測繪《數(shù)字地形測量》實驗教學(xué)指導(dǎo)書

1、數(shù)字地形測量實驗指導(dǎo)書 （供測繪工程專業(yè)使用）測繪與城市空間信息系2009-9實驗一 全站儀的認(rèn)識及數(shù)據(jù)采集模塊的功能實用；1. 目的（1）了解全站型電子速測儀的基本結(jié)構(gòu)與性能 ,各操作部件的名稱和作用。 （2）掌握全站型電子速測儀的基本操作方法。 4. 儀器及用具 每組借全站儀NTS-660或SET500（包括棱鏡、棱鏡桿、腳架）1套，記錄板1塊，測傘1把 。 5. 實驗步驟提要 （1）了解全站儀的基本結(jié)構(gòu)與性能及各操作部件的名稱和作用。（2）了解全站儀鍵盤上各按鍵的名稱及其功能、顯示符號的含義并熟悉使用方法 （3）掌握全站儀的安置方法。在一個測站上安置全站儀,練習(xí)水平角、豎角、距離及坐標(biāo)的

2、測量。6注意事項 （1）全站儀是目前結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴的先進(jìn)測量儀器之一，在使用時必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，十分注意愛護(hù)儀器。（2）必須及時將中心螺旋旋緊。 （3）在陽光下使用全站儀測量時，一定要撐傘遮掩儀器，嚴(yán)禁用望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)太陽。 （4）在裝卸電池時，必須先關(guān)斷電源。 （5）遷站時，即使距離很近，也必須取下全站儀裝箱搬運，并注意防震。7上交資料 上交觀測記錄表。實驗二 全站儀數(shù)字測圖外業(yè)數(shù)據(jù)采集一、實驗?zāi)康?掌握全站儀數(shù)據(jù)采集的全過程；2掌握偏心測量的作業(yè)方法；3掌握利用后方交會設(shè)置測站的方法。4模擬測圖過程采集一測區(qū)碎步點數(shù)據(jù)。二、 儀器及用具 每組借全站儀NTS-660或SET500（包括棱

3、鏡、棱鏡桿、腳架）1套，記錄板1塊，測傘1把 。 三、實驗步驟提要 1坐標(biāo)測量在標(biāo)準(zhǔn)測量程序主菜單中，通過【】或【】鍵選擇【記錄】菜單，便進(jìn)入【記錄】菜單屏幕：1） 設(shè)置測站點在【記錄】菜單屏幕中選擇【設(shè)置測站點】，并按ENT鍵進(jìn)入后視點設(shè)置。2）設(shè)置后視點輸入完測站信息后，可以繼續(xù)輸入后視點信息。通過“設(shè)置后視點”屏幕可以設(shè)定后視點和后視方向。 在【記錄】菜單屏幕中選擇【設(shè)置后視點】，并按ENT鍵，當(dāng)測站點設(shè)置好以后，必須先按【設(shè)置】鍵才能設(shè)置后視方位角，再按【校核】鍵顯示實測坐標(biāo)與原坐標(biāo)差值3）側(cè)視測量（坐標(biāo)測量）當(dāng)設(shè)置好測站點和后視點以后，便可以進(jìn)行測量工作；在【記錄】菜單通過箭頭鍵選擇

4、【側(cè)視測量】，并按ENT鍵，便進(jìn)入側(cè)視測量屏幕：2偏心測量對無法直接測量的點，可采用下列步驟，測量數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)變?yōu)樵紨?shù)據(jù)。記錄的觀測點盡可能靠近要測的觀測點，從測量屏幕中按偏心鍵，便顯示偏心測量屏幕。沿著視線方向上的偏差為徑向偏差 ，遠(yuǎn)離儀器的方向為正；切向偏差從儀器方向上看在垂直于視線右邊的偏差為正；垂直偏差在上面的為正。 切向偏差可以通過用于第二個前方交會的正交偏差的當(dāng)前觀測計算出來，通過這種方法可以獲得目標(biāo)的大致中心。例如：大樹，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的一側(cè)，當(dāng)在選擇了偏差屏幕后，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的中心后按水平及F1鍵記下水平角，從視線方向上的切向偏差便會計算出來并顯示到屏幕中。 1）選擇記錄中的側(cè)視測量，照

