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论文编号：20061160123湖南软件职业学院毕业论文（设计）论文题目 数字化测图与提高工效的方法与途径学生姓名 杜 剑 系 数控与测量工程系 专 业工程测量技术专业 年级班别 061班 指导教师 彭吉优 2009年 5 月 4 日个人基本情况表姓 名杜剑性别男出生年月1988 年09 月16日贴照片处政治面貌团员民族汉籍贯湖南省张家界市(县）入学时间2006.9身份证信地址及邮编湖南省张家界市慈利县江垭镇五里堆村e-mail地址370756663电话1587558671815074496863外语水平计算机等级证职业技能证及等级论文指导教师姓名彭吉优性别男年龄25学历职称大专教师个 人 简 历起止年月在何地何校学习2003.09-2006.06慈利六中2006.09-2009.06湖南软件职业学院毕业论文（设计）开题报告论文题目名称数字化测图及提高工效的方法与途径学生姓名杜剑专业工程测量班级测量061指导老师姓名彭吉优学历大专职称无一、 选题的目的和意义：课题设计是：对大学三年所学知识的一次总结，特别是地形测量、小区域控制测量及施工放样等方面。利用实习的机会，进一步加强对cass软件、全站仪、rtk在地形测量应用能力，通过实习，使我更好的把理论与实践知识良好结合。目前各级地方政府中的城市建设管理部门中均设有专业的测量队伍，其主要工作即是为城市规划和区域经济发展服务，二次土地调查使数字化测图应用更为广泛，测量工作在其中起着至关重要的位置。如何提高测量工作的水平，是各个测量队要追求的目标之一，而如何更好地为地方经济建设服务，是测量队的基本工作职责。本课题拟从数字化地形测量工作入手，总结并探讨测量工作的基本内容和方法，以提高测量工作的效率和水平。二、主要参考文献与资料获得情况：1.gb/t 18315-2001,数字地形图系列和基本要求2、1：500、1：1000、1：2000地形图图式 3、数字化测图4、控制测量学5、工程测量学6、网络资源三、指导教师审批意见： 指导教师签名：年 月 日 毕业论文（设计）及答辩的评价意见指导教师评语（应包括选题是否恰当、是否理论联系实际、论点是否正确、论证是否充分、语言是否通顺、结构是否合理、行文是否规范、是否按时独立完成毕业论文（设计）的全部任务）：分数： 签名： 年 月 日答辩小组评语：答辩小组成员签字：答辩评定等级： 年 月 日系学术委员会意见（同意给优、良、中、及格、不及格等次）：评定等级： 签名： 年 月 日 目 录目 录1摘 要2数字化测图概述3111数字化测图是地形测量技术的革命性进步3112数字化测图的基本原理4113 数字地形信息的表述5数字化测图的优点6提高工效的方法与途径7 总 结10数字测图系统由野外数据采集到内业自动成图的方法和步骤摘 要很多年以来，随着全站仪和gps的普及，以及测绘行业在计算机技术的不断渗入下，已打破了传统的模拟测绘方法，地籍图的成图方法正在逐步地由传统的白纸法成图向数字测图方向发展，数字化测图以及内外业一体化占领了主导地位。其成图成果数字地图具有更规范、精度高、综合应用性强等特点，用全站仪进行测图时，多使用cass编码法。该法在外业测图过程中，需手工绘制草图，遇到地形复杂地区，不仅工作量大，且工作效率低。为此，测绘人员通过实践探索，在cass系统编码法的基础上，探索出一种简洁实用的编码法简码法。它是将复杂的cass编码法转换为简码法，在实际工作中，大大提高了工作效率。利用gps-rtk进行数据采集，特别是在采集纯粹的自然地形方面，rtk彰显出它惊人的效率。第1章 数字化测图概述 111 数字化测图是地形测量技术的革命性进步 地形测量是指测量地球表面局部区域内各种地形、地物在确定的参照系统中的位置和几何形状，以一定的比例尺缩小，并按特定的符号绘制成平面图形的测量工作。传统的大比例尺地形测量是测量地形，地物特征点到测站的距离及其相对某一参考方向的角度，使用量角器、比例尺等绘图工具，直接在绘图纸上定点，并按规定的绘图符号手工绘制地形图。这种测图方法，因为直接在绘图纸上绘图，被称为白纸测图或模拟法测图。模拟法测图作业时，观测员要反复进行照准、读数等操作过程，而绘图员则一方面要根据观测员的报数，紧张地完成量角、按比例尺将实际距离换算成图面距离、图面定点等工作；另一方面，还要观察测点位置及相邻特征点间的关系，按地形图符号将测点连接成图。因此，不仅劳动强度大、作业效率低，并且由于读数、记数，量角、距离换算、展点、绘图等众多环节出错几率大，使得地形图成果质量难以保证。此外，以图纸为载体的地形图，由于受图面负载能力局限，只能按一种比例尺作业，数据利用率低；受人眼分辨能力的局限，即使采用高精度测量仪器测量，碎部点点位误差也不会小于图面01mm所代表的实际距离；加之还存在成图周期长、不便于更新维护、图纸伸缩变形、不能用于计算机处理等固有缺陷，所以，模拟测图已经难以适应数字化时代经济建设对测绘的要求。 