南京工业大学《数字测图2》知识与技能要点期末文档格式.docx

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1954年北京坐标系、1980年国家大地坐标系、1954年新北京坐标系。

高程系统：

1956年黄海高程系统、1985年国家高程基准）

2、数据处理

3、图形编辑

4、图形输出。

数字化测量的作业模式有哪几种：

（作业模式是数字化测图内、外业作业方法、接口方式和流程的总称。

数字化测图的不同作业方法的特点主要体现在数据采集阶段）

①数字测记模式：

外业用全站仪测量，电子手簿记录，同时配以人工画草图或编码系统。

内业将野外测量数据从电子手簿直接传输到计算机，再配以成图软件，参考草图或根据编码系统编辑成图。

②电子平板测绘模式：

将全站仪与装有成图软件的便携机联机，在测站上全站仪实测地形点，计算机屏幕现场显示点位和图形，并可对其进行编辑，满足测图要求后，将测量和编辑数据保存，实现了“所测即所得”。

③地图数字化：

用数字化仪或扫描仪，用计算机上的成图软件在室内采集纸质地图（或工程图纸）上的数据。

数字化测图的技术内容：

1、数字测图系统的构成；

2、数字地形图的数据采集设备与方法；

3、数字地形图的表示方法和存储结构；

4、数字地形图的计算机处理和图形编辑；

5、数字地形图的输出设备与方法；

6、数字地形图的质量评价；

7、数字化成图软件的开发；

8、数字地形图的管理与应用；

9、数字化成图与地理信息系统的关系。

数字测图中地形点的描述必须具备三类信息：

1、测点的三维坐标；

2、测点的属性；

3、测点的连接关系

数字测图系统的构成：

1、硬件：

计算机、全站仪、数字化仪、扫描仪、绘图仪、GPS接收机、电子手簿

2、软件：

系统软件、支撑软件、实现数字化成图功能的应用软件（专业软件）

3、人员。

4、数据。

测量坐标系，屏幕坐标系和绘图仪坐标系的区别：

测量坐标系：

（上为x北、右为y东）

屏幕坐标系：

（下为y、右为x）

绘图仪坐标：

（上为y、右为x）

（1）它们空间与平面存在区别

（2）它们坐标的数值范围不同，测量坐标可以根据不同地区的参考点为原点确定，坐标数值可在很大范围内变化，而绘图左边都是以绘图设备的某一固定参考点为原点，坐标值都限制在0至最大该图范围之内，测量坐标数值可为任意实数，而绘图坐标只能为正整数。

数字地面模型DTM，有哪几种类型：

数字地面模型是地表形态的一种数字描述，DTM是描述地面诸特性空间分布有序数字阵列，其核心是地形表面特征点的三维坐标数据和一套对地表提供连续描述的算法

类型：

规则格网DTM，不规则格网DTM，等值线DTM和曲面DTM。

试述数字化成图系统绘制等高线步骤：

（1）建立DTM

（2）内插等高线上的点

（3）跟踪等高线上的点已形成等高线

（4）对已形成的等高线进行光滑

全站仪采集碎步点的过程和操作步骤：

1.测站安置仪器，在测站上安置全站仪，进行对中、整平，仪器对中偏差应小于5mm，并在测量前量取仪器高。

2.打开电源。

3.仪器参数设置，在全站仪中根据测量要求通过键盘进行改变，并且所选取的选择项可存储在存储器中一直保存到下次更正为止。

4.定向，取与测站相邻且相距较远的一个控制点作为定向点，将全站仪准确照准定向目标，如果后续的碎步测量是测目标的水平角、竖直角和距离，此时应该按照全站仪水平度盘置零的方法设置度盘初值为0度；

如果直接测量碎步点的坐标，此时应该将全站仪水平度盘初位置改为该方向的坐标方位角。

5.角度和距离测量或坐标测量，在碎站点放置棱镜，全站仪准确照准待测碎部点进行水平角、竖直角和距离测量或坐标测量，在完成测量后全站仪将根据用户的设置在屏幕上显示测量结果，核查无误后将碎部站点的测量数据保存在内存或者电子手簿中。

6.绘制工作草图，在进行数字测图时，如果测区有相近比例尺的地形图，可利用旧图或影像图并适当放大复制，截成合适的大小用作工作草图，在没有合适的地形图作为工作草图，在没有合适的地形图作为工作草图的情况下，应该在采集时绘制工作草图。

