大比例尺数字测图的原理方法与应用
数字测图原理与方法全套课件第十章《大比例尺数字地形图测绘》
第十章 大比例尺数字地形图测绘
§10.1 大比例尺测图的技术设计
通常所指的大比例尺测图系指 1 : 500 ～ 1 : 5 000 比例尺测图， 而1 : 10 000 ～ 1 : 50 000比例尺测图，目前多用航测法成图。小于 1 : 50 000 的小比例尺图，则是根据较大比例尺地图及各种资料编绘而 成。 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，它们的基本测绘方法是相同的，并具有本地统一的平面坐标系统、 高程系统和图幅分幅方法。 地籍图表示的内容有地籍要素和必要的地形要素。地籍要素包括行政 境界、土地权属界线、界址点及编号、土地编号、房产情况、土地利用 类别、土地等级、土地面积等。必要的地形要素包括测量控制点、房屋 道路、水系以及与地籍有关的地物、地理名称等。 房产图是地形图和地籍图的派生图，主要内容包括控制点、界址点、 房屋权界线、房屋结构及层次、房产类别及用途、用地界线、附属设施 、围护物、道路、水系以及与房产有关的其他地形要素等。 地下管线图的主要内容是各类地下管线的地面特征点、地下管线探测 点、地下管线尺寸及用途、地下管线的附属设施以及地下管线周边的地 形要素等。 在测图开始前，应编写技术设计书，拟定作业计划，以保证测量工作 在技术上合理、可靠，在经济上节省人力、物力，有计划、有步骤地开 展工作。
大比例尺数字测图
三、数字测图的数据采集
地形数据采集
野外数据采集 原图数据采集 航片数据采集 数字摄影测量
数字化仪数字化 扫描仪数字化
数据采集：利用全站仪（半站仪）在野外对成图 信息进行采集，数据载体可以是全站仪的存储器和 存储卡，或电子手簿、袖珍计算机可便携机
• 图根控制测量 • 碎部测量 • 其他专业测量
数据采集原理： 数字测绘：自动处理、自动绘图 必须包括点位信息和图形信息 • 点的三维坐标：测点编号 • 测点的属性信息：地形编码 • 点的连接关系
1. 全站仪自动跟踪测量模式： • 无人值守，单人测量系统 • 存在问题：价格昂贵，不稳定
2. GPS测量模式： • RTK(real time kinematic)实时动态定位技术， 流动站不仅接受来自参考站的数据，还直接接 收GPS卫星数据，观测数据组成的相位差差分 观测值，进行实时处理，实时给出厘米级的定 位结果。
7.3 数字测图的技术设计与实施
一、数字测图的特点
• 设备配置现代化 • 内外业工作自动化 • 测量成果高精度 • 成图速度快 • 成果数字化 • 承载的信息量大
必须先进行技术设计
二、技术设计的内容
• 项目简介 • 测区概况 • 设计技术依据 • 测区已有资料及其分析 • 控制测量方案设计 • 数字化测图设计：仪器设备与软硬件选择，野外 数据采集方案，数据与图象处理，地形图绘制 • 工作量统计、作业计划和经费预算
•建立图式符号编码表，在其中选择即可，主要用 在电子平板模式
图根控制测量----同步测量法：
碎部测量： 全站仪可根据观测量现场计算出点的三维坐标 • 极坐标法
要在全站仪上输入一系列已知值以进行计算
• 支导线测量
• 角度交会法
大比例尺数字地形图采集与建库一体化应用
大比例尺数字地形图采集与建库一体化应用本文主要就大比例尺数字地形图采集与建库一体化应用中存在的问题以及一体化应用的可行性做了一些分析和探讨。
标签：大比例尺数字地形图一体化数字测图是对利用各种手段采集到的地面数据进行计算机处理，而自动生成以数字形式储存在计算机存储介质上的地形图的方法。
目前基于计算机技术、信息和通讯技术的快速发展，集数字地形图数据采集、建库、成图的一体化应用越来越普及，进一步提高了大比例尺地图测绘的精度和效率。
1目前大比例尺数字地形图采集建库的方法应用现阶段根据采集数据的手段不同，有地面数字测图、地形图数字化等方法。
