(yè)分區(qū)號,宗地號
樓層,地類號
結(jié)構(gòu)代碼,圖塊代碼
線型代碼,點號
…………
線型代碼, 點號
結(jié)束標(biāo)志, 點號
說明:
作業(yè)分區(qū)號:外業(yè)采集數(shù)據(jù)時的分區(qū)號,可與街坊號對應(yīng)。
宗地號:圖塊所屬宗地號。
地類號:圖塊所屬宗的地類。
樓層:圖塊表示為房屋時,其樓層數(shù)。
圖塊表示為房屋時的建筑結(jié)構(gòu)代碼主要有:1-砼2-混合3-磚4-鋼5-木6-土坯7-石8-竹。
線型代碼:本點與下一點連接的線型碼,以0-9分別表示獨立地物、直線、整圓、圓弧、曲線、直線不畫、整圓不畫、圓弧不畫、曲線不畫、過渡連接。46表示圖塊末點。-2表示圖塊結(jié)束。
圖塊代碼:圖塊所對應(yīng)的圖式符號的編碼(地物編碼),用三位或四位數(shù)表示。
測點坐標(biāo)文件的格式是:
點號,X坐標(biāo),Y坐標(biāo),H高程,點標(biāo)志,作業(yè)分區(qū)號
說明:
點號:一個分區(qū)內(nèi)點號,不同分區(qū)內(nèi)點號相同。
X、Y、H為點的三維坐標(biāo)。
點標(biāo)志:對該點的備注說明。
作業(yè)分區(qū)號:與圖塊的作業(yè)分區(qū)號意義相同。
3.地籍圖生成與編輯
地籍圖生成及編輯是地籍測量的重要環(huán)節(jié),它將根據(jù)圖式規(guī)范的要求,生成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字地籍圖(圖形文件),供圖形輸出及應(yīng)用。
(1) 地籍成圖的比例尺
比例尺是地圖的一個重要參數(shù),地籍圖屬于大比例尺圖,其比例尺一般為1:500、1:1000、1:2000等。在根據(jù)外業(yè)數(shù)據(jù)自動生成地籍圖前,首先要確定地籍圖的比例尺和每幅圖的坐標(biāo)范圍。
在數(shù)字法測圖過程中,地籍圖是以數(shù)字形式存貯在計算機中的,即所謂的數(shù)字地籍圖。從理論上講,數(shù)字地籍圖是與比例尺無關(guān)的,可以任意選擇比例尺,但實際上并不是這樣。一方面由于在進(jìn)行圖形信息的采集時,采集到的信息總是具有一定精度的,只能有一定的放縮范圍。例如:根據(jù)小比例尺圖數(shù)字化得到的圖形信息,不能用于大比例尺圖形輸出;另一方面由于不同比例尺地圖在內(nèi)容取舍、圖形符號表示上不完全一致,也不能隨意縮放,例如長度很短的線,縮小時會變成點,小面積會縮成線或點。大比例尺地圖中許多內(nèi)容在小比例尺圖中要舍棄,不同比例尺地形符號表示不同,還有一些符號不依比例尺或半依比例變化等。
鑒于上述原因,在進(jìn)行數(shù)字法測圖時,首先要考慮到地籍圖經(jīng)常以1:500的比例尺輸出,應(yīng)以1:500的地籍圖為基礎(chǔ)進(jìn)行圖形存貯、信息取舍及編排。同時還要考慮到可能的輸出比例尺如1:1000、1:2000等圖件的要求。
(2) 地籍圖的自動生成
地籍圖生成的步驟是:
a.根據(jù)分幅地籍圖的坐標(biāo)范圍,選定該幅圖所涉及到的作業(yè)分區(qū)數(shù)據(jù)文件(包括圖塊描述信息文件和測點坐標(biāo)文件);
b.由測點平面坐標(biāo)和地塊描述信息(地物編碼、各點連接信息等)自動生成平面圖;
c.對于要求有等高線輸出的地籍圖,應(yīng)根據(jù)測點三維坐標(biāo)和地形(物)屬性信息生成等高線,并完成等高線遇地物的自動斷開、計曲線及地形點高程的自動注記,等高線與平面圖的迭加;
e.圖廓整飾內(nèi)容的自動注記;
f.自動注記宗地號、地類號。在圖形生成時,測圖系統(tǒng)軟件會對測點坐標(biāo)及地物屬性信息是否正確、完整等進(jìn)行檢查,房屋邊界線、界址線是否閉合,測點坐標(biāo)是否超出測區(qū)(平面及高程)范圍、界址線是否交叉等。對于檢查出的問題,進(jìn)行修改后重新生成地籍圖。
