測量教案11章-數(shù)字測圖與應(yīng)用

第11章大比例尺數(shù)字地形圖的測繪與應(yīng)用數(shù)字測圖——用全站儀或GPSRTK采集碎部點坐標(biāo)數(shù)據(jù)，用數(shù)字測圖軟件繪制成圖，方法——草圖法，電子平板法，PDA.本書介紹南方測繪的CASS，學(xué)習(xí)版軟件安裝文件位于光盤“\CASS安裝文件”路徑下，播放光盤“\教學(xué)演示片”路徑下的相應(yīng)文件，觀看軟件的安裝方法?！?1.1使用CASS進行數(shù)字測圖的方法(1)CASS6.1的操作界面簡介雙擊安裝文件在桌面上創(chuàng)建的CASS6.1圖標(biāo)啟動CASS。界面各區(qū)功能①下拉菜單：執(zhí)行主要測量功能；②屏幕菜單：繪制各種類別地物，操作較頻繁；③圖形區(qū)：主要工作區(qū)，顯示圖形及操作；④工具欄：各種AutoCAD命令、測量功能——快捷工具；⑤命令提示區(qū)：命令記錄區(qū)，提示用戶操作。(2)草圖法數(shù)字測圖外業(yè)用全站儀測量碎部點三維坐標(biāo)，領(lǐng)圖員繪制碎部點構(gòu)成的地物形狀和類型記錄碎部點點號(應(yīng)與全站儀自動記錄的點號一致)。全站儀內(nèi)存中碎部點三維坐標(biāo)下傳到PC機數(shù)據(jù)文件，轉(zhuǎn)換成CASS坐標(biāo)格式文件并展點，根據(jù)野外繪制的草圖在CASS中繪制地物。

1)人員組織①觀測員——操作全站儀，觀測、記錄觀測數(shù)據(jù)，注意經(jīng)常檢查零方向及與領(lǐng)圖員核對點號。②領(lǐng)圖員——指揮跑尺員，現(xiàn)場勾繪草圖。熟悉地形圖圖式，保證草圖的簡潔、正確，經(jīng)常與觀測員對點號(每測50個點對一次點號)。草圖紙應(yīng)有固定格式，不應(yīng)隨便畫在幾張紙上；每張草圖包含日期、測站、后視、測量員、繪圖員信息；搬站時，盡量換張草圖紙，不方便時，應(yīng)記錄本草圖紙內(nèi)的點所隸屬的測站。③跑尺員——負(fù)責(zé)現(xiàn)場跑尺，應(yīng)對跑點有經(jīng)驗，保證內(nèi)業(yè)制圖的方便，經(jīng)驗不足者，由領(lǐng)圖員指揮跑尺。④內(nèi)業(yè)制圖員——可由領(lǐng)圖員擔(dān)任內(nèi)業(yè)制圖任務(wù)，操作CASS展繪坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，對照草圖連線成圖。2)野外采集數(shù)據(jù)下傳到PC機文件用數(shù)據(jù)線連接全站儀與PC機COM口，設(shè)置好全站儀的通訊參數(shù)，在CASS中執(zhí)行“數(shù)據(jù)/讀取全站儀數(shù)據(jù)”命令，彈出“全站儀內(nèi)存數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換”對話框。①在“儀器”下拉列表選擇所用全站儀類型。②設(shè)置與全站儀相同的通訊參數(shù)，勾選“聯(lián)機”復(fù)選框，在“CASS坐標(biāo)文件”文本框輸入數(shù)據(jù)文件名和路徑。③

單擊“轉(zhuǎn)換”按鈕，按提示操作全站儀發(fā)送數(shù)據(jù)，單擊對話框“確定”按鈕，將發(fā)送數(shù)據(jù)保存到設(shè)定的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件中。也可用全站儀通訊軟件下傳坐標(biāo)數(shù)據(jù)并存儲為坐標(biāo)文件。

