二、數(shù)字法測(cè)圖
    ( 一 ) 概述
    數(shù)字法測(cè)圖是利用電子速測(cè)儀 ( 全站式或半站式 ) 或其他測(cè)量?jī)x器配合棱鏡在野外測(cè)量測(cè)站至待測(cè)細(xì)部點(diǎn)的方向、距離和高差，并將野外測(cè)量的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸 ( 或人工鍵人 ) 到電子手簿、IC 卡或便攜式微機(jī)記錄，現(xiàn)場(chǎng)繪制地形 ( 草 ) 圖，到室內(nèi)將數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，借著計(jì)算機(jī)及配套的數(shù)字測(cè)圖軟件，人機(jī)交互編輯后，按一定的比例尺及圖式符號(hào)自動(dòng)生成數(shù)字地籍圖，控制繪圖儀自動(dòng)輸出地籍圖 ( 也被人們稱為計(jì)算機(jī)輔助地籍成圖 ) 。這種方法是從野外實(shí)地采集數(shù)據(jù)的，所以又稱野外地面數(shù)字測(cè)圖 ( 以區(qū)別其他的數(shù)字測(cè)圖，如航測(cè)數(shù)字測(cè)圖 ) ，其實(shí)質(zhì)是一種全數(shù)字、機(jī)助測(cè)圖的方法。測(cè)繪出的地籍圖是以計(jì)算機(jī)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(cè)繪地籍圖的特征：由全站儀直接測(cè)量界址點(diǎn)和地物點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，并給以地圖符號(hào)、界址點(diǎn)及地物點(diǎn)之間連接等信息碼，通過計(jì)算機(jī)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(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)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(cè)定界址點(diǎn)的地籍細(xì)部測(cè)量。采用數(shù)字法測(cè)繪地籍圖時(shí)，測(cè)定界址點(diǎn)位的坐標(biāo)可以與測(cè)圖同步進(jìn)行，但測(cè)定界址點(diǎn)位時(shí)，應(yīng)滿足《城鎮(zhèn)地籍調(diào)查規(guī)程》界址點(diǎn)點(diǎn)位精度的要求。
    目前，數(shù)字法測(cè)圖在地籍細(xì)部測(cè)量中已得到普及和應(yīng)用，主要由于： 1) 模擬法測(cè)圖不僅精度很低，而且費(fèi)工費(fèi)時(shí)，易出錯(cuò)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，地籍圖制作、宗地圖制作、面積計(jì)算和統(tǒng)計(jì)匯總等每一步驟都需要大量的人工操作，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(shí)現(xiàn)地籍管理現(xiàn)代化的一個(gè)重要手段，地籍細(xì)部測(cè)量所采集的信息可以自動(dòng)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(cè)量?jī)x器的大量出現(xiàn)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，地面測(cè)量?jī)x器可以通過電子手簿或便攜式計(jì)算機(jī) ( 下簡(jiǎn)稱便攜機(jī) ) ，與各種電子速測(cè)儀或測(cè)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(jì)算機(jī)、掃描儀、數(shù)字化儀、繪圖儀、打印機(jī)等 ) 性能的完善和成本的降低，為實(shí)現(xiàn)數(shù)字法測(cè)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； 5) 數(shù)字法測(cè)圖具有高精度、低成本、靈活、方便的特點(diǎn)，與 GPS 定位和航空航天遙感成圖形成了極好的互補(bǔ)關(guān)系。因此，有條件的地區(qū)應(yīng)盡量采用數(shù)字法測(cè)繪地籍圖。
    ( 二 ) 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(cè)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(shí)地標(biāo)出每宗地界址點(diǎn)的位置；布設(shè)地籍控制網(wǎng)，進(jìn)行控制網(wǎng)觀測(cè)和平差；劃分每個(gè)作業(yè)小組測(cè)區(qū)范圍。