(3) 地籍圖的編輯
地籍圖生成完畢后,在輸出前一般還要經(jīng)過圖形編輯,其內(nèi)容包括:
a.對測錯的地物進(jìn)行修改,對漏測的地物進(jìn)行增加;
b.在不影響地物表示精度的情況下,從美觀角度考慮,對部分地物進(jìn)行修飾、配置等;
c.對地籍圖上的有關(guān)道路、河流、村莊、單位等名稱進(jìn)行注記說明,對重要地物進(jìn)行標(biāo)注;
d.圖廓整飾。對于新生成的數(shù)字地籍圖,只有經(jīng)過圖形編輯和檢查后才能輸出或交付使用。為了完成這些編輯工作,數(shù)字測圖系統(tǒng)的圖形編輯軟件應(yīng)具有如下功能:圖形(包括地物、注記、等高線等)的增加、刪除、修改、旋轉(zhuǎn)、平移、復(fù)制、放大、縮小、凍結(jié)、打印等,以及多邊形裁減、圖層及顏色管理、典型圖形的坐標(biāo)計算、地圖符號庫的維護(hù)等。
(4)地籍圖層次存放
在地籍圖生成之后,應(yīng)對圖件上各種信息進(jìn)行分類,并根據(jù)不同要求存放在不同圖層中,就象把地籍圖按內(nèi)容分別繪制到幾張透明紙上一樣。
首先,圖形信息根據(jù)其內(nèi)容和屬性分別存放在不同的圖層中,例如:可以將區(qū)、街道、街坊、宗地等邊界線作為一層,將道路、河流、溝渠等作為一層或多層,將各類房屋作為一層,將不同的注記說明放在不同的層,這樣就可以針對不同的服務(wù)對象,通過圖層選擇,突出某些要素,去除一些要素,從而產(chǎn)生不同內(nèi)容的圖件。例如:把地籍圖與地價圖中一些共同信息存放在一些層次中,把各自不同的信息存放在另一些層次中,這樣就可以隨時輸出地籍圖和地價圖。
另外,按層次進(jìn)行圖形信息存放,可以使操作變得簡單。尤其是將多幅標(biāo)準(zhǔn)地籍圖合并成一個區(qū)域(如一個街道)的地籍圖時,圖形顯示,可以只顯示必要的層次,從而節(jié)省顯示時間,減輕圖面的負(fù)荷。對處理信息量很大的圖件時,分層存放的優(yōu)點尤為明顯。大比例尺數(shù)字測圖系統(tǒng)都具有圖形分層設(shè)置的功能,可由用戶根據(jù)自己的需要,對所生成的地籍圖進(jìn)行圖層設(shè)定和管理。
(5) 地籍圖的符號繪制
地籍圖符號繪制是制圖工作中一項工作量很大的工作,應(yīng)用計算機成圖可以減輕地籍圖符號繪制的工作量。計算機成圖不象模擬法成圖那樣逐個繪制符號,而是根據(jù)圖式規(guī)范,先建好符號庫,符號庫一般由數(shù)字測圖系統(tǒng)提供,用戶也可以根據(jù)自己的需要增加、刪除、或修改庫中的某些符號,然后進(jìn)行調(diào)用即可。
地籍圖符號有許多分類方法。若按符號與比例尺的關(guān)系劃分,可分為:依比例尺符號、不依比例尺符號、半依比例尺符號及說明注記。它們的處理方法如下:
a.依比例尺符號,主要是一些較大地物的輪廓線。依比例縮放后,保持與地面相似,如居民點、河流等。這些符號一般作為圖形元素點、線段、弧、圓、樣條曲線等元素的組合;通過數(shù)字測圖系統(tǒng)的圖素生成和處理功能來處理。
b.不依比例尺符號,主要是指一些點狀符號或獨立符號不依比例尺變化,如測量控制點、寶塔、亭、獨立樹、山洞、電桿等。它們的特點是:僅表示地物的特征,而不代表大小,其定位點的位置與地面一致。因此,對這些符號處理時,要先把它們造好,放在符號庫中,在需要時隨時調(diào)用,并注記到圖上。
