数字测图原理与应用.ppt

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1、 数字测图（数字测图（digital surveying and mapping，简称，简称DSM）系统是以计算机为核）系统是以计算机为核心，在外连输入输出设备硬、软件的支持下，心，在外连输入输出设备硬、软件的支持下，对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图、对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘系统输出、管理的测绘系统(图图1-1)。大比例尺数字测图分为三个阶段：大比例尺数字测图分为三个阶段：数据数据采集采集、数据处理数据处理和和地图数据的输出地图数据的输出。五、大比例尺数字测图系统五、大比例尺数字测图系统地形数据采地形数据采集集(硬软件硬软件)数据处理与成数据处理与成图

2、图(硬软件硬软件)绘图和输出绘图和输出(硬软件硬软件)电子速测仪电子速测仪数据记录器数据记录器便便 携携 机机计计 算算 机机绘绘 图图 仪仪打打 印印 机机软软 件件 系系 统统测距经纬仪测距经纬仪其它其它IO设备设备数字化仪数字化仪扫扫 描描 仪仪立体坐标量测仪立体坐标量测仪解解 析析 测测 图图 仪仪图图1-1 1-1 数字测图系统概念框图数字测图系统概念框图 图图1-2 1-2 广义数字测图系统框图广义数字测图系统框图 数字测图系统由于空间数据的来源不数字测图系统由于空间数据的来源不同，采集的仪器和方法也不同，目前有如同，采集的仪器和方法也不同，目前有如下几种方法：下几种方法：(1)(

3、1)地面数字测图法地面数字测图法 (2)(2)地图数字化法地图数字化法 (3)(3)数字摄影测量法数字摄影测量法1.1.地形数据的采集地形数据的采集 用全站仪、测距经纬仪（或用全站仪、测距经纬仪（或GPS接收接收机）进行实地测量，将野外采集的数据自机）进行实地测量，将野外采集的数据自动传输到电子手簿、磁卡或便携机内记录，动传输到电子手簿、磁卡或便携机内记录，并在现场绘制地形（草）图，到室内将数并在现场绘制地形（草）图，到室内将数据自动传输到计算机，人机交互编辑后，据自动传输到计算机，人机交互编辑后，由计算机自动生成数字地图，并控制绘图由计算机自动生成数字地图，并控制绘图仪自动绘制地形图，这种测

4、图方法称为仪自动绘制地形图，这种测图方法称为地地面数字测图法面数字测图法。1.1 1.1 地面数字测图法地面数字测图法 (1)手扶跟踪数字化手扶跟踪数字化 精度低、速度慢、劳动强度大和自动精度低、速度慢、劳动强度大和自动化程度低，一般只用于小批量或比较简单化程度低，一般只用于小批量或比较简单的地形图的数字化。的地形图的数字化。(2)扫描数字化扫描数字化 精度高、速度快和自动化程度高，对精度高、速度快和自动化程度高，对大批量、复杂度高的地形图更具有明显的大批量、复杂度高的地形图更具有明显的优势。优势。1.2 1.2 地图数字化法地图数字化法 利用利用摄摄影影测测量与遥感的方法量与遥感的方法获获得

5、得测测区的区的影像并构成立体像影像并构成立体像对对，在解析，在解析测图仪测图仪上采集上采集地形特征点并自地形特征点并自动传输动传输到到计计算机中或直接用算机中或直接用数字数字摄摄影影测测量方法量方法进进行数据采集，行数据采集，经过软经过软件件进进行数据行数据处处理，自理，自动动生成数字地形生成数字地形图图，并由，并由数控数控绘图仪进绘图仪进行行绘图输绘图输出。出。一般适用于中、小比例尺一般适用于中、小比例尺测图测图，对对于大于大面面积积1:2000比例尺比例尺测图测图也多采用也多采用这这种方法。种方法。1.3 1.3 数字摄影测量法数字摄影测量法 综综上上所所述述，广广义义地地理理解解数数字字

6、测测图图系系统统如如图图1-2所所示示。采采集集地地形形数数据据输输入入计计算算机机，由由机机内内的的成成图图软软件件进进行行处处理理、成成图图、显显示示，经经过过编编辑辑修修改改，生生成成符符合合国国标标的的地地形形图图，并并控控制数控制数控绘图仪绘图仪出出图图(以后各章将作以后各章将作详细论详细论述述)。在在实实际际工工作作中中，大大比比例例尺尺数数字字测测图图(或或数数字字地地形形测测图图)一一般般是是指指地地面面数数字字测测图图，也也称称全全野野外外数数字字测测图图。传传统统的的地地形形测测量量也也是是指指地地面面测测量量(野外野外实实地地测测量量)。借助于计算机程序在人机交借助于计算

