第8章数字测图1

第八章数字测图

§８-1概述数字测图实质是一种全解析的机助制图方法。它是以计算机为核心，在外联输入输出设备的支持下，对地形和地物空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘方法。一、数字测图模式

1.野外数字测量模式对于尚未测绘大比例尺地形图的城镇地区，一般采用该模式。它利用全站仪或者GPS在野外采集数据，经过相应后处理软件在室内利用计算机编辑绘图，便可得到该地区的大比例尺地籍图以及其他各种专题图，同时还可以为建立该地区的地籍数据库提供基础数据。

2.数字摄影测量模式

这种数据采集的方式是基于数字摄影和摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科理论与方法，在数字影像上利用专业的摄影测量软件来采集和处理数据，从而获得所需要的基本地形图．

3.内业扫描数字化测量模式

这种数据采集的方式是利用数字化仪或扫描仪对已有的地形图进行数字化，将地形图的图解位置转换成统一坐标系中的解析坐标，并应用数字化的符号和计算机键盘输入地图符号、属性代码和注记；然后将这两部分数据叠加并在数据处理软件的控制下得到各种地形图。二、数字化测图的特点

1.自动化程度高

数字测图的野外测量能够自动记录，自动解算处理，自动成图、绘图，并向用图者提供可处理的数字地图。数字测图在记录、存储、处理、成图的全过程中，观测值是自动传输的，数字地图毫无损失地体现外业测量精度。2.精度高模拟测图方法的比例尺决定了图的最高精度，图的质量除点位精度外，往往与图的手工绘制有关，因此，无论采用的测量仪器精度多高，测量方法多精确，都无法消除手工绘制对地图精度的影响。3.现势性强

数字测图克服了纸质地图连续更新的困难。地图管理人员只要将数字地图中变更的部分输入计算机，经过数据处理即可对原有的数字地图和相关信息作相应的更新，保证了地图的现势性。4.整体性强

常规地图测量是以图幅为单位组织施测。数字地测图在测区内不受图幅限制，作业小组的任务可按照河流、道路的自然界来划分，当测区整体控制网建立后，就可以在整个测区内的任何位置进行实测和分组作业。其成果可靠性强，精度均匀，减少了常规测量的接边问题。5适用性强数字测图是以数字形式贮存的，可以根据用户的需要在一定的范围内输出不同比例尺和不同图幅大小的地形图，输出各种分层叠加的专用地图。数字地图可以方便的传输、处理和供多用户共享，可以自动提取点位坐标、两点间距离、方位角，量算图上面积等。电子平板（便携机）PC卡电子手簿成图软件微型计算机软盘显示屏打印机绘图仪全站仪或其他测量仪器数字化仪扫描仪立体坐标量测仪解析测图仪三、数字测图的作业流程数字测图可以分为三个阶段，即数据采集、数据处理和数据输出。§12-2数字测图的软硬件环境一.数字测图系统的硬件环境

㈠数字测图系统硬件的组成数字测图系统是以计算机为核心的，它的硬件由计算机主机、全站型电子速测仪、数据记录器（电子手簿）、数字化仪、打印机、绘图仪及其输出输入设备组成。㈡数字化测图系统的硬件功能⒈计算机硬件

计算机硬件是数字测图系统的核心。计算机的硬件由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备组成。硬件性能指标是评价计算机性能的主要依据。⒉电子全站仪

简称全站仪，是指在测站上经必要的观测数据如斜距、天顶距、水平角均能自动显示而且几乎是在同一瞬间内得到平距、高差和点的坐标。⒊电子手簿电子手簿实质上是一个电子数据记录器。袖珍机作为电子手簿得到广泛的应用，主要利用的机型有PC—1500、PC—E500和掌上电脑。各种类型的电子手簿能以各自设计的格式记录、存储观测数据以及其他信息。电子手簿通过标准接口可与全站型电子速测仪、测距仪和电子经纬仪连接，也能与计算机连接进行数据传输。二.数字化测图的软件系统数字化测图软件是数字化测图系统的关键。一个完整的数字测图软件应具有数据采集、输入、数据处理、数据库管理、成图、图形编辑、修改和绘图功能。软件必须通用性强，稳定性好，数据的表示和编辑直观、简洁，使用时应该给用户尽可能的提供方便，采用菜单驱动方式和鼠标工作方式，并且对汉字的支持也是必不可少的。处理后的结果可以列表方式、文件方式或以图件方式输出，绘制出的图符合国家标准图式。(一)数字化测图软件的功能1.数据采集功能

