数字化测图经过数据采集、计算机处理、图形编辑与地形图绘制等阶段。数据采集是计算机绘图的基础，这一工作主要在外业期间完成。内业进行数据的图形处理，在人机交互方式下进行图形编辑，生成数字化地形图文件，由绘图仪绘制大比例尺地形图。

数字化测图的工作过程主要有：数据采集、数据处理、图形编辑、成果输出和数据管理。一般经过数据采集、数据编码和计算机处理、自动绘制两个阶段。数据采集和编码是计算机绘图的基础，这一工作主要在外业期间完成。内业进行数据的图形处理，在人机交互方式下进行图形编辑，生成绘图文件，由绘图仪绘制地形图。

1）数字测图系统的构成

数字化测图系统是指实现数字化测图功能的所有因素的集合。广义地讲，数字化测图系统是硬件、软件、人员和数据的总和。

数字化测图系统的硬件主要有两大类：测绘类硬件和计算机类硬件。前者主要指用于外业数据采集的各种测绘仪器；后者包括用于内业处理的计算机及其标准外设（如显示器、打印机等）和图形外设（如用于录入已有图形的数字化仪和用于输出图纸的绘图仪）。另外，实现外业记录和内、外业数据传输的电子手簿则既可能是测绘仪器（如全站仪）的一个部分，也可能是用某种掌上电脑开发的独立产品。

从一般意义上讲，数字化测图系统的软件包括为完成数字化测图工作用到的所有软件，即各种系统软件（如操作系统：Windows）、支撑软件（如计算机辅助设计软件：AutoCAD）和实现数字化测图功能的应用软件或者叫专用软件。

数字化测图系统的人员是指参与完成数字化测图任务的所有工作与管理人员。数字化测图对人员提出了较高的技术要求，他们应该是既掌握了现代测绘技术又具有一定的计算机操作和维护经验的综合性人才。

数字化测图系统中的数据主要指系统运行过程中的数据流，它包括采集（原始）数据、处理（过渡）数据和数字地形图（产品）数据。采集数据可能是野外测量与调查结果（如控制点、碎部点坐标、土地等级等），也可能是内业直接从已有地形图或航测像片数字化或矢量化得到的结果（如地形图数字化数据和扫描矢量化数据等）。处理数据主要是指系统运行中的一些过渡性数据文件。数字地形图数据是指生成的数字地形图数据文件，一般包括空间数据和非空间数据两大部分，有时也考虑时间数据。数字化地形成图系统中数据的主要特点是结构复杂、数据量庞大，这也是开发数字化地形成图系统时必须考虑的重点和难点之一。

（1）数字化测图常用硬件

数字化测图工作中常用的硬件设备包括全站仪、计算机、数字化仪、扫描仪、绘图仪等，下面简单介绍它们的功能以及在数字地形测量系统中的地位和作用。

①计算机

计算机是数字化测图系统中不可替代的主体设备。它的主要作用是运行数字化地形成图软件，连接数字化地形成图系统中的各种输入输出设备。在数字化地形成图系统中，室内处理工作一般用台式机完成；在野外需要计算机时可用笔记本电脑，例如采用“电子平板”作业模式在野外同时完成采集与成图两项工作。但是，笔记本电脑对于野外工作环境的适应性问题还有待解决。掌上电脑（PDA）是新发展起来的一种性能优越的随身电脑，它的便携性、长时间待机、笔式输入、图形显示等特点，有效地解决了困扰数字化测图数据采集中的诸多问题。

②全站仪

全站仪是由测距仪、电子经纬仪和微处理器组成的一个智能性测量仪器。全站仪的基本功能是在仪器照准目标后，通过微处理器的控制自动地完成距离、水平方向和天顶距的观测、显示与存贮。除这些基本功能外，不同类型的全站仪一般还具有一些各自独特的功能，如平距、高差和目标点坐标的计算等。

③数字化仪

数字化仪是数字化测图系统中的一种图形录入设备。它的主要功能是将图形转化为数据，所以，有时它又被称为图数转换设备。在数字化地形成图工作中，对于已经用传统方法施测过地形图的地区，只要它的精度和比例尺能满足要求，就可以利用数字化仪将其输入到计算机中，经编辑、修补后生成相应的数字地形图。

④扫描仪

扫描仪是以“栅格方式”实现图数转换的设备。所谓栅格方式就是以一个虚拟的格网对图形进行划分，然后对每个格网内的图形按一定的规则进行量化。每一个格网叫做一个“像元”或“像素”。所以，栅格方式数字化实际上就是先将图形分解为像元，然后对像元进行量化。其结果的基本形式是以栅格矩阵的形式出现的。

实际应用时，扫描仪得到的是栅格矩阵的压缩格式，扫描仪一般都支持多种压缩格式（如BMP、PIF、PCX等），用户可根据自己的需要进行选择。数字化地形成图中对栅格数据的处理主要有两种方式：一种是利用矢量化软件将栅格形式的数据转换为矢量形式，再供给数字化地形成图软件使用；另一种是在数字化地形成图软件中直接支持栅格形式的数据。目前，国内的数字化地形成图软件还未见有直接支持栅格数据的，因此实际工作中基本上都采用前一种处理方式。

⑤绘图仪

绘图仪是数字化测图中一种重要的图形输出设备——输出“白纸地形图”，又称“可视地形图”或数字地形图的“硬拷贝”。在数字化测图系统中，尽管能得到数字地形图，且数字地形图具有许多优良的特性，但白纸地形图仍然是不可替代的。这一方面是在很多情况下白纸地形图使用更加方便，另一方面利用数字地形图（地形图数据库）得到回放图也是数字地形图质量检查的一个基本依据。因此，在数字化地形图编辑好以后，一般都要在绘图仪上输出白纸地形图。(www.daowen.com)

