數(shù)字測圖課件

數(shù)字測圖概述1.1數(shù)字測圖概念一.數(shù)字測圖概述

20世紀(jì)80年代產(chǎn)生的電子速測儀、電子數(shù)據(jù)終端，並逐步地構(gòu)成了野外數(shù)據(jù)採集系統(tǒng)，將其與內(nèi)外業(yè)機(jī)助製圖系統(tǒng)結(jié)合，形成了一套從野外數(shù)據(jù)採集到內(nèi)業(yè)製圖全過程的、實現(xiàn)數(shù)位化和自動化的測量製圖系統(tǒng)，人們通常稱為數(shù)位化測圖(簡稱數(shù)字測圖)或機(jī)助成圖。廣義的數(shù)字測圖主要包括：全野外數(shù)字測圖(或稱地面數(shù)字測圖、內(nèi)外一體化測圖)、地圖數(shù)位化成圖、攝影測量和遙感數(shù)字測圖。1.1數(shù)字測圖概念二.數(shù)字測圖的基本思想

傳統(tǒng)的地形測圖（白紙測圖）數(shù)字測圖數(shù)字測圖的基本過程三.數(shù)字測圖必需採集的測圖資訊地圖圖形的描述測量的基本工作是測定點(diǎn)位數(shù)字測圖時必須採集測圖資訊地圖圖形的數(shù)據(jù)格式1.1數(shù)字測圖概念四.數(shù)字測圖需要解決的問題歸納起來，數(shù)字測圖所要解決的問題是：

1.使採集的圖形資訊和屬性資訊為電腦識別。

2.由電腦按照一定的要求對這些資訊進(jìn)行一系列的處理。

3.將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)和文字資訊轉(zhuǎn)換成圖形，由螢?zāi)惠敵龌蚶L圖儀輸出各種所需的圖形。

4.按照一定的要求自動實現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)的應(yīng)用問題。1.2數(shù)字測圖系統(tǒng)一.數(shù)字測圖系統(tǒng)的定義數(shù)字測圖系統(tǒng)數(shù)字測圖系統(tǒng)是以電腦為核心，在外連輸入、輸出設(shè)備硬體和軟體的支持下，對地形空間數(shù)據(jù)進(jìn)行採集、輸入、成圖、處理、繪圖、輸出、管理的測繪系統(tǒng)。二.數(shù)字測圖系統(tǒng)的分類按輸入方法分類按硬體配置分類按輸出成果內(nèi)容分類1.2數(shù)字測圖系統(tǒng)三.數(shù)字測圖系統(tǒng)的組成及配置

數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)輸出四.數(shù)字測圖系統(tǒng)與GIS的關(guān)係

1.3數(shù)字測圖的優(yōu)點(diǎn)

點(diǎn)位精度高便於成果更新避免因圖紙伸縮帶來的各種誤差能以各種形式輸出成果成果的深加工利用作為GIS的重要資訊源1.4數(shù)字測圖的基本過程一.數(shù)據(jù)採集GPS法，即通過GPS接收機(jī)採集野外碎部點(diǎn)的資訊數(shù)據(jù)；航測法，即通過航空攝影測量和遙感手段採集地形點(diǎn)的資訊數(shù)據(jù)；數(shù)位化儀法，即通過數(shù)位化儀在已有地圖上採集資訊數(shù)據(jù)；大地測量儀器法，即通過全站儀、測距儀、經(jīng)緯儀等大地測量儀器實現(xiàn)碎部點(diǎn)野外數(shù)據(jù)採集。

1.4數(shù)字測圖的基本過程二.數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理階段是指在數(shù)據(jù)採集以後到圖形輸出之前對圖形數(shù)據(jù)的各種處理。數(shù)據(jù)處理主要包括數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)計算、圖形生成、圖形編輯與整飾、圖形資訊的管理與應(yīng)用等。

三.成果輸出

輸出圖形是數(shù)字測圖的主要目的，通過對層的控制，可以編制和輸出各種專題地圖（包括平面圖、地籍圖、地形圖、管網(wǎng)圖、帶狀圖、規(guī)劃圖等），以滿足不同用戶的需要。1.5數(shù)字測圖作業(yè)模式一、主要作業(yè)模式測記式，為絕大部分軟體所支持。該模式使用電子手簿自動記錄觀測數(shù)據(jù)，作業(yè)自動化程度較高，可以較大地提高作業(yè)工作的效率。它採用手工健入觀測數(shù)據(jù)到電子手簿，其他與第一種作業(yè)模式相同先用平板測圖方法測出白紙圖，然後在室內(nèi)用數(shù)位化儀將白紙圖轉(zhuǎn)為數(shù)字地圖。我國早期的數(shù)字測圖的主要作業(yè)模式。平板模式，它的基本思想是用電腦螢?zāi)粊砟M圖板，用軟體中內(nèi)置的功能來模擬鉛筆、直線筆、曲線筆，完成曲線光滑、符號繪製、線性生成等工作。將現(xiàn)代化通訊手段與電子平板結(jié)合起來，又持可攜式電腦的作業(yè)員在跑點(diǎn)現(xiàn)場指揮立鏡員跑點(diǎn)，併發(fā)出指令遙控驅(qū)動全站儀觀測，觀測結(jié)果通過無線傳輸?shù)奖銛y機(jī)，並在螢?zāi)簧献詣诱裹c(diǎn)。用解析測圖儀或經(jīng)過改造的立體座標(biāo)量測儀量測像片點(diǎn)的座標(biāo)，並將量測結(jié)果傳送到電腦，形成數(shù)位化測圖軟體能支持的數(shù)據(jù)檔。1.5數(shù)字測圖作業(yè)模式二、我國數(shù)字測圖主要作業(yè)模式

1．全站儀+電子手簿測圖模式

2．普通經(jīng)緯儀+電子手簿測圖模式

3．平板儀測圖+數(shù)位化儀數(shù)位化測圖模式

4．舊圖數(shù)位化成圖模式

5．測站電子平板測圖模式

6．鏡站遙控電子平板測圖模式

7．航測像片量測成圖模式1.6數(shù)字測圖的發(fā)展與展望一、數(shù)字測圖的發(fā)展數(shù)字測圖發(fā)展概述我國大比例尺數(shù)位化測圖系統(tǒng)的發(fā)展歷程二、數(shù)字測圖的展望目前要在我國全面實現(xiàn)數(shù)字測圖還有許多困難，主要問題是資金問題、人才問題和觀念問題，而不是技術(shù)問題。今後數(shù)位化測圖軟體的發(fā)展方向應(yīng)該是一種無點(diǎn)號、無編碼的鏡站電子平板測圖系統(tǒng)。測－編－繪－管理一體化

數(shù)字測圖系統(tǒng)硬體2.1硬體設(shè)備電腦全站儀電子手薄數(shù)位化儀掃描器印表機(jī)、繪圖儀自動製圖對電腦的要求數(shù)字計算數(shù)據(jù)處理資料庫管理設(shè)備控制2.2全站儀概述2.2全站儀概述2.2.1全站儀的發(fā)展2.2.2全站儀的概念2.2.3

全站儀的基本組成2.2.4

全站儀的分類2.2.5

防水等級2.2.1全站儀的發(fā)展1、游標(biāo)經(jīng)緯儀

20年代，游標(biāo)盤

2、光學(xué)經(jīng)緯儀

40年代。光電測距、鐳射測距儀

3、紅外測距儀

70年代

4、電子經(jīng)緯儀+測距儀=電子速測儀器

目標(biāo)：自動化

5、全站型電子速測儀=全站儀

電子經(jīng)緯儀+測距儀+電子記錄

測量、顯示、記錄水準(zhǔn)角、豎直角、水準(zhǔn)距離、斜距、高差、高程、座標(biāo)2.2.2全站儀的概念

１速測法它是指一種從儀器站同時測定某一點(diǎn)的平面位置和高程的方法。有時，這種方法也稱作“速測術(shù)”。２光學(xué)速測儀是指帶有視距絲的經(jīng)緯儀，被測點(diǎn)的平面位置由方向測量及光學(xué)視距來確定，而高程則是用三角測量方法來確定的。由於其快速、簡易，而在短距離（100米以內(nèi)）、低精度（l／200~1／500）的測量中，如碎部點(diǎn)測定中，有其優(yōu)勢，得到了廣泛的應(yīng)用。３電子速測儀

用電磁波測距儀代替光學(xué)視距經(jīng)緯儀，使得測程更大、測量時間更短、精度更高。人們將距離由電磁波測距儀測定的速測儀籠統(tǒng)地稱之為“電子速測儀”根據(jù)測角方法的不同分為半站型電子速測儀和全站型電子速測儀。４半站型電子速測儀是指用光學(xué)方法測角的電子速測儀，也有稱之為“測距經(jīng)緯儀”?？蓪⒐鈱W(xué)角度讀數(shù)通過鍵盤輸入到測距儀，對斜距進(jìn)行化算，最後得出平距、高差、方向角和座標(biāo)差。５全站型電子速測儀是由電子測角、電子測距、電子計算和數(shù)據(jù)存儲單元等組成的三維座標(biāo)測量系統(tǒng)，測量結(jié)果能自動顯示，並能與週邊設(shè)備交換資訊的多功能測量儀器。由於全站型電子速測儀較完善地實現(xiàn)了測量和處理過程的電子化和一體化，所以人們也通常稱之為全站型電子速測儀或簡稱全站儀。2.2.3

全站儀的基本組成全站型電子速測儀是由電子測角、電子測距、電子計算和數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)等組成，它本身就是一個帶有特殊功能的電腦控制系統(tǒng)。總體上全站儀組成：１為採集數(shù)據(jù)而設(shè)置的專用設(shè)備：主要有電子測角系統(tǒng)、電子測距系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，還有自動補(bǔ)償設(shè)備等。２過程控制機(jī)：包括與測量數(shù)據(jù)相聯(lián)接的週邊設(shè)備及進(jìn)行計算、產(chǎn)生指令的微處理機(jī)。只有上面兩大部分有機(jī)結(jié)合，才能真正地體現(xiàn)“全站”功能，即既要自動完成數(shù)據(jù)採集，又要自動處理數(shù)據(jù)和控制整個測量過程。如拓普康GTS-710系列全站儀的基本組成包括：控制部分、全站儀部分和電池部分。2.2.4