1.1地面数字测图在实际工作中，大比例尺数字化测图主要指野外实地测量即地面数字测图，也称野外数字化测图。
GPS RTK测量GPS定位方法灵活方便、精度高，目前应用非常广泛。
GPS实时动态定位技术（RTK），在RTK作业模式下，测程可达到10km--30km。
通过数据链将基准站的观测值及站点坐标信息一起发给流动站的GPS接收机。
此时流动站的GPS不仅接收来自基准站的数据，还要同时接收卫星发射的数据，这些数据组成相位差分观测值，经处理随时得到厘米级的定位结果。
若现场连接电子平板测图系统就可实时成图，及时解决测图中的问题，可实现一步测图，这极大的提高开阔地区野外测图的准确性和劳动效率。
另外，采用自动跟踪式全站仪能自动跟踪照准立在测点上的棱镜，通过无线数字通信将测量数据自动传输给棱镜站的电子平板记录成图。
例如采用TCA全站仪+RCS1000遥控器的测量模式，可实现测站无人值守的遥控测量。
可以在棱镜站遥控开机测量，全站仪自动跟踪、自动照准、自动记录。
TCA遥控测量系统与电子平板连接可实现自动跟踪模式的电子平板数字测图。
人们在数字化测图的生产的实践中不断地改进测量方法和作业手段，研制开发出不少受用户欢迎的数字化测图系统。
主要有：“南方CASS内外业一体化成图系统”、“武汉瑞得RDMS数字测图系统”、“清华三维EPSW电子平板测图系统”等。
11大比例尺数字测图及其在工程中的应用
第十一章大比例尺数字测图及其在工程中的应用本章要点介绍了数字化测图的组成、特点、控制的方法，重点介绍了草图法野外数据采集和CASS6.1成图软件的应用，数字地形图的应用基础。
数字地形图与GIS的数据交换。
简要介绍了信息测绘化体系。
数字化测图是随着计算机、电子测量设备、数字化成图软件的应用而迅速发展起来的全新的技术与方法。
广泛用于工程测绘与设计、水利水电勘测设计、土地管理、城市勘测规划、环境保护和军事工程等部门。
数字化测图作为一种全解析机助测图技术，与传统的白纸测图相比具有显著优势和发展前景，是测绘发展的技术前沿。
作为反映测绘技术现代化水平的标志之一，数字测图技术将逐步取代白纸测图，成为地形测图的主流。
数字测图技术的应用发展，极大的促进了测绘行业的自动化和现代化进程。
使测量成果在利用、存储、管理、更新、显示以及传输有了革命性的改变。
它将为信息时代的地理信息应用提供了最可靠的保障。
11.1 数字化测图的组成数字化测图是以计算机为核心，外加输入、输出设备，通过数据接口将采集的地物、地貌信息传输给计算机进行处理，转化为数字形式，得到内容丰富的电子地图。
在实际工作中，大比例尺数字化测图主要指野外实地测量即地面数字测图，也称野外数字化测图。
数字化测图系统主要由数据输入、数据处理和成果与图形输出三部分组成，其流程如图11-1所示。
19011.2 数字化测图的特点1. 点位的精度高传统的经纬仪配合量角器的图解测图方法，其平面位置误差主要受展绘点的误差和测定误差。
一般在图上误差可达±0.47 mm。
经纬仪视距法测定高程点时，在较平坦地区(0°～6°)视距为150 m，高程测定误差达±60 mm，而且随着倾斜角的增大高程测定误差会急剧增加。
如只用全站仪测定，虽然测距和测角的精度大大提高，但是沿用白纸测图的方法绘制，图解地形图的精度并没有提高，这就是白纸测图致命的弱点。
而数字化测图则不同，其平面位置误差约为±0 mm，测定地形点高差约为±9 mm。
第四章 大比例尺数字测图(3)资料
第5节 野外数字测量作业模式
• 地图图形的数据格式
地图图形按照数据获取和成图方法的不同，分为矢量数据 和栅格数据两种数据格式。矢量数据是图形的离散点坐标 (x, y)的有序集合；栅格数据是图形像元值按矩阵形式的集 合。由野外采集的数据、由解析测图仪获得的数据和手扶 跟踪数字化仪采集的数据是矢量数据；由扫描仪和遥感获 得的数据是栅格数据。 一幅地图图形的栅格数据量一般情况下比矢量数据量大得 多，矢量数据更新方便。因此数字测图多用矢量数据结构 和画矢量图。若采集的数据是栅格数据，要将其转换为矢 量数据。
