数字化仪范文

导语：如何才能写好一篇数字化仪，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键字：LXI总线；FPGA；DSP；IEEE1588

引言

LXI是基于以太网技术等工业标准，由中小型总线模块组成的新型仪器平台。它由安捷伦公司和VXI科技公司于2004年9月共同合作成立的LXI联盟提出的，利用现有Ethernet标准、Internet工具、LAN协议、IEC物理尺寸和IVI驱动程序的各方优点，使测试系统的互连平台转向更高速的PC标准的I／O，是构成新一代合成仪器平台的标准。

LXI总线数字化仪模块能够对两种标准频率的中频信号进行数据采集和数字中频处理与分析、并且给出幅频特性分析结果、也可以直接输出数字中频I／Q数据，提供给其他分析设备进行用户需要的特定分析。

总体实现方案

LXI总线数字化仪模块主要包括中频信号处理通路、高速ADC、基于FPGA与DSP的数字中频信号处理、数据存储单元以及嵌入式微处理器等部分，具体实现方案如图1所示。中频信号处理通路部分主要完成模拟中频信号预采样处理、程控增益控制、抗混叠滤波等，处理后的中频信号经过高速ADC采样，采样得到的数字中频信号首先送到FPGA进行数字下变频、数字滤波等处理后得到IQ两路数据，再存储在存储器中，然后由DSP进行本地数据运算，以得到要分析信号相应的特性信息。IQ数据也可以直接送到模块前面板，即IQ数据输出。嵌入式微处理器是整个模块的控制核心，完成系统间的通讯、图形控制，同时提供丰富的接口。

关键电路实现

中频信号处理通路设计

由于中频数字化仪模块能够对两种频率的中频信号进行采样与信号处理，因此整个中频信号通道覆盖两种中频带宽。中频信号处理通路主要完成中频信号滤波、信号放大、抗混叠滤波以及对数检波和预采样等。中频信号在进入模块通道后，首先进行低通滤波，滤除中频信号中的高频分量，滤波后需要对信号进行放大控制，以满足ADC的采样要求。信号进入ADC之前要进行抗混叠滤波处理，在抗混叠滤波电路部分信号通道分成两路，进行第一种中频信号分析时，通过控制开关选择第一中频滤波通道；进行第二种中频信号分析时，选择第二中频滤波通道。信号通道前端的对数检波及预采样电路辅助程控增益放大器实现模块整个通道0dB～30dB的自动增益功能。同时为提高模块的动态范围，在中频信号进入高速ADC之前设计有噪声叠加电路。具体实现原理如图2所示。

ADC电路设计

数字化仪模块ADC采用14位、130Msps模数转换器(ADC)，为减小信号干扰，采用模拟差分输入方式。转换器的数字输出为低功耗LVDS、二元补码数据格式，以方便后续数据处理。

为满足模块能够完成对两种中频信号采集，ADC电路部分设计了可变采样时钟电路，模块会根据用户的测试需要自动选择不同的采样时钟，并且采样时钟始终锁定在模块内部或外部参考上。采样时钟发生电路由参考电路、集成锁相环路(内部自带VCO)及DDS电路三部分组成，如图3所示。基于FPGA的控制电路控制集成锁相环路内部自带的VCO锁定在一个固定输出频率上，采样时钟信号则由DDS对VCO输出的信号分频得到。

基于FPGA和DSP的数字中频信号处理电路设计

FPGA主要完成数字中频信号处理和硬件电路的控制。其中信号处理部分包括数字下变频、数字滤波等，总体结构上由DDS、下混频器、MAC滤波器、系数存储器等组成，DDS完成数控本振(NCO)的功能，用来产生下变频所需的本振信号：硬件电路控制部分包括中频信号处理通路控制、采样时钟控制、数据存储控制及触发控制等。

FPGA处理后数据的最终处理与运算工作由DSP完成，包括中频检波、对数处理、视频滤波、视频检波以及对运算结果进行误差修正等任务，处理完成的数据通过LXI总线接口送到虚拟仪器软面板进行结果显示。由于要进行两种中频信号测量，数据处理复杂程度高，而DSP和FPGA的存储空间有限，因此采用动态更新DSP程序和FPGA程序的方法。根据用户选择的功能，重新配置DSP和FPGA代码到芯片，此方法提高了软件的灵活性和可扩展性，同样缩小了硬件体积，减少了硬件成本。

LXI触发电路设计

LXI规范提供了3种触发方式：基于LAN的触发；基于IEEE1588精密时钟协议提供的时间基准进行定时触发：通过专用LXI触发总线的触发。

本数字化仪模块采用基于IEEE1588精密时钟协议提供的时间基准进行定时触发，该触发需要通过网线来实现IEEE1588协议，使各设备的实时时钟保持同步、各设备根据同步的时间实现事件的同步。由带有以太网外设的CPU处理器和FPGA组成。FPGA仍然实现IEEE 1588时间戳和硬件触发的功能，这样可以大大提高同步精度，同时有利于LXI测试模块的升级和维护。

模块软件设计

驱动软件设计

在以NT为核心的WIN2K、WINXP操作系统中，由于安全性、稳定性的考虑，操作系统不允许应用程序直接访问硬件资源，要实现对LXI总线中频数字化仪硬件电路的控制就必须开发硬件设备驱动程序，作为下层硬件和上层应用程序的纽带，实现应用程序对底层硬件的访问。

篇2

摘要随着“十二五”核电的飞速发展，以及“十三五”核电走出去的规划落地，核电仪控系统也经历了长足的发展。本文对国内核电厂仪控系统的发展进行回顾，结合国内核电厂的实际应用情况，对核电厂仪控系统结构进行比较分析并提出国内供货商研制核电数字化仪控产品需关注的问题。

关键词核电厂 数字化仪控系统 比较分析

基于核电行业的特点，核电厂仪控系统需要具备成熟性、安全性、可靠性和经济性的原则。本文对早期基于模拟组合单元仪表和继电器等硬件逻辑电路技术的核电厂仪控系统的特点和应用情况进行了介绍，对国内新建核电厂数字化的仪控系统的结构进行对比分析。通过对比分析，总结出国内供货商研制数字化仪控系统的需要解决的问题。

一、早期的核电厂仪控系统

世界上绝大多数核电厂于20世纪70-80年代建成，由于数字化仪控系统技术尚未成熟，因此早期的核电厂采用的是在当时看来成熟的基于模拟组合单元仪表系统和继电器等硬件逻辑电路技术。我国的大亚湾、岭澳一期、秦山一期和秦山二期均采用这种模拟技术。其中，大亚湾和岭澳采用法国的Bailey9020单元组合仪表进行模拟量控制，采用继电器进行开关量控制。秦山一期和秦山二期采用Foxboro公司spec-200系列单元组合仪表进行模拟量控制，采用继电器进行开关量控制。

二、核电厂数字化仪控系统的发展

随着数字化仪控系统技术的日益发展，以及在传统行业（火电、石化）中的大量使用，其成熟性不断提高，其优越性越来越明显。如：计算精度高，运算能力强，网络通讯减少电缆数量，冗余、容错、自诊断易于故障检测和维护，数据存储、事故追忆、改善人因工程和人机接口提高安全性。数字化仪控系统不断地被核电厂所接受并采纳。从上世纪90年代开始，国外开始出现了采用DCS技术的核电厂。英国Sizewell-B核电厂采用了数字化的数据采集、数据通信、逻辑处理控制算法和自动控制指令，然而人机接口依然采用常规仪表的“半数字化”仪控系统。法国的N4核电厂，采用了基于微处理器和局域网通讯的DCS技术的全数字化仪控系统。随着早期核电厂仪控系统产品的逐步退役，国外对在役核电厂的仪控系统进行了数字化改进，匈牙利波克什（PAKS）核电厂1-4号机组于2002年完成了仪控系统数字化改造；保加利亚科兹洛杜伊核电厂（Kozloduy）5&6号机组于1996年进行了全数字化改造；瑞士 Beznau 核电厂于2001年完成保护系统的数字化改造。

