第七章大比例尺地形圖的測繪Ⅱ

1、1工程測量第七章第七章 大比例尺地形圖的測繪大比例尺地形圖的測繪 楊正麗四川大學水利水電學院2012-11本次授課的本次授課的目的和要求目的和要求本次授課的本次授課的重點與難點重點與難點了解地形圖測繪的一般過程了解地形圖測繪的一般過程掌握碎部測量的方法掌握碎部測量的方法了解測圖前的準備工作了解測圖前的準備工作熟悉數(shù)字化測圖軟件的使用熟悉數(shù)字化測圖軟件的使用 掌握碎部測量的方法掌握碎部測量的方法 熟悉數(shù)字化測圖軟件的使用熟悉數(shù)字化測圖軟件的使用231.大比例尺地形圖傳統(tǒng)測繪方法3.普通地形圖的數(shù)字化4.數(shù)字化測圖軟件的使用數(shù)字化測圖軟件的使用5.復(fù)習復(fù)習2.數(shù)字測圖方法7.1 大比例尺地形圖傳統(tǒng)

2、測繪方法n 控制測量控制測量 碎部測量碎部測量 繪制地形圖繪制地形圖 n碎部測量：碎部測量：以控制點為基礎(chǔ)，測定地物、以控制點為基礎(chǔ)，測定地物、地貌特征點的平面位置和高程。地貌特征點的平面位置和高程。n地物特征點：地物特征點：指決定地物形狀的地物輪廓指決定地物形狀的地物輪廓線上的轉(zhuǎn)折點、交叉點、彎曲點及獨立地線上的轉(zhuǎn)折點、交叉點、彎曲點及獨立地物的中心點等。如房角點、道路轉(zhuǎn)折點、物的中心點等。如房角點、道路轉(zhuǎn)折點、交叉點、河岸線轉(zhuǎn)彎點等。交叉點、河岸線轉(zhuǎn)彎點等。n地貌特征點：地貌特征點：方向變化和坡度變化的位置。方向變化和坡度變化的位置。4東 大 道磚55.405.35地地 物物 特特 征征

3、點點5地地 貌貌 特特 征征 點點67u傳統(tǒng)測圖法傳統(tǒng)測圖法：野外測量角度、距離、高：野外測量角度、距離、高差，再利用量角器、比例尺等工具模擬差，再利用量角器、比例尺等工具模擬測量數(shù)據(jù)，按圖式符號展繪到繪圖紙上。測量數(shù)據(jù)，按圖式符號展繪到繪圖紙上。u航空攝影測量法航空攝影測量法u數(shù)字測圖法數(shù)字測圖法：是對利用各種手段采集到：是對利用各種手段采集到的地面數(shù)據(jù)進行計算機處理，而自動生的地面數(shù)據(jù)進行計算機處理，而自動生成以數(shù)字形式存儲在計算機存儲介質(zhì)上成以數(shù)字形式存儲在計算機存儲介質(zhì)上的地形圖的方法。的地形圖的方法。碎部測圖方法8技術(shù)設(shè)計階段技術(shù)設(shè)計階段 資料收集、踏勘、方案設(shè)計資料收集、踏勘、方案

4、設(shè)計測量工作實施階段測量工作實施階段 儀器工具準備，人員安排，控制測儀器工具準備，人員安排，控制測量、碎部測圖、質(zhì)量自查量、碎部測圖、質(zhì)量自查成果整理、自查階段成果整理、自查階段 圖件整飾、報表整理、技術(shù)總結(jié)圖件整飾、報表整理、技術(shù)總結(jié)檢查、驗收階段檢查、驗收階段 質(zhì)檢、驗收、資料上交質(zhì)檢、驗收、資料上交大比例尺數(shù)字測圖的工作流程：9n 圖紙準備圖紙準備圖紙一般選用圖紙一般選用0.1mm聚酯薄膜。聚酯薄膜。7.1.1 測圖前的準備工作測圖前的準備工作n 繪制坐標格網(wǎng)（以對角線法繪制為例）繪制坐標格網(wǎng)（以對角線法繪制為例）規(guī)格：規(guī)格：10cm10cm精度控制：方格網(wǎng)線條不粗于精度控制：方格網(wǎng)線條