第5节 野外数字测量作业模式
• 地图图形的描述
属性信息又称为非几何信息，包括定性信息和定量信息。 属性的定性信息用来描述地图图形要素的分类或对地图图 形要素进行标名，一般用拟定的特征码（或称地形编码） 和文字表示。有了特征码就知道它是什么点，对应的图式 是什么。属性的定量信息是说明地图要素的性质、特征或 强度的，例如面积、楼层、人口、产量、流速等，一般用 数字表示。 进行数字测图时，不仅要测定地形点的位置坐标（定位信 息）；还要知道是什么点，是道路还是房屋，它们的连接 关系是怎样的（连接信息）；并当场记下该点的编码（属 性信息）。
第5节 野外数字测量作业模式
• 数字测图系统分类
按数据输入方法可区分为：原图数字化数字成图系统，航 测数字成图系统，野外数字测图系统，综合采样（集）数 字测图系统； 按硬件配置可区分为：全站仪配合电子手簿测图系统，电 子平板测图系统等。
按数据输出内容可区分为：大比例尺数字测图系统，地形
地籍测图系统，地下管线测图系统，房地产测量管理系统， 城市规划成图管理系统等等。
第5节 野外数字测量作业模式
• 数字测图的基本过程
大比例尺数字地形图测绘
测站数据，如测站点号、零方向点号、仪器高、 零方向读数等。
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，坐标和高程（或水平角、距离、 竖直角、仪器高和目标高）等。
控制点数据，如点号、类别、、坐标和高程等。
记录格式
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A1 — 记录类别
A2 — 点号 A3 — 连接点号 A4 — 线型和线序 A5 — 地形要素代码 A6 、 A7 、 A8 — 碎部点的、坐标、高程
三、大比例尺数字地形图的检查与验收
1. 检查验收程序
自检 互检 专检 2. 检查验收方法 室内检查 外业巡视
外业设站检测
Mx
2 X X i i i 1
n
n 1
2 Y Y i i i 1 n
My
n 1
2 S i i 1 n
（5）属性数据精度：描述每个地形要素特征的各种 属性数据必须正确无误。
（6）逻辑一致性：指各要素相关位置应正确，并能 正确反映各要素的分布特点及密度特征。线段相交， 无悬挂或过头现象，面状区域必须封闭等。 （7）完备性：指各种要素不能有遗漏或重复现象， 数据分层要正确，各种注记要完整，并指示明确等。 （8）数字地形图模拟显示时，其线划应光滑、自 然、清晰、无抖动、重复等现象。符号应符合相应 比例尺地形图图式规定。注记应尽量避免压盖地物， 其字体、字大、字向等一般应符合地形图图式规定。
（1）数据通讯
通讯电缆接口插头 通讯参数 波特率、字长、奇偶检校、停止位 （2）数据格式 全站仪数据格式
发送 接收 入地 入地 发送 接收
比例尺测量的原理与实施方法
比例尺测量的原理与实施方法比例尺是地图制作中常用的测量工具，通过比较地图上的距离和实际距离之间的比例关系，可以准确地定位和测量地图上的各个地点和特征。
本文将介绍比例尺测量的原理和实施方法，并探讨其在地图制作和使用中的应用。
一、比例尺测量的原理比例尺是地图上表示实地距离与地图上距离之比的数值关系。
通常用分数形式或比例形式表示，如1:1000或1/1000。
比例尺的数值越大，表示的地图范围越小，但细节和准确度越高；反之，比例尺的数值越小，表示的地图范围越大，但细节和准确度越低。
比例尺测量的原理基于三角形相似性原理。
当在地图上选择两个具有明确实际距离的地点，并测量它们在地图上的距离，然后通过比例关系计算实际距离，即可确定地图上其他地点的实际距离。
这一原理主要依赖于地图的准确度和测量工具的精确性。