    當(dāng)一個(gè)測(cè)區(qū)較大時(shí)，特別是多個(gè)作業(yè)組同時(shí)作業(yè)時(shí)，為避免重測(cè)、漏測(cè)和對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)處理，一般要將測(cè)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(gè)作業(yè)小組所要測(cè)的分區(qū)。一般是一個(gè)街坊為一個(gè)分區(qū)，當(dāng)街坊很大時(shí)，也可按自然地物的邊界在一個(gè)街坊內(nèi)分成幾個(gè)分區(qū)。由于數(shù)字測(cè)圖外業(yè)并不以圖幅為單位進(jìn)行，如果不將測(cè)區(qū)分成若干分區(qū)，將給內(nèi)業(yè)處理帶來很大困難。若將測(cè)區(qū)分為若干分區(qū)，則在完成某一分區(qū)的測(cè)量后，就可對(duì)這一區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。只要保證各相對(duì)獨(dú)立的分區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)正確，整個(gè)測(cè)區(qū)的數(shù)據(jù)正確度也就能得到保證。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(shí)、有條理地進(jìn)行外業(yè)和內(nèi)業(yè)處理。對(duì)一個(gè)分區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)要求不能有重復(fù)點(diǎn)號(hào)，也就是說在一個(gè)分區(qū)內(nèi)的所有測(cè)點(diǎn) ( 包括界址點(diǎn)和地物點(diǎn)等 ) 的點(diǎn)號(hào)與實(shí)地是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，不允許實(shí)地一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)幾個(gè)點(diǎn)號(hào)，或一個(gè)點(diǎn)號(hào)對(duì)應(yīng)實(shí)地多個(gè)點(diǎn)。
    為節(jié)省野外作業(yè)時(shí)間，利用電子手簿記錄模式進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集時(shí)，一般在野外只進(jìn)行簡(jiǎn)單的連碼 ( 即輸入點(diǎn)的符號(hào)類別和點(diǎn)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(cè)量數(shù)據(jù)和連碼數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿C(jī)，由測(cè)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(diǎn)。 1) 優(yōu)點(diǎn)：硬件成本低，省電，攜帶輕，操作方便；多個(gè)小組可以共 用一套測(cè)圖系統(tǒng) ( 測(cè)圖系統(tǒng)一般安裝在室內(nèi)的微機(jī)上，電子手簿中一般僅裝有測(cè)圖系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集部分 ) ，購(gòu)置軟件費(fèi)用低；對(duì)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(shí)間； 2) 缺點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)不能及時(shí)看到所測(cè)的全圖，測(cè)錯(cuò)時(shí)不易發(fā)現(xiàn)；內(nèi)業(yè)工作量稍大。
    (2) 便攜機(jī)記錄模式。采用便攜機(jī)記錄模式時(shí)，可以將便攜機(jī)通過電纜與全站式或半站式電子速測(cè)儀連接，實(shí)現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)或坐標(biāo)值的在線采集，在線采集要求便攜機(jī)必須在測(cè)站；也可以在便攜機(jī)與電子速測(cè)儀之間建立無線數(shù)據(jù)傳輸 ( 離線采集 ) ，將電子速測(cè)儀的觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖銛y機(jī)接收、記錄，此時(shí)便攜機(jī)可以隨棱鏡一起移動(dòng)，也可以放在測(cè)站或其他方便的位置。隨著便攜機(jī)價(jià)格的降低、重量的減輕、抗外界環(huán)境的性能增強(qiáng)及便攜機(jī)整體性能的提高，該記錄模式在地面數(shù)字測(cè)圖野外數(shù)據(jù)采集時(shí)將會(huì)被越來越多的采用。該記錄模式的便攜機(jī)類似于模擬法測(cè)圖時(shí)的小平板，因此，采用便攜機(jī)記錄模式測(cè)圖，也被人們稱為“電子平板法”測(cè)圖或“電子圖板法”測(cè)圖。
    利用便攜機(jī)記錄模式進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集時(shí)，一個(gè)外業(yè)測(cè)量小組一般需要三至四人。觀測(cè)員一人，在測(cè)站上負(fù)責(zé)觀測(cè)；繪圖員一人，在測(cè)站上負(fù)責(zé)便攜機(jī)的數(shù)據(jù)記錄，并在便攜機(jī)上連碼，現(xiàn)場(chǎng)由測(cè)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(cè)繪專業(yè)人員 ) ，負(fù)責(zé)選定待測(cè)點(diǎn)，并在點(diǎn)上設(shè)置棱鏡，繪制部分草圖。
