数字化测绘技术论文范文
时间:2023-03-22 18:06:49
导语:如何才能写好一篇数字化测绘技术论文,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
【关键词】数字化测绘 水利工程水利工程测绘数字地图测绘 水利
中图分类号: TV文献标识码:A 文章编号:
一.引言
随着现代科学技术的发展,计算机技术及辅助设施CAD技术的广泛应用,数字化测绘技术已经较为成熟的应用于建筑、交通和水利工程中。数字化测绘技术随着计算机技术、网络技术、测量仪器智能化及测绘制图软件的自动化等相关先进的技术的应用,给水利工程中的测绘工程带来了较多有利之处。
二.数字化测绘的优势。
数字化测绘是利用计算机对地形空间的相关数据进行自动处理,完成数字地图的绘制,有特别需要时,可以利用数控绘图仪来绘制所需要的专题地图或地形图。数字化测绘以传统的白纸测图为基础,在全站仪、计算机输入输出设备硬件、计算机绘图软件的支持下,利用数字字库技术和计算机图形处理方法,将野外数据采集到内业,并完成制图。数字化测绘技术通过数据输入、数据处理和数据输出三大部分的功能,实现了测绘制图的自动化、智能化。同传统测绘技术相比,数字化测绘具有以下优势:
1.图形测绘更准确。
利用数字化测绘技术将所采集的地形、地物、地貌等相关数据、信息转化为数字形式,通过数据传输端口输入计算机,经过计算机图形处理软件和测绘软件进行处理,产生内容非常丰富的电子地图。数字地图是地理信息系统(GIS)的重要信息来源,存贮较为方便。在现代地形测绘技术中,数字化测绘已发展成为利用掌上电脑即PPA在现场完成数据采集及数据处理、成图。传统的经纬测绘和白纸绘图,产生的平面位置及其他信息的误差较大,而利用数字化测绘就似乎,测绘点精度非常高,从原始数据采集到成图过程中,精度无任何变化,保证了成图的质量。
2.提高了测绘效率。
数字化测绘是现代GIS数据采集的重要手段,实现了勘测设计一体化、数据采集处理一体化、数据更新和管理智能化。同传统的经纬仪配合平板的测图方法相比,数字化测绘技术的效率高出许多。在通视良好的情况下,利用全站仪以建站点为圆心进行观测,一站可以测量1公里范围内的地形图。正常情况下,传统的经纬测绘法采用白纸绘图法,一个作业组一天仅能测量200个地形点,而利用数字化测绘技术,可以测量400各地物点,甚至更多。数字化测绘技术大大提高了测绘的效率,也缩短了成图的时间。
三.数字化测绘在水利工程中的应用。
1.GPS测绘技术在水利工程中的应用。
授时与测距导航系统及全球定位系统(Navigation System Timing and Ranging/Global positioning System-NAVSTAR/GPS),通常简称为“全球定位系统”,即GPS。GPS是以人造卫星组网为基础的无线电导航定位系统。利用设置在地面或运动载体上的专用接收机,接收卫星发射的无线电信号实现导航定位。它是根据美国国防部1973年12月批准的国防导航卫星计划而建设的。它是由三个部分组成的,分别为空间卫星、地面控制系统、用户的接受处理装置。GPS具有精度高、速度快、全天候、距离远等特点,也恰巧是这样的特点才使得对水利工程的测量可以向外扩展延伸。GPS和多波束测深系统相结合,是形成深水底地形测绘的新手段。
水利工程的选址一般多在地形较为复杂的河谷沟壑之处,工程周边地表植被覆盖较多,测绘时通视条件较差,而又缺乏相关国家控制点,采用传统光学仪器进行控制测量的难度较大。利用GPS卫星定位系统较好的解决了此类问题,由于GPS测量不受气候条件、地形、测量时间的影响和限制,能够及时准确的完成控制测量和数据采集工作,能大幅度减少或免做像控点,既有效减少了测绘的工作量,同时又较大程度的提高了测绘的工作效率。
2.RS遥感技术在水利工程中的应用。
遥感技术RS(Remote Sensing)是在航空摄影测量的基础上,随着空间技术、电子技术和地球科学的发展而发展起来的,它的主要特点是:从以飞机为主要运载工具的航空遥感,发展到以人造卫星为主要运载工具的航天遥感;它超越了人眼所能感受到的可见光的限制,延伸了人的感官;它能快速、及时地监测环境的动态变化;它涉及天文、地学、生物学等科学领域,广泛吸取了电子、激光、全息、测绘等多项技术的先进成果;遥感是运用物理手段、数学方法和地学规律的现代化综合性探测技术。遥感,主要是从远距离、高空或外层空间的平台上,利用可见光、红外线、微波等探测器,通过扫描、摄影来传递信息和处理信息,从而识别地面物质的性质和运动状态。由于RS技术具有时效性、数据综合性、经济性等特点各种大的、小的比例尺地形图都可以快速的利用其影像来获取水利工程的基本地形图。利用RS遥感技术直接进行水利工程的流域规划,可以根据像片来直接判读流域的地形特点和地质构造,便于合理选择水利工程的坝址,对确定水库淹没、浸润及坍塌的范围有较好作用,同时对库区搬迁、经济赔偿及淹没损失等确定具有参考作用。
3.地理信息系统GIS(Geographic Information System)在水利工程中的应用。
地理信息系统是利用计算机存贮、处理地理信息的一种技术与工具,是一种在计算机软、硬件支持下,把各种资源信息和环境参数按空间分布或地理坐标,以一定格式和分类编码输入、处理、存贮、输出,以满足应用需要的人-机交互信息系统。它通过对多要素数据的操作和综合分析,方便快速地把所需要的信息以图形、图像、数字等多种形式输出,满足各应用领域或研究工作的需要,地理信息系统是现代水利工程数字化测绘的重要技术支持和测绘平台。
4.数字化测绘在水利工程中的应用领域。
(1)点位测设。水利工程中施工测量的基本任务是要测设点位,既要求对已知长度、高程、角度和坐标的测设,在大中型水利工程中,都需要对施工区域内进行布设施工控制网,之后利用网内控制点作为基础进行施工放样。利用GPS技术能大大减少施工控制网中的过渡控制点,既节省了成本,有提高了效率。
(2)计算水库库容。传统计算水库的库容时,都是采用手工计算,工作量非常大,而且容易出错,计算精度也较差。通过利用数字化地形图,加大了采集点的密度,同时也提高了面积计算的精度。可以插绘等高线,提高库容计算的精度,能快速计算书库的容量,便于实现水库的自动化管理。
(3)水力资源管理。
水力资源管理利用遥感技术为检测手段,利用GIS地理信息系统作为管理平台,通过RS技术和GIS技术能够客观、快速、经济的为大中型水利工程提供地理、环境、地质及水文等相关信息,是水利工程选址、工程规划及设计和施工管理的重要分析工具。
四.结束语:
数字化测绘技术在很大程度上提高了水利工程测绘的水平,提高了测绘精度,确保地形图准确可靠。现代测绘技术的应用,先进测绘仪器和测量技术及测绘方法,为水利工程的建设和管理提供了可靠依据。
参考文献:
[1]艾斯克尔·努尔 数字化测绘在水利工程中的应用 [期刊论文] 《黑龙江水利科技》 -2011年2期
[2]陈运河 数字化测绘技术在渠道改造工程中横断面图的运用 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年16期
[3]杨安广 陈东宇 数字化测绘在水利工程中的应用 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年36期
[4]唐继权 赵学辉 郑红英Tang JiquanZhao XuehuiZheng hongying 水利工程测绘数字化分析 [期刊论文] 《中国水运(理论版)》 -2007年1期
篇2
【关键词】: 数字摄影 信息化测绘 信息化
中图分类号:P2文献标识码: A 文章编号:
随着数字摄影测量不断的发展与进步,整个测绘领域已有逐渐向信息化测绘发展的趋势,但是目前我国信息化测绘领域还存在一定理论和技术上的障碍,目前我国正处于数字化测绘向信息化测绘发展的关键时期,经国务院批准基础测绘中长期规划纲要提出:到2020年我国要形成以基础地理信息获取空间化实时化、处理自动化智能化、服务网络化社会化为特征的信息化测绘体系,信息化测绘是数字化测绘发展的必然结果。现在就数字摄影测量谈一下信息化测绘的相关问题。
一 数字摄影测量技术
1概念:数字摄影测量技术是在DGPS/IMU组合导航技术和LIDAR激光雷达扫描技术基础上建立的一种数字测量手段。
2相关技术
2.1航空数码相机:这种技术的优点在于可通过不增加飞行成本而大幅度提高重叠度影像获取、匹配及三维重建的精度。
2.2无地面控制的卫星影像对地定位技术:这种技术已经广泛的应用到高空间分辨率卫星影像几何处理中,有广阔的应用前景。
2.3数码城市建模中数字摄影测量技术:这一技术是利用低空飞行为传感载体,将安装到旋转平台上的数码相机拍到的航带城区影像进行整体处理,生成城市立体影像拼图。这样一来大大降低劳动量同时减少一些由于地理复杂带来的误差。
二 信息化测绘技术
1内涵:信息化测绘没有改变测绘的本质,数字化测绘是信息化测绘的基础,离开了数字化测绘就没有信息化测绘,二者密不可分,也就是说,信息化测绘不是替代数字化测绘,而是数字化测绘的新一轮发展,是数字化测绘的发展的必然结果。
2信息化测绘技术组成
2.1智能化移动测量技术
智能化移动测量技术是结合了空间同步、自动提取及传输移动实时信息等技术,作用在于整个测绘过程中对于热点数据的采集。由于采取多项技术结合,能够实现地理信息服务的社会化、实时化和大众化。
2.2地理信息动态更新技术
地理信息动态更新技术有及时更新时态增量、地物变化信息以及数据保存等作用。由于这项技术的更新速度快、信息搜索及时以及能处理庞大复杂数据等优势使得整个信息化测绘的效率大大提高。
2.3数字化地图技术
数字化地图技术实现了纸制地图的数字化处理,是将能满足条件的纸制地图利用数字化地图处理仪处理后将产生的相关信息数据输入电脑中,生成相应的数字地图。这种地图具有保真、便捷等特性。
2.4全球定位系统技术
该技术为地面上GPS使用提供精确实时、高精度的三维坐标及相关信息,该技术广泛的应用到运输导航、城市建设及航空航天等
2.5数字摄影测量技术
数字摄影测量技术以数字影像和摄影测量为基础,结合计算机技术和数字影像匹配等技术广泛应用到大比例尺地形测量中,是信息化测量技术的基础。
3信息化测绘的核心
信息的集成和管理是信息化测绘的核心,在测绘领域,由于空间信息获取速度快、信息获取量大以及空间测绘产品多样,如各种比例尺的4D产品(DOM、DRG);还有各类更新信息乃至专题信息,如何将这些原始影像高度集中管理是一个十分复杂的问题。
4传统观念突破是信息化测绘发展的关键
随着信息测绘的发展,数字真影测量技术的流程、组织奖发生深刻的变化,如数字摄影测量中影像的“控制点库”建立有一定的作用及意义,但随着真正的信息化测绘技术的到来,新影像与已有正射影像直接匹配,这样一来“控制点库”的作用就不太大啦,因此不能只停留在传统的理念上来考虑数字摄影测量问题。
三 数字摄影测量技术对信息化测绘的积极作用
1数字摄影测量技术保障信息化测绘的科学实施
随着数字测绘技术水平的不断提高,整个测绘体系正朝着信息化测绘方向发展。发展的过程中数字摄影测量技术也在不断的发展成全数字化与计算机结合,覆盖面积更广,应用范围更大得技术体系。在信息化测绘技术将成为未来主流的大趋势下,完善的数字摄影测量技术将不断的有力的保障信息化测绘的科学实施。
2数字摄影测量理论的完善有利于信息化测绘体系的建立
科技不断进步使得数字摄影测量理论不断自我完善。数字摄影测量理论是数字摄影测量技术的基础,而数字摄影测量技术是信息化测绘技术的基石,信息化测绘技术则是信息化测绘的核心内容,总之,数字摄影测量理论的完善将会为信息化测绘体系提供一个科学可靠的理论平台,在对各种测绘技术中和整理后,信息测绘体系将会有建立起一个扎实可靠的理论基础,符合了我国信息测绘的可持续发展。
3传感器进步为信息化测绘提供技术手段
近些年来随着传感器的不断进步已经突破数字摄影测量依靠控制点进行测量的传统模式,这样一来将大大的提高传感器捕捉信息的及时性与准确性,从而减少控制点的复杂性造成的误差和其他一些不利的影响,传感器不断进步下衍生出的各种传感技术将为信息化测绘技术提供先进的技术手段,促进了信息化测绘的发展进程。
总结:数字摄影测量技术与信息化测绘二者密不可分,数字摄影测量技术是信息化测绘发展的基石,数字摄影测量技术也是数字摄影测量技术发展的必然产物,综上所述:信息化测绘解放整个测绘工作的劳动力,提高测绘效率应用前景广发,但是我国的测绘体系有数字化测绘向信息化测绘发展过程中还有很多问题亟待解决,在这过程中需要克服种种困难,资源利用最大化,才能推动信息化测绘体系的不断发展与完善,实现真正意义上的信息化测绘。
参考文献
[1] 张祖勋,张剑清,张力.数字摄影测量学发展的机遇与挑战[J].武汉测绘科技大学学报,2000,25(1):7-11
[2] 王金鑫,叶海翔,田高力,孙晓兵,当代摄影测量的发展与定位[A].全国测绘科技信息网中南分网第二十一次学术信息交流会论文集[3],2007年.