下傳拓普康GTS-105N全站儀工作文件數(shù)據(jù)設(shè)置下傳蘇州一光OTS-615全站儀工作文件數(shù)據(jù)設(shè)置下傳科力達KTS-445R全站儀工作文件數(shù)據(jù)設(shè)置3)展碎部點將坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件中點的三維坐標(biāo)展繪在繪圖區(qū)，在點位右邊注記點號，以便于結(jié)合野外繪制的草圖描繪地物。點位與點號對象位于“ZDH”(意為展點號)圖層，點位對象是AutoCAD的“Point”對象，執(zhí)行Ddptype命令修改點樣式。執(zhí)行“繪圖處理\展野外測點點號”命令，在彈出的文件選擇對話框中選擇一個坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，單擊“打開”按鈕，根據(jù)命令行提示操作完成展點。執(zhí)行Zoom/E命令選項，查看展繪碎部點點位和點號，執(zhí)行“繪圖處理\切換展點注記”命令，根據(jù)需要修改點注記方式。修改點注記方式4)根據(jù)草圖繪制地物根據(jù)野外繪制的草圖，操作CASS描繪地物與地貌。操作屏幕菜單完成，單擊屏幕菜單“坐標(biāo)定位”按鈕。

(3)電子平板法數(shù)字測圖數(shù)據(jù)線連接安裝CASS的筆記本電腦與測站全站儀，全站儀測的碎部點坐標(biāo)自動傳輸?shù)焦P記本電腦，并展繪在CASS繪圖區(qū)，完成一個地物碎部點測量工作后，用與草圖法相同的方法現(xiàn)場實時繪制地物。1)人員組織觀測員——操作全站儀，觀測，數(shù)據(jù)下傳筆記本電腦。制圖員——指揮跑尺員、現(xiàn)場操作筆記本電腦、內(nèi)業(yè)處理整飾地形圖。跑尺員——現(xiàn)場跑尺。

2)創(chuàng)建測區(qū)已知點坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件執(zhí)行

“編輯\編輯文本文件”命令調(diào)用Windows記事本創(chuàng)建測區(qū)已知點坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件。坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件格式：總點數(shù)點名,編碼,y,x,H……點名,編碼,y,x,H“I12”和“I13”點，為導(dǎo)線點編碼131500，其余為圖根點，編碼131700。已知點編碼可不要，其后逗號不能省略。3)測站準(zhǔn)備參數(shù)設(shè)置、定顯示區(qū)、展已知點、確定測站點、定向點、定向方向水平度盤值、檢查點、儀器高、檢查。①參數(shù)設(shè)置測站安置全站儀，用數(shù)據(jù)線連接全站儀與筆記本電腦的COM口，執(zhí)行“文件\CASS6.1參數(shù)設(shè)置”命令。有四個選項卡，根據(jù)實際情況設(shè)置。②展已知點執(zhí)行“繪圖處理\展野外測點點號”命令，展繪已知點坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件。③測站設(shè)置單擊屏幕菜單的“電子平板”按鈕，彈出“電子平板測站設(shè)置”對話框，操作對話框設(shè)置并輸入測站點坐標(biāo)、定向點坐標(biāo)，儀器高、檢查點坐標(biāo)。完成操作后，對話框顯示檢查方向的水平角，操作全站儀實測檢查方向水平角檢核。4)測圖操作用屏幕菜單下的命令進行操作。測繪4點3層砼房屋操作步驟：①操作全站儀照準(zhǔn)立在第一個房角點棱鏡；②單擊屏幕菜單的“居民地”按鈕，在彈出的“居民地和垣柵”對話框中選擇“四點砼房屋”，單擊“確定”按鈕，命令行提示：繪圖比例尺1:<500>Enter1.已知三點/2.已知兩點及寬度/3.已知四點<1>:Enter請輸入標(biāo)高(0.00):1.82等待全站儀信號……

CASS驅(qū)動全站儀自動測距，所測點的坐標(biāo)自動展繪到CASS繪圖區(qū)。命令行繼續(xù)提示：

選擇糾正方式:(1)偏角(2)偏前(3)偏左(4)偏右(5)不作糾正<5>

當(dāng)棱鏡無法立在地物點用，缺省選項是“5”不糾正，按回車鍵選中。操作全站儀照準(zhǔn)第二個房角點棱鏡，命令行繼續(xù)重復(fù)如下提示兩次：請輸入標(biāo)高(1.82):Enter等待全站儀信號……選擇糾正方式:(1)偏角(2)偏前(3)偏左(4)偏右(5)不作糾正<5>完成3個房角點的測量后，命令行提示：閉合C/隔一閉合G/隔一點J/微導(dǎo)線A/曲線Q/邊長交會B/回退U/連全站儀T/<指定點>輸入層數(shù):<1>3文字注記“砼3”是由CASS自動加上的，它與房屋輪廓線對象都位于“JMD”圖層。

