測量與地圖學(xué)10

1、2021-7-272021-7-27大比例尺地形圖的傳統(tǒng)測繪方法大比例尺地形圖的傳統(tǒng)測繪方法 一、測圖前的準(zhǔn)備工作一、測圖前的準(zhǔn)備工作1圖紙準(zhǔn)備圖紙準(zhǔn)備2繪制坐標(biāo)格網(wǎng)繪制坐標(biāo)格網(wǎng)3展繪控制點(diǎn)展繪控制點(diǎn)7.1 大比例尺地形圖傳統(tǒng)測繪方法大比例尺地形圖傳統(tǒng)測繪方法2021-7-27 二、碎部測量的方法二、碎部測量的方法2021-7-27三、確定碎部點(diǎn)的方法三、確定碎部點(diǎn)的方法極坐標(biāo)法極坐標(biāo)法B123321AD3D2D12021-7-27交會法交會法2021-7-27直角坐標(biāo)法直角坐標(biāo)法2021-7-27 四、地形圖的拼接、整飾和檢查四、地形圖的拼接、整飾和檢查 1地形圖的拼接地形圖的拼接2021-

2、7-27 2地形圖的整飾地形圖的整飾 （1）地物描繪）地物描繪 地物應(yīng)按地形圖圖式規(guī)定的符號表示。如房屋輪廓需用直線相連, 而道路、河流彎曲部分則逐點(diǎn)連成光滑曲線。不能依比例描繪的地物應(yīng)按相應(yīng)的非比例符號表示。 （2）地貌描繪）地貌描繪 地貌主要用等高線來表示。對于不能用等高線表示的特殊地貌, 例如懸崖、峭壁、陡坎、沖溝、雨裂等, 應(yīng)按圖式規(guī)定的符號表示。2021-7-27（3）等高線的勾繪）等高線的勾繪解析法、目估法等解析法、目估法等目估法：定有無、定根數(shù)、定兩端、平分中間目估法：定有無、定根數(shù)、定兩端、平分中間2021-7-27（1） 室內(nèi)檢查室內(nèi)檢查 室內(nèi)檢查的內(nèi)容有：圖上地物、地貌是否

3、清晰易讀；各種符號注記是否正確；等高線與地形點(diǎn)的高程是否相符；圖邊拼接有無問題等。如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或疑點(diǎn)，應(yīng)到野外進(jìn)行實(shí)地檢查修改。3地形圖的檢查地形圖的檢查 （2） 外業(yè)檢查外業(yè)檢查 外業(yè)檢查分為巡視檢查和儀器設(shè)站檢查。 巡視檢查應(yīng)根據(jù)室內(nèi)檢查的具體情況，有計(jì)劃、有目的地確定巡視路線，進(jìn)行實(shí)地對照查看。主要檢查地物、地貌有無遺漏；等高線是否逼真合理；符號、注記是否準(zhǔn)確等。2021-7-277.2 數(shù)字化測圖方法數(shù)字化測圖方法 數(shù)字化測圖（Digital Surveying Mapping，簡稱 DSM）是近二十年發(fā)展起來的一種全新的測繪地形圖方法。從廣義上說，數(shù)字化測圖應(yīng)包括：利用電子全站儀或其它

4、測量儀器進(jìn)行野外數(shù)字化測圖、利用手扶數(shù)字化儀或掃描數(shù)字化儀對傳統(tǒng)方法測繪原圖的數(shù)字化；以及借助解析測圖儀或立體坐標(biāo)量測儀對航空攝影、遙感像片進(jìn)行數(shù)字化測圖等技術(shù)。利用上述技術(shù)將采集到的地形數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，并由功能齊全的成圖軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、成圖顯示，再經(jīng)過編輯、修改，生成符合國標(biāo)的地形圖。最后將地形數(shù)據(jù)和地形圖分類建立數(shù)據(jù)庫，并用數(shù)控繪圖儀或打印機(jī)完成地形圖和相關(guān)數(shù)據(jù)的輸出。 一、概述一、概述1數(shù)字化測繪的概念數(shù)字化測繪的概念2021-7-27 電子計(jì)算機(jī)為核心，在外連輸入、輸出硬件設(shè)備和軟件的自持下，對地形空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸、處理編輯、入庫管理和成圖輸出的整個(gè)系統(tǒng)，稱之為自動化數(shù)字測繪