篇3
关键词:CASS,断面,里程文件,方法,比较
随着计算机技术及数字化技术近些年来的飞速发展,越来越多的测绘工作者把目光聚焦到了利用计算机来进行数字化成图技术上,以此来减轻测量内业人员的工作量,提高工作效率及输出成果的精准度。
CASS地形地籍成图系统是基于AutoCAD平台技术的数字化测绘数据采集系统,本文详细介绍了利用CASS系统绘制河道断面图的两种方法,并对两种方法进行了分析比较,以供给不同需求的读者选择使用。
1. 根据已知坐标绘制断面法
先将外业测量所得各断面高程点数据展开到河道带状地形图上。
1.1 纵断面图
1.1.1绘制纵断面线
利用工具栏里的“多段线”命令,在河道带状地形图上,选择各横断面位于河道中心位置的高程点,绘制出纵断面线。
1.1.2绘制纵断面图
选择菜单栏中的“工程应用——绘断面图——根据已知坐标”,选择所绘制的纵断面线,弹出“断面线上取值”对话框(如图一),已知坐标获取方式选择“由图面高程点生成”,设置采样点间距及起始里程后“确定”。
图一
自动弹出“绘制纵断面图”对话框(如图二),选择距离标注方式为“里程标注”,设定其他各参数后确定,该河道的纵断面图就生成了。
图二
1.2 横断面图
1.2.1绘制横断面线
使用“多段线”命令,将每个横断面上各个高程点连结成线,需要注意横断面线的起始方向就是横断面图的起始节点方向。
1.2.2绘制横断面图
选择菜单栏中的“工程应用——绘断面图——根据已知坐标”,选择所绘制的横断面线,弹出“断面线上取值”对话框(如图一),已知坐标获取方式选择“由图面高程点生成”,设置采样点间距及起始里程后“确定”。免费论文。
自动弹出“绘制纵断面图”对话框(如图三),选择距离标注方式为“数字标注”,设定其他各参数后确定,该河道的横断面图就生成了。
1.2.3里程标注
在所绘制的纵断面图上找到该横断面所对应的里程,以文本的形式添加到该横断面图上。
图三
重复以上步骤绘制其他横断面图。
2. 根据里程文件绘制断面法
2.1 纵断面图
参照方法一绘制出纵断面线。
2.1.1生成坐标数据文件
如测量时无dat文件。可选择菜单栏中的“工程应用——高程点生成数据文件——有编码高程点”,输入数据文件名(如图四),保存为dat格式的文件。
图四
点击保存后有两个命令可以选择:命令1(选取高程点范围),命令2(直接选取高程点或控制点)使用其中一个命令选择好坐标点,系统提示找到点的个数及“OK!”,此时坐标数据文件已经生成。
2.1.2生成里程文件
选择菜单栏中的“工程应用——生成里程文件——由复合线生成——普通断面”,选择所绘制的纵断面线,弹出“断面线上取值”对话框(如图五),已知坐标获取方式选择“由数据文件生成”,坐标数据文件名为上一步所生成的坐标数据文件,输入要保存的里程文件名,保存为hdm格式的文件,设置采样点间距及起始里程后“确定”。
图五
2.1.3绘纵断面图
选择“工程应用——绘断面图——根据里程文件”,选择所生成的里程文件,弹出“绘制纵断面图”对话框(如图二),按需要设置各参数后“确定”。
2.2横断面图
2.2.1修改坐标数据文件
使用记事本将1.1中所生成的坐标数据文件打开。免费论文。
如以下数据所示:
点号点位 Y坐标 X坐标 高程
1,,138.679,69.125,1.000
2,,129.848,69.075,1.000
3,,108.979,69.787,1.000
4,,115.674,69.929,3.000
5,,119.876,69.502,1.000
6,,132.269,78.898,1.000
7,,124.791,79.325,4.000
8,,117.170,79.041,4.000
9,,109.905,79.183,3.000
10,,104.421,79.112,2.000
……
此时需要以横断面编号添加点位标记,纵横断面相交的高程点前需加“m”,以下为修改后的坐标数据文件
1,1,138.679,69.125,1.000
2,1,129.848,69.075,1.000
3,m1,108.979,69.787,1.000
4,1,115.674,69.929,3.000
5,1,119.876,69.502,1.000
6,2,132.269,78.898,1.000
7,2,124.791,79.325,4.000
8,m2,117.170,79.041,4.000
9,2,109.905,79.183,3.000
10,2,104.421,79.112,2.000
……
修改后以dat格式保存文件。
2.2.2生成里程文件
选择“工程应用——生成里程文件——由坐标文件生成”(如图六),简码数据文件名选择修改后的坐标数据文件,输入要保存的里程文件名,自行选择横断面上的点排列方式,保存为hdm格式的文件。
图六
2.2.3绘横断面图
选择“工程应用——绘断面图——根据里程文件”,选择2.2中生成的里程文件,弹出“绘制纵断面图”对话框(如图二),按需要设置断面图间距和其他各参数后“确定”,所有横断面图一并完成。
所绘制横断面图如图七所示。
图七
3.分析
方法一操作步骤简单易懂,每绘制好一个断面图后可即时复核,但无法批量生成和需要手工输入里程,使得此方法在应用中有一定的局限性,较适合河道断面比较少的情况,同时不可形成为中桩为0距离的横断面图。免费论文。
方法二虽然操作步骤比较繁琐,需要生成和修改的文件较多,但设置好各参数后可批量绘制所有横断面图,并且自动标注各个横断面里程,大大提高了绘图效率,适合河道横断面数量多的断面绘制。
两种方法均经过实际操作证明简单易行,各有所长,在应用中应有所思考,选择最适合的方法来提高工作效率和质量。
4.结语
利用CASS成图系统绘制河道断面图的意义不仅仅在于提高了测绘内业工作者的工作效率,也代表了我国数字化进程的发展趋势,由传统的全手工化制作到如今的数字化、自动化成图,飞速发展的科学技术给测绘工作带来了更为广阔的天空,作为测绘工作者更应该注意不断实践与探讨,推动测绘工程任务的顺利完成,保证质量、满足进度,取信于客户、取信于社会。
【参考文献】
[1] 谢刚生等.数字化地形地籍成图系统CASS7.0用户手册[M].南方测绘仪器有限公司,2006(2).
[2] SL197-97:水利水电工程测量规范[S].北京:中国水利水电出版社,1997(3).
