第三章 地图数据源

1、第三章第三章 地图数据源地图数据源第1节 地面测量数据第2节 多源遥感数据第3节 全球定位系统（GPS）数据 第5节 地理数据库第4节 制图数据与处理一、小区域控制测量（三）（三）测量仪器（二）（二）高程控制测量（一）（一）平面控制测量测量工作的原则： 从整体到局部、 先控制后碎部。 第1节 地面测量数据第3章 地图数据源（一）（一）平面控制测量1. 三角测量 以大地原点为基础，在地面上选择一系列控制点，建立三角形，组成三角锁和三角网。第1节 地面测量数据第3章 地图数据源2. 角度交会第1节 地面测量数据第3章 地图数据源（一）（一）平面控制测量B BP P已知A、B点坐标，通过测量和值来确

2、定P点坐标。已知A、B、C点坐标，通过在P点测量和值来确定P点坐标。已知A、B点坐标，通过测量其中一点及P点方位角来确定P点坐标。三种方法都需要通过另一个已知点进行多余观测或校核前方交会侧方交会后方交会3. 导线测量（一）（一）平面控制测量 把控制点连成连续的折线，测定折线边长和转角，最后根据起算点坐标和方位角推算其他各未知点坐标。闭合导线：PQRSTUP附合导线：AP23456B支 导 线：Pabcd第1节 地面测量数据第3章 地图数据源第1节 地面测量数据第3章 地图数据源一、小区域控制测量（二）（二）高程控制测量水准测量三角高程测量适用地域平原和工程地形测量。多用于丘陵和山地（地形测量中

3、常用）。克服地球曲率与大气折光水准仪观测时，仪器应放置在前、后视水平尺的中间。 三角高程观测距离超过300 m时, 须进行地球曲率与折光差计算 。hBA = D tan+i-l+0.42D2/RHB = HA+ Dtan+i-l+0.42D2/R第1节 地面测量数据第3章 地图数据源一、小区域控制测量 光学经纬仪是常用角度测量仪器。经纬仪的主要部件有望远镜、度盘、水准器、读数设备和基座等。 （三）（三）测量仪器1. 经纬仪第1节 地面测量数据第3章 地图数据源1. 经纬仪一、小区域控制测量（三）（三）测量仪器 角度测量包括水平角测量和竖直角测量。图中O为测站点，A、B为目标点，角a和角b为A、

4、B点的方位角，则A、B方向的水平角为= b-a。 水平角测量第1节 地面测量数据第3章 地图数据源1. 经纬仪竖直角测量用于测定点的高程。竖直角是同一竖直面内视线与水平线间的夹角，其值为090。（三）（三）测量仪器第1节 地面测量数据第3章 地图数据源2. 水准仪（三）（三）测量仪器a1b1ABa1b1iih=a1-b1=a1+ -b1- =a1-b1a2b2ss12ih=a2- 1-(b2- 2)=a2-b2-(1- 2) 第1节 地面测量数据第3章 地图数据源二、碎部测量（一）展绘坐标点 小区域的测量任务通常应用聚酯薄膜进行测图。在薄膜上绘制坐标网格,按测图比例尺展绘控制测量的全部控制点坐

5、标。以控制点的测站为起始点测定周围的碎部。 第1节 地面测量数据第3章 地图数据源二、碎部测量（二）（二）距离量测钢尺丈量视距法计算A、B两点的视差：A、B同高D = D+ f D f = mn mn mn = Lf mn = 100、f 趋于趋于0D=100LA、B不同高D = 100L cos2 h = 50Lsin2+i-l 第1节 地面测量数据第3章 地图数据源二、碎部测量（三）（三）碎部点选择与施测破碎点选择：地物特征点。地形点选择：山脊线、谷底线的坡度变换点。 测图仪器：经纬仪、平板仪。（四）绘图标准：地形图图式 地籍图规范 第1节 地面测量数据第3章 地图数据源三、地面测量的现代

