测量学：第11章_数字测图与应用

1、第第11章章 大比例尺数字地形图的测绘与应用大比例尺数字地形图的测绘与应用 n数字测图用全站仪或GPS RTK采集碎部点坐标数据， n用数字测图软件绘制成图， n方法草图法，电子平板法，PDA. n本书介绍南方测绘的CASS， n学习版软件安装文件位于光盘“CASS安装文件”路径 下， n播放光盘“教学演示片”路径下的相应文件， n观看软件的安装方法。 n11.1 使用CASS进行数字测图的方法 n(1) CASS6.1的操作界面简介的操作界面简介 n双击安装文件在桌面上创建的CASS6.1图标启动CASS。 n界面各区功能 n 下拉菜单：执行主要测量功能； n 屏幕菜单：绘制各种类别地物，操

2、作较频繁； n 图形区：主要工作区，显示图形及操作； n 工具栏：各种AutoCAD命令、测量功能快捷工具； n 命令提示区：命令记录区，提示用户操作。 n(2) 草图法数字测图草图法数字测图 n外业用全站仪测量碎部点三维坐标， n领图员绘制碎部点构成的地物形状和类型 n记录碎部点点号(应与全站仪自动记录的点号一致)。 n全站仪内存中碎部点三维坐标下传到PC机数据文件， n转换成CASS坐标格式文件并展点， n根据野外绘制的草图在CASS中绘制地物。 n1) 人员组织 n 观测员操作全站仪，观测、记录观测数据， n注意经常检查零方向及与领图员核对点号。 n 领图员指挥跑尺员，现场勾绘草图。 n

3、熟悉地形图图式，保证草图的简洁、正确， n经常与观测员对点号(每测50个点对一次点号)。 n草图纸应有固定格式，不应随便画在几张纸上； n每张草图包含日期、测站、后视、测量员、绘图员信息； n搬站时，尽量换张草图纸， n不方便时，应记录本草图纸内的点所隶属的测站。 n 跑尺员负责现场跑尺，应对跑点有经验， n保证内业制图的方便，经验不足者，由领图员指挥跑尺。 n 内业制图员可由领图员担任内业制图任务， n操作CASS展绘坐标数据文件，对照草图连线成图。 n2) 野外采集数据下传到PC机文件 n用数据线连接全站仪与PC机COM口， n设置好全站仪的通讯参数， n在CASS中执行“数据/读取全站仪

4、数据”命令， n弹出“全站仪内存数据转换”对话框。 n 在“仪器”下拉列表选择所用全站仪类型。 n 设置与全站仪相同的通讯参数，勾选“联机”复选框， n在“CASS坐标文件”文本框输入数据文件名和路径。 n 单击“转换”按钮，按提示操作全站仪发送数据， n单击对话框“确定”按钮，将发送数据保存到 n设定的坐标数据文件中。 n也可用全站仪通讯软件下传坐标数据并存储为坐标文件。 下传拓普康GTS-105N全站仪工作文件数据设置 下传苏州一光OTS-615全站仪工作文件数据设置 下传科力达KTS-445R全站仪工作文件数据设置 n3) 展碎部点 n将坐标数据文件中点的三维坐标展绘在绘图区， n在点位

5、右边注记点号， n以便于结合野外绘制的草图描绘地物。 n点位与点号对象位于“ZDH”(意为展点号)图层， n点位对象是AutoCAD的“Point”对象， n执行Ddptype命令修改点样式。 n执行 “绘图处理展野外测点点号”命令， n在弹出的文件选择对话框中选择一个坐标数据文件， n单击“打开”按钮，根据命令行提示操作完成展点。 n执行Zoom/E命令选项，查看展绘碎部点点位和点号， n执行“绘图处理切换展点注记”命令， n根据需要修改点注记方式。 修改点注记方式 n4) 根据草图绘制地物 n根据野外绘制的草图，操作CASS描绘地物与地貌。 n操作屏幕菜单完成，单击屏幕菜单“坐标定位”按钮

6、。 n(3) 电子平板法数字测图电子平板法数字测图 n数据线连接安装CASS的笔记本电脑与测站全站仪， n全站仪测的碎部点坐标自动传输到笔记本电脑， n并展绘在CASS绘图区， n完成一个地物碎部点测量工作后， n用与草图法相同的方法现场实时绘制地物。 n1) 人员组织 n观测员操作全站仪，观测，数据下传笔记本电脑。 n制图员指挥跑尺员、现场操作笔记本电脑、 n内业处理整饰地形图。 n跑尺员现场跑尺。 n2) 创建测区已知点坐标数据文件 n执行 “编辑编辑文本文件”命令 n调用Windows记事本创建测区已知点坐标数据文件。 n坐标数据文件格式： n总点数 n点名,编码,y,x,H n n点名

