测绘工程中的数字化地形图绘制技术

摘要：随着地理信息系统（GIS）和遥感技术的快速发展，数字化地形图已成为现代测绘工程的重要成果形式。数字化技术的引入不仅提升了测绘工作的效率和精度，也拓展了其在城市规划、土地管理和工程设计等领域的应用广度。本文从技术路径、关键环节与实际应用等方面，系统探讨数字化地形图绘制的技术要点与发展趋势，分析当前存在的问题，并提出针对性的优化策略，旨在为测绘工程数字化转型提供理论参考与技术支持。

关键词：数字测图；地理信息系统；地形图绘制

一、数字化地形图绘制的技术基础与现状分析

（一）数字测图技术在测绘工程中的发展演变

数字测图技术的发展源于对传统测绘手段精度与效率提升的需求。早期的地形图绘制依赖人工手段和纸质图件，工作量大且成果更新滞后。随着电子测距仪、全站仪和GPS等设备的广泛使用，测图技术逐渐走向电子化与自动化。在此基础上，航空摄影测量与激光雷达技术（LiDAR）等新兴技术不断涌现，为数字测图提供了更为丰富和高精度的空间数据来源。近年来，伴随移动测量系统（MMS）和三维激光扫描技术的发展，数字化地形图的表达形式更加多样，精度也得到了大幅提升。测绘人员可以利用多平台同步作业的方式，在保证测图效率的同时，降低人工成本，提升成果时效性。并且，数据更新的周期进一步缩短，使得地形图成果能够实时反映地貌变化，更加适应快速发展的基础设施与自然环境管理需求。

（二）数字化绘图软件平台的功能集成与优化

数字化地形图的绘制离不开专业的软件平台支持，如ArcGIS、AutoCAD Civil 3D、MapGIS等。这些软件具备空间数据处理、符号编辑、图层管理与三维建模等多种功能，可实现对测量数据的自动处理与制图工作。软件系统的持续迭代使得功能更加集成化，支持批量数据导入、多源数据融合、图形自动匹配与拓扑关系构建，有效减少了人为操作误差。此外，借助云计算平台与数据库技术的应用，数据的存储、共享与实时更新更加便捷，显著提升了地形图的动态维护能力。在大型工程项目中，基于平台的协同制图机制还可以实现不同专业团队对地形图的分工与同步修改，大幅提高作业效率，降低重复劳动，推动多源信息统一集成。

（三）当前数字化地形图绘制中存在的共性难题

虽然数字化地形图技术已经取得显著进展，但在实际应用中仍面临一系列共性问题。首先，不同数据源之间在空间精度与格式规范上存在差异，影响数据融合的统一性。其次，在地形复杂区域，如山区或城市密集区，受限于遮挡或反射等因素，数据采集结果存在不完整或噪声过多等问题，需后期大量人工干预。再者，测绘人员在操作规范、符号系统选择与制图细节把控上尚存在差异，影响了图件成果的一致性与标准化。这些问题亟需通过技术规范、自动化算法与人员培训等方式加以解决。同时，部分基层测绘单位在软硬件资源、技术队伍建设等方面存在短板，导致新型绘图技术的推广落地难度加大，严重制约了数字化测图成果的广泛应用与价值释放。

二、数字化地形图绘制的核心技术路径与优化策略

（一）多源空间数据获取的精度保障机制

高质量的数字地形图依赖于多源数据的精确采集与科学整合。目前，地面测量、航空摄影、卫星遥感、激光雷达等手段共同构成了测绘数据采集的主要来源。为保障数据精度，需要在不同平台与传感器间建立统一的坐标基准与转换模型，确保数据的空间对齐。同时，在数据获取前制定详尽的外业方案，如设置控制点、拟定飞行路线、评估地表反射特性等，确保原始数据具备充分的覆盖度与几何一致性。在数据融合阶段，采用滤波、配准、差值等算法，排除冗余与噪声，提高数据的统一性与有效性，最终为地形图绘制奠定稳定基础。在城市密集区或特殊地貌区域，可结合移动测量车与多旋翼无人机实现多角度补测，显著增强高精度建图的可靠性，满足不同精度等级和图幅尺度的地形制图需求。

（二）矢量化处理与拓扑构建的自动化实现

数字地形图绘制的核心工作之一是将点云或影像数据转化为结构化的线划图形，即矢量化处理过程。在传统作业中，该环节多依赖人工识别与数字化操作，耗时长且主观因素影响大。当前，通过图像识别与机器学习算法的应用，可实现地形要素如等高线、水系、道路等的自动提取。矢量化后，进一步通过拓扑构建技术建立图元间的空间关联关系，如节点连接、区域封闭与交叉判断等，提高图形数据的逻辑一致性与后续GIS分析能力。自动化的实现不仅提高作业效率，也为标准化制图奠定坚实基础。为了进一步提升数据的处理精度与自动化程度，还可引入深度学习模型对图像中的复杂地物进行语义分割，从而精准提取建筑物边界、交通线网等高等级要素，有效降低人工参与程度并提升图件的空间表现能力。

（三）三维建模与地貌表达的综合集成策略

现代测绘对地形图的表达已不再局限于二维平面，而更多强调地貌特征的立体展示能力。三维建模技术正是在此需求下得到广泛应用。基于点云数据或高程模型（DEM/DSM），可构建地表起伏与构筑物结构的三维场景，实现地形特征如坡度、坡向、断面等的全面呈现。结合摄影测量与实景建模工具，还可将真实纹理映射至三维模型上，提高视觉识别性。在城市规划、灾害评估、矿产开发等领域，三维地形图可实现对空间信息的直观传达与模拟分析，为科学决策提供支持。三维表达还能助力数字孪生城市建设，实现地下与地上空间一体化展示，支持空间叠加分析与多维态势感知，赋能未来城市治理、应急响应与基础设施智慧运维的深层次应用。

（四）地图可视化表达与制图规范的智能控制

地形图成果的质量不仅体现在数据准确性上，更依赖于地图符号、色彩配置、注记样式等视觉要素的科学表达。现代绘图系统通过模板化制图、图例自动生成、元素智能排列等手段，降低了人为差异带来的制图不规范问题。结合地图综合算法，可实现对复杂要素的合理简化与表达强化，如局部缩放下要素选择性显示、符号大小动态调整等。在符号库构建与样式统一方面，行业标准（如1：1000、1：5000）提供了清晰指引，通过软件嵌入标准图例模板，使制图成果在不同项目间具备良好通用性与兼容性，提升制图效率与成果质量。未来还可引入可视化设计语言与人机交互技术，实现地图内容与使用场景的深度适配，如在移动终端或AR平台上实现地图的实时交互浏览与个性化呈现，推动数字地形图在公众服务与智能导航等领域的融合创新。

结束语：数字化地形图绘制是测绘工程现代化发展的核心环节，涵盖了从数据获取、处理、表达到成果管理的全流程。面对地形多样化、数据复杂化与需求多元化的发展趋势，需不断优化测图技术体系，提升自动化与智能化水平。今后应在算法集成、系统平台与标准规范方面持续推进，确保数字地形图成果的精度、效率与实用价值，为国土管理与智慧城市建设提供坚实支撑。

参考文献：

[1]杨建国.数字测图技术在工程测量中的应用研究[J].测绘通报，2023，43（02）：125-129.

[2]张晓峰.三维地形图制作关键技术与发展趋势[J].地理空间信息，2023，21（04）：75-80.