大比例尺数字测图的原理方法与应用

大比例尺数字测图的原理方法与应用

新疆煤田综合勘查队周军

第一章大比例尺数字测图的概念

一、数字测图系统的概念

数字测图系统是以计算机为核心,在外连输入输出设备硬件、软件的支持下,对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘系统.

大比例尺数字测图一般是指地面数字测图,也称全野外数字测图.

通常所指的大比例尺测图系指1:500—1:5000比例尺测图.

大比例尺测图除测绘地形图以外,还有地籍图房产图和地下管线图等.

二、大比例尺测图的规范和图式

《工程测量规范》、《城市测量规范》、《地籍测绘规范》、《房产测量规范》、《大比例尺地形图机助制图规范》、《1:500、1:1000、1:2000地形图图式》、《1:5000、1:10000地形图图式》、《地籍图图式》、《1:500、1:1000、1:2000地形图要素分类与代码》

三、大比例尺测图的特点

1、自动化

野外测量自动记录,自动解算处理,自动成图、绘图,并向用图者提供可处理的数字地图软盘.

2、数字化

(1) 、存储了图的具有特定含义的数字、文字、符号等各类数据信息,同时可以传输、处理和多用户共享.

(2) 、可供建库使用.

(3) 、可进行局部更新

3、高精度

全站仪测量的数据,可自动传输、记录、存储、处理、成图,原始测量数据的精度毫无损失,从而获得高精度.

第二章数字测图的野外作业

一、野外作业方法及步骤

1、图根控制测量

测区的高级控制点不可能满足大比例尺测图的需要,这时应布置适当数量的图根控制点,又称图根点,直接供测图使用.图根控制布设,是在各等级控制下加密,一般不超过两次附合.在较小的独立测区测图时,图根控制可作为首级控制.

图根平面控制点的布设,可采用图根导线,图根三角和交会方法.图根点的高程可采用图根水准和图根三角高程测定.图根点的精度,相对于邻近等级控制点的点位中误差,不应大于图上`0、1mm,高程中误差不应大于测图基本等高距的1/10.

图根控制点（包括已知高级点）的个数,应根据地形复杂,破碎程度或隐蔽情况而决定其数量.就常规成图方法而言,一般平坦而开阔地区每平方公里图根点的精度,对于1:2000比例尺测图应不少于己于15个,1:1000比例尺测图应不少于50个,1:500比例尺测图应不少于己于150个.数字测图方法每平方公里图根点的密度,对于1：2000比例尺测图不少于4个,对于1:1000比例尺测图不少于16个,对于1:500比例尺测图不少于64个.

2、测站点的测定

增设测站点可采用极坐标法、交会法和支导线.测站点的点位精度,相对于附近图根点的中误差不应大于图上0.2mm,高程中误差不应大于测图基本等高距的1/6.

3、经纬仪的半测回观测法

由经纬仪测角可知,采用测回法取盘左,盘右平均值测定水平方向和坚角,可以消除由于横轴误差和视准轴误差所产生的水平方向的影响,以及消除指标差对坚角的影响,半测回观测法是预先测定经纬仪的横轴误差,视准轴误差和指标差,并储存在电子手簿中,对观测方向和天顶距进行改正来消除其影响的.

二、野外采集数据的记录格式及编码

1、记录格式

数字记录内容和格式

大比例尺数字测图野外采集的数据包括:

一般数据,如测区代号、施测日期、小组编号等.

仪器数据,如仪器类型、仪器误差、测距仪加常数、乘常数等.

测站数据,如测站点号、零方向点号、仪器高、零方向读数等.

方向观测数据，如方向点号、目标的觇标高、方向、天顶距和斜距的观测值等.

碎部点观测数据，如点号、连接点号、连接线型、地形要素分类码、计算的x、y坐标和高程等.

控制点数据，如点号、类别、x 、y坐标和高程等.

数据记录格式,分为8个数据段.A1表示记录类别,后面的记录按记录类别表示相应的内容,例如一条碎部点记录,A2表示点号,A3表示连接点号,A4表示线型和线序,A5表示地形要素代码,A6、A7、A8 分别表示碎部点的x、y坐标和高程.

2、地形编码

计算机是通过测点的属性信息来识别测点是那一类特征点,用什么图式符号来表示的.野外采集的数据有观测值,计算结果和其他有关的数据.这些数据除数值外还有属性,为便于记录和计算机处理,属性也用数字代码或英文字母代码来表示

按照GB14804-93《1:500 1:1000 1:2000地形图要素分类与代码》标准,地形图要素分为9个大类:测量控制点、居民地和垣栅、工矿建（构）筑物及其它设施、交通及附属设施、管线及附属设施、水系及附属设施、境界、地貌和土质、植被.地形图要素代码由四位数字码组成.

除独立物外,线状地物和面状地物符号是由两个或更多的点连接起来构成.对于同一种地物符号,连接线的形状也可以不同.例如房屋的轮廓线多数为直线段的连线,也有圆弧段.因此在点与点连接时,需要有连接线的编码.连接线分为直线、圆弧、曲线,分别以1、2、3表示,空为独立点.称为连接线型码.为了使一个地物上的点由点记录按顺序自动连接起来,形成一个图块,需要给出连线的顺序码,例如用0表示开始,1表示中间,2表示结束.

第三章 计算机地图编辑

野外采集的碎部数据,在计算机显示图形,经过计算机地图编辑,生成数字地图.计算机地图编辑是操作测图软件(或菜单)来完成的.大比例地面数字测图软件具有以下功能:

碎部数据的预处理,包括在交互方式下碎部点的坐标计算及编码、数据的检查及修改、图形显示、数据的图幅分幅等.

地图的编辑,包括地物图形文件生成、等高线文件生成、图形修改、地图注记、图廓生成等

地图输出,包括地图的绘制、数字地图数据处理及储存.

一、数据的图幅分幅和图形文件生成

地图数字测图的碎部记录文件,通常不是以一幅图的范围作为一个文件来记录的,这是由于作业小组的测量范围是按河流,道路的自然分界来划分,同时记录文件的大小也取决于电子手簿的记录容量.因此,一个碎部记录文件可能涉及几幅图,或者是一幅图由多个记录文件拼接生成,完整的碎部记录文件应该完成碎部点的坐标计算和编码,坐标计算和编码可以在原来的记录手簿上完成,或者是在计算机上完成.当碎部记录文件在计算机上显示的图形和实地地形(或工作草图)对照符合后,在按图幅生成图形文件.如图3-1所示，一幅图的图形文件由三个碎部记录文件拼接生成,其中D01，D02，D03,是碎部点的记录文件.

图形文件的形式,不同的测图系统有自己的设计.下面以图3-2为例,介绍一种由坐标文件,图块点链文件和图块索引文件表示的图形文件.

坐标文件的数据结构为:点序号、测量点号、x 、y 、高程(见表3-1).

图块点链文件的数据结构为:点链序号、点序号(见表3-2).

图块索引文件的数据结构为:图块序号、起始点链序号、点数、地形要素代码、线宽(表3-3).

图3-1 图3-2