我全程见证了地图生成: 跟随测绘队员体验一线测绘工作
来源: | 作者:ganlin | 发布时间: 2016-08-09 | 408 次浏览 | 分享到:
       手机导航地图、旅游地图、行政区划图、地震断裂带分布图……我们经常接触各类地图。这些图的雏形都是地形图。

       此前我一直认为,地形图是拍出来的。但事实上,获取高分辨率航空航天影像,仅仅是地形图绘制工作的开始。

       一张张航空影像是如何变成可供应用的地形图的?地形图又是如何变成我们平时使用的各类地图的?日前,我跟随测绘队员走进一线,近距离体验了一张地图生成的全过程。

       |30多名内业人员,一半人在“钉图钉”、一半人在“摇轮子”
前不久,我来到位于成都市的四川省第二测绘地理信息工程院(以下简称“二院”),成为测绘队的一名临时队员,参与四川省广元市新村规划建设项目中地形图的制作。

       “一张完整的地形图,需要内外作业配合完成。”二院副院长文学虎先向我科普流程:无人机获得航空影像后,由外业人员在实地布设控制点;内业在此基础上通过专业软件和测绘技术,在整个区域计算出更多的内业控制点,利用全数字测图系统,立体采集水系、道路、居民地、地形等高线等地图要素,制作出底图;随后,外业人员拿着底图在实地开展精准调绘,对内业采集的各项要素进行现状核查和修改,得到一幅初步的作业成果……

       复杂的工序和抽象的术语,让我听得云里雾里。

       “不要急,跟一遍自然就懂了。”文副院长看出我的困惑。他先带我走进院地理信息处理中心,学习内业对航空影像的处理。

       两间宽敞的玻璃房里,30多名内业人员正专注地坐在电脑前。右侧房间里的人们用鼠标快速点击着屏幕,左侧房间里的人们戴着立体眼镜,双手摇着轮子,画出一道道流畅的曲线。

       “一半人在‘钉图钉’,一半人在‘摇轮子’。”文副院长打趣道。

       “无人机获取航空影像后,一张张分块、散列的影像,就像一块块拼图。要变成一幅完整的图画,首先就需要找到相邻影像的同名点。”文副院长解释道,像钉图钉一样,被刺住的两点是地面的同一位置,这样千百张影像之间就有了联系。接下来是校正影像,目的是使影像和大地之间建立对应关系,获取该区域的精确地理坐标。外业人员早在实地中布设了若干坐标控制点,内业人员在影像上也找到这些点,使两点重合,影像就可以归位。“就像用图钉把画钉在墙上,扎满了图钉,图和墙自然会严丝合缝。”

       一进入“摇轮子”的房间,技术员张芳就给我戴上了厚厚的立体眼镜。我定睛一看,屏幕上从隔壁传过来的航空影像突然立体起来,像沙盘一样高低起伏、层次立现。“只有恢复立体模型,才能采集等高线、水系、交通、管线、植被等要素。”

       说话间,张芳左右手以不同频率摇着桌角的轮子,顷刻便勾勒出一条完整闭合的550米等高线。

       “你怎么能够看出哪里是550米高呢?”我惊呆了。

       她没有立刻回答,而是在数据栏中输入“550米”,鼠标光标变成了红色的光点。之后,她把红点移动到半山腰,问我:“红点是浮在影像上的吗?”

       我点点头,见这红点像飘在半空中,并没有贴着地面。

       她又把红点移动到山的另一侧,问我:“你能感觉到红点‘贴’着山边了吗?”