5、不粗于0.1mm； 各頂點偏離值不超過各頂點偏離值不超過0.2mm； 各方格邊長精度不大于各方格邊長精度不大于0.2mm； 各方格對角線長精度不大于各方格對角線長精度不大于0.3mm； 101:10005006007008009005006007008009001000方方 格格 網(wǎng)網(wǎng) 的的 繪繪 制制 111:10005006007008009005006007008009001000P451.888P152.11752.234P2P353.648n 展繪控制點展繪控制點 先根據(jù)格網(wǎng)坐標值確定控制點所在的方格；然后依據(jù)坐先根據(jù)格網(wǎng)坐標值確定控制點所在的方格；然后依據(jù)坐標格網(wǎng)比例尺，利用工具來

6、定出控制點在坐標格網(wǎng)中得位標格網(wǎng)比例尺，利用工具來定出控制點在坐標格網(wǎng)中得位置；最后對展繪控制點間的圖紙距離進行檢核。置；最后對展繪控制點間的圖紙距離進行檢核。127.1.2 碎部測量的方法碎部測量的方法 經(jīng)緯儀測圖經(jīng)緯儀測圖：采用經(jīng)緯儀與量角器配合測圖。：采用經(jīng)緯儀與量角器配合測圖。 傳統(tǒng)的測圖傳統(tǒng)的測圖法是在野外法是在野外測量角度、距離、高測量角度、距離、高差差，再利用，再利用分度規(guī)、比例尺分度規(guī)、比例尺等工具等工具模擬測量數(shù)據(jù)模擬測量數(shù)據(jù)，按圖式符號展繪到繪圖紙上。按圖式符號展繪到繪圖紙上。 主要有平板儀測圖法和經(jīng)緯儀測圖法。主要有平板儀測圖法和經(jīng)緯儀測圖法。13abi上絲讀數(shù)中絲讀數(shù)下

7、絲讀數(shù)豎直角水平角BA14 1）將經(jīng)緯儀架設(shè)在測站點（控制點）將經(jīng)緯儀架設(shè)在測站點（控制點）上，圖板安置在近旁，測定經(jīng)緯儀豎盤指上，圖板安置在近旁，測定經(jīng)緯儀豎盤指標差標差 x（只需工作開始時測一次），量出儀（只需工作開始時測一次），量出儀器高器高 I ； 2）選定另一控制點為起始零方向，并）選定另一控制點為起始零方向，并配置該方向的水平度盤讀數(shù)為配置該方向的水平度盤讀數(shù)為000000； 3）照準檢查點）照準檢查點C，檢查，檢查AC方向是否正方向是否正確；確； 4）照準立于碎部點上的標尺，讀取水）照準立于碎部點上的標尺，讀取水平角平角 ，再讀取經(jīng)緯儀的下、上、中三絲讀，再讀取經(jīng)緯儀的下、上、中

8、三絲讀數(shù)，最后讀取豎盤讀數(shù)；數(shù)，最后讀取豎盤讀數(shù)；n 經(jīng)緯儀測圖的測量步驟：經(jīng)緯儀測圖的測量步驟：15 5）采用視距測量方法計算出碎部點與）采用視距測量方法計算出碎部點與測站點間的測站點間的水平距離水平距離及及高差高差，并算出碎部，并算出碎部點的高程。點的高程。 6）用圓量角器（直徑稍大點為好）和）用圓量角器（直徑稍大點為好）和直尺，按極坐標法將碎部點圖解展繪至圖直尺，按極坐標法將碎部點圖解展繪至圖紙上，并注記該點的高程值。紙上，并注記該點的高程值。 7）重復(fù)）重復(fù)2 - 4步驟，測繪其它碎部點。步驟，測繪其它碎部點。 儀器搬至其它控制點之前，應(yīng)重新檢儀器搬至其它控制點之前，應(yīng)重新檢查定向是否

