测绘比例尺地形图的技术演进！

摘要：地形测图的核心是在已知控制点（如已确定平面坐标和高程的三角点、水准点、GNSS 基准站）上设站，借助测量仪器与工具，精确测定控制点周边地形特征点（如地物拐点、地貌坡度变化点）的平面位置（x, y 坐标）和高程（z 值），再依据《国家基本比例尺地形图图式》（GB

地形测图的核心是在已知控制点（如已确定平面坐标和高程的三角点、水准点、GNSS 基准站）上设站，借助测量仪器与工具，精确测定控制点周边地形特征点（如地物拐点、地貌坡度变化点）的平面位置（x, y 坐标）和高程（z 值），再依据《国家基本比例尺地形图图式》（GB/T 20257）所规定的符号，将地物、地貌按既定比例尺（如 1:500、1:1000、1:2000）进行缩绘，最终形成地形图的技术过程。

根据测图仪器与工具的技术特点，地形测图方法可分为以下几类，不同方法在适用场景与作业效率方面存在显著差异：

1、传统测图方法：主要包括大平板仪测图、小平板仪与经纬仪联合测图以及经纬仪测图。这些方法均基于“图解法”原理，即通过仪器测量特征点与控制点之间的水平角、竖直角及水平距离，计算出特征点的相对位置后，以手工方式将地物轮廓和地貌线条展绘于纸质地形图上。该方法适用于小范围（如单一地块、小型厂区）且地形简单的测图任务，但存在手工作业误差大（平面中误差约 ±0.2mm～±0.5mm，相当于实地 ±0.1m～±0.25m）、成图效率低（单人日均成图面积约 0.1～0.2km²），以及后续数据难以复用等问题，目前已逐渐被数字化测图技术所替代。

2、全站仪数字化测图：自 20 世纪 80 年代起，随着全站型电子速测仪（简称“全站仪”）的广泛应用而迅速发展。其核心优势在于“测算一体化”：仪器可同步高精度测量水平角、竖直角和斜距（测角精度通常为 ±2″～±5″，测距精度为 ±(2mm + 2ppm×D)），并通过内置处理器自动解算特征点的三维坐标。数据可通过电缆或蓝牙传输至便携计算机（PDA），再借助南方 CASS、AutoCAD Civil 3D 等专业成图软件自动生成数字化地形图（如 DXF、SHP 格式）。与传统方法相比，全站仪数字化测图精度提高 30%～50%（实地平面中误差一般 ≤ ±0.05m），作业效率提升 3～5 倍（单人日均成图面积可达 0.3～1.0km²），并且所获数据可直接用于后续工程设计、三维建模等用途，是目前大比例尺（1:500～1:2000）地形测图的主流方式。

3、航空摄影测量成图：适用于大面积（如县域、市域）和地形复杂（如山区、丘陵、城市建成区）区域的测图任务。其核心流程包括“航空摄影—外业控制—内业立体测图”：首先借助固定翼飞机或无人机搭载航摄仪获取测区的高分辨率影像（地面分辨率通常为 0.1m～0.5m）；再通过 GNSS-RTK 或水准测量施测外业像片控制点，以保证影像的几何精度；最后利用立体测图仪或遥感处理软件（如 ERDAS IMAGINE、PCI Geomatica）基于立体模型采集地物、地貌要素，生成数字地形图。该方法成图效率极高（单架次无人机日均覆盖可达 5～20km²），并能有效克服地面测量中的地形障碍（如悬崖、密林），目前广泛用于 1:5000～1:10000 中比例尺地形图测绘以及应急测绘（如灾后地形重建）等场景。

从技术演进趋势来看，传统测图方法因依赖手工作业已逐渐退出主流，数字化测图正向“内外业一体化”和“空天地一体化”方向发展。近年来，无人机低空摄影测量与 GNSS-RTK 的融合技术（如“无人机航测 + 地面控制点校正”模式）已可实现小区域 1:500 比例尺地形图的快速生成；同时，三维激光扫描等技术也逐渐应用于复杂地形（如溶洞、古建筑）测图中，进一步拓展了地形测图的适用边界。