數(shù)字測(cè)圖課件

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

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

傳統(tǒng)的地形測(cè)圖（白紙測(cè)圖）數(shù)字測(cè)圖數(shù)字測(cè)圖的基本過程三.數(shù)字測(cè)圖必需采集的測(cè)圖信息地圖圖形的描述測(cè)量的基本工作是測(cè)定點(diǎn)位數(shù)字測(cè)圖時(shí)必須采集測(cè)圖信息地圖圖形的數(shù)據(jù)格式1.1數(shù)字測(cè)圖概念四.數(shù)字測(cè)圖需要解決的問題歸納起來，數(shù)字測(cè)圖所要解決的問題是：

1.使采集的圖形信息和屬性信息為計(jì)算機(jī)識(shí)別。

2.由計(jì)算機(jī)按照一定的要求對(duì)這些信息進(jìn)行一系列的處理。

3.將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)和文字信息轉(zhuǎn)換成圖形，由屏幕輸出或繪圖儀輸出各種所需的圖形。

4.按照一定的要求自動(dòng)實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)的應(yīng)用問題。1.2數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)一.數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)的定義數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心，在外連輸入、輸出設(shè)備硬件和軟件的支持下，對(duì)地形空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、輸入、成圖、處理、繪圖、輸出、管理的測(cè)繪系統(tǒng)。二.數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)的分類按輸入方法分類按硬件配置分類按輸出成果內(nèi)容分類1.2數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)三.數(shù)字測(cè)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(cè)圖系統(tǒng)與GIS的關(guān)系

1.3數(shù)字測(cè)圖的優(yōu)點(diǎn)

點(diǎn)位精度高便于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的重要信息源1.4數(shù)字測(cè)圖的基本過程一.數(shù)據(jù)采集GPS法，即通過GPS接收機(jī)采集野外碎部點(diǎn)的信息數(shù)據(jù)；航測(cè)法，即通過航空攝影測(cè)量和遙感手段采集地形點(diǎn)的信息數(shù)據(jù)；數(shù)字化儀法，即通過數(shù)字化儀在已有地圖上采集信息數(shù)據(jù)；大地測(cè)量?jī)x器法，即通過全站儀、測(cè)距儀、經(jīng)緯儀等大地測(cè)量?jī)x器實(shí)現(xiàn)碎部點(diǎn)野外數(shù)據(jù)采集。

1.4數(shù)字測(cè)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)采集以后到圖形輸出之前對(duì)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(jì)算、圖形生成、圖形編輯與整飾、圖形信息的管理與應(yīng)用等。

三.成果輸出

輸出圖形是數(shù)字測(cè)圖的主要目的，通過對(duì)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(cè)圖作業(yè)模式一、主要作業(yè)模式測(cè)記式，為絕大部分軟件所支持。該模式使用電子手簿自動(dòng)記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)，作業(yè)自動(dòng)化程度較高，可以較大地提高作業(yè)工作的效率。它采用手工健入觀測(cè)數(shù)據(jù)到電子手簿，其它與第一種作業(yè)模式相同先用平板測(cè)圖方法測(cè)出白紙圖，然后在室內(nèi)用數(shù)字化儀將白紙圖轉(zhuǎn)為數(shù)字地圖。我國(guó)早期的數(shù)字測(cè)圖的主要作業(yè)模式。平板模式，它的基本思想是用計(jì)算機(jī)屏幕來模擬圖板，用軟件中內(nèi)置的功能來模擬鉛筆、直線筆、曲線筆，完成曲線光滑、符號(hào)繪制、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，又持便攜式電腦的作業(yè)員在跑點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)指揮立鏡員跑點(diǎn)，并發(fā)出指令遙控驅(qū)動(dòng)全站儀觀測(cè)，觀測(cè)結(jié)果通過無線傳輸?shù)奖銛y機(jī)，并在屏幕上自動(dòng)展點(diǎn)。用解析測(cè)圖儀或經(jīng)過改造的立體坐標(biāo)量測(cè)儀量測(cè)像片點(diǎn)的坐標(biāo)，并將量測(cè)結(jié)果傳送到計(jì)算機(jī)，形成數(shù)字化測(cè)圖軟件能支持的數(shù)據(jù)文件。1.5數(shù)字測(cè)圖作業(yè)模式二、我國(guó)數(shù)字測(cè)圖主要作業(yè)模式

1．全站儀+電子手簿測(cè)圖模式

2．普通經(jīng)緯儀+電子手簿測(cè)圖模式

3．平板儀測(cè)圖+數(shù)字化儀數(shù)字化測(cè)圖模式

4．舊圖數(shù)字化成圖模式

5．測(cè)站電子平板測(cè)圖模式

6．鏡站遙控電子平板測(cè)圖模式

7．航測(cè)像片量測(cè)成圖模式1.6數(shù)字測(cè)圖的發(fā)展與展望一、數(shù)字測(cè)圖的發(fā)展數(shù)字測(cè)圖發(fā)展概述我國(guó)大比例尺數(shù)字化測(cè)圖系統(tǒng)的發(fā)展歷程二、數(shù)字測(cè)圖的展望目前要在我國(guó)全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字測(cè)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。今后數(shù)字化測(cè)圖軟件的發(fā)展方向應(yīng)該是一種無點(diǎn)號(hào)、無編碼的鏡站電子平板測(cè)圖系統(tǒng)。測(cè)－編－繪－管理一體化

數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)硬件2.1硬件設(shè)備計(jì)算機(jī)全站儀電子手薄數(shù)字化儀掃描儀打印機(jī)、繪圖儀自動(dòng)制圖對(duì)計(jì)算機(jī)的要求數(shù)字計(jì)算數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)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(jí)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(cè)距、激光測(cè)距儀

3、紅外測(cè)距儀

70年代

4、電子經(jīng)緯儀+測(cè)距儀=電子速測(cè)儀器

目標(biāo)：自動(dòng)化

5、全站型電子速測(cè)儀=全站儀

電子經(jīng)緯儀+測(cè)距儀+電子記錄

測(cè)量、顯示、記錄水平角、豎直角、水平距離、斜距、高差、高程、坐標(biāo)2.2.2全站儀的概念

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

用電磁波測(cè)距儀代替光學(xué)視距經(jīng)緯儀，使得測(cè)程更大、測(cè)量時(shí)間更短、精度更高。人們將距離由電磁波測(cè)距儀測(cè)定的速測(cè)儀籠統(tǒng)地稱之為“電子速測(cè)儀”根據(jù)測(cè)角方法的不同分為半站型電子速測(cè)儀和全站型電子速測(cè)儀。４半站型電子速測(cè)儀是指用光學(xué)方法測(cè)角的電子速測(cè)儀，也有稱之為“測(cè)距經(jīng)緯儀”?？蓪⒐鈱W(xué)角度讀數(shù)通過鍵盤輸入到測(cè)距儀，對(duì)斜距進(jìn)行化算，最后得出平距、高差、方向角和坐標(biāo)差。５全站型電子速測(cè)儀是由電子測(cè)角、電子測(cè)距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等組成的三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量結(jié)果能自動(dòng)顯示，并能與外圍設(shè)備交換信息的多功能測(cè)量?jī)x器。由于全站型電子速測(cè)儀較完善地實(shí)現(xiàn)了測(cè)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(cè)儀或簡(jiǎn)稱全站儀。2.2.3