c.半依比例尺符號,主要是指一些線狀地物,如鐵路、公路、圍墻、欄柵、堤坎等。它們的特點是長度依比例,寬度不依比例。在繪制此類符號時,有兩種處理方式:一是對每一個線狀符號編制一個子程序,繪制符號時根據(jù)符號代碼自動調(diào)用相應(yīng)的子程序,再根據(jù)所測的線狀地物上的一些定位點自動繪出該符號,用此方法可以保證所繪出的符號完全符合圖式規(guī)范的要求,而且比較美觀;另一種方法是,將線狀符號事先做好一個模板放入符號庫中(一般是線狀符號中規(guī)則的一段),然后調(diào)用符號庫中的模板逐段自動填充繪制,但用此方法繪制的符號有時在細(xì)節(jié)處理上不是很美觀。
d.說明注記,從內(nèi)容上可以分為名稱注記、數(shù)字注記和文字注記;從形式上可分為阿位伯?dāng)?shù)字、字母注記和漢字注記。數(shù)字和字母注記作為正文注記容易處理,而對于漢字注記,則需要配備矢量漢字庫,或者臨時將點陣字庫中的漢字轉(zhuǎn)換成矢量漢字進(jìn)行注記。
e.在進(jìn)行地籍圖生成時,經(jīng)常會遇到面符號,如地類符號、植被等,面符號一般通過面填充來處理,并且用戶可以根據(jù)需要通過測圖系統(tǒng)軟件自動調(diào)整填充符號的密度。
(6) 圖幅拼接
分區(qū)中各區(qū)域的集合組成整個測區(qū),好比一張很大的整個測區(qū)的地圖,由不同的圖塊組成。數(shù)字測圖系統(tǒng)既可將多個分區(qū)合并成一個數(shù)據(jù),也可由多個分區(qū)的數(shù)據(jù)生成某一標(biāo)準(zhǔn)分幅圖。分幅圖中的某一幅圖,只是根據(jù)該幅圖的坐標(biāo)范圍從所涉及到的測區(qū)圖中裁剪下的一塊圖。也就是說分幅圖是根據(jù)分幅圖坐標(biāo)范圍從某些區(qū)域圖自動裁剪的結(jié)果。因此,數(shù)字法測圖時,圖幅之間的接邊問題并不像模擬法測圖那樣,需要對接邊的地物逐個檢查、調(diào)整,這里的圖幅接邊誤差是由裁減時的計算誤差和繪圖儀輸出誤差引起的,可以忽略不計。
(7)數(shù)字地籍圖的精度和檢查
數(shù)字地籍圖的精度取決于原始資料的精度和資料輸入與處理的精度;而原始資料的精度取決于地籍測量時細(xì)部點的測量精度。
資料輸入和處理精度包括兩個部分:一是設(shè)備的處理精度;二是人為的操作精度。對于目前較流行的設(shè)備和計算機,它們的精度相對于測量精度要高得多,一般情況下對制圖精度影響極小,可以忽略不計;而操作精度又取決于信息的輸入方式,對于電子手簿接口輸入和草圖輸入方式,除出現(xiàn)粗差外,操作精度較高。對于數(shù)字化儀或掃描矢量化輸入方式,操作精度直接影響著數(shù)字地籍圖的精度,它主要取決于數(shù)字化時的描點精度,與操作人員的認(rèn)真和熟練程度關(guān)系較大。
在進(jìn)行數(shù)字法測繪地籍圖時,要嚴(yán)格進(jìn)行檢查,防止出現(xiàn)粗差。一般方法是通過計算機和繪圖儀把數(shù)字地籍圖在透明紙上繪出來,如果是野外實測的圖,則應(yīng)到實地對照檢查,一方面是檢查是否有測錯或漏測,另一方面是用與測圖時同樣的方法重測一些明顯的界址點和地物點,并進(jìn)行坐標(biāo)比較。同時還應(yīng)用鋼尺實地丈量一些邊,與用坐標(biāo)反算出的邊長進(jìn)行比較。如果是用已有地籍圖數(shù)字化后得到的數(shù)字地籍圖,則主要是與地籍原圖或宗地草圖進(jìn)行比較,對于出現(xiàn)的粗差必須仔細(xì)進(jìn)行修改。
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(xì)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(dá)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(xì)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(jìn)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(xì)