6、方法（一）（一）全站仪测图 全站仪功能： 具有电子经纬仪的测角、电磁波测距仪的测距功用。 利用存储功能模块，可完成点坐标测定、点放样测量、对边测量和悬高测量等专项测量作业。1. 望远镜物镜；2. 显示屏；3. 键盘；4. 串行接口；5. 外接电源接口；6. 光学对准器；7. 自动调焦键；8. 目镜；9.垂直制动螺旋；10. 垂直微动螺旋；11. 水准管；12.水平制动螺旋；13. 水平微动螺旋；14. BT 50Q电池；15.电源开关第1节 地面测量数据第3章 地图数据源全站仪水准仪平面高程开边闭合闭合差湖泊控制点标尺标尺水准仪沼泽山林第1节 地面测量数据第3章 地图数据源三、地面测量的现代方

7、法（二）（二）数字测图系统 数字测图系统由测量设备采集地图数据输入计算机，以制图软件进行编辑处理，数控绘图或喷绘成图。 电子平板测绘第2节 多源遥感数据第3章 地图数据源一、遥感的概念 从一定距离对地表或近地表地物所发射或反射的电磁波(紫外线到微波波段)进行探测，以达到识别目标的理论和方法，称为遥感。 目前遥感技术应用的波段主要在紫外线至微波波段。 380 nm780 nm第3章 地图数据源二、航空像片 利用安置在飞机上的航空摄影机在空中对地面摄取的图象。摄影机焦距像片倾斜程度航摄时刻当时大气压力像主点第2节 多源遥感数据第3章 地图数据源1. 灰阶尺; 2. 水准; 3. 高度； 4. 框标

8、; 5. 时钟; 6. 镜头编号; 7. 镜头焦距; 8. 像幅编号; 9. 项目信息; 10. 导航信息 (隐藏)。第2节 多源遥感数据第3章 地图数据源1. 中心投影（一）（一）像片性质点的像还是点。直线的像一般还是直线。平面曲线的像一般还是曲线。立体曲线的像，一定是曲线。中心投影基本特征：二、航空像片直线的像平面曲线的像立体曲线的像第2节 多源遥感数据第3章 地图数据源1. 中心投影主光轴铅垂线 如果航摄时不能做到垂直摄影，像片就会产生倾斜误差，需要进行纠正，才能使它达到成图的要求。航空像片由中心投影产生 （一）（一）像片性质主光轴垂直于水平面状态图示（主光轴与铅垂线夹角 3）二、航空像

9、片 f：H = ab：AB = 1/ M 第2节 多源遥感数据第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据倾斜误差的方向在等角点的辐射线上。等比线将像片分为两部分，只有等比在线移位为零。在等角点同一幅射线上，离等角点愈远，位移量愈大，对称于等角点的两像点，其位移量相等，正负方向相反。（一）（一）像片性质2.像片上的点和线 主纵线等比线等角点第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据（一）（一）像片性质3. 航摄机内外方位元素与共线方程 内方位元素： f, x0 , y0 外方位元素：HS, YS, ZS, , , 航摄机空间坐标航摄机姿态角二、航空像片第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据1113332

10、22333()()()()()()()()()()()()sssossssssosssa x xb yyc zzx xfa x xb yyc zza x xb yyc zzyyfa x xb yyc zz 表达式描述了像点a（x-x0, y-y0 ,- f）、航摄机物镜中心S（XS，YS，ZS）与地面点A（X，Y，Z）连成一条直线。表达式中a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2、c3是由外方位元素、所生成的33正交旋转矩阵R的9个元素 。二、航空像片（一）（一）像片性质3. 航摄机内外方位元素与共线方程 第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据（一）（一）像片性质. 像片重叠 航向重叠：