（2）数字化成图软件

数字化地形成图软件是数字化测图系统中一个极其重要的组成部分，软件的优劣直接影响数字化成图系统的效率、可靠性、成图精度和操作的难易程度。

2）地形点的描述

传统的地形图测绘是用仪器测量水平角、垂直角、距离确定地形点的三维坐标，由绘图员按坐标（或角度与距离）将点展绘到图纸上，然后根据跑尺员的报告和对实际地形的观察，知道了测的是什么点（如房角点），这个（房角）点应该与哪个（房角）点连接等，绘图员当场依据展绘的点位按图式符号将地物（房子）描绘出来，就这样一点一点地测和绘，最后经过整饰，一幅地形图也就生成了。这个过程实际上已经利用到了三种类型的数据，即空间数据（测点坐标）、属性数据（房子）、拓扑数据（测点之间的连接关系）。数字测图是将野外采集的成图信息经过计算机软件自动处理（自动识别、自动检索、自动连接、自动调用图式符号等），经过编辑，最后自动绘出所测的地形图。因此，对地形点必须同时给出点位信息及绘图信息，以便计算机识别和处理。

综上所述，数字测图中地形点的描述必须具备三类信息：

（1）测点的三维坐标，确定地形点的空间位置，是地形图最基本的原始信息。

（2）测点的属性，即地形点的类型及特征信息，绘图时必须知道该测点是什么点，是地貌特征点还是地物点，如陡坎上的点、房角点、路灯等，才能调用相应的图式符号绘图。

（3）测点的连接关系，据此可将相关的点连成一个地物。

第一项是定位信息，后两项则是绘图信息。测点的点位是用测量仪器在外业测量中测得的，最终以X、Y、Z（H）三维坐标表示。在进行野外测量时，对所有测点按一定规则进行编号，每个测点编号在一项测图工程中是唯一的，系统根据它可以提取点位坐标。测点的属性是用地形编码表示的，有编码就知道它是什么类型的点，对应的图式符号怎样表示。测点的连接信息，是用连接点和连接线型表示的。

野外测量测定了点位后，知道了测点的属性，就可以当场给出该点的编号和编码并记录下来，同时记下该测点的连接信息；计算机成图时，利用测图系统中的图式符号库，只要知道编码，就可以从库中调出与该编码对应的图式符号成图。也就是说，如果测得点位，又知道该测点应与哪个测点相连，还知道它们对应的图式符号，那么，就可以将所测的地形图绘出来了。这一少而精、简而明的测绘系统工作原理，正是由面向目标的系统编码、图式符号、连接信息一一对应的设计原则所实现的。

3）数字化测图模式

数字化测图时，野外数据采集的方法按照使用的仪器和数据记录方式的不同可以分为草图法数字测记模式、一体化数字测图模式、GPS RTK测量模式。

（1）草图法数字测记模式

草图法数字测记模式是一种野外测记、室内成图的数字测图方法。使用的仪器是带内存的全站仪，将野外采集的数据记录在全站仪的内存中，同时配画标注测点点号的工作草图，到室内再通过通信电缆将数据传输到计算机，结合工作草图利用数字化成图软件对数据进行处理，再经人机交互编辑形成数字地形图。这种作业模式的特点是精度高、内外业分工明确，便于人员分配，从而具有较高的成图效率。对于具有自动跟踪测量模式的全站仪（也称为测量机器人），测站可以无人操作，而在镜站遥控开机测量，全站仪自动跟踪、照准、数据记录，还可在镜站遥控进行检查和输入数据。

（2）一体化数字测图模式

一体化数字测图模式也称为电子平板测绘模式，是将安装有数字化测图软件的笔记本电脑通过电缆与全站仪连接在一起，测量数据实时传入笔记本电脑，现场加入地理属性和连接关系后直接成图。该测绘模式的笔记本电脑类似于模拟法测图时的小平板，因此，采用笔记本电脑记录模式测图，也被人们称为“电子平板法”测图或“电子图板法”测图。“电子平板法”是一种基本上将所有工作放在外业完成的数字地形测量方法，实现了数据采集、数据处理、图形编辑现场同步完成。随着笔记本电脑价格的降低、重量的减轻、待机时间的延长、抗外界环境的性能增强及笔记本电脑整体性能的提高，该测绘模式在地面数字测图野外数据采集时将会被越来越多的采用。

为了综合上述两种数据采集模式的优点，目前也有采用基于WindowsCE操作系统的PDA（掌上型电脑）作为电子手簿，并在PDA上安装与在笔记本电脑上类似的测图系统，从而既可以及时看到所测的全图（实现所测即所现），又可以克服笔记本电脑的一些弱点（如硬件成本高、耗电、携带不方便等）。PDA的缺陷是屏幕显示尺寸较小，对于较复杂的地区，野外图形显示及编辑时没有笔记本电脑方便。

（3）GPS RTK测量模式

当采用GPS RTK技术进行地形细部测量时，仅需一人背着GPS接收机在待测点上观测一二秒钟即可求得测点坐标，通过电子手簿记录（配画草图，室内连码）或PDA记录（记录显示图形并连码），由数字地形测图系统软件输出所测的地形图。采用RTK技术进行测图时，无需测站点与待测点间通视，仅需一人操作，便可完成测图工作，可以大大提高工作效率。但应注意对RTK测量结果的有效检核，且在影响GPS卫星信号接受的遮蔽地带，还需将GPS与全站仪结合，二者取长补短，更快更简洁地完成测图工作。

随着RTK技术的进一步发展、系列化产品的不断改进（更轻便化）以及价格的降低，GPS测量模式在比较开阔地区的地形细部测量野外数据采集将会得到越来越多的应用。