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(xì)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(jìn)行地籍細(xì)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(fù)責(zé)觀測和數(shù)據(jù)記錄;繪圖員一人,白天在野外負(fù)責(zé)畫草圖和指揮司鏡員,晚上負(fù)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(fù)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(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集時,一般在野外只進(jìn)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(jìn)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(jìn)行適當(dāng)?shù)膱D形編輯。
利用電子手簿記錄模式進(jìn)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(xì)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(jìn)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(fù)責(zé)觀測;繪圖員一人,在測站上負(fù)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(jìn)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(fù)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(jìn)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。
c . 電子速測儀數(shù)據(jù)存儲卡記錄模式
近年生產(chǎn)的電子速測儀(如POWERSET 2000系列)已大多不再采用電子手簿作為數(shù)據(jù)記錄器,而是采用內(nèi)存(類似計算機的硬盤)或可卸式PCMCIA卡記錄觀測的數(shù)據(jù),而且在電子速測儀中自帶與MS-DOS兼容的操作系統(tǒng),可以由用戶編制記錄程序并安裝到電子速測儀中,輸入數(shù)據(jù)編碼。它無需電纜連接,野外記錄十分方便。電子速測儀內(nèi)存中記錄的數(shù)據(jù),將電子速測儀與計算機用通信電纜連接后,可以方便地傳輸?shù)接嬎銠C中,用PCMCIA磁卡記錄的數(shù)據(jù),可以直接被計算機讀取。另外,對于具有自動跟蹤測量模式的電子速測儀(也被稱為測量機器人),測站可以無人操作,而在鏡站遙控開機測量,電子速測儀自動跟蹤、照準(zhǔn)、數(shù)據(jù)記錄,還可在鏡站遙控進(jìn)行檢查和輸入數(shù)據(jù)編碼。
d . GPS測量模式
GPS定位技術(shù)在測繪中已得到應(yīng)用和普及。近年來推出的載波相位差分技術(shù),又稱RTK(Real Time Kinematic)實時動態(tài)定位技術(shù),能夠?qū)崟r提供測點(流動站)的三維坐標(biāo)。有關(guān)RTK技術(shù)的原理在許多文獻(xiàn)已有闡述。應(yīng)用RTK技術(shù)進(jìn)行定位時要求基準(zhǔn)站(測站)GPS接收機實時的把觀測數(shù)據(jù)(如偽距或相位觀測值)及已知數(shù)據(jù)(如基準(zhǔn)點坐標(biāo))實時傳輸給流動站GPS接收機,流動站快速求解整周模糊度,在觀測到四顆衛(wèi)星后,可以實時地求解出厘米級的流動站動態(tài)位置。