11、沿飞行方向像片与像片间应重叠60%，至少重叠55%。旁向重叠：航向与航向间的像片应重叠40%，最少不能少于12%。 连续的航空摄影，要求有一部分相同的地物同时出现在相邻像片上，以便于后续的测量作业，称为像片重叠。二、航空像片第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据（一）（一）像片性质. 立体像对 产生立体感的根本原因：生理视差，即同一像点分别在两眼内形成的与网膜中心的距离之差。立体像对观察原理：同一相机分别在两地对两个远近不同的点进行摄影，在立体镜下观察，可以得到两点的远近效果。 从两个摄影站连续摄影并具有足够重叠的两张像片，称为一个像对。同航线相邻的两张像片就是一个像对。第3章 地图数据源第2

12、节 多源遥感数据立体观察的三个原则：（1）像对需在不同摄影点摄取并有相当重叠的像片。（2）像片安放的位置须使视线成对相交，即像片的边缘互相平行，上下也不错开。（3）左眼看左像，右眼看右像，达到分像的效果。（一）（一）像片性质.立体像对 二、航空像片像片定向第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据（一）（一）像片性质.立体像对 视差法高度测定：h:H-h = dP:ph =HdP/（p+dP）h 为树的高度； H 为航高；P 为两投影站距离；dP为左右像片上树的视差之差值，dP = dP1-dP2二、航空像片第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据二、航空像片1. 像片种类（1）全色像片（2）红外像

13、片 （3）彩色像片 （4）彩色红外像片（二）（二）像片判读第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据（二）（二）像片判读2. 判读标志（1）形状 航空像片上地物影像的形状是地物的顶部形态。 离开像片中心点，就会产生像点位移，在像片四周边缘像点位移最大，变形也最大。 二、航空像片第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据（2）尺寸在同一幅航空像片上，同样尺寸的地物，位于高处者影像尺寸就大些，位于低处者影像尺寸就小。（二）（二）像片判读2. 判读标志二、航空像片第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据（3）色调在全色像片上地物的影像显示为不同灰度的消色，在有色像片上则为不同的颜色。全色像片的灰阶二、航空像片

14、（二）（二）像片判读2. 判读标志第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据（4）阴影本影：是地物本身未被阳光直接照射到的阴暗部分的影像。落影：是在地物背光方向上地物投射到地面的阴影在像片上的构像。二、航空像片（二）（二）像片判读2. 判读标志第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据（4）阴影 在像片判读中，本影有助于获得地物的立体感，这对于地质、地貌判读很有用。地物落影的形状和长度，则可以帮助判读地物的性质和高度。二、航空像片（二）（二）像片判读2. 判读标志第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据（5）间接标志形态位置活动二、航空像片（二）（二）像片判读2. 判读标志 上图为比例尺17 500航空

15、像片，房屋四周树木的树叶虽已无法辨认，但从葡萄束状的叶簇纹理中可以毫不犹豫地判定是阔叶树。第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据二、航空像片（二）（二）像片判读3. 像片调绘目的：为室内测图作准备。形式：在像片上用针刺点并注记。室内调绘内容：室内判读并进行注记。外业调绘主要内容：根据规范对地物进行注记，包括大部分的图上数据。 依据地形图图例，地物影像的符号化，将航空像片绘制成地图。第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据（三）（三）像片平面图与正射像片1. 像片平面图像片倾斜地形起伏（较小）像片变形利用光学纠正仪可以使负片恢复水平状态，纠正后的像片仍然是中心投影 。 高差限制：Q = 0.000

16、 8 fM/r f 为航摄机焦距； M 为比例尺分母； r 为距像主点距离,当像片航向、旁向正规重叠时, r =0.36像幅宽。二、航空像片第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据 当测区地表比较平缓时，航空像片才可以作为平面图使用。 在符合高差限制的区域，我们可以用图解辐射三角测量的技术编制像片平面图 。（三）（三）像片平面图与正射像片1. 像片平面图二、航空像片相邻像片构成辐射三角辐射三角的构像辐射三角膜片的集结第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据ABCDabcd中心投影摄影光线交于一点正射投影摄影光线垂直投影面经过野外调绘后，正射像片在数字测图系统中生成数字地图。二、航空像片（三）（三）