全站儀的基本組成全站型電子速測(cè)儀是由電子測(cè)角、電子測(cè)距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)等組成，它本身就是一個(gè)帶有特殊功能的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)?？傮w上全站儀組成：１為采集數(shù)據(jù)而設(shè)置的專用設(shè)備：主要有電子測(cè)角系統(tǒng)、電子測(cè)距系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，還有自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備等。２過程控制機(jī)：包括與測(cè)量數(shù)據(jù)相聯(lián)接的外圍設(shè)備及進(jìn)行計(jì)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(dòng)完成數(shù)據(jù)采集，又要自動(dòng)處理數(shù)據(jù)和控制整個(gè)測(cè)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(cè)距儀、微處理器、電子記錄裝置通過連接器構(gòu)成一個(gè)整體整體式：組裝在一個(gè)儀器外殼內(nèi)，共用一個(gè)望遠(yuǎn)鏡，測(cè)角和測(cè)距只需瞄準(zhǔn)一次信息輸入方式全站型：自動(dòng)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(dòng)型內(nèi)存型電腦型整體式2.2.5

防水等級(jí)電子測(cè)量?jī)x器的防水級(jí)別同時(shí)也反映了儀器防潮和防塵的能力，為此，國(guó)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(gè)等級(jí)，分別以IPX1、IPX2……表示；見表l－2。表l－2

防水等級(jí)2.3全站儀測(cè)量原理1電子測(cè)距原理2電子測(cè)角原理和方法2.3.1、電子測(cè)距原理1、電磁波的基本知識(shí)

2、電磁波測(cè)距的基本原理

3、電子測(cè)距基本方法

4、電子測(cè)距儀的基本組成

1、電磁波的基本知識(shí)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(cè)距的基本原理

D＝V·t2D／2(2—4)電子測(cè)距：利用儀器直接或間接地測(cè)出電磁波在被測(cè)距離上往返傳播所需的時(shí)間t2D，同時(shí)測(cè)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(cè)距基本方法

脈沖法測(cè)距

相位法測(cè)距

干涉法測(cè)距

脈沖法測(cè)距

脈沖法測(cè)距就是直接測(cè)定間斷脈沖信號(hào)在被測(cè)距離上往返傳播所需的時(shí)間t2D；利用公式(2-4)計(jì)算距離D相位法測(cè)距

相位法測(cè)距，又叫間接法測(cè)距，它不直接測(cè)定電磁波往返傳播的時(shí)間。而是測(cè)定由儀器發(fā)出的連續(xù)正弦電磁波信號(hào)在被測(cè)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(shí)間，從而求得距離D。

D=λ/2（N+△N）

干涉法測(cè)距

干涉法測(cè)距不需要測(cè)時(shí)，它是通過光學(xué)比對(duì)（或光學(xué)信乘）的辦法來測(cè)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，疊加后產(chǎn)生合成光Asin(ωt+φ)，其中A2=A12+A22+2A1A2cosδ。

干涉法測(cè)距的精度很高，可以達(dá)到E-7級(jí)，這種測(cè)距技術(shù)一般用于計(jì)量部門的長(zhǎng)度檢定及野外基線的測(cè)定等工作。

目前，大多數(shù)測(cè)距儀利用紅外線作為載波，采取相位法測(cè)距方式。

4電子測(cè)距儀的基本組成

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

發(fā)射部分

發(fā)射部分由晶體振蕩器、發(fā)光二極管、發(fā)射光路組成。

反射部分

紅外測(cè)距儀的反射部分很簡(jiǎn)單，一般均采用角反射棱鏡

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(shí)，出時(shí)光將平行于人射光。

接收部分

紅外測(cè)距儀的接收部分由接收光路和光電二極管組成，其關(guān)鍵部分是光電二極管。光電二極管是一個(gè)光敏器件，能把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。

測(cè)相部分

測(cè)相部分由本機(jī)振蕩器、基準(zhǔn)混頻器、測(cè)距混頻器、測(cè)相器組成。

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

2.3.2、電子測(cè)角原理和方法

1、電子測(cè)角概述

2、編碼盤測(cè)角

3、光柵盤測(cè)角

4、動(dòng)態(tài)測(cè)角

編碼度盤測(cè)角原理

用四位二進(jìn)制表示角值，全圓刻成

24=16個(gè)扇形

2增量式光柵度盤測(cè)角原理

W=cosθ＝d／θ

增量式光柵度盤測(cè)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(jiǎn)介SET系列全站儀簡(jiǎn)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(dòng)進(jìn)行水平和垂直傾斜改正，補(bǔ)償范圍為±3″。測(cè)角最小讀數(shù)為1″，測(cè)角精度為5″，采用增量法讀數(shù)。測(cè)距的最小讀數(shù)為1mm，測(cè)距精度為（3mm±2×10-6

），單棱鏡測(cè)距為1.1～1.2km，三棱鏡測(cè)距為1.6～1.8km。內(nèi)有自動(dòng)記錄裝置，可記錄2000個(gè)測(cè)量點(diǎn)。除能進(jìn)行角度測(cè)量、距離測(cè)量、坐標(biāo)測(cè)量、偏心測(cè)量、懸高測(cè)量和對(duì)邊測(cè)量外，還能進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，放樣及存儲(chǔ)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(hào)的意義3SET系列全站儀簡(jiǎn)介SET系列是日本索佳出產(chǎn)的一種全站型電子速測(cè)儀系列產(chǎn)品，有SET2，SET3，SET4，SET2C，SET2B等品種；只是測(cè)角精度有2″，3″，5″之分；測(cè)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(shí)顯示水平距離、高差、角度等測(cè)定數(shù)據(jù)，又能進(jìn)行正、倒鏡觀測(cè)。垂直度盤補(bǔ)償器能檢測(cè)出主機(jī)的微小傾斜并自動(dòng)給予修正；棱鏡常數(shù)改正、兩差和改正測(cè)距單位等均可由內(nèi)部開關(guān)進(jìn)行選定；有自動(dòng)斷電裝置和自檢校裝置。儀器測(cè)量的數(shù)據(jù)能通過RS－232C標(biāo)準(zhǔn)接口被電子手簿自動(dòng)記錄和處理。SET2C電子速測(cè)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(hào)的意義PPM：氣象改正值PROG：程序模式

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(cè)站坐標(biāo)

SO：放樣測(cè)量模式BS：后視坐標(biāo)