篇4
【关键词】数字城市;文献计量分析;研究热点
【中图分类号】G255 文献标识码:A 文章编号:
引言
数字城市(Digital City,DC)有广义与狭义之分,广义上指城市信息化;狭义上是指综合运用地理信息系统(GIS)、全球卫星定位系统(GPS)、遥感系统(RS)、网络等关键技术,建设服务于城市规划、建设、管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统[1]。数字城市的提出成为我国城市信息化建设过程中的亮点,随着数字城市领域研究的不断深入和社会信息化的高度发展,我国数字城市的建设也呈现出新的特点。
1 研究方法、数据处理
1.1 研究方法
1.1.1内容分析法。通过对文献特定主题内容进行定性定量剖析,提示该主题内容的实质,系统、客观地把握其研究动态和趋势[2]。
1.1.2文献信息统计分析法。利用统计学方法对文献信息进行统计分析,以数据来描述或揭示文献的数量特征和变化规律,从而达到一定研究目的的一种分析研究方法。它是在统计学原理的指导下,在长期文献信息统计实践中逐步形成和发展起来的[3]。
1.2 统计来源
本文选取中国学术期刊网全文数据库为数据来源,以“关键词”为检索项,“数字城市”为检索词,时间跨度选取2006-2011年共6年的数据,即检索条件:关键词=数字城市*全部期刊*年=2006-2011。检索出符合条件的论文共计1704篇,剔除通知、会议、纪要、讲话等,共获得有效论文1117篇。
2 数字城市研究文献计量分析
2.1数字城市研究发文量分析
在cnki学术趋势搜索中以数字城市为主题检索,数据整合分析后得到该领域论文数量在1997-2011年的变化趋势,经分析得:
1998-2003年我国数字城市领域的研究一直呈现增长态势, 2000年国民经济“十五”规划将信息化列为专项之后,论文数量明显增长,2003年达到顶峰;2004-2006年间研究呈现下降趋势且发文量相对平稳,该阶段论文对数字城市发展中的瓶颈及对策进行了分析;2006年之后该领域的研究总体呈现增长态势,2011年达到历史高峰。
2.2论文作者分析
通过对2006-2011年间数字城市领域论文作者进行统计,获得有效论文作者1771位,其中,李琦发表文献9篇,排在第2、3位的分别是邹逸江、黎林峰,这些作者均为数字城市研究领域的积极型研究者,丰富和发展了数字城市理论。
2.3论文期刊分布分析
著名的布拉德福定律揭示了文献信息集中离散分布规律,该规律有助于选择和确定核心期刊。所谓核心期刊,实质刊载与某一学科领域有关的信息较多,且水平较高,能够反映该学科最新成果和前沿动态[4]。
载文量排名前10的期刊中《中国建设信息》、《测绘与空间地理信息》与《地理空间信息》载文量最多,载文数量189篇,占论文总量的16.92%,《中国建设信息》刊载量连续3年处于领先地位,为研究者快速查找数字城市领域的研究热点提供参考。
2.4关键词分析
通过采用内容分析法和词频分析法相结合的方法对当前的研究热点进行分析。近6年数字城市文献中出现的关键词共计1380个,列举出现次数较多词并对相近的词进行归类,结果如表1所示。
表1:关键词统计结果表
序号 关键词 出现次数 所占比例 序号 关键词出现次数 出现频率
1 数字城市 48234.93% 6数据库503.62%
2 地理信息系统 17512.68% 7应用302.17%
3 虚拟现实 977.02% 8 地理空间框架 221.59%
4 城市规划 63 4.57% 9 数字化 211.52%
5 信息化 594.28% 10电子政务 201.44%
3 数字城市未来研究热点
3.1智慧城市的研究是数字城市未来发展的方向
数字城市领域中核心作者李琦认为:数字城市是智能城市的初级阶段,随着科学技术的进步,数字城市也将向智能城市发展。通过一些核心作者的研究可以看出,作为数字城市发展高级阶段的智慧城市将成为未来研究热点。
3.2地理空间框架的研究作为数字城市建设的重要技术支持仍是研究热点
通过对数字城市刊载量较多的期刊特点进行分析,可以得出与地理空间信息相关的研究日益增多。数字城市地理空间框架作为数字城市的一部分,为整个数字化城市管理搭建了一个地理信息公共平台,可以有效的促进地理信息共享应用,数字城市领域的地理空间框架研究仍是未来研究热点。
3.3数字城市的应用研究将日益增多。
从国家测绘地理信息局了解到,截止2012年5月23日,全国已有260余个地级以上城市开展数字城市建设。数字城市建设的最终目的在于服务政府在城市建设领域的决策,提高百姓生活质量。因此,在数字城市建设过程中存在的问题及改进研究方面,建成后如何依托数字城市地理信息公共平台提高城市管理效率和水平,以及如何使数字城市建设更好的服务民生方面的研究将日益增多。
4 结语
回顾国内近六年来的研究文献,可以发现数字城市研究文献的数量呈逐年增长态势,研究主题涉及数字城市的理论、支撑技术和应用等多方面,未来也将逐步向较高层次的智慧城市领域研究,更好的促进城市建设,提升人民生活质量。
【参考文献】
[1] .数字城市信息共享的几个问题[J].《北京测绘》,2007(4):1-5
[2]王知津,闫永君.网络计量法与内容分析法比较研究[J].《图书馆学研究》,2006.(6):2-5
篇5
关键词:原图处理;数字化绘图;数字摄影测量技术
一、GIS技术的应用
(一)GPS数据
当前主要有手扶跟踪数字化和扫描大量化、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。扫描大量化是通过扫描仪输入扫描图像,然后通过大量跟踪,确定实体的空间位置。随着扫描仪的普及和大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。下面简单介绍MAPCAD软件的原图数字化处理作业流程。
(二)MAPCAD软件
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,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。
二、GPS 数字化绘图
(一) 数字化成图
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)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。
(二)采集数据
采集数据时,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。
三、摄影测量
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。
篇6
关键词:土地信息系统、数据质量、误差、分辨率、坐标变换、矢量数据、栅格数据、拓扑
Abstract:DataisveryimportantforLandInformationSystem,AkeytoLandinformationthesystem''''sdevelopmentssuccessiswhetherthedataquantityisaccuracy.ThispaperwillStudythedataquantitytheprobleminLandinformationthesystemestablishtheprocess.
Keywords:LandInformationSystems;DataQuality;Error;Accuracy;RemoteSensing;Digitize;Resolution;CoordinateTransformation;VectorData;RasterData;Topological.
一、前言
土地是人类的宝贵财富,是人类社会进行物质生产所必需的基本条件和自然基础。如何科学、合理地利用有限的土地资源,如何及时了解与掌握土地利用变化数量和空间特点,对于保持耕地总量动态平衡和土地持续利用具有十分重要的意义。
随着社会经济的日趋多样化,土地部门的业务工作及范围也在不断扩大,原有的靠手工操作,图纸管理的模式已经越来越不能满足高效率的需求。为强化土地管理,满足社会对土地资源信息更多、更细、更完善的服务要求,各土地管理部门纷纷加入信息化、数字化的改革大潮。特别是在市场经济条件下,因土地管理部门工作的严肃性、准确性、科学性和规范化要求,管理中任何规定的确定和变更都需要完成大量的信息收集、分析、综合、决策和评估等工作,土地管理也只有强有力的信息技术(IT)的支持下,才能做到真正的科学决策和管理。
土地信息系统(LIS)是地理信息系统的一个分支,是一种基于宗地[以宗地(地块)为单位]的计算机管理信息系统。是一种利用计算机技术及其属性数据进行采集、处理、管理、查询、分析、应用和维护更新的空间信息系统,是土地管理的现代化工具,是土地规划和管理定量化、科学化的方法、手段。但是,在土地信息系统的建设过程中,还存在许多问题,给土地信息系统的建设及发挥带来一定困难。这里仅对土地信息系统建设中的数据质量问题进行探讨。
二、对LIS数据质量的认识
数据是一种未经加工的原始资料,是客观对象的表示,它可以是数字、文字、符号、图像,数据是信息的具体表达形式。一个LIS系统包括空间数据、属性数据、空间数据之间的关系以及空间数据与属性数据之间的关联。
人们往往以为计算机为基础的信息系统的数据质量是可靠的,很少怀疑利用信息系统产生的分析结果在数据质量方面会有问题,但事实远非如此。在某些情况下,由于多种原因,计算机分析的结果甚至会比手工分析的误差更大。这里除软件、硬件的质量问题,计算方法上的问题,以及分类、编码、输入、操作的明显疏忽外,数据本身的质量是重要的原因。
众所周知,数据是LIS的“血液”,是组成系统的重要元素。数据质量的好坏是土地信息系统成功与否的关键所在;数据质量的高低优劣,都直接影响到土地信息系统的经济效益和社会效益,决定了系统应用价值的大小;数据的可靠,质量的好坏将直接影响到整个系统的成败。系统如果不能提供正确、可靠的信息,这个系统也就失去了存在的价值。
数据质量的好坏是一个相对概念,并具有一定的针对性。衡量其好坏主要有以下几个指标:误差、数据的准确度、数据的精度和不确定性[1]。数据质量是数据整体性能的综合体现。
统而言之,数据的质量问题主要表现在两个方面:一是数据是否及时反映了现实世界;二是数据是否保持了一致性和完整性。