20世纪70年代起，随着光电测距和计算机技术在测绘领域的广泛应用，产生了全站型电子速测仪及计算机辅助制图系统，两者结合逐步形成了一套从野外数据采集到内业制图，实现了全过程数字化的大比例尺地形测图方法，即所谓野外数字测图技术，简称为数字化测图。数字化测图实质上是一种全解析计算机辅助测图的方法，它使得地形测量成果不再仅仅是绘制在纸上的地形图，而是以计算机存储介质为载体的，可供计算机传输、处理、多用户共享的数字地形信息。数字地形信息以其存储与传输方便、精度与比例尺无关、不存在变形及损耗，能方便、及时地进行局部修测更新，便于保持地形图现势性的巨大优势，极大地提高了地形测量资料的应用范围，使其能在经济建设各部门发挥出更大的作用。所以，数字化测图技术的出现，标志着大比例尺测图技术理论与实践的革命性进步。 112 数字化测图的基本原理 数字化测图的基本原理是采集地面上的地形、地物要素的三维坐标以及描述其性质与相互关系的信息，然后录入计算机，借助于计算机绘图系统处理，显示，输出与传统地形图表现形式相同的地形图。其中，将地形、地物要素转换为数字信息这一过程称为数据采集。计算机绘图系统是用专业的数字化地形图编辑成图软件，通过人机交互的方式，或录入计算机能识别的信息，自动将野外采集的数据编辑成地形图。由于计算机软件通过计算、展点、识别、连接、加注记符号等步骤处理采集的数据，绘出所测的地形图的过程，通常是在数据采集完成后进行的，要使计算机软件能识别所采集的数据，并据此绘出传统意义的地形图，野外测绘时除点位的三维坐标外，还必须采集点位的连接信息和描述其性质的属性信息。点位的三维坐标是定位信息亦称点位信息，使用全站仪观测并自动计算存储在内存或电子手簿中，各个点之间以点号区别；连接信息是指测点的关联关系，它包括相邻连接点号和连接线型，绘图系统据此方可将相关的点连接成一个地形、地物符号。点位信息和连接信息合称为图形信息，又称为几何信息，据此可以绘制房屋、道路，河流、地类界、等高线，陡坎等线性图形。 与空间位置有关，但又与地图图形无关的信息称为属性信息。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，一般用拟定的符号和文字表示，如植被类型、地名、河流名等。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。 连接信息与属性信息只能靠观测员实地观察确定，投有准确完整的连接与属性信息，点位信息作为孤立的点，是没有价值的。所以，对于大比例尺数字化测图而言，观察与记录连接与属性信息，是细致、复杂的工作，需要观测员具有良好的地形表现能力和专业素质。 113 数字地形信息的表述 作为面向人的数字地形信息，其输出形式应是用户已经习惯的传统地形图形式。但不同于纸质地形图的本质区别是，数字地形图是以数字形式储存在计算机存储介质中的，将其“还原”显示为人们熟悉的点、线、面元素地形图，必须要借助于一种“解读系统”，即专业的数字化成图系统。因此，数字地形信息要经过计算机绘图系统处理，借助于显示屏幕或绘图仪，才能显现为传统形式的地形图。和纸质地形图一样，在数字地形图中点是最基本的图形要素，这是因为线是由一组有序的点连接而成，而面则是以线为其边界。不同的地形、地物符号和注记用来区分地图图形上点、线、面代表的具体内容，其中独立地物可以由定位点及其符号表示，线状、面状地形地物以不同的线划符号或注记表示，连续起伏的地形表面可由等高线表示，并用高程注记值表达每一根等高线代表的具体高程值等。计算机绘图系统显示出的一切都和传统地形图一样，所不同的是，显示屏或绘图仪输出的仅仅是数字地图信息的一种表现形式，而不像传统的纸质地图，所看到的即是它的全部。二、数字化测图的优点1.数字化测图可以通过计算机的模拟,在屏幕上直观生动地(分层)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然,基本上改变和弥补了传统产品线条、符号和数字、文字等综合包罗,非具一定专业知识才能读懂的缺陷。 2.数字化测绘产品在使用、维护和更新上具有方便快捷的特性,能够随时保持产品信息的现势性,可以随时补充修改,随时出新图提供使用。 3.根据不同用户的需要,可以对产品的各种要素进行数据再加工,得到不同用途的图件,而且还可以随意对图形进行拼接、缩放,用途更广泛。 4.利用数字化(地形、地籍)测绘成果,作为底图,可在计算机上进行各种规划与设计(如土地资源开发规划和城市道路网的设计等),可方便地进行许多方案的设计与比较,对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也方便、准确。