       我用力睁大双眼看了半天,实话实说:“没有。”

       但她却能看出来。原来,只有感觉到红点“贴着”而不是浮着、陷进去的时候,才说明找到了设定的高程。
       “为什么我感觉不出来?”我有点失落。

       “这是基本功,我是经过了5个月的培训,才培养出立体感的。”张芳说,找到所有红点“贴着”地面的轨迹,就是等高线的轨迹。

       我迫不及待地上手,试图也勾勒出这道轨迹,却发现左右手很难配合协调,一时手忙脚乱,急得满头大汗。

       “从清晨做到深夜,他们要心到眼到,眼到手到,真是脑力活加体力活。”看着内业人员熟练的动作,我打从心眼里佩服他们。

       西南山林里有毒蛇和野兽,在可可西里无人区,还常常遇到野狼和棕熊

       “钉图钉”加“摇轮子”,模糊的航空影像上,山体、植被、河流、房屋都有了清晰的边界和轮廓,生成了一张底图。

       底图上有白色道路、蓝色河流和绿色植被,可白色道路是公路还是土路、绿色植被是松树还是柏树,还不清楚。

       “这就是下一步外业需要解决的问题。内业是给影像图定位,外业则是给影像图定性。”文副院长说。

       没想到“外业”同样不容易,上山的路就给了我一个“下马威”。

       距离成都近300公里的广元市,山体陡峻,峡谷险深。第一天的目的地是朝天区蒲家乡罗圈岩村,坐落于大山深处。山路狭窄,仅容一辆车身进出。透过车窗看,山脚下的村落越来越小,远处蜿蜒的嘉陵江宛如一条青碧的绸带。由于昨夜下过暴雨,山路泥泞不堪,车轮一直打滑,向悬崖倾斜,吓得我大气都不敢出。

       经过数小时的跋涉,前方终于出现了一座村庄,这就是罗圈岩村。

       测绘队成员们统一穿着橙色荧光服,面容黝黑,操着一口浓郁的四川口音,对我非常热情友善。今天测绘队的任务是要绘制出罗圈岩村的地形图,供政府参考安置贫困农户。

       项目负责人李德兵安排我跟技术员张君学调绘,即通过实地勘察,把底图上所有要素的属性调查清楚,比如房子结构、道路分类、植物品种等;然后再学测量,把底图上没有的要素通过测量补充进去。

       “有些航空影像拍摄得早,新修房屋的数据,就要通过实地测量加到底图上。”李德兵解释道。

       跟着张君师傅,我开始了山路攀爬,一手捧着底图,一边观察视线范围内的所有物体。经过种着水稻的水田,张师傅就手捧着底图在对应区域写上“水田”两个字;路过两层竹木结构的民宅,张师傅立刻写上“竹2”……在他的指导下,我辨认出了更多的地理要素。

       为了询问地名,张师傅走进一户农家,看门的大狗凶猛地叫个不停。“搞测绘,就不要怕狗咬。”张师傅笑着说。

       我这才明白:为什么这句话在测绘队中广为流传。

       两个小时过去了,在毒辣阳光的炙烤下,浑身汗透的我脸颊刺痛、头晕目眩,双腿像灌了铅。张师傅却神情镇定,顾不得擦汗,继续认真地比对底图。

       接近晌午,回到集合地,测绘队员们掏出干粮匆匆啃了几口,就又投入到未完成的工作中。

       他们把全站仪架在了一座房屋前,并把竹竿状的棱镜插在房屋底座一角。“全站仪坐标是已知的,测量出全站仪到棱镜的距离及角度,根据公式就能推算出房屋的高度。”技术员杨磊向我演示了获取房屋坐标的方式。

       “要测山的坐标,难道还要把仪器架到山上吗?”我问道。

       “那当然”,高级工程师李兴中说,如果是测绘需要,即使是山民都没上去过的山,他们也要抓着草根和树枝爬上去。“扛着仪器爬野山是非常危险的事,曾有队员失联过,全队举着火把在深山里找了一夜。”

       夕阳西下,完成了既定任务后,测绘队员们扛起仪器下山了。

       夜晚是测绘队最欢乐的时刻。结束了繁重枯燥的工作,队员们聚在一起,吃着火锅聊天。随着气氛越来越热烈,白天不善言辞的人都打开了话匣子。

       “外业辛苦吗?”我问道。

       “苦是当然苦。”李德兵说,“西南山林里有毒蛇和野兽,处处险象环生。在可可西里无人区,还常常遇到野狼和棕熊。发生地震时,人人从灾区往外跑,我们却要往里冲。因为只有掌握地震带来的地形变化,才能更好地救灾。”

