二、數(shù)字法測圖
    ( 一 ) 概述
    數(shù)字法測圖是利用電子速測儀 ( 全站式或半站式 ) 或其他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 ( 或人工鍵人 ) 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)別其他的數(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：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； 5) 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。
    ( 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)分成幾個分區(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)處理帶來很大困難。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、有條理地進行外業(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。
    為節(jié)省野外作業(yè)時間，利用電子手簿記錄模式進行野外數(shù)據(jù)采集時，一般在野外只進行簡單的連碼 ( 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，并進行適當(dāng)?shù)膱D形編輯。
    利用電子手簿記錄模式進行野外數(shù)據(jù)采集有以下優(yōu)缺點。 1) 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； 2) 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。
    (2) 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他方便的位置。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行野外數(shù)據(jù)采集有以下優(yōu)缺點。 1)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； 2) 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( 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 ) 。 PDA 的缺陷是屏幕顯示尺寸較小，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。
    (3) 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 ) 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 ( 類似計算機的硬盤 ) 或可卸式 PC-MCIA 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，還可在鏡站遙控進行檢查和輸人數(shù)據(jù)編碼。
    (4)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 TimeKinematic) 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)的原理在許多文獻中已有闡述。應(yīng)用 RTK 技術(shù)進行定位時要求基準(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)進行測圖時，無需測站點與待測點問通視，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)的進一步發(fā)展、系列化產(chǎn)品的不斷改進 ( 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。