土地信息系统的数据量大,数据来源广,数据采集的任务重,在数据库建立过程中会出现许多人为和系统的误差,甚至还有可能产生数据错误,最后采集的数据无法准确反映规划和管理的实际状况,建立在此数据库基础上的系统往往也就达不到管理自动化辅助决策的目的,而只不过是“看看而已”的一种“摆设”罢了。
数据库(包括空间数据库和非空间数据库)是土地信息系统最基本、最重要的组成部分,也是投资比重最大的部分。数据质量的好坏,直接影响系统的功能和应用。不仅要根据技术规程衡量数据质量,还要从数据使用角度分析数据质量问题。数据质量通常是指数据的可靠性和精度,它主要用数据的误差来度量的。现就土地信息系统建立过程中的数据质量问题作进一步的探讨。
三、数据源质量的问题
土地信息系统的数据源指建库中所需要的各种数据类型的来源。它是土地信息系统最基本、最重要的组成部份。土地信息系统的数据源多种多样,主要包括有:地图,地图是系统最主要的数据源,因为地图是地理数据的传统描述形式,是具有共同参考坐标系统的点、线、面的二维平面形式的表示,内容丰富,图上实体间的空间关系直观,而且实体的类别和属性可以用各种不同的符号加以识别和表示。土地信息系统其图形数据大部分都来自地图,土地信息系统的属性数据主要有地籍图、宗地图、土地详查图、土地利用现状图、行政区划图、专题图、乃至地形图等各种图件的矢量化地图数据。二是遥感影像数据,遥感影像数据是一个极其重要的信息源。通过遥感影像可以快速、准确地获得大面积的、综合的各种专题信息,航天遥感影像还可以取得周期性的资料,这些都为土地信息系统提供了丰富的信息。三是统计数据,包括土地的分类、面积、权属、分布及质量、等级状况、利用状况、非法占地等统计资料。四是实测数据,包括GPS点位数据、地籍测量数据等。五是数字数据,包括数字图形数据和属性数据。数字数据主要有地籍号、档案卷宗号、地类号、图号、手簿号、宗地界址点点号及坐标控制点坐标,宗地面积,面积中误差、年代、日期等等。属性数据包括图形、图像以外的各种文字、数字信息。其中文字信息主要是与宗地档案,文件档案组成相关的各种检索和查询信息(如:土地权利人姓名或单位各称、土地座落,文件档案的标题、发文机关、公文字号等等),以及土地登记、地籍调查、权属审核、登记发证各办公流程中的各种键盘输入信息。六是各种立法文件和文字档案,主要有地籍档案、文件档案等具有法律效力或需要经常查阅的原始文件材料,它们是土地信息的重要组成部分,在土地的规划管理中起着很大的作用。
数据源质量问题指数据的采集和录入中可能产生的误差,建库所需的各种类型的数据的可靠性和精度。
从土地信息系统建立的过程来看,它的主要因素有:各种测量数据,地图和遥感数据等的误差;调查和统计造成的属性数据误差,以及文档数据的错误等,数字化前的预处理、手扶踀自动化的分辨率和矢量化精度。
1、遥感数据
地理信息系统、遥感和计算机辅助制图是现代地理学的重要技术手段。遥感作为一种获取和更新空间数据的强有力手段,能及时地提供准确、综合和大范围进行动态监测的各种资源与环境的信息,因此遥感数据是土地信息系统的一个重要数据源。
所谓遥感(RemoteSensing)就是遥远感知的意思,也就是不直接接触目标物和现象,在距离地物几公里到几百里、甚至上千里的飞机、飞船、卫星上,使用光学或电子仪器接受地面物体或发射的电磁波信号,并从图像胶片或数据磁带形式记录下来,传送到地面,经过信息处理,判读分析和野外实地验证,最终服务于有关部门的规划决策[2]。土地管理部门可以运用遥感技术快速获取现状空间的信息。
尽管遥感技术有很多好处,但因其自身特性,获取的遥感数据可能存在一些误差。如:不同的高度引起的问题,由于传感器的结构及稳定性产生的问题,对信号进行数字化产生的误差。传感器在航线、航向上出现的误差,大气辐射产生的误差,地形和地貌等因素产生的误差等等。在遥感资料的获取时,有些误差是可以控制的,有些则不可控。因此必须对原始数据进行预处理,包括利用地面控制对原始数据进行几何校正,图像增强和分类。对获取的遥感数据进行光谱校正,特征提取,自动识别分类、自动成图等处理[3]。
2、测量数据
各种原始的测量数据是土地信息系统的主要来源之一。包括宗地的权属界线、位置、形状、数量、面积、各级行政界线、地形图测量等。由于人和环境的因素,测量数据不可避免地受到人为误差(对中、读数、平分等误差)、仪器、环境的影响。来源于地面测量的数字数据中含有控制测量和碎部测量误差。其中控制点误差又受控制网的参考基准、网形和观测精度以及观测费用等因素的影响。碎部点误差除了继承了控制点的误差外,还受自身观测方法,观测精度和地界的人为判断,以及地物地貌的取舍等因素的影响。当然原始数据误差受观测仪器、观测者和外界环境三种因素影响。除此之外,还有测量数据的实时性以及数据老化,采集数据的密度不合理,或概括取舍不合理,选取测量规范标准不一致或精度等级不一致造成测量数据的不一致的影响。
地籍要素是构建土地信息系统极为关键的一步,其测量数据的精度高低决定了系统功能能否得到正确和充分发挥。
从地籍测量成果的有效性和土地管理的可能性来考虑,为了保证各权属单元之间的界线清晰,边界无争议,并且双方都能接受而不损害他人和国家的利益,地籍测量要达到一定精度。因此,必须要有相应的数据采集方法作为保证。地籍要素的采集方法目前主要有两种,一种是传统的模拟式外业测图方法,另一种是野外全数字化数据采集方法。传统方法的主要作法是在地籍控制测量的基础上,用解析法测量出权属界址点坐标,以控制点或以界址点为基础施测成地籍图,要形成入库数据信息,则要通过对原图数字化来实现。用传统数据采集方法形成地籍要素数字信息其误差影响因素较多,主要误差来源为:测站点误差m1,量距误差m2,在测图板上描绘方向线误差为m3,刺点误差m4,数字化仪采点误差m5等。按有关专著论述,一般情况下,m1≈±0.12mm,m2≈±0.2,m3≈±0.1mm,m4≈±0.14mm,这四项误差为野外采集误差。数字化m5的影响因素比较复杂,误差产生首先与图形要素有关,要素本身的复杂程度对数字化精度有显著影响,数字化仪本身的精度更应引起重视。正常情况下,用常规数字化仪进行数字化时,精度一般可达到±0.13mm。综合上述得,地籍要素采集精度m采为:
m采=±
=±
=±0.02mm
按1:500比例尺来考虑,实地误差将达到±10cm,由此可见,按传统方法施测,则拟入库的地籍要素信息很难达到规定的±5cm的精度标准[4]。
采用野外全数字化方法,界址点野外数据采集一般采用直接测定坐标法,即将全站仪或测距仪置于测站点上,对界址点上的移动棱镜进行水平角和距离测定,电子手薄记录计算。此种方法的主要误差来源为水平角测角误差mβ和测距误差mD,测角中误差角保守为±5″,测距误差主要来自移动棱镜偏离界址点位置误差,其偏离值按2cm考虑。测距平均边长取100m,按点位误差精度估算公式m2=来计算,则m≈±2cm,即便考虑测站误差和其他偶然的联合影响,点位精度也肯定在规定范围内,所以地籍要素信息数据的野外全数字化有利于提高界址点精度,从而保证地籍数据的质量。
3、调查、统计、文档数据问题
土地信息系统的建设过程中,涉及大量的调查统计数据,这些资料尚存在许多不足之处,为土地信息系统的建设带来了一定困难。
建立土地信息系统,必须首先进行土地基本信息的搜集,开展地籍调查工作,核实宗地权属,掌握土地利用状况,获得宗地位置、形状及其面积的准确数据,为建库奠定基础。
现就地籍调查工作加以探讨,众所周知,权属调查的工作之一是填写地籍调查表。由于权属调查技术性强,工作量大,参与人员多且水平不同等原因,填写后的地籍调查表或多或少会出现下面一些问题。在填土地使用者名称时,单位本应填写全称,可出现了类似这样的情况:某林业局有3宗地,而在3份地籍调查表上出现了xx林业局、县林业局、林业局等名称。按这样的名称录入建立信息系统,将导致不能正确地自动的归户。在填写土地使用者性质时,本应该写“全民”或“集体”或“个体”或“个人”,而出现了“国营”或“国有”或“私营”这样的名词。在填写宗地四至时应说明权属界线所经地物名称及归属、位置、与誰接壤。但出现了东(南、西、北)至xx,而未填出接xx。且有的四至填写错误,如两宗地共用一堵墙时,则只能出现两宗都至墙中,或一宗至墙内另一宗至墙外,但填出了两宗都至墙外或墙内等情况。在填写界址标示处的界址线位置时也有类似错误,有的表填写字迹潦草,或使用简化字,让人难以辨认。有的内容还可以猜出,但户主的姓名、调查员、勘丈员的签名等内容实在难辩;有的表中该填的内容而未填,任意涂改。
共用宗的处理,一个地块被几个权属单位共同使用,而其间又难以划清权属界线,这样的地块称为共用宗[5]。不少县(市)是这样处理的:有多少土地使用者就填多少份地籍调查表,表上的内容按各分宗填写。这样做的好处是所填的内容详细,调查表和土地登记申请书、审批表形成一一对应的关系。但其弊端也是显而易见的,其一较大地增大了填表的工作量,其二增大了复杂程度,在填写四至时,如遇一个土地使用者使用几个地块则不得不写清几个地块的四至;为填清界址指标,又得设置内部界址点,增加了宗地草图和地籍图的负荷量,填表时如不小心还会造成表与表之间的相互矛盾。为了和地调表统一,有的在形成宗地界址点成果表时,除了有宗地界址点成果表外,还有分宗的界址点成果表。如果内部界址点是在纸图上图解的,则将该宗地的宗地界址点和内部界址点和计算机展点后,会出现界址线混乱的情况。在土地信息系统建库时,这些内部点是不能当界址点录入进库的。如进库则在面积统计时,这种内部界址点所围成的区域的面积就被多统计了一次。
建立完备的信息系统,必须具备这样的条件:大比例的地形图或地籍图;野外测量的界址点数据;宗地的属性数据(土地登记申请书、地籍调查表、审批表等)。全省在进行大大规模的城镇地籍时,由于受当时的条件限制,自动化程度低,各作业单位作业水平的不同,或多或少出现一些问题。在建库时所发现的问题主要是界址点的坐标成果与地籍上的位置不吻合;相邻宗的同一界址点坐标不同;界址边长、宗地面积计算有误。某些县(市)为了进行土地登记,由于多方面的原因,在进行初始地籍调查时,只作权属调查,不作规范的地籍测量。为了计算面积,用皮尺或钢尺丈量界址边长及相关尺寸,用几何图形法计算出宗地面积,而不测址点坐标和地籍图。这样做不利于信息化的管理。
4、图形数字化
影响数据质量的因素是多方面的,有相当一部分来自于建库过程中的数字化过程。建库过程中的数据质量,包括数字化前的预处理,纸张变形、手扶跟踪数字化精度或扫描数字化的分辨率和矢量化精度。