MENU：菜單模式Pt：坐標(biāo)放樣數(shù)據(jù)主顯示窗

選取選擇項(xiàng) X：照準(zhǔn)方向傾角ZA：天頂距 Y：橫軸方向傾角S：斜距HAR：右水平角 H：平距HAL：左水平角 V：高差HARp：復(fù)傾角 Ht：儀器高／目標(biāo)高HAh：水平角鎖定 D：距離放樣數(shù)據(jù)／偏心距1.照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正2.圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正3.十字絲豎絲與水平軸垂直的檢驗(yàn)與校正4.十字絲位置的檢驗(yàn)與校正5.測(cè)距軸與視準(zhǔn)軸同軸的檢查6.光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的檢校7.距離加常數(shù)的測(cè)定2.5全站儀的檢校1.照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)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)軸垂直于垂直軸的檢校。2.圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器校正后，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(dòng)其校正螺旋，使其氣泡居中。注意應(yīng)使三個(gè)校正螺旋的旋松緊程度相同。3.十字絲豎絲與水平軸垂直的檢驗(yàn)與校正十字絲豎絲與水平軸垂直的檢查方法與普通經(jīng)緯儀的此項(xiàng)檢查相同。校正方法：旋開望遠(yuǎn)鏡分劃?rùn)?quán)校正蓋，用校正針輕微地松開垂直和水平方向的校正螺旋，將一小塑料片或木片墊在校正螺旋頂部的一端，作為緩沖器，輕輕地敲動(dòng)塑料片或木片，使分劃板微微地轉(zhuǎn)動(dòng)，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平軸。最后以同樣的程度旋緊校正螺旋絲。4.十字絲位置的檢驗(yàn)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)置垂直和水平度盤指標(biāo)，盤左照準(zhǔn)目標(biāo)，讀取水平角al和垂直度盤讀數(shù)b1，用盤右再照準(zhǔn)同一目標(biāo)，讀取水平角a2和垂直度盤讀數(shù)b2。計(jì)算a2－a1，此差值在180°±20″以內(nèi)，計(jì)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(cè)距軸與視準(zhǔn)軸同軸的檢查6.光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的檢校整平儀器：將光學(xué)對(duì)點(diǎn)器十字絲中心精確地對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)（地面標(biāo)志），轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部180?，若測(cè)點(diǎn)仍位于十字絲中心，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(duì)點(diǎn)器的調(diào)焦環(huán)，用四個(gè)校正螺絲校正剩余一半的偏差，致使十字絲中心精確地與測(cè)點(diǎn)吻合。另外，當(dāng)測(cè)點(diǎn)看上去有一綠色（灰色）區(qū)域時(shí)，輕輕地松開上（下）校正螺絲，以同樣程度固緊下（上）螺絲；若測(cè)點(diǎn)看上去位于綠線（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(cè)定在A點(diǎn)設(shè)置儀器，B點(diǎn)安置棱鏡，精確測(cè)定A、B之間的距離10次。將儀器移至C點(diǎn)，精確測(cè)定C，A和C，B間的距離各10次，分別計(jì)算出各點(diǎn)之間的平均距離AB、CA和CB，用下述公式計(jì)算距離加常數(shù)C。C=AB－（CA＋CB）對(duì)C值測(cè)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)系。注意：⑴若有棱鏡常數(shù)，上式計(jì)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(cè)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)采集步驟5測(cè)量前的準(zhǔn)備6角度測(cè)量7距離測(cè)量8坐標(biāo)測(cè)量9專用測(cè)量10存儲(chǔ)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(cè)站點(diǎn)3)后視點(diǎn)

4)碎部點(diǎn)

5)距離（平距、斜距）DHDSD

6)水平角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)采集步驟1數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)備(1)測(cè)站設(shè)置

(2)參數(shù)設(shè)置

(3)檢查內(nèi)存空間

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

(2)整置儀器

(3)輸入數(shù)據(jù)采集文件名

(4)輸入測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)

(5)輸入后視點(diǎn)數(shù)據(jù)

(6)定向

(7)碎部測(cè)量

(8)數(shù)據(jù)記錄5測(cè)量前的準(zhǔn)備1．電池的安裝與檢查2．垂直度盤和水平度盤指標(biāo)的設(shè)置3．傾角的自動(dòng)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(cè)量地面點(diǎn)的相對(duì)位置，在傳統(tǒng)的地面測(cè)量中都是通過測(cè)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(cè)量的幾何要素就是方位、距離和高差。7距離測(cè)量測(cè)量距離的方法主要有兩種：鋼尺丈量和光波測(cè)量?jī)x測(cè)量（全站儀測(cè)量距離的原理與此相同）。具體使用那種方法主要看現(xiàn)場(chǎng)的情況，因?yàn)楝F(xiàn)在絕大多數(shù)的測(cè)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坐標(biāo)測(cè)量地面點(diǎn)的高程都是相對(duì)于某一起算點(diǎn)的垂直距離。從實(shí)用出發(fā)，通常是采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。在小范圍內(nèi)，可以忽略相鄰等位面的不平行性，所要測(cè)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(cè)量得到被觀測(cè)點(diǎn)的高程的測(cè)量通常稱為水準(zhǔn)測(cè)量，使用的儀器是水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺，現(xiàn)在由于全站儀的使用，在地形測(cè)量中，可以同時(shí)得到一個(gè)點(diǎn)的大地坐標(biāo)和高程值（或者是水平角、天頂距和距離），所以水準(zhǔn)儀使用的比較少。

9專用測(cè)量專用測(cè)量主要包括：后方交會(huì)、導(dǎo)線型坐標(biāo)測(cè)量、目標(biāo)偏心測(cè)量、懸高測(cè)量、對(duì)邊測(cè)量、放樣測(cè)量。具體操作詳見使用說明書。10存儲(chǔ)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)信息的表示

3數(shù)據(jù)信息的校驗(yàn)

4數(shù)據(jù)信息的傳輸方式

5同步傳輸與異步傳輸

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(shí)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(shí)，另一方必須是接收單元。

(3)全雙工方式任何時(shí)刻都允許在兩個(gè)方向上傳輸數(shù)據(jù)。

2數(shù)據(jù)信息的表示用二進(jìn)制來表示字母、數(shù)字和一些特殊符號(hào)，國(guó)際上通常使用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼，即ASCll碼。數(shù)據(jù)通信時(shí)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息的二進(jìn)制位數(shù)叫做數(shù)據(jù)位。它通常用7位二進(jìn)制數(shù)表示，但有時(shí)也用8位二進(jìn)制數(shù)表示。例如：字母A

ASCll為41H（或065）二進(jìn)制信息為：1000001數(shù)字4

ASCll為34H（或052）

二進(jìn)制信息為：01101003數(shù)據(jù)信息的校驗(yàn)校驗(yàn)位，又稱奇偶校驗(yàn)位，是指數(shù)據(jù)傳輸時(shí)接在每個(gè)7位二進(jìn)制數(shù)據(jù)信息后面發(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(gè)二進(jìn)制數(shù)（校驗(yàn)位）加到發(fā)送的二進(jìn)制信息串后，讓所有二進(jìn)制數(shù)（包含校驗(yàn)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(yàn)位通常有五種校驗(yàn)方式：

1．無校驗(yàn)（NONE）

2．偶校驗(yàn)（EVEN）

3．奇校驗(yàn)（ODD）

4．標(biāo)記校驗(yàn)（MARK）

5．空號(hào)校驗(yàn)（SPACE）

4數(shù)據(jù)信息的傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸有串行傳輸和并行傳輸兩種方式

(1)串行傳輸(COM1COM2)當(dāng)采用串行方式通信時(shí)，數(shù)據(jù)信息是按二進(jìn)制位的順序由低到高一位一位地在一條信號(hào)線上傳送。這種方式傳輸速度慢，但設(shè)備要求簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，同時(shí)由于是在一條線上傳輸，每一個(gè)二進(jìn)制數(shù)無論傳輸快慢，但最終均能組成完整而準(zhǔn)確的信息，信號(hào)質(zhì)量高，因此是常用的信息交換方法。

與串行傳輸相對(duì)應(yīng)，在計(jì)算機(jī)主機(jī)上都配有COM1，COM2等接口。(2)并行傳輸(LPT1LPT2)

所謂并行傳輸，是指通過多條數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)信息的各位二進(jìn)制數(shù)同時(shí)并行傳送，每位數(shù)要各占用一條數(shù)據(jù)線。