国内核电数字化仪控系统的发展基本上是三家集团之间的较量，中核、广核、总得来说这些公司的国产化工作还在进行当中，数字化仪控系统特别是安全级数字化仪控系统国内还没有非常成熟产品。因此，国内新建的核电厂基本上都是引进国外数字化仪控系统产品（安全级+非安全级），其中阿海珐和西门子的产品TXS + TXP应用于我国田湾一期/二期、岭澳二期和福清三期核电厂，西屋公司的产品Common Q + Ovation应用于我国海阳一期和三门一期核电厂，施耐德公司的产品Triconex + I/A应用于我国方家山、福清一期/二期和昌江一期核电厂，三菱和和利时公司的产品Meltac + HOLLiAS_N产品应用于我国红沿河一期、宁德一期、阳江一期/二期、台山一期和防城港一期核电厂。

三、核电厂数字化仪控系统的对比分析

以TXS + TXP是欧洲核电数字化仪控系统结构的代表，系统采用多样化的功能方案。人机接口采用全功能工作站，通讯方式实现双向传输，控制室有较大规模的后备盘和应急控制盘和大屏幕。Common Q + Ovation是美国AP1000堆型核电厂数字化仪控系统的结构代表，人机接口分为安全级工作站和非安全级工作站，布置上采用“前三后一”的形式，分别设置了ROA，ROB，ROC和SRO四个操纵站。

Triconex + I/A从2008年开始应用于国内M310和CP650堆型， Triconex在石化领域ESD系统有大量的应用，其三重冗余的设计提高了机组的可靠性，非安全级DCS产品为I/A在火电厂应用广泛，其仪控系统结构图如下图所示。

Meltac + HOLLiAS_N产品应用CPR1000机组，日本核电数字化仪控系统引进美国技术，其产品的技术路线与美国是一致的，非安全级产品由和利时供货。系统结构图如下：

数字化仪控系统给核电厂带来诸多优越性的同时，也引入了新的问题：比如1）仪控系统结构设计技术的论证不够充分，例如采用集中式还是分布式的数据库等。2）新的故障模式――共模故障，影响着失效模式、安全评价的研究；3）控制系统软件质量保证。

随着国家对“十三五”核电走出去的号召，核电仪控系统数字化、国产化是历史必然。国内三大集团都在加紧核电数字化仪控系统的研制，本文针对国外成熟产品的使用情况和系统结构的对比分析并提出了新的需要解决的问题，为国内供货商研制出成熟、安全、可靠的核电数字化仪控系统产品提供参考。

参考文献：

[1]王远隆.核电厂数字化仪控系统结构比较分析[J].中国核电，2011，04（3）：212-219.

[2]朱雯，王强.CPR1000核电站全厂数字化仪控系统不同 DCS 平台的比较分析[J].电子测试，2013，（8）：68-70.

[3]孙伟，张龙强，江辉等.数字化仪控系统EUR-URD需求分析对比探讨[J].自动化仪表，2015，36（11）：11-14.

篇3

前言传统工程测量技术的服务领域主要包括水利、交通、建筑等行业，随着计算机、网络技术的发展、测量仪器的智能化，数字化测绘技术得到了广泛的应用，而全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、摄影测量与遥感（RS）以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展，测量数据采集和处理的逐渐自动化、实时化和数字化，工程测量的服务领域也应进一步延伸，以满足不断提高的社会需要。

1、数字化技术在原图处理中的应用

1.1 原图数字化处理 在建立各种GIS 系统时，需要对原有地图进行数字化处理，对于原始地图，若其现势性、精度和比例尺能满足要求，就可以利用数字化仪对其进行数字化处理工作。当前主要有手扶跟踪数字化和扫描矢量化、GPS数据输入三种方法，手扶跟踪数字化需要的仪器为计算机，数字化仪及相关软件，是较早的一种数字化输入方法，输入速度较慢，劳动强度也较大。扫描矢量化是通过扫描仪输入扫描图像，然后通过矢量跟踪，确定实体的空间位置。随着扫描仪的普及和矢量化软件的不断升级，其作业方法越来越趋于自动化，它是一种省时，高效的数据输入方法。GPS输入是依据GPS工具能确定地球表面图形精确位置，由于它测定的是三维空间位置的数字，因此不需作任何转换，可直接输入数据库，目前主要是应用RTK（Real Time Kinematics-实时动态）技术，它是在GPS 基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS 定位测量方式，通过将1台GPS 接收机安装在已知点上对GPS 卫星进行观测，将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去;流动站在对GPS 卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量，流动站的GPS 接收机再利用0TF(运动中求解整周模糊度)技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置。应用这种测量方法测量可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度快速地测定图根控制点、界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次生成电子地图。同时，也可以根据已有的数据成果快速地进行施工放样。而实际应用得较多的主要是数字扫描矢量化软件，针对大比例尺地形图，大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息，高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。下面简单介绍MAPCAD软件的原图数字化处理作业流程。

1.2 数字化原图作业流程 由于MAPCAD软件扫描矢量化输入方法具有图像清晰、编辑方便、易于转换等特点一般外设精度都能满足，所以地形图的精度主要取决于人工跟踪精度和输出设备精度，而人工跟踪精度主要取决于作业人员的技能掌握熟练程度和工作态度，所以必须在加强作业人员基本技能培训上下工夫，要求工作人员严格按矢量化方案作业，确保图件的精度和质量高于国家现行数字化测图规范所规定的数字化精度和质量。在工程测量实践中，要做好地形图外业测点与数字化图缩放相结合、符号图层的划分子图、线型符号库的设计等工作保证满足工程进度的同时又节约项目经费，设计出的数字地图简单易用、美观整洁、易于使用地形图的工作人员判读。

2、数字化绘图技术分析

2.1 数字化绘图的特点 大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量的重要内容，数字化绘图克服了手工绘图存在的许多弊端，如工作量大，作业艰苦，作业程序复杂，烦琐的内业数据处理和绘图工作，成图周期长，产品单一等缺点，符合现代飞速发展的工程需要。目前，数字化成图技术主要有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法，主要设备是全站仪、电子手簿等，其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配，从而具有较高的成图效率。具有以下的特点：

①一测多用：如在一些综合性较强的工程中需要对同一地形图绘制不同比例尺的地形图，过去的平板测图方法则需要重复工作，而数字化测图则可以同时根据完成的地形图绘制不同比例尺的多个地形图，因为往往小比例尺包含了大比例尺地形图测图范围。仅需先测大比例尺图范围，再补充小比例尺测图范围即可满足各不同专业人员对不同比例尺的地形图的需要。 ②精度高：数字化成图系统在外业采集数据时，利用全站仪现场自动采集地形地物点的三维坐标，并自动存储，在内业数据处理时，完全保持了外业测量的精度，消除了人为的错误及误差来源，而且外业工作省略了读数、计算、展点绘图等外业工序，减少了作业人员，外业工效大大提高，时间缩短，直接生产成本大幅度下降。 ③劳动强度：小数字化成图的过程，减轻了作业人员的劳动强度，使生产周期大大缩短，能及时满足用户的要求。 ④便于保存管理及更新方便：数字化产品既可以存储在软盘上，也可以通过绘图仪绘在所需的图纸上，线条、线划粗细均匀，注记、字体工整，图面整齐、美观。且便于修改，能更好地保证图形的现势性和不变形性，避免重复测绘造成的浪费，增加地形图的实用性和用户的广泛性。

