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 教学重点： 水准测量、角度测量、距离测量的基本原理水准测量、角度测量、距离测量的基本原理 数据的分类数据的分类 量表法数据预处理量表法数据预处理 教学难点 角度测量原理角度测量原理 量表法数据预处理量表法数据预处理第三章第三章 地图数据源地图数据源第三章第三章 地图数据源地图数据源一、基本原理一、基本原理 利用水准仪提供利用水准仪提供的水平视线，测量的水平视线，测量两点间两点间高差高差，从而，从而由已知点高程推算由已知点高程推算出未知点高程。出未知点高程。大地水准面大地水准面 hABA BHAHB=HA+hAB水平视线水平视线水水准准尺尺水水准准尺尺ab前进

2、方向前进方向第三章第三章 地图数据源地图数据源A后视点后视点 a后视读数后视读数B前视点前视点 b前视读数前视读数bHaHHBAiABABhHH1 1、A A、B B两点间高差两点间高差2. B2. B点的高程点的高程3.3.视线高程视线高程bahAB大地水准面大地水准面 hABA BHAHB=HA+hAB水平视线水平视线水水准准尺尺水水准准尺尺ab前进方向前进方向第三章第三章 地图数据源地图数据源hAB=h1+ h2+ hn =(a1-b1)+(a2-b2)+(an-bn) = a- b 若若A A、B B 两点间布设一些过渡点（转点）两点间布设一些过渡点（转点）TP1TP1、TP2TP2、

3、TP3TP3，将其分为，将其分为n n段，则用水准仪分别测得各段高差段，则用水准仪分别测得各段高差为为h h1 1， h h2 2 h hn n，则有：，则有：第三章第三章 地图数据源地图数据源（一）水准仪（一）水准仪(level)1. 望远镜(telescope)u物镜u目镜u十字丝（上、中、下丝）第三章第三章 地图数据源地图数据源2. 2. 水准器水准器(bubble)(bubble) 圆水准器(circular bubble) ：用于整平。 特性：气泡始终向高处移动。3. 3. 基座基座(tribrach)(tribrach)第三章第三章 地图数据源地图数据源尺面分划为尺面分划为1cm1

4、cm，每，每10cm10cm处处（E E字形刻划的尖端）注有字形刻划的尖端）注有阿拉伯数字。阿拉伯数字。 （三）尺垫（三）尺垫(staff plate)放在转点上，以防水准尺下沉。第三章第三章 地图数据源地图数据源 操作程序：操作程序：安置粗平瞄准读数记录计算 （一）安置：（一）安置： 打开三脚架，三长两短，保持平稳。打开三脚架，三长两短，保持平稳。 拿出水准仪，摆放在三脚架上，并旋紧螺拿出水准仪，摆放在三脚架上，并旋紧螺旋。旋。 三、水准仪的使用三、水准仪的使用第三章第三章 地图数据源地图数据源（二）粗平（二）粗平 调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。 1 1方法方法

5、 对向转动脚螺旋对向转动脚螺旋1、2使气泡移使气泡移至至1、 2方向中间方向中间转动脚螺旋转动脚螺旋3，使气泡居中。使气泡居中。第三章第三章 地图数据源地图数据源 a a123b b312c c312 气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。第三章第三章 地图数据源地图数据源1 1方法：方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。第三章第三章 地图数据源地图数据源（四）读数（四）读数 精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。1 1方法：方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上米、分米看尺

6、面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。的格数，毫米估读。2 2规律：规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故仪读数在尺面上由小到大的方向读。故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，即从下器若成倒像的，从上往下读；若成正像，即从下往上读。往上读。 a0.7250.725第三章第三章 地图数据源地图数据源水准仪读数实例：水准仪读数实例：6.2526.2521.4771.4770.7250.725 bc a第三章第三章 地图数据源地图数据源测站测站点号点号水准尺读数水准尺读数高差高差h h(m)(m)高程高程H H（m m）后视（后视（m m）前视前视(m)(m)1BMA1.134TP11.677

7、a=b=a- b= hABA B水平视水平视线线水水准准尺尺水水准准尺尺1.1341.677前进方向前进方向测站测站1测点测点测点测点第三章第三章 地图数据源地图数据源 变动仪高法变动仪高法是在同一个测站上用两次不同是在同一个测站上用两次不同的仪器高度的仪器高度(10cm)，测得两次高差以相互比较，测得两次高差以相互比较进行检核。两次所测高差之差不超过容许值进行检核。两次所测高差之差不超过容许值(等外等外水准测量容许值为水准测量容许值为6mm)。否则必须重测。否则必须重测。 双面尺法双面尺法:是仪器的高度不变，而立在前视是仪器的高度不变，而立在前视点和后视点上的水准尺分别用黑面和红面各进行点和