(1)数字化前的预处理
用于数字化作业的地形图(工作底图)一般采用聚酯薄膜图,其变形一般小于0.2‰。采用纸质图纸时,图纸的尺寸随湿度和温度的变化而变化,温度不变的情况下,温度由0%增至25%,则纸的尺寸可能改变1.6%[6]。因为纸的膨胀率和收缩率不相同,即使温度回到原来的大小,图纸也不能恢复原来的尺寸。因此在数字化时要适当的比例因子,通过仿射变换进行几何纠正,以减小工作底图变形产生的位置误差,达到相应的精度。
对不同种类和比例的工作底图进行数字化时,应注意它的投影方式是否一致,比例是否匹配。对于不同投影方式应在数字化后及时变换为系统要求的投影方式。对于不同比例应将比例尺和精度记录到元数据中,以便估记由此可能产生的误差。
(2)跟踪数字化
手扶跟踪数字是一种自动化精度较低的数字化方式,其数字化精度也因操作员及其工作的疲劳程度而异,操作员的劳动强度较高。随着大幅面扫描仪的成本不断降低,扫描和矢量化技术不断完善,这种数字化方式可能成为自动扫描数字化的一种补充。
手扶数字化是从地形图输入空间数据的最广泛采用的输入方法。把地形图放置于数字化桌上,用手持设备,跟踪每一个地图特征、数字化设备精确量测鼠标的位置,产生数据形式的坐标数据。
影响跟踪数字化数据质量的因素很多;主要有:数字化底图中地理要素的宽度、密度和复杂程度对数字化结果的质量有着显著影响。数字化仪的分辨率和精度对数字化数据质量有着直接的决定性的影响。《地形图数字化规范》规定,数字化仪的分辨率不能小于每厘米394线(约1000dpi),精度不低于0.127mm(0.005英寸)。常见数字化仪在分辨率方面通常能满足要求,而在精度方面却有相当一部分不能达到要求。在选择数字化仪时要特别注意其精度指标,以满足LIS工程的需要。数字化操作员的技能与经验不同而引入的人为因素误差是不同的,由于操作员视力、操作习惯,熟练程度和疲劳程度的不同,最佳采样点位值判断,十字丝与目标点重合程度的判断会有一定程度的差异,影响数字化的质量。操作方式(如曲线采点方式和采点数目)也会影响数字化数据的质量。
假定各种误差影响符合误差传播规律,手扶跟踪数字化的综合精度应按下式求得:[7]
m数=±
其中:m数表示手扶跟踪数字化的综合精度;m定表示工作底图定向误差,m仪表示数字化仪精度,m人表示人为因素误差。
(3)、扫描数字化
扫描数字化用高精度扫描仪将图像等扫描并形成栅格数据文件进行处理,将之转化矢量图形数据。规范规定:图形定位控制点扫描误差不大于0.1mm,相对于工作底图,矢量化后的扫描点误差不大于0.15mm,线划误差不大于0.2mm。影响扫描数字化质量的因素除原图质量外,还包括:扫描精度、定向精度、矢量化精度损失等。
①扫描仪的分辨率和精度
扫描仪的分辨率和精度对扫描数字化质量的影响是至关重要的。因此,要根据具体情况选择适当的扫描仪。目前,大幅面扫描仪大致有,滚筒式(drum),平板式(flatebed),直进式(directfeed)3种。这些扫描仪能够输出一种或多种形式栅格数据文件(二值、灰度和彩色)。
滚筒式扫描仪精度较高价格较贵,能以较高的分辨率扫描AO或更大的图纸。
平板式扫描仪与滚筒式一样精度高、价格贵、分辨率很高,但一般幅面不会超过A1幅面。由于平板式扫描仪幅面小,扫描后多需进行拼接,从而增加了工作难度,引入了更多的误差源。LIS工程一般不选用这种扫描仪。
直接式扫描仪精度较低,价格也较便宜。通常能够满足一般LIS工程的需要。
目前,需要的大幅面扫描仪品牌有:CONTEX、VIDER、ANATECH等。
在选择扫描仪时,应注意其是否采用硬件消蓝。光学分辨率代表了扫描仪的分辨率能力,而经销商往往只是给出插值分辨。同时,应注意扫描仪的歪斜失真,歪斜失真的大小与扫描仪的走纸方式有关。
②栅格数据矢量化的精度损失
在土地信息系统中,栅格数据与矢量数据各具特点与适用性,为了在一个系统中可以兼容这两种数据,以便有利于进一步分析处理,常常需要实现两种结构的转换。
栅格的矢量转换处理的目的,是为了将栅格数据分析的结果,通过矢量绘图装置输出,或者为了数据压缩的需要,将大量的面状栅格数据转换为由少量数据表示的多边形边界,但是主要目的是为了能将自动扫描仪获取的栅格数据加入矢量形式的数据库。
在栅格数据矢量的过程中的细化、跟踪等均可能引入一些误差。复杂图形全自动化矢量化效果极差,会产生众多的交叉线,导致多边形跟踪错误。对此,应采用交互式矢量化方法。因此在选择矢量化软件时不应仅仅关心自动化程度(全自动矢量化软件价格往往很高)。还要特别注意是否具有以下功能:智能去斑,裁剪,扭曲较正,比例控制,水平校正,光栅编辑和交互式矢量化等。
③扫描数字化方法误差
扫描数字化的几何分辨率是扫描数字化方法误差中最重要的误差源,减小这种误差的唯一方法就是提高扫描仪的几何分辨率。但是,随着分辨率的提高,栅格数据量以平方级速度增长。这往往造成计算机存储资源耗尽,数据处理时间平方级延长。以300dpi(约每mm12个点)的分辨率扫描时,独立点间距离的相对精度为1.4/1000左右。全自动矢量化细化过程所产生的点位误差为1~2个像素点,而交互跟踪矢量化最大点位误差可以控制在一个像素点。按300dpi计,每个像素点相当于图上0.01mm。扫描数字化综合精度可按下式计算:
M扫=±
其中:M扫表示扫描数字化的综合精度;M定表示底图定向误差;M仪表示扫描仪精度;M矢表示矢量化误差。这里,M定取±0.12mm,按300dpi计算M仪取±0.09mm,M矢取±0.1mm。则M扫=±0.180[8]。
四、数据处理质量
土地信息系统的数据库建立后,其中已经包含了数据源和数据库建库所引入的误差。数据库中的多源数据,经过系统的各种分析处理后,在形成新的数据和最后产品的过程中还会产生新的数据质量问题。这些问题包括:几何改正,坐标变换和比例变换,几何数据的编辑、属性数据的编辑、空间分析,数据格式的转换等。
1、空间分析
空间分析是对分析空间数据的技术的通称。从客观上区分,可归纳为:空间的图形数据的拓扑运算;非空间属性数据的运算;空间和非空间属性的联合运算等[9]。空间分析赖以进行的基础是空间数据库,土地信息系统的空间数据分析,是实现土地资源信息系统的实际运用的重点途径。
空间分析中的叠加分析是土地信息系统中十分常用的一种分析方法,是用户经常用以提取数据的手段之一。通过同一地区不同内容的多幅地图的叠加组合,产生新的图形和属性信息。在这个过程中往往产生拓扑匹配、位置和属性方面的数据质量问题。由于叠加时多边形的边界可能不完全重合,从而产生若干无意义多边形。对这些无意义多边形进行处理的结果往往会改变界线的位置,叠加后形成的新的多边形的属性值也可能存在由于属性组合带来的误差。
2、坐标变换
土地信息系统数据来源较多,各种数据输入信息系统应便于系统对数据进行图形显示,叠加查询,统计分析处理。LIS要实现这些功能,一个首要和基本的前提就是各种不同来源的数据在系统内必须在一致的地形图坐标系下。但是,在实际的数据采集过程中,大量的数据坐标并不一定属于系统用户所要求的坐标系,原始数据为一种坐标系,系统要求的数据为另一种地图坐标系,有的数据坐标根本没有地理意义,对此情况,必须提供从一种地图坐标系到另一中坐标系的坐标变换。
在具体的操作过程中,有可能产生新的误差。在不同比例尺下对坐标数据的重新设立产生误差,进行投影变换和/或基准面变换时产生的误差。生产实践中为提高数据质量,确保系统的数据精度和可靠性,通常用仿射变换和相似变换等模型来进行数据处理,以减小或消除误差。
坐标变换的实质是建立两个平面点之间的一一对应关系,现有一般GIS(LIS是GIS的专题)软件大都提供了以下两种模型实现坐标变换。
一是仿射变换:仿射变换也称六参数变换,其变换公式为:[10]
x´=Ax+By+C(Ⅰ)
y´=Dx+Ey+F(Ⅱ)
其中,x´、y´为地图输出坐标系中的坐标点对;x、y为输入坐标中的坐标点时;A,B,C,D,E,F为方程参数。参数在坐标系空间上的几何意义为:A和A分别确定点(x,y)在输出坐标中x方面和y方向上的缩放尺度。B和D确定旋转角度,C和F分别确定在x方向和y方向上的水平移尺寸。
二是相似变换:当式(Ⅰ)、(Ⅱ)中的参数满足条件A=E=Scos@,B=-D=Ssin@时,则得到四参数的相似变换公式:
x´=Ax+By+B(Ⅲ)
y´=-Bx+Ay+D(Ⅳ)
式中,x´、y´为输出地图坐标系中的坐标点对;x、y为输入地图坐标中的坐标点对;A、B、C、D为方程参数,相似变换实质上也是坐标系间的平移,旋转和缩放尺度的变换,式中C和D分别为坐标在x轴和y轴上的平移大小,为缩放比例,@=arctg(B/A)为旋转角度。
为了求出以上公式中的参数,建立两种坐标之间的仿射(或相似)转换关系,至少需要三个(或两个)已知的控制点坐标。而实际上,应选择多于三个(或两个)控制点,方能按照最小二乘法原理进行平差,得出系数值,代入上述方程即建立输入和输出坐标系之间的仿射(或相似)变换数学模型。
可以看出,仿射变换和相似变换都为线性函数变换模型,可实现对原图形的平移、旋转和缩放,相比较而言,相似变换不能进行x轴、y轴不均匀缩放的变换,而仿射变换能保证更高的数据精度。
3、数据变换
(1)CAD向GIS的转换
目前我国土地管理中存在一个较为普遍的问题是土地信息系统的构建与图形数据采集较少作用一个整体来通盘考虑,地籍测绘大大超前于信息管理系统构建。中小城市这种问题表现得更为突出。为满足土地确权发证,土地定级估价等需要,1995年前测绘的地籍图等图件因受技术条件的限制绝大部分是采用传统白纸测图方法完成的。随着计算机技术的发展和在测绘工作中的普及应用,1995年之后数字地图逐渐取代传统测绘。但一个不容忽视的事实是,绝大多数测绘图软件是在AUTOCAD上进行二次开发完成的。有些甚至是采用低版本的CAD,有些测绘图软件虽然测的是数字图,但只有非编码的图形文件,不保留信息,或者图形编辑以后,返不成信息。这种数字图说到底仅仅是从传统的白纸图过渡到计算机驱动绘制的白纸图。本质上与传统测绘没有什么区别。有些虽然采用了较高版本的CAD基础软件二次开发成数字测图软件并采用了数字编码技术,但由于较少考虑CAD与GIS的数据共享问题(土地信息系统属于专题GIS)。在着手考虑构建土地信息系统时,遇到的突出问题则是如何充分,有效利用已有数字信息资料,并确保数据转换质量。