7.结束测站工作。

一步测量法：

一步测量法即埋石设标后，在已知控制点上设站、定向后，先观测下一图根点的坐标，然后再施测本测站周围碎部点的坐标。

待导线测到最后一站并附和到另外一个控制点时，测出该点坐标，同时计算与已知点坐标的闭合差。

若闭合差没超限，则平差各图根点的坐标，然后根据平差后的图根点坐标重新计算各碎部点的坐标；

若闭合差超限，返工重测也仅限于图根点，而碎部点原始测量数据仍可用，直到闭合差符合规范要求后，再重算碎部点即可。

由此可见，一步测量法相对常规测量方法，可以在图根控制测量环节上少设一次站，少定一回向，少跑一遍路，大大提高了作业效率，而且控制和成图的精度与常规方法相当。

缺点是数据量较大。

数字化测图系统与地理信息系统的关系：

1、数字化测图作为GIS的重要数据采集手段，用于数据库更新维护，保持数据的现势性。

2、两者都来自于“机助地图制图系统”，前者侧重于空间数据的采集与成图，后者侧重于空间数据与属性数据的管理及其应用（空间分析）。

国内主流数字测图软件的特点：

共同技术特点都是在AutoCAD平台上进行二次开发的。

第2部分：

南方CASS成图软件的使用

地形图成图方法及步骤：

1、点号定位法成图：

1.定显示区2.选择测点点号定位成图法3.展点4.绘平面图5.绘等高线6.加注记7.加图框8.绘图

2、坐标定位法成图：

1.定显示区2.选择坐标定位成图法3.绘平面图

3、编码引导法成图：

1.编辑引导文件2.定显示区3.编码引导4.简码识别5.绘平面图

南方CASS成图作业模式：

1、草图法

外业利用全站仪采集碎部点的三维坐标，并绘制碎部点构成的地物形状和类型的图，内业通过CASS软件将全站仪或电子手薄记录的碎部点坐标传输到计算机上，然后根据野外绘制的草图在CASS中绘制地物地貌。

它的特点是使用快捷，但绘制草图不直观，容易出错。

作业流程：

设站数据采集数据传输展碎部点

图形输出图幅整饰绘制等高线结合草图绘制地物

2、编码法

编码法即利用成图系统的地形地物编码方案，在野外测图时不用画草图，只需将每一点的编码和相邻点的连接关系直接输入到全站仪或电子记录手簿中去，成图系统就会自动根据点的编码和连点信息进行图形生成，也称全要素编码法。

