测绘知识全.docx
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测绘知识全
（二）测绘知识
297、基础测绘
基础测绘，是指建立全国统一的测绘基准和测绘系统，进行基础航空摄影，获取基础地理信息 的遥感资料，测制和更新国家基本比例尺地图、影像图和数字化产品，建立、更新基础地理信息系统。
298、测绘资格年检
《测绘资格证书》持证单位年度检验（以下简称“测绘资格年检”），是指颁证机关依法对持证单 位每年进行一次的检查验证，确认其是否继续具备法律法规规定的测绘资格。
299、测量标志
测量标志是指：
（一）建设在地上、地下或者建筑物上的各种等级的三角点、基线点、导线点、军用控制点、重力点、天文点、水准点的木质觇标、钢质觇标和标石标志，全球卫星定位控制点，以及用于地形测图、工程测量和形变测量的固定标志和海底大地点设施等永久性测量标志；
（二）测量中正在使用的临时性测量标志。
300、地图与数字地图
地图是以不同颜色的文字、符号、线划和数字表示的地球表面某一区域的地形特征、交通设施、通讯设施等一系列信息的载体。
数字地图是纸制的地图的数字存在和数字表现形式，是在一定坐标系统内具有确定的坐标和属性的地面要素和现象的离散数据，在计算机可识别的可存储介质上概括的、有序的集合。
301、地理信息系统
地理信息系统简称GIS（GeographicalInformationSystem）：
是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统，它表现为计算机软硬件系统；而其内涵是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。
302、数字栅格地图（DRG）
数字栅格地图（DigitalRasterGraphic简称DRG）是纸质地形图的数字化产品。
每幅图经扫描、纠正、图幅处理及数据压缩处理后，形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格文件。
303、数字正射影像图（DOM）
数字正射影像图（DigitalOrthophotoMap简称DOM）是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空相片/遥感相片（单片/彩色），经逐象元进行纠正，再按影像镶嵌，根据图幅范围裁剪生成的影像数据。
一般带有公里格网、图廓内/外整饰和注记的平面图。
304、数字高程模型（DEM）
数字高程模型（DigitalElevationModel简称DEM）是在高斯投影平面上规则格网点平面坐标（X，Y）及其高程（Z）的数据集。
DEM的水平间距可随地貌类型不同而改变。
根据不同的高程精度，可分为不同等级产品。
305、数字线划地图（DLG）
数字线划地图（DigitalLineGraphic简称DLG）是现有地形图基础地理要素的矢量数据集，且保存要素间空间关系和相关的属性信息。
306、RS-遥感技术
它是通过多光谱摄影及时获取丰富的地面信息。
当代遥感的发展主要表现在它的多传感器、高分辨率和多时相特征。
当代遥感技术已能全面覆盖大气窗口的所有部分。
近年来，由于航空遥感具有的快速机动性和高分辨率的显著特点使之成为遥感发展的重要方面。
遥感信息的应用分析已从单一遥感资料向多时相、多数据源的融合与分析，从静态分析向动态监测过渡，从对资源与环境的定性调查向计算机辅助的定量自动制图过渡，从对各种现象的表面描述向软件分析和计量探索过渡。
307、常用的GPS接收器
1.汽车导航仪
计算机和通信的发展使人们的生活更加快捷、轻松，汽车导航和移动办公已风靡全球，并逐渐成为现代社会中不可缺少的部分。
在日本、美国等国家，为了方便用户，很多汽车制造商在车辆出厂时就装配了导航和移动办公设备。
