第八章數(shù)字測圖

§８-1概述數(shù)字測圖實(shí)質(zhì)是一種全解析的機(jī)助制圖方法。它是以計(jì)算機(jī)為核心，在外聯(lián)輸入輸出設(shè)備的支持下，對地形和地物空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、輸入、成圖、繪圖、輸出、管理的測繪方法。一、數(shù)字測圖模式

1.野外數(shù)字測量模式對于尚未測繪大比例尺地形圖的城鎮(zhèn)地區(qū)，一般采用該模式。它利用全站儀或者GPS在野外采集數(shù)據(jù)，經(jīng)過相應(yīng)后處理軟件在室內(nèi)利用計(jì)算機(jī)編輯繪圖，便可得到該地區(qū)的大比例尺地籍圖以及其他各種專題圖，同時(shí)還可以為建立該地區(qū)的地籍?dāng)?shù)據(jù)庫提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.數(shù)字?jǐn)z影測量模式

這種數(shù)據(jù)采集的方式是基于數(shù)字?jǐn)z影和攝影測量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識別等多學(xué)科理論與方法，在數(shù)字影像上利用專業(yè)的攝影測量軟件來采集和處理數(shù)據(jù)，從而獲得所需要的基本地形圖．

3.內(nèi)業(yè)掃描數(shù)字化測量模式

這種數(shù)據(jù)采集的方式是利用數(shù)字化儀或掃描儀對已有的地形圖進(jìn)行數(shù)字化，將地形圖的圖解位置轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一坐標(biāo)系中的解析坐標(biāo)，并應(yīng)用數(shù)字化的符號和計(jì)算機(jī)鍵盤輸入地圖符號、屬性代碼和注記；然后將這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)疊加并在數(shù)據(jù)處理軟件的控制下得到各種地形圖。二、數(shù)字化測圖的特點(diǎn)

1.自動化程度高

數(shù)字測圖的野外測量能夠自動記錄，自動解算處理，自動成圖、繪圖，并向用圖者提供可處理的數(shù)字地圖。數(shù)字測圖在記錄、存儲、處理、成圖的全過程中，觀測值是自動傳輸?shù)?，?shù)字地圖毫無損失地體現(xiàn)外業(yè)測量精度。2.精度高模擬測圖方法的比例尺決定了圖的最高精度，圖的質(zhì)量除點(diǎn)位精度外，往往與圖的手工繪制有關(guān)，因此，無論采用的測量儀器精度多高，測量方法多精確，都無法消除手工繪制對地圖精度的影響。3.現(xiàn)勢性強(qiáng)

數(shù)字測圖克服了紙質(zhì)地圖連續(xù)更新的困難。地圖管理人員只要將數(shù)字地圖中變更的部分輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理即可對原有的數(shù)字地圖和相關(guān)信息作相應(yīng)的更新，保證了地圖的現(xiàn)勢性。4.整體性強(qiáng)

常規(guī)地圖測量是以圖幅為單位組織施測。數(shù)字地測圖在測區(qū)內(nèi)不受圖幅限制，作業(yè)小組的任務(wù)可按照河流、道路的自然界來劃分，當(dāng)測區(qū)整體控制網(wǎng)建立后，就可以在整個(gè)測區(qū)內(nèi)的任何位置進(jìn)行實(shí)測和分組作業(yè)。其成果可靠性強(qiáng)，精度均勻，減少了常規(guī)測量的接邊問題。5適用性強(qiáng)數(shù)字測圖是以數(shù)字形式貯存的，可以根據(jù)用戶的需要在一定的范圍內(nèi)輸出不同比例尺和不同圖幅大小的地形圖，輸出各種分層疊加的專用地圖。數(shù)字地圖可以方便的傳輸、處理和供多用戶共享，可以自動提取點(diǎn)位坐標(biāo)、兩點(diǎn)間距離、方位角，量算圖上面積等。電子平板（便攜機(jī)）PC卡電子手簿成圖軟件微型計(jì)算機(jī)軟盤顯示屏打印機(jī)繪圖儀全站儀或其他測量儀器數(shù)字化儀掃描儀立體坐標(biāo)量測儀解析測圖儀三、數(shù)字測圖的作業(yè)流程數(shù)字測圖可以分為三個(gè)階段，即數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出。§12-2數(shù)字測圖的軟硬件環(huán)境一.數(shù)字測圖系統(tǒng)的硬件環(huán)境