采用RTK技術(shù)進(jìn)行地籍細(xì)部測量時,僅需一人背著GPS接收機在待測點上觀測一、二秒鐘即可求得測點坐標(biāo),通過電子手簿記錄(配畫草圖,室內(nèi)連碼)或PDA記錄(現(xiàn)場顯示圖形并連碼),由大比例尺數(shù)字測圖系統(tǒng)軟件輸出所測的地圖。采用RTK技術(shù)進(jìn)行測圖時,無需測站點與待測點間通視,僅需一人操作,便可完成測圖工作,可以大大提高工作效率。但在影響GPS衛(wèi)星信號接收的遮蔽地帶,還需將GPS與電子速測儀結(jié)合,二者取長補短,更快更簡潔地完成測圖工作。
隨著RTK技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展、系列化產(chǎn)品的不斷改進(jìn)(更輕便化)以及價格的降低,GPS測量模式在比較開闊地區(qū)的地籍細(xì)部測量野外數(shù)據(jù)采集時將會得到越來越多的應(yīng)用。
(3) 數(shù)據(jù)組織
數(shù)字法地籍細(xì)部測量是在數(shù)字測圖系統(tǒng)上完成的,數(shù)字測圖系統(tǒng)是以計算機為核心,在外連輸入輸出設(shè)備硬、軟件的支持下,對地形空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、輸入、成圖、繪圖、輸出、管理的測圖系統(tǒng)。數(shù)字法地籍細(xì)部測量時,首先通過對待測點(界址點、地物點等)的觀測,獲得測點的三維坐標(biāo)(幾何信息),但是,如果僅知道測點的坐標(biāo),數(shù)字測圖系統(tǒng)還無法繪出地籍圖。還必須知道測點的屬性信息。測點的屬性信息包括:該測點是屬于哪類地物上的點(如界址線、房屋、道路、消防栓、溝渠等),每類地物有一個的編碼;該地物上共測了哪些點;地物上各點的連接順序及連線線型(直線、圓、圓弧、曲線等)。當(dāng)一個點被兩個以上的地物使用時,該點為地物公共點;當(dāng)一個地物僅有一個點組成時,該地物為獨立地物(點狀地物)。無論采用哪一種數(shù)字測圖系統(tǒng)軟件及野外數(shù)據(jù)采集模式,點或地物屬性的數(shù)據(jù)組織(包括編碼、輸入、編輯、保存格式)都是大同小異。
a.地物編碼
采用數(shù)字法測繪地籍圖時,為了區(qū)分不同的地物,必須進(jìn)行地物編碼。地物編碼應(yīng)遵循、簡潔明了、實用、便于計算機處理、符合國標(biāo)圖式分類的原則。目前國內(nèi)數(shù)字測圖系統(tǒng)一般是采用三位整數(shù)或四位整數(shù)地物編碼方案。在三位整數(shù)編碼方案中,第一位表示地物的大分類,基本是按照《1:5001:10001:2000地形圖圖式》的要求共分為十大類:測量控制點、居民地、工礦企業(yè)建筑物和公共設(shè)施、獨立地物、道路及附屬設(shè)施、管線及桓柵、水系及附屬設(shè)施、境界、地貌與土質(zhì)、植被;第二、三位表示地物的細(xì)分類,即具體某一地物在某大分類中的順序號,如普通房屋的編碼為101,其中第一位1代表居民地類地物,第二、三位01代表居民地類地物中的普通房屋。在四位整數(shù)編碼方案中,前三位含義不變,第四位表示某一地物的進(jìn)一步細(xì)分,如同一種地物(如圍墻、橋等)可分別按依比例尺表示、不依比例尺表示、半依比例尺表示等。
b.地物上各點連接信息
確定每個地物由哪些點組成,以及點之間的連接順序和線型??梢愿鶕?jù)野外草圖上所畫的地物及標(biāo)注的測點點號,在電子手簿或計算機上輸入;也可以在野外測量現(xiàn)場對照實地地物在便攜機上或PDA上輸入,便攜機屏幕類似一個模擬測圖圖板。