在我国，类似产品的研制工作刚刚起步。
汽车导航仪是集计算机、通信导航、地图信息为一体的高科技产品，通常它都具备笔记本PC的基本功能，可以方便地驳接网络、发送传真和数据通信；并且内置GPS接收器，提供GPS天线接口，装载定位导航软件，利用接收到的GPS卫星信号为车辆提供全天候、全时域位置信息，并可以在屏幕上显示当时车辆运行情况。
用户可以预先自定义行进路线、路旁标记和航路点，保存预先设定的路线或已走过的路线，以便再次查询。
通过查询电子地图，用户能了解某地区的地理环境和交通状况，增加对未来旅途的预测，当发现了一些原地图中没有的道路，可以通过“记录新路”来更新地图。
2.GPS手持机
GPS手持机是利用GPS基本原理设计而成的，体积小巧、携带方便、独立使用的全天候实时定位导航设备。
好的手持机必备的条件是：
灵敏度高，存贮量大，外部接口齐全。
GPS手持机按用途可分为陆用型、空用型、海用型。
图2是一款陆用型GPS手持机。
陆用型一般没有内置地图，主要利用航路点记录，选择相应航路点可自动生成路线。
内置天线使得机型小巧，它是应用最广的GPS设备；空用型提供全球空域图和地域图，灵敏度极高，适用于在高速行进的飞机中定位；海用型内置全球海图，超大屏幕，提供可固定在船体上的配套支架和天线。
GPS接收器的知识
1.坐标
描述你的位置的一组数值，一般有纬度（北或南）和经度（东或西）。
UTM坐标系以米为单位测量你离赤道（北或南）和本初子午线（东或西）的距离。
另外一个坐标系MGPS（MilitaryGridReferenceByStem）也基于UTM，但是把UTM坐标分隔得更细了，它只用在军用的GPS接收器上。
2.2维和3维坐标
你的平面位置，例如经度和纬度，称做2维坐标，至少需要3颗GPS卫星的数据来定位2维坐标。
如果因为树木、山峰或建筑物挡住了卫星，你可能只能得到2维坐标。
纬度、经度和速度称为3维坐标，确定它需要至少4颗卫星。
几乎所有GPS接收器都以提供3维坐标做为标准。
3.路旁标记和航路点
你可以把一个位置存储为一个路旁标记（landmark）或航路点（waypoint）。
它可以是你途中定位的一个位置，也可能是你输入的一个坐标或其他位置，例如目的地。
GPS设备会给它一个名称，例如LMKOZ，你也可以用一个容易记住的名称重新命名。
4.位置
当你的接收器根据GPS卫星的信息标出了你的坐标后，它会确定你的位置。
许多GPS设备允许你选择标记或存储你的现在位置做为路旁标记或航路点。
一些甚至允许你为位置命名或添加一个图标。
5.路线
路线包括开始位置和目的地，同时也有途径的地点。
一条路线上的两点之间称为航段。
一条路线可由一个或若干个航段组成。
如果你徒步旅行，你可以输入一条路线，其中包括方向、计划休息的地点或宿营地，还有你的目的地。
有一些GPS设备允许你反向跟踪路线或设置逆向路线。
路线主要有两种用途：
1）如果你去探险或旅行，你可以从高速路地图或一些地图软件中获取地点的坐标。
这在以后的旅行中很有用。
一些GPS接收器允许在计算机上设计你的旅线，然后把它载入你的GPS接收器；
2）如果你拿着GPS接收器旅行时记录下你走过的地点，回家后可以复制或者下载你的路线并且找出最有价值的景点的位置，或者最适合钓鱼的地点，或者你看见一只珍稀小鸟的地点，或者你在恶劣天气藏身的岩洞位置。
如果有队员受伤了，救援队就可以根据确切的坐标找到伤员所在的地方。
搜索救援人员可以下载完整的路线来知道探险队所在的位置。
6.高度
如果有足够的GPS卫星可见，一些GPS设备可提供高度信息（海拔）。
由于GPS系统本身的特点，高度不如平面坐标那么精确。
7.航向
这是反映沿水平方向GPS接收器移动的方向，并不需要你把GPS接收器确切地指向这个方向。
在你移动时可以看到这个值，航向的值是按0～359度顺时针方向分布的，和指南针的值相对应。