9、正確，并檢查碎部測量是否完查定向是否正確，并檢查碎部測量是否完全，有無遺漏；儀器搬至其它控制點上后，全，有無遺漏；儀器搬至其它控制點上后，應(yīng)復(fù)測上一測站所測的若干碎部點，檢查應(yīng)復(fù)測上一測站所測的若干碎部點，檢查確認無誤后，再在新測站上開始測繪。確認無誤后，再在新測站上開始測繪。1617實地測圖采用視距測量方法獲取數(shù)據(jù) 1 1、視線水平時、視線水平時viHHnKDAB K取100，n 上、下絲讀數(shù)之差，i儀器高，v中絲讀數(shù)。 viDhklSDklSllABtancoscoscoscos2則1、視距公式：2、高差公式： 19測站點：測站點： A 后視點：后視點： B 儀器高：儀器高： i=1.42

10、m 測站高程測站高程HA= 207.40m點號視距kl(m)中絲讀數(shù)(m) 豎盤讀數(shù) 豎直角 高差(m)高程(m)水平距離(m)水平角 備注150.61.4234+10 25+9.00216.4048.95114 00270.01.6093 42- 3 43-4.71202.6969.71125 402021u 地形圖的繪制地形圖的繪制 地物的描繪（依比例表示、半依比例表示和不地物的描繪（依比例表示、半依比例表示和不能依比例表示）能依比例表示） 地貌的描繪（等高線、等深線）地貌的描繪（等高線、等深線） 注記內(nèi)容齊全。注記內(nèi)容齊全。7.1.3 地形圖的繪制、拼接和檢查地形圖的繪制、拼接和檢查22

11、u 地形圖的拼接地形圖的拼接7.1.3 地形圖的繪制、拼接和檢查地形圖的繪制、拼接和檢查 相應(yīng)坐標格網(wǎng)對齊，檢查地物，地貌的拼接誤差。相應(yīng)坐標格網(wǎng)對齊，檢查地物，地貌的拼接誤差。若相鄰處的地物、地貌偏差不超過規(guī)定的要求時，則若相鄰處的地物、地貌偏差不超過規(guī)定的要求時，則可可取其平均位置取其平均位置，并據(jù)此改正相鄰圖幅的地物、地貌，并據(jù)此改正相鄰圖幅的地物、地貌位置。位置。u地形圖的檢查地形圖的檢查 室內(nèi)檢查、外業(yè)巡視檢查、外業(yè)設(shè)站檢查室內(nèi)檢查、外業(yè)巡視檢查、外業(yè)設(shè)站檢查231）連接地性線連接地性線 測定地貌后，不能馬上生成等高線，必須測定地貌后，不能馬上生成等高線，必須先連地性線先連地性線。通

12、。通常以實線連成山脊線，以虛線連成山谷線。如下圖：常以實線連成山脊線，以虛線連成山谷線。如下圖：7 724 2）求等高線的通過點求等高線的通過點 完成地性線的連接工作后，即可在同一坡度的兩相鄰點之完成地性線的連接工作后，即可在同一坡度的兩相鄰點之間間內(nèi)插內(nèi)插出每整米高程的等高線通過點。出每整米高程的等高線通過點。25 3）勾繪等高線勾繪等高線 在地性線上求得等高線的通過點后，即可根據(jù)等高線的在地性線上求得等高線的通過點后，即可根據(jù)等高線的特性，把相等高程的點連結(jié)起來，即為等高線，如下圖：特性，把相等高程的點連結(jié)起來，即為等高線，如下圖：26n 依據(jù)采集數(shù)據(jù)的手段不同，數(shù)字測圖分為：依據(jù)采集數(shù)據(jù)