5、系統(tǒng)。 電子平板（便攜機(jī)） 全站儀或其它測量儀器 PCMCIA卡 電子手薄 手扶數(shù)字化儀 或掃描數(shù)字化儀 立體坐標(biāo)量測儀 或解析測圖儀 微型計(jì)算機(jī) 及 成圖軟件 磁 盤 顯示器 打印機(jī) 繪圖儀 2021-7-27 數(shù)字化測繪不僅僅是利用計(jì)算機(jī)輔助繪圖，減輕測繪人員的勞動強(qiáng)度，保證地形圖繪制質(zhì)量, 提高繪圖效率。而更具有深遠(yuǎn)意義的是由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并可以直接建立數(shù)字地面模型和電子地圖, 為建立地理信息系統(tǒng)提供了可靠的原始數(shù)據(jù), 以供國家、城市和行業(yè)部門的現(xiàn)代化管理、以及工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)使用。提供地圖數(shù)字圖象等信息資料已成為一些政府管理部門和工程設(shè)計(jì)、建設(shè)單位必不可少的

6、工作，正越來越受到各行各業(yè)的普遍重視。通常，將利用電子全站儀在野外進(jìn)行數(shù)字化地形數(shù)據(jù)采集，并機(jī)助繪制大比例尺地形圖的工作，簡稱為數(shù)字測圖簡稱為數(shù)字測圖。2021-7-27 我國從1983年對大比例尺地形圖的野外數(shù)字化測圖方法開 始研究，其發(fā)展過程大致可分為以下兩個(gè)階段： 2. 數(shù)字測圖的發(fā)展過程和主要特點(diǎn)數(shù)字測圖的發(fā)展過程和主要特點(diǎn)（1）主要用全站儀在野外測量，采集到的地形數(shù)據(jù)通過電子手簿（配套的電子 手簿或用PC-1500、PC-E500等改裝的電子手簿）記錄并傳輸給計(jì)算機(jī)，在 室內(nèi)根據(jù)野外詳細(xì)繪制的標(biāo)注測點(diǎn)點(diǎn)號的草圖標(biāo)注測點(diǎn)點(diǎn)號的草圖，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行人機(jī)交互 編輯修改，最后生成圖形文件或數(shù)

7、字地圖，由繪圖儀自動繪制地形圖。（2）使用的測量方法仍是采用野外數(shù)字測記模式，但成圖軟件有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn) 展。一是開發(fā)了智能 化外業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件； 二是計(jì)算機(jī)自動成圖軟件能直接針對電子手簿記錄的地形信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理。 有的采用電子平板測繪模式（Electronics Plate Surveying and Mapping System）。即利用電子全站儀在野外采集地形數(shù)據(jù)，并直接傳輸給便攜式計(jì)算機(jī)（Notebook），便攜式計(jì)算機(jī)不僅具備電子手簿的全部功能，同時(shí)能在野外實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖形編輯、顯示。2021-7-27 數(shù)字化測圖技術(shù)是一種先進(jìn)的地形圖測繪方法, 與傳統(tǒng)地形測繪方法相比, 有

8、以下主要優(yōu)點(diǎn)。 （1） 自動化程度高自動化程度高 由于采用全站儀在野外采集數(shù)據(jù), 自動記錄存貯, 并可直接傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、繪圖, 不但提高了工作效率, 而且減少了測量錯(cuò)誤的發(fā)生，使得繪制的地形圖精確、美觀、規(guī)范。同時(shí)由計(jì)算機(jī)處理地形信息，建立數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)庫，并能生成數(shù)字地圖和電子地圖，有利于后續(xù)的成果應(yīng)用和信息管理工作。 （2） 精度高精度高 數(shù)字化測圖的精度主要取決于對地物和地貌點(diǎn)的野外數(shù)據(jù)采集的精度, 全站儀的解析法數(shù)據(jù)采集精度則遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于圖解法平板繪圖的精度。 （3） 使用方便使用方便 數(shù)字化測圖采用解析法測定點(diǎn)位坐標(biāo),依據(jù)是測量控制點(diǎn)。測量成果的精度均勻一致, 并且與繪圖比例