8.方位角
如果你选定了一个路旁标志或航路点，想知道从你现在所处位置到它的方向，你就需要知道方位角的值。
它是从北方向算起沿顺时针分布的值。
如果到你的目的地的方位角是270度，而你的移动方向是240度，你的航线就和目的地有30度的偏差。
如果你是在坐火车，这可能没关系，但如果这个偏差值很大，你需要查看一下地图，说不定你的路线错了。
９．操作要点
大部分GPS接收器是很容易安装和使用的，用户手册可帮你快速学会怎样装电池、确定初始位置或输入一个位置等。
当你在一个新的地点首次开启GPS接收器时，如果输入一个估计的大概位置（例如邻近的大城市的坐标）将有助于你的设备快速得出卫星所在位置，从而快速定位。
如果设备是冷启动的，或者你不在你最后一次存贮位置的附近，一般可能需要15分钟定位；但是，如果你给它一点提示，或者你在上一次存贮位置的附近，一般需要3～5分种定位。
向GPS接收器中输入数据的方式因设备而异，有些是用菜单结合上、下箭头选择的，有些设备则像使用电话机的键盘一样简单。
１０．常见功能
大多数GPS设备的面板上都有一些按钮，引导你到不同的操作选项。
也许它们的名称不太一样，但功能都是类似的。
它们可能是让你浏览一个导航画面、查看可用的卫星信号，检查位置目录、清单或者到选定目标的方向。
最主要的功能就是显示你的位置，包括当前坐标、海拔和时间，如果选定了目的地或路线，它还指示通往目的地的方向。
其他常用的功能有导航、菜单、卫星状态、路旁标志或航路点清单/路线清单、设置选项、距离、偏航、上次定位地点、日出/日落时间等。
结合地图使用不同的地图使用不同的坐标系，美国地理最常用的两种地图是：
1.LAT/LONG矢量地图：
包括经度、纬度、分和秒；2.UTM栅格地图，以米为单位。
LAT/LONG是我们最熟悉的形式，地球从赤道到极点的位置被等分为0～90度的北纬或南纬（地球仪上的平行线），而地球从东向西等分为从0～360度的经度（地球仪上的弧线），通过英国格林威治的线，称为本初子午线。
用这种坐标人工计算出两点之间的距离是很难的，因为我们生存的地球是椭圆的。
UTM坐标是那些需要精确距离信息的地图使用者的首选。
这个坐标系选择一条子午线，标明你在它东面或西面多少米，还有你在赤道南面或北面多少米。
大部分GPS设备在设置时允许你选择LAT/LONG或UTM或其他坐标系作为你的坐标系，当你有了你所在位置的坐标，你可以在地图上查找，从而得知你所在位置的确切地址。
当你在地图上找到了目的地时，你可以输入它们的坐标到你的GPS接收器中以形成一条路线。
可以利用透明的塑料尺子在TOPO地图或UTM地图上测量，这样更容易估计一个位置的坐标，一些GPS设备有这样的功能：
你可以测量一个位置到地图右下角的距离，然后用地图名和刻度为这个位置命名。
GPS接收器的性能指标
（1）.卫星轨迹
这里有24颗GPS卫星沿六条轨道绕地球运行（每四颗一组），一般不会有超过12个卫星在地球的同一边，大多数GPS接收器可以追踪8～12颗卫星。
计算LAT/LONG（2维）坐标至少需要3颗卫星。
再加一颗就可以计算3维坐标。
对于一个给定的位置，GPS接收器知道在此时哪些卫星在附近，因为它不停地接收从卫星发来的更新信号。
（2）.并行通道
一些消费类GPS设备有2～5条并行通道接收卫星信号。
因为最多可能有12颗卫星是可见的（平均值是8），这意味着GPS接收器必须按顺序访问每一颗卫星来获取每颗卫星的信息。
市面上的GPS接收器大多数是12并行通道型的，这允许它们连续追踪每一颗卫星的信息，12通道接收器的优点包括快速冷启动和初始化卫星的信息，而且在森林地区可以有更好的接收效果。
一般12通道接收器不需要外置天线，除非你是在封闭的空间中，如船舱、车厢中。
（3）.定位时间
这是指你重启动你的GPS接收器时，它确定现在位置所需的时间。