2.2 外业数据的采集 在采集数据时，数据采集人员要准确应用地物代码，以免在内业成图时出现错误;在观测开始时，相关工作人员需严格按照要求应对测站点进行检查，跑尺人员应严格按照自动成图的要求作业，确保能完整地描述地形地貌的特征点，必须通过绘制草图来表明各个地物碎部点的属性及相互关系，测量坎子时，要量取坎子比高，坎下也要进行地形点采集。当一个测区完成后，如果有必要可把数据备份。 2.3 绘制内业数据处理 无论是工程进程各阶段的测量工作，还是不同工程的测量工作，都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段，并对测量成果进行处理和分析。

3、数字摄影测量技术概述 数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。就摄影测量本身而言，从测绘的角度上来看数字摄影测量还是利用影像来进行测绘的科学与技术;而从信息科学和计算机视觉科学的角度来看，它是利用影像来重建三维表面模型的科学与技术，也就是在“室内”重建地形的三维表面模型，然后在模型上进行测绘，从本质上来说，它与原来的摄影测量没有区别。因而，在数字摄影测量系统中，整个的生产流程与作业方式，和传统的摄影测量差别似乎不大，但是它给传统的摄影测量带来了重大的变革。 目前通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像，内业使用专门的航测软件处理，进行的航空摄影测量是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法，在计算机上对数字影像进行像对匹配，建立地面的数字模型，再通过专用的软件来获得数字地图。该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成，它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低，不受气候及季节的限制等优点。特别适合于城市密集地区的大面积成图。但是该方法的初期投入较大，如果一个测区较小，它的成本就显得较高。但可以说是今后数字测图的一个重要发展方向，未来社会要求的是可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。并且随着全数字摄影工作站的出现，加上GPS 技术在摄影测量中的应用，使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进。

4、结束语随着数字化测绘技术的提高，GIS技术的不断成熟、GPS技术在各行各业的广泛应用，现代工程测量必将朝着测量数字工程化的方向发展。大力开展数字化测绘技术的应用与研究将是测绘单位提升自身竞争实力和创造经济效益的首要任务。

参考文献：

篇4

关键词：数字化；测绘；土地测量；应用

中图分类号： P231.5 文献标识码： A 文章编号：

在经济社会的不断发展中，计算机技术不断发展与完善，并且使得数字信息化的时代诞生。然而测绘的技术也开始逐渐步入正轨，由传统的人工测绘，更新到了由测量器械进行智能绘制的方式，在测绘的绘制工作中，应用到了这一突破性的数字技术，使得土地的测量工作呈现出精确的稳步姿态。国家对于我国的土地开展规划和管理的基本核心，则是土地测量的工作，在土地利用的时候，可以在传统的土地测量阶段建立的数据库当中，搜寻出有关的资料，所以在这其中，测量方式的精确度是非常重要的。

数字化的测绘技术

（一）数字化测绘的含义

数字化测绘指的是采用具备现代化的测量仪器，对其地质开展采集并且要以坐标的形式升级为数字化的信息，接着要利用计算机通过相应的专业软件处理后，得到相关地图的电子绘制方法，其中采用的现代化测量仪器可以是：卫星定位系统、全站仪、GPS等等。数字化的测绘以卫星定位技术、计算机技术等高科技作为精准、快捷、高效、基础的测量结果，其采用的方式与当今的信息化时代极为相符，把在纸上画图的传统模式加以升级，并具备了较短的测量时间和精确测量精度的优势。

数字化测绘的内容

1、将地图进行数字化：在某地区需要数字地图，并且在时间不允许或者测量经费不足，不能够对于这一地区开展数字地图绘制的时候，采用地图数字化的方法就可以将这样的问题解决。把现有的地图进行数字化，就是通过采用绘制仪、数字化仪、扫描仪、软件以及计算机等对于地图进行处理，在合理的时间范围内获得完整的数字化地图。一般情况下，会采用扫描矢量法，此方法的精度非常高，可是它主要是依赖原图的绘制精度。但是，在扫描的时候产生的误差成分也是难免的，而且绘制的结果把原图进行数字化是最主要的目标，从而造成了时效性不足，因此，这样的方法只可当成应急时的方法。

2、数字化地图的绘制：这种方法在我国每个企业单位，进行测绘的时候都是有限选择的方法。在测绘的地图要求比例大或者没有地图能够数字化的时候，都会选择此方法。数字化地图在测绘的精度上极高，可以将标记事物的精确度严格控制在5cm左右。

3、航空测量的数字成图：测绘的地图其面积很大时，会采用航空进行拍摄，来获得地面的影像，接着会进行外业的判读，和内业的建模，利用计算机的软件对于获得的数字资料开展模拟的方式，能够快速的绘制数字化的地图。航测成图是采用在空中拍摄的影像，来获取数字影像的资料，接着利用业内航测的软件进行严格处理，之后会成为数字化的信息，然后采用计算机对数字化的信息和影像的资料，进行对比后将模型建立，最终采用科学专业的软件，对其绘制出数字地图。航测成图其成本很低，精度和效率都很高，可以把在户外开展的测绘工作，极大程度上的转移到了室内完成。

数字化测绘技术在土地测量中的应用

（一）碎部的测量

地根测量

此测量方式可以采用PTK技术在平坦的地域中，开展图根控制网的设置，依据GPS观测网的动态数据，能够看出点位的误差，并且其误差是非常大的，想满足比5cm误差小的临近范围是难的。因此，对于建筑密集地区或者城市的街道，其布局时有必要采用全站仪的方式，把图根的布局设立成结点网，这样就可以消除误差，并且也会避免在结合边界的附近出现超限的问题。

2、开展数字化采集的方式

一般情况下，会利用测界址点的方式，对于可形成封闭权属的单位开展测量活动，采用测量地形点的方式对于其他的地物开展测量。在测量采点的过程中，为使得记忆深刻，测量的工作人员一般会把不相同的地物，编制成相应不同属性的点。在打点测量的阶段，必须先测一个地物之后，再进行下一个地物的测量，把点经过内业进行数据转换，消除散点太多的情况而妨碍了绘图。

内业的数据处理

数据采集在结束的过程中，要将数据输入到计算机当中。可是采用的测量仪器是不同的，造成导出的一些数据格式也会存在差异，所以，有必要将全部的数据格式都统一转化成SCS的标准格式，这样才有利于之后的数据处理。数据在转换之后，可以开展地图的绘制，测量的人员，可以依据树木、房屋、街道的打点顺序，快速的绘制出其初始的数字化地图。

外业的调绘

完成内业的数据在处理之后，其地图的全部内容已经接近完成了70%左右，这时只要把外景实体，和初始的数字化打印出来的实体相比较，然后对于一部分空白的区域开展打点补充之后连接上就可以了。最终会形成完整的数字化地图。

对于外业测量精度控制的方法

提高数字地图绘制的精度其主要的控制方法：1、在野外工作的过程中，一定要对于转战的次数严格控制，一般情况下，连续转战的次数是不应该超过三次的；2、在碎部测量的过程中，必须要规范的使用立镜，地物的要优先测量，然后才能在制高点上利用打散点的方法对于内部进行测量，最终要用丈量等等的方式进行精确的测量，此外，工作人员在设计的过程中一定要做好整体的统计，并且要做好界址点中精度检查表对应的精确统计。

（三）土地测绘上数字化测绘技术的优点

1、对于测绘结果的形象性和直观性

对于数字化测绘技术的结果，都是呈现在计算机上，而且是用于特别直观的形式显示出来的，这其中包括了地貌形态、地籍要素以及地形特征等等方面的内容。所以，测绘结果在查看上是非常方面的，即使非专业的人员也可以将数字化的测绘结果清晰读出。

2、使用的便捷性

数字化的测绘师采用智能化的操作方法，让工作人员在进行土地测绘的时候非常的方便。在此期间，技术的创新也在不断的发展，对于数字化的测绘更是要求严格，因为是利用计算机来进行智能绘图的测量方式，因此更新的速度是相当快的。然而数字化的测绘只要求对于软件开展简单的升级，就能够将技术的同步创新实现。

