数字测图技术总结

碎部测量

1.什么是地面数字测图？地面数字测图与常规测图相比具有哪些特点？何谓"一步测图法"

地面数字测图是指对利用全站仪，GPS接收机等仪器采集的数据及其编码，通过计算机图形处理而自动绘制地形图的方法。与常规测图相比，地面数字测图有以下特点：1. 大比例尺测图自动化：野外测量自动记录、自动结算处理，自动成图、绘图，并提供可供处理的数字地图。效率高、劳动强度小。2. 大比例尺测图的数字化：数字地形信息可以传输、处理和多用户共享；可自动提取点位坐标、距离、方位、面积等；可供工程CAD（计算机辅助设计）使用；可供GIS 建库使用，可绘制各类专题地图；可进行局部更新，保持地图的现势性。3.模拟测方法的比例尺精度决定了图的最高精度。数字地形图无损地体现了外业测量的精度：数字测图的测量数据作为电子信息，可自动传输、记录、存储、处理、成图、绘图，在这全过程中，原始测量数据的精度毫无损失，从而获得与仪器测量同精度的测量成果。4. 地面数字测图的图根控制测量与碎部测量可同时进行，即在进行图根控制测量的同时，可在图根控制点上同步测量本站的碎部点，再根据图根控制点的平差后坐标，对碎部点坐标重新计算，以提高碎部点坐标的精度，而后进行计算机处理并自动生成图形（这种方法被称为"一步测图法"）。5. 地面数字测图在测区内可不受图幅的限制，作业小组的任务可按河流、道路等自然分界线划分，以便于碎部测图，也减少了图幅接边问题。6. 地面数字测图必须有足够的特征点坐标才能绘制地物符号；足够而又分布合理的地形特征点才能绘制等高线，因此，地面数字测图中直接测量碎部点的数目比传统测图有所增加，且碎部点（尤其是地形特征点）的位置选择尤为重要。传统的测图作业步骤是先控制后碎部测量、先整体后局部。数字测图可以采用同样的作业步骤，但依据数字测图的特点，图根控制测量与碎部测量可同步进行，称为"一步测量法"。

2.何谓地物？在地形图上表示地物的原则是什么?

地物是指地球表面上固定性的物体，如河流，湖泊，道路，房屋和植被等。地物在地形图上的表示原则：1、依比例尺表示：如房屋、运动场等；2、不依比例尺表示：如纪念碑、烟囱；3、半依比例尺表示：如围墙、单线道路等。地物的测绘主要是测定地物的特征点。如地物轮廓的转折点、交叉点、曲线上的弯曲变化点、独立地物的中心点。连接这些特征点，便得到与实地相似的地物形状。地物测绘必须根据规定的比例尺，按规范和图式要求，进行综合取舍，将各种地物表示在地形图上。

3.地形图上的地物符号有哪几种？试举例说明。

1、比例符号，如房屋，江河，湖泊，森林，果园等

2、半比例符号，如道路，河流，通信线及管道等

3、非比例符号，如测量控制点，独立树，里程碑，钻孔烟囱等

4、地物注记（1）地理名称注记，如居民点，山脉，河流，湖泊，水库，铁路，公路和行政区的名字等（2）说明文字注记，如咸水井除用水井符号表示外，还应注记"咸"字说明其水质；石油井，天然气井等其符号相同，必须在其符号旁加注"油"，"气"以示区别（3）数字注记，如三角点的注记，其分子是点名或点号，其分母的数字表示三角点的高程。

4.何谓地貌?试述地貌的基本形状。

地貌是指高低起伏，倾斜缓急的地表形态，如山地，谷地，凹地，陡壁和悬崖等。地貌形态多种多样，对于一个地区可按其起伏的变化分为以下四种地形类型：地势起伏小，地面倾斜角在以下，比高不超过20m的，称为平坦地；地面高低变化

大，倾斜角在，高不超过150m的，称为丘陵地；高低变化悬殊，倾斜角为

N1÷60.050，比高在150m以上的，称为山地；绝大多数倾斜角超过的，称为高山地。

5.何谓地性线和地貌特征点?

地球表面的形态，可被看做是由一些不同方向，不同倾斜面的不规则曲面组成，两相邻倾斜面相交的棱线，称之为地貌特征线或地性线。在地性线上比较显著的点有：山顶点，洼地的中心点，鞍部的最低点，谷口点，山脚点，坡度变换点等，称之为地貌特征点。

6.测图时，怎样选择地物特征点和地貌特征点?