并行傳輸特點(diǎn)這種方式通信速度快，但各位數(shù)據(jù)必須要求同時(shí)發(fā)送，并按同一速度傳送，接收單元才能收到完整而準(zhǔn)確的信息，若各位數(shù)據(jù)發(fā)送速度快慢不一時(shí)，就可能收到錯(cuò)誤信息。因而，必須使用專門技術(shù)和專門設(shè)備進(jìn)行接收，制作成本較大。與并行傳輸相對(duì)應(yīng)，在計(jì)算機(jī)主機(jī)上都配有適用于多種打印機(jī)、繪圖儀的并行接口，如

LPT1，

LPT2等。

5同步傳輸與異步傳輸1．同步傳輸

2．異步傳輸（1）同步傳輸

同步傳輸是指每一個(gè)數(shù)據(jù)位都是用相同的時(shí)間間隔發(fā)送，而接收時(shí)也必須以發(fā)送時(shí)的相同時(shí)間間隔接收每一位信息。

（2）異步傳輸串行通信常采用異步傳輸方式。由于接收單元不能準(zhǔn)確預(yù)計(jì)什么時(shí)候要接收下一個(gè)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)制數(shù)進(jìn)行報(bào)警，稱為起始位，起始位之值為“0”。在發(fā)送起始位“0”后，馬上就接著發(fā)送數(shù)據(jù)串。當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)信息完畢后，相應(yīng)地在其后加上1位或2位二進(jìn)制數(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)后發(fā)出回答信號(hào)，也可以不要求發(fā)出回答信號(hào)。如果是前者，發(fā)送單元在發(fā)送一組數(shù)據(jù)后，必須等待接收單元的回答信號(hào)，即承認(rèn)信號(hào)（ACK）或不承認(rèn)信號(hào)（NCK），當(dāng)收到承認(rèn)信號(hào)后，再傳送下一組數(shù)據(jù)，如果收到不承認(rèn)信號(hào)，發(fā)送單元將原數(shù)據(jù)再傳送一次。如果是后者，發(fā)送單元將不考慮接收單元的反應(yīng)，一個(gè)接一個(gè)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（也叫波特率）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(gè)字符／S，而每個(gè)字符又包含10位（起始位1位，數(shù)據(jù)位7位，校驗(yàn)位1位，停止位1位），則波特率為1200（b/s）。常見的波特率有：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)是存放到內(nèi)存中還是傳輸?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(cè)量方式，一般為“水平角、天頂距、斜距”測(cè)量方式；3設(shè)置全站儀測(cè)量邊長(zhǎng)的觀測(cè)次數(shù)，一般為l次；4設(shè)置全站儀的邊長(zhǎng)觀測(cè)方式，一般在“精測(cè)、粗測(cè)、跟蹤”中選擇“精測(cè)”’或“跟蹤”模式；5設(shè)置通信參數(shù)的波特率：有1200，2400，4800，……；6設(shè)置通信參數(shù)的校驗(yàn)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)志：有“回車／換行（CR／LF）、回車（CR）、換行（LF）”等提供選擇。11設(shè)置計(jì)算機(jī)的通信口是否打開，一般設(shè)為COM1，并使計(jì)算機(jī)的各項(xiàng)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)置波特率語句為：

SETMODE70RUNnoRUNno—0,1,2，…，6，72．設(shè)置校驗(yàn)項(xiàng)語句為：

SETMODE71RUNnlRUNnl＝

0，1，23．設(shè)置終止符語句為：

SETMODE73RUNn2RUNn2＝

0，1MAPSUV測(cè)圖軟件中全站儀數(shù)據(jù)通信設(shè)置

數(shù)字測(cè)圖外業(yè)3.1野外數(shù)據(jù)采集3.1.1測(cè)圖前的準(zhǔn)備工作1控制測(cè)量2儀器器材與資料準(zhǔn)備3.1.2野外數(shù)據(jù)采集1測(cè)記法施測(cè)2電子平板法施測(cè)3一步測(cè)量法野外數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集就是采集供自動(dòng)繪圖用的繪圖信息，是數(shù)字測(cè)圖的一項(xiàng)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)采集方式，有內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集與外業(yè)數(shù)據(jù)采集之分，有手工輸入、半自動(dòng)輸入、自動(dòng)輸入之分。一個(gè)優(yōu)秀的數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)通常支持多種數(shù)據(jù)采集方式。目前大比例尺野外數(shù)字測(cè)圖主要使用全站儀采集數(shù)據(jù)，故本課程主要介紹使用全站儀實(shí)施野外數(shù)據(jù)采集的方法。

3.1.1測(cè)圖前的準(zhǔn)備工作1控制測(cè)量2儀器器材與資料準(zhǔn)備1控制測(cè)量控制測(cè)量和地形特征點(diǎn)（碎部點(diǎn)）采集。

2儀器器材與資料準(zhǔn)備儀器、器材主要包括：全站儀、對(duì)講機(jī)、電子手簿或便攜機(jī)、備用電池、通訊電纜（若使用全站儀的內(nèi)存或內(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(duì)講機(jī)應(yīng)提前充電。在野外采集數(shù)據(jù)之前，通常要對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行“作業(yè)區(qū)”劃分。

在數(shù)據(jù)采集之前，最好提前將測(cè)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)采集使用全站儀實(shí)施大比例尺野外數(shù)字測(cè)圖，作業(yè)方式可區(qū)分為測(cè)記法電子平板法1測(cè)記法施測(cè)測(cè)記法數(shù)據(jù)采集，每作業(yè)組一般需:儀器觀測(cè)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(cè)電子平板法測(cè)圖時(shí)，作業(yè)人員一般配置為：觀測(cè)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(cè)圖小組的指揮。

3一步測(cè)量法

利用電子平板測(cè)圖，還可以采用圖根導(dǎo)線與碎部測(cè)量同時(shí)作業(yè)的“一步測(cè)量法”。即在一個(gè)測(cè)站上，先測(cè)導(dǎo)線的數(shù)據(jù)，接著就測(cè)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(cè)量方法。3.2碎部點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)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(huì)法）3.2.3勘丈法3.2.4計(jì)算法

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

1南方全站儀提供的測(cè)量功能

三維坐標(biāo)測(cè)量

懸高測(cè)量

距離放樣

2極坐標(biāo)法

Xi=Xz+Di·cos(ai)Yi=Yz＋Di·sin(ai)Hi=Hz＋Di·cos(Ti)＋I(xiàn)－Razi=az0+Li（aij為坐標(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(zhǎng)偏心法

Z為測(cè)站點(diǎn)，欲測(cè)定B點(diǎn)，但Z，B間不通規(guī)。此時(shí)可在地物邊線方向找B′(或B″)點(diǎn)作為輔助點(diǎn)，先用極坐標(biāo)法測(cè)定其坐標(biāo)，再用鋼尺量取BB′（或BB″

）的距離DBB′，即可求出B點(diǎn)的坐標(biāo)：

距離偏心法欲測(cè)定B點(diǎn)，但B點(diǎn)不能立標(biāo)尺或反光鏡，可先用極坐標(biāo)法測(cè)定偏心點(diǎn)Bi（水平角讀數(shù)為L(zhǎng)i，水平距離為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的坐標(biāo)。