8、后视点上的水准尺分别用黑面和红面各进行一次读数，测得两次高差，相互进行检核。一次读数，测得两次高差，相互进行检核。若同若同一水准尺红面与黑面读数一水准尺红面与黑面读数(加常数后加常数后)之差，不超之差，不超过过3mm；且两次高差之差，又未超过且两次高差之差，又未超过5mm,则取则取其平均值作为该测站的观测高差。否则，需要检其平均值作为该测站的观测高差。否则，需要检查原因，重新观测。查原因，重新观测。第三章第三章 地图数据源地图数据源测站测站点号点号水准尺读数水准尺读数高差高差h h(m)(m)高程高程H H（m m）后视（后视（m m）前视前视(m)(m)1BMA1.1343.175TP11.

9、6772TP11.444TP21.3243TP21.822TP30.8764TP31.820TP41.4355TP4BMBa=b=a- b=1.4441.444 1.3241.324TP2TP2h h2 2=+0.120=+0.1201.8221.8220.8760.876TP3TP3h h3 3=+0.946=+0.9461.8201.8201.4351.435TP4TP4h h4 4=+0.385=+0.3851.4221.4221.3041.304h h5 5=+0.118=+0.118前进方向前进方向1.1341.1341.6771.677TP1TP1h h1 1=-0.543=-0.

10、543BMABMB12345第三章第三章 地图数据源地图数据源测站测站点号点号水准尺读数水准尺读数高差高差h h(m)(m)高程高程H H（m m）后视（后视（m m）前视前视(m)(m)1BMA1.1343.175TP11.6772TP11.444TP21.3243TP21.822TP30.8764TP31.820TP41.4355TP4BMBa=b=a- b=第三章第三章 地图数据源地图数据源 http:/ 地图数据源地图数据源第三章第三章 地图数据源地图数据源水平面abcABC0ca水平度盘水平度盘(horizontal circle)090180270090180270第三章第三章 地

11、图数据源地图数据源 水平度盘上：水平度盘上： = = CBO-CBO-ABOABO090180270090180270水平面abc ABC0ca水平度盘水平度盘(horizontal circle)O第三章第三章 地图数据源地图数据源天顶天顶铅铅垂垂线线水平线水平线ACAZCZACB090 180270 概念：概念：在同一竖直面内，倾斜视线与在同一竖直面内，倾斜视线与水平视线间水平视线间的夹角。的夹角。 范围：范围： =0=09090度度 ，仰角为正，俯角为负。，仰角为正，俯角为负。第三章第三章 地图数据源地图数据源第三章第三章 地图数据源地图数据源望远镜上下望远镜上下制动螺旋制动螺旋望远镜上

12、下望远镜上下微动螺旋微动螺旋光学对中器光学对中器竖直度盘竖直度盘竖直指标水竖直指标水准管微动螺准管微动螺旋旋水平制动、水平制动、微动螺旋微动螺旋第三章第三章 地图数据源地图数据源盘左观测盘左观测盘右观测盘右观测竖直度盘竖直度盘竖直度盘竖直度盘第三章第三章 地图数据源地图数据源 测回法及记录测回法及记录 方向观测法及记录方向观测法及记录第三章第三章 地图数据源地图数据源OAB第三章第三章 地图数据源地图数据源（5）计算角值）计算角值 若：若：1 1- -2 236 36 （图根级）（图根级）则有：则有： = = （1 1+ +2 2）/2/2OAB第三章第三章 地图数据源地图数据源254 24

13、06180 05 0074 19 06右右ABO左左AB00 04 1874 23 42 74 19 2474 19 15ABO 测站测站竖盘竖盘位置位置目标目标水平度水平度盘读数盘读数 半测回半测回角值角值 一测回一测回角值角值 示示 意意 图图以上步骤为一测回观测，若需要观测以上步骤为一测回观测，若需要观测n测回，则每测回，则每测回间改变度盘起始位置测回间改变度盘起始位置,为为180 /n计算各测回角值差，计算各测回角值差， 24 ，取各测回角值的，取各测回角值的平均值为最后结果。平均值为最后结果。第三章第三章 地图数据源地图数据源测站测站 竖盘竖盘目目标标水平度盘读数水平度盘读数 半测回