電子平板法測繪4點3層砼房屋示例(4)等高線的處理在CASS中通過創(chuàng)建數(shù)字地面模型DTM自動生成。DTM——在一定區(qū)域范圍內(nèi)，規(guī)則格網(wǎng)點或三角形點的平面坐標(biāo)和其它地形屬性的數(shù)據(jù)集合。如地形屬性是點高程，數(shù)字地面模型又稱為數(shù)字高程模型DEM。DEM從微分角度三維地描述測區(qū)地形的空間分布，用它可按用戶設(shè)定的等高距生成等高線、繪制任意方向的斷面圖、坡度圖、計算指定區(qū)域的土方量。以CASS6.1自帶地形點坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件dgx.dat為例介紹。1)建立DTM執(zhí)行“等高線\建立DTM”命令，在“建立DTM”對話框中勾選“由數(shù)據(jù)文件生成”單選框，選擇坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件dgx.dat，單擊“確定”按鈕，顯示三角網(wǎng)——“SJW”圖層。3)繪制等高線執(zhí)行“等高線\繪制等高線”命令，彈出“繪制等值線”對話框，根據(jù)需要完成對話框的設(shè)置，單擊“確定”按鈕，CASS自動繪制等高線。

4)等高線的修飾①注記等高線4種注記方法，命令位于下拉菜單“等高線\等高線注記”，批量注記等高線時，一般選擇“沿直線高程注記”，要求先執(zhí)行Line命令繪制一條垂直于等高線的輔助直線，直線方向應(yīng)為注記高程字符字頭的朝向。執(zhí)行“沿直線高程注記”命令，CASS自動刪除輔助直線，注記字符放置在DGX(等高線)圖層。②

等高線修剪位于下拉菜單“等高線\等高線修剪”下。

(4)地形圖的整飾介紹添加注記和圖框的方法。1)加注記為道路加上路名“迎賓路”的方法單擊屏幕菜單“文字注記”按鈕，彈出“注記”對話框，選中“注記文字”，單擊“確定”按鈕，彈出“文字注記信息”對話框。2)加圖框下拉菜單“繪圖處理”下。§11.2圖解地形圖的數(shù)字化沒有全站儀時，可用解析測圖法先獲得圖解地形圖，將圖解地形圖數(shù)字化獲得數(shù)字地形圖。有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描數(shù)字化，介紹掃描數(shù)字化的操作方法。著好墨、圖面清晰的聚脂薄膜底圖，掃描分辨率設(shè)置為300dpi；對沒有著墨的鉛筆聚脂薄膜原圖，掃描分辨率一般設(shè)置為450~600dpi，掃描獲得的柵格圖像文件格式為TIFF、PCX或BMP格式。(1)插入光柵圖像執(zhí)行“工具\光柵圖像\插入圖像”命令插入光柵圖像。(2)加圖框執(zhí)行“繪圖處理/標(biāo)準(zhǔn)圖幅50×40cm”命令，鍵入比例尺1000，在“圖幅整飾”對話框中輸入所需內(nèi)容。(3)裁剪光柵圖像執(zhí)行下拉菜單“工具\光柵圖像\圖像剪裁”命令。注意保留外圖框邊界附近的文字注記圖像。(4)設(shè)置光柵圖像透明執(zhí)行“工具\光柵圖像\圖像透明度”命令，輸入on打開圖像透明。(5)糾正光柵圖像先執(zhí)行Move和Scale命令將光柵圖像移動并縮放至與內(nèi)圖框大小相吻合。執(zhí)行下拉菜單“工具\光柵圖像\圖像糾正”命令。