7、,编码,y,x,H n“I12”和“I13” 点， n为导线点 n编码131500， n其余为图根点， n编码131700。 n已知点编码可不要， n其后逗号不能省略。 n3) 测站准备 n参数设置、定显示区、展已知点、确定测站点、定向点、 n定向方向水平度盘值、检查点、仪器高、检查。 n 参数设置 n测站安置全站仪， n用数据线连接全站仪与笔记本电脑的COM口， n执行 “文件CASS6.1参数设置”命令。 n有四个选项卡，根据实际情况设置。 n 展已知点 n执行“绘图处理展野外测点点号”命令， n展绘已知点坐标数据文件。 n 测站设置 n单击屏幕菜单的“电子平板”按钮， n弹出“电子平板测

8、站设置”对话框， n操作对话框设置并输入 n测站点坐标、定向点坐标， n仪器高、检查点坐标。 n完成操作后，对话框显示检查方向的水平角， n操作全站仪实测检查方向水平角检核。 n4) 测图操作 n用屏幕菜单下的命令进行操作。 n测绘4点3层砼房屋操作步骤： n 操作全站仪照准立在第一个房角点棱镜； n 单击屏幕菜单的“居民地”按钮， n在弹出的“居民地和垣栅”对话框中选择“四点砼房 屋”， n单击“确定”按钮，命令行提示： n绘图比例尺 1: Enter n1.已知三点/2.已知两点及宽度/3.已知四点: Enter n请输入标高(0.00): 1.82 n等待全站仪信号 nCASS驱动全站仪

9、自动测距， n所测点的坐标自动展绘到CASS绘图区。 n命令行继续提示： n选择纠正方式: (1)偏角(2)偏前(3)偏左(4)偏右(5)不作纠正 n当棱镜无法立在地物点用，缺省选项是“5”不纠正， n按回车键选中。 n操作全站仪照准第二个房角点棱镜， n命令行继续重复如下提示两次： n请输入标高(1.82): Enter n等待全站仪信号 n选择纠正方式: (1)偏角(2)偏前(3)偏左(4)偏右(5)不作纠正 n完成3个房角点的测量后，命令行提示： n闭合C/隔一闭合G/隔一点J/微导线A/曲线Q/边长交会B/回 退U/连全站仪T/ n输入层数: 3 n文字注记“砼3”是由CASS自动加上

10、的， n它与房屋轮廓线对象都位于“JMD”图层。 电子平板法测绘4点3层砼房屋示例 n(4) 等高线的处理等高线的处理 n在CASS中通过创建数字地面模型DTM 自动生成。 nDTM在一定区域范围内， n规则格网点或三角形点的平面坐标 n和其它地形属性的数据集合。 n如地形属性是点高程， n数字地面模型又称为数字高程模型DEM。 nDEM从微分角度三维地描述测区地形的空间分布， n用它可按用户设定的等高距生成等高线、 n绘制任意方向的断面图、坡度图、 n计算指定区域的土方量。 n以CASS6.1自带地形点坐标数据文件dgx.dat为例介绍。 n1) 建立DTM n执行“等高线建立DTM”命令，

11、 n在 “建立DTM”对话框中勾选“由数据文件生成”单选 框， n选择坐标数据文件dgx.dat， n单击“确定”按钮，显示三角网“SJW” 图层。 n3) 绘制等高线 n执行“等高线绘制等高线”命令， n弹出“绘制等值线”对话框，根据需要完成对话框的设 置， n单击“确定”按钮，CASS自动绘制等高线。 n4) 等高线的修饰 n 注记等高线 n4种注记方法，命令位于下拉菜单“等高线等高线注 记” ， n批量注记等高线时，一般选择“沿直线高程注记”， n要求先执行Line命令绘制一条垂直于等高线的辅助直线， n直线方向应为注记高程字符字头的朝向。 n执行“沿直线高程注记”命令， nCASS自动

