数字测图的野外数据采集
数字测图[1]
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第一章习题与思考题1.什么是数字测图？2.简述数字测图的基本成图过程。
3.什么是矢量图形？什么是栅格图形？一般情况下，同一幅地形图是矢量数据量大还是栅格数据量大？4.数据采集的绘图信息有哪些？5.数字测图系统可分哪几种？简述其基本测图思想。
6.数字测图的硬件设备有哪些？各自的作用是什么？7.数字测图有哪些优点？参考答案：1.答：人们将从野外数据采集到内业成图全过程数字化和自动化的测量制图方式称为野外数字测图或地面数字测图（简称数字测图）。
广义地讲，制作以数字形式表示的地图的方法和过程就是数字测图，主要包括：地面数字测图、地图数字化成图、数字摄影测量与遥感数字测图等。
狭义的数字测图指地面数字测图。
2.答：地面数字测图的基本过程是：首先采集有关的绘图信息并及时记录在相应存储器中（或直接传输给便携机），然后在室内通过数据接口将采集的数据传输给计算机并由计算机对数据进行处理，再经过人机交互屏幕编辑，最后形成数字图形文件。
3.答：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。
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。
4.答：数字测图时必须采集绘图信息，它包括点的定位信息、连接信息和属性信息。
定位信息亦称点位信息，是用仪器在外业测量中测得的，是最终以X，Y，Z（H）表示的三维坐标。
点号也属于定位信息。
连接信息是指测点之间的连接关系，它包括连接点号和连接线型。
属性信息又称为非几何信息，是用来描述地形点的特征和地物属性的信息。
5.答：根据数据采集方法的不同，数字测图系统主要区分为三种：基于现有地形图的数字成图系统、基于影像的数字测图系统、地面数字测图系统。
数字测图是通过数字测图系统来实现的。
数字测图系统是以计算机为核心，在外连输入、输出的硬件和软件设备的支持下，对地形空间数据进行采集、输入、处理、绘图、存贮、输出和管理的测绘系统。
6.答：数字测图系统需有一系列硬件组成。
简述数字化测图
简述数字化测图关键词：数字化测图、内外业一体化数字测图、摄影侧量与遥感数字测图、原图数字化成图。
摘要：采用内外业一体化数字测图、摄影侧量与遥感数字测图、原图数字化成图等测绘技术，获得供地理信息系统（GIS）使用的地形信息数据资源的“4D”产品。
数字化测图的实质是将图形模拟量（地面模型）转换为数字，将模拟量转换为数字的过程就是数据采集。
数据采集后由电子计算机对数据进行处理，得到内容丰富的地形图，并且能够由电子计算机的图形输出设备恢复地形图或各种专题图形。
数字化测图包括内外业一体化数字测图、摄影测量与遥感数字测图、原图数字化成图等。
数字化测图的成果以计算机文件的形式通过磁盘、光盘等存储，将地面信息通过数字信息储存形成数字地图。
数字地图包括数字高程模型（DEM）、数字正射影像(DOM)、数字线划图（DLG）和数字栅格图（DRG）。
一、数字化测图基本原理首先通过航片数据采集、原图数字化、野外地面数据采集生成定位信息和绘图信息(其中野外地面数据采集需要绘制草图)；把定位信息和绘图信息进行数据传输、数据处理生成地物模型和地貌模型；通过对地物模型和地貌模型（野外地面数据采集参照绘制的草图）进行屏幕编辑生成绘图文件，对绘图文件进行存盘或输出地形图。
二、数字化测图的方法（一）、摄影测量与遥感数字测图利用航天摇感技术缩短中小比例尺地形图数据的更新周期，如利用卫星正射影像图完成中小比例尺地形图的成图或更新；利用航空遥感技术进行大比例尺航测数字化成图，能大大缩短作业的时间，降低生产成本。
成图方法：采用先内业数字化采集后外业调绘，再由内业数据编辑成图的作业流程，高程注记点采用航内测图高程。
工程流程如下：航空摄影、像控点联测、电算加密、航内测图、外业调绘与补测、数字化建库、成果验收。