7、机程序在人机交互方式下进行复杂的处理，如互方式下进行复杂的处理，如坐坐标变换标变换、地图符号的生成地图符号的生成和和注记注记的配置的配置等，将采集的数据转化为等，将采集的数据转化为地图数据。地图数据。2.2.数据处理数据处理 地图数据的输出以地图数据的输出以图解图解和和数数字字方式进行。图解方式是用自动方式进行。图解方式是用自动绘图仪绘图，数字方式是数据的绘图仪绘图，数字方式是数据的贮存，建立数据库。贮存，建立数据库。3.3.地图数据的输出地图数据的输出1.1.数据库的基本概念数据库的基本概念 数据库是数据的一种管理技术，即对数数据库是数据的一种管理技术，即对数据的组织、编目、定位、存储、检索

8、和维护据的组织、编目、定位、存储、检索和维护以便随时提供使用的各种数据的集合。以便随时提供使用的各种数据的集合。2.2.数据库的组成数据库的组成 数据库一般由三个基本部分组成：数据库一般由三个基本部分组成：（1 1）数据集。）数据集。（2 2）物理存储介质。）物理存储介质。（3 3）数据库软件。）数据库软件。六、大比例尺地图数据库六、大比例尺地图数据库（1）可管理复）可管理复杂杂的数据的数据结结构构（2）数据冗余度小，易）数据冗余度小，易扩扩充充（3）数据具有独立性）数据具有独立性（4）数据可以共享，有）数据可以共享，有统统一的数据控制一的数据控制功能功能3.3.空间数据库的特点空间数据库的特

9、点 将地将地图图内容以内容以数字形式数字形式通通过过数据数据库库管理程序管理程序进进行行组织组织和存和存储储，并具有，并具有直接存取和快速直接存取和快速检检索功能的制索功能的制图图数据数据集合或文件称集合或文件称为为地图制图数据库地图制图数据库。4.4.地图制图数据库地图制图数据库图图1-3 地图数据库系统地图数据库系统用用 户户输入输入输出输出用户程序用户程序接接 口口数据库数据库管理人员管理人员数据库数据库管理系统管理系统操作操作系统系统制图制图数据库数据库(1)数据数据库应库应具具备备的功能；的功能；(2)数据数据库库的内容及采用的数据的内容及采用的数据结结构；构；(3)采用的构造模型；

10、采用的构造模型；(4)输输入入资资料采用的数字化方法和料采用的数字化方法和编码编码系系统统；(5)输输入入输输出的数据达到什么出的数据达到什么样样的精度；的精度；(6)数据的使用方式、范数据的使用方式、范围围；(7)数据数据库库适用的硬、适用的硬、软软件系件系统统。此外，还应考虑数据库系统的开放性和与其此外，还应考虑数据库系统的开放性和与其他系统交换数据的能力。他系统交换数据的能力。地图数据库的设计一般应考虑以下内容地图数据库的设计一般应考虑以下内容：v大比例尺数字地大比例尺数字地图图的本的本质质是是大比例尺地图数据大比例尺地图数据库库。v建立大比例尺地建立大比例尺地图图数据数据库库的目的是充

11、分地利用的目的是充分地利用测测量数据量数据进进行各种大比例尺地行各种大比例尺地图图的更新、自的更新、自动动编编制以及提供与地制以及提供与地图图信息有关的信息有关的检检索服索服务务。v大比例尺地大比例尺地图图数据数据库库是一种空是一种空间间位置关系的基位置关系的基础础数据数据库库，它可，它可为许为许多用多用户户共享，共享，为为建立各种建立各种与空与空间间位置有关的位置有关的专业专业数据数据库库服服务务。5.5.大比例尺地图数据库大比例尺地图数据库v大比例尺地图数据库不是简单地将地图数字大比例尺地图数据库不是简单地将地图数字化作计算机的存取，而是将地图形成一定的化作计算机的存取，而是将地图形成一定

12、的标准格式的数字信息贮存在计算机能接受的标准格式的数字信息贮存在计算机能接受的数据载体上。数据载体上。v大比例尺地图数据库应是一种与空间位置有大比例尺地图数据库应是一种与空间位置有关的基础数据库，不应涉及过多的各种专业关的基础数据库，不应涉及过多的各种专业内容，否则将会造成大比例尺地图数据库建内容，否则将会造成大比例尺地图数据库建立和管理的困难。立和管理的困难。5.5.大比例尺地图数据库大比例尺地图数据库1.满满足地理信息系足地理信息系统统的需要。的需要。2.不断不断为为地籍地籍资资料提供更新数据。料提供更新数据。3.为为工程建工程建设设提供数字地提供数字地图图。七、大比例尺数字地图的用途七、

