《数字化测绘系统》课件

数字化测绘系统概述数字化测绘系统是利用先进的地理信息技术和计算机技术,对地表及其相关空间信息进行快速、准确采集、存储、管理、分析和表达的综合系统。它为各领域提供高质量的空间数据支撑。课程导入测绘基础知识了解测绘的定义、类型和发展历程，为后续学习奠定基础。数字化测绘流程掌握数字化测绘系统的各个组成部分及其工作原理。先进测绘技术学习GNSS、全站仪、遥感等最新的数据采集技术。数据处理分析熟悉数字高程模型、正射影像图等数据处理技术。测绘概述测绘仪器测绘工作需要使用各种高精度的测量仪器,如全站仪、GPS接收机等,可以快速高效地采集地理空间数据。专业测绘人员从事测绘工作需要掌握丰富的专业知识和技能,包括地理信息采集、空间数据处理、地图制作等,并具备现场作业能力。户外作业环境测绘工作需要在户外复杂的自然环境中进行,需要测绘人员具备良好的应变能力和安全意识。测绘的定义广义概念测绘是利用各种仪器和方法,对地球及其附属物体进行测量、绘图和制图的科学技术活动。狭义概念测绘是获取地球空间信息,并将其转化成地图、数据等形式的过程。基本特点测绘需要系统性、科学性和专业性,体现了工程技术与自然科学的结合。测绘类型1地面测量利用仪器在地面进行测距、测角等操作,获取地物信息的传统测绘方式。2航空摄影测量通过航空飞行器拍摄地面影像,利用测图学原理测绘地物空间信息的方法。3卫星遥感测量利用人造卫星在轨飞行获取地表信息的高科技测绘手段。4室内测量在室内环境中利用专业测量仪器测量物体尺寸、体积等属性信息的方法。测绘发展历程120世纪初19世纪末20世纪初,测绘工作主要依靠人工测量和制图技术,效率低下,误差较大。220世纪中期1950年代到1970年代,测绘发展进入新时期,出现了航空摄影测量、电子测距等新技术。320世纪末1980年代以后,计算机技术和遥感技术的迅速发展推动了测绘工作向数字化和信息化方向发展。数字化测绘系统组成数字化测绘系统是一种集成了数据采集、处理、管理和输出的综合性测绘技术系统。它由多个紧密关联的重要组成部分共同构建而成。数据采集GNSS测量利用全球导航卫星系统(GNSS)获取地物的空间坐标信息,是数字化测绘中的重要手段。这种方法精度高、覆盖范围广,适用于大范围的地理空间数据采集。全站仪测量全站仪是一种集电子测距、数字化角度测量和自动定位于一体的高精度测量仪器。它可以快速获取地物的三维坐标信息,是测绘工作的基础。遥感测量利用各种传感器(如卫星、航拍等)从远距离采集地表物体的信息,是数字化测绘中的重要技术手段。它可以获取大范围、高精度的地理空间数据。倾斜摄影测量基于多角度拍摄的倾斜影像,可以获取三维建筑物、城市模型等高精度的空间数据。这种方法能高效地进行大规模的三维地理信息采集。数据处理1数字化图形处理数字化测绘系统利用专业软件对采集的数据进行扫描、矢量化和编辑处理,以生成高质量的数字化地图和模型。2空间分析与建模系统可以基于地理空间数据进行各种分析,如地形分析、空间关系分析等,并构建数字高程模型、正射影像图等。3质量检查与控制需要对数据进行严格的质量检查,确保数据的准确性、完整性和一致性,满足测绘产品的需求。数据存储数据库管理采用专业的地理信息数据库管理系统,可以高效存储和管理大量的测绘数据。文件存储除了数据库,也可以使用分层的文件系统来存储各种格式的测绘数据文件。云存储利用云计算技术进行数据存储,可以实现数据的安全、可靠和高效存储。数据输出数字地图通过数据处理生成的数字地图可以直观地展示测绘数据,为用户提供清晰的地理信息。数据可视化将测绘数据转化为图表、模型等直观形式,有助于用户理解和分析地理信息。数据报告撰写测绘报告,详细记录测绘过程和结果,为用户提供全面的数据分析和结论。数据采集技术数据采集是测绘系统的基础,涉及多种先进技术。通过GNSS测量、全站仪测量、遥感测量及倾斜摄影测量等方式,可以获取高精度的空间地理数据,为后续的数据处理和输出提供可靠的信息源。GNSS测量系统原理GNSS(全球导航卫星系统)利用卫星信号测量地球上物体的位置和时间。它包括GPS、GLONASS、Galileo等多个卫星导航系统。