全站儀的分類結(jié)構(gòu)形式：組合式：電子經(jīng)緯儀、紅外測距儀、微處理器、電子記錄裝置通過連接器構(gòu)成一個整體整體式：組裝在一個儀器外殼內(nèi)，共用一個望遠(yuǎn)鏡，測角和測距只需瞄準(zhǔn)一次資訊輸入方式全站型：自動記錄角度和距離半全站型：人工讀取積木式整體式普及型防水型防爆型電動型記憶體型電腦型整體式2.2.5

防水等級電子測量儀器的防水級別同時也反映了儀器防潮和防塵的能力，為此，國際上制訂IEC529標(biāo)準(zhǔn)。日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中將電子儀器的防水保護(hù)分為10個等級，分別以IPX1、IPX2……表示；見表l－2。表l－2

防水等級2.3全站儀測量原理1電子測距原理2電子測角原理和方法2.3.1、電子測距原理1、電磁波的基本知識

2、電磁波測距的基本原理

3、電子測距基本方法

4、電子測距儀的基本組成

1、電磁波的基本知識電磁波的正弦參數(shù)

i=lm·sin（ωt+φ0）（2-1）波速

C＝29979245m／s(2-2)V＝

C／nn=f(λ,t,p,e)(2-3)電磁波的傳播特性

電磁波的發(fā)射

電磁波的接收

2電磁波測距的基本原理

D＝V·t2D／2(2—4)電子測距：利用儀器直接或間接地測出電磁波在被測距離上往返傳播所需的時間t2D，同時測出大氣溫度、濕度、壓力，利用公式（2－2）、（2－3）、（2－4）求出距離。

3電子測距基本方法

脈衝法測距

相位法測距

干涉法測距

脈衝法測距

脈衝法測距就是直接測定間斷脈衝信號在被測距離上往返傳播所需的時間t2D；利用公式(2-4)計算距離D相位法測距

相位法測距，又叫間接法測距，它不直接測定電磁波往返傳播的時間。而是測定由儀器發(fā)出的連續(xù)正弦電磁波信號在被測距離上往返傳播而產(chǎn)生的相位變化（即相位差），根據(jù)相位差求得傳播時間，從而求得距離D。

D=λ/2（N+△N）

干涉法測距

干涉法測距不需要測時，它是通過光學(xué)比對（或光學(xué)信乘）的辦法來測距。兩束相干光i1=A1sin(ωt)i2＝A2sin(ωt+δ)在空中相遇將產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，疊加後產(chǎn)生合成光Asin(ωt+φ)，其中A2=A12+A22+2A1A2cosδ。

干涉法測距的精度很高，可以達(dá)到E-7級，這種測距技術(shù)一般用於計量部門的長度檢定及野外基線的測定等工作。

目前，大多數(shù)測距儀利用紅外線作為載波，採取相位法測距方式。

4電子測距儀的基本組成

電子測距儀一般由四個部分組成，即發(fā)射部分、反射部分、接收部分、測相部分，各部分又由不同部件組成。

發(fā)射部分

發(fā)射部分由晶體振盪器、發(fā)光二極體、發(fā)射光路組成。

反射部分

紅外測距儀的反射部分很簡單，一般均採用角反射棱鏡

這種反射鏡利用了全反射原理，而且具有平行反射的特性，當(dāng)任一方向的人射光從四面體的第四面人射時，出時光將平行於人射光。

接收部分

紅外測距儀的接收部分由接收光路和光電二極體組成，其關(guān)鍵部分是光電二極體。光電二極體是一個光敏器件，能把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?/p>

測相部分

測相部分由本機(jī)振盪器、基準(zhǔn)混頻器、測距混頻器、測相器組成。

參考信號：由晶體振盪器產(chǎn)生的未向外發(fā)射的晶振信號；測距信號：由晶體振盪器產(chǎn)生的向外發(fā)射晶振信號，其在被測距離上進(jìn)行了往返傳播。

2.3.2、電子測角原理和方法

1、電子測角概述

2、編碼盤測角

3、光柵盤測角

4、動態(tài)測角

編碼度盤測角原理

用四位二進(jìn)位表示角值，全圓刻成

24=16個扇形

2增量式光柵度盤測角原理

W=cosθ＝d／θ

增量式光柵度盤測角原理

拓普康GTS-211D全站儀2.4全站儀部件名稱及功能常見全站儀列表拓普康GTS-211D簡介SET系列全站儀簡介1常見全站儀列表常見全站儀列表2拓普康GTS－211D電子全站儀有兩面操作按鍵及顯示窗，能自動進(jìn)行水準(zhǔn)和垂直傾斜改正，補(bǔ)償範(fàn)圍為±3″。測角最小讀數(shù)為1″，測角精度為5″，採用增量法讀數(shù)。測距的最小讀數(shù)為1mm，測距精度為（3mm±2×10-6

），單棱鏡測距為1.1～1.2km，三棱鏡測距為1.6～1.8km。內(nèi)有自動記錄裝置，可記錄2000個測量點(diǎn)。除能進(jìn)行角度測量、距離測量、座標(biāo)測量、偏心測量、懸高測量和對邊測量外，還能進(jìn)行數(shù)據(jù)採集，放樣及存儲管理。GTS－2100系列全站儀操作面板按鍵名稱及功能顯示窗口內(nèi)常用符號的意義3SET系列全站儀簡介SET系列是日本索佳出產(chǎn)的一種全站型電子速測儀系列產(chǎn)品，有SET2，SET3，SET4，SET2C，SET2B等品種；只是測角精度有2″，3″，5″之分；測距精度有3mm＋2x10－6D、5mm＋3x10－6D和5mm＋5x10－6D之別。儀器在正反兩側(cè)均分別安置上、下兩段式液晶顯示器和功能鍵盤，既能即時顯示水準(zhǔn)距離、高差、角度等測定數(shù)據(jù)，又能進(jìn)行正、倒鏡觀測。垂直度盤補(bǔ)償器能檢測出主機(jī)的微小傾斜並自動給予修正；棱鏡常數(shù)改正、兩差和改正測距單位等均可由內(nèi)部開關(guān)進(jìn)行選定；有自動斷電裝置和自檢校裝置。儀器測量的數(shù)據(jù)能通過RS－232C標(biāo)準(zhǔn)介面被電子手簿自動記錄和處理。SET2C電子速測儀

的部件及其名稱操作面板操作面板顯示窗口內(nèi)常用符號的意義PPM：氣象改正值PROG：程式模式

P．C．：棱鏡改正常數(shù)REC：記錄模式

┴十：傾角進(jìn)行補(bǔ)償RCL：調(diào)閱模式

SHFT：第一功能Stn：測站座標(biāo)

SO：放樣測量模式BS：後視座標(biāo)

MENU：菜單模式Pt：座標(biāo)放樣數(shù)據(jù)主顯示窗

選取選擇項 X：照準(zhǔn)方向傾角ZA：天頂距 Y：橫軸方向傾角S：斜距HAR：右水準(zhǔn)角 H：平距HAL：左水準(zhǔn)角 V：高差HARp：複傾角 Ht：儀器高／目標(biāo)高HAh：水準(zhǔn)角鎖定 D：距離放樣數(shù)據(jù)／偏心距1.照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器的檢驗與校正2.圓水準(zhǔn)器的檢驗與校正3.十字絲豎絲與水準(zhǔn)軸垂直的檢驗與校正4.十字絲位置的檢驗與校正5.測距軸與視準(zhǔn)軸同軸的檢查6.光學(xué)對點(diǎn)器的檢校7.距離加常數(shù)的測定2.5全站儀的檢校1.照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器的檢驗與校正與普通經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器檢校相同，即水準(zhǔn)軸垂直於垂直軸的檢校。2.圓水準(zhǔn)器的檢驗與校正照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器校正後，使用照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器仔細(xì)地整平儀器，檢查圓水準(zhǔn)氣泡的位置，若氣泡偏離中心，則轉(zhuǎn)動其校正螺旋，使其氣泡居中。注意應(yīng)使三個校正螺旋的旋鬆緊程度相同。3.十字絲豎絲與水準(zhǔn)軸垂直的檢驗與校正十字絲豎絲與水準(zhǔn)軸垂直的檢查方法與普通經(jīng)緯儀的此項檢查相同。校正方法：旋開望遠(yuǎn)鏡分劃權(quán)校正蓋，用校正針輕微地鬆開垂直和水準(zhǔn)方向的校正螺旋，將一小塑膠片或木片墊在校正螺旋頂部的一端，作為緩衝器，輕輕地敲動塑膠片或木片，使分劃板微微地轉(zhuǎn)動，使照準(zhǔn)點(diǎn)返回偏離十字絲量的一半，即使十字絲豎絲垂直水準(zhǔn)軸。最後以同樣的程度旋緊校正螺旋絲。4.十字絲位置的檢驗與校正在距離儀器50～100m處，設(shè)置一清晰目標(biāo)，精確地整平儀器。打開開關(guān)設(shè)置垂直和水準(zhǔn)度盤指標(biāo)，盤左照準(zhǔn)目標(biāo)，讀取水準(zhǔn)角al和垂直度盤讀數(shù)b1，用盤右再照準(zhǔn)同一目標(biāo)，讀取水準(zhǔn)角a2和垂直度盤讀數(shù)b2。計算a2－a1，此差值在180°±20″以內(nèi)，計算b2＋b1，此和值在360°±20″以內(nèi)，說明十字絲位置正確，否則應(yīng)校正。5.測距軸與視準(zhǔn)軸同軸的檢查6.光學(xué)對點(diǎn)器的檢校整平儀器：將光學(xué)對點(diǎn)器十字絲中心精確地對準(zhǔn)測點(diǎn)（地面標(biāo)誌），轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部180?，若測點(diǎn)仍位於十字絲中心，則無需校正。若偏離中心，則按下述步驟進(jìn)行校正。校正方法：用腳螺旋校正偏離量的一半，旋松光學(xué)對點(diǎn)器的調(diào)焦環(huán)，用四個校正螺絲校正剩餘一半的偏差，致使十字絲中心精確地與測點(diǎn)吻合。另外，當(dāng)測點(diǎn)看上去有一綠色（灰色）區(qū)域時，輕輕地鬆開上（下）校正螺絲，以同樣程度固緊下（上）螺絲；若測點(diǎn)看上去位於綠線（灰線）上，輕輕地旋轉(zhuǎn)右（左）螺絲，以同樣程度固緊左（右）螺絲。7.距離加常數(shù)的測定在A點(diǎn)設(shè)置儀器，B點(diǎn)安置棱鏡，精確測定A、B之間的距離10次。將儀器移至C點(diǎn)，精確測定C，A和C，B間的距離各10次，分別計算出各點(diǎn)之間的平均距離AB、CA和CB，用下述公式計算距離加常數(shù)C。C=AB－（CA＋CB）對C值測定若干次，若絕大多數(shù)都不超過±3mm，取若干次的平均值作為距離加常數(shù)；否則，應(yīng)與廠商聯(lián)繫。注意：⑴若有棱鏡常數(shù)，上式計算結(jié)果為儀器加常數(shù)與棱鏡常數(shù)之和。⑵要確保棱鏡高度與儀器物鏡中心高度相同。2.6使用全站儀測圖1示意2常用術(shù)語3地面控制點(diǎn)的作用4全站儀數(shù)據(jù)採集步驟5測量前的準(zhǔn)備6角度測量7距離測量8座標(biāo)測量9專用測量10存儲數(shù)據(jù)卡的使用1示意2常用術(shù)語1)控制點(diǎn)（導(dǎo)線點(diǎn)）2)測站點(diǎn)3)後視點(diǎn)