航空摄影：1、航摄依据：航摄仪、象幅、焦距、航摄比例尺，地形图范围、测区相对航高、太阳高度角、阴影、飞行方向等项要求。
2、飞行质量的要求：航向重叠、旁向重叠、象片倾斜角、旋偏角、同一航线上相邻象片的航高差,利用GPS定位导航。
全站仪基本常识及使用说明
全站仪基本常识及使用说明全站仪概述随着现代科学技术的发展和计算机的广泛应用，一种集测距仪、测角仪和微处理器于一体的新型测量仪器应运而生。
这种能够自动测量和计算，并通过电子笔记本或直接实现自动记录、存储和输出的测量仪器称为全站仪电子测速仪，简称全站仪。
全站仪电子转速表是数字测图中常用的数据采集设备。
全站仪分为两种类型：分离式和整体式。
拆分全站仪的准直器头未与电子经纬仪集成。
工作时，准直器头应安装在电子经纬仪上，工作后应单独卸载和包装；整体式全站仪是分裂式全站仪的进一步发展。
电子经纬仪的准直器和望远镜组合成一个整体，使用更方便。
对于基本性能相同的各类全站仪，其外部视觉组件基本相同。
全站仪主要由五个系统组成：控制系统、测角系统、测距系统、记录系统和通信系统。
全站仪组成及系统间关系见图8.5。
图8.5全站仪组成及各系统间关系示意图控制系统是全站仪的核心，主要由微处理器、键盘、显示器、存储卡等组成制动和微动旋钮、控制模块和通讯接口等软硬件组成。
根据要求，通过键盘（面板）可以进行各种控制操作。
如：参数预置，选择显示和记录模式，进行存贮卡格式化，建立或选择工作文件，数据输入输出，确定测量模式等。
全站仪测角系统与传统光学经纬仪测角系统相比，主要有两个不同之处：（1）传统的光学度盘被绝对编码度盘或光电增量编码器所代替，用电子细分系统代替了传统的光学测微器；（2）从传统的观察者解释和手动记录观察值，到观察者的直接读取和自动记录。
全站仪的测距系统与一般测距仪基本一致，只是体积更小，通常采用半导体砷化镓发光二极管作为光源。
不同厂家生产的不同类型及系列的全站仪，其最大测程和距离测量误差均有较大变化。
全站仪的记录系统也称为电子数据记录仪。
它是一种硬件设备，带有存储测量数据的特定软件。
有许多类型的数据记录器，但它们的基本功能是相同的。
它们充当全站仪和电子计算机之间的桥梁。
它使野外记录工作自动化，减少了记录和计算的误差，大大提高了野外作业的效率。
数字测图的基本知识
第二章 数字测图的基本知识
本章内容提要
• 2.1 数字测图的基本原理 • 2.2 数字测图系统 • 2.3 数字测图的基本过程 • 2.4 数字测图作业模式
2.1 数字测图的基本原理
• 数字测图的基本思想： • 将采集的各种过数据接 口传输给计算机进行处理，从而得到内容 丰富的电子地图，还可以根据需要绘出地 形图和各种专题图。
2.3 数字测图的基本过程
数据采集
GPS 大地测量仪器法 （编码，绘草图） 航测法 数字化仪法
数据处理
数据传输 数据预处理 数据转换 数据计算 图形编辑与整饰 图幅接边 图形信息的管理和应用
图形输出
数字地图存盘
显示
打印地图
GIS图形数据库入库
2.4 数字测图作业模式
全站仪
地面数字测图
（野外数据采集，室内成图）
2.2 数字测图系统
数字测图系统结构框图
全站仪
GPS等 数字化仪 扫描仪 解析测图仪 电子手簿 掌上电脑 便携机 台式 软件 （关键） 计算机 打印机打印 数据成果 绘图仪绘制 各种图形 规划设计 工程应用 地理信息系 统GIS 显示器显示 图形数据 磁盘、光盘保 存电子地图
图形数据库
目前测绘行业最流行使用南方CASS
是什么
多长、宽、高
地物编码
2.1 数字测图的基本原理
数字测图的数据格式
矢量数据
（点线面，易修改，缩放不 变形，如：CAD图）
可相互转换（见GIS）
（栅格矩阵，不易修改，放大不美 观“马赛克”，如：jpg，bmp格 式）
栅格数据
2.1 数字测图的基本原理
数字测图要解决的问题
（1）使采集的图形信息和属性信息为计算机识 别；
《数字化测图》课程标准