对于传统模拟图或难以返成信息的所谓数字图只能采用原图数字化,形成数字信息后方可加以利用,但其精度丢失是不可避免的。
对于采用了编码技术,也能返成信息的数字图,其数字信息可以通过数据转换来实现数据共享,但由于CAD与GIS图形数据之间其数据格式,数据内容甚至数据概念都有很大差异,数据转换时应注意以下三个方面:[11]①数据格式转换。不同的软件有不同的数据格式,有些可以通过通用数据格式如DXF实现转换,但转换过程中的数据丢失也的确令人烦恼。②数据元素转换。CAD与GIS两者之间的图形元素不是一一对应关系,CAD图形中的图形元素种类要比GIS图形文件中的图形元素种类多,GIS中只有点、线、面三类基本图形元素,而CAD中包括有点、线、面、注记、矩形等多种图形元素,在具体转换中,CAD的图形元素哪些转换成GIS的点,哪些元素转换面面,什么元素需要转换成GIS的属性数据,什么元素则不需要转换到GIS中去等。CAD与GIS图形元素之间的对应关系,都需要认真细致地加以技术处理,使空间数据和属性数据在输入系统后正确地连接起来。③拓扑关系的形成。因为CAD的图形元素之间没有拓扑关系,实现CAD向GIS数据转换的一个重要内容就是要将转换后的图形数据按照一定的技术要求经过编辑,在GIS环境下建立几何元素的拓扑关系。
在实际转换中,还会出现许多意想不到的技术问题,会影响数据转换质量,有待进一步解决。
(2)矢量数据结构向栅格数据结构的转换
土地信息系统的建设中,许多数据如行政边界,交通干线,土地利用类型、土壤类型等都是用矢量数字化的方法输入计算机或以矢量的方式存在计算机中,表现为点、线、多边形数据。然而,矢量数据直接用于多种数据的复合分析等处理将比较复杂,特别是不同数据要在位置上一一配准,寻找交点并进行分析。相比之下利用栅格数据模式进行处理则容易得多。加之土地覆盖的叠置复合分析更需要把其从矢量数据的形式转变为栅格数据的形式。
矢量数据的基本坐标是直角坐标(x,y),其坐标原点一般取图的左下角。网格数据的基本坐标是行和列(i,j),其坐标原点一般取图的左上角。两种数据变换时,令直角坐标x和y分别与行与列平行。由于矢量数据的基本要素是点、线、面,因而只要实现点、线、面的转换,各种线划图形的变换问题基本上都可以解决[12]。
矢量数据变成栅格数据的原理与方法并不困难,但由于矢量数据的记录方式各不相同,也会产生一些问题。如多边形之间公共边原来只有一条交界线,转变成网格后成为有一定宽度的界线,产生了一定的近似性。特别是几条线交叉处,一个网格元素中包括了相邻的几种类别,转换时只能用其中的一种类别作为交叉点所在的元素的类别,这种误差应在允许的范围以内。而减小网格尺寸,虽提高了精度,但大大提高了数据的冗余量。
栅格数据结构需要大量的计算机内存来存贮和处理数据,才能达到与矢量数据结构相同的空间分辨率,而矢量结构在某些特定形式的处理中,如象多边形叠置,空间均值处理等尚有大量的技术问题来解决。值得注意的是,无论采用哪种转换方法,转换的结果都会不同程度地引起原始信息的损失。
通过矢量数字化或扫描数字化所获取的原始空间数据,都不能避免地存在错误或误差。属性数据在建库时,也难免会存在错误。诸如:空间数据的不完整或重复,空间点、线、面数据的丢失或重复,区域中心点的遗漏,栅格数据矢量化时引起的断线等,空间数据位置的不准确、线段过长或过短,线段的断裂、相邻多边形结点的不重合及空间数据的变形等。因此,必须对图形数据和属性数据进行一定的编辑。
土地信息系统数据编辑是消耗时间的交互处理工作,对空间数据不完整或位置的误差,主要是利用LIS图形编辑功能,如删除(目标、属性、坐标),修改(平移、拷贝、连接、分裂、合并、装饰)、插入等进行处理。对空间数据比例尺的不准确和变形,可以通过比例尺变换和纠正来处理。
在数据的编辑过程中,由可能产生一些新的问题。如:线段的相关与延伸出现的问题,图形的平移与旋转出现的问题,删除“细部多边形”时产生的误差,数值计算与变化的误差;文件的合并以及形成新文件的问题;属性数据的重新定义和更新的问题。有的问题时可能避免的,有的问题则无法避免。因此,必须进行检核。通过耐心细致的检查,主要误差都能从数据中寻找出来,并有效消除误差。一般采用叠合比较法,目视检查法和逻辑法。
叠合比较法是空间数字化正确与否的最佳检核方法,按与原图相同的比例尺把数字化的内容绘在透明材料上,此后与原图叠合在一起,在透光桌上仔细的观察和比较。一般。对于空间数据的比例尺不准确和空间数据的变形马上就可以观察出来,对于空间数据的位置不完整和不准确则须把遗漏、位置错误的地方明显地标注出来。目视检查指在屏幕上用目视检查的方法,检查一些明显的数字化误差与错误,包括线段过长或过短,多边形的重叠和裂口、线段的断裂等。
5、由计算机引起的问题
在计算机中,数据是由一定字长的编辑数码表示的,由计算机字长可能引起一种误差。这种误差出现在各种数值运算和模型分析中,由这种误差引起的问题很多[13],例如LIS空间数据库中整数编码对面积和周长计算的影响,比例尺变换和旋转变换对拓扑关系的影响等。削弱误差影响的主要方法有:改变数据在计算机中的表示方式,采用合适的算法等。
除了数据处理精度外,数据存储精度也与计算机字长有关。16位的计算机在存储低分辨率的栅格图像时不会出现问题,但存储高精度的控制点坐标或点位精度要求高的地理数据时,则不能胜任。
五、数据应用质量
土地信息数据在使用过程中往往出现一些质量问题,这些问题包括数据的完备程度,时间的有效性,拓扑关系的正确等。
1、数据的完备程度
数据的完备程度指地理数据在范围、内容、及结构方面满足所有要求的完整程度。包括数据范围、空间实体类型、空间关系分类、属性特征分类等方面的完整性。
一般来说,空间范围越大,数据的完整性就越差。在土地信息系统的建库过程中,数据不完整最简单的例子是缺少数据。如计算机从GPS接收机传输位置数据时,由于软件受干扰或其它因素的缘故,只记录下经度而丢失纬度,以至造成数据不完整。另外由于GPS接收机无法收到四颗或更多的卫星信号而无法计算高程数据也会造成数据的不完整。又如某个应用项目需要1:5000的基础底图,但现在的地图数据只覆盖项目区的一部分,底图数据便不完整。
在土地信息系统底建库中,涉及大量的地籍档案。地籍档案来源于土管机关的地籍部门,数量大、形式多、浩繁、零乱,随着时间地推移,以及人为和自然的各种因素地影响,有可能遭到损坏。如档案老化,书写材料低劣、地籍档案变到污染,变色、虫蛀等现象,进而影响到整个系统的质量。
2、数据的现势性
数据的现势指数据反映客观现象目前状况的程度。数据的现势差,反映的客观现象就可能不准确。不同现象的变化频率是不同的。如地形的变化一般来说比人类建设要缓慢,地形可能会由于山崩、雪崩、泥石流、人工挖掘及填海等原因而在局部区域改变。但由于地图制作周期较长,局部的变化往往不能及时地反映在地形图上,对那些变化较快的地区,地形图就失去了现势性。城市地区土地覆盖变化较快,这类地区土地覆盖图的现势性就比发展较慢的农村地区会差些。地形图上记录着所用航空像片获得的年代。若又用其他数据进行过修改(一般是较新的航空像片),也应记录于上。
在土地信息系统建库中,要求地籍信息和地籍图必须具有现势性。地籍信息变更比较频繁,如土地利用类型,权属或宗地的重划,合并等。由于受自然因素和人为作用的影响,土地资源的数量、质量、分布和使用情况都处在经常变化之中。基于这一特点,土地管理部门提供的数据很难保证现势性,这也是影响数据质量的一个重要方面。
3、拓扑关系
在LIS中,为了真实地反映地理实体,不仅要包括实体的位置、形状、大小和属性,还包括必须反映实体之间的相互关系,这些关系就是指它们之间的邻接关系,关联关系和包含关系,拓扑关系。拓扑关系的核心是建立点、线、面的关联关系。通常有以下几种空间关系:点-点关系、点-线关系、点-面关系、线-线关系、线-面关系、面-面关系。空间数据的拓扑关系,对数据处理和空间分析具有非常重要的意义[14]。
利用拓扑关系,可以确定一种空间实体相对于另一种空间实体的位置关系。利用拓扑关系,可以确定某县有多少耕地,分析土地利用类型及对土地适宜性做出评价等。
在拓扑关系的建立中,拓扑过程中伴随有数据所表达的空间特征的位置坐标的变化,拓扑关系的不正确等情况,导致空间分析的结果错误,给土地管理决策带来一定的影响。
六、结论
数据是LIS最基本和最重要的组成部分,同时也是一个LIS项目中投资比重最大的一个部分。数据质量的好坏,会直接影响到LIS的系统功能和应用质量问题的三个方面(数据源的质量问题、数据处理质量问题、数据应用质量问题)着手,对LIS的数据质量问题进行了一定的归纳总结和初步的探讨。众所周知,LIS的数据质量是影响LIS的一个瓶颈环节,LIS数据量大、数据种类多、数据结构复杂。因此,在LIS的建设过程中,如何在数据采集与建库中实施质量控制,保证数据质量对土地信息系统建设来说显得尤为关键。
七、总结与体会
毕业论文的撰写是一次再学习和锻炼的机会,是对所学知识的一个融会贯通的过程。通过毕业论文的撰写,我对所学的知识有了更深层次领悟和掌握,对自己所学的土地管理专业有了一个整体认识。毕业论文不仅是对所学知识的总结,也是运用所学知识探求新知的方法、手段。既是一次再学习的过程,也是一次深入学习的机会。同时,毕业论文写作,为今后的学习工作奠定了一定的基础。通过毕业论文的写作,我真正懂得理论联系实际的重要性。在撰写毕业论文中,我运用所掌握的基本知识、方法和技能,研究探讨了土地信息系统建立过程中数据质量的有关问题。通过毕业论文的撰写,我进一步完善了自己的知识结构,学习了更多的知识。不仅如此,我对土地信息系统数据质量控制措施与方法方面有了更进一步的认识。
通过毕业论文的写作,不仅强化了我的学习素质、研究素质和创业素质,而且培养了我的创新意识,激发了我探求新知的欲望。认真写作毕业论文,不仅能进一步巩固所学的理论知识,而且还能进一步提高自己的各项基本技能,实践能力和解决问题的能力。
八、谢辞
在论文的写作过程中,玉文龙老师给予了很大的支持和帮助,为论文的写作提出了许多宝贵性的意见和建议;在他的指导下,这篇论文得以顺利完成。在资料的搜集过程中,图书馆工作人员为我们提供了很大帮助,本组同学也给予了很多支持,在此表示衷心感谢。
参考文献
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[12]边馥苓主编.GIS原理与方法.北京:测绘出版社,1996.
