測量與地圖學(xué)10

1、2021-7-4 2021-7-4 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、測圖前的準備工作一、測圖前的準備工作 1圖紙準備圖紙準備 2繪制坐標(biāo)格網(wǎng)繪制坐標(biāo)格網(wǎng) 3展繪控制點展繪控制點 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 2021-7-4 二、碎部測量的方法二、碎部測量的方法 2021-7-4 三、確定碎部點的方法三、確定碎部點的方法 極坐標(biāo)法極坐標(biāo)法 B 1 2 3 3 2 1 A D3 D2 D1 2021-7-4 交會法交會法 2021-7-4 直角坐標(biāo)法直角坐標(biāo)法 2021-7-4 四、地形圖的拼接、整飾和檢查四、地形圖的拼接、整飾和檢查

2、 1地形圖的拼接地形圖的拼接 2021-7-4 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。 2021-7-4 （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 2021-7-4 （1）

3、室內(nèi)檢查室內(nèi)檢查 室內(nèi)檢查的內(nèi)容有：圖上地物、地貌是否清晰易讀；各 種符號注記是否正確；等高線與地形點的高程是否相符；圖 邊拼接有無問題等。如發(fā)現(xiàn)錯誤或疑點，應(yīng)到野外進行實地 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，有計劃、有目的 地確定巡視路線，進行實地對照查看。主要檢查地物、地貌 有無遺漏；等高線是否逼真合理；符號、注記是否準確等。 2021-7-4 7.2 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

4、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測量儀器進行野外數(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)接嬎銠C，并由功能齊全的成圖軟件進行數(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 2021-7-4 電子計算機為核心，在外連輸入、輸出硬件設(shè)備和軟件的 自持下，

5、對地形空間數(shù)據(jù)進行采集、傳輸、處理編輯、入庫管理 和成圖輸出的整個系統(tǒng)，稱之為自動化數(shù)字測繪系統(tǒng)。 電子平板（便攜機） 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 微型計算機 及 成圖軟件 磁 盤 顯示器 打印機 繪圖儀 2021-7-4 數(shù)字化測繪不僅僅是利用計算機輔助繪圖，減輕測繪人 員的勞動強度，保證地形圖繪制質(zhì)量, 提高繪圖效率。而更具 有深遠意義的是由計算機進行數(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) 計人員進行計算機輔

6、助設(shè)計(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、建設(shè)單位 必不可少的工作，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行數(shù)字化地形數(shù)據(jù)采 集，并機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。 2021-7-4 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階段： 2. 數(shù)字測圖的發(fā)展過程和主要特點數(shù)字測圖的發(fā)展過程和主要特點 （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）記錄并傳輸給計算機，在 室內(nèi)

7、根據(jù)野外詳細繪制的標(biāo)注測點點號的草圖標(biāo)注測點點號的草圖，在計算機上進行人機交互 編輯修改，最后生成圖形文件或數(shù)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，但成圖軟件有了實質(zhì)性的進 展。一是開發(fā)了智能 化外業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件； 二是計算機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 計算機（Notebook），便攜式計算機不僅具備電子手簿的全部功能，同時 能在野外實時進行數(shù)

8、據(jù)處理和圖形編輯、顯示。 2021-7-4 數(shù)字化測圖技術(shù)是一種先進的地形圖測繪方法, 與傳統(tǒng)地 形測繪方法相比, 有以下主要優(yōu)點。 （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, 并可直接傳輸給計算機進行數(shù)據(jù)處理、繪圖, 不 但提高了工作效率, 而且減少了測量錯誤的發(fā)生，使得繪制 的地形圖精確、美觀、規(guī)范。同時由計算機處理地形信息， 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 則遠遠高于圖解法平板

9、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位坐標(biāo),依 據(jù)是測量控制點。測量成果的精度均勻一致, 并且與繪圖比 例尺無關(guān)，利用分層管理的野外實測數(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，實現(xiàn)了一測多 用，同時便于地形圖的檢查、修測和更新。 2021-7-4 數(shù)字化地形測繪也有些缺點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施。 但是, 數(shù)字化測圖作為一種先進的地形測量方法, 其 自動化程度和測量精度均是其它方法難以達到的。從長