3、对于测量结果的适应性

每一个工程在测量结果中，对于每个方面的侧重点是不一样的，传统的测量方式测出的结果不能够进行一次多用，而数字化的测量结果能够依据需要使用的不同侧重点，开展其数据的加工，使得与要求符合。

4、对于结果分析的基础性

把采用数字化测绘技术，所绘出的地图当成基础，经过软件进行加工，要以地图为模板进行规划，然后将实施的方案展现出来进行模拟。最终经过不同因素的制约分析，得出一个相对真实的方案模拟结果。

总结：

我国的经济呈现不断发展的姿态，想要与社会建设同步进行，就需要精确、细致的地质形貌资料的搜集。为了能将地理信息实现数字化的处理，就要设置对应的信息资料库，同时要采用数字化的测绘技术对于地质的形态，进行科学化、现代化以及智能化的处理。数字化的测绘技术，极大程度上将传统的户外测量流程，转移到了室内完成，一方面将工作的环境优化了，工作人员的劳动量减少了，另一方面由于一些先进技术的有效引入，使得测绘的结果更加的精确。在先进的空间技术和信息技术等等的作用下，人们全方位的共享数据库的资源也已经实现。

参考文献：

[1]欧柳环.数字化测绘技术在土地测量中的应用探索[J].广东科技，2012（5）.

篇5

发电厂分散测控系统绝大多数都是采用分层分布结构,由高速数据通讯网（以太网）、运行人员工作站（OS）、过程控制单元（PCU）、工程师工作站（ES）等部分组成，过程控制单元（PCU）是其中最为重要的部分，可接受现场变送器、脉冲量、开关量、电气量、热电偶、热电阻等信号,可直接应用于生产过程,它是由能可冗余配置的主控模件(MCU)和智能I/O模件构成，在运算处理之后可实现生产过程的联锁监测、联锁控制、联锁保护等。运行人员工作站（OS）和工程师工作站（ES）能够提供了人机接口,同时为电气设备维修工程师提供系统诊断、系统维护、系统组态设置等手段。数据的采集、处理、监控都采用微型计算机来完成，机组的监控水平得到了大幅度的提升，也提高了人机交互界面；无论是进口的机组，还是国产的大型机组，基本都安装了协调控制系统；在很多电厂的自动装置设备都是采用数字化仪表来进行显示控制，而不再是过去那种传统的机械式仪表，这些措施都将我国的电厂热工自动化技术推向到了一个新的高度。

电网调度的自动化。电网调度的自动化一般是由电网调度中心的计算机网络、大屏幕显示器、打印设备、工作站、服务器等组成。它由处于调度区域内的测量控制设备等变电站终端、下级电网调度中心、发电厂等构成，由电力系统专属局域网进行连接。电网调度的自动化的主要功能有：适应电力市场的运营需求、对电网运行安全情况进行分析、监控、实时采集电力生产的过程中数据、自动发电控制、对电力系统状态进行评估、自动经济调度、对电力负荷进行预测等。

配电自动化。配电自动化与调度自动化相比，规模要小的多。配电自动化目标在于实现电力系统经济运行、减轻运行人员的劳动强度、为用户提供优质服务、提高供电的可靠性、改进电能质量等，是一项综合信息管理系统，集合了设备管理技术、数据传输技术、计算机技术、现代控制技术等为一体。配电自动化在美国、英国、加拿大等一些发达国家已有了多年的运行经验，并且有向纵深性发展的趋势，如人工智能、光纤通信、大规模地形显示等。目前我国的配电自动化技术主要使用了配电管理+集中监控模式的配电自动化、集中监控模式的配电自动化、就地控制的馈线自动化模式，且使用了分布式总体结构，通过网络将子站和主站联在一起，形成统一的配电自动化系统。

加强电气工程自动化系统的人性化设计

1文化因素。我们在对电气工程自动化系统进行设计时，应该表现出与技术进步和时代精神的与日俱进，满足电厂的功能需求，符合电厂的企业文化特征。

2美学因素。在进行电气工程自动化系统设计的时候，应该基于人性化设计的角度来进行研究考虑，对人的触觉、听觉、视觉等审美情趣进行充分的考虑。

3人机工程学因素。应该采用多学科的方法，如心理学、生理学、人体力学、人体测量学等来提供人体机能特征参数，研究人体特征和结构，为电气工程自动化的设计提供人性化的要求。

篇6

关键词：数字化测图、内容、方法、应用

中图分类号：P231.5文献标识码： A 文章编号：

引言：

数字化测图是近几年随着计算机、地面测量仪器、数字化测图软件的应用而迅速发展起来的全新内容，它广泛用于测绘生产、土地管理、城市规划、水利水电工程、地质勘察和环境保护工程等部门，数字化测图作为一种全解析机助测图技术，与模拟测图相比具有显著优势和发展前景，是测绘发展的技术前言。

1、数字化测图的重要性

数字化测图实质上是一种全解析计算机辅助测图方法，它使得地形测量成果不再仅仅是绘制在纸上的地形图，而是以计算机存储介质为载体的，可供计算机传输、处理、多用户共享的数字地形信息。数字地形信息以其存储与传输方便、精度与比例尺无关、不存在变形及损耗，能方便、及时的进行局部修测更新，便于保持地形图现势性的巨大优势，极大地拓展了地形测量资料的应用范围，使其能在经济建设各部门发挥出更大的作用。所以，数字化测图技术的出现，标志着大比例尺测图技术理论与实践的革命性进步。

2、数字化测图的主要内容

2.1数字测图图形信息的采集和输入

各种数字测图系统必须首先获取图形信息，地形图的图形信息包括所有与成图有关的资料，如测量控制点资料、解析点坐标、各种地物的位置和符号、各种地貌的形状、各种注记等。对于图形信息，常用的采集和输入方式有以下几种：

2.1.1地面测量仪器数据采集输入

应用全站仪或其他测量仪器在野外对成图信息直接进行采集。采集的数据载体为全站仪的存储器和存储卡，例如，全站仪SET2000即配备相应的存储器和存储卡；也可为电子手簿，如GRE3、GRE4等；或为各种袖珍计算机及便携机，如PCE-500等。采集的数据可通过接口电缆直接送入计算机中。

2.1.2数字化仪输入

应用数字化仪对收集的已有地形图的图形资料进行数字化，也是图形信息获取的一个重要途径。数字化仪主要以矢量数据形式输入各类实体的图形数据，即只要输入实体的坐标。除矢量数据外，数字化仪与适当的程序配合也可在数字化仪选择的位置上输入文本和特殊符号。对原有地形图，可用点方式数字化的形式。点方式为选择最有利于表示图形特征的特征点逐点进行数字化

2.2数据处理

数字测图的全过程都是在进行数据处理，但这里讲的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、数据须处理、数据转换、数据计算、图形生成、图形编辑与修饰、图形信息的管理与应用等。数据预处理包括坐标变换、各种数据资料的匹配、图比例尺的统一、不同结构数据的转换等等。数据转换内容很多，如将野外采集到的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；将图形数据文件转换为cass的交换文件。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。要想得到一幅规范的地形图，还要对数据处理后生成的“原始”图形进行修改、编辑、整理，并填充各种面状地物符号；还要进行测区图形拼接、图形分幅和图廓修饰等。数据处理还包括对图形信息的全息保存、管理、使用等。数据处理是数字测图的关键阶段。在数据处理时，既有对图形数据进行交互处理，也有批处理。数字测图系统的优劣取决于数据处理的功能。

2.3数字地图

经过数据处理以后，即可得到数字地图，也就是形成一个电子的图形文件，作永久性保存。目前最为常用的是建立地理信息数据库(GIS数据库)。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、管网围、带状图、规划图等等)，以满足不同用户的需要。为了使用方便，往往需要用绘图仪或打印机将图形或数据资料输出，或者发排印刷成图。