4)碎部點(diǎn)

5)距離（平距、斜距）DHDSD

6)水準(zhǔn)角H

7)豎直角(天頂距)VACBbαβV0c902701803地面控制點(diǎn)的作用121110151413181716ABECD5612347894全站儀數(shù)據(jù)採集步驟1數(shù)據(jù)採集準(zhǔn)備(1)測站設(shè)置

(2)參數(shù)設(shè)置

(3)檢查記憶體空間

2數(shù)據(jù)採集操作步驟(1)輸入控制點(diǎn)座標(biāo)

(2)整置儀器

(3)輸入數(shù)據(jù)採集檔案名

(4)輸入測站點(diǎn)數(shù)據(jù)

(5)輸入後視點(diǎn)數(shù)據(jù)

(6)定向

(7)碎部測量

(8)數(shù)據(jù)記錄5測量前的準(zhǔn)備1．電池的安裝與檢查2．垂直度盤和水準(zhǔn)度盤指標(biāo)的設(shè)置3．傾角的自動補(bǔ)償與使用傾角顯示進(jìn)行整平4．參數(shù)設(shè)置6角度測量地面點(diǎn)的相對位置，在傳統(tǒng)的地面測量中都是通過測量點(diǎn)與點(diǎn)之間的方位（角度）、距離和高差，根據(jù)幾何圖形來確定，因此地面測量的幾何要素就是方位、距離和高差。7距離測量測量距離的方法主要有兩種：鋼尺丈量和光波測量儀測量（全站儀測量距離的原理與此相同）。具體使用那種方法主要看現(xiàn)場的情況，因為現(xiàn)在絕大多數(shù)的測量單位都已經(jīng)裝備了全站儀，所以鋼尺丈量就比較少用了。

8座標(biāo)測量地面點(diǎn)的高程都是相對於某一起算點(diǎn)的垂直距離。從實用出發(fā)，通常是採用平均海水面為基準(zhǔn)。地球表面上任何一點(diǎn)都受到重力的作用，作用力的方向就是垂線方向。等位面上任何點(diǎn)的垂線都與等位面正交。在小範(fàn)圍內(nèi)，可以忽略相鄰等位面的不平行性，所要測的高差就是兩點(diǎn)等位面之間的間距。由已知高程的點(diǎn)通過測量得到被觀測點(diǎn)的高程的測量通常稱為水準(zhǔn)測量，使用的儀器是水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺規(guī)，現(xiàn)在由於全站儀的使用，在地形測量中，可以同時得到一個點(diǎn)的大地座標(biāo)和高程值（或者是水準(zhǔn)角、天頂距和距離），所以水準(zhǔn)儀使用的比較少。

9專用測量專用測量主要包括：後方交會、導(dǎo)線型座標(biāo)測量、目標(biāo)偏心測量、懸高測量、對邊測量、放樣測量。具體操作詳見使用說明書。10存儲數(shù)據(jù)卡的使用2數(shù)據(jù)記錄示例

00NMSDR33V04-04.0223-Feb-9908:4011111110NM10412111106NM1.0000000001NM:SET2110V00-21023881SET2110V00-21023881310.00003NM1.23008TP123241.56156498.783-0.376WT08TP223241.23956504.8150.02811.25WT08TP323241.23956506.8710.256WT08TP423240.90056513.7350.144WT08TP523223.58056510.638-1.116WT08TP623223.30756515.252-1.203WT08TPD123228.36756737.582-0.80011.25WT08TP723216.04856734.335-1.50445WT08TP823213.59656731.741-1.73845WT08TP923213.51356730.082-1.869ST02TPM9223217.67755936.3550.0001.45011.25WT08TP1023230.62656055.244-0.765WT……§2.7數(shù)據(jù)通訊

2.7.1數(shù)據(jù)通信的基本概念

1數(shù)據(jù)通信方式

2數(shù)據(jù)資訊的表示

3數(shù)據(jù)資訊的校驗

4數(shù)據(jù)資訊的傳輸方式

5同步傳輸與非同步傳輸

6有無應(yīng)答的數(shù)據(jù)傳輸

7數(shù)據(jù)傳輸速度

2.7.2全站儀通信參數(shù)的設(shè)置

1數(shù)據(jù)通信方式1單工方式

2半雙工方式

3全雙工方式

(1)單工方式發(fā)送單元接收單元任一時刻只允許在規(guī)定的方向上傳輸數(shù)據(jù)，而不允許向相反方向傳輸數(shù)據(jù)。

(2)半雙工方式通信雙方中，每一方都具備發(fā)送和接收功能，但當(dāng)一方是發(fā)送單元時，另一方必須是接收單元。

(3)全雙工方式任何時刻都允許在兩個方向上傳輸數(shù)據(jù)。

2數(shù)據(jù)資訊的表示用二進(jìn)位來表示字母、數(shù)字和一些特殊符號，國際上通常使用美國標(biāo)準(zhǔn)資訊交換碼，即ASCll碼。數(shù)據(jù)通信時所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)資訊的二進(jìn)位位數(shù)叫做數(shù)據(jù)位。它通常用7位二進(jìn)位數(shù)表示，但有時也用8位二進(jìn)位數(shù)表示。例如：字母A

ASCll為41H（或065）二進(jìn)位資訊為：1000001數(shù)字4

ASCll為34H（或052）

二進(jìn)位資訊為：01101003數(shù)據(jù)資訊的校驗校驗位，又稱奇偶校驗位，是指數(shù)據(jù)傳輸時接在每個7位二進(jìn)位數(shù)據(jù)資訊後面發(fā)送的第八位，它是一種檢查傳輸數(shù)據(jù)正確與否的方法。即將1個二進(jìn)位數(shù)（校驗位）加到發(fā)送的二進(jìn)位資訊串後，讓所有二進(jìn)位數(shù)（包含校驗位）的總和總保持是奇數(shù)或是偶數(shù)，以便在接收單元檢核傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是否有誤。校驗位通常有五種校驗方式：

1．無校驗（NONE）

2．偶校驗（EVEN）

3．奇校驗（ODD）

4．標(biāo)記校驗（MARK）

5．空號校驗（SPACE）

4數(shù)據(jù)資訊的傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸有串行傳輸和並行傳輸兩種方式

(1)串行傳輸(COM1COM2)當(dāng)採用串行方式通信時，數(shù)據(jù)資訊是按二進(jìn)位位的順序由低到高一位一位地在一條信號線上傳送。這種方式傳輸速度慢，但設(shè)備要求簡單，價格低廉，同時由於是在一條線上傳輸，每一個二進(jìn)位數(shù)無論傳輸快慢，但最終均能組成完整而準(zhǔn)確的資訊，信號品質(zhì)高，因此是常用的資訊交換方法。

與串行傳輸相對應(yīng)，在電腦主機(jī)上都配有COM1，COM2等介面。(2)並行傳輸(LPT1LPT2)

所謂並行傳輸，是指通過多條數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)資訊的各位二進(jìn)位數(shù)同時並行傳送，每位數(shù)要各佔用一條數(shù)據(jù)線。

並行傳輸特點(diǎn)這種方式通信速度快，但各位數(shù)據(jù)必須要求同時發(fā)送，並按同一速度傳送，接收單元才能收到完整而準(zhǔn)確的資訊，若各位數(shù)據(jù)發(fā)送速度快慢不一時，就可能收到錯誤資訊。因而，必須使用專門技術(shù)和專門設(shè)備進(jìn)行接收，製作成本較大。與並行傳輸相對應(yīng)，在電腦主機(jī)上都配有適用於多種印表機(jī)、繪圖儀的並行介面，如

