第三章地圖數(shù)據(jù)源

第三章地圖數(shù)據(jù)源本章教學(xué)要求教學(xué)重點：水準測量、角度測量、距離測量的基本原理數(shù)據(jù)的分類量表法數(shù)據(jù)預(yù)處理教學(xué)難點角度測量原理量表法數(shù)據(jù)預(yù)處理第三章地圖數(shù)據(jù)源§3.1水準測量原理與儀器操作§3.2角度測量原理§3.3距離測量原理§3.4制圖數(shù)據(jù)與處理一、基本原理

利用水準儀提供的水平視線，測量兩點間高差，從而由已知點高程推算出未知點高程。大地水準面

hABABHAHB=HA+hAB水平視線水準尺水準尺ab前進方向§3.1水準測量原理與儀器操作A——后視點a——后視讀數(shù)B——前視點b——前視讀數(shù)1、A、B兩點間高差2.B點的高程3.視線高程大地水準面

hABABHAHB=HA+hAB水平視線水準尺水準尺ab前進方向hAB=h1+h2+……+hn=(a1-b1)+(a2-b2)+……+(an-bn)=a-b若A、B兩點間布設(shè)一些過渡點（轉(zhuǎn)點）TP1、TP2、TP3…，將其分為n段，則用水準儀分別測得各段高差為h1，h2…h(huán)n，則有：二、水準測量的儀器與工具（一）水準儀(level)1.望遠鏡(telescope)物鏡目鏡十字絲（上、中、下絲）2.水準器(bubble)圓水準器(circularbubble)：用于整平。特性：氣泡始終向高處移動。3.基座(tribrach)（二）水準尺(levelingstaff)

主要有單面尺、雙面尺和塔尺。

尺面分劃為1cm，每10cm處（E字形刻劃的尖端）注有阿拉伯數(shù)字。（三）尺墊(staffplate)放在轉(zhuǎn)點上，以防水準尺下沉。操作程序：安置－粗平－瞄準－讀數(shù)－記錄－計算

（一）安置：打開三腳架，三長兩短，保持平穩(wěn)。拿出水準儀，擺放在三腳架上，并旋緊螺旋。三、水準儀的使用（二）粗平

調(diào)節(jié)腳螺旋，使圓水準氣泡居中。

1．方法

對向轉(zhuǎn)動腳螺旋1、2——使氣泡移至1、2方向中間——轉(zhuǎn)動腳螺旋3，使氣泡居中。粗平的操作方法示意圖：

a123b312c3122．規(guī)律

氣泡移動方向與左手大拇指運動的方向一致。（三）瞄準1．方法：先用準星器粗瞄，再用微動螺旋精瞄。（四）讀數(shù)精平后，用十字絲的中絲在水準尺上讀數(shù)。1．方法：米、分米看尺面上的注記，厘米數(shù)尺面上的格數(shù)，毫米估讀。2．規(guī)律：讀數(shù)在尺面上由小到大的方向讀。故儀器若成倒像的，從上往下讀；若成正像，即從下往上讀。

a0.725水準儀讀數(shù)實例：6.2521.4770.725

bc

a（五）記錄測站點號水準尺讀數(shù)高差h(m)高程H（m）后視（m）前視(m)1BMA1.134TP11.677∑∑a=∑b=∑a-∑b=

hABAB水平視線水準尺水準尺1.1341.677前進方向測站1測點測點四、水準測量檢核⑴變動儀高法——是在同一個測站上用兩次不同的儀器高度(>10cm)，測得兩次高差以相互比較進行檢核。兩次所測高差之差不超過容許值(等外水準測量容許值為6mm)。否則必須重測。⑵雙面尺法——:是儀器的高度不變，而立在前視點和后視點上的水準尺分別用黑面和紅面各進行一次讀數(shù)，測得兩次高差，相互進行檢核。若同一水準尺紅面與黑面讀數(shù)(加常數(shù)后)之差，不超過3mm；且兩次高差之差，又未超過5mm,則取其平均值作為該測站的觀測高差。否則，需要檢查原因，重新觀測。測站點號水準尺讀數(shù)高差h(m)高程H（m）后視（m）前視(m)1BMA1.1343.175TP11.6772TP11.444TP21.3243TP21.822TP30.8764TP31.820TP41.4355TP4BMB∑∑a=∑b=∑a-∑b=1.4441.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前進方向1.1341.677TP1h1=-0.543BMABMB12345（六）計算測站點號水準尺讀數(shù)高差h(m)高程H（m）后視（m）前視(m)1BMA1.1343.175TP11.6772TP11.444TP21.3243TP21.822TP30.8764TP31.820TP41.4355TP4BMB∑∑a=∑b=∑a-∑b=/v_show/id_XMTczNDQxMjA4.html