角度偏心法欲測(cè)定目標(biāo)點(diǎn)B，由于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相同水平距離的另一個(gè)合適的目標(biāo)點(diǎn)Bi上進(jìn)行測(cè)量，先測(cè)定至棱鏡的距離(DZB=DZBi)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)待測(cè)目標(biāo)點(diǎn)Bi，讀取水平角LB，則測(cè)得B點(diǎn)坐標(biāo)為：

3.2.2半儀器法（方向交會(huì)法）1方向直線交會(huì)法2方向直角交會(huì)法

1方向直線交會(huì)法

A，B為已知點(diǎn)，欲測(cè)定i點(diǎn)，照準(zhǔn)i點(diǎn)，讀取方向值Li，用戎格公式可計(jì)算出i點(diǎn)坐標(biāo)，

2方向直角交會(huì)法

測(cè)出兩個(gè)房角點(diǎn)A、B后，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)的坐標(biāo)3.2.3勘丈法

1直角坐標(biāo)法2距離交會(huì)法3距離直線交會(huì)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(cè)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(cè)得到原點(diǎn)A至垂足di的距離ai和垂線的長(zhǎng)度bi，就可求得碎部點(diǎn)i的位置。

2距離交會(huì)法

已知碎部點(diǎn)A，B，欲測(cè)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)的坐標(biāo)再根據(jù)戎格公式即可求得XP、YP

3距離直線交會(huì)法

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

已知A，B兩點(diǎn)，欲測(cè)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)的坐標(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(zhǎng)D1，D2，…，Di即可依次推出各點(diǎn)坐標(biāo)：6無定向直角拆線法

已知碎部點(diǎn)A，B，求其它房角點(diǎn)，只要丈量出各邊的邊長(zhǎng)，即可求出各角點(diǎn)的坐標(biāo)。假設(shè)同方向的邊長(zhǎng)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(jì)算法

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

已知A，B，C三個(gè)房角點(diǎn)，求第四個(gè)房角點(diǎn)2垂足計(jì)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(jì)算得到其坐標(biāo)：

A3′4′5′6′B3456

3直線相交法

A，B，C，D為四個(gè)已知碎部點(diǎn)，且AB與CD相交于i，則交點(diǎn)i的坐標(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)的坐標(biāo)。5對(duì)稱點(diǎn)法

一軸對(duì)稱他物，測(cè)出1，2，3…，7和A點(diǎn)后，再測(cè)出A點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)B，即可分別求出各對(duì)稱點(diǎn)1′，2′，3′…，7′的坐標(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(gè)點(diǎn)(如1′)的坐標(biāo)，就可根據(jù)下式求得圖形B上各點(diǎn)的坐標(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(jì)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(jí)編碼方案

3.3.1數(shù)據(jù)編碼概念

野外數(shù)據(jù)采集僅用全站儀或其它大地測(cè)量?jī)x器測(cè)定碎部點(diǎn)的位置（坐標(biāo)）是不能滿足計(jì)算機(jī)自動(dòng)成圖要求的，還必須將地物點(diǎn)的連接關(guān)系和地物屬性信息（地物類別等）記錄下來。一般用按一定規(guī)則構(gòu)成的符號(hào)串來表示地物屬性和連接關(guān)系等信息，這種有一定規(guī)則的符號(hào)串稱為數(shù)據(jù)編碼。3.3.2地形編碼設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

(1)符合國(guó)標(biāo)圖式分類，符合地形圖繪圖規(guī)則；(2)簡(jiǎn)練，便于操作和記憶，比較符合測(cè)量員的習(xí)慣；(3)便于計(jì)算機(jī)處理；(4)便于GIS等軟件的使用。3.3.3全要素編碼方案

全要素編碼要求對(duì)每個(gè)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(gè)十進(jìn)制數(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(hào)；第七、第八位數(shù)字（03）表示：特征點(diǎn)序號(hào)。3.3.4塊結(jié)構(gòu)編碼方案

塊結(jié)構(gòu)編碼將整個(gè)編碼分成幾大部分，如分為：點(diǎn)號(hào)、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)編碼其它編碼3.3.5無編碼系統(tǒng)

外業(yè)不用編碼，通過相應(yīng)的符號(hào)圖標(biāo)或菜單逐級(jí)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(jí)搜索圖標(biāo)，菜單也太繁瑣。對(duì)數(shù)字測(cè)圖作業(yè)員來講，對(duì)編碼沒有概念，也不利于以后的處理。

3.3.6無記憶編碼系統(tǒng)

在測(cè)圖系統(tǒng)中，將每一個(gè)地物編碼和它的圖式符號(hào)及漢字說明都編寫在一個(gè)圖塊里，形成一個(gè)圖式符號(hào)編碼表，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)。只要按一個(gè)鍵，編碼表就可以顯示出來。用光筆或鼠標(biāo)點(diǎn)中所要的符號(hào)，其編碼將自動(dòng)送人測(cè)量記錄中。用戶無需記憶編碼，隨時(shí)可以查找。

3.3.7二級(jí)編碼方案

GB14804-93規(guī)定的地形圖要素代碼只能滿足制圖的需要，不能滿足GIS圖形分析的需要。因此有些測(cè)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(shí)點(diǎn)（Label點(diǎn)）等。二維編碼（亦稱主附編碼）對(duì)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連接信息

連接信息可分解為連接點(diǎn)和連接線型。當(dāng)測(cè)點(diǎn)是獨(dú)立地物時(shí)，只要用地形編碼來表明它的屬性，即知道這個(gè)地物是什么，應(yīng)該用什么樣的符號(hào)來表示。如果測(cè)的是一個(gè)線狀或面狀地物，這時(shí)需要明確本測(cè)點(diǎn)與哪個(gè)點(diǎn)相連，以什么線型相連，才能形成一個(gè)地物。所謂線型是指直線、曲線或圓弧線等。

計(jì)算機(jī)地圖制圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)4.1

坐標(biāo)變換測(cè)量坐標(biāo)系到計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)系的換算和測(cè)量坐標(biāo)系到繪圖儀坐標(biāo)系的換算，是計(jì)算機(jī)地圖制圖中的兩個(gè)最基本的數(shù)學(xué)變換。1、測(cè)量坐標(biāo)系到計(jì)算機(jī)

屏幕坐標(biāo)系的換算大比例尺數(shù)字測(cè)圖中的測(cè)量坐標(biāo)系采用高斯-克呂格坐標(biāo)系或者是獨(dú)立坐標(biāo)系。計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)系和笛卡爾坐標(biāo)系的差別是計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)系的Y軸向下為正，且屏幕坐標(biāo)都為正值，坐標(biāo)原點(diǎn)在屏幕的左上角。在計(jì)算機(jī)地圖制圖中對(duì)實(shí)地某點(diǎn)P轉(zhuǎn)換到計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)系中的坐標(biāo)可按下式計(jì)算：2、測(cè)量坐標(biāo)系到繪圖儀