17、像片平面图与正射像片2. 正射像片第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据在ERDAS软件中，航空像片的正射纠正流程包括： （1）显示航空像片； （2）启动几何纠正模块； （3）输入航摄模式特性 ； （4）确定内定向参数、投影参数 ，选择框标参数、定义框标位置和决定投影名称； （5）选取地面控制点； （6）图像校正标定和重采样。 （三）（三）像片平面图与正射像片2. 正射像片第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据1.中巴资源卫星黄河三角洲（一）资源卫星和遥感数据轨道高度：778 km；倾角：98.5；重复周期：26天； 平均降交点地方时为10：30； 相邻轨道间隔时间为 4 天；扫描带宽度：18

18、5 km。第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据（一）资源卫星和遥感数据2. 主要的资源遥感卫星波段号类型波谱范围/m地面分辨率/m1Blue-Green0.4500.515302Green0.5250.605303Red0.6300.69304Near IR0.7750.90305SWIR1.5501.75306LWIR10.4012.5607SWIR2.0902.35308Pan0.5200.9015Landsat-7卫星参数：近极近环形太阳同步轨道； 轨道高度：705公里；倾角：98.22； 运行周期：98.9分钟；24小时绕地球：15圈；穿越赤道时间：上午10点；扫描带宽度：185公里

19、；重复周期：16天 ；卫星绕行：233圈。第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据堪培拉 SPOT（2.5 m）天津 SPOT（10 m）SPOT5 卫星（一）资源卫星和遥感数据2. 主要的资源遥感卫星三、卫星图像第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据 卫星名称 波谱范围 /m 分辨率/m IRS - P6 0.520.59/0.620.68/0.770.86 5.8 Ikonos 0.450.53/0.520.61/0.640.72/0.770.88 4 0.450.90（全色） 1 Quick - Bird 0.450.52/0.520.60/0.630.69/0.760.90 2.44 0

20、.450.90（全色） 0.61 IKNOS香港（香港（1 m）Quick - Bird故宫（故宫（0.6 m）（一）资源卫星和遥感数据2. 主要的资源遥感卫星三、卫星图像第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据福卫二号（Formosat-2 ）卫星轨 道 891 km高，太阳同步轨道全色（PAN）0.450.9 m多光谱（MS） 0.450.52 m (蓝)0.520.60 m （绿）0.630.69 m (红)0.760.90 m （近红外）分辨率全色（黑白），影像2 m；多光谱（红、绿、蓝、近红外），影像8 m幅宽24 km24 km576 km2 设计寿命5年发射时间2004年5月（一）

21、资源卫星和遥感数据2. 主要的资源遥感卫星三、卫星图像第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据 传感器获得的遥感图像，由于受太阳高度和视场角的影响、光谱反射率在图像反差较弱的影响，需要进行数据处理。 1. 辐射预处理三、卫星图像（二）遥感数据处理第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据卫星三轴引起的畸变三、卫星图像（二）遥感数据处理2. 图像几何校正第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据 目视判读中常用的一些判读标志：形状、大小、图形、阴影、位置、纹理、类型等。 形状：指各种地物的外形、轮廓。从高空观测地面物体形状是在XYXY平面内的投影；不同物体显然其形状不同，其形状与物体本身的性质和形成有密切关系。火山口1. 解译标志三、卫星图像（三）图像解译第3章 地图数据源第2节 多源遥感数据 大小：地物的尺寸、面积、体积在图像上按比例缩小后的相似性记录。 图形：自然或人造复合地物构成的图形。 阴影：由于地物高度Z的变化，阻挡太阳光照射而产生的阴影。它既表示了地物隆起的高度，又显示了地物侧面形状。美国五角