§3.2角度測量原理一、角度測量原理：水平角(horizontalangle)測量豎直角(verticalangle)測量1、水平角(horizontalangle)概念：

從一點出發(fā)的兩條空間直線在水平投影面上的夾角。范圍：順時針0~360°

水平面abcABC0ca水平度盤(horizontalcircle)090180270090180270水平度盤上：∠=∠CBO-∠ABO090180270090180270水平面abcABC0ca水平度盤(horizontalcircle)O2、豎直角(verticalangle)天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°概念：在同一豎直面內(nèi)，傾斜視線與水平視線間的夾角。

范圍：=090度，仰角為正，俯角為負。二、光學(xué)經(jīng)緯儀

(optical

theodolite)

1、照準部(alidade)、豎直度盤2、水平度盤(horizontalcircle)3、基座(tribrach)望遠鏡上下制動螺旋望遠鏡上下微動螺旋光學(xué)對中器豎直度盤豎直指標水準管微動螺旋水平制動、微動螺旋

兩個基本概念：盤左盤右盤左觀測盤右觀測豎直度盤豎直度盤三、測量方法及記錄測回法及記錄方向觀測法及記錄（一）測回法及記錄

1.適用：兩個方向的單角（∠AOB）

2.步驟：（1）盤左瞄準左邊A，配度盤至0°0X′，讀取a1。（2）順時針旋轉(zhuǎn)瞄準右邊B，讀取b1。則上半測回角值:β1=b1-a1OAB（3）倒鏡成盤右，瞄準右邊B，讀取b2。（4）逆時針旋轉(zhuǎn)瞄準左邊A，讀取a2。則下半測回角值:β2=b2-a2（5）計算角值

若：β1-β2≤±36″（圖根級）則有：

β=（β1+β2）/2OAB3、測回法記錄格式254

24

06180

05

0074

1906右ABO左AB00

04

1874

234274

192474

19

15ABO測站豎盤位置目標水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值示意圖以上步驟為一測回觀測，若需要觀測n測回，則每測回間改變度盤起始位置,為180

/n計算各測回角值差，

24，取各測回角值的平均值為最后結(jié)果。測站?＇

"豎盤目標水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值各測回角值備注?＇

"?＇

"?＇

"第一測回

O第二測回

O左左右右MNMNMNMN00036684248

6842126842091800024

2484230684206684215901012158523027010183385242684218684224684221測回法觀測手簿表3.1（二）方向觀測法及記錄

1．適用：在一個測站上需要觀測兩個以上方向。

2．步驟：（例有四個觀測方向）ABOCD（1）上半測回選擇一明顯目標A作為起始方向（零方向），用盤左瞄準A，配置度盤，順時針依次觀測A、B，C，D，A。盤左零方向（2）下半測回