LPT1，

LPT2等。

5同步傳輸與非同步傳輸1．同步傳輸

2．非同步傳輸（1）同步傳輸

同步傳輸是指每一個數(shù)據(jù)位都是用相同的時間間隔發(fā)送，而接收時也必須以發(fā)送時的相同時間間隔接收每一位資訊。

（2）非同步傳輸串行通信常採用非同步傳輸方式。由於接收單元不能準(zhǔn)確預(yù)計什麼時候要接收下一個數(shù)據(jù)串，因此發(fā)送單元在發(fā)送任意數(shù)據(jù)串之前首先發(fā)送一位二進(jìn)位數(shù)進(jìn)行報警，稱為起始位，起始位之值為“0”。在發(fā)送起始位“0”後，馬上就接著發(fā)送數(shù)據(jù)串。當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)資訊完畢後，相應(yīng)地在其後加上1位或2位二進(jìn)位數(shù)，用來表示數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，叫做停止位，其值為“1”。

6有無應(yīng)答的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)發(fā)送單元可以要求接收單元在接收到數(shù)據(jù)後發(fā)出回答信號，也可以不要求發(fā)出回答信號。如果是前者，發(fā)送單元在發(fā)送一組數(shù)據(jù)後，必須等待接收單元的回答信號，即承認(rèn)信號（ACK）或不承認(rèn)信號（NCK），當(dāng)收到承認(rèn)信號後，再傳送下一組數(shù)據(jù)，如果收到不承認(rèn)信號，發(fā)送單元將原數(shù)據(jù)再傳送一次。如果是後者，發(fā)送單元將不考慮接收單元的反應(yīng)，一個接一個地發(fā)送數(shù)據(jù)。7數(shù)據(jù)傳輸速度數(shù)據(jù)傳輸速度（也叫串列傳輸速率）的快慢，用位／秒（b/s）表示，即每秒鐘傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)。例：如果數(shù)據(jù)傳送的速率為120個字元／S，而每個字元又包含10位（起始位1位，數(shù)據(jù)位7位，校驗位1位，停止位1位），則串列傳輸速率為1200（b/s）。常見的串列傳輸速率有：75，150，300，600，1200，1800，2400，4800，9600等。

2.7.2全站儀通信參數(shù)的設(shè)置

1確認(rèn)全站儀數(shù)據(jù)是存放到記憶體中還是傳輸?shù)酵庠O(shè)，如果是傳輸?shù)酵庠O(shè)，就需設(shè)置打開RS－232C串口；2設(shè)置全站儀測量方式，一般為“水準(zhǔn)角、天頂距、斜距”測量方式；3設(shè)置全站儀測量邊長的觀測次數(shù)，一般為l次；4設(shè)置全站儀的邊長觀測方式，一般在“精測、粗測、跟蹤”中選擇“精測”’或“跟蹤”模式；5設(shè)置通信參數(shù)的串列傳輸速率：有1200，2400，4800，……；6設(shè)置通信參數(shù)的校驗方式：有N（無），O（奇），E（偶）等；7設(shè)置通信參數(shù)的數(shù)據(jù)位：有7位、8位兩種；8設(shè)置通信參數(shù)的停止位：有1位、2位；9設(shè)置通信的數(shù)據(jù)流控制（XON／XOFF）：選“是”或“否”；10設(shè)置通信的數(shù)據(jù)段落結(jié)束或換行標(biāo)誌：有“回車／換行（CR／LF）、回車（CR）、換行（LF）”等提供選擇。11設(shè)置電腦的通信口是否打開，一般設(shè)為COM1，並使電腦的各項通信參數(shù)與全站儀一致。徠卡（Leica）全站儀數(shù)據(jù)通信

1．設(shè)置串列傳輸速率語句為：

SETMODE70RUNnoRUNno—0,1,2，…，6，72．設(shè)置校驗項語句為：

SETMODE71RUNnlRUNnl＝

0，1，23．設(shè)置終止符語句為：

SETMODE73RUNn2RUNn2＝

0，1MAPSUV測圖軟體中全站儀數(shù)據(jù)通信設(shè)置

數(shù)字測圖外業(yè)3.1野外數(shù)據(jù)採集3.1.1測圖前的準(zhǔn)備工作1控制測量2儀器器材與資料準(zhǔn)備3.1.2野外數(shù)據(jù)採集1測記法施測2電子平板法施測3一步測量法野外數(shù)據(jù)採集數(shù)據(jù)採集就是採集供自動繪圖用的繪圖資訊，是數(shù)字測圖的一項重要工作。不同的數(shù)據(jù)源、不同的作業(yè)模式有不同的數(shù)據(jù)採集方式，有內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)採集與外業(yè)數(shù)據(jù)採集之分，有手工輸入、半自動輸入、自動輸入之分。一個優(yōu)秀的數(shù)字測圖系統(tǒng)通常支持多種數(shù)據(jù)採集方式。目前大比例尺野外數(shù)字測圖主要使用全站儀採集數(shù)據(jù)，故本課程主要介紹使用全站儀實施野外數(shù)據(jù)採集的方法。

3.1.1測圖前的準(zhǔn)備工作1控制測量2儀器器材與資料準(zhǔn)備1控制測量控制測量和地形特徵點(diǎn)（碎部點(diǎn)）採集。

2儀器器材與資料準(zhǔn)備儀器、器材主要包括：全站儀、對講機(jī)、電子手簿或便攜機(jī)、備用電池、通訊電纜（若使用全站儀的記憶體或內(nèi)插式記錄磁卡，不用此電纜）、花桿、反光棱鏡、皮尺或鋼尺等。全站儀、對講機(jī)應(yīng)提前充電。在野外採集數(shù)據(jù)之前，通常要對測區(qū)進(jìn)行“作業(yè)區(qū)”劃分。

在數(shù)據(jù)採集之前，最好提前將測區(qū)的全部已知成果輸入電子手簿或便攜機(jī)，以方便調(diào)用。

3.1.2野外數(shù)據(jù)採集使用全站儀實施大比例尺野外數(shù)字測圖，作業(yè)方式可區(qū)分為測記法電子平板法1測記法施測測記法數(shù)據(jù)採集，每作業(yè)組一般需:儀器觀測員（兼記錄員）1名繪草圖領(lǐng)鏡（尺）員1名立鏡（尺）員1～2名其中繪草圖領(lǐng)鏡員是作業(yè)組的指揮者，需技術(shù)全面的人擔(dān)任。

2電子平板法施測電子平板法測圖時，作業(yè)人員一般配置為：觀測員1名電子平板（便攜機(jī)）操作人員1名跑尺員1～2名其中電子平板操作員為測圖小組的指揮。

3一步測量法

利用電子平板測圖，還可以採用圖根導(dǎo)線與碎部測量同時作業(yè)的“一步測量法”。即在一個測站上，先測導(dǎo)線的數(shù)據(jù)，接著就測碎部點(diǎn)。這是一種少安置一輪儀器、少跑一輪路，大大提高外業(yè)工作效率的測量方法。3.2碎部點(diǎn)座標(biāo)測算方法

及數(shù)學(xué)原理

3.2.1全儀器法3.2.2半儀器法（方向交會法）3.2.3勘丈法3.2.4計算法

3.2.1全儀器法1南方全站儀提供的測量功能2極座標(biāo)法3照準(zhǔn)偏心法延長偏心法距離偏心法角度偏心法

1南方全站儀提供的測量功能

三維座標(biāo)測量

懸高測量

距離放樣

2極座標(biāo)法

Xi=Xz+Di·cos(ai)Yi=Yz＋Di·sin(ai)Hi=Hz＋Di·cos(Ti)＋I(xiàn)－Razi=az0+Li（aij為座標(biāo)方位角）

Dzi=Szi·sin(Ti)若使用視距法，設(shè)視距間距為l，則Dzi=kl·sin2(Ti)，其k=1003直線延長偏心法

Z為測站點(diǎn)，欲測定B點(diǎn)，但Z，B間不通規(guī)。此時可在地物邊線方向找B′(或B″)點(diǎn)作為輔助點(diǎn)，先用極座標(biāo)法測定其座標(biāo)，再用鋼尺量取BB′（或BB″

）的距離DBB′，即可求出B點(diǎn)的座標(biāo)：

距離偏心法欲測定B點(diǎn)，但B點(diǎn)不能立尺規(guī)或反光鏡，可先用極座標(biāo)法測定偏心點(diǎn)Bi（水準(zhǔn)角讀數(shù)為Li，水準(zhǔn)距離為SZBi），再丈量偏心點(diǎn)Bi到目標(biāo)點(diǎn)B的距離△Si，即可求出目標(biāo)點(diǎn)B的座標(biāo)。

角度偏心法欲測定目標(biāo)點(diǎn)B，由於B點(diǎn)無法到達(dá)或B點(diǎn)無法立鏡，將棱鏡安置在離儀器到目標(biāo)B相同水準(zhǔn)距離的另一個合適的目標(biāo)點(diǎn)Bi上進(jìn)行測量，先測定至棱鏡的距離(DZB=DZBi)，然後轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)待測目標(biāo)點(diǎn)Bi，讀取水準(zhǔn)角LB，則測得B點(diǎn)座標(biāo)為：

3.2.2半儀器法（方向交會法）1方向直線交會法2方向直角交會法

1方向直線交會法

A，B為已知點(diǎn)，欲測定i點(diǎn)，照準(zhǔn)i點(diǎn)，讀取方向值Li，用戎格公式可計算出i點(diǎn)座標(biāo)，

2方向直角交會法

測出兩個房角點(diǎn)A、B後，只要連續(xù)照準(zhǔn)角點(diǎn)1，2，3，…，分別讀取方向值Li，就可連續(xù)求出照準(zhǔn)點(diǎn)的座標(biāo)3.2.3勘丈法