它可以用全站仪、红外测距仪或电子经纬仪与电子手薄组合,按一定格式的特征编码采集数据。2.数据输入功能

数据输入是将采集到的数据转换成测图软件所能接受的图形数据文件,即按点、线、面的X、Y坐标分层次输入计算机,并自动生成各种特征文件。同时,还可以输入属性数据,即按用途要求输入所需的物体特征,如建筑物类别、注记、说明等有关属性。3、编辑处理功能系统对输入的外业采集和数字化方法得到的数据可以进行存贮、检索、提取、复制、合并、删除和生成符合规范要求的地图符号，从而保证了数据的正确性和完整性。4、数据管理功能数据的管理靠数据库技术来实现。5.整饰功能具有图幅间的拼接,绘制图廓,方格网,图名,图廓坐标,比例尺等功能。6.数据的输出功能数据的输出包括数据打印、数据分析和图形输出等方面的功能。

§12-3全站仪及其使用

全站型电子速测仪简称全站仪是一种集自动测距、测角、计算和数据自动记录及传输功能为一体的自动化、数字化及智能化的三维坐标测量与定位系统。是一种当今广泛应用地理空间信息采集、工程测量等的电子测量仪器。由于全站仪生产厂家不同，全站仪的外形、结构、性能和各部件名称略有区别，但总的来讲是大同小异。为了说明问题，这里以徕卡TPS400电子全站仪为例，其外形如图所示。

§12-4数字地图的测制数字测图是用全站仪进行实地测量，将野外采集的数据自动传输到电子手簿、磁卡或便携机内记录，并在现场绘制地形（草）图，到室内将数据传输到计算机，人机交互编辑后，由计算机自动生成数字地籍图，并控制绘图仪自动绘制地形图。与白纸测图一样，数字化测图也应遵循从整体到局部的原则，首先进行平面和高程控制测量，确定图根点的平面坐标和高程，然后根据控制点进行碎部测量。

一、图根控制测量图根点是直接供测地藉图使用的平面和高程依据，宜在各级国家等级控制点、城市等级控制点、控制点下加密。图根点的密度应根据测图比例尺和地形条件而定，传统测图方法平坦开阔地区图根点的密度不宜小于表4之规定；数字化测图图根点的密度不宜小于表5之规定。地形复杂、隐蔽以及城市建筑区，应以满足测图需要并结合具体情况加大密度。

表4传统测图平坦开阔地区图根点的密度（点/Km2）测图比例尺1:5001:10001:2000图根点密度1505015测图比例尺1:5001:10001:2000图根点密度64164

表5数字化测图平坦开阔地区图根点的密度（点/Km2）１．野外测量的步骤搬站到2点，安置仪器，根据1站测定的α12算出α21。重复第一站所有步骤。２．内业计算

二、碎部测量1、测区分幅及进程平板测图是把测区按标准图幅划分成若干幅图，再一幅一幅往下测。而数字化测图是以路、河、山脊等为界线，以自然地块进行分块测绘，例如：有甲、乙两个作业小队，甲队负责路南区域，乙队负责路北区域（包括公路）。甲队再以山谷和河为界，乙队再以公路和河为界，分块分期测绘。

2、人员安排根据CASS5.0的特点，一个作业小组可配备:测站1人，镜站1-3人，领尺员2人；领尺员负责画草图和室内成图，是核心成员，一般外业一天，内业一天，2人轮换，也可根据本单位实际情况自由安排。（有些单位在任务紧时，白天进行外业工作，晚上进行内业工作）