倒鏡成盤右，逆時針依次觀測A，D，C，B，A。（3）各方向盤左、盤右讀數(shù)的平均值平均值=[盤左讀數(shù)+（盤右讀數(shù)±180o）]/2ABOCD盤右零方向四、儀器的使用安置（對中、整平）→瞄準→讀數(shù)→記錄→計算（一）安置經(jīng)緯儀的安置包括對中(centering)和整平(leveling)粗對中與粗平：平移三腳架(應(yīng)注意保持三角架頭面基本水平)，使垂球尖大致對準測站點的中心，將三腳架的腳尖踩入土中。B精對中：垂球尖準確對準測站點，垂球?qū)χ械恼`差應(yīng)小于3mm。精平：使管水準氣泡在相互垂直的兩個方向上居中。注意，旋轉(zhuǎn)腳螺旋精平儀器時，不會破壞前已完成的垂球?qū)χ嘘P(guān)系。（二）瞄準目鏡對光：松開望遠鏡制動螺旋和水平制動螺旋，將望遠鏡對向明亮的背景(如白墻、天空等，注意不要對向太陽)，轉(zhuǎn)動目鏡使十字絲清晰。粗瞄目標：用望遠鏡上的粗瞄器瞄準目標，旋緊制動螺旋。精確瞄準：轉(zhuǎn)動物鏡調(diào)焦螺旋使目標清晰，旋轉(zhuǎn)水平微動螺旋和望遠鏡微動螺旋，精確瞄準目標?？捎檬纸z縱絲的單線平分目標，也可用雙線夾住目標。（三）讀數(shù)讀數(shù)時先打開度盤照明反光鏡，調(diào)整反光鏡的開度和方向，使讀數(shù)窗亮度適中，旋轉(zhuǎn)讀數(shù)顯微鏡的目鏡使刻劃線清晰，然后讀數(shù)。J6光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法水平度盤讀數(shù)：

73°04′24″0173（1）分微尺的分劃值為1′，估讀到X″。（2）“H”——水平度盤讀數(shù)，“V”——豎直度盤讀數(shù)。

讀數(shù)練習(xí)V0123456013456H2HV01234562013456115787879116115（四）記錄254

24

06180

05

0074

1906右ABO左AB00

04

1874

234274

192474

19

15ABO測站豎盤位置目標水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值示意圖§3.3距離測量原理距離丈量是指運用鋼尺、皮尺等丈量工具直接或間接獲取地面上兩點間水平距離的測量工作。不同高程的兩點間的距離稱為斜距；水平面上兩點間的距離稱為平距；測量上一般用“米”作距離的單位一、量距工具有：鋼尺(steeltape)、標桿(measuringbar)、垂球(plumbbob)、測釬(measuringrod)、溫度計(thermometer)、彈簧秤(springbalance)。二、鋼尺量距

基本要求——平、準、直。按精度分：一般量距和精密量距（一）一般量距步驟1．定線(linealignment)按精度分：目估法和經(jīng)緯儀法。

2．丈量（1）喊“預(yù)備”、“好”前后尺手同時讀數(shù)，相減。（2）在山區(qū)，可用平量法、斜量法。

平量法斜量法AB測釬SAB=n+

為整尺段長

為余長3．內(nèi)業(yè)成果整理

（1）丈量精度用“相對誤差”來衡量：要求：一般量距：K≤1/3000(平坦)，≤1/1000（山區(qū)）。

/v/b/25115529-1221912365.html§3.4制圖數(shù)據(jù)與處理一、地理資料二、數(shù)據(jù)的預(yù)處理一、地理資料（一）數(shù)據(jù)類型（二）數(shù)據(jù)變換（一）數(shù)據(jù)類型1.定性數(shù)據(jù)和定量數(shù)據(jù)定性數(shù)據(jù)表示空間或時間上事物的性質(zhì)上的差異，不考慮它的數(shù)量變化。