1直角坐標(biāo)法2距離交會法3距離直線交會法4直線內(nèi)插法5定向直角拆線法6無定向直角拆線法

1直角坐標(biāo)法

已知A、B兩點(diǎn)，欲測碎部點(diǎn)i，則以AB為軸線，自碎部點(diǎn)i向軸線作垂線（由直角棱鏡定垂足）。假設(shè)以A為原點(diǎn)，只要量測得到原點(diǎn)A至垂足di的距離ai和垂線的長度bi，就可求得碎部點(diǎn)i的位置。

2距離交會法

已知碎部點(diǎn)A，B，欲測碎部點(diǎn)P，則可分別量取P至A，B點(diǎn)的距離D1，D2，即可求得P點(diǎn)的座標(biāo)再根據(jù)戎格公式即可求得XP、YP

3距離直線交會法

A，B，C為已知碎部點(diǎn)，欲測1，2，3，…，i各點(diǎn)，量取C至各待測點(diǎn)的距離D1，D2，D3，…，Di即可求出各點(diǎn)的座標(biāo)：4直線內(nèi)插法

已知A，B兩點(diǎn)，欲測定AB直線上1，2，3，…，i各點(diǎn)，可分別量取相鄰點(diǎn)間的距離DA1，D12，D23等，從而求出各內(nèi)插點(diǎn)的座標(biāo)。DAi=DA1+D12+D23+…+Di-1,i

5定向直角拆線法

已知A，B兩點(diǎn)，欲求1，2，3…，i各點(diǎn)，可分別量取各邊邊長D1，D2，…，Di即可依次推出各點(diǎn)座標(biāo)：6無定向直角拆線法

已知碎部點(diǎn)A，B，求其他房角點(diǎn)，只要丈量出各邊的邊長，即可求出各角點(diǎn)的座標(biāo)。假設(shè)同方向的邊長代數(shù)和分別為a，b，其中a為1，3，5，7，9各邊的代數(shù)和；b為2，4，6，8，10各邊的代數(shù)和，則3.2.4計算法

1矩形計算法2垂足計算法3直線相交法4平行線法5對稱點(diǎn)法6平移圖形法1矩形計算法

已知A，B，C三個房角點(diǎn)，求第四個房角點(diǎn)2垂足計算法

已知碎部點(diǎn)A，B，3，4，5，6，且33′⊥AB，44′⊥AB，55′⊥AB，66′⊥AB，求3′，4′，5′，6′各點(diǎn)，則可由式（3－21）計算得到其座標(biāo)：

A3′4′5′6′B3456

3直線相交法

A，B，C，D為四個已知碎部點(diǎn)，且AB與CD相交於i，則交點(diǎn)i的座標(biāo)為：4平行線法

A，B，C，D，E為曲線AE上的已知點(diǎn)，求與該線間距為R的曲線上1，2，3，4，5各點(diǎn)的座標(biāo)。5對稱點(diǎn)法

一軸對稱他物，測出1，2，3…，7和A點(diǎn)後，再測出A點(diǎn)的對稱點(diǎn)B，即可分別求出各對稱點(diǎn)1′，2′，3′…，7′的座標(biāo)。

6平移圖形法

圖形B與圖形A全等且方位一致，若已知圖形A上各點(diǎn)和圖形B上一個點(diǎn)(如1′)的座標(biāo)，就可根據(jù)下式求得圖形B上各點(diǎn)的座標(biāo)：3.3數(shù)據(jù)編碼

3.3.1數(shù)據(jù)編碼概念

3.3.2地形編碼設(shè)計應(yīng)遵循的原則

3.3.3全要素編碼方案

3.3.4塊結(jié)構(gòu)編碼方案

3.3.5無編碼系統(tǒng)

3.3.6無記憶編碼系統(tǒng)

3.3.7二級編碼方案

3.3.1數(shù)據(jù)編碼概念

野外數(shù)據(jù)採集僅用全站儀或其他大地測量儀器測定碎部點(diǎn)的位置（座標(biāo)）是不能滿足電腦自動成圖要求的，還必須將地物點(diǎn)的連接關(guān)係和地物屬性資訊（地物類別等）記錄下來。一般用按一定規(guī)則構(gòu)成的符號串來表示地物屬性和連接關(guān)係等資訊，這種有一定規(guī)則的符號串稱為數(shù)據(jù)編碼。3.3.2地形編碼設(shè)計應(yīng)遵循的原則

(1)符合國標(biāo)圖式分類，符合地形圖繪圖規(guī)則；(2)簡練，便於操作和記憶，比較符合測量員的習(xí)慣；(3)便於電腦處理；(4)便於GIS等軟體的使用。3.3.3全要素編碼方案

全要素編碼要求對每個碎部點(diǎn)都要進(jìn)行詳細(xì)的說明。全要素編碼通常是由若干個十進(jìn)位數(shù)組成。其中每一位數(shù)字都按層次分，都具有特定的含義。如某一碎部點(diǎn)的編碼為20101503，各位數(shù)字的含義如下：第一位數(shù)字（2）表示：地形要素分類；第二、第三位數(shù)字（01）表示：地形要素次分類；第四、第五、第六位數(shù)字（015）表示：類序號；第七、第八位數(shù)字（03）表示：特徵點(diǎn)序號。3.3.4塊結(jié)構(gòu)編碼方案

塊結(jié)構(gòu)編碼將整個編碼分成幾大部分，如分為：點(diǎn)號、地形編碼、連接點(diǎn)和連接線型四部分，分別輸入。EPSW3位地形編碼MAPSUV4位整數(shù)編碼其他編碼3.3.5無編碼系統(tǒng)

外業(yè)不用編碼，通過相應(yīng)的符號圖示或菜單逐級索引，由系統(tǒng)內(nèi)部轉(zhuǎn)換為編碼。這種方法雖然不用記憶編碼，但每次都去逐級搜索圖示，菜單也太繁瑣。對數(shù)字測圖作業(yè)員來講，對編碼沒有概念，也不利於以後的處理。

3.3.6無記憶編碼系統(tǒng)

在測圖系統(tǒng)中，將每一個地物編碼和它的圖式符號及漢字說明都編寫在一個圖塊裏，形成一個圖式符號編碼表，存儲在電腦內(nèi)。只要按一個鍵，編碼表就可以顯示出來。用光筆或滑鼠點(diǎn)中所要的符號，其編碼將自動送人測量記錄中。用戶無需記憶編碼，隨時可以查找。

3.3.7二級編碼方案

GB14804-93規(guī)定的地形圖要素代碼只能滿足製圖的需要，不能滿足GIS圖形分析的需要。因此有些測圖系統(tǒng)在GB14804-93規(guī)定的地形要素代碼的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充，以反映圖形的框架線、軸線、骨架線、標(biāo)識點(diǎn)（Label點(diǎn)）等。二維編碼（亦稱主附編碼）對地形要素進(jìn)行了更詳細(xì)的描述，一般由6～7位代碼組成。3.4連接資訊

連接資訊可分解為連接點(diǎn)和連接線型。當(dāng)測點(diǎn)是獨(dú)立地物時，只要用地形編碼來表明它的屬性，即知道這個地物是什麼，應(yīng)該用什麼樣的符號來表示。如果測的是一個線狀或面狀地物，這時需要明確本測點(diǎn)與哪個點(diǎn)相連，以什麼線型相連，才能形成一個地物。所謂線型是指直線、曲線或圓弧線等。

電腦地圖製圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)4.1

座標(biāo)變換測量坐標(biāo)系到電腦螢?zāi)蛔鴺?biāo)系的換算和測量坐標(biāo)系到繪圖儀坐標(biāo)系的換算，是電腦地圖製圖中的兩個最基本的數(shù)學(xué)變換。1、測量坐標(biāo)系到電腦

螢?zāi)蛔鴺?biāo)系的換算大比例尺數(shù)字測圖中的測量坐標(biāo)系採用高斯-克呂格坐標(biāo)系或者是獨(dú)立坐標(biāo)系。電腦螢?zāi)蛔鴺?biāo)系和笛卡爾坐標(biāo)系的差別是電腦螢?zāi)蛔鴺?biāo)系的Y軸向下為正，且螢?zāi)蛔鶚?biāo)都為正值，座標(biāo)原點(diǎn)在螢?zāi)坏淖笊辖恰Ｔ陔娔X地圖製圖中對實地某點(diǎn)P轉(zhuǎn)換到電腦螢?zāi)蛔鴺?biāo)系中的座標(biāo)可按下式計算：2、測量坐標(biāo)系到繪圖儀

