数字化测图-第一讲

课程名称：数字化测图

【英文译名】：TheDigitizingtopographicalsurveyanddraw教学环节：2学分1.理论教学（32学时）一、本课程教学目的和课程性质

大比例尺地形图测量是工程测量单位主要的测量工作之一，目前国内大比例尺地形测量已实现数字化测绘，数字化地形图取代了传统的纸质地形图。本课程作为讲授数字化测图技术的专业课程，是地信专业最重要的专业必修课程之一。一、本课程教学目的和课程性质本课程在测绘学基本理论基础上，讲授数字化野外地形数据采集、记录及计算机编辑成图的理论与方法。通过学习本课程，学生要掌握数字化地形图数据采集，计算机地形图编辑、制作及大比例尺数字地形图的工程应用方法。

二、本课程的基本要求熟悉大比例尺数字化测图的基本理论，掌握野外地形定位点及地形、地物属性数据采集、记录方法，能运用流行地形、地籍绘图软件编辑、制作数字地形图。

三、本课程与其他课程的关系先修课程：《测量学》、《控制测量学》、《AUTOCAD》等。后继课程：《电子地图原理及应用》、《地理信息系统》等。四、课程教学内容（1）、基本知识点：大比例尺数字化测图基本理论：讲授大比例数字化测图方法、原理，要求深刻理解。计算机绘图理论：讲授数字化地形图编辑成图的算法，要求深刻理解。野外数据采集方法：讲授数字化测图的外业作业方法，要求熟练掌握。数字地形图计算机编辑成图方法：讲授计算机地形图编辑成图方法，要求熟练掌握。四、课程教学内容（2）、重点与难点1、地形、地貌的表示方法及合理的取舍问题：重点、难点。2、计算机等值线绘制的理论与方法：重点、难点。五、教学方法理论结合实际，实验课间插在理论课中间进行。授课采用多媒体教室，通过地形图编辑的实际演示，帮助学生深入理解。七、选用教材及主要参考书1、教材：《大比例尺数字化测图技术》李玉宝曹志翔等，西南交通大学出版社。

2、参考书：《CASS地形地籍成图软件参考手册》南方测绘仪器公司第1章数字化测图概述1.1数字化测图概念1.2数字化测图系统的组成1.3数字测图的优势1.4全野外数字测图的现状与展望1.1数字化测图概念1.1.1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。白纸测图（模拟法测图）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。

回顾结合大一地形测量实习总结白纸测图的作业流程。数字化测图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。请同学们思考一下，说说大比例尺数字化测图与白纸测图的共同点有哪些？请同学们思考一下，说说大比例尺数字化测图比白纸测图的优越性所在。1.1.2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。

数据采集：将地形、地物要素转换为数字信息的过程。数据采集完成后，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。数据采集的信息包括：1.图形信息（几何信息），它包括：定位信息和连接信息2.属性信息（非几何信息），它包括：定性信息和定量信息连接信息与属性信息只能靠观测员实地观察确定，没有准确、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。1.1.3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。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。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形图，所看到的即是它的全部。1.1.4数字地形图的数据格式地图图形要素按照数据获取和成图方法的不同，可区分为矢量数据和栅格数据两种数据格式。矢量数据采用定位信息（x，y）的有序集合，来描述点、线、面等三种基本类型的图形元素，并结合属性信息实现地形元素的表述；栅格数据结构是将整个绘图区域划分成一系列大小一致的栅格，形成栅格数据矩阵，按照地理实体是否通过或包含某个栅格，使其以不同的灰度值表示，从而形成不同的图像。矢量数据结构是人们最熟悉的图形数据结构，各类数字图的工程应用基本上都使用矢量格式数字图，而栅格格式的数字图，存在不能编辑修改、不便于工程量算、放大输出时图形不美观等问题，而且一般情况下，同样大小的区域，栅格格式的地形图数据量比矢量数据量大得多。栅格格式的地形图，常常要将其转换为矢量数据格式的数字图，这项工作称之为矢量化。矢量化数字图采用的具体数据格式因绘图系统而异，但鉴于目前用户单位普遍使用基于AutoCAD的计算机辅助设计软件，所以数字化图数据格式一般是CAD格式或与CAD格式兼容。1.2数字化测图系统的组成数字化测图系统是以计算机为核心，在外连输入、输出设备硬件和软件的支持下，对空间数据及相关属性信息进行采集、输入、处理、绘图、输出、管理的测绘系统。数字化测图系统可分为数据输入、数据处理和数据输出三部分，其工作流程为：地形数据采集数据处理与成图成果与图形输出1.2.1地形数据采集系统1．野外地形数据采集设备。地面测量仪器是野外获取定位信息的基本设备，目前主要设备为全站仪，在天空开阔的地区也可使用双频动态GPS接收机（RTK）。2．图形数字化输入设备将已有的纸质地形图转换为数字地形信息的专用设备称为图形数字化输入设备，常用的有数字化仪和扫描仪。图3-631.2.2数据处理与成图系统数据处理与成图系统是指对野外直接采集到的点位信息和属性信息进行编辑处理，生成数字地形图的计算机软件系统。在这个系统中，电子计算机是进行数据采集、储存、处理的基本设备，而专业的数字化成图软件则是系统的核心，其功能大体上可以分为数据输入、编辑处理、成图输出三大块，其