二、比例尺测量的实施方法1. 绘制比例尺：在地图上绘制比例尺是进行测量的第一步。
按照实际距离和地图上距离的比例，绘制一条标尺形状的线段，并在线段上标记出具体的刻度。
刻度通常以实际距离单位进行标注，如米或千米。
2. 选择测量地点：选择两个在实际中具有确定距离的地点作为测量基准点。
这两个地点应该具有清晰的标志物或地标，以便在地图上准确地标记它们的位置。
3. 测量地图距离：使用直尺或测量工具在地图上测量两个基准点之间的距离。
确保直尺与地图上的比例尺线段平行，并且准确地对齐。
4. 计算实际距离：根据比例尺的数值关系计算实际距离。
将地图上的测量距离与比例尺的数值相除，即可得到实际距离。
例如，如果比例尺为1:1000，地图上的测量距离为10厘米，则实际距离为10厘米除以1000，即0.01千米或10米。
5. 应用于地图制作：通过比例尺测量的结果，可以准确地定位和测量地图上的各个地点和特征。
这为地图制作提供了重要的依据和基础。
地图制作者可以根据比例尺测量的结果，绘制出具有一定准确度和比例关系的地图。
三、比例尺测量的应用比例尺测量广泛应用于地图制作、导航系统、城市规划和土地调查等领域。
第八章_大比例尺地形图测绘
二、数字测图（DSM）系统
数字测图（DSM）系统是以计算机为核心，由地形数据采 集设备和成果设备而组成，在软件的支持下，对地形空 间数据进行采集处理，编辑成图，输出和管理的测绘系 统。
野外数据采集系统
处理系统
输出设备
④观测。用经纬仪瞄准标尺，读取上丝、下丝、中丝读数， 读取水平度盘读数、竖盘读数。在观测过程中，应检查定 向是否为0°00′,其不符值不得超过5'，否则应重新定向。 ⑤记录。记录者将观测数据记入手簿（表7－8），并把地 形名称填入备注栏。 ⑥计算。按视距测量的公式，计算水平距离、碎部点的高 程，并填入表7－8相应栏内。将展点所需数据立即报给绘 图员。
0.2mm
二、经纬仪测绘法
1.碎部点的选择
碎部测量就是测定碎部点的平面位置和高程。地形图的质量在 很大程度上取决于立尺员能否正确合理地选择地形点。 地形点应选在地物或地貌的特征点上 地物特征点地物轮廓的转折、交叉和弯曲等变化处的点及独立 地物的中心点。 地貌特征点是控制地形的山脊线、山谷线和倾斜变化线等地性 线上的最高、最低点，坡度和方向变化处，以及山头和鞍部等 处的点。
2.测绘方法
极坐标法：用经纬仪直接 测定各碎部点相对于 已知方向的水平角、 视距尺读数和竖直角， 计算出水平距离和高 程，绘图员根据所测 水平角、平距，利用 半圆仪将碎部点描绘 在图板上
经纬仪测绘法
上丝读数 中丝读数 下丝读数
竖直角
B i b 水平角 A a
一个测站上的观测步骤如下： ①安置仪器。安置经纬仪于测站A点，对中、整平、 量取仪器高读数至厘米）并记入碎部测量手簿。在测 站附近安置图板。 ②定向。将经纬仪瞄准另一个控制点B，使水平度盘 读数为0°00′。 ③立尺。立尺员先观察测站附近的地形情况，与观测 员共同商定跑尺的范围、路线，然后在选定的碎部点 上立标尺，尽量做到跑尺有顺序、不漏点，一点多用， 方便绘图。立尺点与测站间的视距长度应不超过表7 －4中规定的最大视距。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
二、等高线文件
按图幅形成离散高程点临时文件，离散点经构网、等高线追踪,得到表示等高线的有序点列,存入等高线文件.等高线文件由点链文件和索引文件表示.
等高线点链文件的数据结构为:点链序号、x 、 y.
等高线索引文件的数据结构为:等高线序号、起始点链序号、点数、高程、等高线代码. 等高线绘制时,由等高线索引文件获取某一等高线的起始点链序号和点数,在点链文件中,从起始点链序号开始,根据点数逐一读取特征点的坐标,然后用曲线光滑方法绘制首曲线或者是计曲线。
三、图形的修改
图形修改的基本功能包括删除，平移，旋转等。
四注记。