按照數(shù)字測圖系統(tǒng)的要求,數(shù)據(jù)組織完畢并存盤后,即可由數(shù)字測圖系統(tǒng)調(diào)用其系統(tǒng)內(nèi)的圖式符號庫,進(jìn)行圖形生成。
一個分區(qū)的外業(yè)數(shù)據(jù)采集結(jié)束后,一般形成兩個文件:一個是圖塊(地物)描述信息文件,一個是測點坐標(biāo)文件。
圖塊(地物)描述信息文件包括該分區(qū)內(nèi)各個圖塊的信息,以瑞得數(shù)字測圖系統(tǒng)RDMS為例,一個圖塊的內(nèi)容如下:
作業(yè)分區(qū)號,宗地號
樓層,地類號
結(jié)構(gòu)代碼,圖塊代碼
線型代碼,點號
…………
線型代碼, 點號
結(jié)束標(biāo)志, 點號
說明:
作業(yè)分區(qū)號:外業(yè)采集數(shù)據(jù)時的分區(qū)號,可與街坊號對應(yīng)。
宗地號:圖塊所屬宗地號。
地類號:圖塊所屬宗的地類。
樓層:圖塊表示為房屋時,其樓層數(shù)。
圖塊表示為房屋時的建筑結(jié)構(gòu)代碼主要有:1-砼2-混合3-磚4-鋼5-木6-土坯7-石8-竹。
線型代碼:本點與下一點連接的線型碼,以0-9分別表示獨立地物、直線、整圓、圓弧、曲線、直線不畫、整圓不畫、圓弧不畫、曲線不畫、過渡連接。46表示圖塊末點。-2表示圖塊結(jié)束。
圖塊代碼:圖塊所對應(yīng)的圖式符號的編碼(地物編碼),用三位或四位數(shù)表示。
測點坐標(biāo)文件的格式是:
點號,X坐標(biāo),Y坐標(biāo),H高程,點標(biāo)志,作業(yè)分區(qū)號
說明:
點號:一個分區(qū)內(nèi)點號,不同分區(qū)內(nèi)點號相同。
X、Y、H為點的三維坐標(biāo)。
點標(biāo)志:對該點的備注說明。
作業(yè)分區(qū)號:與圖塊的作業(yè)分區(qū)號意義相同。
3.地籍圖生成與編輯
地籍圖生成及編輯是地籍測量的重要環(huán)節(jié),它將根據(jù)圖式規(guī)范的要求,生成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字地籍圖(圖形文件),供圖形輸出及應(yīng)用。
(1) 地籍成圖的比例尺
比例尺是地圖的一個重要參數(shù),地籍圖屬于大比例尺圖,其比例尺一般為1:500、1:1000、1:2000等。在根據(jù)外業(yè)數(shù)據(jù)自動生成地籍圖前,首先要確定地籍圖的比例尺和每幅圖的坐標(biāo)范圍。
在數(shù)字法測圖過程中,地籍圖是以數(shù)字形式存貯在計算機中的,即所謂的數(shù)字地籍圖。從理論上講,數(shù)字地籍圖是與比例尺無關(guān)的,可以任意選擇比例尺,但實際上并不是這樣。一方面由于在進(jìn)行圖形信息的采集時,采集到的信息總是具有一定精度的,只能有一定的放縮范圍。例如:根據(jù)小比例尺圖數(shù)字化得到的圖形信息,不能用于大比例尺圖形輸出;另一方面由于不同比例尺地圖在內(nèi)容取舍、圖形符號表示上不完全一致,也不能隨意縮放,例如長度很短的線,縮小時會變成點,小面積會縮成線或點。大比例尺地圖中許多內(nèi)容在小比例尺圖中要舍棄,不同比例尺地形符號表示不同,還有一些符號不依比例尺或半依比例變化等。
鑒于上述原因,在進(jìn)行數(shù)字法測圖時,首先要考慮到地籍圖經(jīng)常以1:500的比例尺輸出,應(yīng)以1:500的地籍圖為基礎(chǔ)進(jìn)行圖形存貯、信息取舍及編排。同時還要考慮到可能的輸出比例尺如1:1000、1:2000等圖件的要求。
(2) 地籍圖的自動生成
地籍圖生成的步驟是:
a.根據(jù)分幅地籍圖的坐標(biāo)范圍,選定該幅圖所涉及到的作業(yè)分區(qū)數(shù)據(jù)文件(包括圖塊描述信息文件和測點坐標(biāo)文件);