10、遠 的觀點看, 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)進一步加大提倡和推廣應(yīng)用的力度。 2021-7-4 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)計算機成圖的數(shù)字測記模式；和野外數(shù)字采集，便 攜式計算機實時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)，由計算機軟件自動處理（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)與實地或圖形之間的對 應(yīng)關(guān)系問題。為使繪圖人員或計算機能夠識別所采集的數(shù)據(jù), 便于對

11、其進行處理和加工, 必須對儀器實測的每一個碎部點 給予一個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)采集的作業(yè)模式 2021-7-4 用電子全站儀在野外進行數(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 至已知點間的距離和角度, 而且還可直接測算出碎部點的坐標(biāo), 并自動記錄。 2021-7-4 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值。因此, 必須進行科學(xué)的編碼。編碼的方法是多 種多樣

12、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)或測算的碎部點坐標(biāo)數(shù)據(jù), 在 繪圖時能唯一地確定一個點，并在繪圖時符合圖式規(guī)范。 靈活性 要求編碼結(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)計等后續(xù)工作中, 為地形數(shù)據(jù)信息編碼的進一步擴展提供方便。 簡易實用性 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)計的編碼不 僅要求能夠被人識別, 還要求能被計算機用較少的機時加以識別, 并能有效 地對

13、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 2021-7-4 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。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) 2021-7-4 7.3 電子全站儀電子全站儀 l全站型電子速測儀

14、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、 電子計算和數(shù)據(jù)存儲等單元組成的三維坐標(biāo)測電子計算和數(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 地實現(xiàn)了測量和處理過程的電子一體化，通常地實現(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。 2021-7-4 2021-7-4 全站儀的組成全站儀的組成 ll）采集數(shù)據(jù)設(shè)

15、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)、還有自動補償設(shè)備等。統(tǒng)、還有自動補償設(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,主要由主要由 中央處理器中央處理器,隨機儲存器和只讀存儲器等構(gòu)成隨機儲存器和只讀存儲器等構(gòu)成,測量時測量時, 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,進行必要的邏輯和數(shù)值運算以及數(shù)字存儲、處理、進行必要的邏輯和數(shù)值運算以及數(shù)字存儲、處理、 管理、傳輸、顯示等。管理、傳輸、顯示等。 2021-7-4 顯 示 器鍵 盤

16、只讀存儲器 隨機存儲器 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 2021-7-4 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，照準部與測距軸不共軸。作業(yè)時，測距儀安儀可以分離開使用，照準部與測距軸不共軸。作業(yè)時，測距儀安 裝在電子經(jīng)緯儀上，相互之間用電纜實現(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

17、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)備進行組合，靈活性較好。同測角、測距設(shè)備進行組合，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，共用一個光學(xué)望遠鏡，使用起來更方便。距儀融為一體，共用一個光學(xué)望遠鏡，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。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)

18、系列。隨著計算機技術(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)的測量儀器越來越滿足各項測繪工作的需求，發(fā)揮更大的作用。 2021-7-4 全站儀的特點全站儀的特點 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

19、機后便可工作。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)性強：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：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

20、，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)有雙向傾斜補償器、全站儀設(shè)有雙向傾斜補償器,可以自動對水平和豎直方向進行修正可以自動對水平和豎直方向進行修正,以以 消除豎軸傾斜誤差的影響。還可進行地球曲率改正、折光誤差以及溫度、氣消除豎軸傾斜誤差的影響。還可進行地球曲率改正、折光誤差以及溫度、氣 壓改正。壓改正。 l 、控制面板具有人機對話功能?？刂泼姘逵涉I盤和主、控制面板具有人機對話功能。控制面板由鍵盤和主,副顯示窗組成。除副顯示窗組成。除 照準以外的各種測量功能和參數(shù)均可通過鍵盤來實現(xiàn)照準以外的各種測量功能和參數(shù)均可通過鍵盤來實現(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

21、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算機可將測量數(shù)據(jù)傳輸給電子手簿或外部計算機,也也 l可接受電子手簿和外部計算機的指令和數(shù)據(jù)?？山邮茈娮邮植竞屯獠坑嬎銠C的指令和數(shù)據(jù)。 2021-7-4 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，照準第一個目標(biāo)A。 （2）設(shè)置A方向的水平度盤讀數(shù)為00000。 （3）照準第二個目標(biāo)B，此時顯示的水平度盤 讀數(shù)即為兩方向間的水平夾角。 2021-7-4 l2）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)置的一個標(biāo)準值，此 時的大氣改正為0ppm。實測時，可輸入溫度和氣壓值， 全站儀會自動計算大氣