5、準(zhǔn)棱鏡，按F5(測量)，顯示測站到棱鏡點的斜距。2）儀器保持不動，按F6(翻頁)，并按下F3(偏心)鍵。3）A：照準(zhǔn)偏心目標(biāo)點，按F1(水平)鍵或F2 (垂直)鍵，儀器變計算偏差值，并顯示在屏幕上。 B：手工輸入前向(前向偏差，即沿著儀器視線方向)的值后；按F1(水平)鍵或F2 (垂直)鍵便顯示相應(yīng)的偏差值。4）按ENT鍵便完成偏心測量。若再按ENT，將顯示偏心測量結(jié)果。3.后方交會后交(F4)：后方交會功能鍵，用于計算測站點的坐標(biāo)；在測站點坐標(biāo)未知的情況下，可通過執(zhí)行【后交】程序?qū)⒃摐y站點坐標(biāo)計算出來?！竞蠼弧砍绦蚴峭ㄟ^在測站上測量至少兩個已知點的坐標(biāo)來計算該測站的坐標(biāo)的。后方交會的測量方法

6、有兩種：測量距離和角度、只測量角度。計算的方法取決于可用的數(shù)據(jù)，至少需要觀測兩個點的角度和距離，或觀測三個點的角度。在屏幕下方將顯示測站點的(e1)互差或N、E、Z方向上(sN,sE,sZ)的標(biāo)準(zhǔn)差。如果測量兩點間的距離將顯示互差。計算公式如下： e1 = HD12(實測值) HD12(理論值) HD12表示第一點和第二點之間的平距。如果測量了三點或更多點的距離或四點或更多點的角度，便顯示標(biāo)準(zhǔn)差而不顯示互差。按添加鍵，表示添加一個新的后方交會測量，按測量鍵便進(jìn)行測量，但該測量數(shù)據(jù)既不存儲也不用于后方交會計算。只有在添加新的后方交會測量按ENT鍵，才會將該測量用于后方交會計算。如果該點坐標(biāo)未知，

7、將會要求用戶輸入該點坐標(biāo)，之后又回到后方交會主屏幕,并且顯示已測量的點的點號。如果觀測了三個角度或觀測兩個角度與距離；按【坐標(biāo)】鍵,便顯示測站點的坐標(biāo)，并在右邊顯示各點的殘差。 顯示的殘差數(shù)據(jù)取決于參數(shù)的選擇；一般來說，不好的觀測的殘差大，可以通過箭頭鍵移動光標(biāo)到該數(shù)據(jù)處按刪除鍵，刪除該記錄；該記錄便從表中清除，測站點的坐標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)差或互差和其它觀測值的殘差將會自動的重新計算。通過按參數(shù)鍵來選擇后方交會計算中的參數(shù)，如果在參數(shù)設(shè)置中“計算后視方位”為打開狀態(tài)，通過按ENT鍵，便會計算并設(shè)置后視方位角，并退出后方交會主屏幕。計算中會用到框中顯示的全部測量數(shù)據(jù)。四、上交資料 每人上交實驗報告1份。實

8、驗三 “草圖法數(shù)字測圖”一、實驗?zāi)康恼莆詹輬D法作業(yè)的全過程；二、 儀器及用具 每組借全站儀NTS-660或SET500（包括棱鏡、棱鏡桿、腳架）1套，記錄板1塊，測傘1把 。 三、實驗步驟提要 （一）草圖法數(shù)字測圖的組織1、人員組織與分工觀測員:操作全站儀，觀測并記錄觀測數(shù)據(jù)；領(lǐng)圖員:指揮跑尺員，現(xiàn)場勾繪草圖；跑尺員:現(xiàn)場徒步立反射器；制圖員:擔(dān)負(fù)內(nèi)業(yè)制圖任務(wù)。2、數(shù)據(jù)采集設(shè)備數(shù)據(jù)采集設(shè)備：全站儀；帶內(nèi)存或磁卡，可直接記錄觀測數(shù)據(jù)；不帶內(nèi)存或磁卡時，則需加配電子手薄。（二）草圖法數(shù)字測圖的作業(yè)流程主要有：野外數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)下載、設(shè)定比例尺、展繪碎部點、連線成圖、等高線處理、整飾圖形、圖形分