坐標(biāo)系的換算繪圖儀的坐標(biāo)原點(diǎn)，對(duì)不同的繪圖儀硬件缺省值不盡相同，有的位于繪圖儀的左下角，有的位于繪圖儀的中心，但一般都可通過軟件將繪圖儀的坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)于繪圖儀有效繪圖區(qū)的任一位置。繪圖儀的坐標(biāo)單位為繪圖儀脈沖當(dāng)量，多數(shù)繪圖儀的一個(gè)脈沖當(dāng)量等于0.025mm或0.00098英寸。對(duì)實(shí)地某點(diǎn)P轉(zhuǎn)換到繪圖儀坐標(biāo)系中的坐標(biāo)可按下式計(jì)算：4.2二維圖形裁剪裁剪是用于描述某一圖形要素（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于窗口之內(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(shí)際工作中大多是矩形窗口，這里只討論窗口為矩形的情況。1、線段的矢量裁剪在裁剪時(shí)不同的線段可能被窗口分成幾段，但其中只有一段位于窗口內(nèi)可見。線段的裁剪算法就是要找出位于窗口內(nèi)部的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)的坐標(biāo)。因矢量裁剪法對(duì)尋找起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)的處理方法相同，下面以起始點(diǎn)坐標(biāo)為例來說明線段矢量裁剪方法。窗口的四條邊界把XOY平面分成九個(gè)區(qū)域，分別用１到９對(duì)這九個(gè)窗編號(hào)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(gè)區(qū)按一定的規(guī)則用四位二進(jìn)制編碼來表示。這樣，當(dāng)線段的端點(diǎn)位于某一區(qū)時(shí)，該點(diǎn)的位置可以用其所在區(qū)域的四位二進(jìn)制碼來唯一確定，通過對(duì)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(duì)于窗口的關(guān)系。3、多邊形的裁剪多邊形的裁剪比直線要復(fù)雜得多。因?yàn)榻?jīng)過裁剪后，多邊形的輪廓線仍要閉合，而裁剪后的邊數(shù)可能增加，也可能減少，或者被裁剪成幾個(gè)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(duì)于多邊形的裁剪，人們研究出多了多種算法，其中薩瑟蘭德－霍奇曼（Sutherland-Hodgman）算法根據(jù)相對(duì)于一條邊界線裁剪多邊形比較容易這一點(diǎn)，把整個(gè)多邊形先相對(duì)于窗口的第一條邊界裁剪，然后再把形成的新多邊形相對(duì)于窗口的第二條裁剪，如此進(jìn)行到窗口的最后一條邊界，從而把多邊形相對(duì)于窗口的全部邊界進(jìn)行了裁剪。4、圓和曲線的裁剪對(duì)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于窗口的外邊，若全部位于窗口外邊，則裁剪過程結(jié)束。否則，將圓分解成一組短線段，然后按照直線裁剪的方法來進(jìn)行。由于曲線在實(shí)際繪制時(shí)是采用短直線來逼近曲線的方法實(shí)現(xiàn)，故曲線的裁剪也采用一般直線裁剪方法對(duì)每一短線段進(jìn)行裁剪，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)曲線的裁剪。4.3地圖符號(hào)的自動(dòng)繪制地圖上的各種地形要素是用相應(yīng)的地圖符號(hào)來表示的。地圖符號(hào)可以分為3類，即獨(dú)立符號(hào)、線狀符號(hào)和面狀符號(hào)。1、獨(dú)立符號(hào)和漢字字符的

自動(dòng)繪制獨(dú)立符號(hào)以點(diǎn)定位，在一定比例尺范圍內(nèi)，圖上的大小是固定的，如各種控制點(diǎn)符號(hào)。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(hào)特征點(diǎn)信息的符號(hào)庫，才能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)繪制。漢字字符的自動(dòng)繪制和獨(dú)立符號(hào)相仿。1）獨(dú)立符號(hào)庫的建立按照國(guó)家測(cè)繪局發(fā)布的《1：500、1：1000、1：2000地形圖圖式》，將圖式上的獨(dú)立符號(hào)和說明符號(hào)等放大20倍繪毫米格網(wǎng)紙上，進(jìn)行符號(hào)特征點(diǎn)的坐標(biāo)采集。也可以在CAD軟件符號(hào)庫編輯系統(tǒng)中進(jìn)行制作。對(duì)于規(guī)則符號(hào)，可直接計(jì)算符號(hào)特征點(diǎn)的坐標(biāo)，對(duì)于圓，采集圓心坐標(biāo)和半徑，對(duì)于圓弧，則采集圓心坐標(biāo)、半徑、起始角和終止角，對(duì)于填充符號(hào)，則采集邊界信息，并給出填充信息。2）漢字字符庫的建立漢字字符庫的建立，一般采用建立字模，在字模上選取漢字的特征點(diǎn)。作為采集信息的標(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征點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)有足夠的精度。在字模上標(biāo)出每一漢字筆劃特征點(diǎn)，對(duì)于直線，以首末端點(diǎn)為特征點(diǎn)；對(duì)于撇、捺、折等則用若干直線來逼近。坐標(biāo)采集時(shí)都是以漢字的左下角作為坐標(biāo)原點(diǎn)，除了讀取特征點(diǎn)的坐標(biāo)外，還要規(guī)定抬落筆信息。3）獨(dú)立符號(hào)和漢字字符

的自動(dòng)輸出（1）獨(dú)立符號(hào)的自動(dòng)輸出根據(jù)符號(hào)的代碼，在獨(dú)立符號(hào)庫中檢索出該符號(hào)的信息數(shù)據(jù)。（2）漢字字符的自動(dòng)輸出漢字字符的自動(dòng)輸出，和獨(dú)立符號(hào)類似。國(guó)標(biāo)漢字中的每一個(gè)漢字都有一個(gè)唯一的機(jī)內(nèi)碼；對(duì)于字符，每一個(gè)字符也都有一個(gè)唯一的ASCII編碼。2、線狀符號(hào)的自動(dòng)繪制1）線型2）線狀符號(hào)1）線型線型的設(shè)置及其繪制地圖上用到的線型盡管很復(fù)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)坐標(biāo)(Xi,Yi)，i=1,2,3,…，n，實(shí)步長(zhǎng)D1，虛步長(zhǎng)D2和點(diǎn)步長(zhǎng)D3。2）線狀符號(hào)線狀符號(hào)除了在每?jī)蓚€(gè)離散點(diǎn)之間有趨勢(shì)性的直線、曲線等符號(hào)以外，有些線狀符號(hào)中間還配置有其它的符號(hào)。如陡坎符號(hào)，除了定位中心線以外，還配置有短齒線。對(duì)于這些沿中心軸線按一定規(guī)律進(jìn)行配置的線狀符號(hào)，可以用比較簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)關(guān)系表達(dá)式來描述。3、面狀符號(hào)的自動(dòng)繪制面狀符號(hào)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(hào)來表示。在輪廓區(qū)域內(nèi)填繪點(diǎn)狀符號(hào)，最終也可歸結(jié)到首先用計(jì)算暈線的方法計(jì)算出點(diǎn)狀符號(hào)的中心位置，然后再繪制符號(hào)。

4.4曲線的繪制拋物線加權(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)給定的曲線特征點(diǎn)順序，每相鄰三點(diǎn)作一條拋物線，而每相鄰兩點(diǎn)之間前后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(duì)給定的n個(gè)曲線特征點(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)中的后三點(diǎn)又可作一正軸拋物線，對(duì)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(jì)算過程也較為簡(jiǎn)單，能保證光滑曲線嚴(yán)格通過每個(gè)特征點(diǎn)，并且在整條線上具有一階連續(xù)導(dǎo)數(shù)。曲線的拐點(diǎn)不一定正好在特征點(diǎn)上，也即曲線的最大曲率點(diǎn)有可能偏離節(jié)點(diǎn)。為此，人們提出了一種改進(jìn)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)位于中間點(diǎn)的斜軸拋物線，對(duì)于相鄰兩點(diǎn)之間前后兩條拋物線弧段的重疊部分，采用加權(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(shí)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)位于原始數(shù)據(jù)點(diǎn)。對(duì)于首點(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)位于給出的節(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(jì)算復(fù)雜，使得在微機(jī)上實(shí)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(jiǎn)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)。它的主要特征是在一般的三次樣條函數(shù)中引入一個(gè)張力系數(shù)δ。當(dāng)δ→0時(shí)，張力樣條函數(shù)就等同于三次樣條函數(shù)；當(dāng)δ→1時(shí)，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ο禂?shù)，以改變曲線的松緊程度，使曲線的走向更加合理和美觀。4.5等高線的繪制等高線的繪制主要有兩種方法：網(wǎng)格法三角網(wǎng)法