对于12通道接收器，如果你在最后一次定位位置的附近，冷启动时的定位时间一般为3～5分钟，热启动时为15～30秒，而对于2通道接收器，冷启动时大多超过15分钟，热启动时为2～5分钟。
（4）.定位精度
大多数GPS接收器的水平位置定位精度在20m～30m左右，但这只是在SA没有开启的情况下，有些GPS接收器声称它们可以达到这个精度，但是往往有一个小小的标签附在后面：
“在SA关闭时”。
你可能会发现，大多数GPS生产商不怎么提及“高度”的精度，因为这是GPS设备中精度最没有保证的方面。
据我所知，几乎所有的GPS设备（除非那些专为航海定制的在海拔为0m的海平面上使用的设备）在4颗卫星可见的情况下，可以定位高度，但是偏差可能达到3倍。
30m的精度意味着什么？
这意味着，当SA关闭时，从统计的角度讲，你的平面定位的位置距离你的实际位置在30m之内的概率是95%。
GPS接收器工作时是依靠卫星信号到达GPS接收器的时间来定位的（时间X光速=距离）。
对于高度读数，这意味着精度在45～100m之间的概率是95%。
如果政府开启了SA（为了安全原因，而且几乎是所有时间都开启着），水平精度在100m之内的概率是95%，高度在300m之内的概率是95%，这可能比你期望值高很多，但不影响你找到想去的街道或那条河流。
（5）.DGPS功能
为了将SA和大气层折射带来的影响降为最低，有一种叫做DGPS发送机的设备。
它是一个固定的GPS接收器（在一个勘探现场100km～200km的半径内设置）接收卫星的信号，它确切地知道理论上卫星信号传送到的精确时间是多少，然后将它与实际传送时间相比较，然后计算出“差”，这十分接近于SA和大气层折射的影响，它将这个差值发送出去，其他GPS接收器就可以利用它得到一个更精确的位置读数（5m～10m或者更少的误差）。
许多GPS设备提供商在一些地区设置了DGPS发送机，供它的客户免费使用，只要客户所购买的GPS接收器有DGPS功能。
（6）.信号干扰
要给予你一个很好的定位，GPS接收器需要至少3～5颗卫星是可见的。
如果你在峡谷中或者两边高楼林立的街道上，或者在茂密的丛林里，你可能不能与足够的卫星联系，从而无法定位或者只能得到二维坐标。
同样，如果你在一个建筑里面，你可能无法更新你的位置，一些GPS接收器有单独的天线可以贴在挡风玻璃上，或者一个外置天线可以放在车顶上，这有助于你的接收器得到更多的卫星信号。
（7）.物理指标
选购GPS设备时，大小、重量、显示画面、防水、防震、防尘性能、耐高温、耗电等物理指标都要考虑在内。
308、全球定位系统（GlobalPositioningSystem）
全球定位系统是由一系列卫星组成的，它们24小时提供高精度的世界范围的定位和导航信息。
准确地说，它是由24颗沿距地球12000公里高度的轨道运行的NAVSTARGPS卫星组成，不停地发送回精确的时间和它们的位置。
GPS接收器同时收听3～12颗卫星的信号，从而判断地面上或接近地面的物体的位置，还有它们的移动速度和方向等。
GPS接收器利用GPS卫星发送的信号确定卫星在太空中的位置，并根据无线电波传送的时间来计算它们间的距离。
等计算出至少3～4个卫星的相对位置后，GPS接收器就可以用三角学来算出自己的位置。
每个GPS卫星都有四个高精度的原子钟，同时还有一个实时更新的数据库，记载着其他卫星的现在位置和运行轨迹。
当GPS接收器确定了一个卫星的位置时，它可以下载其他所有卫星的位置信息，这有助于它更快地得到所需的其他卫星的信息。
全球定位系统的精度
能尽管拥有高精度的原子钟，定位过程中仍旧潜伏着一些误差。
SelectiveAvailability（SA）是美国国防部为非军方GPS用户提供的程序，出于安全方面的考虑，它把定位精度略微降低了一些。
当SA起作用时，你的定位的精度在50m～100m之间。