㈠數(shù)字測圖系統(tǒng)硬件的組成數(shù)字測圖系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心的，它的硬件由計(jì)算機(jī)主機(jī)、全站型電子速測儀、數(shù)據(jù)記錄器（電子手簿）、數(shù)字化儀、打印機(jī)、繪圖儀及其輸出輸入設(shè)備組成。㈡數(shù)字化測圖系統(tǒng)的硬件功能⒈計(jì)算機(jī)硬件

計(jì)算機(jī)硬件是數(shù)字測圖系統(tǒng)的核心。計(jì)算機(jī)的硬件由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入輸出設(shè)備組成。硬件性能指標(biāo)是評價(jià)計(jì)算機(jī)性能的主要依據(jù)。⒉電子全站儀

簡稱全站儀，是指在測站上經(jīng)必要的觀測數(shù)據(jù)如斜距、天頂距、水平角均能自動顯示而且?guī)缀跏窃谕凰查g內(nèi)得到平距、高差和點(diǎn)的坐標(biāo)。⒊電子手簿電子手簿實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電子數(shù)據(jù)記錄器。袖珍機(jī)作為電子手簿得到廣泛的應(yīng)用，主要利用的機(jī)型有PC—1500、PC—E500和掌上電腦。各種類型的電子手簿能以各自設(shè)計(jì)的格式記錄、存儲觀測數(shù)據(jù)以及其他信息。電子手簿通過標(biāo)準(zhǔn)接口可與全站型電子速測儀、測距儀和電子經(jīng)緯儀連接，也能與計(jì)算機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。二.數(shù)字化測圖的軟件系統(tǒng)數(shù)字化測圖軟件是數(shù)字化測圖系統(tǒng)的關(guān)鍵。一個(gè)完整的數(shù)字測圖軟件應(yīng)具有數(shù)據(jù)采集、輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫管理、成圖、圖形編輯、修改和繪圖功能。軟件必須通用性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，數(shù)據(jù)的表示和編輯直觀、簡潔，使用時(shí)應(yīng)該給用戶盡可能的提供方便，采用菜單驅(qū)動方式和鼠標(biāo)工作方式，并且對漢字的支持也是必不可少的。處理后的結(jié)果可以列表方式、文件方式或以圖件方式輸出，繪制出的圖符合國家標(biāo)準(zhǔn)圖式。(一)數(shù)字化測圖軟件的功能1.數(shù)據(jù)采集功能

它可以用全站儀、紅外測距儀或電子經(jīng)緯儀與電子手薄組合,按一定格式的特征編碼采集數(shù)據(jù)。2.數(shù)據(jù)輸入功能

數(shù)據(jù)輸入是將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成測圖軟件所能接受的圖形數(shù)據(jù)文件,即按點(diǎn)、線、面的X、Y坐標(biāo)分層次輸入計(jì)算機(jī),并自動生成各種特征文件。同時(shí),還可以輸入屬性數(shù)據(jù),即按用途要求輸入所需的物體特征,如建筑物類別、注記、說明等有關(guān)屬性。3、編輯處理功能系統(tǒng)對輸入的外業(yè)采集和數(shù)字化方法得到的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行存貯、檢索、提取、復(fù)制、合并、刪除和生成符合規(guī)范要求的地圖符號，從而保證了數(shù)據(jù)的正確性和完整性。4、數(shù)據(jù)管理功能數(shù)據(jù)的管理靠數(shù)據(jù)庫技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。5.整飾功能具有圖幅間的拼接,繪制圖廓,方格網(wǎng),圖名,圖廓坐標(biāo),比例尺等功能。6.數(shù)據(jù)的輸出功能數(shù)據(jù)的輸出包括數(shù)據(jù)打印、數(shù)據(jù)分析和圖形輸出等方面的功能。

§12-3全站儀及其使用

全站型電子速測儀簡稱全站儀是一種集自動測距、測角、計(jì)算和數(shù)據(jù)自動記錄及傳輸功能為一體的自動化、數(shù)字化及智能化的三維坐標(biāo)測量與定位系統(tǒng)。是一種當(dāng)今廣泛應(yīng)用地理空間信息采集、工程測量等的電子測量儀器。由于全站儀生產(chǎn)廠家不同，全站儀的外形、結(jié)構(gòu)、性能和各部件名稱略有區(qū)別，但總的來講是大同小異。為了說明問題，這里以徠卡TPS400電子全站儀為例，其外形如圖所示。