b.由測點平面坐標(biāo)和地塊描述信息(地物編碼、各點連接信息等)自動生成平面圖;
c.對于要求有等高線輸出的地籍圖,應(yīng)根據(jù)測點三維坐標(biāo)和地形(物)屬性信息生成等高線,并完成等高線遇地物的自動斷開、計曲線及地形點高程的自動注記,等高線與平面圖的迭加;
e.圖廓整飾內(nèi)容的自動注記;
f.自動注記宗地號、地類號。在圖形生成時,測圖系統(tǒng)軟件會對測點坐標(biāo)及地物屬性信息是否正確、完整等進(jìn)行檢查,房屋邊界線、界址線是否閉合,測點坐標(biāo)是否超出測區(qū)(平面及高程)范圍、界址線是否交叉等。對于檢查出的問題,進(jìn)行修改后重新生成地籍圖。
(3) 地籍圖的編輯
地籍圖生成完畢后,在輸出前一般還要經(jīng)過圖形編輯,其內(nèi)容包括:
a.對測錯的地物進(jìn)行修改,對漏測的地物進(jìn)行增加;
b.在不影響地物表示精度的情況下,從美觀角度考慮,對部分地物進(jìn)行修飾、配置等;
c.對地籍圖上的有關(guān)道路、河流、村莊、單位等名稱進(jìn)行注記說明,對重要地物進(jìn)行標(biāo)注;
d.圖廓整飾。對于新生成的數(shù)字地籍圖,只有經(jīng)過圖形編輯和檢查后才能輸出或交付使用。為了完成這些編輯工作,數(shù)字測圖系統(tǒng)的圖形編輯軟件應(yīng)具有如下功能:圖形(包括地物、注記、等高線等)的增加、刪除、修改、旋轉(zhuǎn)、平移、復(fù)制、放大、縮小、凍結(jié)、打印等,以及多邊形裁減、圖層及顏色管理、典型圖形的坐標(biāo)計算、地圖符號庫的維護(hù)等。
(4)地籍圖層次存放
在地籍圖生成之后,應(yīng)對圖件上各種信息進(jìn)行分類,并根據(jù)不同要求存放在不同圖層中,就象把地籍圖按內(nèi)容分別繪制到幾張透明紙上一樣。
首先,圖形信息根據(jù)其內(nèi)容和屬性分別存放在不同的圖層中,例如:可以將區(qū)、街道、街坊、宗地等邊界線作為一層,將道路、河流、溝渠等作為一層或多層,將各類房屋作為一層,將不同的注記說明放在不同的層,這樣就可以針對不同的服務(wù)對象,通過圖層選擇,突出某些要素,去除一些要素,從而產(chǎn)生不同內(nèi)容的圖件。例如:把地籍圖與地價圖中一些共同信息存放在一些層次中,把各自不同的信息存放在另一些層次中,這樣就可以隨時輸出地籍圖和地價圖。
另外,按層次進(jìn)行圖形信息存放,可以使操作變得簡單。尤其是將多幅標(biāo)準(zhǔn)地籍圖合并成一個區(qū)域(如一個街道)的地籍圖時,圖形顯示,可以只顯示必要的層次,從而節(jié)省顯示時間,減輕圖面的負(fù)荷。對處理信息量很大的圖件時,分層存放的優(yōu)點尤為明顯。大比例尺數(shù)字測圖系統(tǒng)都具有圖形分層設(shè)置的功能,可由用戶根據(jù)自己的需要,對所生成的地籍圖進(jìn)行圖層設(shè)定和管理。
(5) 地籍圖的符號繪制
地籍圖符號繪制是制圖工作中一項工作量很大的工作,應(yīng)用計算機成圖可以減輕地籍圖符號繪制的工作量。計算機成圖不象模擬法成圖那樣逐個繪制符號,而是根據(jù)圖式規(guī)范,先建好符號庫,符號庫一般由數(shù)字測圖系統(tǒng)提供,用戶也可以根據(jù)自己的需要增加、刪除、或修改庫中的某些符號,然后進(jìn)行調(diào)用即可。
地籍圖符號有許多分類方法。若按符號與比例尺的關(guān)系劃分,可分為:依比例尺符號、不依比例尺符號、半依比例尺符號及說明注記。它們的處理方法如下:
a.依比例尺符號,主要是一些較大地物的輪廓線。依比例縮放后,保持與地面相似,如居民點、河流等。這些符號一般作為圖形元素點、線段、弧、圓、樣條曲線等元素的組合;通過數(shù)字測圖系統(tǒng)的圖素生成和處理功能來處理。