该方法的内外业工作量分配不合理，外业编码工作大，点位关系复杂时，容易输入错误编码。

编码法突出的优点是自动化程度较高，内业工作量相对较少，符合测量作业自动化的大趋势。

但这种作业模式要求观测员熟悉编码，并在测站上随观测随输入。

另外，当司镜员离测站较远时，观测者很难看清地物属性和连接关系，这就要求观测员与司镜员密切配合，相互交流反馈有关信息。

设站观测、输入编码数据传输编码识别

图形输出图幅整饰编辑修改自动绘图

3、电子平板法

电子平板法是利用全站仪与安装有数字测图软件的便携式计算机进行数字测绘的方法。

测图时采用便携式计算机作为记录与绘图的载体，实现随测、随记、随显示和现场实时成图，并具编辑和修正等功能。

它实现了数字测图的内外业自动化和一体化。

它的特点是直观性强，所测即所得，还可以及时发现错误，及时修改。

设站观测、数据通讯便携机成图

图形输出图幅整饰编辑修改

4、原图数字化

如果已有大量的聚脂薄膜图，或者外业仍然采用平板测图，经纬仪+小平板测图方式，要使这些成果进入计算机转化为数字化成果，就必须采用这种模式。

进行数字化一般有两种方法，较早采用的是利用数字化仪将图纸矢量化到计算机中；

而现在大多利用大幅面工程扫描仪借助扫描矢量化软件直接对扫描图纸进行矢量化，从而得到数字化图形文件。

原图数字化的作业方法最大的优点是可以利用原有图纸，是原有测绘成果向数字化成果过渡的必经之路，同时也为传统测图与数字测图之间建立了密切的联系。

便于对测绘人员进行合理分工，使人员、仪器设备得到合理配置。

原图数字化的两种方式：

1、手扶跟踪数字化；

2、扫描屏幕矢量化

四种作业模式的比较：

CASS7.0地物符号的分类：

1、控制点（平面控制点、其他控制点）；

2、居民地（一般房屋、普通房屋、特殊房屋、房屋附属、支柱墩、垣栅）；

3、独立地物（矿山开采、工业设施、农业设施、科文卫体、公共设施、碑塑墩亭、文物宗教、其他设施）；

4、交通设施（铁路、铁路附属、公路、其他道路、道路附属、桥梁、渡口码头、航行标志）；

5、管线设施（电力线、通讯线、管道、地下检修井、管道附属）；

6、水系设施（河流溪流、湖泊池塘、沟渠、水利设施、陆地要素、海洋要素、礁石）；

7、境界线（行政界线、其他界线）；

8、地貌土质（等高线、高程点、崩塌残蚀、坡坎、其他地貌、土质）；

9、植被园林（耕地、园地、林地、草地、其他植被、地类防火）。

CASS基本作图步骤：

①定显示区；

②选择成图法；

③展点；

④绘平面图；

⑤绘等高线；

⑥加注记；

⑦加边框；

⑧绘图输出。

CASS“草图法”三种内业成图方式：

①点号定位法：

通过测点点号结合草图来绘制地物。

②坐标定位法：

通过测点坐标结合草图来绘制地物。

③编码引导法：

先根据外业草图，在内业通过编辑编码引导文件，再将编码引导文件与坐标数据文件合并生成带简码的坐标数据文件，然后由成图软件自动绘图。

三角网的修改功能包括：

①删除三角形；

②过滤三角形；

③增加三角形；

④三角形内插点；

⑤删除三角形顶点；

⑥重组三角形；

⑦删除三角网。

修饰等高线的功能包括：

①等高线注记；

②等高线修剪；

③切除指定二线间等高线；

④切除指定区域内等高线；

⑤等值线滤波（给图形文件减肥）；

⑥等高线局部替换（手工修改生成的等高线）；

⑦等高线内插。

地形图编辑与整饰的内容包括：

1、图形重构；

2、改变比例尺；

3、查看及加入实体编码；

4、线型换向；

5、坎高的编辑；

6、实体附加属性；

7、图形分幅；

8、图幅整饰。

地籍调查：

主要工作是由相关人员实地共同指认界址点的位置及对界址点做出正确描述并经本宗邻宗指界人员签名确认。

地籍测量：

主要工作是运用科学手段测定界址点的位置、测算宗地的面积、绘制地籍图等。

地籍成图：

将地籍调查和地籍测量的工作形成计算机存储的数字、图形、文字信息。

地籍调查测量的目的：

为规范地籍调查测量，建立健全地籍管理制度，维护土地的社会主义公有制，保护土地所有者和使用者的合法权益，加强土地管理。

地籍调查测量的内容：

地籍调查测量是获取和表述宗地的权属、位置、形状、数量、用途等基本情况，提供满足土地登记需要的基础资料的一系列工作总称。

工作内容包括地籍调查、地籍测量。

生成权属信息文件的途径：

1、权属合并（由引导文件（*.yd）和坐标文件（*.dat）合并而成）；

2、由图形生成权属（由地籍测量得到的界址点坐标数据文件和地籍调查得到的宗地的权属信息用此功能完成权属信息文件的生成）；

3、由复合线生成权属（由图面存在的复合线生成权属文件）；

4、由界址线生成权属（由图面已经存在的权属线（即界址线）生成权属文件）。

CASS的工程应用：