1、網(wǎng)格法繪制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(gè)曲面去逼近地形表面，然后在這個(gè)曲面上內(nèi)插網(wǎng)格點(diǎn)高程。地形表面不同于一般的數(shù)學(xué)曲面，它們?cè)谛螒B(tài)上是錯(cuò)綜復(fù)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后，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)化的理論和方法進(jìn)行了大量的研究，相繼出現(xiàn)了多種插值算法，同時(shí)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。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)格化以后，形成一個(gè)矩形區(qū)域，該區(qū)域大體上相當(dāng)于離散點(diǎn)的分布區(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(gè)區(qū)域共劃分成m×n個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)。對(duì)于每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的高程可用Z0(i,j)來表示，網(wǎng)格的橫邊長(zhǎng)設(shè)為nx，縱邊長(zhǎng)設(shè)為ny。2、三角網(wǎng)法繪制等高線

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(duì)保持原始數(shù)據(jù)精度，引用各種地性線信息非常有用。對(duì)于地面測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)點(diǎn)大多為地形特征點(diǎn)、地物點(diǎn)，它們的位置含有重要的地形信息。對(duì)于大比例尺數(shù)字測(cè)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)字高程模型的算法有多種，其中以Delaunay三角形的算法理論嚴(yán)密，最終三角形網(wǎng)具有唯一性，因而最為理想。

數(shù)字測(cè)圖軟件系統(tǒng)

（MAPSUV）的設(shè)計(jì)5.1野外數(shù)據(jù)采集原理

測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)；測(cè)點(diǎn)的屬性，即地形點(diǎn)的特征信息，繪圖時(shí)必須知道該點(diǎn)是什么點(diǎn)：地貌點(diǎn)？地物點(diǎn)（屋角、電線桿…）？有什么特征等等；測(cè)點(diǎn)的連接關(guān)系，據(jù)此可將相關(guān)的點(diǎn)連成一個(gè)地物。5.2大比例尺數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)5.2.2設(shè)計(jì)原則5.2.3系統(tǒng)模塊結(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(jì)目標(biāo)數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)總的設(shè)計(jì)目標(biāo)是構(gòu)造一個(gè)完整的數(shù)字測(cè)圖成圖軟件：它既可以采用野外測(cè)記，室內(nèi)成圖；也可以采用電子平板測(cè)繪模式，內(nèi)外業(yè)一體化，實(shí)時(shí)成圖。它具有數(shù)據(jù)采集、輸入、數(shù)據(jù)處理、成圖、圖形編輯與修改及繪圖等功能?？梢宰詣?dòng)生成和維護(hù)拓?fù)潢P(guān)系，輸入圖形屬性信息，同時(shí)可以輸出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖式的圖形。

5.2.2設(shè)計(jì)原則（1）系統(tǒng)性（2）規(guī)范化（3）兼容性和可擴(kuò)展性（4）科學(xué)性（5）開放性（6）先進(jìn)性5.2.3系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)符號(hào)庫編碼表數(shù)據(jù)成圖碎部測(cè)量導(dǎo)線測(cè)量電子全站數(shù)據(jù)輸出圖形編輯GPS

掃描儀等全站儀以及其他測(cè)量?jī)x器掃描矢量化數(shù)字化儀其他測(cè)圖軟件數(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、面文件建立數(shù)字高程模型的DTM文件地籍管理界址點(diǎn)線文件、報(bào)表用戶指定的其他GIS軟件系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)5.2.4系統(tǒng)主要功能數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)處理與成圖數(shù)據(jù)輸出

測(cè)量準(zhǔn)備控制測(cè)量碎部測(cè)量編輯控制點(diǎn)劃定測(cè)區(qū)圖幅命名修改圖幅參數(shù)安裝全站儀測(cè)站設(shè)置測(cè)站檢核導(dǎo)線測(cè)量支導(dǎo)線測(cè)量導(dǎo)線平差坐標(biāo)輸入極坐標(biāo)測(cè)量平魚極坐標(biāo)測(cè)量十字尺測(cè)量相對(duì)極坐標(biāo)測(cè)量偏心點(diǎn)測(cè)量目標(biāo)遙測(cè)偏心距測(cè)量求交會(huì)點(diǎn)垂直量邊坎類測(cè)量中心道路測(cè)量水深測(cè)量房屋測(cè)量……計(jì)算坐標(biāo)、提取并整理圖形信息原始外業(yè)數(shù)據(jù)地形數(shù)據(jù)庫5.2.5系統(tǒng)數(shù)據(jù)組織測(cè)點(diǎn)名北坐標(biāo)X東坐標(biāo)Y高程Z編碼建模Z注記高程作業(yè)區(qū)號(hào)宗地號(hào)樓層地類號(hào)結(jié)構(gòu)地物編碼點(diǎn)數(shù)地物號(hào)測(cè)點(diǎn)名列

5.3數(shù)據(jù)編碼

目前，國(guó)內(nèi)開發(fā)的測(cè)圖軟件已經(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(jì)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(jiǎn)編碼和二維編碼。5.4MAPSUV數(shù)據(jù)編碼的設(shè)計(jì)

采用的標(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)容與適用范圍GB14804-93分類、編碼原則5.4.4編碼方法XXXX大小一二類類級(jí)級(jí)碼碼代代碼碼5.4.5編碼設(shè)計(jì)

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取；利用符號(hào)箱時(shí)，直接在可視面板上選取。5.5圖式符號(hào)庫的設(shè)計(jì)

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

沿用通用CAD圖形軟件的符號(hào)庫系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)與之兼容的應(yīng)用程序；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(tái)，開發(fā)專門的符號(hào)庫結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法，并專門設(shè)計(jì)各種符號(hào)。難以用一般化的描述

斜坡、廣告牌、臺(tái)階等，只能分別編寫專門的繪制程序，并形成各自的應(yīng)用方法。2編碼與符號(hào)的分類

符號(hào)庫根據(jù)編碼來組織查詢方法符號(hào)分類各種符號(hào)可分作點(diǎn)狀、線狀、面狀三大類點(diǎn)狀符號(hào)點(diǎn)狀符號(hào)只有一個(gè)定位點(diǎn)，對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的、不依比例尺而變化的圖形符號(hào)。根據(jù)朝向不同，其又可以分為垂直于南圖廓和按真實(shí)方向描繪兩類。線狀符號(hào)線狀符號(hào)的特點(diǎn)是根據(jù)定位線繪制比較簡(jiǎn)單的（用抬、落筆即可控制的）線型，如大車路、境界線比較復(fù)雜的（需要用獨(dú)立符號(hào)進(jìn)行組合的）線型，如行樹、高壓電力線。面狀面狀符號(hào)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連接信息的設(shè)計(jì)連接信息可分解為連接點(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(shí)需要明確本測(cè)點(diǎn)與哪個(gè)點(diǎn)相連，以什么線型相連。

