第8章數(shù)字測圖1

第八章數(shù)字測圖

§８-1概述數(shù)字測圖實質是一種全解析的機助制圖方法。它是以計算機為核心，在外聯(lián)輸入輸出設備的支持下，對地形和地物空間數(shù)據(jù)進行采集、輸入、成圖、繪圖、輸出、管理的測繪方法。一、數(shù)字測圖模式

1.野外數(shù)字測量模式對于尚未測繪大比例尺地形圖的城鎮(zhèn)地區(qū)，一般采用該模式。它利用全站儀或者GPS在野外采集數(shù)據(jù)，經(jīng)過相應后處理軟件在室內利用計算機編輯繪圖，便可得到該地區(qū)的大比例尺地籍圖以及其他各種專題圖，同時還可以為建立該地區(qū)的地籍數(shù)據(jù)庫提供基礎數(shù)據(jù)。

2.數(shù)字攝影測量模式

這種數(shù)據(jù)采集的方式是基于數(shù)字攝影和攝影測量的基本原理，應用計算機技術、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科理論與方法，在數(shù)字影像上利用專業(yè)的攝影測量軟件來采集和處理數(shù)據(jù)，從而獲得所需要的基本地形圖．

3.內業(yè)掃描數(shù)字化測量模式

這種數(shù)據(jù)采集的方式是利用數(shù)字化儀或掃描儀對已有的地形圖進行數(shù)字化，將地形圖的圖解位置轉換成統(tǒng)一坐標系中的解析坐標，并應用數(shù)字化的符號和計算機鍵盤輸入地圖符號、屬性代碼和注記；然后將這兩部分數(shù)據(jù)疊加并在數(shù)據(jù)處理軟件的控制下得到各種地形圖。二、數(shù)字化測圖的特點

1.自動化程度高

數(shù)字測圖的野外測量能夠自動記錄，自動解算處理，自動成圖、繪圖，并向用圖者提供可處理的數(shù)字地圖。數(shù)字測圖在記錄、存儲、處理、成圖的全過程中，觀測值是自動傳輸?shù)模瑪?shù)字地圖毫無損失地體現(xiàn)外業(yè)測量精度。2.精度高模擬測圖方法的比例尺決定了圖的最高精度，圖的質量除點位精度外，往往與圖的手工繪制有關，因此，無論采用的測量儀器精度多高，測量方法多精確，都無法消除手工繪制對地圖精度的影響。3.現(xiàn)勢性強

數(shù)字測圖克服了紙質地圖連續(xù)更新的困難。地圖管理人員只要將數(shù)字地圖中變更的部分輸入計算機，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理即可對原有的數(shù)字地圖和相關信息作相應的更新，保證了地圖的現(xiàn)勢性。4.整體性強

常規(guī)地圖測量是以圖幅為單位組織施測。數(shù)字地測圖在測區(qū)內不受圖幅限制，作業(yè)小組的任務可按照河流、道路的自然界來劃分，當測區(qū)整體控制網(wǎng)建立后，就可以在整個測區(qū)內的任何位置進行實測和分組作業(yè)。其成果可靠性強，精度均勻，減少了常規(guī)測量的接邊問題。5適用性強數(shù)字測圖是以數(shù)字形式貯存的，可以根據(jù)用戶的需要在一定的范圍內輸出不同比例尺和不同圖幅大小的地形圖，輸出各種分層疊加的專用地圖。數(shù)字地圖可以方便的傳輸、處理和供多用戶共享，可以自動提取點位坐標、兩點間距離、方位角，量算圖上面積等。電子平板（便攜機）PC卡電子手簿成圖軟件微型計算機軟盤顯示屏打印機繪圖儀全站儀或其他測量儀器數(shù)字化儀掃描儀立體坐標量測儀解析測圖儀三、數(shù)字測圖的作業(yè)流程數(shù)字測圖可以分為三個階段，即數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出?！?2-2數(shù)字測圖的軟硬件環(huán)境一.數(shù)字測圖系統(tǒng)的硬件環(huán)境

