計算機地圖制圖原理與方法上機實驗報告

1、 上機實驗報告 學院:環(huán)境與測繪學院 學號: 07113021 姓名: 田孟浩 班級:測繪11-3班 2011-11-11 實驗一、地圖掃描矢量化1、 實驗目的1、 熟悉Cass、AutoCAD制圖環(huán)境。2、 掌握在計算機制圖中掃描矢量化處理。3、 掌握用南方Cass、AutoCAD制圖軟件掃描矢量化的基本步驟與基本方法。4、 進一步對計算機制圖課堂知識加深了解。2、 實驗原理掃描矢量化的基本原理是對各種類型的數(shù)字工作底圖如紙質(zhì)地圖、黑圖或聚酯薄膜圖， 使用掃描儀及相關(guān)掃描圖像處理軟件，把底圖轉(zhuǎn)化為光柵圖像，對光柵圖像進行諸如點處理、區(qū)處 理、楨處理、幾何處理等，在此基礎(chǔ)上對光柵圖像進行矢量化

2、處理和編輯，包括圖像二值化、黑白 反轉(zhuǎn)、線細化、噪聲消除、結(jié)點斷開、斷線連接等。這些處理由專業(yè)掃描圖像處理軟件進行，其中 區(qū)處理是二值圖像處理(如線細化)的基礎(chǔ)，而幾何處理則是進行圖像坐標糾正處理的基礎(chǔ)，通過處 理達到提高影像質(zhì)量的目的。然后利用軟件矢量化的功能，采用交互矢量化或自動矢量化的方式， 對地圖的各類要素進行矢量化，并對矢量化結(jié)果進行編輯整理，存儲在計算機中，最終獲得矢量化 數(shù)據(jù)，即數(shù)字化地圖，完成掃描矢量化的過程。 數(shù)據(jù)采集是數(shù)字化圖最重要的工作，在數(shù)字化過程中各種地物的數(shù)字化均有自身特點，因而， 在數(shù)字化作業(yè)時必須充分考慮各種類型地物的特點進行數(shù)據(jù)采集。 對于點狀類符號（如獨立地

3、物符號），僅需采集符號的定位點數(shù)據(jù)；對折線類型的線狀符號只 需采集各轉(zhuǎn)折點數(shù)據(jù)；曲線類型的線狀符號，只對其特征點的數(shù)據(jù)進行采集，由程序自動擬合為曲 線，特征點的選擇同地形測圖時的方法相同，曲線上明顯的轉(zhuǎn)彎點等均是特征點。對于斜坡、陡坎、 圍墻、欄桿等有方向性的線狀類符號，數(shù)據(jù)的采集要結(jié)合圖式符號庫的具體算法進行，數(shù)據(jù)采集只 在定位線上進行，采集數(shù)據(jù)的前進方向的選擇要按軟件圖式符號庫的規(guī)定進行，如規(guī)定有方向性的 線狀類符號的短毛線或小符號在前進方向右側(cè)（或左側(cè)），由此可結(jié)合圖上符號的具體位置決定數(shù) 據(jù)采集的前進方向；對面狀類符號，則只需采集在其輪廓線上的拐點或特征點。面狀符號內(nèi)部有填 充符號時，

4、面狀符號的輪廓線必須閉合。 在地圖地物符號采集時，為保證采集的點位數(shù)據(jù)的正確性，必須掌握地物符號的定位點、定位線的基本知識，知道各地物符號的定位點、定位線在地物中的位置。 （1） 圖式符號中的比例符號。對輪廓較大的地物，如湖泊、草地、林地、房屋等，其形狀按實 測點(特征點)位置，再據(jù)圖式配置規(guī)定的符號，據(jù)測圖比例尺縮繪即可。 （2）圖式符號中非比例符號。對輪廓較小而無法按測圖比例尺將其形狀和大小縮繪到圖上的地 物，而按測圖要求又不能省略的地物，如測量控制點、獨立樹、煙囪等，其在圖上的表示是按圖式 規(guī)定統(tǒng)一符號進行的，這類所謂非比例符號的定位點、定位線的位置會因地物不同而異，特征點數(shù) 據(jù)采集時應