相連線型

MAPSUV包括如下幾種關(guān)系：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)系是當(dāng)前點(diǎn)與前一點(diǎn)的連接關(guān)系，這樣第一點(diǎn)無連接關(guān)系，一般表示為與下一點(diǎn)的連接關(guān)系。

測(cè)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(duì)每一個(gè)點(diǎn)來說，獲取了描述點(diǎn)的三類信息，就具備了計(jì)算機(jī)自動(dòng)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(jì)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(shí)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(hào)

大比例尺地形圖大多采用正方形分幅，即按統(tǒng)一的直角坐標(biāo)格網(wǎng)分幅，其編號(hào)方法一般采用圖幅西南角坐標(biāo)公里數(shù)編號(hào)法

在小測(cè)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(hào)法

行列編號(hào)法

圖幅編號(hào)不同比例尺地形圖的編號(hào)法

2）矩形圖幅的分幅及編號(hào)

1：5000～l：

500地形圖采用矩形分幅時(shí)，不論比例尺大小皆為40cm×50cm。

3）任意分幅及編號(hào)

如要將整個(gè)測(cè)區(qū)畫到一張圖紙上，或要將測(cè)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(hào)。

5.7.3分幅的步驟

（l）測(cè)區(qū)的劃定

（2）分幅

（l）測(cè)區(qū)的劃定

（2）分幅當(dāng)測(cè)區(qū)較大時(shí)，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(cè)量時(shí)采用了按自然地界分工，最后合并統(tǒng)一分幅；按圖幅分工，對(duì)接邊處的房屋等地物測(cè)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)位坐標(biāo)和繪圖信息

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?jiǎng)澏y(cè)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(dòng)繪制圖廓

5.8層如果一個(gè)工程數(shù)據(jù)量過大，可以采取數(shù)據(jù)分割的手段來減少處理的負(fù)荷，減少占用有限的內(nèi)存，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(cè)圖系統(tǒng)中可按地物的屬性編碼分層。

層是地形特征屬性在同一坐標(biāo)平面的邏輯意義上的集合，在構(gòu)造層時(shí)每一種屬性數(shù)據(jù)可形成一個(gè)獨(dú)立的層。在數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)中可按地物的屬性編碼分層。在分層時(shí)要考慮地物的特征類別和應(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 圖廓信息2 測(cè)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)念建筑13 文物宗教14 其它設(shè)施15 鐵路軌道16 火車站設(shè)施17 公路18 其它道路19 道路及設(shè)施20 橋梁21 渡口碼頭22 航行標(biāo)志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 其它界線34 等高線35 高程注記36 崩殘地貌37 坡坎38 其它地貌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其它說明注記56 其它層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(chǔ)和管理數(shù)模的應(yīng)用DTMDTM（DigitalTerrainModel）即數(shù)字地面模型，簡(jiǎn)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(shí)際地形特征的空間分布，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)上才能繪制等高線。數(shù)字表示方式包括離散點(diǎn)的三維坐標(biāo)（測(cè)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(dòng)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)輸入的接口：它可以接受野外測(cè)量?jī)x器直接傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，還可以接受由人工鍵入的測(cè)量數(shù)據(jù)；也可以接受航測(cè)照片經(jīng)立體坐標(biāo)量測(cè)儀或解析測(cè)圖儀等量測(cè)的三維地形數(shù)據(jù)；遙感圖像經(jīng)圖像處理系統(tǒng)處理后也可得到地形數(shù)據(jù)。DTM數(shù)據(jù)獲取部分應(yīng)包括計(jì)算機(jī)與不同的設(shè)備，如全站儀、電子手薄、數(shù)字化儀……進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的接口。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，例如三維坐標(biāo)或距離、方位角等。數(shù)據(jù)中除了離散點(diǎn)的坐標(biāo)信息，還包含離散點(diǎn)之間的地形關(guān)系及地物特征等信息。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)過處理之后，轉(zhuǎn)換成DTM系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)格式（一般為三維坐標(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(duì)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(shí)程序還應(yīng)提供編輯數(shù)據(jù)的工具。除地面坐標(biāo)數(shù)據(jù)之外，地形和地物的特征信息，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)的特征提取部分功能包括：識(shí)別原始數(shù)據(jù)記錄中的特征編碼；將地性線特征編碼和相關(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地形圖的繪制

經(jīng)過外業(yè)測(cè)量和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，就可以建立起測(cè)區(qū)的地形數(shù)據(jù)庫。地形數(shù)據(jù)庫中保存有全部地物、地貌特征的準(zhǔn)確描述數(shù)據(jù)，但提交給用戶應(yīng)用的測(cè)量成果，一般還是采取可視的地形圖的形式。繪制地形圖流程

5.11圖形應(yīng)用接口

選擇合適的圖形應(yīng)用接口，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(cè)繪、威遠(yuǎn)圖等交換文件MAPGISwlwpwt輸出AutoCADdxfdwgMicrostationDGNMAPGISwlwpwt明碼文件Arc/InfoE00

數(shù)字測(cè)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(shí)現(xiàn)方法，當(dāng)前實(shí)現(xiàn)三維可視化的主要軟件和當(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)研究背景隨著計(jì)算機(jī)三維圖形技術(shù)的日益成熟，人們對(duì)三維信息的需求與日俱增。對(duì)數(shù)字測(cè)圖的三維可視化研究是順應(yīng)時(shí)代的需求。在當(dāng)前地面數(shù)字測(cè)圖技術(shù)廣泛采用的情況下，研究地面數(shù)字測(cè)圖成果的三維可視化是迫切的。數(shù)字測(cè)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(jì)為管理者審查設(shè)計(jì)方案提供了直觀的方案形象。對(duì)于一個(gè)已開發(fā)區(qū)域的平面圖，三維可視化設(shè)計(jì)可以模擬、表示、管理、分析該區(qū)域中的三維空間實(shí)體及其相關(guān)信息。另一方面，它是三維可視化地圖的一個(gè)雛形，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球的基礎(chǔ)，是三維GIS實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，可應(yīng)用于軍事、交通、旅游、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、基于圖形的三維可視化方法2、基于圖像的三維可視化3、基于圖形與基于圖像相結(jié)合的三維可視化二、開發(fā)語言1、基于OpenGL與DirectX的三維可視化2、基于Internet的三維可視化6.1.3三維可視化的主要軟件當(dāng)前Arc/info、MapInfo、MAPGIS、SuperMap、GeoStar等這些國(guó)內(nèi)外專業(yè)二維GIS軟件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)軟件或平臺(tái)有：

1、ERDAS公司的IMAGINEVirtualGIS2、國(guó)內(nèi)適普軟件有限公司的IMAGISClassic3、國(guó)內(nèi)靈圖VRMap4、國(guó)內(nèi)武漢吉奧公司的CyberCity5、國(guó)內(nèi)上海杰圖三維展示系統(tǒng)目前比較專業(yè)的三維建模軟件主要有：3DMAX、MAYA和MultiGenCreator。WWW上3D漫游瀏覽比較常用的是基于VRML的一系列瀏覽器：Parallelgraphics推出的VRML瀏覽插件：CortonaVRMLClient