12、删除辅助直线， n注记字符放置在DGX(等高线)图层。 n 等高线修剪 n位于下拉菜单“等高线等高线修剪”下。 n(4) 地形图的整饰地形图的整饰 n介绍添加注记和图框的方法。 n1) 加注记 n为道路加上路名“迎宾路”的方法 n单击屏幕菜单 “文字注记”按钮， n弹出 “注记”对话框，选中“注记文字”，单击“确定” 按钮， n弹出“文字注记信息”对话框。 n2) 加图框 n下拉菜单“绘图处理”下。 n11.2 图解地形图的数字化 n没有全站仪时，可用解析测图法先获得图解地形图， n将图解地形图数字化获得数字地形图。 n有手扶跟踪数字化和扫描数字化， n介绍扫描数字化的操作方法。 n着好墨、图

13、面清晰的聚脂薄膜底图， n扫描分辨率设置为300dpi； n对没有着墨的铅笔聚脂薄膜原图， n扫描分辨率一般设置为450600dpi， n扫描获得的栅格图像文件格式为TIFF、PCX或BMP格式。 n(1) 插入光栅图像插入光栅图像 n执行“工具光栅图像插入图像”命令插入光栅图像。 n(2) 加图框加图框 n执行“绘图处理/标准图幅5040cm”命令， n键入比例尺1000，在 “图幅整饰”对话框中输入所需内 容。 n(3) 裁剪光栅图像裁剪光栅图像 n执行下拉菜单“工具光栅图像图像剪裁”命令。 n注意保留外图框边界附近的文字注记图像。 n(4) 设置光栅图像透明设置光栅图像透明 n执行“工具

14、光栅图像图像透明度”命令， n输入on打开图像透明。 n(5) 纠正光栅图像纠正光栅图像 n先执行Move和Scale命令将光栅图像 n移动并缩放至与内图框大小相吻合。 n执行下拉菜单“工具光栅图像图像纠正”命令。 CASS的图像纠正对话框 播放光盘“教学演示片地形图扫描数字化.avi”视频文件 观看上述操作过程。 n11.3 数字地形图应用简介 n使用CASS在数字地形图上 n查询点位坐标、直线的方位角和距离、 n封闭对象或指定区域的面积， n计算填挖土方量等命令的操作方法， n命令位于在下拉菜单“工程应用”下。 n11.3 数字地形图应用简介 n11.3.1 查询计算与结果注记查询计算与结

15、果注记 n打开光盘“数字地形图练习Study.dwg”图形文件， n下面操作在该图形文件中进行。 n(1) 查询指定点的坐标查询指定点的坐标 n执行“工程应用查询指定点坐标”命令： n输入点: (圆心捕捉图11-22中的图根点D121) n测量坐标: X=31194.120米 Y=53167.880米 H=495.800米 n要在图上注记点的坐标， n执行屏幕菜单的“文字注记”命令， n在弹出的“注记”对话框双击坐标注记图标， n鼠标点取指定注记点和注记位置后， nCASS自动标注该点的X，Y坐标。 n(2) 查询两点的距离和方位角查询两点的距离和方位角 n执行“工程应用查询两点距离及方位”命

16、令： n第一点: (圆心捕捉图11-22中的D121点) n第二点: (圆心捕捉图11-22中的D123点) n两点间距离=45.273米,方位角=201度46分57.39秒 n(3) 查询线长查询线长 n执行“工程应用查询线长”命令，提示如下： n选择精度:(1)0.1米 (2)1米 (3)0.01米 3 Enter n选择曲线: (点取图11-22中D121点至D123的直线) nCASS弹出提示框给出查询的线长值。 n(4) 查询封闭对象的面积查询封闭对象的面积 n执行“工程应用查询实体面积”命令： n选择对象: (点取图11-22中砼房屋轮廓线上的点) n实体面积为202.683平方米

17、 n(5) 注记封闭对象的面积注记封闭对象的面积 n执行“工程应用计算指定范围的面积”命令： n1选目标/2.选图层/3.选指定图层的目标 n1选目标：选择指定的封闭对象。 n2.选图层：键入图层名，注记图层全部封闭对象面积。 n3.选指定图层的目标：键入图层名， n选择该图层上封闭对象，注记面积。 nCASS将各类房屋放置在JMD(居民地)图层， n面积注记文字位于封闭对象的中央， n并自动放置在MJZJ(面积注记)图层。 n(6) 统计注记面积统计注记面积 n对图中面积注记数字求和。 n统计全部房屋面积的方法： n执行“工程应用统计指定区域的面积”命令： n面积统计 - 可用:窗口(W.C