植被類型：針葉林、闊葉林、草原等定量數(shù)據(jù)：是用可計數(shù)的值表示某一事物。人口（如右圖）國家（地區(qū)）人口密度（人口/每平方公里）澳門18811摩納哥16403.6新加坡6428.1香港6,350馬耳他1257.9馬爾代夫1067.2巴林987.1孟加拉926.2巴巴多斯641.8臺灣637.1毛里求斯588.3瑙魯587.1韓國490.72.自然資源和社會-經(jīng)濟數(shù)據(jù)自然資源數(shù)據(jù)：包括位置、氣候、地勢、水文、土壤、植被等所有表征自然資源和環(huán)境的數(shù)據(jù)。社會-經(jīng)濟數(shù)據(jù)：最典型的是人口、經(jīng)濟數(shù)據(jù)。/jstj/jsnj/2008/nj20.htmhttp:///3.空間數(shù)據(jù)——對地理數(shù)據(jù)的泛稱，包括空間、時間和屬性。空間數(shù)據(jù)：表示現(xiàn)象的空間位置或所處的地理空間。屬性：表示現(xiàn)象或事件的名稱、類別、變量或數(shù)量等。（二）數(shù)據(jù)變換1.定性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成定量數(shù)據(jù)2.數(shù)據(jù)本身轉(zhuǎn)換二、數(shù)據(jù)的預(yù)處理——就是對數(shù)據(jù)進行綜合分析，或?qū)?shù)據(jù)壓縮、增加、保留主要特征；或?qū)?shù)據(jù)的使用進行取舍，以期適用于符號化或地圖作業(yè)。（一）數(shù)據(jù)分布的量表（1）1.定名量表眾數(shù)是最佳的數(shù)字統(tǒng)計量，以一個群體中出現(xiàn)頻率最大的類別定名。名稱A/hm2B/hm2小麥4721棉花12532玉米63324薯類973A區(qū)：棉花>玉米>小麥>薯類A區(qū)：棉花B區(qū)：玉米>薯類>棉花>小麥B區(qū)：玉米注：用變率檢驗處理效果，值越小表示命名的代表性越大。V=1-(眾數(shù)的頻率F/總數(shù)N)（一）數(shù)據(jù)分布的量表（2）2.順序量表按某種標志將制圖對象排序，表現(xiàn)為相對等級,沒有絕對的零值。分位法是其中一種常用的定量分類方法。四分位法是選擇中位數(shù)，研究數(shù)據(jù)的排序位置并進行分類的方法。鄉(xiāng)名數(shù)值排序產(chǎn)量/kg大南13726多良22174吳雨31967陳李莊41213沙峪5876壁店6534尚里7329梓南8137粹西998三合1072宜良1159萬合1223Q2=（N6+N7）/2=(543+329)/2=436Q1=（N3+N4）/2=(1967+1213)/2=1590Q3=（N9+N10）/2=(98+72)/2=85>Q1,即>

1590，產(chǎn)量：優(yōu)Q2～Q1,即436～1590，產(chǎn)量：良Q3～Q2,即85～436，產(chǎn)量：中<Q3,即<

85

，產(chǎn)量：差（一）數(shù)據(jù)分布的量表（4）4.比率量表L,kLr,kLr2,kLr3,kLr4,kLr5,…,H等比數(shù)列是常用的方法之一（一）數(shù)據(jù)分布的量表（3）3.間距量表常用的統(tǒng)計量是算術(shù)平均值X和標準差d∑Xx=———nx-2d，x-d，x，x+d，x+2d

±∑(X-x)2d=———————n√分級間隔值：鄉(xiāng)名產(chǎn)量鄉(xiāng)名產(chǎn)量黃玉2136丈洲2481張棚2701王壯976長東1423府前1223小莊1275府右1549加魚2343石拌1038有剎1691三門1149石留1881危生1539樂平1924東引1710單位：kg/hm2∑Xx=———n

=(2136+2701+1423……+1710)/16=1690±∑(X-x)2d=———————n√=507若間距為δ，則間距數(shù)值有：676、1183、1690、2197、2704其分類標準為：676~1183、1183~1690、1690~2197、2197~2704若間距為0.5δ,則間距數(shù)值有：928、1182、1436、1690、1944、2198、2452、2706比率量表間距量表順序量表定名量表市年末戶籍人口

（萬人）

#女年平均人口

（萬人）出生人數(shù)（人）死亡人數(shù)（人）人口自然

增長率（‰)南京市617.17302.47612.2051410340342.84無錫市461.74230.94459.7733395302740.68徐州市940.95456.39937.84102911133825-3.30常州市357.38177.65356.0327236238110.96蘇州市624.43315.86620.2648552405031.30南通市766.13386.01767.964671559656-1.69連云港市482.23231.98480.8265142646370.11淮安市534.00259.98533.3861310542661.32鹽城市809.79393.19807