14、角值半测回角值一测回角值一测回角值各测回角值各测回角值备备注注 第一第一测回测回 O第二第二测回测回 O左左左左右右右右MNMNMNMN0 00 3668 42 48 68 42 1268 42 09180 00 24 248 42 3068 42 0668 42 1590 10 12158 52 30270 10 18338 52 4268 42 1868 42 2468 42 21测回法观测手簿测回法观测手簿表表3.1第三章第三章 地图数据源地图数据源ABOCD盘盘左左零方向零方向第三章第三章 地图数据源地图数据源ABOCD盘盘右右零方向零方向第三章第三章 地图数据源地图数据源第三章第三章

15、 地图数据源地图数据源 安置（对中、整平）安置（对中、整平）瞄准瞄准读数读数记录记录计算计算第三章第三章 地图数据源地图数据源经纬仪的安置包括对中(centering)和整平(leveling) 粗对中与粗平：粗对中与粗平：平移三脚架(应注意保持三角架头面基本水平)，使垂球尖大致对准测站点的中心，将三脚架的脚尖踩入土中。B第三章第三章 地图数据源地图数据源 精对中：精对中：垂球尖准确对准测站点，垂球对中的误差应小于3mm。 精平：精平：使管水准气泡在相互垂直的两个方向上居中。 注意，旋转脚螺旋精平仪器时，不会破坏前已完成的垂球对中关系。第三章第三章 地图数据源地图数据源 目镜对光：松开望远镜制

16、动螺旋和水平制动螺旋，目镜对光：松开望远镜制动螺旋和水平制动螺旋，将望远镜对向明亮的背景将望远镜对向明亮的背景(如白墙、天空等，注意如白墙、天空等，注意不要对向太阳不要对向太阳)，转动目镜使十字丝清晰。，转动目镜使十字丝清晰。 粗瞄目标：用望远镜上的粗瞄器瞄准目标，旋紧粗瞄目标：用望远镜上的粗瞄器瞄准目标，旋紧制动螺旋。制动螺旋。 精确瞄准：转动物镜调焦螺旋使目标清晰，旋转精确瞄准：转动物镜调焦螺旋使目标清晰，旋转水平微动螺旋和望远镜微动螺旋，精确瞄准目标。水平微动螺旋和望远镜微动螺旋，精确瞄准目标。可用十字丝纵丝的单线平分目标，也可用双线夹可用十字丝纵丝的单线平分目标，也可用双线夹住目标。住

17、目标。第三章第三章 地图数据源地图数据源第三章第三章 地图数据源地图数据源 读数时先打开度盘照明反光镜，调整反光读数时先打开度盘照明反光镜，调整反光镜的开度和方向，使读数窗亮度适中，旋镜的开度和方向，使读数窗亮度适中，旋转读数显微镜的目镜使刻划线清晰，然后转读数显微镜的目镜使刻划线清晰，然后读数。读数。第三章第三章 地图数据源地图数据源水平度盘读数：水平度盘读数： 737304042424017373（1 1）分微尺的分划值为）分微尺的分划值为11，估读到，估读到 X X 。（2 2）“H H”水平度盘读水平度盘读数，数，“V V”竖直度盘竖直度盘读数。读数。 第三章第三章 地图数据源地图数据

18、源V0 1 2 3 4 5 60 13 4 5 6H2HV0 1 2 3 4 5 620 13 4 5 6115787879116115第三章第三章 地图数据源地图数据源254 24 06180 05 0074 19 06右右ABO左左AB00 04 1874 23 42 74 19 2474 19 15ABO 测站测站竖盘竖盘位置位置目标目标水平度水平度盘读数盘读数 半测回半测回角值角值 一测回一测回角值角值 示示 意意 图图第三章第三章 地图数据源地图数据源第三章第三章 地图数据源地图数据源距离丈量距离丈量是指运用钢尺、皮尺等丈量工具是指运用钢尺、皮尺等丈量工具直接或间接获取地面上两点间水

19、平距离的直接或间接获取地面上两点间水平距离的测量工作。测量工作。 不同高程的两点间的距离称为不同高程的两点间的距离称为斜距斜距； 水平面上两点间的距离称为水平面上两点间的距离称为平距平距； 测量上一般用测量上一般用“米米”作距离的单位作距离的单位第三章第三章 地图数据源地图数据源一、量距工具一、量距工具有：钢尺有：钢尺(steel tape)(steel tape)、标杆、标杆(measuring bar)(measuring bar)、垂球垂球(plumb bob)(plumb bob)、测钎、测钎(measuring rod)(measuring rod)、温度计温度计(thermomet