2.4系统的集成

GPS和全站仪相结合的新型全站仪已被用于多种测量工作，掌上电脑和全站仪的结合。或者全站仪自身的功能不断完善，到时如果全站仪的无反射镜测量技术进一步发展，精度达到测量标准要求，那么测量工作只需携带一台新型全站仪和一个三脚架，而操作员也只需一人。

3、地形图数字化方法

地形图数字化方法主要有手扶跟踪数字化法和扫描屏幕数字化法两种。

3.1手扶跟踪数字化是利用数字化仪和相应的图形处理软件进行的，其数字化的大致过程是：首先将数字化板与计算机正确连接，把准备数字化的地图（即工作底图）放置于数字仪板上并固定。用手持定标器（鼠标）对地形图进行定向，建立数字化仪设备坐标系和测量坐标系的坐标转换关系。然后用定标器对准图上的每一个地形特征点进行数据采集，经软件编辑后获得最终的矢量化数据，即数字化地形图。其特点是劳动强度大、作业效率低；

3.2地图扫描数字化法也成扫描矢量化，其数字化过程实质上是一个解译栅格图像并用矢量元素代替的过程。其栅格图像转换为矢量图形，一般都是在计算机屏幕上采用人机交互和自动跟踪相结合的方法进行地形图的矢量化，所以称为扫描屏幕数字化。

4、数字测图的方法

在野外数据采集的碎部测量中经常使用两种电子平板法和全站仪配合草图法。

4.1电子平板法

电子平板法就是全站仪配合PDA的测图软件来进行野外数据采集。测量数据直接进入电子平板绘图，现场修改，编辑，屏幕显示，这种相似于传统白纸测图，电子平板代替测图板，直观便于修改，在野外也不会出现漏测的现象。电子平板法特别在大比例的水下地形测量和带状地形图的范围控制方面有很好的表现。经笔者的实践表明，利用该法测量要较白纸测图法准确、省事、快捷。测站上所需要的仅是照准和属性配赋连线两个过程，而立尺员所需要做的仅是摆放棱镜、通过对讲机报地形两个过程。现在的全站仪测量一个点，基本上在1秒以内，有的甚至达到了0.5秒一个点。经笔者每天测量小时计，每天约可测500至700点。而且，连线的成功率在95％以上。对于电子平板法，就注意以下几点：

1）依比例的规则的建（构）筑物只需测出两点或三点，剩下的可由PDA来完成。

2）不规则的地貌应尽量多测一些点，因为在传统测图中，一些细小的变化可通过手工来完成，但PDA的模拟是无法比较真实的反映出这些实际地形的。

3）能够测量到的点尽量实测，尽量避免用皮尺（钢尺）量取。因为用全站仪所测量的速度远非皮尺量取所能比的，而且精度也会高些。

4）测地形时，除了测量特性线外，还应尽量多测一些加密的点，以满足计算机建模的需要，也能更加详尽地把映出地貌。

5）由于最后的成图工作是在计算机上完成的，所以如何加强检核就很重要了。特别是在测区远离内业地点时，必须有一定的措施。

4.2全站仪配合草图法

全站仪配合草图法就是在野外直接使用全站仪采集地物地形的三维坐标（即横坐标、纵坐标和高程）并存储，而在采集的同时，绘图员通过点号在现场绘制草图，最后在内业处理。实际上就是外业草图＋室内交互编辑来完成测图工作。经笔者的实践表明，利用该法测量要较平板法更省事、快捷。测站上所需要的仅是测点，而立尺员所需要做的仅是摆放棱镜，而对绘图员的要求比较高。对于一个测量人员，大家都知道，画草画和测图是同时进行的工作，而且将草图画得清楚易懂且又不出现错误是测量人员的一项基本功。在使用全站仪测图时，尤其当测图人员比较熟练，测图工作进行的比较快时，能够将地物画得清楚明了且又能将点号标得准确无误实属不易，因为这时可能有多个跑尺员。

篇7

关键词：实验教学；数字化；教学改革；网络；立体化

从上世纪90年代末起，中国的高等教育经历了一个快速发展的阶段，逐年扩大的招生规模，使我国高等院校在校的学生达到了前所未有的程度。大学教育在总体上已经从以前的精英教育过渡到了大众教育。如何坚持教育创新思想、实现培养技术应用型人才的既定目标，就成为一个十分值得研究的课题。本文就如何通过数字化实验，加强实验实训等实践性环节的教学改革，使实验教学自成体系，着眼于促进学生实践和创新能力的提高进行了论述。

一、实验教学方法、手段改革的必要性

目前许多高校实验教学普遍存在的问题是：实验教学设备陈旧，台套数较少，实验内容落后。许多实验仅局限于对所学理论结果进行验证，或开设一些演示实验。有些课程的实验，由于缺少设备，也只能在计算机上进行仿真。上述问题在一定程度上已经影响到学生对理论知识的掌握和对理论课程学习的兴趣，更谈不上对学生实践能力的培养。

在实验教学方式上，仍然是传统的教学模式。实验教学一般只是定位于作为理论教学的一种补充和继续，即处于理论教学的一种附属地位。在实验项目的编排上，以基础实验或演示性实验为主，多属于内容单一、目的为验证课堂所学的实验类型。在实验的进行方式上，更是采用一种大体固定的模式：即在确定的时间内，让学生根据实验指导书要求，在教师指导下，按既定方法、既定条件，完成实验全过程。这里所谓实验全过程，学生只需做三件事：即熟悉实验指导书内容、按实验指导书要求进行操作并完成实验报告。而实验指导书是教师精心编写的。在这种状态下，根本谈不上综合运用知识解决实际问题；实验教学尚未能真正地自成体系。学生在实验中难以获得创造的乐趣和激发更多的创造灵感。同时学生是否把课余时间能用于研究性、探索性和创新性学习，还缺少更好的引导方法及提供合适的内容与条件，学生在学习中的主观能动性没有充分调动，多数学生处于被动接受知识传授的状态，这对学生实践能力和创新能力的提高十分不利。

针对这些具体问题和我们的培养目标，从理论和实际操作方法上，我们就实验教学环节的改革提出了新的方式和方法——即数字化实验教学。

二、数字化实验教学的意义

数字化实验教学是指学生在数字化实验环境下，以虚实结合的方式，对虚拟实验设备、仿真实验环境、虚实结合的实验对象进行操作，进而达到学习理论、锻炼实验技能、培养创新能力的目的。

数字化实验教学的基础是数字化实验室。数字化实验室是数字化校园建设中不可缺少的一部分。数字化实验室就是在传统实验室的基础上，利用先进的计算机技术、网络通信技术、多媒体技术、数字技术、虚拟现实技术等相关的信息加工处理，将现实实验室中的各种实验资源数字化，并通过计算机进行实验教学管理的综合性和开放型的实验教学环境。它包括实验条件的数字化、实验管理的数字化和相关实验资源的数字化等。

数字化实验教学是实验教学改革发展的必然。通过数字化的实验条件、丰富的数字化实验资源、高效的数字化实验管理，为学生开辟了“立体化”的学习、求知、探索、创新的场所，形成了以学生为中心的教学模式，使学生真正变被动学习为主动学习，避免了学生被动接受知识、机械模仿教师的学习状态，实现了学生由不会做到自己做，从简单到复杂、从观察到分析再到创新的目的。