9、幅和輸出管理9個步驟。1、野外數(shù)據(jù)采集安置全站儀，量取儀器高，將測站點、后視點的點名、三維坐標(biāo)、儀器高、跑尺員所持反射鏡高度輸入全站儀。操作全站儀觀測測站至反射鏡的水平方向值、天頂距值和斜距值，利用全站儀內(nèi)的程序自動計算出所測碎部點的x、y、H三維坐標(biāo)并自動記錄在全站儀的記錄載體上；領(lǐng)圖員同時勾繪現(xiàn)場地物屬性關(guān)系草圖。2、數(shù)據(jù)下載全站儀內(nèi)部記錄的數(shù)據(jù)通過電纜。傳輸?shù)诫娔X，形成觀測坐標(biāo)文件。全站儀與計算機(jī)連接、數(shù)據(jù)傳輸。3、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換為CASS格式的坐標(biāo)文件，CASS可以展點和生成等高線。實驗四：內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理及成圖編輯一、實驗?zāi)康恼莆漳戏絚ass7.0內(nèi)業(yè)成圖的四種基本成圖方法及編輯整飾方法。

10、二、 實驗步驟提要 （一）描繪地物（應(yīng)用CASS繪圖軟件）“草圖法”中的“點號定位法”和“坐標(biāo)定位法”的工作方式及其作業(yè)流程1、點號定位法作業(yè)流程：1)定顯示區(qū)定顯示區(qū)的作用是根據(jù)輸入坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)大小定義屏幕顯示區(qū)域的大小，以保證所有點可見。首先移動鼠標(biāo)至“繪圖處理”項，按左鍵，即出現(xiàn)下拉菜單，然后選擇“定顯示區(qū)”項，按左鍵，即出現(xiàn)一個對話窗。這時，需輸入碎部點坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名?？芍苯油ㄟ^鍵盤輸入，也可參考WINDOWS選擇打開文件的操作方法操作。這時，命令區(qū)將顯示最小坐標(biāo)和最大坐標(biāo)（米）。2）選擇測點點號定位成圖移動鼠標(biāo)到屏幕右側(cè)菜單區(qū)，左鍵單擊“測點點號”，出現(xiàn)“選擇點號對應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)

11、文件名”對話框，打開點號坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名，數(shù)秒鐘后命令區(qū)提示：“讀點完成！共讀入n 點?！?）描繪地物為了更加直觀地在圖形編輯區(qū)內(nèi)看到各測點之間的關(guān)系，可以先將野外測點點號在屏幕中展出來。其操作方法是：先移動鼠標(biāo)至屏幕的頂部“繪圖處理”菜單項按左鍵，這時系統(tǒng)彈出一個下拉菜單如圖1。再移動鼠標(biāo)選擇“展點”項的“野外測點點號”項按左鍵，便出現(xiàn)一個對話框。輸入對應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名后，便可在屏幕展出野外測點的點號。根據(jù)外業(yè)草圖，選擇相應(yīng)的地圖圖式符號在屏幕上將平面圖繪出來。例如，要根據(jù)33，34，35號點連成一間普通房屋，可移動鼠標(biāo)至右側(cè)菜單“居民地”處按左鍵，系統(tǒng)便彈出“居民地和垣柵”對話框，再移動鼠