即使没有SA，其他一些误差也是要考虑的。
最明显的误差是由于地球电离层的变化引起的，它们对GPS的无线电波的速度有影响。
另外一个引起误差的原因是大气中的水蒸汽。
不过这些误差都是极小的。
GPS的精度可通过DGPS功能来提高，它是指你的接收器可以接收邻近的GPS接收器的信号的功。
全球定位系统的用途
GPS最初就是为军方提供精确定位而建立的，至今它仍然由美国军方控制。
军用GPS产品主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备的坐标，给海中的军舰导航，为军用飞机提供位置和导航信息等。
GPS也在商业领域大显身手，消费类GPS主要用在勘测制图，航空、航海导航，车辆追踪系统，移动计算机和蜂窝电话平台等方面。
勘测制图由一系列的定位系统组成，一般都要求特殊的GPS设备。
在勘测方面的应用有：
结构和工程勘测、道路测量和地质研究。
收集到的数据可以以后再估算，也可以在野外实时使用。
制图过程中使用大量的GIS数据库的数据，还有纸质地图的数据。
许多商业和政府机构使用GPS设备来跟踪他们的车辆位置，这一般需要借助无线通信技术。
一些GPS接收器集成了收音机、无线电话和移动数据终端来适应车队管理的需要。
最近几年，越来越多普通消费者买得起的GPS接收器出现了。
随着技术的进步，这些设备的功能越来越完善，几乎每月都有新的功能出现，但价格在下跌，尺寸也越来越小了。
两三年前GPS设备还像艺术品一样令人望而却步，而现在消费者终于可以拥有一款梦想已久的GPS接收器了，还带有以前做梦也想不到的很多先进的功能。
消费类GPS手持机的价格从几百元到几千元不等，它们基本上都有12个并行通道和数据功能。
有些甚至能与便携电脑相连，可以上传/下载GPS信息，并且使用精确到街道级的地图软件，可以在PC的屏幕上实时跟踪你的位置或自动导航。
309、系统实施和系统评价
一、系统实施
系统实施是GIS建设付诸实现的实践阶段。
在这一阶段中，需要投入大量的人力物力并占用较长的时间，因此，应该作好细致的组织工作，制订出周密的计划。
系统实施的主要内容是程序编制与调试和数据采集与数据库建立，此外还应包括人员的技术培训和系统测试等。
通常，为了保证程序编制和调试及后续工作的顺利进行，硬软件人员首先应该进行GIS系统设备的安装和调试工作；然后在适当的开发软件提供的环境下将详细设计产生的每个模块的功能用某种程序语言予以实现；再进行程序调试、数据录入和试运行，以至建立一个能交付用户使用的实用系统。
程序编制工作要尽量做到标准化和通用化，对所编制的程序应该按统一的格式编写程序说明，一般可采用以下内容：
程序名称；
程序功能；
程序设计算法；
程序使用方法；
需要的存贮空间、设备和操作系统；
程序设计语言；
程序作用的数据文件；
其它有关说明等
此外，为充分发挥系统的效率，在程序编制时还应顾及以下几个方面的因素：
运算速度；
对硬、软件环境的依赖程度，对计算机内存的要求；
算法的复杂程度；
程序的可靠性和适用性。
在对系统的硬、软件进行测试和安装调试过程中，还应该结合系统目标，通过采用模拟数据或选择出小块实验地区的数据，对各种功能进行全面试验。
实验阶段不仅应测试系统各部分的工作性能，同时还应测试各部分之间数据传送性能的好坏、处理速度和精度等的高低，从而保证所建立的系统能正常工作且各部分运行状况良好。
GIS建设过程中还需要投入大量的人力进行数据的收集、整理和录入工作。
GIS规模大，数据类型复杂多样，数据的收集和准备是一项既繁琐、劳动强度又大的任务。
通常要求数据库模式确定后就应该进行数据的输入，并且应按数字化服务业方案的要求严格进行，输入人员还应该进行相应程度的培训工作。