三、实现数字化实验教学应具备的条件

(一)引入数字化仪器设备，建立数字化实验硬件环境

数字化仪器设备是数字化实验室不可缺少的条件。数字化实验室不是“虚拟仿真”实验室，不能单纯开展仿真型实验内容，应该是虚实结合，以实为主的模式。实者作为基础实验知识的学习和基本实验能力的训练；虚者用来开放实验环境，及时应用科技成果和先进实验技术，拓宽实验的覆盖面。二者的有机结合，使实验室成为培养学生创新能力、开发学生潜能的基地。通过虚拟电子仪器，提高实验室的建设水平，增强实验教学功能。从而达到以下目的：既能够在数字化实验环境下，完成常规的实验任务，培养学生基本实验方法、实验能力；又可以发挥数字化仪器的优势，拓展传统实验内容，使学生获取更多的实验知识；还可以通过网络把数字化实验环境扩展出去，使实验室得到有效延伸，大幅度提高实验设备的利用率。

(二)构建以计算机为主体的数字化实验平台

数字化实验室要真正体现出其优势，必须以计算机为主体，把实和虚有机的结合起来。一方面计算机作为控制设备，充分开发数字化仪器的功能，另一方面计算机搭建起虚拟实验平台，各种仿真环境、应用软件为学生构建了满足求知欲、发挥创造性的大舞台。这些平台有的学生可以直接通过网络运行，有的通过下载到个人电脑上安装运行，为学生在图书馆，在宿舍均开辟了做实验、搞设计的环境，学生可以自主安排实验内容，自由创造实验系统，使学生完全成了学习的主人。

(三)发挥网络优势，形成立体化实验教学模式

网络是数字化实验室的神经，它可以保证数字化实验室的高效率运行，达到最佳效果。一方面网络把诸如数字化仪器设备等硬件资源发散出去，开展远程实验，实现远程控制，充分发挥数字化仪器设备的优势，提高了利用率。远程实验也是远程教育的重要组成部分，实验教学全系统的数字化是实现远程实验的基础和必要条件。另一方面网络把诸如实验仿真平台、多媒体课件、实验辅导资料等软件资源发散出去，作为实验教学的拓展和补充；使实验知识的学习没有了实验室时间和空间的概念，完全成为了学生的自觉行动，同时也方便了学生的创造力的发挥和求知欲的满足。

(四)建设现代化管理手段，保障数字化实验顺利开展

数字化管理是数字化实验教学系统中不可缺少的部分，实验的自主性、灵活性增大，要保证实验效果和实验质量，管理就必须要跟上，应制作相应的网上实验管理系统。利用该系统能够实现对学生的实验预习、实验自习情况的了解、实现实验预约、解惑答疑、报告提交、实验讨论、自我测试等功能，这样一来既方便了学生在实验室以外学习时，遇到一般性问题，能得到及时的帮助；又能通过批阅学生的预习报告、查看学生的网上讨论和测试结果，及时了解学生的学习情况，便于有针对性地安排辅导：同时通过实验预约更好地保证实验场地的合理开放，使学生自主安排实验时间和实验内容。

四、数字化实验可以达到的效果

(一)数字化实验解决了“全开放”实验教学方式的瓶径

数字化实验教学是解决教学方法、学习方法、学习内容、学习时间、学习空间全面开放的最佳方案，完成并冲破了传统实验教学在内容、时间、空间上的约束，可使我们的开放实验真正实现全方位、全天候。学生可以到实验室来学习实验知识和锻炼实验技能，也可以通过网络开展实验活动，学生真正成了实验教学的主体，通过自己设计实验内容、安排实验时间、选择实验地点和实验方式，全面培养学生的创新能力。可以说数字化实验教学使一切能为实验室所用的条件、环境、资源都得到了充分的利用。

(二)实验教学数字化大幅度拓宽了学生的知识受益面

由于没有了实验条件的限制，实验内容便得到了火幅度地拓展和更新。在保证基础训练的前提下，可以增大设计性实验的比重，并把设计性实验分为纯仿真性实验和虚实结合型实验，纯仿真性实验要求学生可以进实验室完成，也可以到校园网任何一个终端上去完成。虚实结合型实验要求除仿真外，必须要到实验室实现实物实验。除此之外还可以留出少量学时，给学生自己安排，完成综合性、自选性实验。

篇8

关键词：地形测量；数字化测绘

1、数字化测绘技术的优点

数字化测绘技术在外业进行时实现测图以及解析。自动化程度、图形的编辑、精度等方面，数字化测图技术比传统测图技术占有很大优势。

1.1自动化程度比较高。

在地形图的绘制过程中，可以使用计算机软件来进行自动识别、自动计算和自动选择图示符号等，这比传统的平板测图快捷的多，而且所得到的数字地形图也要比手绘的地形图更加的规范、美观、准确。

在进行数字化测图时，可以分层存放成果数据，这样图面负载量不受限制，可以进一步运用和加工成果，避免一些传统的测图中存在的弊端。

1.3 精度高。

数字化测绘技术的一个很显著的优点是测图精度高。在地图测绘中采用数字化测绘技术，使其精度有了质的改变。在输入到成图的整个过程中，其他方面的误差可以避免，测绘成果的精度得到了保证。

1.4 图形属性信息丰富。

使用数字化测绘技术绘制的地形图能够确保坐标位置准确性，并展现丰富的属性信息。

1.5 成为地理信息系统等的数据源。

在完善地理信息系统时，数字测图不但能提供地理信息系统很多方面的源数据，而且对后期建图过程中运用地理信息系统的数据库信息有利。

2、基本精度要求

2.1 按《工程测量规范》，地形图上地物点相对于邻近图根点的点位中误差，不应超过下表要求：

注：1）隐蔽或施测困难的一般地区测图，可放宽50%。

2）1：500比例尺水域测图、其他比例尺的大面积平坦水域或水深超过20米的开阔水域测图，根据具体情况，可放宽至2.0mm。

2.2 等高（深）线的插求点或数字高程模型网点相对于邻近图根点的高程中误差，不应超过下表要求：

注：1）hd为地形图的基本等高距（m）。

2）隐蔽或施测困难的一般地区测图，可放宽50%。

3）当作业困难、水深超过20米或工程精度要求不高时，水域测图可放宽1倍。

控制测量方面，无论是采用全站仪数字化测图、数字摄影测量或遥感测图，只要认真执行相关的测量规范，都能达到要求。

3、在地形测量中的应用

3.1 模拟地形图数字化

它能充分的利用现有地形图，只需要配备绘图仪、扫描仪、计算机和数字化软件等就能够开展工作，而且能够在很短的时间内得到数字化的成果。其工艺流程是：准备工作、图纸定向、数据采集、数据编辑处理。其中数字化仪分为两种：扫描数字化仪和跟踪数字化仪，前一种的速度快但精度低，后一种的速度慢但精度高。模拟地形图数字化不足之处是：1）运用这种方法所得到的数字地图的精度受原图的精度影响，而且数字化的过程中也会产生其它误差，所以其精度要小于原图的精度（即m模拟m原）；2）它只是反映了在成图时的地物地貌，其现势性差。3）数据属性差，对后期信息建库不利。

3.2 全站仪数字测图

结合不同的电子设备，全站仪数字化测图主要有以下三种模式：

3.2.1 全站仪结合电子平板模式

以便携式电脑作为电子平板，通过通讯线直接连接全站仪，实时记录数据成图。具有图形直观、准确性强、操作简单等优点。

3.2.2 直接利用全站仪内存模式

使用全站仪内存，把野外测得的数据通过一定的编码方式直接记录，同时现场绘制草图，供室内成图时参考对照。具有操作过程简单、无需携带其它电子设备、纠错能力强等优点。

3.2.3 全站仪加高性能掌上电脑模式

通过通讯线将全站仪与高性能掌上电脑相连，把测量数据记录在电脑上，同时进行一些简单的操作，并绘制草图。内业时把数据传输到计算机中，进行成图。具有携带方便，内业工作量相对较少等优点。