§12-4數(shù)字地圖的測制數(shù)字測圖是用全站儀進(jìn)行實(shí)地測量，將野外采集的數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)诫娮邮植尽⒋趴ɑ虮銛y機(jī)內(nèi)記錄，并在現(xiàn)場繪制地形（草）圖，到室內(nèi)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，人機(jī)交互編輯后，由計(jì)算機(jī)自動生成數(shù)字地籍圖，并控制繪圖儀自動繪制地形圖。與白紙測圖一樣，數(shù)字化測圖也應(yīng)遵循從整體到局部的原則，首先進(jìn)行平面和高程控制測量，確定圖根點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，然后根據(jù)控制點(diǎn)進(jìn)行碎部測量。

一、圖根控制測量圖根點(diǎn)是直接供測地藉圖使用的平面和高程依據(jù)，宜在各級國家等級控制點(diǎn)、城市等級控制點(diǎn)、控制點(diǎn)下加密。圖根點(diǎn)的密度應(yīng)根據(jù)測圖比例尺和地形條件而定，傳統(tǒng)測圖方法平坦開闊地區(qū)圖根點(diǎn)的密度不宜小于表4之規(guī)定；數(shù)字化測圖圖根點(diǎn)的密度不宜小于表5之規(guī)定。地形復(fù)雜、隱蔽以及城市建筑區(qū)，應(yīng)以滿足測圖需要并結(jié)合具體情況加大密度。

表4傳統(tǒng)測圖平坦開闊地區(qū)圖根點(diǎn)的密度（點(diǎn)/Km2）測圖比例尺1:5001:10001:2000圖根點(diǎn)密度1505015測圖比例尺1:5001:10001:2000圖根點(diǎn)密度64164

表5數(shù)字化測圖平坦開闊地區(qū)圖根點(diǎn)的密度（點(diǎn)/Km2）１．野外測量的步驟搬站到2點(diǎn)，安置儀器，根據(jù)1站測定的α12算出α21。重復(fù)第一站所有步驟。２．內(nèi)業(yè)計(jì)算

二、碎部測量1、測區(qū)分幅及進(jìn)程平板測圖是把測區(qū)按標(biāo)準(zhǔn)圖幅劃分成若干幅圖，再一幅一幅往下測。而數(shù)字化測圖是以路、河、山脊等為界線，以自然地塊進(jìn)行分塊測繪，例如：有甲、乙兩個(gè)作業(yè)小隊(duì)，甲隊(duì)負(fù)責(zé)路南區(qū)域，乙隊(duì)負(fù)責(zé)路北區(qū)域（包括公路）。甲隊(duì)再以山谷和河為界，乙隊(duì)再以公路和河為界，分塊分期測繪。

2、人員安排根據(jù)CASS5.0的特點(diǎn)，一個(gè)作業(yè)小組可配備:測站1人，鏡站1-3人，領(lǐng)尺員2人；領(lǐng)尺員負(fù)責(zé)畫草圖和室內(nèi)成圖，是核心成員，一般外業(yè)一天，內(nèi)業(yè)一天，2人輪換，也可根據(jù)本單位實(shí)際情況自由安排。（有些單位在任務(wù)緊時(shí)，白天進(jìn)行外業(yè)工作，晚上進(jìn)行內(nèi)業(yè)工作）

需要注意的是領(lǐng)尺員必須與測站保持良好的通訊聯(lián)系（可通過對講機(jī)），使草圖上的點(diǎn)號與手簿上的點(diǎn)號一致。

３、徠卡400碎部測量操作步驟按MENU按鈕進(jìn)入菜單界面，在該界面2/3下，可以進(jìn)行通信設(shè)置和數(shù)據(jù)傳輸，而按F1鍵可進(jìn)入應(yīng)用程序子界面，在該界面下可進(jìn)行碎部測量和放樣。注意：每個(gè)測站應(yīng)單獨(dú)建立對應(yīng)的作業(yè)文件測量1/2