18、)/多边形窗口(WP.CP)/.等多种 方式选择已计算过面积的区域 n选择对象: all n选择对象: Enter n总面积 = 597.88 平方米 n也可点取单个面积注记文字， n面积注记文字较分散时，用窗选方式选择面积注记对象， nCASS自动过滤出MJZJ图层上面积注记对象进行统计计算 n统计结果只在命令行提示，不注记在图上。 n(7) 计算指定点围成的面积计算指定点围成的面积 n执行“工程应用指定点所围成的面积”命令： n输入点: n n输入点: Enter n指定点所围成的面积=X.XXX平方米 nCASS计算出指定点围成的多边形面积， n结果只在命令行提示，不注记在图上。 n11

19、.3.2 土方量的计算土方量的计算 nDTM法、断面法、方格网法、等高线法、 n区域方量平衡法。 n介绍方格网法和区域土方量平衡法， n案例坐标数据文件为CASS自带的dgx.dat。 n 方格网法土方计算 n执行“绘图处理展高程点”命令， n展绘坐标数据文件dgx.dat的碎部点三维坐标。 n执行Pline命令绘制一条闭合多段线作为土方计算边界。 n执行“工程应用方格网法土方计算”命令， n点选土方计算闭合多段线， n在 “方格网土方计算”对话框中选择dgx.dat文件， n在“设计面”区，方格宽度输入10，单击“确定”按钮， nCASS按对话框的设置自动绘制方格网， n计算每个方格网的挖填

20、土方量， n计算结果绘成图，屏幕给出下列计算结果提示： n最小高程=24.368,最大高程=43.900 n总填方=15.0立方米, 总挖方=52048.7立方米 n方格宽度为图上2cm，1:500图，2cm实地距离=10m。 n方格宽度越小，土方计算精度越高。 n 区域土方量平衡计算 n计算指定区域挖填平衡的设计高程和土方量。 n执行“工程应用区域土方量平衡根据坐标数据文件”命 令， n在弹出的标准文件对话框中选择dgx.dat文件： n选择土方边界线 (点选封闭多段线) n请输入边界插值间隔(米):10 n土方平衡高度=34.134米, 挖方量=0立方米, 填方量=0立方米 n请指定表格左

21、下角位置: n请指定表格左下角位置:(在展绘点区 域外拾取一点) nCASS在指定点处绘制土方计算表格和挖填平衡分界线。 n11.3.3 坐标数据文件的输出坐标数据文件的输出 n图解地图数字化后，可根据图上等高线和高程点， n生成当前图形的坐标数据文件，有4个命令， n常用“高程点生成数据文件”命令。 n打开一幅已数字化的地形图， n用Pline命令绘制一条封闭多段线， n它包含待生成数据文件的全部高程点。 n执行“工程应用高程点生成数据文件有编码高程点”命 令， n在弹出的标准文件对话框中键入数据文件名： n请选择:(1)选取高程点的范围 (2)直接选取高程点或控制点 Enter n请选取建

22、模区域边界: (点取已绘制的封闭多段线) n将封闭边界内全部高程点三维坐标存入指定数据文件。 n11.4 数字地形图与GIS的数据交换 nCASS可将地物和地貌位置在图上准确表示出来， n但很难将地物和地貌属性表示上去， n如图上河流的长度、宽度、水深和水质。 n更不用说对这些属性数据进行各种查询和统计分析了。 n使用数据库系统(如Foxpro)可保存和管理这些属性数据， n各种查询和统计分析是数据库系统的强项， n但数据库系统不能将属性数据表示在图上。 n出现了一种将图形管理和数据管理有机结合的信息技术， n它融合了两者的优势， n克服了数据库和图形系统各自固有的局限性， n地理信息系统。

23、nGeographic Information SystemGIS nGIS是1962年加拿大测量学家Roger Tomlinson首先提出， n领导建立了用于自然资源管理和规划、 n世界上第一个具有实用价值的地理信息系统 n加拿大地理信息系统。 n用于空间数据管理、空间信息分析与传播， n土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、 n城市规划、经济建设以及政府各职能部门。 n作为传统学科(如地理学、地图学和测量学等) n与现代科学技术(如遥感技术、计算机科学等) 结合产物， n正逐步发展为一门处理空间数据的现代化综合性学科。 n国际上较先进的GIS平台软件 n美国环境系统研究所ARC/INFO、ARC