坐標(biāo)系的換算繪圖儀的座標(biāo)原點(diǎn)，對不同的繪圖儀硬體缺省值不盡相同，有的位於繪圖儀的左下角，有的位於繪圖儀的中心，但一般都可通過軟體將繪圖儀的座標(biāo)原點(diǎn)設(shè)於繪圖儀有效繪圖區(qū)的任一位置。繪圖儀的座標(biāo)單位為繪圖儀脈衝當(dāng)量，多數(shù)繪圖儀的一個脈衝當(dāng)量等於0.025mm或0.00098英寸。對實地某點(diǎn)P轉(zhuǎn)換到繪圖儀坐標(biāo)系中的座標(biāo)可按下式計算：4.2二維圖形裁剪裁剪是用於描述某一圖形要素（如直線、圓等）是否與一多邊形窗口（如矩形窗口）相交的過程，其主要用途是確定某些圖形要素是否全部位於窗口之內(nèi)，若只有部分在窗口內(nèi)又如何裁剪去窗口外的圖形，從而只顯示窗口內(nèi)的內(nèi)容。裁剪窗口可以為任意多邊形，但在實際工作中大多是矩形窗口，這裏只討論窗口為矩形的情況。1、線段的向量裁剪在裁剪時不同的線段可能被窗口分成幾段，但其中只有一段位於窗口內(nèi)可見。線段的裁剪演算法就是要找出位於窗口內(nèi)部的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)的座標(biāo)。因向量裁剪法對尋找起點(diǎn)和終點(diǎn)座標(biāo)的處理方法相同，下麵以起始點(diǎn)座標(biāo)為例來說明線段向量裁剪方法。窗口的四條邊界把XOY平面分成九個區(qū)域，分別用１到９對這九個窗編號具體參見電子教材2、線段的編碼裁剪法這種方法將窗口的邊界分成的九個區(qū)按一定的規(guī)則用四位二進(jìn)位編碼來表示。這樣，當(dāng)線段的端點(diǎn)位於某一區(qū)時，該點(diǎn)的位置可以用其所在區(qū)域的四位二進(jìn)位碼來唯一確定，通過對線段兩端點(diǎn)的編碼進(jìn)行邏輯運(yùn)算，就可確定線段相對於窗口的關(guān)係。3、多邊形的裁剪多邊形的裁剪比直線要複雜得多。因為經(jīng)過裁剪後，多邊形的輪廓線仍要閉合，而裁剪後的邊數(shù)可能增加，也可能減少，或者被裁剪成幾個多邊形，這樣必須適當(dāng)?shù)夭迦氪翱谶吔绮拍鼙３侄噙呅蔚姆忾]性。對於多邊形的裁剪，人們研究出多了多種演算法，其中薩瑟蘭德－霍奇曼（Sutherland-Hodgman）演算法根據(jù)相對於一條邊界線裁剪多邊形比較容易這一點(diǎn)，把整個多邊形先相對於窗口的第一條邊界裁剪，然後再把形成的新多邊形相對於窗口的第二條裁剪，如此進(jìn)行到窗口的最後一條邊界，從而把多邊形相對於窗口的全部邊界進(jìn)行了裁剪。4、圓和曲線的裁剪對圓的裁剪思路是，首先通過圓的外接矩形判斷來確定圓是否全部位於窗口的外邊，若全部位於窗口外邊，則裁剪過程結(jié)束。否則，將圓分解成一組短線段，然後按照直線裁剪的方法來進(jìn)行。由於曲線在實際繪製時是採用短直線來逼近曲線的方法實現(xiàn)，故曲線的裁剪也採用一般直線裁剪方法對每一短線段進(jìn)行裁剪，從而實現(xiàn)對整個曲線的裁剪。4.3地圖符號的自動繪製地圖上的各種地形要素是用相應(yīng)的地圖符號來表示的。地圖符號可以分為3類，即獨(dú)立符號、線狀符號和麵狀符號。1、獨(dú)立符號和漢字字元的

自動繪製獨(dú)立符號以點(diǎn)定位，在一定比例尺範(fàn)圍內(nèi)，圖上的大小是固定的，如各種控制點(diǎn)符號。它們常常不能用某一固定的數(shù)學(xué)公式來描述，必須首先建立表示這些符號特徵點(diǎn)資訊的符號庫，才能實現(xiàn)電腦的自動繪製。漢字字元的自動繪製和獨(dú)立符號相仿。1）獨(dú)立符號庫的建立按照國家測繪局發(fā)佈的《1：500、1：1000、1：2000地形圖圖式》，將圖式上的獨(dú)立符號和說明符號等放大20倍繪毫米格網(wǎng)紙上，進(jìn)行符號特徵點(diǎn)的座標(biāo)採集。也可以在CAD軟體符號庫編輯系統(tǒng)中進(jìn)行製作。對於規(guī)則符號，可直接計算符號特徵點(diǎn)的座標(biāo)，對於圓，採集圓心座標(biāo)和半徑，對於圓弧，則採集圓心座標(biāo)、半徑、起始角和終止角，對於填充符號，則採集邊界資訊，並給出填充資訊。2）漢字字元庫的建立漢字字元庫的建立，一般採用建立字模，在字模上選取漢字的特徵點(diǎn)。作為採集資訊的標(biāo)準(zhǔn)漢字字模，不僅要字體美觀，而且還要具有足夠的大小，這樣才能保證在讀取漢字筆劃特徵點(diǎn)的座標(biāo)時有足夠的精度。在字模上標(biāo)出每一漢字筆劃特徵點(diǎn)，對於直線，以首末端點(diǎn)為特徵點(diǎn)；對於撇、捺、折等則用若干直線來逼近。座標(biāo)採集時都是以漢字的左下角作為座標(biāo)原點(diǎn)，除了讀取特徵點(diǎn)的座標(biāo)外，還要規(guī)定抬落筆資訊。3）獨(dú)立符號和漢字字元

的自動輸出（1）獨(dú)立符號的自動輸出根據(jù)符號的代碼，在獨(dú)立符號庫中檢索出該符號的資訊數(shù)據(jù)。（2）漢字字元的自動輸出漢字字元的自動輸出，和獨(dú)立符號類似。國標(biāo)漢字中的每一個漢字都有一個唯一的機(jī)內(nèi)碼；對於字元，每一個字元也都有一個唯一的ASCII編碼。2、線狀符號的自動繪製1）線型2）線狀符號1）線型線型的設(shè)置及其繪製地圖上用到的線型儘管很複雜，但歸結(jié)起來，它們可以用以下繪圖參數(shù)來表示：定位點(diǎn)數(shù)N和定位點(diǎn)座標(biāo)(Xi,Yi)，i=1,2,3,…，n，實步長D1，虛步長D2和點(diǎn)步長D3。2）線狀符號線狀符號除了在每兩個離散點(diǎn)之間有趨勢性的直線、曲線等符號以外，有些線狀符號中間還配置有其他的符號。如陡坎符號，除了定位中心線以外，還配置有短齒線。對於這些沿中心軸線按一定規(guī)律進(jìn)行配置的線狀符號，可以用比較簡單的數(shù)學(xué)關(guān)係運(yùn)算式來描述。3、面狀符號的自動繪製面狀符號通常是在一定輪廓區(qū)域內(nèi)用填繪暈線或一系列某種密度的點(diǎn)狀符號來表示。在輪廓區(qū)域內(nèi)填繪點(diǎn)狀符號，最終也可歸結(jié)到首先用計算暈線的方法計算出點(diǎn)狀符號的中心位置，然後再繪製符號。

4.4曲線的繪製拋物線加權(quán)平均法張力樣條函數(shù)插值法1、拋物線加權(quán)平均法根據(jù)給定的曲線特徵點(diǎn)順序，每相鄰三點(diǎn)作一條拋物線，而每相鄰兩點(diǎn)之間前後兩條拋物線弧的重合部分用加權(quán)平均曲線作為最終的插值光滑曲線。根據(jù)每三點(diǎn)之間建立拋物線方法的不同，又可分為正軸拋物線加權(quán)平均法斜軸拋物線加權(quán)平均法1）正軸拋物線加權(quán)平均法

的基本思想對給定的n個曲線特徵點(diǎn)序列，從首點(diǎn)開始，順序取四點(diǎn)，過四點(diǎn)中的前三點(diǎn)可作一正軸拋物線，過四點(diǎn)中的後三點(diǎn)又可作一正軸拋物線，對過中間兩點(diǎn)的兩條正軸拋物線取加權(quán)平均，作為過中間兩點(diǎn)的最終曲線。2）正軸拋物線加權(quán)平均法

的特點(diǎn)正軸拋物線加權(quán)平均法在數(shù)學(xué)上是嚴(yán)密的，計算過程也較為簡單，能保證光滑曲線嚴(yán)格通過每個特徵點(diǎn)，並且在整條線上具有一階連續(xù)導(dǎo)數(shù)。曲線的拐點(diǎn)不一定正好在特徵點(diǎn)上，也即曲線的最大麯率點(diǎn)有可能偏離節(jié)點(diǎn)。為此，人們提出了一種改進(jìn)演算法，即斜軸拋物線加權(quán)平均法。3）近似斜軸拋物線加權(quán)平均法的基本思想在離散點(diǎn)序列中，順序取相鄰三點(diǎn)，建立頂點(diǎn)位於中間點(diǎn)的斜軸拋物線，對於相鄰兩點(diǎn)之間前後兩條拋物線弧段的重疊部分，採用加權(quán)平均曲線作為最終的插值曲線。使用的權(quán)函數(shù)要保證插值曲線向兩邊節(jié)點(diǎn)過渡時分別逼近以該點(diǎn)為頂點(diǎn)的斜軸拋物線弧，保證插值曲線的明顯轉(zhuǎn)彎點(diǎn)位於原始數(shù)據(jù)點(diǎn)。對於首點(diǎn)和末點(diǎn)，需要在首末點(diǎn)處各補(bǔ)插一點(diǎn)。4）近似斜軸拋物線加權(quán)平均法的特點(diǎn)能獲得比較滿意的圖形效果，且保證了最終曲線的拐點(diǎn)位於給出的節(jié)點(diǎn)上。曲線通過全部節(jié)點(diǎn)，兩節(jié)點(diǎn)間的曲線較短。缺點(diǎn)是計算複雜，使得在微機(jī)上實現(xiàn)比較困難。為此，人們提出了一種近似斜軸拋物線加權(quán)平均法，以簡化斜軸拋物線方程的建立。2、張力樣條函數(shù)插值法張力樣條函數(shù)是描述樣條曲線的一種函數(shù)。它的主要特徵是在一般的三次樣條函數(shù)中引入一個張力係數(shù)δ。當(dāng)δ→0時，張力樣條函數(shù)就等同於三次樣條函數(shù)；當(dāng)δ→1時，張力樣條函數(shù)就退化為分段線性函數(shù)，即相鄰節(jié)點(diǎn)之間以直線連接?？梢赃x擇適當(dāng)?shù)膹埩S數(shù)，以改變曲線的鬆緊程度，使曲線的走向更加合理和美觀。4.5等高線的繪製等高線的繪製主要有兩種方法：網(wǎng)格法三角網(wǎng)法