20、er)(thermometer)、弹簧秤、弹簧秤( (spring spring balancebalance) )。第三章第三章 地图数据源地图数据源第三章第三章 地图数据源地图数据源第三章第三章 地图数据源地图数据源基本要求平、准、直。按精度分：一般量距和精密量距（一）一般量距步骤1定线(line alignment)按精度分：目估法和经纬仪法。 第三章第三章 地图数据源地图数据源第三章第三章 地图数据源地图数据源（1）喊“预备”、“好”前后尺手同时读数，相减。（2）在山区，可用平量法、斜量法。 平量法平量法斜量法斜量法AB测钎测钎SAB=n + 为整尺段长为整尺段长 为余长为余长第三章第

21、三章 地图数据源地图数据源（1）丈量精度用“相对误差”来衡量：XXXDDDDK/121返往返往 第三章第三章 地图数据源地图数据源 http:/ 地图数据源地图数据源一、地理资料一、地理资料二、数据的预处理二、数据的预处理第三章第三章 地图数据源地图数据源 （一）数据类型（一）数据类型 （二）数据变换（二）数据变换第三章第三章 地图数据源地图数据源1.定性数据和定量数据定性数据和定量数据定性数据表示空间或时间上事物定性数据表示空间或时间上事物的性质上的差异，不考虑它的的性质上的差异，不考虑它的数量变化。数量变化。 植被类型：针叶林、阔叶林、草原植被类型：针叶林、阔叶林、草原等等定量数据：是用可

22、计数的值表示定量数据：是用可计数的值表示某一事物。某一事物。 人口（如右图）人口（如右图）国家（地区）人口密度（人口/每平方公里）澳门18811摩纳哥摩纳哥16403.6新加坡6428.1香港6,350马耳他马耳他1257.9马尔代夫马尔代夫1067.2巴林987.1孟加拉926.2巴巴多斯641.8台湾台湾637.1毛里求斯588.3瑙鲁瑙鲁587.1韩国韩国490.7第三章第三章 地图数据源地图数据源2.自然资源和社会自然资源和社会-经济数据经济数据自然资源数据：包括位置、气候、地势、水自然资源数据：包括位置、气候、地势、水文、土壤、植被等所有表征自然资源和环文、土壤、植被等所有表征自然资

23、源和环境的数据。境的数据。社会社会-经济数据：最典型的是人口、经济数据。经济数据：最典型的是人口、经济数据。http:/ 地图数据源地图数据源3.空间数据空间数据对地理数据的泛称，包括空间、时间和属性。对地理数据的泛称，包括空间、时间和属性。空间数据：表示现象的空间位置或所处的地理空空间数据：表示现象的空间位置或所处的地理空间。间。属性：表示现象或事件的名称、类别、变量或数属性：表示现象或事件的名称、类别、变量或数量等。量等。第三章第三章 地图数据源地图数据源1.定性数据转换成定量数据定性数据转换成定量数据2.数据本身转换数据本身转换第三章第三章 地图数据源地图数据源 就是对数据进行综合分析，

24、或将数据压就是对数据进行综合分析，或将数据压缩、增加、保留主要特征；或对数据的使用进行缩、增加、保留主要特征；或对数据的使用进行取舍，以期适用于符号化或地图作业。取舍，以期适用于符号化或地图作业。第三章第三章 地图数据源地图数据源1.定名量表定名量表众数众数是最佳的数字统计量，以一个群体中出现频是最佳的数字统计量，以一个群体中出现频率最大的类别定名。率最大的类别定名。名称名称A/hmA/hm2 2B/hmB/hm2 2小麦小麦47472121棉花棉花1251253232玉米玉米6363324324薯类薯类9 97373A A区：棉花区：棉花 玉米玉米 小麦小麦 薯类薯类A A区：棉花区：棉花B

25、 B区：玉米区：玉米 薯类薯类 棉花棉花 小麦小麦B B区：玉米区：玉米注：注：用变率检验处理效果，值越小表示命名的代表性越大。用变率检验处理效果，值越小表示命名的代表性越大。V=1-(V=1-(众数的频率众数的频率F/F/总数总数N)N)第三章第三章 地图数据源地图数据源第三章第三章 地图数据源地图数据源2.顺序量表顺序量表 按某种标志将制图对象排序，表现为相对等按某种标志将制图对象排序，表现为相对等级级,没有绝对的零值。没有绝对的零值。 分位法是其中一种常用的定量分类方法。分位法是其中一种常用的定量分类方法。 四分位法是选择中位数，研究数据的排序位四分位法是选择中位数，研究数据的排序位置并