通过接收来自多颗卫星的电波信号,可以通过三角测量原理计算出接收机的精确位置。测量方法GNSS测量分为静态测量和动态测量两种方式。静态测量是固定接收机长时间接收卫星信号,通过多颗卫星的精准信号获得定位结果。动态测量则是移动接收机实时获取定位信息。精度与应用GNSS测量可以提供厘米级甚至毫米级的高精度定位,广泛应用于地图制作、施工测量、农业管理等领域。随着技术的不断进步,GNSS测量精度和可靠性也在不断提高。全站仪测量精度高全站仪可实现亚毫米级别的高精度测量,适用于工程测量、变形监测等领域。自动化程度高全站仪集测量、数据采集、控制等功能于一体,操作简单,提高了工作效率。适应性强全站仪可测量各种地形地貌,测量范围广,能够满足复杂环境下的测量需求。遥感测量卫星遥感利用搭载在人造卫星上的传感器,获取地球表面信息的技术。可广泛应用于地形测绘、环境监测等领域。无人机遥感使用无人飞行器搭载高清相机,可以快速捕捉大范围的地表信息,是一种高效的遥感技术。航空摄影测量通过安装在飞机上的摄像头,获取高角度的地表三维信息,可用于制作地形图和正射影像图。倾斜摄影测量倾斜摄影采用倾斜的角度拍摄,可以获取更全面的空间信息。航测技术通过航空器搭载的摄像头采集倾斜影像数据。三维重建利用倾斜影像可以实现高精度的三维城市模型构建。数据处理技术数字化测绘系统的数据处理技术是确保测绘数据高质量的关键。这些技术包括平差计算、数字高程模型构建、正射影像图生成和三维建模等。运用这些技术可以大幅提高测绘数据的精度和可视性。平差计算坐标转换通过坐标转换将原始测量数据转换到统一的坐标系统中,为后续数据处理奠定基础。误差修正对测量数据中的系统误差和随机误差进行分析和修正,确保测量结果的准确性。最小二乘法采用最小二乘法进行数学调整,综合平衡所有测量数据,得到最优的测量结果。精度评估评估测量结果的精度指标,如位置精度、高程精度等,为后续应用提供依据。数字高程模型精确反映地表数字高程模型利用各种测量手段采集地表高程数据,通过数字化处理得到精确的三维地表模型。多种应用领域数字高程模型广泛应用于地形分析、水文模拟、城市规划、航空摄影测量等领域。地形可视化基于数字高程模型可生成逼真的三维地形图像,为用户提供直观的地理信息。正射影像图1几何校正正射影像图是通过几何校正处理后的数字影像图,可以消除影像的几何畸变。2实景还原正射影像图可以还原实际地物的尺度和位置关系,为制图和分析提供精确的空间参考。3融合数据正射影像图可以与数字高程模型、地理信息系统等数据融合,为综合分析提供基础。4广泛应用正射影像图广泛应用于规划、测绘、环境监测等领域,是一种重要的数字化测绘成果。三维建模高精度还原三维建模能够通过数据采集和处理,准确还原现实世界的三维几何形状和细节特征,实现高度逼真的数字复制品。可视化呈现三维模型能够在屏幕上生动直观地展现建筑物、场景等的三维形态,为规划设计、可视化分析提供强大支撑。深化分析基于三维模型,可进行碰撞检测、可视化分析、数量测算等深入分析,为工程设计和决策提供重要依据。数据存储与输出数字化测绘系统不仅需要高效的数据采集和处理技术,还需要完善的数据存储和输出功能,以确保数据的安全性、可靠性和可视化呈现。这一部分将探讨地理信息系统、数据库管理以及各种可视化输出方式。地理信息系统多层数据结构地理信息系统采用多层数据结构,包括空间数据、属性数据以及拓扑关系,构建完整的地理信息数据库。强大的数据分析地理信息系统提供丰富的数据分析工具,可进行空间分析、叠加分析、缓冲区分析等,为决策提供数据支持。可视化展示地理信息系统能将复杂的地理数据以直观的地图、3D模型等形式展现,增强用户体验和理解。数据库管理数据存储通过专业的数据库系统对采集和处理的大量地理信息数据进行高效、安全的存储管理。数据分析利用数据库查询和分析功能,对海量数据进行深入挖掘,提取有价值的信息。数据共享借助数据库的网络连接能力,实现地理信息数据在不同部门和系统间的高效共享。可视化输出1地图可视化利用GIS软件将地理数据转化为各类专题地图,清晰直观地呈现地理信息。23D可视化使用三维建模技术构建数字城市模型,通过虚拟仿真实现对复杂环境的立体展示。3动态可视化