13、大比例尺数字地图的用途一、概述一、概述u硬软件的配置。硬软件的配置。u测量方案、测量方法及精度的确定。测量方案、测量方法及精度的确定。u数据和图形文件的生成及计算机处理。数据和图形文件的生成及计算机处理。u各工序之间的密切配合、协调。各工序之间的密切配合、协调。1.2 地面地面数字测图的技术设计数字测图的技术设计工程测量规范、城市测量规范、地工程测量规范、城市测量规范、地籍测量规范、房产测量规范、大比例籍测量规范、房产测量规范、大比例尺地形图机助制图规范、尺地形图机助制图规范、1:500，1:1000，1:2000地形图图式地形图图式、1:5000，1:10000地形图图式、地形图图式、地籍图

14、图式、地籍图图式、1:500，1:1000，1:2000地形图要素分类与代码等。地形图要素分类与代码等。u作业规范和图式：作业规范和图式：（1）测区测区1:10000比例尺地形图、交通图；比例尺地形图、交通图；（2）测区内已有的控制测量资料，包括平面测区内已有的控制测量资料，包括平面控制网图、水准路线图、控制点及水准控制网图、水准路线图、控制点及水准点点“点之记点之记”、成果表、技术总结等；、成果表、技术总结等；（3）城市规划、城市地质、地震、气象、地城市规划、城市地质、地震、气象、地下水位及冻土深度。下水位及冻土深度。技术设计前应搜集的资料：技术设计前应搜集的资料：1.1.任任务务概概述述：

15、任任务务来来源源、测测区区范范围围、测测区区面面积积、测图比例尺、计划实施起止时间。测图比例尺、计划实施起止时间。2.2.测测区区概概况况：着着重重介介绍绍测测区区社社会会、自自然然、地地理理、经经济济的的基基本本情情况况。包包括括：测测区区的的行行政政隶隶属属、地地理理位位置置、高高程程及及大大致致趋趋势势和和变变化化、居居民民地地及及其其分分布布、测测区区困困难难类类别别、气气候候特特点点、雨雨季季及及降降水水分分布布、有有霜霜期期及及冻冻土土深深度度、道道路路、水水系、交通情况等。系、交通情况等。二、技术设计的内容二、技术设计的内容3.3.设计的技术依据设计的技术依据(1)国家及部门颁布

16、的有关技术规范、规程、图式；国家及部门颁布的有关技术规范、规程、图式；(2)任务文件及合同书；任务文件及合同书；(3)经经上上级级部部门门批批准准的的有有关关部部门门制制定定的的适适合合本本地地区区的一些技术规定。的一些技术规定。4.4.测区已有的控制资料利用情况分析测区已有的控制资料利用情况分析 施测单位、施测时间、控制测量等级、精度、施测单位、施测时间、控制测量等级、精度、标石完好情况、平差方法等，成果质量情况分析标石完好情况、平差方法等，成果质量情况分析评估，拟定控制网的联测方案。评估，拟定控制网的联测方案。（1）平面控制测量设计）平面控制测量设计 坐标系统的确定，测量方案的选择，基本控

17、坐标系统的确定，测量方案的选择，基本控制网的等级与加密层次，硬、软件的配置及施测制网的等级与加密层次，硬、软件的配置及施测方法，平差方法等。方法，平差方法等。（2）高程控制测量设计）高程控制测量设计 一般应采用一般应采用1985年国家高程基准或沿用年国家高程基准或沿用1956年黄海高程系。水准路线选择、起算数据的年黄海高程系。水准路线选择、起算数据的配置、加密方案及图形结构、高程控制点标志类配置、加密方案及图形结构、高程控制点标志类型及埋设、仪器和施测方法、平差方法等。型及埋设、仪器和施测方法、平差方法等。5.5.控制测量方案设计控制测量方案设计（1）野外数据采集）野外数据采集野外数据采集方法

18、野外数据采集方法图根控制测量图根控制测量 1999年颁布的城市测量规范中规定年颁布的城市测量规范中规定了数字化成图平坦开阔地区图根点密度如表了数字化成图平坦开阔地区图根点密度如表1-1所示。所示。图根点的密度图根点的密度 表表1-11-1测图比例尺测图比例尺1:5001:10001:2000图根点图根点/km2 64 16 4 6.6.数字化成图的设计数字化成图的设计碎部测量碎部测量（2）数据处理、图形处理、地形图绘制）数据处理、图形处理、地形图绘制 数据数据处处理是数字化成理是数字化成图图的主要工序之一，的主要工序之一，其目的是将用不同方法采集的数据其目的是将用不同方法采集的数据进进行行转换转换、分分类类、计计算、算、编辑编辑，为图为图形形处处理提供必要的理提供必要的绘绘图图信息数据文件信息数据文件。7.7.工作量统计、作业计划拟订和经费预算工作量统计、作业计划拟订和经费预算 根据根据设计设计方案，分方案，分别计别计算各工序的工作量、算各工序的工作量、参照生参照生产产定定额拟订额拟订作作业计业计划、划、编编制分期制分期经费经费和和总经费预总经费预算算计计划。划。