1.地物特征点的选择：地物特征点一般是选择地物轮廓线上的转折点、交叉点，河流和道路的拐弯点，独立地物的中心点等。

2.地貌特征点的选择：最能反映地貌特征的是地性线（亦称地貌结构线：它是地貌形态变化的棱线，如山脊线、山谷线、倾斜变换线、方向变换线等，例如，山顶的最高点，鞍部、山脊、山谷的地形变换点，山坡倾斜变换点，山脚地形变换点处。

7.什么是等高线？等高线有何特性？

等高线即地面上高程相等的相邻点连成的闭合曲线。等高线的特性：1.同一条等高线上各点的高程相等2.等高线是闭合曲线3.等高距一定，图上等高线平距与地面坡度成反比4. 除了陡崖和悬崖之处外，等高线既不重合、也不相交5.等高线与山脊线和山谷线成正交。

8.什么是等高距？什么是示坡线？什么是等高线平距？

等高距：地形图上相邻的两条高程不同的等高线之间的高差。示坡线：在某些等高线的斜坡下降方向绘制的用来表示坡向的短线。等高线平距：地形图上相邻等高线间的水平间距。

9.根据碎部点勾绘等高线。

测定地貌特征点后，对照实际地形先将地性点连成地性线，通常用实线连成山脊线，虚线连成山谷线，然后在同一坡度的两相邻地貌特征点间按高差与平距成正比关系求出等高线通过点，最后根据等高线的特性，把高程相等的点用光滑的曲线连接起来，绘制等高线和加粗计曲线，并在计曲线上注记高程。高程注记的字头朝向高处，不能倒置。在山顶，鞍部，凹地等坡向不明显处的等高线应沿坡度降低的方向加绘示坡线。

计算机绘图基础

1.等高线自动绘制通常采用哪两种方法?在大比例尺数字测图中常采用哪种方法?为什么?

矩形格网法、不规则三角格网法。大比例尺数字测图中常使用不规则三角格网。首先在野外测量中高程采样点一般为地形特征点，以较少的采样点即可较好地表达地形信息，根据这些不规则的采样点可以方便地构成三角形格网；其次利用三角形格网可较好地体现地形特征线和断裂线，因而据此绘出的等高线能更好地表示区域内的地形；另外，三角形格网中高程点一般都是直接测量获得的，不必经过内插计算，因而保持了原始高程点的精度。因此，根据三角形格网来绘制等高线一直是数字测图系统中等高线绘制的主要方法。

2.什么是TIN？

TIN(不规则三角形格网)，是直接利用测区内野外实测的所有地形特征点(离散数据点)，构造出邻接三角形组成的格网型结构。

3.试述按三角网法自动绘制等高线的步骤

（1）依次检查区域边界，若某边上有等高线通过点，则从该边所在的三角形开始开曲线跟踪。（2）检查该三角形的另外两条边，其中必有且仅有一条边上有等高线通过点。（3）在包含该边的另一个三角形中，跟踪下一个等高线通过点。这样依次进行跟踪，直至到达另一条区域边界为止，从而完成一条开曲线的跟踪。（4）依次检查其他区域边界，重复(1)、(2)、(3)直至所有开曲线跟踪完毕为止。（5）检查区域内部各边，若某边上有等高线通过点，则从该边所在三角形开始闭曲线跟踪。（6）检查该三角形的另外两边，求取闭曲线的第二个等高线通过点。（7）在包含该边的另一个三角形中，跟踪下一个等高线通过点。这样依次进行跟踪，直至回到起始点为止，从而完成一条闭曲线的跟踪。（8）依次检查区域内其他各边，重复(5)、(6)、(7)直至所有闭曲线跟踪完毕。

地形图的数字化

1.试说明在地形图数字化过程中，为什么要进行坐标转换？如何进行坐标转换？利用手扶跟踪数字化仪进行地形图数字化，数字化仪输到计算机的坐标数据是数字化仪坐标系的坐标，然后由计算机程序将数字化仪的坐标换算成地形图坐标系的坐标，因此必须确定两个坐标系之间的换算系数。