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学术研究
(1)建立新国家地理格网服务地理国情监测初探 狄琳
(3)远离大陆海岛的高程传递 柯宝贵 章传银 张利明
(5)玉树地震对周围卫星定位连续运行站的影响分析 李凯锋 欧阳永忠 陆秀平 任来平
(9)基于eros-b影像更新矿区大比例尺地形图的方法与精度评价 陈国良 汪云甲 田丰
(12)基于lidar和航空影像的三维建模方法探讨 冯梅
(15)基于无人机低空遥感系统的快速处理技术研究 尹杰 杨魁
(18)等效法收敛计变形监测 杨浩
(22)基于椭球面大尺度表达地表对象方法研究 杨永崇 竞霞
(26)gis软件自动化测试方法的研究与实践 曾波
无
(28)拓普康全站仪车模亮相首届全国测绘地理信息技术装备展览会 无
技术交流
(29)基于jscors层析连云港沿海水汽的三维特征分析 董春来 王香兰 蒋廷臣 周立
(33)基于椭球膨胀法实现独立坐标系统的建立 于亚杰 赵英志 张月华
(37)困难复杂地区输电防雷线塔数据机载lidar三维扫描获取 阮羚 周平 姚尧
(40)基于点云数据的文物精细建模 孟志义 钱林
(44)利用改进的fcm方法分割高分辨率遥感影像 田慧 周绍光
(47)无砟轨道cp ⅲ平面控制网测量精度影响因素分析 谯生有 闻道荣
(50)gis与模型技术在城市排水管线承载力评价中的应用 解智强 杜清运 高忠 王贵武 黄俊
(54)基于arcgis engine的矢栅基础地理数据空间转换方法研究 刘佰琼 周卫 戴相喜
(58)mapinfo二次开发在坐标转换中的应用 李东 毛之琳
(61)国家基础地理信息数字产品——数字线划地图概述 武文忠 郭新成
无
(63)“则泰杯”全国第四届大学生测绘科技论文竞赛评选揭晓 无
技术交流
(64)基于webgis的复杂城市交通网络信息服务 薛明 刘春 肖学年
(69)武汉市1∶2000房产管理图数字化测绘与建库工程及成果应用 郑举汉 张鹏 徐磊 陈镇
(72)一种改进的折线转分段bezier曲线的拟合方法 张超 王文静
(75)测绘资料信息管理系统的设计与实现 赵力彬 张新利 吕志勇 施建辉 李发红
无
(78)爱普生大幅面专业绘图仪助力遥感产业化发展 无
徕卡测量新技术应用专栏
(79)徕卡hds 8800三维激光扫描仪在露天矿中的应用 段奇三
则泰三维技术应用专栏
&nb
sp; (81)三维激光扫描系统在舟曲重点地质灾害治理工程中的应用 周学林 魏文涛 刘丽惠 王占超
测绘教学
(83)空间大地测量学课程建设及教学方法研究 魏二虎 张奇 李征航 王甫红
(86)gis应用技术实验课程教学改革探微 舒娱琴
无
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【关键词】地理信息成果;信息化管理;资料
1引言
当前我国已经全面进入到信息化时代,需要建立起一套以基础地理信息为载体的测绘保障体系,全面提高测绘保障能力和服务水平,拓宽基础地理信息应用服务领域,进一步满足国民经济和社会发展对基础地理信息服务的需求,形成权威、唯一和统一的地理信息公共平台,实现城市地理空间信息资源的开发利用与共建共享。这就需要地理信息资料管理人员对各种先进的管理技术与管理方案进行全面的研究与分析,为各种信息资料顺利投入使用奠定良好的基础。
2当前我国测绘地理信息成果资料管理的现状分析
当前我国在测绘地理信息资料管理方面的工作正在由传统的手工地图制图技术向现代计算机数字制图技术的跨越式发展,成果由单一的纸质升级为多元的基础航空摄影和遥感卫星等获取的数据和遥感影像资料;国家基本比例尺地图、影像图及其数字化4D产品;基础地理信息系统库数据等。在我国信息化建设不断发展的大背景下,各种先进的管理技术与管理思维运用于地理信息成果资料管理工作的条件已经比较成熟。[1]为了提高管理工作的有效性与科学性,需要对传统的信息资料管理模式进行有针对性的改良与创新,使地理信息成果所提供的服务能够与目前的应用需求相适应,为气象、水利、交通、国土以及农业等方面的发展提供有力的数据支持。另外,地理信息成果资料也是智慧城市、数字城市、国防建设以及政府管理等领域的重要信息资源。随着国家与省级基础地理信息联动更新、全国地级以上数字城市地理空间框架建设、新型智慧城市建设、智慧时空大数据与云平台建设、多规合一等新业务、新技术的推进,需要提供海量甚至覆盖全球的成果数据信息。因此,测绘成果信息化管理势在必行。
3规范数字化测绘地理信息资料归档管理
①对地理信息成果资料管理制度进行改良与优化,最大程度上提高档案入库质量。对用于地理测绘工作的仪器设备、生产技术档案以及信息管理档案的统一性、完整性与真实性进行重点检查,使数字化地理信息资料的权威性得到提升。②对地理信息资料的安全性进行定期的检查,确保地理信息数据具有充分的完整性与安全性。必要情况下可以通过杀毒软件对数据与系统安全性进行病毒查杀操作,同时也需要对储存信息资料的计算机硬盘进行检查。③对地理信息成果资料的存储管理模式进行严格的设计。加强电子档案与图纸档案两个方面的管理工作,最大程度上使地理信息资料能够在安全的环境下进行备份与存储。④对地理信息资料进行规范化的测绘,使成果数据具有充分的完整性与统一性。在对数字化信息资料进行归档管理的过程中,需要尽量保证技术要求、数据格式以及对应版本三个方面的统一性。
4测绘地理信息资料成果信息化管理探讨
4.1采集完整数据,执行相关规定与行业标准
为了促进测绘地理信息资料的信息化、现代化发展,需要事先对库存资料进行彻底、全面的清理。[2]再根据测绘资料的技术规定与相关标准,对地理信息资料的归档、组卷以及内容进行数字化处理,采集资料翔实、完整性好的目录数据成果,通过计算机对文件目录与案卷目录进行录入,建立文件级目录与案卷级目录。[3]对数据检索体系进行科学有效的设计,使地理信息资料管理工作更加标准化并且规范化。
4.2对地理信息成果资料的信息化管理路径进行研究与分析
在建设地理信息资料数据库的过程中,需要事先对纸制数据资料成果进行数字化转换,并完成系统程序编写、系统调研、业务需求分析等方面的工作,初步形成数据库系统,建立基于GIS、SOA、全文搜索引擎、工作流程引擎以及参考模型等技术的综合管理系统,其中SOA指的是一个组件模型,它将应用程序的不同服务单元通过这些服务之间定义良好的接口联系起来,形成基于空间的信息管理与基于图形的库房管理模式。
4.3地理信息成果信息化管理模式对于管理人员要求
在提质增效、转型升级的大数据时代,准确、快速地向用户提供成果数据是对于管理人员的基本要求,在对各项信息化资料进行入库与管理的过程中,需要明确标注地理信息比例尺、数据格式、项目类型以及生产年代等方面的信息。
4.4对地理信息资料的处理流程进行优化
地理信息资料的处理流程主要包含收集、分类审核、保存、提供使用各部分,信息化管理工作环境下,需要重点对这四个方面的处理流程进行数字化处理。对地理信息资料进行收集的过程中,需要对各种不同内容的地理信息进行分类处理。相关管理部门的支持下严格验收测绘地理资料。具体的验收过程中,需要对档案的内容有一个全面的了解,在明确归档范围的基础上,做好归档移交与材料内容鉴定两方面的工作。[3]管理人员在对传统信息成果资料进行数据化管理的过程中,需要对信息化管理系统的建设模式进行深入、全面的研究,将资料收集、资料管理以及资料提供使用三个方面的工作进行集成化处理,对相关管理制度进行进一步的完善,为信息资料管理服务能力的提升打下良好的基础。
5测绘地理信息档案信息管理系统建设
5.1采集原始数据
在计算机技术与图形软件的支持下,对地理图形进行矢量化处理,数据文件在经过转换后可以存储于计算机中,采用这种资料储存方式,能够对现有电子数据进行充分的利用,降低管理人员重复工作次数,一方面要提高管理人员的工作效率,另一方面也需要进一步降低管理人员的工作强度。采用直接扫描技术对原有图纸内容进行直接的收录。
5.2建立测绘地理档案信息管理系统
原始数据在经过数字化处理后,经过绘图软件的修饰、整理与编辑,完成图形数据库的建立工作。于计算机中录入每个工程属性特征、工程概况、位置以及名称等方面的信息,对数据库资料进行完善。[3]形成管理系统与地理信息资料的数据基础。最后,属性数据库与图形数据库之间建立关联体系,二者之间相互对应的前提下,可以使地理信息成果管理系统的结构更加完整。
5.3建立分发管理子系统
为了满足当前档案有效管理,对档案的外接、阅读体系要有严格的规范,制定一套严格地管理体系,将信息查询、外接情况、统计分析、图单打印等工作有合理的规划,保证每个子系统的协调高效运转。同时建立管理子系统也势在必行。为了保证整个管理系统运行,必须保障对每个管理子系统的正常运行,建立相关安全保护措施,维护系统用户的升级,对角色创建,信息管理等方面进行有效管理。
5.4完善现有库存测绘档案管理体系
在进行测绘档案管理进程中要注意对档案进行系统化分类,注意完善编码体系,从技术上和流程上加强对档案管理的力度。同时在管理过程中要注意为管理人员提供管理平台,提高档案管理的安全性的同时提高工作效率。相关技术人员要努力掌握嵌入式微操作系统的能力,针对测绘档案管理的特殊性和复杂性,对光盘库进行深层次的制定和封装,整理形成读取、刻录、归档等一系列操作规范和流程。使使用者通过最简便的操作实现对后台大量光盘的精确控制。
6结语
地理信息成果资料信息化管理是一项具有专业化、系统化特点的新型管理模式,对于地理信息资料成果的多方位、快速、精准提供使用有着十分重要的促进作用。因此,地理信息资料管理人员需要对传统的管理技术与管理模式进行大胆的突破,提高地理信息成果资料管理工作的技术含量,为我国的现代化建设贡献力量。
【参考文献】
【1】吴霞.浅要分析基于地理信息系统的测绘成果档案管理信息系统[J].中华民居(下旬刊),2014(06):104-105.
【2】李耀宗.内蒙古测绘地理信息成果档案资料异地备份系统构建[J].内蒙古煤炭经济,2014(08):5-6.