13、的手段不同，數(shù)字測圖分為：u地面數(shù)字測圖（地面數(shù)字測圖（野外數(shù)據(jù)采集）野外數(shù)據(jù)采集）全站儀測量模式：用全站儀進行實地測量，將野外采集的全站儀測量模式：用全站儀進行實地測量，將野外采集的數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)诫娮邮植?、掌上電腦或便攜機內(nèi)記錄，利數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)诫娮邮植?、掌上電腦或便攜機內(nèi)記錄，利用數(shù)字測圖軟件自動生成數(shù)字地圖，并控制繪圖儀自動繪用數(shù)字測圖軟件自動生成數(shù)字地圖，并控制繪圖儀自動繪制地形圖。制地形圖。GPS測量模式：測量模式：RTK實時動態(tài)定位技術(shù)實時動態(tài)定位技術(shù)u地形圖數(shù)字化地形圖數(shù)字化：在已進行過測繪工作的測區(qū)，利用紙介質(zhì)地：在已進行過測繪工作的測區(qū)，利用紙介質(zhì)地形圖，即原圖（底圖），經(jīng)過

14、數(shù)字化儀，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字地形圖，即原圖（底圖），經(jīng)過數(shù)字化儀，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字地形圖。形圖。u數(shù)字攝影測圖數(shù)字攝影測圖7.2 數(shù)字測圖方法7.2.1 數(shù)字測圖概述數(shù)字測圖概述27n數(shù)字測圖的主要特點數(shù)字測圖的主要特點u自動化：自動化：野外測量自動記錄、自動結(jié)算處理，自野外測量自動記錄、自動結(jié)算處理，自動成圖、繪圖，并提供可供處理的數(shù)字地圖。效動成圖、繪圖，并提供可供處理的數(shù)字地圖。效率高、勞動強度小。率高、勞動強度小。u數(shù)字化數(shù)字化：數(shù)字地形信息可以傳輸、處理和多用戶：數(shù)字地形信息可以傳輸、處理和多用戶共享；可自動提取點位坐標、距離、方位、面積共享；可自動提取點位坐標、距離、方位、面積等；可供工

15、程等；可供工程CAD（計算機輔助設(shè)計）使用；可（計算機輔助設(shè)計）使用；可供供GIS建庫使用，可繪制各類專題地圖；可進行建庫使用，可繪制各類專題地圖；可進行局部更新，保持地圖的現(xiàn)勢性。局部更新，保持地圖的現(xiàn)勢性。28u高精度：高精度：模擬測圖法的比例尺精度決定模擬測圖法的比例尺精度決定了圖的最高精度；數(shù)字地形圖無損地體現(xiàn)了圖的最高精度；數(shù)字地形圖無損地體現(xiàn)了外業(yè)測量的高精度，在微機自動過程中，了外業(yè)測量的高精度，在微機自動過程中，原始測量數(shù)據(jù)的精度毫無損失，從而獲得原始測量數(shù)據(jù)的精度毫無損失，從而獲得與儀器測量同精度的測量成果。與儀器測量同精度的測量成果。u使用方便使用方便u為為GIS提供基礎(chǔ)數(shù)

16、據(jù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)29n 地面數(shù)字測圖的圖根控制測量與地面數(shù)字測圖的圖根控制測量與碎部測量可同時進行，即在進行圖根碎部測量可同時進行，即在進行圖根控制測量的同時，可在圖根控制點上控制測量的同時，可在圖根控制點上同步測量本站的碎部點，再根據(jù)圖根同步測量本站的碎部點，再根據(jù)圖根控制點的平差后坐標，對碎部點坐標控制點的平差后坐標，對碎部點坐標重新計算，以提高碎部點坐標的精度，重新計算，以提高碎部點坐標的精度，而后進行計算機處理并自動生成圖形而后進行計算機處理并自動生成圖形（這種方法被稱為（這種方法被稱為“一步測圖法一步測圖法”）。）。30n 地面數(shù)字測圖在測區(qū)內(nèi)可不受圖幅的地面數(shù)字測圖在測區(qū)內(nèi)可不受圖幅