《数字化测图》课程标准一、课程说明注：1.课程类型（单一选项）：A类（纯理论课）/B类（理论＋实践）/C类（纯实践课）2.课程性质（单一选项）：必修课/专业选修课/公共选修课3.课程类别（单一选项）：公共基础课/专业基础课/专业核心课4.合作者：须是行业企业人员，如果没有，则填无二、课程定位《数字化测图》课程是高职工程测量技术专业的专业核心基础课程也是专业必修课程。
本课程教学目标是在工程测量技术专业整个课程体系中，通过理论与实践相结合的教学方法，主要培养学生的测图基本知识和基本技能，培养学生利用测量仪器解决地图测量的设计阶段、施工验收阶段的所有测量问题的能力，以及运用国家现行规范、规程、标准解决地图测量技术相关问题的能力。
通过本课程学习，达到具有解决地图测量的能力，具备获得独立完成地图测量的各项工作的能力。
本课程的前续课程有：建筑工程制图与识图、测量学、测绘学概论本课程的后续课程有：GNSS定位、控制测量、地籍测量、测量误差与数据处理、地理信息系统。
三、设计思路1．总体思路根据测绘行业的发展和不同岗位的典型工作任务，结合本地区情况，通过企业专家、专业带头人和骨干教师共同分析工程测量技术专业测量职业岗位能力要求与素质、知识结构关系，构建了《数字化测图》课程体系和教学内容，突出培养学生的就业能力，充分体现基于职业岗位分析和职业岗位技术应用能力培养的课程设计理念。
（1）培养学生完成“项目测图工作任务”作为课程的培养目标；（2）以数字化测图工作任务的顺序，整合测图工作不同阶段的测量内容安排课程的教学顺序；（3）按完成数字化测量工作任务所需要的知识、测量操作技能组织课程的内容；（4）构建学生为“主体”的教学模式，采用“项目教学法”组织课程教学，突出对学生职业能力的培养；（5）通过工学结合，采取校内实训基地的模拟项目、校外真实项目等多种途径，搭建教学资源平台，为学生提供多种学习途径；（6）教学效果评价采取过程评价与结果评价相结合的方式，通过理论与实践相结合，重点评价学生的职业能力。
数字化测图中常见的若干问题及处理方法
数字化测图中常见的若干问题及处理方法摘要：本文论述了数字化测量主要的几种方法，和在测量过程中遇到的问题，及解决方法。
通过作者多年的工作经验，对数字测图的过程进行了系统的介绍，并且总结野外测绘的不同方法。
主要包括图根加密，辐射法、一步测量法等方法的介绍，并且提出了对于野外常见问题的针对性处理方法。
关键词：数字测绘；图根加密；辐射法；一步测量法1引言数字化测图主要是一个进行数据采集，数据处理、图形编辑和图形输出的过程。
以计算机为中心，并通过计算机对地形空间进行数据处理的数字地图。
在外业测图中，具有自动化程度高、作业周期短、测站覆盖范围大、工作范围易于划分、对测点依赖性强、对纪录要求高、测量精度高的特点。
通过数据采集、处理、图形编辑和图形输出形成数字地图，用以贮存全部的地图信息。
是以数字形式描述地图要素的属性定位关系等信息的集合。
2数字测图流程介绍数字测图主要由数据输入、数据处理和数据输出组成。
其主要过程为：数据采集→ 点位信息特征信息→ 数据传输→绘草图→ 数据处理→线型编辑→图幅整饰→绘图文件。
而这种方式的测图具有以下几个特点。
⑴点位精度高。
解决了传统测图中由展绘误差、测定误差及测定地物点的视距误差、方向误差造成的平面误差给测绘工作带来的精度影响，保证了测绘的精度。
⑵改进了传统的作业方式。
不同于传统作业方式的手工操作，人工纪录和人工绘图、计算，数字测图在野外测量中能够进行自动纪录、解算处理和成图，具有使用非常方便的数字地图软盘，自动化程度高，出错几率小。
并且能够自动进行坐标、距离、面积和方位的提取。
从而使得地形图规范、精确和美观。
⑶便于图件更新。
测绘工作是一个不断进行的过程，在这一过程中不断形成新的数据，采用传统绘图法进行数据的更新是非常繁琐的。
而数字测图克服了这一缺点，在变更的同时输入相关数据，进行调整，即可达到预期效果。
保证了图面整体的可靠性和现势性。
从而加强了地图的表现力。
⑷成果的深加工利用。
第7章 碎部测量
植被是地面各类植物的总称，如森林、果园、耕 地、苗圃等。