以上三种模式常用于大比例尺地形图的测绘，这几种数化字测图方法在我国各个测绘单位中是用的最多的。

3.3 数字摄影测量与遥感测图

利用航摄影像、高分辨率卫星遥感影像或机载激光雷达扫描系统获取数据，经过数字摄影测量系统或遥感影像处理系统处理，生成数字线划图（DLG）等。数字摄影测量与遥感测图是数字化测绘技术的高度集成，可以节省大量的外业时间。此方法常用于大面积地形图测绘，是测量发展的方向。

4、容易出现的问题

4.1 等高线处理不当

在地形测量中，并不是野外采集的所有地貌点之间都可以进行等高线内插，也就是说靠全自动建立的数字高程模型（DEM）有失真的可能（见下图），因而需要进行必要的人工干预，删掉自动组网中那些不能内插等高线的三角边。

4.2 野外数据采集不准不全

4.2.1 地形变化处地形点不全面，坎（沟）上有点，下面无点或少点，这造成绘制的等高线可能失真，从而难以准确反映实际地形。

4.2.2有些线状地物如小沟（特别是暗沟）电力线等各种管线在图内应该有始有终，而拾取地形点时往往容易忽略。

4.2.3 野外草图绘制不全、不细。野外绘制草图人员是现场跑路多且较忙，而且技术要求很高。如果现场绘制草图人员不细心，则会造成地形地物表示不清楚，影响地形图质量。

4.3 自检工作不力

相对于常规测图，在图纸审核中，数字化成图的过程发现的缺陷要多一些。除了上述问题之外，还有如注记或植被符号压线或覆盖地物、坎（沟）上的高程注记在坎下或坎（沟）下的高程注记在坎上的；图式符号使用不正确等等，这些现象只要经过仔细自检，应该都能够避免。

5、结束语

随着全球定位系统、摄影测量与遥感、地理信息系统、地图制图等各个测绘学科的发展，地形测量朝着高度自动化、实时化、大面积作业方向发展，同时也促进了各个学科的理论研究和学科之间的融合。反之，数字化测绘技术在地形测量中的广泛应用，也为地理信息系统、地图制图等的应用提供了很好的数据源。

参考文献：

篇9

关键词：MAPGIS ；测绘地图；地图绘制

一、MAPGIS技术概述

MAPGIS技术具有数字制图、数据库管理以及空间分析等一体化的地理信息系统软件。其主要的功能包括数据的采集和整理、空间信息数据的管理、地理空间数据的分析、数据的输出等。地理信息系统的这些功能可从原始的数据中以图形的形式显示检索的条件或是实体数据，同时还可进行空间的叠加分析，统计各类实体的属性数据。MAPGIS技术已广泛应用于地质、矿产以及测绘、城市规划等相关领域，并且为相关的专业技术人员开展研究提供了便利。

二、MAPGIS软件系统主要功能

一个MAPGIS软件系统应具备五项基本功能，即数据输入、数据编辑、数据存贮与管理、空间查询与空间分析、可视化表达与输出。除上述五大功能外，还有用户接口模块，用于接收用户的指令、程序或数据，是用户和系统交互的工具，主要包括用户界面、程序接口与数据接口。由于地理信息系统功能复杂，且用户又往往为非计算机专业人员，用户界面是地理信息系统应用的重要组成部分，使地理信息系统成为人机交互的开放式系统。

三、MAPGIS 的优缺点

1、MAPGIS 的优点.MAPGIS软件由数字化系统、图形编辑系统、拓扑结构处理系统、图形编辑系统以及地图建库系统以及定义管理系统等模块构成，各系统质检相互独立，具有不同的功能，但都以相应的地里信息数据为中心，构建了数据信息的共享模式。同时也实现了数据的综合查询和信息分析。其主要的优势在于，MAPGIS数据使用了矢量数据以及栅格数据的混合结构体系，实现了对国内大部分GIS软件系统采用单一结构或是单一数据的局限的突破，从而满足了不同问题对矢量栅格数据的不同层次的需求，并且由于两种数据格式的信息能便利地转换以及准确套合，在实际应用中具有输入、编辑、管理、空间分析以及输出五大部分。MAPGIS的输入具有多种形式，可通过扫描、数字化仪、以及GPS输入，同时还可接收相关数据，具有完善的误差校正的方式。地理信息系统能实现动态定义编辑以及多媒体等多种形式以及多重数据结构的编辑和管理能力。MAPGIS具有较强的地图拼接和管理等检索功能，同时还具有良好的空间分析能力和良好的性能，能实现拓扑空间的查询和三维实体的叠加分析。同时具有标准化的借口模式输出，外设驱动能力齐全，能实现自定义的报表输出。

2、MAPGIS 的缺点。（1）格式转换。当前，大多数GIS基于具体二相互独立甚至封闭的平台开发完成，各自质检采取了不同的空间数据模型，其空间数据的组织也存在较大差异。当前GIS空间数据格式超过一百种，然而当前并没有出现能实现如此多数据格式转化的处理软件，从而不同软件开发的数据交换存在一定的难度，二数据转换标准的使用也职能解决部分的数据格式的转换问题。由此对GIS的数据处理的发展造成了一定的限制。MAPGIS应用较为广泛，其混合的数据结构实现了不同来源和类型数据的有机结合，建立了信息的共享，由于MAPGIS编辑系统输入格式也限于本身数据格式，由此其提供了数据转换的模块，但MAPGIS技术也无法实现所有数据的兼容，难免在实际应用中存在数据格式的转换问题。（2）误差。MAPGIS的测绘图件的信息载体介质不同而导致了一定误差的产生。原始的图件的介质有纸、透明薄膜以及刻图薄膜三种载体形式。这几种载体形式中，纸变形最大，其次是透明薄膜，刻图薄膜的形变是三者之中最小的。纸介质由于受到折叠以及褶皱和气候的影响，容易在使用和保存过程中产生褶皱，薄膜介质则容易受到温度的影响。图形的数字化输入方式的不同导致了误差的产生，图形的数字化方式为手扶跟踪数字化仪的输入以及图形的光栅化扫描两种方式。数字化仪通过将地图上的位置信息通过数字化仪的定位器通过数字信号的方式将数据传送给了计算机，从而使计算机实现了对点、线、面的位置的记录，形成了与之对应的数据文件。在数字化的过程中，主要是人为因素造成了文件的误差，数字化过程中手扶游标不稳、数字化板晃动容易造成信息采集点位置的不准确。或是在一副图未完成关闭数字仪后重新开机导致系统坐标与上次不同而形成的误差。与此同时，扫描仪精度不高，光栅图像变形以及光栅图形未配准子图库以及线型的定位图库不准也将导致在图形扫描的矢量化形成阶段的误差。

通过对MAPGIS技术的优缺点分析，从而了解到在测绘制图过程中，应充分利用软件之间的特点进行优势的互补，从而优化数字化生产的工艺流程，有效降低制图过程中的误差，提高制图的效率。由此可见，数字化制图应在发展过程中不断完善和不断改进，制图的工作者应结合本专业特点，扩展思维，在具体的实践中不断总结经验，从而促进技术的不断进步和持续改进。

四、MAPGIS在测绘地图中的应用

作为测绘工作中一项重要工作的测绘制图，在开展测绘科学的多学科及途径的研究过程中，一定要采用测绘地图对研究成果进行体现，这也是非常必要的传统测绘制图通常按照资料准备、图形输入、编辑、设计和输出等几个步骤依次进行制图过程。

MAPGIS在测绘制图过程中提供了数字化输入和扫描矢量化两种图形输入方法，数字化输入利用数字化仪人工手扶游标进行跟踪，将原图信息向图形数据进行转换；扫描矢量化通过扫描仪对原图进行扫描形成栅格格式，存储在图象文件中，经必要的转换后形成矢量格式数据。MAPGIS输入编辑功能模块可实现上述功能，输入计算机中的数据，在图形编辑过程中，通过MAPGIS中的图形编辑、误差校正、图形裁剪属性库管理等几个功能模块，依次按照数据校正、图形修饰、消除误差、变换坐标等步骤予以实现，颜色作为测绘地图中的一种重要表现要素，能够直接影响测绘地图的图面效果和表现力，因此MAPGIS对测绘地图颜色具有非常严格的要求，并基于测绘地图的印刷特点进行分析，设计了一套色标系统劝能较为完善精确度较高。