17、的限制，作業(yè)小組的任務(wù)可按河流、道路等限制，作業(yè)小組的任務(wù)可按河流、道路等自然分界線劃分，以便于碎部測圖，也減自然分界線劃分，以便于碎部測圖，也減少了圖幅接邊問題。少了圖幅接邊問題。 n 地面數(shù)字測圖必須有足夠的特征點坐地面數(shù)字測圖必須有足夠的特征點坐標才能繪制地物符號；足夠而又分布合理標才能繪制地物符號；足夠而又分布合理的地形特征點才能繪制等高線，因此，地的地形特征點才能繪制等高線，因此，地面數(shù)字測圖中直接測量碎部點的數(shù)目比傳面數(shù)字測圖中直接測量碎部點的數(shù)目比傳統(tǒng)測圖有所增加，且碎部點（尤其是地形統(tǒng)測圖有所增加，且碎部點（尤其是地形特征點）的位置選擇尤為重要。特征點）的位置選擇尤為重要。 3

18、17.2.2 數(shù)字測圖的野外數(shù)據(jù)采集數(shù)字測圖的野外數(shù)據(jù)采集u全站儀野外測記法模式全站儀野外測記法模式草圖法草圖法編碼法編碼法u電子平板法模式電子平板法模式uGPS RTK測圖模式測圖模式電子手簿記錄（配畫草圖，室內(nèi)連碼）電子手簿記錄（配畫草圖，室內(nèi)連碼）便攜機記錄（現(xiàn)場顯示圖形并連碼）便攜機記錄（現(xiàn)場顯示圖形并連碼）1. 野外數(shù)據(jù)采集的模式野外數(shù)據(jù)采集的模式322. 測定碎部點位信息的方法u 測定碎步點位信息的方法可根據(jù)實測測定碎步點位信息的方法可根據(jù)實測條件和測區(qū)的具體情況而定，主要有以下條件和測區(qū)的具體情況而定，主要有以下4中方法：中方法： 極坐標法極坐標法 方向交會法方向交會法 距離交會

19、法距離交會法 支距法支距法337.2.3 數(shù)字地面模型的建立和等高線的繪制數(shù)字地面模型的建立和等高線的繪制 DTM(Digital Terrain Model)即即數(shù)字地面數(shù)字地面模型模型，是以數(shù)字的形式按一定的結(jié)構(gòu)組織在，是以數(shù)字的形式按一定的結(jié)構(gòu)組織在一起，表示一起，表示實際地形特征的空間分布實際地形特征的空間分布。只有。只有在在DTM的基礎(chǔ)上才能繪制等高線。的基礎(chǔ)上才能繪制等高線。 34n 數(shù)字表示方式數(shù)字表示方式包括離散點的包括離散點的三三維坐標維坐標（測量數(shù)據(jù)）、由離散點組（測量數(shù)據(jù)）、由離散點組成的規(guī)則或不規(guī)則的成的規(guī)則或不規(guī)則的格網(wǎng)結(jié)構(gòu)格網(wǎng)結(jié)構(gòu)、依、依據(jù)數(shù)學模型及一定的內(nèi)插和擬合

20、算據(jù)數(shù)學模型及一定的內(nèi)插和擬合算法自動生成的法自動生成的等高線（圖）等高線（圖）、斷面斷面（圖）（圖）、坡度（圖）坡度（圖）等。等。35 DTM的核心的核心是是地形地形表面特征點的三維坐標表面特征點的三維坐標數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，和，和一套對地表提一套對地表提供連續(xù)描述的算法供連續(xù)描述的算法。最。最基本的基本的DTM至少包含了至少包含了相關(guān)區(qū)域內(nèi)平面坐標相關(guān)區(qū)域內(nèi)平面坐標(x，y)與高程與高程z之間的映射關(guān)之間的映射關(guān)系，即系，即 ( , )DTMzf x yx,y所在域 37n 數(shù)字地面模型數(shù)字地面模型DTM是帶有是帶有空間位置特空間位置特征征和和地形屬性特征地形屬性特征的數(shù)字描述，包含著的數(shù)字描述，包