12、標(biāo)到“四點房屋”的圖標(biāo)處按左鍵，圖標(biāo)變亮表示該圖標(biāo)已被選中，然后移鼠標(biāo)至OK處按左鍵。這時命令區(qū)提示：“繪圖比例尺 1：”輸入比例尺分母，回車后又提示“1.已知三點/ 2.已知兩點及寬度/ 3.已知四點：”輸入1，回車（或直接回車默認(rèn)選1）。命令區(qū)提示：“點P/點號：”輸入33，回車，命令區(qū)提示：“點P/點號：”輸入34，回車，命令區(qū)提示：“點P/點號：”輸入35，回車。這樣，將33，34，35號點連成了一間普通房屋。2、坐標(biāo)定位法作業(yè)流程：1）定顯示區(qū) 此步操作與“點號定位”法作業(yè)流程的“定顯示區(qū)”的操作相同。2）選擇坐標(biāo)定位成圖法移動鼠標(biāo)至屏幕右側(cè)菜單區(qū)之“坐標(biāo)定位”項，按左鍵，即進(jìn)入“坐

13、標(biāo)定位”項的菜單。如果剛才在“測點點號”狀態(tài)下，可通過選擇“CASS成圖軟件”按鈕返回主菜單之后再進(jìn)入“坐標(biāo)定位”菜單。3）繪平面圖與“點號定位”法成圖流程類似，需先在屏幕上展點，根據(jù)外業(yè)草圖，選擇相應(yīng)的地圖圖式符號在屏幕上將平面圖繪出來，區(qū)別在于不能通過測點點號來進(jìn)行定位了。仍以繪四點房為例，先移動鼠標(biāo)至右側(cè)菜單“居民地”處按左鍵，系統(tǒng)便彈出“居民地和垣柵”對話框，再移動鼠標(biāo)到“四點房屋”的圖標(biāo)處按左鍵，圖標(biāo)變亮表示該圖標(biāo)已被選中，然后移鼠標(biāo)至OK處按左鍵。這時命令區(qū)提示：“1.已知三點/ 2.已知兩點及寬度/ 3.已知四點：”輸入l，回車（或直接回車默認(rèn)選1）。移動鼠標(biāo)至右側(cè)屏幕菜單的“捕

14、捉方式”項，擊左鍵，彈出圖2所示的對話框，再移動鼠標(biāo)到“NOD”（節(jié)點）的圖標(biāo)處按左鍵，圖標(biāo)變亮表示該圖標(biāo)已被選中，然后移鼠標(biāo)至OK處按左鍵。這時將鼠標(biāo)靠近33號點，出現(xiàn)黃色標(biāo)記，點擊鼠標(biāo)左鍵，完成捕捉工作。 同上操作捕捉34號點和35號點。這樣，即將33、34、35號點連成一間普通房屋。在輸入點時可以使用捕捉功能，選擇不同的捕捉方式會出現(xiàn)不同形式的黃顏色光標(biāo)，適用于不同的情況。如果命令區(qū)要求“輸入點”時，也可以用鼠標(biāo)左鍵在屏幕上直接點擊，為了精確定位也可輸入實地坐標(biāo)。隨著鼠標(biāo)在屏幕上移動，左下角提示的坐標(biāo)實時變化。3、描繪地貌1）建立數(shù)字地面模型（構(gòu)建三角網(wǎng)）： 在使用CASS自動生成等高線

15、時，要先建立數(shù)字地面模型。在這之前，可以先“定顯示區(qū)”及“展點”?！岸@示區(qū)”的操作與上一節(jié)所述相同，展點時可選擇“高程點”選項，輸入文件名后所有高程點的高程均自動展繪到圖上。操作過程中命令區(qū)將提問在建立三角網(wǎng)時是否要考慮坎高因素。如果要考慮坎高因素，則在建立DTM前系統(tǒng)自動沿著坎毛的方向插入坎底點（坎底點的高程等于坎頂線上已知點的高程減去坎高），這樣新建坎底的點便參與建立三角網(wǎng)的計算。因此在建立DTM之前必須要先將野外的點位展出來，再用捕捉最近點方式將陡坎繪出來，然后還要賦予陡坡各點的坎高。顯示三角網(wǎng)是將建立的三角網(wǎng)在屏幕編輯區(qū)顯示出來。如選1，建完DTM后所有三角形同時顯示出來，如果不想修