1、網(wǎng)格法繪製等高線它的基本思想是利用有限的離散點(diǎn)數(shù)據(jù)建立一個曲面去逼近地形表面，然後在這個曲面上內(nèi)插網(wǎng)格點(diǎn)高程。地形表面不同於一般的數(shù)學(xué)曲面，它們在形態(tài)上是錯綜複雜的，不能用某一確定的數(shù)學(xué)公式來表達(dá)，也無法用嚴(yán)格的解析算式去處理。自50年代數(shù)字高程模型方法提出後，人們對網(wǎng)路化的理論和方法進(jìn)行了大量的研究，相繼出現(xiàn)了多種插值演算法，同時積累了豐富的經(jīng)驗。1）離散點(diǎn)的網(wǎng)格法2）在網(wǎng)格上追蹤等高線離散點(diǎn)經(jīng)過網(wǎng)格化以後，形成一個矩形區(qū)域，該區(qū)域大體上相當(dāng)於離散點(diǎn)的分佈區(qū)間。該區(qū)間沿X方向上的方格劃分記為j=1,2,…,n，在Y方向上方格劃分記為i=1,2,…,m，則整個區(qū)域共劃分成m×n個網(wǎng)格點(diǎn)。對於每個網(wǎng)格點(diǎn)的高程可用Z0(i,j)來表示，網(wǎng)格的橫邊長設(shè)為nx，縱邊長設(shè)為ny。2、三角網(wǎng)法繪製等高線

三角網(wǎng)法是直接利用原始離散點(diǎn)建立數(shù)字高程模型。它直接利用原始數(shù)據(jù)，對保持原始數(shù)據(jù)精度，引用各種地性線資訊非常有用。對於地面測量獲得的數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)點(diǎn)大多為地形特徵點(diǎn)、地物點(diǎn)，它們的位置含有重要的地形資訊。對於大比例尺數(shù)字測圖直接利用原始離散點(diǎn)建立數(shù)字高程模型是比較合適的。建立三角網(wǎng)數(shù)字高程模型的演算法有多種，其中以Delaunay三角形的演算法理論嚴(yán)密，最終三角形網(wǎng)具有唯一性，因而最為理想。

數(shù)字測圖軟體系統(tǒng)

（MAPSUV）的設(shè)計5.1野外數(shù)據(jù)採集原理

測點(diǎn)的三維座標(biāo)；測點(diǎn)的屬性，即地形點(diǎn)的特徵資訊，繪圖時必須知道該點(diǎn)是什麼點(diǎn)：地貌點(diǎn)？地物點(diǎn)（屋角、電線桿…）？有什麼特徵等等；測點(diǎn)的連接關(guān)係，據(jù)此可將相關(guān)的點(diǎn)連成一個地物。5.2大比例尺數(shù)字測圖系統(tǒng)設(shè)計

5.2.1系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)5.2.2設(shè)計原則5.2.3系統(tǒng)模組結(jié)構(gòu)5.2.4系統(tǒng)主要功能5.2.5系統(tǒng)數(shù)據(jù)組織5.2.1系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)數(shù)字測圖系統(tǒng)總的設(shè)計目標(biāo)是構(gòu)造一個完整的數(shù)字測圖成圖軟體：它既可以採用野外測記，室內(nèi)成圖；也可以採用電子平板測繪模式，內(nèi)外業(yè)一體化，即時成圖。它具有數(shù)據(jù)採集、輸入、數(shù)據(jù)處理、成圖、圖形編輯與修改及繪圖等功能。可以自動生成和維護(hù)拓?fù)潢P(guān)係，輸入圖形屬性資訊，同時可以輸出符合國家標(biāo)準(zhǔn)圖式的圖形。

5.2.2設(shè)計原則（1）系統(tǒng)性（2）規(guī)範(fàn)化（3）相容性和可擴(kuò)展性（4）科學(xué)性（5）開放性（6）先進(jìn)性5.2.3系統(tǒng)模組結(jié)構(gòu)符號庫編碼表數(shù)據(jù)成圖碎部測量導(dǎo)線測量電子全站數(shù)據(jù)輸出圖形編輯GPS

掃描器等全站儀以及其他測量儀器掃描向量化數(shù)位化儀其他測圖軟體數(shù)據(jù)和文本數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出MAPGIS標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面檔建立數(shù)字高程模型的DTM檔地籍管理界址點(diǎn)線檔、報表用戶指定的其他GIS軟體系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)5.2.4系統(tǒng)主要功能數(shù)據(jù)採集數(shù)據(jù)處理與成圖數(shù)據(jù)輸出

測量準(zhǔn)備控制測量碎部測量編輯控制點(diǎn)劃定測區(qū)圖幅命名修改圖幅參數(shù)安裝全站儀測站設(shè)置測站檢核導(dǎo)線測量支導(dǎo)線測量導(dǎo)線平差座標(biāo)輸入極座標(biāo)測量平魚極座標(biāo)測量十字尺測量相對極座標(biāo)測量偏心點(diǎn)測量目標(biāo)遙測偏心距測量求交會點(diǎn)垂直量邊坎類測量中心道路測量水深測量房屋測量……計算座標(biāo)、提取並整理圖形資訊原始外業(yè)數(shù)據(jù)地形資料庫5.2.5系統(tǒng)數(shù)據(jù)組織測點(diǎn)名北座標(biāo)X東座標(biāo)Y高程Z編碼建模Z注記高程作業(yè)區(qū)號宗地號樓層地類號結(jié)構(gòu)地物編碼點(diǎn)數(shù)地物號測點(diǎn)名列

5.3數(shù)據(jù)編碼

目前，國內(nèi)開發(fā)的測圖軟體已經(jīng)很多，一般都是根據(jù)各自的需要、作業(yè)習(xí)慣、儀器設(shè)備及數(shù)據(jù)處理方法等設(shè)計自己的數(shù)據(jù)編碼方案，還沒有形成固定的標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)編碼從結(jié)構(gòu)和輸入方法上區(qū)分，主要有全要素編碼、塊結(jié)構(gòu)編碼、簡編碼和二維編碼。5.4MAPSUV數(shù)據(jù)編碼的設(shè)計

採用的標(biāo)準(zhǔn)GB14804-931：5001：10001：2000地形圖要素分類與代碼GB/T7929-19951:5001：10001：2000地形圖圖式GB14804-93主題內(nèi)容與適用範(fàn)圍GB14804-93分類、編碼原則5.4.4編碼方法XXXX大小一二類類級級碼碼代代碼碼5.4.5編碼設(shè)計

5.4.6數(shù)據(jù)編碼的輸入

系統(tǒng)默認(rèn)值；直接用鍵盤輸入；按[編碼]按鈕或快捷鍵從常用編碼中選取；按[編碼]按鈕或快捷鍵從全部編碼中選??；利用符號箱時，直接在可視面板上選取。5.5圖式符號庫的設(shè)計

5.5.1建立圖式符號庫的一般原則5.5.2圖式符號庫的設(shè)計原理5.5.1建立圖式符號庫的一般原則提供各種地物符號的繪製方法；對這些符號的組織、檢索、管理和應(yīng)用的方法；對符號庫進(jìn)行增加、刪除、修改等操作的維護(hù)功能，符號庫應(yīng)具有自我更新和調(diào)整的能力。5.5.2圖式符號庫的設(shè)計原理1設(shè)計思想2編碼與符號的分類1設(shè)計思想

沿用通用CAD圖形軟體的符號庫系統(tǒng)，並實現(xiàn)與之相容的應(yīng)用程式；另一種是根據(jù)自己的圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和圖形應(yīng)用平臺，開發(fā)專門的符號庫結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方法，並專門設(shè)計各種符號。難以用一般化的描述

斜坡、看板、臺階等，只能分別編寫專門的繪製程式，並形成各自的應(yīng)用方法。2編碼與符號的分類

符號庫根據(jù)編碼來組織查詢方法符號分類各種符號可分作點(diǎn)狀、線狀、面狀三大類點(diǎn)狀符號點(diǎn)狀符號只有一個定位點(diǎn)，對應(yīng)一個固定的、不依比例尺而變化的圖形符號。根據(jù)朝向不同，其又可以分為垂直於南圖廓和按真實方向描繪兩類。線狀符號線狀符號的特點(diǎn)是根據(jù)定位線繪製比較簡單的（用抬、落筆即可控制的）線型，如大車路、境界線比較複雜的（需要用獨(dú)立符號進(jìn)行組合的）線型，如行樹、高壓電力線。面狀面狀符號的定位線要求構(gòu)成封閉的區(qū)域。根據(jù)填充方式的不同，又可分成點(diǎn)填充方式（如草地，樹林）及線填充方式（如房屋的暈線）。5.6連接資訊的設(shè)計連接資訊可分解為連接點(diǎn)和連接線型。獨(dú)立地物只要用地形編碼來表明它的屬性。線狀或面狀地物，這時需要明確本測點(diǎn)與哪個點(diǎn)相連，以什麼線型相連。

相連線型

MAPSUV包括如下幾種關(guān)係：獨(dú)立地物、直線、曲線、圓弧、整圓、直線過渡、曲線過渡、圓弧過渡和整圓過渡。

規(guī)定連接關(guān)係是當(dāng)前點(diǎn)與前一點(diǎn)的連接關(guān)係，這樣第一點(diǎn)無連接關(guān)係，一般表示為與下一點(diǎn)的連接關(guān)係。

測第2點(diǎn)，必須與1點(diǎn)以直線相連，3點(diǎn)須與2點(diǎn)直線相連，5點(diǎn)與4點(diǎn)，4點(diǎn)與3點(diǎn)則以圓弧相連，5點(diǎn)與1點(diǎn)以直線相連。

總結(jié)對每一個點(diǎn)來說，獲取了描述點(diǎn)的三類資訊，就具備了電腦自動成圖的必要條件：點(diǎn)位編碼連接線型5.7分幅與接邊

5.7.1分幅的意義容量限制出圖的需要

提高計算效率的需要

數(shù)據(jù)管理的需要

組織作業(yè)的需要

5.7.2地形圖的分幅

比例尺圖幅尺寸/cm實地面積/km2一張1：5000圖幅包含分幅圖幅數(shù)1：500040×40411：200050×50141：100050×500.25161：50050×500.0625641）正方形圖幅分幅及編號