21、含著地面起伏和屬性兩個含義，當?shù)孛嫫鸱蛯傩詢蓚€含義，當DTM中地中地形屬性僅指地面點的高程時，通常將其形屬性僅指地面點的高程時，通常將其稱為稱為數(shù)字高程模型數(shù)字高程模型DEM（Digital Elevation Model）。）。 規(guī)則格網(wǎng)規(guī)則格網(wǎng) 不規(guī)則格網(wǎng)不規(guī)則格網(wǎng)1. DTM的建立（構(gòu)建格網(wǎng)）2. DTM的修改 刪除、過濾、增加、重組三角形刪除、過濾、增加、重組三角形 38393. 等高線的繪制4. 等高線的修飾 設(shè)置最小、最大高程設(shè)置最小、最大高程 設(shè)置等高距設(shè)置等高距 等高線注記等高線注記 等高線修建等高線修建 等高線局部替換等高線局部替換7.2.4 地形圖的編輯與輸出地形圖的編輯

22、與輸出1. 圖形分幅2. 圖形的顯示與編輯 刪除、平移、旋轉(zhuǎn)刪除、平移、旋轉(zhuǎn)（點、線、面）（點、線、面） 注記注記（文字說明、圖式符號、圖名圖（文字說明、圖式符號、圖名圖號等等）號等等）403. 繪制地形圖n 由計算機控制繪圖儀繪制地形由計算機控制繪圖儀繪制地形圖。繪圖儀有矢量繪圖儀和點陣繪圖。繪圖儀有矢量繪圖儀和點陣繪圖儀。點陣繪圖儀繪圖速度較矢量圖儀。點陣繪圖儀繪圖速度較矢量繪圖儀快，目前多采用屬于點陣繪繪圖儀快，目前多采用屬于點陣繪圖儀的噴墨繪圖儀繪制。圖儀的噴墨繪圖儀繪制。417.3 普通地形圖的數(shù)字化7.3.1 概述概述 數(shù)字地形圖除采用地面數(shù)字測圖方法外，數(shù)字地形圖除采用地面數(shù)字測

23、圖方法外，也可采用地形圖數(shù)字化方法。也可采用地形圖數(shù)字化方法。 采用常規(guī)測圖方法測繪的圖解地形圖通采用常規(guī)測圖方法測繪的圖解地形圖通過地形圖數(shù)字化，可轉(zhuǎn)換成計算機能存儲和過地形圖數(shù)字化，可轉(zhuǎn)換成計算機能存儲和處理的數(shù)字地形圖，但其地形要素的位置精處理的數(shù)字地形圖，但其地形要素的位置精度不會高于原地形圖的精度。度不會高于原地形圖的精度。 42n 地形圖數(shù)字化方法按采用的數(shù)地形圖數(shù)字化方法按采用的數(shù)字化儀不同分為字化儀不同分為: : 手扶跟蹤數(shù)字化儀手扶跟蹤數(shù)字化儀 掃描數(shù)字化儀掃描數(shù)字化儀43 手扶跟蹤數(shù)字化：手扶跟蹤數(shù)字化：手扶跟蹤數(shù)字化利用手扶跟蹤數(shù)字化利用跟蹤數(shù)字化儀，將圖解地形圖直接轉(zhuǎn)換成矢跟蹤數(shù)字化儀，將圖解地形圖直接轉(zhuǎn)換成矢量格式的數(shù)字地形圖。量格式的數(shù)字地形圖。 由于手扶跟蹤數(shù)字化需要大量的人工操由于手扶跟蹤數(shù)字化需要大量的人工操作，使得它成為以數(shù)字為主體的應(yīng)用項目瓶作，使得它成為以數(shù)字為主體的應(yīng)用項目瓶頸。掃