㈠數(shù)字測圖系統(tǒng)硬件的組成數(shù)字測圖系統(tǒng)是以計算機為核心的，它的硬件由計算機主機、全站型電子速測儀、數(shù)據(jù)記錄器（電子手簿）、數(shù)字化儀、打印機、繪圖儀及其輸出輸入設備組成。㈡數(shù)字化測圖系統(tǒng)的硬件功能⒈計算機硬件

計算機硬件是數(shù)字測圖系統(tǒng)的核心。計算機的硬件由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入輸出設備組成。硬件性能指標是評價計算機性能的主要依據(jù)。⒉電子全站儀

簡稱全站儀，是指在測站上經(jīng)必要的觀測數(shù)據(jù)如斜距、天頂距、水平角均能自動顯示而且?guī)缀跏窃谕凰查g內得到平距、高差和點的坐標。⒊電子手簿電子手簿實質上是一個電子數(shù)據(jù)記錄器。袖珍機作為電子手簿得到廣泛的應用，主要利用的機型有PC—1500、PC—E500和掌上電腦。各種類型的電子手簿能以各自設計的格式記錄、存儲觀測數(shù)據(jù)以及其他信息。電子手簿通過標準接口可與全站型電子速測儀、測距儀和電子經(jīng)緯儀連接，也能與計算機連接進行數(shù)據(jù)傳輸。二.數(shù)字化測圖的軟件系統(tǒng)數(shù)字化測圖軟件是數(shù)字化測圖系統(tǒng)的關鍵。一個完整的數(shù)字測圖軟件應具有數(shù)據(jù)采集、輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫管理、成圖、圖形編輯、修改和繪圖功能。軟件必須通用性強，穩(wěn)定性好，數(shù)據(jù)的表示和編輯直觀、簡潔，使用時應該給用戶盡可能的提供方便，采用菜單驅動方式和鼠標工作方式，并且對漢字的支持也是必不可少的。處理后的結果可以列表方式、文件方式或以圖件方式輸出，繪制出的圖符合國家標準圖式。(一)數(shù)字化測圖軟件的功能1.數(shù)據(jù)采集功能

它可以用全站儀、紅外測距儀或電子經(jīng)緯儀與電子手薄組合,按一定格式的特征編碼采集數(shù)據(jù)。2.數(shù)據(jù)輸入功能

數(shù)據(jù)輸入是將采集到的數(shù)據(jù)轉換成測圖軟件所能接受的圖形數(shù)據(jù)文件,即按點、線、面的X、Y坐標分層次輸入計算機,并自動生成各種特征文件。同時,還可以輸入屬性數(shù)據(jù),即按用途要求輸入所需的物體特征,如建筑物類別、注記、說明等有關屬性。3、編輯處理功能系統(tǒng)對輸入的外業(yè)采集和數(shù)字化方法得到的數(shù)據(jù)可以進行存貯、檢索、提取、復制、合并、刪除和生成符合規(guī)范要求的地圖符號，從而保證了數(shù)據(jù)的正確性和完整性。4、數(shù)據(jù)管理功能數(shù)據(jù)的管理靠數(shù)據(jù)庫技術來實現(xiàn)。5.整飾功能具有圖幅間的拼接,繪制圖廓,方格網(wǎng),圖名,圖廓坐標,比例尺等功能。6.數(shù)據(jù)的輸出功能數(shù)據(jù)的輸出包括數(shù)據(jù)打印、數(shù)據(jù)分析和圖形輸出等方面的功能。

§12-3全站儀及其使用

全站型電子速測儀簡稱全站儀是一種集自動測距、測角、計算和數(shù)據(jù)自動記錄及傳輸功能為一體的自動化、數(shù)字化及智能化的三維坐標測量與定位系統(tǒng)。是一種當今廣泛應用地理空間信息采集、工程測量等的電子測量儀器。由于全站儀生產(chǎn)廠家不同，全站儀的外形、結構、性能和各部件名稱略有區(qū)別，但總的來講是大同小異。為了說明問題，這里以徠卡TPS400電子全站儀為例，其外形如圖所示。