CASS的圖像糾正對話框播放光盤“教學(xué)演示片\地形圖掃描數(shù)字化.avi”視頻文件觀看上述操作過程?！?1.3數(shù)字地形圖應(yīng)用簡介使用CASS在數(shù)字地形圖上查詢點位坐標(biāo)、直線的方位角和距離、封閉對象或指定區(qū)域的面積，計算填挖土方量等命令的操作方法，命令位于在下拉菜單“工程應(yīng)用”下。

§11.3數(shù)字地形圖應(yīng)用簡介§11.3.1查詢計算與結(jié)果注記打開光盤“\數(shù)字地形圖練習(xí)\Study.dwg”圖形文件，下面操作在該圖形文件中進行。(1)查詢指定點的坐標(biāo)執(zhí)行“工程應(yīng)用\查詢指定點坐標(biāo)”命令：輸入點:(圓心捕捉圖11-22中的圖根點D121)測量坐標(biāo):X=31194.120米Y=53167.880米H=495.800米要在圖上注記點的坐標(biāo)，執(zhí)行屏幕菜單的“文字注記”命令，在彈出的“注記”對話框雙擊坐標(biāo)注記圖標(biāo)，鼠標(biāo)點取指定注記點和注記位置后，CASS自動標(biāo)注該點的X，Y坐標(biāo)。(2)查詢兩點的距離和方位角執(zhí)行“工程應(yīng)用\查詢兩點距離及方位”命令：第一點:(圓心捕捉圖11-22中的D121點)第二點:(圓心捕捉圖11-22中的D123點)兩點間距離=45.273米,方位角=201度46分57.39秒(3)查詢線長執(zhí)行“工程應(yīng)用\查詢線長”命令，提示如下：選擇精度:(1)0.1米(2)1米(3)0.01米<1>3Enter選擇曲線:(點取圖11-22中D121點至D123的直線)CASS彈出提示框給出查詢的線長值。

(4)查詢封閉對象的面積執(zhí)行“工程應(yīng)用\查詢實體面積”命令：選擇對象:(點取圖11-22中砼房屋輪廓線上的點)實體面積為202.683平方米(5)注記封閉對象的面積執(zhí)行“工程應(yīng)用\計算指定范圍的面積”命令：1選目標(biāo)/2.選圖層/3.選指定圖層的目標(biāo)<1>

●1選目標(biāo)：選擇指定的封閉對象?！?.選圖層：鍵入圖層名，注記圖層全部封閉對象面積。●3.選指定圖層的目標(biāo)：鍵入圖層名，選擇該圖層上封閉對象，注記面積。CASS將各類房屋放置在JMD(居民地)圖層，面積注記文字位于封閉對象的中央，并自動放置在MJZJ(面積注記)圖層。

(6)統(tǒng)計注記面積對圖中面積注記數(shù)字求和。統(tǒng)計全部房屋面積的方法：執(zhí)行“工程應(yīng)用\統(tǒng)計指定區(qū)域的面積”命令：面積統(tǒng)計--可用:窗口(W.C)/多邊形窗口(WP.CP)/...等多種方式選擇已計算過面積的區(qū)域選擇對象:all選擇對象:Enter總面積=597.88平方米也可點取單個面積注記文字，面積注記文字較分散時，用窗選方式選擇面積注記對象，CASS自動過濾出MJZJ圖層上面積注記對象進行統(tǒng)計計算統(tǒng)計結(jié)果只在命令行提示，不注記在圖上。

(7)計算指定點圍成的面積執(zhí)行“工程應(yīng)用\指定點所圍成的面積”命令：輸入點:…輸入點:Enter指定點所圍成的面積=X.XXX平方米CASS計算出指定點圍成的多邊形面積，結(jié)果只在命令行提示，不注記在圖上。

§11.3.2土方量的計算DTM法、斷面法、方格網(wǎng)法、等高線法、區(qū)域方量平衡法。介紹方格網(wǎng)法和區(qū)域土方量平衡法，案例坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件為CASS自帶的dgx.dat。

