数字测图技术的1.6倍增长应用

数字测图首先是由机助地图制图(也称自动化制图)开始的。机助地图制图技术酝酿于20世纪50年代。1950年，第一台能显示简单图形的图形显示器作为美国麻省理工学院旋风1号计算机的附件问世。1958年，美国Calcomp公司将联机的数字记录仪发展成滚筒式绘图机，Greber公司把数控机床发展成平台式绘图仪。20世纪50年代末，数控绘图仪首先在美国出现，与此同时出现了第二代、第三代电子计算机，从而促进了机助制图的研究和发展，很快就形成了一种“从图上采集数据进行自动制图”的系统。1964年，第一次在数控绘图仪上绘出了地图。1965—1970年，第一批计算机地图制图系统开始运行，用模拟手工制图的方法绘制了一些地图产品。1970—1980年，在新技术条件下，对机助制图的理论和应用问题，如图形的数学表示和数学描述、地图资料的数字化和数据处理方法、地图数据库、制图综合和图形输出等方面的问题进行了深入的研究，许多国家都建立了软硬件结合的交互式计算机地图制图系统，推动了地理信息的发展。20世纪80年代，进入推广应用阶段，各种类型的地图数据库和地理信息系统相继建立起来，计算机地图制图得到了极大的发展和广泛的应用。20世纪70年代末和80年代初，自动制图系统主要包括数字化仪、扫描仪、计算机及显示系统四部分，数字化仪数字化成图成为主要的自动成图方法。

作为数字化测图方法之一的航空摄影测量，起源于20世纪50年代末期，当时的航空摄影测量都是使用立体测图仪及机械联动坐标绘图仪，采用模拟法测图原理，利用航测像对测绘出线划地形图。到20世纪60年代，出现了解析测图仪，它由精密立体坐标仪、电子计算机和数控绘图仪三个部分组成，将模拟测图创新为解析测图，其成果依然是图解地图。20世纪80年代初，为了满足数字测图的需要，我国在生产、使用解析绘图仪的同时，将原有模拟立体量测仪和立体坐标量测仪逐渐改装成数字绘图仪，将量测的模拟信息经过编码器转换为数字信息，由计算机接受并处理，最终输出数字地形图。20世纪80年代末、90年代初，又出现了全数字摄影测量系统。全数字摄影测量系统作业过程大致如下: 将影像扫描数字化，利用立体观测系统观测立体模型(计算机视觉)，利用系统提供的扫描数据处理、测量数据管理、数字定向、立体显示、地物采集、自动提取DTM、自动生成正射影像等一系列量测软件，使量测过程自动化。全数字摄影测量系统在我国迅速推广和普及，目前已基本取代了解析摄影测量。

大比例尺地面数字测图是在20世纪70年代轻小型、自动化、多功能的电子速测仪问世后，在机助制图系统的基础上发展起来的。20世纪80年代，全站型电子速测仪的迅速发展，加速了数字测图的研究与发展。我国从20世纪80年代初开始发展大比例尺数字测图的研究与实践，主要经历了四个阶段。20世纪80年代初到1987年为第一阶段，主要是引进外国大比例尺测图系统的应用与开发及研究阶段。1988—1991年为第二阶段，这一阶段成功研制了数十套大比例尺数字化测图系统，并都在生产中得到应用。1991—1997年为总结、优化和应用推广阶段，提出了一些新的数字化测图方法。1997年后为数字测图技术全面成熟阶段，数字测图系统成为GIS(地理信息系统)的一个子系统，我国测绘事业开始进入数字测图时代。目前，我国地面数字测图(全野外数字化测图)主要采用全站仪数字测记模式，即全站仪外业采集数据，绘制草图或编制编码，内业成图。也有采用“全站仪+便携机(笔记本电脑)”的电子平板测绘模式，即利用笔记本电脑的屏幕模拟测板在野外直接观测，把全站仪测得的数据直接展绘在计算机屏幕上，用软件的绘图功能边测边绘。近些年，随着GPS技术的日臻成熟，GPS-RTK数字测记模式已被广泛地应用于数据采集。GPS-RTK数字测记模式采用GPS实时动态定位技术，实地测定地形点的三维坐标，并自动记录定位信息。GPS-RTK技术的出现，提高了数字测图的效率，GPS-RTK数字测图将成为开阔地区数字化测图的主要方法。而且，随着俄罗斯GLONASS卫星定位系统的逐步完善、欧盟的伽利略全球定位系统和我国的北斗导航卫星定位系统的建立，几种全球定位系统必将联合应用，到那时，GPS-RTK数字测图在城镇测量中将起到巨大的作用。(www.xing528.com)

今后，数字化测图的发展方向应该是一种无点号、无编码的镜站遥控电子平板测图系统。镜站遥控电子平板作业可形成单人测图系统，只要一名测绘员在镜站立对中杆，遥控测站上带伺服马达的全站仪瞄准镜站反光镜，并将测站上测得的三维坐标用无线电传输到电子平板(便携机)，自动展点和注记高程，绘图员实时地把展点的空间关系在电子平板上描述出来。这种测图模式需要数据无线通信设备及带伺服马达的全站仪，对设备技术及质量要求比较高，但无疑是今后一种发展方向。

近几年又出现了视频全站仪和三维激光扫描仪等快速数据采集设备，使快速测绘数字景观图成为可能。通过在全站仪上安装数字相机(视频全站仪)的方法，可在对被测目标进行摄影的同时，测定相机的摄影姿态，再经过计算机对数字影像处理，得到数字地形图或数字景观图; 利用三维激光扫描仪，通过空中或地面激光扫描获取高精度地表及构筑物三维坐标，经过计算机实时或事后对三维坐标及几何关系的处理，得到数字地形图或数字景观图。这种快速测绘数字景观的成图模式可能成为今后建立数字城市的主要手段。