§12-4數(shù)字地圖的測制數(shù)字測圖是用全站儀進行實地測量，將野外采集的數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)诫娮邮植?、磁卡或便攜機內記錄，并在現(xiàn)場繪制地形（草）圖，到室內將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C，人機交互編輯后，由計算機自動生成數(shù)字地籍圖，并控制繪圖儀自動繪制地形圖。與白紙測圖一樣，數(shù)字化測圖也應遵循從整體到局部的原則，首先進行平面和高程控制測量，確定圖根點的平面坐標和高程，然后根據(jù)控制點進行碎部測量。

一、圖根控制測量圖根點是直接供測地藉圖使用的平面和高程依據(jù)，宜在各級國家等級控制點、城市等級控制點、控制點下加密。圖根點的密度應根據(jù)測圖比例尺和地形條件而定，傳統(tǒng)測圖方法平坦開闊地區(qū)圖根點的密度不宜小于表4之規(guī)定；數(shù)字化測圖圖根點的密度不宜小于表5之規(guī)定。地形復雜、隱蔽以及城市建筑區(qū)，應以滿足測圖需要并結合具體情況加大密度。

表4傳統(tǒng)測圖平坦開闊地區(qū)圖根點的密度（點/Km2）測圖比例尺1:5001:10001:2000圖根點密度1505015測圖比例尺1:5001:10001:2000圖根點密度64164

表5數(shù)字化測圖平坦開闊地區(qū)圖根點的密度（點/Km2）１．野外測量的步驟搬站到2點，安置儀器，根據(jù)1站測定的α12算出α21。重復第一站所有步驟。２．內業(yè)計算

二、碎部測量1、測區(qū)分幅及進程平板測圖是把測區(qū)按標準圖幅劃分成若干幅圖，再一幅一幅往下測。而數(shù)字化測圖是以路、河、山脊等為界線，以自然地塊進行分塊測繪，例如：有甲、乙兩個作業(yè)小隊，甲隊負責路南區(qū)域，乙隊負責路北區(qū)域（包括公路）。甲隊再以山谷和河為界，乙隊再以公路和河為界，分塊分期測繪。

2、人員安排根據(jù)CASS5.0的特點，一個作業(yè)小組可配備:測站1人，鏡站1-3人，領尺員2人；領尺員負責畫草圖和室內成圖，是核心成員，一般外業(yè)一天，內業(yè)一天，2人輪換，也可根據(jù)本單位實際情況自由安排。（有些單位在任務緊時，白天進行外業(yè)工作，晚上進行內業(yè)工作）

需要注意的是領尺員必須與測站保持良好的通訊聯(lián)系（可通過對講機），使草圖上的點號與手簿上的點號一致。

３、徠卡400碎部測量操作步驟按MENU按鈕進入菜單界面，在該界面2/3下，可以進行通信設置和數(shù)據(jù)傳輸，而按F1鍵可進入應用程序子界面，在該界面下可進行碎部測量和放樣。注意：每個測站應單獨建立對應的作業(yè)文件測量1/2