點(diǎn)號：

編碼：

棱鏡高：

水平角

垂直角

輸入測距記錄↓按翻頁鍵測量2/2

水平距離：

垂直距離：

X/N：

Y/E：

H：

輸入測距記錄↓按F4鍵測距--------記錄最后在測量設(shè)置主菜單下，按F4鍵開始測量，注意輸入點(diǎn)號、目標(biāo)棱鏡高等數(shù)據(jù)。輸入點(diǎn)號時(shí)，最好命名為字母組合+001形式，第一個(gè)點(diǎn)09SB001結(jié)束后，記錄自動增加到下一點(diǎn)號09SB002，在該點(diǎn)測量結(jié)束后在草圖上勾出點(diǎn)與點(diǎn)的連線，并注明它是什么地形或者符號。４.文件管理數(shù)字化測圖的內(nèi)業(yè)處理涉及的數(shù)據(jù)文件較多。因此，進(jìn)入CASS5.0成圖系統(tǒng)后，將面臨輸入各種各樣的文件名的情況，所以最好養(yǎng)成一套較好的命名習(xí)慣，以減少內(nèi)業(yè)工作中不必要的麻煩。我們建議采用如下的命名約定:簡編碼坐標(biāo)文件①由手簿傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中帶簡編碼的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，建議采用*JM.DAT格式；②由內(nèi)業(yè)編碼引導(dǎo)后生成的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，建議采用*YD.DAT格式。坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件指由手簿傳輸?shù)接?jì)算機(jī)的原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件的一種，建議采用*.DAT格式。引導(dǎo)文件指由作業(yè)人員根據(jù)草圖編輯的引導(dǎo)文件，建議采用*.YD格式。

坐標(biāo)點(diǎn)（界址點(diǎn)）坐標(biāo)文件指由手簿傳輸?shù)接?jì)算機(jī)的原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件的一種，建議采用*.DAT格式。權(quán)屬引導(dǎo)信息文件指作業(yè)人員在作權(quán)屬地籍圖時(shí)根據(jù)草圖編輯的權(quán)屬引導(dǎo)信息文件，建議采用*DJ.YD格式。權(quán)屬信息文件指由權(quán)屬合并或由圖形生成權(quán)屬形成的文件，建議采用*.QS格式。圖形文件凡是在CASS5.0繪圖系統(tǒng)生成的圖形文件，規(guī)定采用*.DWG格式

三、數(shù)據(jù)通訊數(shù)據(jù)通訊的作用是完成電子手簿或帶內(nèi)存的全站儀與計(jì)算機(jī)兩者之間的數(shù)據(jù)相互傳輸。①將全站儀通過適當(dāng)?shù)耐ㄓ嶋娎|與微機(jī)聯(lián)接好。②移動鼠標(biāo)至“數(shù)據(jù)通訊”項(xiàng)的“讀取全站儀數(shù)據(jù)”項(xiàng)，該處以高亮度（深藍(lán)）顯示，按左鍵，出現(xiàn)右圖的對話框：根據(jù)不同儀器的型號設(shè)置好通訊參數(shù)（詳細(xì)方法見《參考手冊》第三章）再選取好要保存的數(shù)據(jù)文件名，點(diǎn)轉(zhuǎn)換。四、內(nèi)業(yè)成圖

下面分別介紹“草圖法”和“簡碼法”的作業(yè)流程。只介紹草圖法?！安輬D法”工作方式：“草圖法”工作方式要求外業(yè)工作時(shí)，除了測量員和跑尺員外，還要安排一名繪草圖的人員，在跑尺員跑尺時(shí)，繪圖員要標(biāo)注出所測的是什么地物（屬性信息）及記下所測點(diǎn)的點(diǎn)號（位置信息），在測量過程中要和測量員及時(shí)聯(lián)系，使草圖上標(biāo)注的某點(diǎn)點(diǎn)號要和全站儀里記錄的點(diǎn)號一致，而在測量每一個(gè)碎部點(diǎn)時(shí)不用在電子手簿或全站儀里輸入地物編碼，故又稱為“無碼方式”?！安輬D法”在內(nèi)業(yè)工作時(shí)，根據(jù)作業(yè)方式的不同，分為“點(diǎn)號定位”、“坐標(biāo)定位”、“編碼引導(dǎo)”幾種方法。在此主要介紹

“點(diǎn)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(diǎn)可見。首先移動鼠標(biāo)至“繪圖處理”項(xiàng)，按左鍵，即出現(xiàn)下圖下拉菜單。

然后選擇“定顯示區(qū)”項(xiàng)，按左鍵，即出現(xiàn)一個(gè)對話窗如圖所示。這時(shí)，需輸入碎部點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名。可直接通過鍵盤輸入，如在“文件（N）:”（即光標(biāo)閃爍處）輸入C:＼CASS50＼DEMO＼YMSJ.DAT后再移動鼠標(biāo)至“打開（O）”處，按左鍵。也可參考WINDOWS選擇打開文件的操作方法操作。這時(shí)，命令區(qū)顯示：

最小坐標(biāo)（米）X=87.315，Y=97.020

最大坐標(biāo)（米）X=221.270，Y=200.00（2）選擇測點(diǎn)點(diǎn)號定位成圖法移動鼠標(biāo)至屏幕右側(cè)菜單區(qū)之“測點(diǎn)點(diǎn)號”項(xiàng)，按左鍵，即出現(xiàn)上圖所示的對話框。輸入點(diǎn)號坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件名C:＼CASS50＼DE