    利用便攜機(jī)記錄模式進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集有以下優(yōu)缺點(diǎn)。 1)優(yōu)點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)可以及時(shí)看到所測(cè)的全圖，測(cè)錯(cuò)時(shí)比較容易發(fā)現(xiàn)；內(nèi)業(yè)工作量少； 2) 缺點(diǎn)：硬件成本高，耗電，攜帶不方便；每個(gè)小組必須配一套測(cè)圖系統(tǒng)，購(gòu)置軟件費(fèi)用高；對(duì)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(shí)間增加。
    為了綜合上述兩種數(shù)據(jù)采集模式的優(yōu)點(diǎn)，目前已采用性能更強(qiáng)基于 Windows CE 操作系統(tǒng)的 PDA( 掌上型電腦 ) 作為電子手簿，并在 PDA 上安裝與在便攜機(jī)上類似的測(cè)圖系統(tǒng)，從而既可以及時(shí)看到所測(cè)的全圖 ( 實(shí)現(xiàn)所測(cè)即所現(xiàn) ) ，又可以克服便攜機(jī)的一些弱點(diǎn) ( 如硬件成本高、耗電、攜帶不方便等 ) 。 PDA 的缺陷是屏幕顯示尺寸較小，對(duì)于地形地物較復(fù)雜的地區(qū)，野外圖形顯示及編輯時(shí)沒有便攜機(jī)方便。
    (3) 電子速測(cè)儀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡記錄模式。近年生產(chǎn)的電子速測(cè)儀 ( 如 POWERSET 2000 系列 ) 大多已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(jì)算機(jī)的硬盤 ) 或可卸式 PC-MCIA 卡記錄觀測(cè)的數(shù)據(jù)，而且在電子速測(cè)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(cè)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(cè)儀內(nèi)存中記錄的數(shù)據(jù)，將電子速測(cè)儀與計(jì)算機(jī)用通信電纜連接后，可以方便地傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，用 PCMCIA 磁卡記錄的數(shù)據(jù)，可以直接被計(jì)算機(jī)讀取。另外，對(duì)于具有自動(dòng)跟蹤測(cè)量模式的電子速測(cè)儀 ( 也被稱為測(cè)量機(jī)器人 ) ，測(cè)站可以無人操作，而在鏡站遙控開機(jī)測(cè)量，電子速測(cè)儀自動(dòng)跟蹤、照準(zhǔn)、數(shù)據(jù)記錄，還可在鏡站遙控進(jìn)行檢查和輸人數(shù)據(jù)編碼。
    (4)GPS 測(cè)量模式。 GPS 定位技術(shù)在測(cè)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 TimeKinematic) 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)提供測(cè)點(diǎn) ( 流動(dòng)站 )的三維坐標(biāo)。有關(guān) RTK 技術(shù)的原理在許多文獻(xiàn)中已有闡述。應(yīng)用 RTK 技術(shù)進(jìn)行定位時(shí)要求基準(zhǔn)站 ( 測(cè)站 )GPS 接收機(jī)實(shí)時(shí)的把觀測(cè)數(shù)據(jù) ( 如偽距或相位觀測(cè)值 ) 及已知數(shù)據(jù) ( 如基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo) ) 實(shí)時(shí)傳輸給流動(dòng)站 GPS 接收機(jī)，流動(dòng)站快速求解整周模糊度，在觀測(cè)到四顆衛(wèi)星后，可以實(shí)時(shí)地求解出厘米級(jí)的流動(dòng)站動(dòng)態(tài)位置。
    采用 RTK 技術(shù)進(jìn)行地籍細(xì)部測(cè)量時(shí)，僅需一人背著 GPS 接收機(jī)在待測(cè)點(diǎn)上觀測(cè)一、二秒鐘即可求得測(cè)點(diǎn)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(chǎng)顯示圖形并連碼 ) ，由大比例尺數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)軟件輸出所測(cè)的地圖。采用RTK 技術(shù)進(jìn)行測(cè)圖時(shí)，無需測(cè)站點(diǎn)與待測(cè)點(diǎn)問通視，僅需一人操作，便可完成測(cè)圖工作，可以大大提高工作效率。但在影響GPS 衛(wèi)星信號(hào)接收的遮蔽地帶，還需將 GPS 與電子速測(cè)儀結(jié)合，二者取長(zhǎng)補(bǔ)短，更快更簡(jiǎn)潔地完成測(cè)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(jià)格的降低， GPS 測(cè)量模式在比較開闊地區(qū)的地籍細(xì)部測(cè)量野外數(shù)據(jù)采集時(shí)將會(huì)得到越來越多的應(yīng)用。