需要注意的是领尺员必须与测站保持良好的通讯联系（可通过对讲机），使草图上的点号与手簿上的点号一致。

３、徕卡400碎部测量操作步骤按MENU按钮进入菜单界面，在该界面2/3下，可以进行通信设置和数据传输，而按F1键可进入应用程序子界面，在该界面下可进行碎部测量和放样。注意：每个测站应单独建立对应的作业文件测量1/2

点号：

编码：

棱镜高：

水平角

垂直角

输入测距记录↓按翻页键测量2/2

水平距离：

垂直距离：

X/N：

Y/E：

H：

输入测距记录↓按F4键测距--------记录最后在测量设置主菜单下，按F4键开始测量，注意输入点号、目标棱镜高等数据。输入点号时，最好命名为字母组合+001形式，第一个点09SB001结束后，记录自动增加到下一点号09SB002，在该点测量结束后在草图上勾出点与点的连线，并注明它是什么地形或者符号。４.文件管理数字化测图的内业处理涉及的数据文件较多。因此，进入CASS5.0成图系统后，将面临输入各种各样的文件名的情况，所以最好养成一套较好的命名习惯，以减少内业工作中不必要的麻烦。我们建议采用如下的命名约定:简编码坐标文件①由手簿传输到计算机中带简编码的坐标数据文件，建议采用*JM.DAT格式；②由内业编码引导后生成的坐标数据文件，建议采用*YD.DAT格式。坐标数据文件指由手簿传输到计算机的原始坐标数据文件的一种，建议采用*.DAT格式。引导文件指由作业人员根据草图编辑的引导文件，建议采用*.YD格式。

坐标点（界址点）坐标文件指由手簿传输到计算机的原始坐标数据文件的一种，建议采用*.DAT格式。权属引导信息文件指作业人员在作权属地籍图时根据草图编辑的权属引导信息文件，建议采用*DJ.YD格式。权属信息文件指由权属合并或由图形生成权属形成的文件，建议采用*.QS格式。图形文件凡是在CASS5.0绘图系统生成的图形文件，规定采用*.DWG格式

三、数据通讯数据通讯的作用是完成电子手簿或带内存的全站仪与计算机两者之间的数据相互传输。①将全站仪通过适当的通讯电缆与微机联接好。②移动鼠标至“数据通讯”项的“读取全站仪数据”项，该处以高亮度（深蓝）显示，按左键，出现右图的对话框：根据不同仪器的型号设置好通讯参数（详细方法见《参考手册》第三章）再选取好要保存的数据文件名，点转换。四、内业成图

下面分别介绍“草图法”和“简码法”的作业流程。只介绍草图法。“草图法”工作方式：“草图法”工作方式要求外业工作时，除了测量员和跑尺员外，还要安排一名绘草图的人员，在跑尺员跑尺时，绘图员要标注出所测的是什么地物（属性信息）及记下所测点的点号（位置信息），在测量过程中要和测量员及时联系，使草图上标注的某点点号要和全站仪里记录的点号一致，而在测量每一个碎部点时不用在电子手簿或全站仪里输入地物编码，故又称为“无码方式”。“草图法”在内业工作时，根据作业方式的不同，分为“点号定位”、“坐标定位”、“编码引导”几种方法。在此主要介绍

“点号定位”法作业流程（1)定显示区

定显示区的作用是根据输入坐标数据文件的数据大小定义屏幕显示区域的大小，以保证所有点可见。首先移动鼠标至“绘图处理”项，按左键，即出现下图下拉菜单。

然后选择“定显示区”项，按左键，即出现一个对话窗如图所示。这时，需输入碎部点坐标数据文件名。可直接通过键盘输入，如在“文件（N）:”（即光标闪烁处）输入C:＼CASS50＼DEMO＼YMSJ.DAT后再移动鼠标至“打开（O）”处，按左键。也可参考WINDOWS选择打开文件的操作方法操作。这时，命令区显示：

最小坐标（米）X=87.315，Y=97.020

最大坐标（米）X=221.270，Y=200.00（2）选择测点点号定位成图法移动鼠标至屏幕右侧菜单区之“测点点号”项，按左键，即出现上图所示的对话框。输入点号坐标点数据文件名C:＼CASS50＼DE