9、尺無關(guān)，利用分層管理的野外實(shí)測數(shù)據(jù)，可以方便地繪制不同比例尺的地形圖或不同用途的專題地圖，實(shí)現(xiàn)了一測多用，同時(shí)便于地形圖的檢查、修測和更新。 2021-7-27 數(shù)字化地形測繪也有些缺點(diǎn)和需要不斷完善的地方: （1）一次性投資較大, 成本高; （2）野外采集時(shí)各類信息編碼復(fù)雜; （3）在城鎮(zhèn)地物十分密集而又復(fù)雜的地區(qū), 數(shù)字測圖往往 遇到很多障礙而難以實(shí)施。 但是, 數(shù)字化測圖作為一種先進(jìn)的地形測量方法, 其自動化程度和測量精度均是其它方法難以達(dá)到的。從長遠(yuǎn)的觀點(diǎn)看, 數(shù)字化測量應(yīng)成為我國大比例尺地形圖測繪工作的發(fā)展方向, 特別是在全國城市的地形測量和數(shù)字地圖應(yīng)用方面, 應(yīng)進(jìn)一步加大提倡和推廣

10、應(yīng)用的力度。2021-7-27 數(shù)字化測圖的野外數(shù)據(jù)采集作業(yè)模式主要有野外測量記錄，室內(nèi)計(jì)算機(jī)成圖的數(shù)字測記模式；和野外數(shù)字采集，便攜式計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)成圖的電子平板測繪模式。 由于地形圖不是在現(xiàn)場測繪, 而是依據(jù)電子手簿中存儲的數(shù)據(jù)，由計(jì)算機(jī)軟件自動處理（自動識別、檢索、連接、自動調(diào)用圖式符號等）, 并控制數(shù)控繪圖儀自動完成地形圖的繪制。這就存在著野外采集的數(shù)據(jù)與實(shí)地或圖形之間的對應(yīng)關(guān)系問題。為使繪圖人員或計(jì)算機(jī)能夠識別所采集的數(shù)據(jù), 便于對其進(jìn)行處理和加工, 必須對儀器實(shí)測的每一個(gè)碎部點(diǎn)給予一個(gè)確定的地形信息編碼。 二、野外數(shù)字化數(shù)據(jù)采集方法二、野外數(shù)字化數(shù)據(jù)采集方法1數(shù)據(jù)采集的作業(yè)模式數(shù)據(jù)采集

11、的作業(yè)模式2021-7-27 用電子全站儀在野外進(jìn)行數(shù)字地形測量數(shù)據(jù)采集的示意圖, 也可采用普通測量儀器施測,手工鍵入實(shí)測數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)采集的原理與普通測量方法類似, 所不同的是全站儀不但可測出碎部點(diǎn)至已知點(diǎn)間的距離和角度, 而且還可直接測算出碎部點(diǎn)的坐標(biāo), 并自動記錄。2021-7-27 由于數(shù)字化測圖采集的數(shù)據(jù)信息量大、涉及面廣, 數(shù)據(jù)和圖形應(yīng)一一對應(yīng), 才具有廣泛的使用價(jià)值。因此, 必須進(jìn)行科學(xué)的編碼。編碼的方法是多種多樣的, 但應(yīng)遵循的一般原則基本相同: 一致性 即非二義性, 要求野外采集的數(shù)據(jù)或測算的碎部點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù), 在繪圖時(shí)能唯一地確定一個(gè)點(diǎn)，并在繪圖時(shí)符合圖式規(guī)范。 靈活性 要求編

12、碼結(jié)構(gòu)適應(yīng)多用途數(shù)字測繪的需要, 在地理信息管理和規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等后續(xù)工作中, 為地形數(shù)據(jù)信息編碼的進(jìn)一步擴(kuò)展提供方便。 簡易實(shí)用性 遵重傳統(tǒng)方法，容易為野外作業(yè)和圖形編輯人員理解、接受和記憶, 并能正確、方便地執(zhí)行使用。 高效性 能以盡量少的數(shù)據(jù)量容載盡可能多的外業(yè)地形信息。 可識別性 編碼一般由字符、數(shù)字或字符與數(shù)字組合而成, 設(shè)計(jì)的編碼不僅要求能夠被人識別, 還要求能被計(jì)算機(jī)用較少的機(jī)時(shí)加以識別, 并能有效地對其管理。 2地形信息的編碼地形信息的編碼（1）地形信息編碼的原則2021-7-27 在遵循編碼原則的前提下, 地形信息編碼應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)采集使用的儀器、作業(yè)模式及數(shù)據(jù)的用途來統(tǒng)一設(shè)計(jì)。