b.不依比例尺符號,主要是指一些點狀符號或獨立符號不依比例尺變化,如測量控制點、寶塔、亭、獨立樹、山洞、電桿等。它們的特點是:僅表示地物的特征,而不代表大小,其定位點的位置與地面一致。因此,對這些符號處理時,要先把它們造好,放在符號庫中,在需要時隨時調(diào)用,并注記到圖上。
c.半依比例尺符號,主要是指一些線狀地物,如鐵路、公路、圍墻、欄柵、堤坎等。它們的特點是長度依比例,寬度不依比例。在繪制此類符號時,有兩種處理方式:一是對每一個線狀符號編制一個子程序,繪制符號時根據(jù)符號代碼自動調(diào)用相應(yīng)的子程序,再根據(jù)所測的線狀地物上的一些定位點自動繪出該符號,用此方法可以保證所繪出的符號完全符合圖式規(guī)范的要求,而且比較美觀;另一種方法是,將線狀符號事先做好一個模板放入符號庫中(一般是線狀符號中規(guī)則的一段),然后調(diào)用符號庫中的模板逐段自動填充繪制,但用此方法繪制的符號有時在細(xì)節(jié)處理上不是很美觀。
d.說明注記,從內(nèi)容上可以分為名稱注記、數(shù)字注記和文字注記;從形式上可分為阿位伯?dāng)?shù)字、字母注記和漢字注記。數(shù)字和字母注記作為正文注記容易處理,而對于漢字注記,則需要配備矢量漢字庫,或者臨時將點陣字庫中的漢字轉(zhuǎn)換成矢量漢字進(jìn)行注記。
e.在進(jìn)行地籍圖生成時,經(jīng)常會遇到面符號,如地類符號、植被等,面符號一般通過面填充來處理,并且用戶可以根據(jù)需要通過測圖系統(tǒng)軟件自動調(diào)整填充符號的密度。
(6) 圖幅拼接
分區(qū)中各區(qū)域的集合組成整個測區(qū),好比一張很大的整個測區(qū)的地圖,由不同的圖塊組成。數(shù)字測圖系統(tǒng)既可將多個分區(qū)合并成一個數(shù)據(jù),也可由多個分區(qū)的數(shù)據(jù)生成某一標(biāo)準(zhǔn)分幅圖。分幅圖中的某一幅圖,只是根據(jù)該幅圖的坐標(biāo)范圍從所涉及到的測區(qū)圖中裁剪下的一塊圖。也就是說分幅圖是根據(jù)分幅圖坐標(biāo)范圍從某些區(qū)域圖自動裁剪的結(jié)果。因此,數(shù)字法測圖時,圖幅之間的接邊問題并不像模擬法測圖那樣,需要對接邊的地物逐個檢查、調(diào)整,這里的圖幅接邊誤差是由裁減時的計算誤差和繪圖儀輸出誤差引起的,可以忽略不計。
(7)數(shù)字地籍圖的精度和檢查
數(shù)字地籍圖的精度取決于原始資料的精度和資料輸入與處理的精度;而原始資料的精度取決于地籍測量時細(xì)部點的測量精度。
資料輸入和處理精度包括兩個部分:一是設(shè)備的處理精度;二是人為的操作精度。對于目前較流行的設(shè)備和計算機,它們的精度相對于測量精度要高得多,一般情況下對制圖精度影響極小,可以忽略不計;而操作精度又取決于信息的輸入方式,對于電子手簿接口輸入和草圖輸入方式,除出現(xiàn)粗差外,操作精度較高。對于數(shù)字化儀或掃描矢量化輸入方式,操作精度直接影響著數(shù)字地籍圖的精度,它主要取決于數(shù)字化時的描點精度,與操作人員的認(rèn)真和熟練程度關(guān)系較大。
在進(jìn)行數(shù)字法測繪地籍圖時,要嚴(yán)格進(jìn)行檢查,防止出現(xiàn)粗差。一般方法是通過計算機和繪圖儀把數(shù)字地籍圖在透明紙上繪出來,如果是野外實測的圖,則應(yīng)到實地對照檢查,一方面是檢查是否有測錯或漏測,另一方面是用與測圖時同樣的方法重測一些明顯的界址點和地物點,并進(jìn)行坐標(biāo)比較。同時還應(yīng)用鋼尺實地丈量一些邊,與用坐標(biāo)反算出的邊長進(jìn)行比較。如果是用已有地籍圖數(shù)字化后得到的數(shù)字地籍圖,則主要是與地籍原圖或宗地草圖進(jìn)行比較,對于出現(xiàn)的粗差必須仔細(xì)進(jìn)行修改。