5、加以注意，有關(guān)應注意的問題綜合如下： 類似三角點、導線點、檢查井等圓形、矩形、 三角形等幾何圖形符號，圖形的幾何中心為其定位點。 蒙古包、煙囪、獨立石類的寬底符號，其 底線為定位線，底線中心為定位點。 風車、路標等類的底部為直角形的符號，其底部直角的頂點 為定位點。 氣象站、雷達站、無線電桿等類地物的定位點，在其下方圖形的中心點或交叉點。 窯、亭、山筒等下方?jīng)]有寬點或直角頂點的不規(guī)則符號，不依比例尺表示的，定位點在其下方 兩端點間連線的中心點。 不依比例尺表示的其他符號如橋梁、水閘、擋水壩、溶斗等，定位點在 符號的中心點 半比例符號如通訊線路、窄道路、管道等一些帶狀延伸的地物，其長度可按比例尺

6、 縮繪在圖上，而寬度卻因尺寸太小無法縮繪，即所謂線狀符號，其圖形的幾何中心線即為該類符號 的定位線。地物在繪制時用比例符號、非比例符號還是線狀符號表示，是由測圖比例尺決定的，比 例尺大時，寬度較小的地物也可按比例繪制，大比例尺地圖中用比例符號的地物多，比例尺小時許 多地物無法按比例表示，在圖中就變成線狀符號。 3、 實驗數(shù)據(jù)在本次實驗中，我所用實驗數(shù)據(jù)為王老師提供的Tif格式的地形圖中第四幅地圖，數(shù)據(jù)如下：4、 實驗步驟運行南方Cass軟件，在Cass中載入數(shù)據(jù)： 步驟：工具-光柵圖像-插入圖像。圖象糾正，對圖象進行變形糾正并賦以坐標： 步驟：工具-光柵圖像-圖像糾正。圖像糾正完畢后，進行矢量

7、化處理（1）對線狀要素數(shù)字化： 對于線狀要素，首先點擊多段線命令，然后在圖上選擇要素的特征點，連成多段線。對于曲線部分，用折線段來替代，曲率小時取點較少，大時可多取些點，盡量避免冗余數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集要盡量與原圖保持一致，但要識別出原圖中模糊、毛刺、斑點等質(zhì)量問題，做到精益求精。數(shù)字化時，要正確劃分要素個體，不要多個要素連成一體，也不要單一要素分成若干段。對于能用線狀符號描述的，只需數(shù)字化符號的中心線或控制線、邊界線即可；不能用符號描述的，可以整體數(shù)字化。數(shù)字化時，有時找中心線很困難，可以沿著某邊數(shù)字化，完成后再整體平移到中心線處。數(shù)字化具有平行、垂直、相交、相切、相連等關(guān)系的要素，需要使用捕捉功

8、能，以及復制、鏡象、旋轉(zhuǎn)等操作，保證要素的精確、完整。（2）對面狀要素數(shù)字化： 對于面狀要素，首先點擊多段線命令，然后在圖上選擇面域邊界的特征點，連成閉合的多段線。對面狀要素，數(shù)字化為閉合的多段線，一定在結(jié)束時選擇閉合命令，或在多段線屬性中選擇閉合，首尾點重合不表示閉合。數(shù)據(jù)點的采集要符合實際，如房屋的墻體一般是平直的，并且前后面保持平行，對于共用邊界，要嚴格保證邊界的一致，不要出現(xiàn)空洞、交疊的現(xiàn)象，做到不重、不漏?？梢圆捎貌蹲健椭频仁侄巍τ诓煌瑢右?，也要注意相互的關(guān)系，點與線、線與線，線與面，面與面等的關(guān)系是否正確。 （3）對點狀要素數(shù)字化： 對于點狀要素，數(shù)字化為點，點的采集要盡量位

9、于要素中心，可以適當放大要素。5、 成果截圖6、 實驗體會 通過本次試驗我熟悉了AutoCAD制圖環(huán)境；掌握在計算機制圖中掃描矢量化處理；掌握用南方Cass制圖軟件掃描矢量化的基本步驟與基本方法；進一步對計算機制圖課堂知識加深了解。本次實驗我在實驗過程中遇到了許多問題，比如說如何加圖幅、圖名、圖框，辨認地形圖上不清晰的地物符號、文字，最終經(jīng)過請教同學和老師最終操作問題得以解決。受益匪淺！ 實驗二、構(gòu)建TIN-生成等高線一、實驗目的2、 熟悉Cass、AutoCAD制圖環(huán)境。5、 掌握在計算機制圖中生成等高線處理。6、 掌握用南方Cass、AutoCAD制圖軟件構(gòu)建TIN的基本步驟與基本方法。7