篇9
关键字:自动化,测绘,地图,计算机
Abstract: With the rapid development of modern information network, the application of computer technology in the measurement field is the rapid development of the traditional topographic survey often use outdated tools, and spend a lot of manpower and resources, so that the topographic mapping has defects. With the rapid development of automation technology of modern mapping technology, topographic mapping has been out of the traditional model, become more efficient and accurate, for a variety of planning and construction provides unparalleled. In this paper, provide a simple analysis of topographic survey with modern mapping technology automation technology.Key words: automation; mapping; map; computer
中图分类号:U412.24+1文献标识码:A 文章编号:
一、测绘概述
地形测量是通过一定方式对需要的地方进行地貌形状进行测绘,从而为相关的规划建设提供重要的参考资料。
测绘学研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场,据此测量地球表面自然形状和人工设施的几何分布,并结合某些社会信息和自然信息的地理分布,编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术学科。又称测量学。它包括测量和制图两项主要内容。测绘学在经济建设和国防建设中有广泛的应用。在城乡建设规划、国土资 源利用、环境保护等工作中,必须进行土地测量和测绘各种地图,供规划和管理使用。在地质勘探、矿产开发、水利、交通等建设中,必须进行控制测量、矿山测量、路线测量和绘制地形图,供地质普查和各种建筑物设计施工用。在军事上需要军用地图,供行军、作战用,还要有精确的地心坐标和地球重力场数据,以确保远程武器精确命中目标。
二、现代测绘技术自动化技术对地形测量的促进作用首先、让地形测绘变得更加简单。传统的地形测量,是通过动用大量的测量工作人员和原始的测量工具到实际需要测量的地方进行测量。由于这种地形测量的方式需要的动用的大量的人力和物力,在测量之后还要进行人工绘制相应的图形,所以传统的地形测量工作是相当繁琐的。随着现代测绘技术自动化技术的快速发展,很多先进的地形测量工具已经被广泛的用于地形测量中。这些现代化的测绘技术通过先进的测绘仪器,不仅可以让工作人员不用深入到实地进行测绘,而是通过各种仪器进行测绘,如遥感系统的运用,测绘人员可以在办公室通过操控计算机从而完成测绘工作,与此同时,现代测绘技术也可以通过相关技术对所测绘地形自动生成图形,从而节省了测绘人员的作图这一环节。
其次、让地形测绘变得更加精确。地形测绘是通过对相关的地形进行测量,并绘制相关的图形,从而为国家保留相关的地理资料,通过整理,从而运用到国家中的各个行业,其中包括地域规划,战略设定、运用于地理教学等,因而地形测绘要求具有一定程度的精确度,才能满足这上述的要求。传统的地形测绘工作精确度是相当差的,它通过原始的测绘工具进行两,通过手工对地形进行绘制,这样的地形测绘很难符合相关的精确毒的要求。现代测绘技术自动化技术在现代地形测绘的广泛运用解决了这一问题,它通过精密的测量仪器和智能化的绘图手段,从而更加准确的对需要测绘的地形进行测量并自动绘制相应的地形图,例如现代地理教材中的很多图片都是通过卫星拍摄的方式获得的,让学生对地形有了更加直观的了解。另外,智能化的绘图能够减少人力的浪费,并且精确性较高,可以防止人为的疏忽,
最后、让地形测绘变得更加安全。传统的地形测绘工作中,由于工作要求的需要,测绘工作人员将会到各种地形进行测绘工作,而这些测绘的地点并不是都是安全的,例如在山地等地形进行测绘过程中,由于山地的地形叫陡峭,测绘人员需要进行一些具有很大危险性的工作;而在湿地等地方进行测绘工作时 ,由于这类地方的环境影响,很多具有攻击性的动物也会给工作人员的安全带来一定的威胁,因此,传统测绘工作的安全性是人们很难防范的。现代化测绘技术自动化技术在地形测绘中的运用解决了这一个难题,既减少了测绘工作人员的工作强度,又增加了工作人员的安全系数。通过先进的测绘仪器,测绘工作人员已不再需要深入到危险的实地进行测绘,他们的任务变成了通过操作现代化仪器进行远程测绘或通过卫星进行相关的工作,提高了工作效率的同时,工作人员的安全也得到了很好的保障。
三、现代测绘技术在当前地形测绘中的具体运用1、全球定位系统(GPS)在地形测绘中的运用全球定位系统作为作为七十年代美国军方用的第一代空间卫星导航定位系统,能够为美国军方提供实时、全天候和全球性的服务,并进行情报收集和核能检测、应急通讯等方面。随着这几十年的发展,全球定位系统已经有了很大的发展,我国的GPS技术也已经跻身与世界的前列,为我国的各项事业提供巨大的帮助。GPS的主要有三个部分组成,它们共同配合,从而完成相应的工作,即地面控制部分,用于检测和控制定位系统、空间部分,具有24颗卫星,用于具体的工作和用户装置部分,用于接收定位系统发出的信号,三者的合作,即可以完成工作要求。全球定位系统在地形测绘中的运用并不局限于陆地上的各种测绘,与此同时,它也被用在了海洋和航空航天中,为人类在探测海洋中的地形,保证人们正常的海上作业。例如上海市的特殊地形,需要通过全球定位系统对其水下地形的变化进行测绘,描述变化趋势,为建设提供宝贵的水下地形资料,这一工作在上海市已经进行了二十多年,而GPS的组件普及,市政工程论文给这件工作带来了极大的便利性,让水下测绘工作变得更加便捷、精确和效率。综合上述内容,全球定位系统在地形测绘中的特点主要有:测站之间无需同时,但上空应开阔,保证GPS信号接收;定位进度较高;观测时间短,节省测绘时间;提供三位坐标;操作简便和全天候作业,因此GPS能够得到广泛的运用。2、遥感技术(RS)在地形测绘中的运用随着近年来我国遥感技术的快速发展,遥感技术已经对我国各项工作提供了重大的帮助,包括国民经济建设、测绘领域中的应用等,均有重大的发展。而遥感技术在地形测绘领域中的应用则是遥感技术当前的运用重点。随着计算机技术和现代测绘技术自动化技术的快速发展,传统的地形测绘理念,即通过测量并绘制纸质地图已经不再存在,现代化的地形测绘已经向着更深远的方向发展,包括多品种、多用途、高度集成等,其中还包括模拟和数字化等,遥感影像资料也再测绘中广泛应用。我国通过遥感完成相关的测绘工作的实例很多,并通过借鉴国外的发展状态下,推出4D产品模式,为我国的地形测绘工作发展提供了很大的斑竹。当前,国内很多测绘机构部门正在进行信息化工作,即通过现代化手段完成现代化的地形测绘资料,国家测绘局也再遥感技术的帮助下多种比例的基础地理信息数据库的建设。遥感技术借助雷达卫星全天时、全天候及不易受其他恶劣环境影响的特点,通过立体摄影的方法帮助测绘人员获取测绘地面的三维信息,让人们更加直观的了解到测绘地形的特征。3、地理信息系统(GIS)在地形测绘中的运用地理信息系统又称GIS,它是利用计算机建立的储存相关地理信息的数据库,它将地理环境中的各种要素转化为与之相关的数据并进行数字存储、分析、处理及建立有效数据管理系统。另外,通过对这些多方面要素的综合分析,从而方面研究人员能快速的获取满足不同需求的数据,通过图形、数字等方式表示相关的结果。当前地理信息管理系统在地形测绘中应用的首要步骤是设计并建立数字地图,其中包括野外数字化采集、地图扫描、数字摄影等,通过一系列的手段收集相关的地理信息,形成一套完整的数字地图,从而帮助人们更好的了解地形结构,便于测绘和规划设计,发挥测绘人员对测绘计划的参与作用,提高了测绘的工作质量和效益。
篇10
[关键词] 土地开发;整治测量;
土地开发整治是一项综合性的土地资源管理工作。是在一定地域内,按照土地利用计划,通过采取各种措施,对田、水、路、林、村实施综合整治,以提高耕地质量、增加有效耕地面积、改善农业生产条件、改善生态环境的一项综合措施。是社会经济发展到一定阶段,解决土地利用问题,实现耕地占补平衡的必然选择,是实现我国土地资源可持续利用的根本途径。
土地整治是落实土地利用总体规划的重要措施和手段。土地整治测量是开展土地整治的一项基础性工作。是为土地整治项目测定位置、形状、面积等地籍要素、提供实施土地整治前、后基础图件的重要手段。
1、 土地开发整治测量的目的和任务
土地开发整治包括项目的规划设计、工程施工、竣工验收等三个阶段。
土地开发整治的规划设计阶段主要涉及挖填土方量的计算,工程设施的布局,输水管道的铺设,田间道路的修筑等。所有这些,就要求对项目区内的地形地貌,权属界线和地类分布进行详细的了解。因此,这一阶段也就对测绘工作提出了较高的要求。在这一阶段的测绘工作,首先要建立统一的坐标系―1980西安坐标系,统一的高程基准―1985国家高程基准,布设GPS控制网。其次是对项目区的地形地貌进行测绘,以满足规划设计时土方计算的需要;对项目区建筑物、构筑物的测绘,如民房、沟渠等自然物体进行标注,以满足规划设计对电力线和输水管线布局的需要;对项目区地类进行测绘既要数据准确,又要地类划分正确,满足规划设计、新增耕地计算的要求。为了便于测绘 的数字化,在土地整治地形测绘工作中,一般采用全野外数字化测量,并通过地理信息化系统,以及全球定位系统等现代科学手段获取项目区的地理要素,并对获取的信息进行数字化处理。第三是对项目区域内的土地权属界线和利用现状要详细调查和测绘,提供准确的权属信息,这也是土地整治项目的一项基础性工作。
土地整治项目的工程施工阶段,测绘的主要任务是对土地平整方量和面积的计算以及施工放样。土地平整方量的测量一般采用RTK全野外数据采集,将实测地面划分为若干个三角网,建立数字模型(DTM)计算动土方量;面积计算则采用全野外坐标解析法;施工放样则包括三方面:一是工程设施平面位置的放样。二是高程放样。三是项目区范围及工程边坡放样。日常施工中一般采用全站仪进行测量放样。
土地整治项目竣工验收测绘主要包括:一是对项目工程量完成情况进行验收测量。主要包括土地平整方量、项目区范围、新修道路、堤坎沟渠、输水管道、电力线路、变压器、附属用房等工程量完成情况。二是对土地整治后的现状和质量进行验收测量,严格按照项目规划设计的标准进行验收。例如土地平整度、坡度项目区整治后各地类面积,尤其是新增耕地面积等都要进行认真的核实。竣工验收测量完成后要提交项目竣工图,交有关管理部门进行现场核实验收。
2、 土地整治测量的内容和技术要求
土地整治测量要求统一坐标系为1980西安坐标系,高程系为1985国家高程基准。现以邢台县西黄村镇于家庄村土地开发整治(占补平衡)项目为例,谈一下土地整治项目测量的内容与技术要求。
在该项目测量中,我们首先以国家C级GPS点HEB171、HEB172、HEB179为基准,用中海达V30以静态模式做了六个GPS控制点,作为项目测量的首级控制。分别为E001、E002、E003、E004、E005、E006。
2.1地形测量:利用现有地形图编绘勘测定界图高程点密度达不到要求时,还要进行高程点加密。高程点加密一定要进行实地测绘,并检测周围点的高程。还要检测原地形图上的高程数据。采用GPS―RTK测量高程时,利用碎部点和已知点的高差,再拟合计算碎部点的高程。在测绘地物地貌时,遵守“看不清不绘的原则“,地形图上的划线、符号、注记都要在现场绘制完成。由于该项目区属于山区项目,坡度大约在10°―25°之间,勘测定界图比例尺为1:5000,等高线按2米编绘。
2.2界线测量:利用上年度变更后的1:10000土地利用现状图为底图,调绘行政权属界线、地类界线、基本农田界线、非农业用地范围界线。对原有农田基础设施和项目范围内的地形、地物进行修测和补测。
2.3界址点放样及界址点测量
利用中海达V30型RTK,以坐标法对界址点进行放样测量。观测方式为单基站观测。为保证界址点放样的可靠性及界址点坐标精度,在界址桩放样埋设后,再用解析法进行一下界址点测量。解析法测定的界址点坐标中误差为±4.5cm,符合测量精度要求。
2.4面积计算和汇总
该项目区总面积47.4861公顷,权属单位为西黄村镇于家庄村、韩家庄村,李家庄村等三个村所有。
面积计算均采用解析坐标法,并独立计算两次进行校核。在计算各权属单位和不同地类面积的基础上,按乡(镇)、村委会为单位,按不同地类进行面积量算汇总。见下表:
项目区土地面积分类表(集体)
西黄村镇
权属单位 耕 地 园 地 草 地 村 庄 农村道路 水利设施 其他土地 合 计
于家庄村 5.3115 32.7529 1.3451 0.2054 0.6356 0.3280 1.2784 41.8569
李家庄村 0.8395 1.5652 0.0021 0.2020 2.6088
韩家庄村 3.0204 3.0204
合 计 6.1510 34.3181 4.3655 0.2054 0.6377 0.3280 1.4804 47.4861
2.5勘测定界图的绘制
邢台县西黄村镇于家庄村土地开发整治(占补平衡)项目勘测定界图比例尺为1:5000,勘测定界图的主要内容包括项目区范围内界址点、界址线和项目总面积。如行政界线、权属界线、地类界线;地上建筑物、构筑物;名称注记;地类符号、比例尺、文字注记、数字要素等。
3、 土地整治测量需要提交的技术成果
土地整治测量需要提交以下成果:勘测定界技术报告书、检查验收报告、勘测定界图以及观测记录、计算手簿等。
4、 结语
土地整治项目面积大范围广地形复杂且要求精度较高,采用全站仪等传统测量手段进行测量时费时费力,而且有时精度不能保证;采用GPS―RTK定位测量技术,能大幅度提高劳动效率,降低作业人员的劳动强度和劳动成本。
参考文献:
[1]《土地勘测定界规程》(TD/T1008-2007)
[2]《土地利用现状分类》(GB/T21010-2007)
[3]《地籍调查规程》(TDT 1001-2012)
[4]《工程测量规范》(GBA20026-93)
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