26、进行分类的方法。置并进行分类的方法。第三章第三章 地图数据源地图数据源乡名乡名数值排序数值排序产量产量/kg大南大南13726多良多良22174吴雨吴雨31967陈李庄陈李庄41213沙峪沙峪5876壁店壁店6534尚里尚里7329梓南梓南8137粹西粹西998三合三合1072宜良宜良1159万合万合1223Q Q2 2= =（N N6 6+ N+ N7 7）/2/2 =(543+329)/2=436 =(543+329)/2=436Q Q1 1= =（N N3 3+ N+ N4 4）/2/2 =(1967+1213)/2=1590 =(1967+1213)/2=1590Q Q3 3= =（N

27、 N9 9+ N+ N1010）/2/2 =(98+72)/2=85 =(98+72)/2=85QQ1,1,即即 15901590，产量：优，产量：优Q Q2 2Q Q1,1,即即43643615901590，产量：良，产量：良Q Q3 3Q Q2,2,即即8585436 436 ，产量：中，产量：中QQ3,3,即即 8585 ，产量：差，产量：差第三章第三章 地图数据源地图数据源第三章第三章 地图数据源地图数据源4.比率量表比率量表L, kLr, kLrL, kLr, kLr2 2, kLr, kLr3 3, kLr, kLr4 4, kLr, kLr5 5, , H, , H等比数列是常用

28、的方法之一等比数列是常用的方法之一 第三章第三章 地图数据源地图数据源3.间距量表间距量表 常用的统计量是算术平均值常用的统计量是算术平均值 X 和标准差和标准差d Xx = nx- 2 d d ， x- d d ， x， x + d d ， x+ 2d d ( X - x )2d d = n分级间隔值：分级间隔值：第三章第三章 地图数据源地图数据源乡名乡名产量产量乡名乡名产量产量黄玉黄玉2136丈洲丈洲2481张棚张棚2701王壮王壮976长东长东1423府前府前1223小庄小庄1275府右府右1549加鱼加鱼2343石拌石拌1038有刹有刹1691三门三门1149石留石留1881危生危生1

29、539乐平乐平1924东引东引1710单位：单位：kg/hmkg/hm2 2 Xx = n =(2136+2701+1423+1710)/16=1690 ( X - x )2d d = n=507若间距为若间距为，则间距数值有：，则间距数值有：676676、11831183、16901690、21972197、27042704其分类标准为：其分类标准为：6761183 6761183 、1183169011831690、1690219716902197、2197270421972704若间距为若间距为0.50.5, ,则间距数值有：则间距数值有：928928、11821182、14361436

30、、16901690、19441944、21982198、24522452、27062706第三章第三章 地图数据源地图数据源第三章第三章 地图数据源地图数据源比率量表比率量表间距量表间距量表顺序量表顺序量表定名量表定名量表第三章第三章 地图数据源地图数据源市年末户籍人口（万人） #女年平均人口（万人）出生人数（人）死亡人数（人）人口自然增 长 率（)南南 京京 市市617.17617.17302.47302.47612.20612.20514105141034034340342.842.84无无 锡锡 市市461.74461.74230.94230.94459.77459.7733395333

31、9530274302740.680.68徐徐 州州 市市940.95940.95456.39456.39937.84937.84102911102911133825133825-3.30-3.30常常 州州 市市357.38357.38177.65177.65356.03356.03272362723623811238110.960.96苏苏 州州 市市624.43624.43315.86315.86620.26620.26485524855240503405031.301.30南南 通通 市市766.13766.13386.01386.01767.96767.9646715467155965

32、659656-1.69-1.69连云港市连云港市482.23482.23231.98231.98480.82480.82651426514264637646370.110.11淮淮 安安 市市534.00534.00259.98259.98533.38533.38613106131054266542661.321.32盐盐 城城 市市809.79809.79393.19393.19807.26807.26967879678757845578454.824.82扬扬 州州 市市459.25459.25228.38228.38458.94458.9437041370414095540955-0.85-0.85镇镇 江江 市市268.78268.78133.56133.56268.79268.7919951199512052620526-0.21-0.21泰泰 州州 市市500.70500.70245.75245.75502.15502.1541558415585544255442-2.7