由式计算出两个坐标转换系数a,b，再将a,b代入式

求得另外两个坐标换算系数Qx和Qy。这样在地形图范围内任一点的数字化坐标（x，y）就可按式X=ax+by+Qx和Y=－bx+ay+Qy计算出它的地形图坐标。

2.简述手扶跟踪地形图数字化的作业步骤。

地形图手扶跟踪数字化是利用跟踪数字化仪和相应的图形处理软件进行的，其作业方法是：首先将数字化板与计算机正确连接，把准备数字化的工作底图放置于数字板上并固定，用手持定标设备（鼠标），对地形图进行定向和确定图幅范围，然后跟踪每一个地图特征，由数字化仪和相应数字化软件在工作底图上进行数据采集，将经过图纸定位后被数字化仪采集并由相关软件转换后的属于地形图坐标系的图形坐标数据（矢量数据）发送给计算机，经软件编辑后获得最终的矢量化数据即数字化地形图。

3.简述地形图扫描屏幕数字化的作业步骤。

地形图的扫描屏幕数字化，先是利用扫描仪将地形图扫描，得到栅格数据形式的数字图像，其标准文件格式有PCX、GIF、TIFF、BMP等；在栅格数据处理后，然后再采用人机交互与自动跟踪相结合的方法完成地形图的矢量化。

大比例尺地面数字测图

1、简述大比例尺数字测图技术设计应包含哪些内容？

技术计划的主要内容有：任务概述，测区情况，已有资料及其分析，技术方案的设计，组织与劳动计划，仪器配备及供应计划，财务预算，检查验收计划及安全措施等。

2、简述大比例尺地面数字测图的过程，分哪些阶段？各阶段有哪些内容？

大比例尺数字测图的工作流程：1.技术设计阶段，主要有资料收集、踏勘、方案设计；2.测量工作实施阶段，主要有仪器工具准备，控制测量、碎部测图、质量自查；3.成果整理、自查阶段，主要有图件整饰、报表整理、技术总结；4.检查、验收阶段，主要有质检、验收，资料上交

3、大比例尺地面数字测图需要用到哪些软、硬件，各有何作用？

4、目前大比例尺数字地图的作业模式有哪些？

全站仪测量方法和GPS RTK测量方法。

5、数字化测图软件的开发方式有几种？国内常用的数字化测图软件（CASS、SV300、SCS ）是采用哪种方式开发？

DEM及数字地形图的应用

1、什么是数字高程模型（Digital Elevation Model 简称 DEM）？它有何特点？数字高程模型的数据来源有哪些？

DEM是以数字的形式按一定的结构组织在一起，表示实际地形特征空间分布的模型，是定义在x,y域离散点上以高程表达地面起伏形态的数字集合。与传统地形图比，DEM作为地表的一种数字表达式有以下特点：(1)容易以多种形式显示地形信息（2）精度不会损失（3）容易实现自动化，实时化。概括起来，数字高程模型的显著特点是：便于存储，更新，传播和计算机自动处理；具有多比例尺特性，如1米分辨率的DEM自动涵盖了更小分辨率如10米和100米的DEM内容；特别适合于各种定量分析与三维建模。1、手工键入2、野外测量仪器直接传输的数据3、航测照片量测出的三维坐标4、遥感图像经图像处理系统处理后也可得到地形数据。

2、数字高程模型有哪些应用？

1.计算单点高程

2.计算地表面积

3.计算体积

4.剖面计算

5.坡度和坡向的计算。

3、如何根据等高线确定地面点高程？

如果地面点恰好为于某一条等高线上，则根据等高线的注记或基本等高距，便可直接确定该点高程。当地面点位于两等高线之间时，过该点作出一条同时垂直这两条等高线的线段，再依高差与平距成正比的关系求出等高线通过点的高程。

4、地形图有哪些方面的的基本应用？

1.量取图上点的坐标值

2.量测两点间的距离

3.量测直线的坐标方位角

4.确定地面点的搞成和两点间的坡度

5.按一定方向绘制断面图确定汇水面积7.按限制坡度选线8.根据等高线整理地面。

5、在地形图上，如何按规定的坡度选线？ (Page302)

如图8-23所示。若地形图的比例尺为1：5000，等高距h =2m，今由A点到D

点选一条路线，其路线的平均纵坡规定为i=4％，则相邻等高线间应有的图上距离为：

=10（mm）

因其图上距离为10mm，使两脚规开口长度为10mm，从A点起用两脚规画圆弧与较高的等高线上交出1点，再从1点用同法在较高的等高线上交出2点，如此继续下去即得3、4、5……D的交点位置。若直线34长度大于两脚规距离，说明34直线坡度小于4％，图上可有两条路线可走，最后根据路线的选线设计要求，从中选定一条路线。