10、、 進一步對計算機制圖課堂知識加深了解。2、 實驗數(shù)據(jù) 本次實驗中我用的是第六幅圖三、實驗過程 通過本菜單可建立數(shù)字地面模型，計算并繪制等高線或等深線，自動切除穿建筑物、陡坎、高程注記的等高線。1建立DTM功能：建立三角網(wǎng)。操作過程：左鍵點擊菜單，彈出如圖1133所示對話框，首先選擇建立DTM的方式，分為兩種：由數(shù)據(jù)文件生成和由圖面高程點生成，如果選擇由數(shù)據(jù)文件生成，則在坐標數(shù)據(jù)文件名中選擇坐標數(shù)據(jù)文件；如果選擇由圖面高程點生成，則在繪圖區(qū)選擇參加建立DTM的高程點。然后選擇結(jié)果顯示，分為三種：顯示建三角網(wǎng)結(jié)果、顯示建三角網(wǎng)過程和不顯示三角網(wǎng)。最后選擇在建立DTM的過程中是否考慮陡坎和地性線。

11、2圖面完善功能：利用“圖面DTM完善”即可將各個獨立的DTM模型自動重組在一起，而不必進行數(shù)據(jù)的合并后再重新建立DTM模型。操作過程：執(zhí)行此菜單后,見命令區(qū)提示。提示：選擇要處理的高程點、控制點及三角網(wǎng):選擇需要建網(wǎng)的點或三角網(wǎng)。3刪除三角形功能：當發(fā)現(xiàn)某些三角形內(nèi)不應該有等高線穿過時，就可以用該功能刪去它。注意各三角形都和鄰近的三角形重邊。操作過程：執(zhí)行此菜單后，見命令區(qū)提示。提示：select objects： 用鼠標在三角網(wǎng)上選取待刪除的三角形后回車或按鼠標右鍵，三角形消失。當您修改完確認無誤后，必需進行修改結(jié)果存盤。4過濾三角形功能：將不符合要求的三角形過濾掉。操作過程：執(zhí)行此菜單后，

12、見命令區(qū)提示。提示：請輸入最小角度:(0-30) 在0-30度之間設定一個角度，若三角形中有小于此設定角度的角，則此三角形會被系統(tǒng)刪除掉。請輸入三角形最大邊長最多大于最小邊長的倍數(shù): 設定一個倍數(shù)，若三角形最大邊長與最小邊長之比大于此倍數(shù)，則此三角形會被系統(tǒng)刪除掉。5增加三角形功能：將未連成三角形的三個地形點（測點）連成一個三角形。操作過程：執(zhí)行此菜單后，見命令區(qū)提示。提示：依次為頂點1：頂點2：頂點3： 用鼠標在屏幕上指定，系統(tǒng)自動將捕捉模式設為捕捉交點，以便指定已有三角形的頂點。增加的三角形的顏色為藍色，以便和其他三角形區(qū)別。當增加完三角形確認無誤后，請立即進行修改結(jié)果存盤。6三角形內(nèi)插點

13、功能：通過在已有三角形內(nèi)插一個點來增加建網(wǎng)三角形。操作過程：執(zhí)行此菜單后，見命令區(qū)提示。提示：輸入要插入的點: 輸入插入點。高程(米)= 輸入此點高程。7刪三角形頂點 功能：刪除指定的三角形頂點。適用于DTM中有錯誤點的情況，為避免畫等高線時出錯將該頂點刪除。操作過程：見命令區(qū)提示。提示：請點取要刪除的三角形頂點: 選取要刪除的點。系統(tǒng)會立即從三角網(wǎng)中刪除該點，并重組相關(guān)區(qū)域的三角形。8重組三角形功能：通過改換三角形公共邊頂點重組不合理的三角網(wǎng)。指定兩相鄰三角形的公共邊，系統(tǒng)自動將兩三角形刪除，并將兩三角形的另兩點連接起來構(gòu)成兩個新的三角形。如果因兩三角形的形狀無法重組，會有出錯提示。操作過程