13、目前，國內(nèi)數(shù)字化測圖系統(tǒng)軟件品種較多，所采用的地形信息編碼的方法也很多, 實(shí)際工作中可參閱有關(guān)測圖軟件說明書。（2）編碼方法舉例 目前國內(nèi)應(yīng)用較廣的編碼方法, 該方案總的編碼形式由三部分組成, 無論編碼方法怎樣不同, 但總的形式不變, 碼長為8位。 1 2 3 4 5 6 7 8 地形要素碼(3位) 信息(4位連接碼)信息(1位線型碼)2021-7-277.3 電子全站儀電子全站儀l全站型電子速測儀是由電子測角、電子測距、全站型電子速測儀是由電子測角、電子測距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲等單元組成的三維坐標(biāo)測電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲等單元組成的三維坐標(biāo)測量系統(tǒng)，能自動顯示測量結(jié)果，能與外圍設(shè)備量系統(tǒng)，能自動

14、顯示測量結(jié)果，能與外圍設(shè)備交換信息的多功能測量儀器。由于儀器較完善交換信息的多功能測量儀器。由于儀器較完善地實(shí)現(xiàn)了測量和處理過程的電子一體化，通常地實(shí)現(xiàn)了測量和處理過程的電子一體化，通常稱之為全站型電子速測儀（稱之為全站型電子速測儀（Electronic Total Station）或簡稱）或簡稱全站儀全站儀。2021-7-272021-7-27全站儀的組成全站儀的組成ll）采集數(shù)據(jù)設(shè)備：主要有電子測角系統(tǒng)、電子測距系）采集數(shù)據(jù)設(shè)備：主要有電子測角系統(tǒng)、電子測距系統(tǒng)、還有自動補(bǔ)償設(shè)備等。統(tǒng)、還有自動補(bǔ)償設(shè)備等。l l2）微處理器：微處理器是全站儀的核心裝置）微處理器：微處理器是全站儀的核心裝置

15、,主要由主要由中央處理器中央處理器,隨機(jī)儲存器和只讀存儲器等構(gòu)成隨機(jī)儲存器和只讀存儲器等構(gòu)成,測量時(shí)測量時(shí),微處理器根據(jù)鍵盤或程序的指令控制各分系統(tǒng)的測量微處理器根據(jù)鍵盤或程序的指令控制各分系統(tǒng)的測量工作工作,進(jìn)行必要的邏輯和數(shù)值運(yùn)算以及數(shù)字存儲、處理、進(jìn)行必要的邏輯和數(shù)值運(yùn)算以及數(shù)字存儲、處理、管理、傳輸、顯示等。管理、傳輸、顯示等。2021-7-27顯 示 器鍵 盤只讀存儲器隨機(jī)存儲器輸入/輸出I/O單元微處理器水平角測量單元垂直角測量單元距離測量單元自動補(bǔ)償單元光電測量系統(tǒng)微處理器及軟件全站儀的組成 2021-7-27全站儀的分類l積木式（Modular），也稱組合式，它是指電子經(jīng)緯儀和

16、測距，也稱組合式，它是指電子經(jīng)緯儀和測距儀可以分離開使用，照準(zhǔn)部與測距軸不共軸。作業(yè)時(shí)，測距儀安儀可以分離開使用，照準(zhǔn)部與測距軸不共軸。作業(yè)時(shí)，測距儀安裝在電子經(jīng)緯儀上，相互之間用電纜實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，作業(yè)結(jié)束后裝在電子經(jīng)緯儀上，相互之間用電纜實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，作業(yè)結(jié)束后卸下分別裝箱。這種儀器可根據(jù)作業(yè)精度要求，用戶可以選擇不卸下分別裝箱。這種儀器可根據(jù)作業(yè)精度要求，用戶可以選擇不同測角、測距設(shè)備進(jìn)行組合，靈活性較好。同測角、測距設(shè)備進(jìn)行組合，靈活性較好。l整體式（integrated），也稱集成式，它是將電子經(jīng)緯儀和測，也稱集成式，它是將電子經(jīng)緯儀和測距儀融為一體，共用一個(gè)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，使用起來更方便

17、。距儀融為一體，共用一個(gè)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，使用起來更方便。l l 常見的有日本（常見的有日本（SOKKIA）SET系列、拓普康（系列、拓普康（TOPOCON）GTS系列、尼康（系列、尼康（NIKON）DTM系列、瑞士徠卡（系列、瑞士徠卡（LEICA）TPS系列，我國的系列，我國的NTS和和ETD系列。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)系列。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用以及用戶的特殊要求，出現(xiàn)了用以及用戶的特殊要求，出現(xiàn)了帶內(nèi)存、防水型、防爆型、電腦型、馬達(dá)驅(qū)動型等等各種類型的全站儀，使得這一最常等等各種類型的全站儀，使得這一最常規(guī)的測量儀器越來越滿足各項(xiàng)測繪工作的需求，發(fā)揮更大的作用。規(guī)的測量儀器越來越