大比例尺地形圖大多採用正方形分幅，即按統(tǒng)一的直角坐標(biāo)格網(wǎng)分幅，其編號方法一般採用圖幅西南角座標(biāo)公里數(shù)編號法

在小測區(qū)或帶狀地區(qū)，也可選用自左至右由上至下的流水編號法

行列編號法

圖幅編號不同比例尺地形圖的編號法

2）矩形圖幅的分幅及編號

1：5000～l：

500地形圖採用矩形分幅時，不論比例尺大小皆為40cm×50cm。

3）任意分幅及編號

如要將整個測區(qū)畫到一張圖紙上，或要將測區(qū)放在圖幅的中心，或繪帶狀條圖等等，都可根據(jù)需要自行定幅及編號。

5.7.3分幅的步驟

（l）測區(qū)的劃定

（2）分幅

（l）測區(qū)的劃定

（2）分幅當(dāng)測區(qū)較大時，必須進(jìn)行分幅處理

5.7.4圖幅間的接邊處理

平面圖的接邊處理等高線的接邊處理

平面圖的接邊處理分組測量時採用了按自然地界分工，最後合併統(tǒng)一分幅；按圖幅分工，對接邊處的房屋等地物測繪，則進(jìn)一步規(guī)定“右下負(fù)責(zé)制”右下負(fù)責(zé)制直（?。┚€接邊處理的原理

形成統(tǒng)一的一套點(diǎn)位座標(biāo)和繪圖資訊

等高線的接邊處理依據(jù)自然地界為分界線的

接邊處理5.7.5圖廓劃定測區(qū)，按圖幅大小進(jìn)行分幅

填寫接圖表

填寫圖廓注記表

自動繪製圖廓

5.8層如果一個工程數(shù)據(jù)量過大，可以採取數(shù)據(jù)分割的手段來減少處理的負(fù)荷，減少佔用有限的記憶體，提高數(shù)據(jù)處理效率。常用的數(shù)據(jù)分割手段有分片和分層兩種方法。

在數(shù)字測圖系統(tǒng)中可按地物的屬性編碼分層。

層是地形特徵屬性在同一座標(biāo)平面的邏輯意義上的集合，在構(gòu)造層時每一種屬性數(shù)據(jù)可形成一個獨(dú)立的層。在數(shù)字測圖系統(tǒng)中可按地物的屬性編碼分層。在分層時要考慮地物的特徵類別和應(yīng)用的目的?？梢詫⒁环N地物要素定義為一層，也可以將同一類的地物要素組合到一層內(nèi)。0 自由層1 圖廓資訊2 測量控制點(diǎn)3 普通房屋4 特殊房屋5 房屋附屬6 垣柵7 地礦設(shè)施8 工業(yè)設(shè)施9 農(nóng)業(yè)設(shè)施10 科文體衛(wèi)11 公共設(shè)施12 紀(jì)念建築13 文物宗教14 其他設(shè)施15 鐵路軌道16 火車站設(shè)施17 公路18 其他道路19 道路及設(shè)施20 橋樑21 渡口碼頭22 航行標(biāo)誌23 電力設(shè)施24 通信設(shè)施25 管道井等26 河溪27 湖塘水庫28 溝渠29 人工水利30 井泉瀑布31 海洋要素32 行政區(qū)界33 其他界線34 等高線35 高程注記36 崩殘地貌37 坡坎38 其他地貌39 土質(zhì)40 耕地41 園地42 林草花圃43 規(guī)劃道路44 控制點(diǎn)注記45 居民地注記46 單位名稱注記47 地籍說明注記48 道路及附屬注記49 工礦及公共設(shè)施注記50 管線和垣柵注記51 水系注記52 境界注記53 地貌及土質(zhì)注記54 植被注記55其他說明注記56 其他層5.9建立DTM的原理和方法數(shù)據(jù)的獲取數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的預(yù)處理構(gòu)網(wǎng)建模存儲和管理數(shù)模的應(yīng)用DTMDTM（DigitalTerrainModel）即數(shù)字地面模型，簡稱數(shù)模、是以數(shù)字的形式按一定的結(jié)構(gòu)組織在一起，表示實際地形特徵的空間分佈，也就是地形形狀大小和起伏的數(shù)字描述。只有在DTM的基礎(chǔ)上才能繪製等高線。數(shù)字表示方式包括離散點(diǎn)的三維座標(biāo)（測量數(shù)據(jù)）、由離散點(diǎn)組成的規(guī)則或不規(guī)則的格網(wǎng)結(jié)構(gòu)、依據(jù)數(shù)模及一定的內(nèi)插和擬合算法自動生成的等高線（圖）、斷面（圖）、坡度（圖）等等。數(shù)據(jù)的獲取完善的DTM系統(tǒng)應(yīng)具有各種類型數(shù)據(jù)輸入的介面：它可以接受野外測量儀器直接傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，還可以接受由人工鍵入的測量數(shù)據(jù)；也可以接受航測照片經(jīng)立體座標(biāo)量測儀或解析測圖儀等量測的三維地形數(shù)據(jù)；遙感圖像經(jīng)圖像處理系統(tǒng)處理後也可得到地形數(shù)據(jù)。DTM數(shù)據(jù)獲取部分應(yīng)包括電腦與不同的設(shè)備，如全站儀、電子手薄、數(shù)位化儀……進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的介面。數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換不同來源的原始數(shù)據(jù)類型可以是各種各樣的，例如三維座標(biāo)或距離、方位角等。數(shù)據(jù)中除了離散點(diǎn)的座標(biāo)資訊，還包含離散點(diǎn)之間的地形關(guān)係及地物特徵等資訊。DTM系統(tǒng)還要有數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的功能：不同類型的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過處理之後，轉(zhuǎn)換成DTM系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)格式（一般為三維座標(biāo)）數(shù)據(jù)，但不能影響原始數(shù)據(jù)精度。數(shù)據(jù)的預(yù)處理首先要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的預(yù)處理，如數(shù)據(jù)過濾，剔除幾乎重合的數(shù)據(jù)，給定高程限值，剔除粗差數(shù)據(jù)，進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)加密等等，同時程式還應(yīng)提供編輯數(shù)據(jù)的工具。除地面座標(biāo)數(shù)據(jù)之外，地形和地物的特徵資訊，如地性線、山脊線、山谷線、斷裂線等，是DTM不可缺少的要素。DTM系統(tǒng)的特徵提取部分功能包括：識別原始數(shù)據(jù)記錄中的特徵編碼；將地性線特徵編碼和相關(guān)的空間定位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成DTM標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式；提取地性線、斷裂線以及處理特殊地形（如陡坎等）；數(shù)據(jù)編輯。5.10地形圖的繪製

經(jīng)過外業(yè)測量和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，就可以建立起測區(qū)的地形資料庫。地形資料庫中保存有全部地物、地貌特徵的準(zhǔn)確描述數(shù)據(jù)，但提交給用戶應(yīng)用的測量成果，一般還是採取可視的地形圖的形式。繪製地形圖流程

5.11圖形應(yīng)用介面

選擇合適的圖形應(yīng)用介面，最關(guān)鍵的因素是數(shù)據(jù)的交換能力。輸入AutoCADdxfdwg瑞得、清華山維、南方測繪、威遠(yuǎn)圖等交換檔MAPGISwlwpwt輸出AutoCADdxfdwgMicrostationDGNMAPGISwlwpwt明碼檔Arc/InfoE00

數(shù)字測圖成果的三維可視化(可選）6.1三維可視化研究背景主要從三維可視化的實現(xiàn)方法，當(dāng)前實現(xiàn)三維可視化的主要軟體和當(dāng)前三維可視化存在的主要問題等方面來描述。6.1.1系統(tǒng)研究背景隨著電腦三維圖形技術(shù)的日益成熟，人們對三維資訊的需求與日俱增。對數(shù)字測圖的三維可視化研究是順應(yīng)時代的需求。在當(dāng)前地面數(shù)字測圖技術(shù)廣泛採用的情況下，研究地面數(shù)字測圖成果的三維可視化是迫切的。數(shù)字測圖成果的三維可視化研究具有重要的意義。三維可視化設(shè)計為管理者審查設(shè)計方案提供了直觀的方案形象。對於一個已開發(fā)區(qū)域的平面圖，三維可視化設(shè)計可以模擬、表示、管理、分析該區(qū)域中的三維空間實體及其相關(guān)資訊。另一方面，它是三維可視化地圖的一個雛形，是實現(xiàn)數(shù)字地球的基礎(chǔ)，是三維GIS實現(xiàn)的基礎(chǔ)，可應(yīng)用於軍事、交通、旅遊、通信、城市規(guī)劃、房產(chǎn)等方面。6.1.2三維可視化的方法一、建模方法1、基於圖形的三維可視化方法2、基於圖像的三維可視化3、基於圖形與基於圖像相結(jié)合的三維可視化二、開發(fā)語言1、基於OpenGL與DirectX的三維可視化2、基於Internet的三維可視化6.1.3三維可視化的主要軟體當(dāng)前Arc/info、MapInfo、MAPGIS、SuperMap、GeoStar等這些國內(nèi)外專業(yè)二維GIS軟體都有自己專有的三維GIS子系統(tǒng)。目前，三維可視化比較專業(yè)的系統(tǒng)軟體或平臺有：

1、ERDAS公司的IMAGINEVirtualGIS2、國內(nèi)適普軟體有限公司的IMAGISClassic3、國內(nèi)靈圖VRMap4、國內(nèi)武漢吉奧公司的CyberCity5、國內(nèi)上海傑圖三維展示系統(tǒng)目前比較專業(yè)的三維建模軟體主要有：3DMAX、MAYA和MultiGenCreator。WWW上3D漫遊流覽比較常用的是基於VRML的一系列流覽器：Parallelgraphics推出的VRML流覽插件：CortonaVRMLClient；