       “身体苦没啥子,主要还是心里苦。”技术员李智接过话茬,气氛有点凝重。外业人员一年中11个月都在测区,根本没有办法照顾家庭。

       “可是,没得办法嘛,你要把外业当旅游和锻炼,就很快乐。”李智笑着说。

       “对头对头!”这群天性乐观、心胸宽广的四川汉子们纷纷附和,欢声笑语瞬间充满了整个房间。
       |把复杂的地形图变成常见的行政区划图、旅游图等,还有很繁琐的后期工作
       第二天一早,我来到测绘队员居住的地方,跟进后续工作。测绘人员要把昨天调绘和测量的劳动成果,一点不落地添加到内业提供的底图上。

       推开门,一股潮气扑面而来,狭小老旧的旅馆房间里挤满了床,最大的空间留给了摆放计算机的两张桌子,张师傅和杨磊等队员正在用桌上的电脑绘图。

       张师傅把底图摊开,低头看了一眼图上的一座房屋影像,上面还有他昨天写下的“砖”字,代表着这是座砖房。他从计算机系统里拖动出一个长方形,覆盖到底图的房屋影像上。

       “这个工序要格外仔细。”张师傅指着屏幕说,“比如,长方形代表实际房屋面积,它却不能完全覆盖住图上的房子影像。因为影像拍的是房檐,房檐遮住了房角,但根据房角计算的房屋面积才是真实的。”

       我听完恍然大悟:原来绘图要求这么精确,连屋檐遮挡引起的计算误差也不放过。

       我留意到,师傅们的手都非常快,但又很耐心,总是一寸一寸地在底图上排查每一个角落。为了能够尽早交工,他们白天外业回来后,还常常加班到凌晨,完成这道工序。

       最后,李德兵对全部修改过的底图进行把关检查,得到作业成品。至此,一张地形图就完成了。

       但我的疑问又来了:公众看到的地图可不是这样子——从一张复杂专业的地形图到公众能够看懂的行政区划图、旅游图等,还要经历怎样的过程?

       我又回到成都的二院总部寻找答案。

       文副院长带我来到地图制图中心,一张张为人们熟悉的地图整齐地铺在桌子上。

       “从地形图到地图,基本上可以分为三个步骤,去要素、加要素和重新美工。”李维庆副总工程师一边介绍,一边在电脑上打开了一张拥有全部基础地理信息数据的图。这张图很像我看到的地形图,就是密密麻麻全是数字和标记,根本看不清楚。

       “老百姓并不需要所有的地理信息要素”,他告诉我,根据用户需求,内业人员把相关要素留在图中。“比如想制作一幅行政区划图,就利用系统把等高线和植被等要素去掉,留下主要的道路、河流、村庄等。”

       “为什么还要加要素?”我问。

       李维庆回答说,如果想制作一幅地震断裂带分布图,就要把地震部门的断裂带数据,和这里的基础地理信息数据叠加在一起。依此类推,可以制作出生态环境评价图、泥石流分布图等。

       最后一步,是要对地图进行处理,把每个要素用老百姓能够看懂的方式表达出来。“比如铁路,就是按照人们能看懂的黑白界进行处理。”李维庆说,在色彩上,也要考虑重新配色以便达到整体美观。

       我捧着手中的地图,回想3天的体验,心中很是感慨。从内业开始,经历外业,又回到内业,我弄清了地形图、地图的生成过程,更真切地了解了测绘人:胆大心细是这群人的特点,苦中作乐是这群人的心胸。

       感谢他们一笔笔的勾勒和一步步的丈量!正因为测绘人艰苦细致的工作,我们才能走得更远。