图形输出作为MAPGIS测绘制图的最后一个步骤，通常经上述步骤形成图形数据在屏幕或指定设备上通过输出功能模块显示符合需要的图形。数据经上述处理过程后就使测绘图件实现数字化，同时基于图形属性数据建立完成数据库。测绘信息数据存储于计算机中能够实现同一层放置相同特性的图形要素，分幅录入图形数据便于查询与管理，还可以实现灵活分幅检索、添加删除图幅等功能。

五、结束语

综上，对于较深入地分析MAPGIS的优点和缺点，可以看出在测绘制图中充分利用该软件的优势，对于优化测绘地图数字化流程，提高工作效率，降低误差都具有非常重要的作用。数字化制图技术需要在实际应用过程中不断进行改进，挖掘潜力很大，只要测绘专业技术人员结合工作实际，主意观察并总结经验，在科研工作中必将取得重要进展。

参考文献

[1]谁章明地质图绘制〔M].北京：测绘出版社，2007.

[2]MAPGIS地理信息系统开发手册[Z].武汉：武汉中地信息工程有限公司，2009.

篇10

[关键词]数字测量图 煤矿地质测量 应用 发展

[中图分类号] P623.3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-2-166-1

0前言

随着煤矿行业地质测量资料的丰富化、多样化，煤矿开采的地质条件也从原来文字的展现形式转换成图文并茂的展现形式。在煤矿生产的整个过程中，可以说煤矿地质测量资料是所有环节实现的理论基础，这个理论基础的表现形式主要以图件为主。传统的煤矿地质测量的信息和资料主要是靠人力资源的收集与分析而得到，但是在现代煤矿事业中，这种传统的信息收集方式远远不能满足生产与技术的双重需求，更不能对矿井工程的安全给予相应的保障。为了更加精确、快速的获取煤矿地质测量信息，利用高科技的计算机以及网络对信息进行系统、自动的管理，是非常有必要的。

1数字测量图技术概述

近些年来，现代测绘图像技术日趋完善，但是人们并不满足于手动绘图的低成效率，数字化成图技术应运而生。以绘图技术为基础并结合高科技的计算机信息技术而产生的数字化成图技术，在各类企业的不同工作环节中都起到了关键的作用，这与它特有的功能有很大的关系。在数字化成图技术中，数字测量图技术可以说是应用最为广泛的一种自动绘图技术，它可以以数字形式将地球表面的空间要素信息进行高度的抽象，用坐标、属性、图像和关系来描述对象，并把这些资料以文件的形式保存下来供人们调取、使用。这种自动化的测量图技术，大大节省了手工绘图所需要的时间，提高了工作效率，对图像生成以及分析的准确性的把握将更加精确。随着高科技计算机以及信息技术的飞速发展，相关电子测量仪等相关设备的日趋完善，数字测量图技术面临着极为广阔的应用前景。

2煤矿地质测量中的数字测量图技术方法分析

前文已经提到数字测量图技术在各行各业中已经得到了广泛的应用，在这些应用行业中以煤矿地质的测量工作最为代表性，其表现在：煤矿地质表面的空间信息通过数字测量图技术中的坐标、图像等环节的描述抽象的表现出来，随后以数据的形式存储在计算机中，以供日后查看。

数字测量图技术的方法主要有以下几种：

（1）数字化仪输入法。数字化仪输入方法是一种最为原始的数字测量图技术方法，这种图形转换方法采用的是人工跟踪的手段。在近些年来，由于数字化仪相关电子设备的价格昂贵，转换效率较低，已经逐渐被更为先进的数字测量图技术方法所取代。

（2）智能扫描矢量化输入法。智能扫描矢量化输入法的实现关键技术就在于“扫描”。扫描仪把一张原始二维图纸进行扫描，并把扫描的结果经过相关手段传入计算机设备，而后经计算机内部高科技转换软件把二维图像转换为矢量的数据，最后通过矢量数据的分析对原始二维图进行编辑和校正。这种方法虽然在转换速度上有明显的优势，但是在扫描过程中容易产生较多的误差，为后期校正提供了繁重的工作量。

（3）人工跟踪矢量化输入法。在煤矿地质测量中，最为广泛使用的数字测量图技术当属人工跟踪矢量化输入法，这种方法需要人工手动的方法给予实现。一个普通的二维图像，通过“图形编辑系统”进行数字化转换以后，可以借助计算机相关功能对图像进行编辑。

3煤矿地质测量中的数字测量图技术具体应用过程分析

3.1数据获取及矢量化

在煤矿地质测量中的数字测量图技术的实现过程中，矢量化的数据获取是基础环节。在点图元、线图元、面图元等矢量图形数据获取成功之后，计算机内部拥有数字化制图功能的录入系统会把数据收集进计算机。

图形数据编辑处理工作的核心是数字化系统，该系统通过点、线、面、区以及各种编辑功能来实现录入系统的传输进计算机的数据，并对图形进行属性层面的编辑工作。

3.2.1编辑点、线图元符号和子图库。当图形编辑系统获取到一个编辑需求的时候，可以从系统数据库中自动调拨出图形、矢量字符以形成一个子系统，临时建立的子系统可以在编辑需求完成的过程中随时被调用。

3.2.2图形编辑。在煤矿地质测量中的数字测量图技术的整个实现过程中，最为重要的环节就是图形编辑。图形编辑，顾名思义，就是对需要改变的图形进行修饰、改善、校正，编辑的实现需要编辑系统的帮助。

3.2.3误差校正。误差校正是图形数据编辑必备的环节之一，这是因为误差在煤矿地质测量中的数字测量图技术的实现过程中可能随时会出现。在矢量化的数据获取的过程中产生的误差，称之为源误差；在图形转换、编辑的过程中引起的误差，称之为处理误差；在误差校正的环节出现的校正误差称之为应用误差。

3.3数据输出

3.3.1图形输出。当图形编辑系统完成对编辑需求之后，系统会反馈给输出装置完成信号，进而输出地图形式的图形。

3.3.2文件输出。把需输出的图形整合成文件形式进行输出叫做文件输出，这个环节就是为了实现不同的图形成品形式的需求。

4数字测量图在煤矿地质测量中的具体应用

数字测量图在煤矿地质测量中的应用是极为广泛的，其中测量现场、周边等地形图是最主要的应用。利用数字测量图，煤矿开采工程可以在图示设计、工程规划以及现场救援等方面得到来自数据和地形方面的有力保障。数字测量图的实现基础是矿业信息数据库，当矢量化数据获取完成后，根据数据库提供的相关信息，利用高科技的电子仪器、计算机设备等新兴技术对信息进行仿真和分析，仿真的结果对矿产资源的勘测、工程计划的设计、工程的安全以及工程的管理决策都具有很大的帮助作用。在煤矿生产中引入以地理信息为基础的数字化系统是一个大胆、创新的尝试，数字化煤炭的应用就是为了解决煤矿量难以计算以及验收的问题，它对工作效率的提升、信息的全面搜集都起到了十分重要的帮助。

5结束语

由于受我国市场经济的影响，我国煤矿行业也在如火如荼的发展着。数据自动化管理系统，可以在短时间内生成工程所需的各种数字测量图件，这对煤矿井下事件的决策与分析有很大的帮助。我国的煤矿行业只有真正认识到数字制图的重要性，切实的把数字制图应用到工程建设的过程中，才能真正发挥数字制图的作用，才能真正使煤矿行业以健康、安全的姿态为我国的经济发展做出贡献。

参考文献