14、：執(zhí)行此菜單后，見命令區(qū)提示。提示：指定要重組的三角形邊： 此指定邊應是相鄰兩三角形的公共邊。9加入地性線功能：由于等高線是與地性線是互相垂直的關(guān)系，所以在建三角網(wǎng)時要考慮到地性線的位置。操作過程：執(zhí)行此菜單后，見命令區(qū)提示。提示：第一點：輸入一地性線的起點。曲線Q/邊長交會B/輸入第二點。曲線Q/邊長交會B/隔一點J/微導線A/延伸E/插點I/回退U/換向H繼續(xù)輸入點，回車結(jié)束。10刪三角網(wǎng)功能：刪除整個DTM三角網(wǎng)圖形。當您想單看等高線效果時，需要執(zhí)行此功能刪除三角網(wǎng)。11三角網(wǎng)存取功能：可將已經(jīng)建立好的三角網(wǎng)DTM模型保存到文件中，隨時調(diào)用。12修改結(jié)果存盤功能：將修改好的DTM三角網(wǎng)存

15、入文件。13繪制等高線功能：系統(tǒng)自動采用最近一次生成的DTM三角網(wǎng)或三角網(wǎng)存盤文件計算并繪制等高線。 操作過程：執(zhí)行此菜單后，彈出如圖1134所示對話框。 對話框中會顯示參加生成DTM的高程點的最小高程和最大高程。如果只生成單條等高線，那么就在單條等高線高程中輸入此條等高線的高程；如果生成多條等高線，則在等高距框中輸入相鄰兩條等高線之間的等高距。最后選擇等高線的擬合方式?？偣灿兴姆N擬合方式：不擬合（折線）、張力樣條擬合、三次B樣條擬合和SPLINE擬合。觀察等高線效果時，可輸入較大等高距并選擇不光滑，以加快速度。如選擬合方法2，則擬合步距以2米為宜，但這時生成的等高線數(shù)據(jù)量比較大，速度會稍慢。

16、測點較密或等高線較密時，最好選擇光滑方法3，也可選擇不光滑，過后再用“批量擬合”功能對等高線進行擬合。選擇4則用標準SPLINE樣條曲線來繪制等高線，提示請輸入樣條曲線容差: 容差是曲線偏離理論點的允許差值，可直接回車。SPLINE線的優(yōu)點在于即使其被斷開后仍然是樣條曲線，可以進行后續(xù)編輯修改,缺點是較選項3容易發(fā)生線條交叉現(xiàn)象。14繪制等深線功能：計算并繪制等深線。操作過程：同“繪制等高線”，但過程中系統(tǒng)會提問水面高程，高于此高程的等深線將用實線來畫，否則用虛線畫。15等高線內(nèi)插功能：當?shù)雀呔€過疏時，通過此功能在其中內(nèi)插等高線。操作過程：根據(jù)命令區(qū)提示選擇兩條邊界等高線，然后命令區(qū)會有提示：

17、提示：輸入等高線上采樣點距：（米） 采樣點距越小，內(nèi)插等高線精度越高，當然計算時間也越長。系統(tǒng)默認值為3米。請給出內(nèi)插等高線數(shù)： 輸入需插入的等高線條數(shù)。在做此項工作之前，要使內(nèi)插等高線更準確，最好先將等高線進行擬合。但有時在邊界等高線彎曲過大時，內(nèi)插線變形稍大，這時需要手工進行局部處理。16. 等值線過濾 功能：當?shù)雀呔€或等深線過密時，通過此功能刪除部分等高線或等深線。17刪全部等高線功能：刪除屏幕上的全部等高線。18查詢指定點高程功能：查詢圖面上任一點的坐標及高程。如之前沒有建立過DTM，系統(tǒng)會提示輸入數(shù)據(jù)文件名。19等高線修剪功能：提供強大的等高線修飾功能。 批量修剪等高線功能：批量切除不符合條件的等高線。說明：左鍵點擊菜單，彈出如圖所示對話框。20等高線注記（1）單個高程注記功能：在指定點給某條等高線注記高程。操作過程：執(zhí)行此菜單后，見命令區(qū)提示。提示：選擇需注記的等高(深)線: 指定要注記的等高線。依法線方向指定相鄰一條等高（深）線： 依法線方向指定臨近的一根等高（深）線。【注意】：等高線應含有高程信息，如果沒有應該用“批量修改復合線高”加入復合線高。（2）沿直線高程注記功能:在選定直線與等高線相交處注記高程。(直線必須是line命令畫出的)（3）單個示坡線功能：給指定等高線加注示坡線，特別在等高線稀疏區(qū)。操作過程：執(zhí)行此菜單后，見命令區(qū)提示。提示：選擇需注記的等高（深