①方格網(wǎng)法土方計算執(zhí)行“繪圖處理\展高程點”命令，展繪坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件dgx.dat的碎部點三維坐標(biāo)。執(zhí)行Pline命令繪制一條閉合多段線作為土方計算邊界。執(zhí)行“工程應(yīng)用\方格網(wǎng)法土方計算”命令，點選土方計算閉合多段線，在“方格網(wǎng)土方計算”對話框中選擇dgx.dat文件，在“設(shè)計面”區(qū)，方格寬度輸入10，單擊“確定”按鈕，CASS按對話框的設(shè)置自動繪制方格網(wǎng)，計算每個方格網(wǎng)的挖填土方量，計算結(jié)果繪成圖，屏幕給出下列計算結(jié)果提示：最小高程=24.368,最大高程=43.900總填方=15.0立方米,總挖方=52048.7立方米

方格寬度為圖上2cm，1:500圖，2cm實地距離=10m。方格寬度越小，土方計算精度越高。

②區(qū)域土方量平衡計算計算指定區(qū)域挖填平衡的設(shè)計高程和土方量。執(zhí)行“工程應(yīng)用\區(qū)域土方量平衡\根據(jù)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件”命令，在彈出的標(biāo)準(zhǔn)文件對話框中選擇dgx.dat文件：選擇土方邊界線(點選封閉多段線)請輸入邊界插值間隔(米):<20>10土方平衡高度=34.134米,挖方量=0立方米,填方量=0立方米請指定表格左下角位置:<直接回車不繪表格>請指定表格左下角位置:<直接回車不繪表格>(在展繪點區(qū)域外拾取一點)

CASS在指定點處繪制土方計算表格和挖填平衡分界線?！?1.3.3坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件的輸出圖解地圖數(shù)字化后，可根據(jù)圖上等高線和高程點，生成當(dāng)前圖形的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，有4個命令，常用“高程點生成數(shù)據(jù)文件”命令。打開一幅已數(shù)字化的地形圖，用Pline命令繪制一條封閉多段線，它包含待生成數(shù)據(jù)文件的全部高程點。執(zhí)行“工程應(yīng)用\高程點生成數(shù)據(jù)文件\有編碼高程點”命令，在彈出的標(biāo)準(zhǔn)文件對話框中鍵入數(shù)據(jù)文件名：請選擇:(1)選取高程點的范圍(2)直接選取高程點或控制點<1>Enter請選取建模區(qū)域邊界:(點取已繪制的封閉多段線)將封閉邊界內(nèi)全部高程點三維坐標(biāo)存入指定數(shù)據(jù)文件?！?1.4數(shù)字地形圖與GIS的數(shù)據(jù)交換CASS可將地物和地貌位置在圖上準(zhǔn)確表示出來，但很難將地物和地貌屬性表示上去，如圖上河流的長度、寬度、水深和水質(zhì)。更不用說對這些屬性數(shù)據(jù)進行各種查詢和統(tǒng)計分析了。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(如Foxpro)可保存和管理這些屬性數(shù)據(jù)，各種查詢和統(tǒng)計分析是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的強項，但數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不能將屬性數(shù)據(jù)表示在圖上。出現(xiàn)了一種將圖形管理和數(shù)據(jù)管理有機結(jié)合的信息技術(shù)，它融合了兩者的優(yōu)勢，克服了數(shù)據(jù)庫和圖形系統(tǒng)各自固有的局限性，地理信息系統(tǒng)。GeographicInformationSystem——GISGIS是1962年加拿大測量學(xué)家RogerTomlinson首先提出，領(lǐng)導(dǎo)建立了用于自然資源管理和規(guī)劃、世界上第一個具有實用價值的地理信息系統(tǒng)——加拿大地理信息系統(tǒng)。用于空間數(shù)據(jù)管理、空間信息分析與傳播，土地利用、資源管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運輸、城市規(guī)劃、經(jīng)濟建設(shè)以及政府各職能部門。作為傳統(tǒng)學(xué)科(如地理學(xué)、地圖學(xué)和測量學(xué)等)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)(如遙感技術(shù)、計算機科學(xué)等)結(jié)合產(chǎn)物，正逐步發(fā)展為一門處理空間數(shù)據(jù)的現(xiàn)代化綜合性學(xué)科。國際上較先進的GIS平臺軟件美國環(huán)境系統(tǒng)研究所——ARC/IN