點號：

編碼：

棱鏡高：

水平角

垂直角

輸入測距記錄↓按翻頁鍵測量2/2

水平距離：

垂直距離：

X/N：

Y/E：

H：

輸入測距記錄↓按F4鍵測距--------記錄最后在測量設置主菜單下，按F4鍵開始測量，注意輸入點號、目標棱鏡高等數(shù)據(jù)。輸入點號時，最好命名為字母組合+001形式，第一個點09SB001結束后，記錄自動增加到下一點號09SB002，在該點測量結束后在草圖上勾出點與點的連線，并注明它是什么地形或者符號。４.文件管理數(shù)字化測圖的內業(yè)處理涉及的數(shù)據(jù)文件較多。因此，進入CASS5.0成圖系統(tǒng)后，將面臨輸入各種各樣的文件名的情況，所以最好養(yǎng)成一套較好的命名習慣，以減少內業(yè)工作中不必要的麻煩。我們建議采用如下的命名約定:簡編碼坐標文件①由手簿傳輸?shù)接嬎銠C中帶簡編碼的坐標數(shù)據(jù)文件，建議采用*JM.DAT格式；②由內業(yè)編碼引導后生成的坐標數(shù)據(jù)文件，建議采用*YD.DAT格式。坐標數(shù)據(jù)文件指由手簿傳輸?shù)接嬎銠C的原始坐標數(shù)據(jù)文件的一種，建議采用*.DAT格式。引導文件指由作業(yè)人員根據(jù)草圖編輯的引導文件，建議采用*.YD格式。

坐標點（界址點）坐標文件指由手簿傳輸?shù)接嬎銠C的原始坐標數(shù)據(jù)文件的一種，建議采用*.DAT格式。權屬引導信息文件指作業(yè)人員在作權屬地籍圖時根據(jù)草圖編輯的權屬引導信息文件，建議采用*DJ.YD格式。權屬信息文件指由權屬合并或由圖形生成權屬形成的文件，建議采用*.QS格式。圖形文件凡是在CASS5.0繪圖系統(tǒng)生成的圖形文件，規(guī)定采用*.DWG格式

三、數(shù)據(jù)通訊數(shù)據(jù)通訊的作用是完成電子手簿或帶內存的全站儀與計算機兩者之間的數(shù)據(jù)相互傳輸。①將全站儀通過適當?shù)耐ㄓ嶋娎|與微機聯(lián)接好。②移動鼠標至“數(shù)據(jù)通訊”項的“讀取全站儀數(shù)據(jù)”項，該處以高亮度（深藍）顯示，按左鍵，出現(xiàn)右圖的對話框：根據(jù)不同儀器的型號設置好通訊參數(shù)（詳細方法見《參考手冊》第三章）再選取好要保存的數(shù)據(jù)文件名，點轉換。四、內業(yè)成圖

下面分別介紹“草圖法”和“簡碼法”的作業(yè)流程。只介紹草圖法?！安輬D法”工作方式：“草圖法”工作方式要求外業(yè)工作時，除了測量員和跑尺員外，還要安排一名繪草圖的人員，在跑尺員跑尺時，繪圖員要標注出所測的是什么地物（屬性信息）及記下所測點的點號（位置信息），在測量過程中要和測量員及時聯(lián)系，使草圖上標注的某點點號要和全站儀里記錄的點號一致，而在測量每一個碎部點時不用在電子手簿或全站儀里輸入地物編碼，故又稱為“無碼方式”?！安輬D法”在內業(yè)工作時，根據(jù)作業(yè)方式的不同，分為“點號定位”、“坐標定位”、“編碼引導”幾種方法。在此主要介紹

“點號定位”法作業(yè)流程（1)定顯示區(qū)

定顯示區(qū)的作用是根據(jù)輸入坐標數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)大小定義屏幕顯示區(qū)域的大小，以保證所有點可見。首先移動鼠標至“繪圖處理”項，按左鍵，即出現(xiàn)下圖下拉菜單。

然后選擇“定顯示區(qū)”項，按左鍵，即出現(xiàn)一個對話窗如圖所示。這時，需輸入碎部點坐標數(shù)據(jù)文件名?？芍苯油ㄟ^鍵盤輸入，如在“文件（N）:”（即光標閃爍處）輸入C:＼CASS50＼DEMO＼YMSJ.DAT后再移動鼠標至“打開（O）”處，按左鍵。也可參考WINDOWS選擇打開文件的操作方法操作。這時，命令區(qū)顯示：

最小坐標（米）X=87.315，Y=97.020

最大坐標（米）X=221.270，Y=200.00（2）選擇測點點號定位成圖法移動鼠標至屏幕右側菜單區(qū)之“測點點號”項，按左鍵，即出現(xiàn)上圖所示的對話框。輸入點號坐標點數(shù)據(jù)文件名C:＼CASS50＼DE