在计算机的帮助下,大大提高了测绘生产作业的自动化、科学化、规范化程度,数字化测绘产品的应用水平也将达到新的高度。除此以外,在其他方面还显示出很多优越性,但从以上几点足以可见数字化(地形、地籍)测绘很符合现代社会信息的要求,是现代测绘的发展方向。因而,以前以传统测绘为主的专业测绘单位,现在是以发展数字化测绘技术作为发展的目标与方向。三、提高工效的方法与途径 目前在我国，获得数字地图的主要方法有三种：原图数字化、航测数字成图、地面数字测图。但不管哪种方法，其主要作业过程均为三个步骤：数据采集、数据处理及地形图的数据输出（打印图纸、提供软盘等）。在这里我就重点说地面数字测图。地面数字测图 在没有合乎要求的大比例尺地图的地区或该地区的测绘经费比较充足，可直接采用地面数字测图的方法，该方法也称为内外业一体化数字测图，是我国目前各测绘单位用得最多的数字测图方法。采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高，只要采取一定的措施，重要地物相对于邻近控制点的精度控制在5cm内是可以做到的。但它所耗费的人力、物力与财力也是比较大的。在本文中主要就是谈这方面的体会。1、在非电子平板数字测图中，很多单位所采用的方法为外业草图室内交互编缉来完成测图工作。但这样一来，势必会降低外业的工作效率，操作也比较繁琐。在测量的运作中，绘制草图并不简单，特别是在建筑物多时，相当麻烦，加上专人画草图，在人力上也是一种浪费。而我队的地形测绘小组，基本上由2人组成，一人观测并在全站仪上作记录并编码，一人跑尺并内业绘图，经几个月的实践，表明是可行的。在点号的编码方式中，一般可以用字母开头然后加上数字，如2层砖房为f2，简易房为f0，在建房为fj，围墙为wq，加固陡坎为k2，不加固陡坎为k1，高压线为d2，输电线为d1，通讯线为d3，地类界为dl等等。当在外业完成各点的编号（编码）后，回到室内就可以把传输到计算机的各点在计算机屏幕上以展绘编码的方式出 来，再根据跑尺人员自己所走过的线路，辅以这些点号编码，则可比较方便地把这些点连接起来。当完成这项工作后，再把这些图拿到实地对照，量取实地没有测到的各种数据，再在计算机上进行交互编缉，从而得最终的地形图。当然，采用以上方法，对观测及司尺人员的要求是比较高的。一般配合默契的两个人最佳。而且测人员的输入数字及字母的熟练程度要求较高。现在的全站仪测量一个坐标，基本上在1秒以内，有的甚至达到了0.3秒一个点。受司尺员走路等原因的影响，测地物约30秒一个点、地貌在1分钟以内，可以说，主要的时间是从一个点到另一个点的时间，而在这么短的时间内，画草图的人员基本上是跟不上这个思路与速度的。经本人每天测量小时计，每天约可测600至900点。最高纪录曾有1320个点，而且，连线的成功率在95以上。2、在一般测量上，我不得不承认，rtk无疑是杀伤性最强大的测量武器，采用rtk技术测量，只需在测区内或测区附近的高等级控制点架设基准站，（若测区内或测区附近无高等级控制点，可先加密），流动站直接测量各像控点的平面坐标和高程，对不易设站的像控点，可采用手簿提供的交会法等间接的方法测量。像控点的精度要求对于rtk测量来说是不难达到的。与传统作业相比较，它不需要逐级布设控制点；与静态gps 测量相比，缩短了作业时间，因而大大提高了作业效率，功效至少提高35倍。但是，rtk也有他的不足之处，比如在高楼下，树下等，信号不好的地方根本无法完成高精度的测量。也就是rtk在野外测量中，应该比较广，比如大面积的稻田，用全站仪测，根本是浪费时间，而且稻田的界址点精度也不是要求很大（田砍都很宽么宽）。用rtk测稻田，一天四五百亩是没问题，关键看用rtk的人。3随着测绘技术的发展，数字摄影测量已在我国的某一地区取得了试验性的成功，在不久的将来将会得到推广。它是通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像，内业通过专门的航测软件，在计算机上对数字影像进行像对匹配，建立地面的数字模型，再通过专用的软件来获得数字地图。可以说，这将是我们今后数字测图的一个重要发展方向。 该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成，它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低，不受气候及季节的限制等优点。它特别适合于城市密集地区的大面积成图。但是该方法的初期投入较大，如果一个测区较小，它的成本就显得较高。所以现在基本上由一些较大的单位来承担。4、在测量中，修测、补测是最不可少的。比如一些有几年历史的地形图，已经不适合企业或施工单位需要，往往需要另外测图，而修测、补测则可以在很大程度上减少工作量，提高工作效率。修测、补测就是在已有地形图的基础上，先拿已有地形图，到实地去看该地方房屋，地貌是否有