6、用方格法如何确定填挖平衡的设计高程？如何进行土石方平整的填挖土石方计算？

（1）在地形图上拟平整土地的区域绘制方格网（2）计算设计高程H设。首先根

据地形图上的等高线，采用内插法求出各方格顶点的地面高程（标注在方格顶点的右上方），再分别求出各方格四个顶点的平均高程Hi(I=1，2，…，n)。然后把所有方格的平均高程加起来，并除以方格总数n，即得到设计高程H设。（3）计算填、挖高度h。各方格顶点的填挖高度为该点的地面高程与设计高程之差，即h=H地－H设。h为"＋"表示挖方，为"－"表示填方，并将h值标注于相应顶点的左上方。（4）绘出填、挖边界线。在方格边有一端为挖，另一端为填的边上找出不填也不挖的点（即填、挖高度为零的点），这种点因施工高度为零又称为零点。将相邻的零点连接起来，即得到零线，也就是填挖边界线。（5）计算填、挖土方量。首先分别计算各方格内的填、挖土石方量，然后计算总的土石方量。

7、怎样绘制给定方向线的断面图？(Page301)

欲沿MN方向绘制剖面图，可在绘图纸或方格纸上绘制MN水平线，过M射点作MN的垂线作为高程轴线。然后在地形图上用卡规自M点分别卡出M点至各点的距离，并分别在图上自M点沿MN方向截出相应的点。再在地形图上读取各点的高程，按高程轴线向上画出相应的垂线。最后，用光滑的曲线将各高程线顶点连接起来，即得MN方向的断面图。

断面过山脊、山顶或山谷处的高程变化点的高程，可用比例内插法求得。绘制断面图时，高程比例尺比水平比例尺大10至20倍是为了使地面的起伏变化更加明显。如，水平比例尺是1：2000，高程比例尺为1：200。

8、如何根据等高线确定地面两点间的坡度？(Page300)

先在地形图上算出这两点见的高程差和平距，根据坡度=高差÷平距即可确定地面两点间的坡度。

地下管线测绘

1、地下管线探查的任务和内容有哪些？测绘地下管线图包括那些主要工作？(Page343)

城市地下管线探查的任务是：查明各种地下管线的平面位置，高程，埋深，走向，结构材料，规格，埋设年代，权属单位等，通过地下管线测量，绘制成地下管线平面图和断面图，并采集城市地下管线信息系统所需要的一切数据。城市地下管线探测按具体对象分为四类：1.市政公用管线探测2.厂区或住宅校区管线探测3.施工场地管线探测4.专用管线探测。

2、电磁法地下管线探测的基本原理是什么？(Page345)

电磁法分为被动源法和主动源法。被动源法是利用动力电缆或工业游散电流在金属管线中感应电流的电磁场，用探测仪接收，方法简单，成本低，适用于干扰背景小的地区，用于探查动力电缆和搜查金属管线。主动源法是将探测仪的发射机一端接到被测金属管线上，另一端接地，利用直接加到金属管线上的信号定位，其定位和定深的精度高，且不受邻近管线干扰，但金属管线必须有出露点，用于金属管线的精确定位或追踪各种金属管线。主动源法中还有示踪电磁法，将探测仪能发射电磁信号的示踪探头送进非金属管道内，在地面上用仪器追踪信号，用于探查有出入口的非金属管道。

3、RD4000地下管线探测仪主要探测方法有哪两种？如何做？

1.无源工作方式：有电力和无线电两种工作方式。

2.有源工作方式

4、如何进行地下管线探测？地下管线特征点的三位坐标是如何得到的？(Page348)

施工放样与线路测量

1、测量与放样（测图与测设）有何区别与联系？

2、极坐标放样的放样元素的计算及外业放样步骤。

3、用水准仪放样高程的计算及外业放样步骤。

3、什么是线路测量？

4、如何进行线路纵、横断面图的测绘？如何利用已有的等高线地貌图绘制线路的纵、横断面图？

§2.7 地形图的基本知识

地图的比例尺及比例尺精度

§2.8 地形图的分幅与编号

1、按经纬线分幅的梯形分幅法

以1∶100万比例尺地形图为基础，采用行列编号方法，由其所在1∶100万比例尺地形图的图号、比例尺代码和图幅的行列号共十位码组成。

2、按坐标格网线分幅的矩形分幅法

大比例尺地形图通常采用矩形分幅图廓线为平行于坐标轴的直角坐标格网线。

矩形分幅图幅大小一般有哪几种？