18、滿足各項(xiàng)測繪工作的需求，發(fā)揮更大的作用。 2021-7-27全站儀的特點(diǎn)全站儀的特點(diǎn)l1、儀器操作簡單，高效。全站儀具有現(xiàn)代測量工作所需的所有功能。、儀器操作簡單，高效。全站儀具有現(xiàn)代測量工作所需的所有功能。l2、快速安置：簡單地整平和對中后，儀器一開機(jī)后便可工作。儀器具有、快速安置：簡單地整平和對中后，儀器一開機(jī)后便可工作。儀器具有專門的動態(tài)角掃描系統(tǒng)，因此無需初始化。關(guān)機(jī)后，仍會保留水平和垂直度專門的動態(tài)角掃描系統(tǒng)，因此無需初始化。關(guān)機(jī)后，仍會保留水平和垂直度盤的方向值。電子盤的方向值。電子“氣泡氣泡”有圖示顯示并能使儀器始終保持精密置平。有圖示顯示并能使儀器始終保持精密置平。l 3、適應(yīng)

19、性強(qiáng)：全站儀是為適應(yīng)惡劣環(huán)境操作所制造的儀器。它們經(jīng)受過、適應(yīng)性強(qiáng)：全站儀是為適應(yīng)惡劣環(huán)境操作所制造的儀器。它們經(jīng)受過全面的測試以便適應(yīng)各種作業(yè)條件，例如，雨天、潮濕、沖撞、塵土和高溫全面的測試以便適應(yīng)各種作業(yè)條件，例如，雨天、潮濕、沖撞、塵土和高溫等，因此，它們能在最苛刻的環(huán)境下完成作業(yè)任務(wù)。等，因此，它們能在最苛刻的環(huán)境下完成作業(yè)任務(wù)。l 、全站儀設(shè)有雙向傾斜補(bǔ)償器、全站儀設(shè)有雙向傾斜補(bǔ)償器,可以自動對水平和豎直方向進(jìn)行修正可以自動對水平和豎直方向進(jìn)行修正,以以消除豎軸傾斜誤差的影響。還可進(jìn)行地球曲率改正、折光誤差以及溫度、氣消除豎軸傾斜誤差的影響。還可進(jìn)行地球曲率改正、折光誤差以及溫度、

20、氣壓改正。壓改正。l 、控制面板具有人機(jī)對話功能?？刂泼姘逵涉I盤和主、控制面板具有人機(jī)對話功能?？刂泼姘逵涉I盤和主,副顯示窗組成。除副顯示窗組成。除照準(zhǔn)以外的各種測量功能和參數(shù)均可通過鍵盤來實(shí)現(xiàn)照準(zhǔn)以外的各種測量功能和參數(shù)均可通過鍵盤來實(shí)現(xiàn),儀器的兩側(cè)均有控制面儀器的兩側(cè)均有控制面板板,操作十分方便。操作十分方便。l 、具有雙向通訊功能、具有雙向通訊功能,可將測量數(shù)據(jù)傳輸給電子手簿或外部計(jì)算機(jī)可將測量數(shù)據(jù)傳輸給電子手簿或外部計(jì)算機(jī),也也l可接受電子手簿和外部計(jì)算機(jī)的指令和數(shù)據(jù)?？山邮茈娮邮植竞屯獠坑?jì)算機(jī)的指令和數(shù)據(jù)。 2021-7-27全站儀的基本操作與使用l1）水平角測量 （1）按角度測量鍵，使全站儀處于角度測量模式，照準(zhǔn)第一個(gè)目標(biāo)A。 （2）設(shè)置A方向的水平度盤讀數(shù)為00000。 （3）照準(zhǔn)第二個(gè)目標(biāo)B，此時(shí)顯示的水平度盤讀數(shù)即為兩方向間的水平夾角。2021-7-27l2）距離測量 （1）設(shè)置棱鏡常數(shù) 測距前須將棱鏡常數(shù)輸入儀器中，儀器會自動對所測距離進(jìn)行改正。 （2）設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值 光在大氣中的傳播速度會隨大氣的溫度和氣壓而變化，15和760mmHg是儀器設(shè)置的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，此時(shí)的大氣改正為0ppm。實(shí)測時(shí)，可輸入溫度和氣壓值，全站儀會自動計(jì)