在这一阶段，由于有很多人员参加工作，包括系统开发人员、用户和领导管理人员，为了保证GIS的顺利和使用户尽快掌握使用方法，还应提前对有关开发人员、用户、软硬件操作人员等进行技术培训以及有关的系统管理维护工作，并制订出相应的工作规程与管理制度等。
此外，对于一般人员和领导，也应给予一定的宣传和介绍，使其对新建GIS系统有所了解，关心和支持GIS的实施工作。
系统的调试与测试是指对新建GIS系统进行从上到下的全面测试和检验，看它是否符合系统需求分析所规定的功能要求，发现系统中的错误，保证GIS的可靠性。
一般来说，应当由系统分析员提供测试标准，制订测试计划，确定测试方法，然后和系统设计人员、和谐设计人员及用户共同对系统进行测试。
测试的数据可以是模拟的，也可以是来自用户的实际业务，经过新建GIS系统的处理和检验，判断输出数据是否符合预期的结果，能否满足用户的实际要求，并对不足之得加以改进，直到满足用户的要求为止。
二、系统评价
所谓系统评价就是对所建立系统的性能进行考察、分析和评判，判断其是否达到系统设计时所预定的效果，包括用实际指标与计划指标进行比较，评价系统目标实现的程度。
评价指标应该包括性能指标、经济指标和管理指标等各个方面，最后还应就评价结果形成系统评价报告。
具体动作时可以从软件功能和系统总体功能两个方面进行评价。
1、软件功能评价
GIS软件构成整个系统的核心部分，其功能的好坏与否决定了GIS系统功能的强弱，因此，正确全面地对软件功能进行评价是很重要的。
为满足实际工作的需要，通常可以分五个部分对软件功能进行检验和评价。
作为参考，下面具体列出对软件功能进行评价的纲要。
⑴用户界面
命令驱动界面有提示，应答界面有缺省应答；
有下拉式或上托式菜单功能；
具有交互式命令语言接口；
可以使用命令缩写；
可用各种简单功能的集合构成宏指令shell文件或批处理文件，以便自动地执行复杂的功能；
具有连机帮助屏幕概述各项命令、命令语法、功能等；
能够取消或重新存储前面的输入值；
具有与用户友好的错误提示信息；
具有软错误恢复功能；
具有口令存取保护功能
一般功能：
应能在空间及属性数据库中输入有关数据的世系（即来龙去脉）、位置精度、逻辑一致性、完整性等质量信息；
具有跟踪事务处理的功能；
支持按顺序、直接和按关键字存取数据文件的方式；
具有定义文件内容和格式的数据字典；
除顺序文件存取方式外，可直接存取专门要素；
允许通过属性或空间数据字段，对表格或图形文件进行分类；
可作用算术表达式或在相关文件中查表的方式对新的字段值进行计算；
具有通过共享字段将几个数据文件联系起来的功能，并可将其结果集合当做一个整体用于所有表格处理功能（包括录入数据和生成报告）中；
在空间和属性数据库中，提供读、写、访问的授权功能；
提供建立、存储、检索、生成标准报告的功能；
提供下列表格格式化功能：
①在指定字段分行，②分项，③计算总和，④设计页和列的标题规格，⑤从单独记录中进行多行显示。
空间数据库构成：
可通过以下方式组织空间文件：
①位置，②项目，③专题，④地图单元；
对永久数据文件可以进行多重访问，但只有被授权的用户才可修改数据库；
对用户建立的工作文件提供完全的、只有该用户自己享用的增、删、改功能；
对数据库中的全部数据，能够自动建立目录或索引，包括数据的质量，位置及最后日期；
对数据为的内容和现状能够生成状态报告；
能够不考虑文件大小或比例尺来添加数据文件。
⑶数据库建立
数字化：
数字化方法（手工数字化、扫描数字化，……）；
加注记的方法；
建立拓朴关系；
输入属性数据
编辑：
空间数据编辑①对拓朴错误进行自动检查，在图形上显示错误，并有人机交互的纠错功能；②在数字化过程中或以批处理方式对矢量坐标或栅格像元进行格式检验、范围检验、数值检验；③以单个地物或地物群为单位，人机交互地增加、删除、修改、移动矢量地物或栅
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