16、改三角網(wǎng)，可以選2。如果建三角網(wǎng)時考慮坎高或地性線，系統(tǒng)在建三角網(wǎng)時速度會減慢。另外，命令區(qū)還將提示生成三角形的個數(shù)。修改數(shù)字地面模型（修改三角網(wǎng)） 2）繪制等高線：等高線的繪制可以在繪平面圖的基礎(chǔ)上疊加，也可以在“新建圖形”的狀態(tài)下繪制，操作過程如下：用鼠標(biāo)選擇“等高線”下拉菜單的“繪制等高線”項，命令區(qū)提示：“繪圖比例尺1：”輸入比例尺分母后回車，命令區(qū)又提示：“請輸入等高距（單位：米） ：”按圖式規(guī)范的要求輸入等高距，例如輸入1，回車，命令區(qū)又提示選擇擬合方式：“請選擇：1. 不光滑 2. 張力樣條擬合 3. 三次B樣條擬合 4. SPLINE1：”一般選擇3，回車后計算機(jī)開始繪制等高線

17、，當(dāng)命令區(qū)顯示“繪制完成！”，則得到了初步的地形圖。CASS在繪制等高線時，充分考慮到等高線通過地性線和斷裂線的處理，能自動切除通過地物、注記、陡坎的等高線。修飾等高線刪除三角網(wǎng) 在“等高線”菜單中，選擇“刪三角網(wǎng)”。注記等高錢 用“窗口縮放”項得到局部放大圖，再選擇“等高線”下拉菜單之“等高線注記”的“高程”項，命令區(qū)提示：“選擇需注記的等高（深）線：”移動鼠標(biāo)至要注記高程的等高線位置，按左鍵；命令區(qū)提示：“依法線方向指定相鄰一條等高（深）線：”移動鼠標(biāo)至相鄰等高線位置，按左鍵后，就完成了對該等高線的高程注記，且字頭朝向高處。4、地形圖編輯 對于圖形的編輯,“編輯”和“地物編輯”兩種下拉菜單

18、。其中，“編輯”是由AutoCAD提供的編輯功能，如：圖元編輯、刪除、斷開、延伸、修剪、移動、旋轉(zhuǎn)、比例縮放、復(fù)制、偏移拷貝等：“地物編輯”是由CASS系統(tǒng)提供的對地物的編輯功能，如：線型換向、植被填充、土質(zhì)填充、批量刪剪、窗口內(nèi)的圖形存盤、多邊形內(nèi)圖形存盤等。5、地形圖整飾6、地形圖的檢查外業(yè)儀器設(shè)站檢查可以是同精度檢查，也可以是高精度檢查；可以采用做點法，也可以采用斷面法。所求之地物點點位中誤差和等高線高程中誤差應(yīng)達(dá)到工程測量規(guī)范的精度要求。實驗五：掃描屏幕數(shù)字化一、實驗?zāi)康恼莆漳戏絚asscan5.0對光柵圖像進(jìn)行圖像處理及圖像矢量化的作業(yè)方法。二、實驗步驟提要 用CASSCAN軟件進(jìn)行

19、掃描屏幕數(shù)字化作業(yè)方法1、光柵圖像導(dǎo)入將掃描好地形圖光柵圖像導(dǎo)入計算機(jī)中，用已安裝好CASSCAN軟件進(jìn)行光柵圖像的數(shù)字化。在CASSCAN的主界面菜單攔中選擇“圖像”，通過“圖像”菜單下的“插入”項調(diào)入一幅掃描好的光柵圖像。2、圖像糾正依次用“圖像”下拉菜單的“圖像糾正”的“兩點符合”及“多點糾正”對圖像進(jìn)行糾正，命令區(qū)提示：IMatch-Select Image to match：時，選擇掃描儀圖像的最外框，局部放大后選擇各角點或已知點并輸入各點坐標(biāo)（用這種方法糾正是對柵格圖像的真正糾正）。使用“圖像糾正”下的“移動”、“縮放”、“旋轉(zhuǎn)”也可直接對柵格圖像進(jìn)行變換。3、掃描矢量化CASSCAN屏幕菜單對不同地物進(jìn)行了分類歸層，和CASS軟件的分類