植被的测绘主要是各种植被的边界，以地类界点 绘出面积轮廓，并在其范围内配制相应的符号。对 耕地的测绘，还应区别是旱田还是水田等。如地类 界与道路、河流等重合时，则可不绘出地类界，但 与高压线、境界重合时，地类界应移位绘出。
任务一：全站仪野外数据采集
任务一：全站仪野外数据采集
3.3 地物测绘
地物测绘主要是将地物的形状特征点（也 即其碎部点）准确地测绘到图上。连接这些特 征点，便得到与实地相似的地物图象
任务一：全站仪野外数据采集
地物测绘的一般原则
凡能依比例尺表示的地物，就应将其水平投影位置 的几何形状测绘到地形图上，或是将它们的边界位置 表示到图上，边界内再充填绘入相应的地物符号。
任务一：全站仪野外数据采集
地物边界重合或冲突的处理
4.悬空建筑在水上的房屋与水涯线重合，可间 断水涯线，房屋照常绘出。
5.水涯线与陡坎重合，可用陡坎边线代替水涯 线；水涯线与斜坡脚重合，应在坡脚将水涯线绘出。
6.双线道路与房屋、围墙等高出地面的建筑物 边线重合时，可以建筑物边线代替路边线。道路边 线与建筑物的接头处应间隔0.3mm。
任务一：全站仪野外数据采集
独立地物测绘
独立地物对于用图时判定方位、确定位置有着重 要作用，应着重表示。独立地物应准确测定其位置。 凡图上独立地物轮廓大于符号尺寸的，应依比例尺 符号测绘；小于符号尺寸的，依非比例符号表示。 独立地物符号的定位点的位置，在现行图式上均有 相应的规定。
任务一：全站仪野外数据采集
任务一：全站仪野外数据采集
3.2 工作草图
工作草图是内业绘图的依据，尤其是采用测记法 进行野外数据采集，工作草图是绘图的必需品，是 成果图质量的保证。
数字测图重点总结
数字测图重点总结数字测图重点总结1.数字测图的概念：广义的概念，数字测图就是制作以数字形式表示的地图的方法和过程，包括全野外数字测图，地图数字化成图、摄影测量和遥感数字测图。
狭义的概念，数字测图指全野外数字测图。
2.数字测图的基本思想：将地面上的地形和地理要素转换成数字量，然后由计算机对其进行处理，得到内容丰富的电子地图，需要时由图形输出设备输出地形图或各种专题地图。
3.数字测图技术的特点：1，精度高。
2，自动化程度高，劳动强度小。
3，更新方便快捷。
4，便于保存和管理。
5，便于应用。
6，易已与发布和实现远程传输。
4.数字测图技术的发展：1，内外业作业独立阶段。
2，内外业一体化阶段。
5.数字测图的发展趋势：1，全站仪自动跟踪测量模式2，GPS测量模式3，野外数字摄影测量模式。
6.数字测图系统的硬件组成：测绘类硬件（主要指用于外业数据采集的各种测绘仪器）、计算机类硬件（用于内业处理的计算机及其标准外设）。
计算机、全站仪、数字化仪、扫描仪、绘图仪、GPS接收机、电子手簿。
7.数字测图系统的软件组成：系统软件（操作系统，如windows）、支撑软件（如计算机辅助设计软件AutoCAD）、专用软件（实现数字化成图功能的应用软件）8.数字测图的作业模式：1，数字测记模式（野外数据采集，室内数据成图）2，电子平板测绘模式（全站仪+便携机+相应测图软件实施的外业测图模式）3，地图数字化模式（用数字化仪或扫描仪在测区原有纸质地形图基础上进行数据采集的模式）。
9.测量坐标系：坐标参考系统分为天球坐标系（用于研究天体和人造卫星的定位和运动）和地球坐标系（或称地固坐标系，用于研究地球上物体的定位于运动）10.地固坐标系分为地心坐标系（原点和地球质心重合）和参心坐标系（原点和参考椭球中心重合）。
11.无论地心坐标系还是参心坐标系都可分为空间直角坐标系和大地坐标系。
12.1954年北京坐标系的特点：1，属参心大地坐标系2，采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数3，大地原点在原苏联的普尔科沃4，采用多点定位法进行定位5，高程基准为1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面6，高程异常以原苏联1955年大地水准面重新平差结果为起算数据，按我国天文水准路线推算而得。