①基本几何要素查询；

②土方计算；

③断面图绘制；

④公路曲线设计；

⑤面积应用；

⑥图数转换。

土方计算方法：

1、DTM法土方计算；

2、断面法土方计算；

3、方格网法土方计算；

4、等高线法土方计算；

5、区域土方量平衡

熟悉CASS坐标数据文件、编码引导文件、地籍成图的权属引导文件和权属信息文件的文件格式。

（自己看教材和软件）

了解CASS9.0与CASS7.0的主要区别。

第3部分：

大比例尺地形图图式

地图图式

地图图式由国家专门机构颁布实行，并进行不定期修订，内容包括地形图上所用符号的图形、尺寸、颜色和它所代表的实际意义，注记字体及地图整饰形式和说明。

地图符号

地图符号是将错综复杂的客观世界物体，经过分类、分级，然后进行抽象用特定的符号表示在地图上，直观地表达物体，反映物体的本质规律。

地图主要依据符号的图形、尺寸、色彩来反映物体的数量和质量。

地图符号的分类

1、按空间事物的抽象特征分类（点状符号、线状符号、面状符号、体积符号）；

2、按地图要素分类（测量控制点、水系、居民地及设施、交通、管线、境界、地貌、植被与土质）；

3、按符号与实地要素比例关系分类（依比例尺符号、半依比例尺符号、不依比例尺符号）。

国家基本比例尺地图图式

国家基本比例尺地图图式第一部分：

1：

5001：

10001：

2000地形图图式（GB/T20257.1-2007）

国家基本比例尺地图图式第二部分：

5000、1：

10000地形图图式（GB/T20257.2-2006）

国家基本比例尺地图图式第三部分：

25000、1：

100000地形图图式（GB/T20257.3-2006）

国家基本比例尺地图图式第四部分：

250000、1：

500000、1：

1000000地形图图式（GB/T20257.4-2007）

（GB/T20257.1-2007）符号分类

①测量控制点；

②水系；

③居民地及设施；

④交通；

⑤管线；

⑥境界；

⑦地貌；

⑧植被与土质。

测量控制点符号：

三角点

埋石图根点

土堆上的三角点

土堆上的埋石图根点

小三角点

不埋石图根点

土堆上的小三角点

水准点

导线点

卫星定位等级点

土堆上的导线点

独立天文点

地图符号的定位点和定位线

1）符号图形中有一个点的，该点为地物的实地中心位置。

2）圆形、正方形、长方形等符号，定位点在其几何图形中心。

3）宽底符号（烟囱、水塔等）定位点在其底线中心。

4）底部为直角的符号（风车、路标、独立树等）定位点在其直角的顶点。

5）几种图形组成的符号（教堂、气象站等）定位点在其下方图形的中心点或交叉点。

6）下方没有底线的符号（亭、山洞等）定位点在其下方两端点连线的中心点。

7）不依比例尺表示的其他符号（桥梁、水闸、拦水坝等）定位点在其符号的中心点。

8）线状符号（道路、河流等）定位线在其符号的中轴线；

依比例尺表示时，在两侧线的中轴线。

地图注记

注记是地形图的主要内容之一，是判读地形图的直接依据。

注记包括地理名称注记、说明注记和各种数字注记等。

注记时需要考虑注记的字大、字列、字隔、字向等内容。

注记字列

注记字列分水平字列、垂直字列、雁行字列和屈曲字列。

水平字列：

（由左至右，各字中心的连线成一直线，且平行于南图廓）；

垂直字列：

（由上至下，各字中心的连线成一直线，且垂直于南图廓）；

雁行字列：

（各字中心的连线斜交于南图廓，与被注地物走向平行，但字向垂直于南图廓，如山脉名称、河流名称等。

当地物延伸方向与南图廓成45º

和45º

以下倾斜时，由左至右注记；

成45º

以上倾斜时，由上至下注记）；

屈曲字列：

（各字字边垂直或平行于线状地物，依线状的弯曲排成字列，如街道名称注记、说明注记等）。

字列

注记字向

注记字向一般为字头朝北图廓直立，但街道名称、公路等级其字向按注记字列要求进行注记。

图廓

图廓是图幅四周的范围线，有内外图廓之分。

内图廓线：

地形图分幅时的坐标格网,是测量边界线。

外图廓线：

是距内图廓以外一定距离绘制的加粗平行线，仅起装饰作用。

图廓外注记

为了图纸管理和使用的方便，在地形图的图框外有许多注记，如图名、图号、接图表、测量所使用的平面坐标系、高程系、比例尺、成图方法、成图日期及测绘单位等。

接图表

接图表是本幅图与相邻图幅之间位置关系的示意图，供查找相邻图幅之用。

接图表位置是在图幅左上方，绘出本幅与相邻八幅图图名或图号。

比高

自地物或地貌的基部地面至顶端的高度。

通常比高大于２ｍ的地物地貌应予以标注。

第4部分：

地图矢量化

原有地形图数字化的常规方法

1.手扶跟踪数字化：

图形数字化实质是一种将图示坐标转换为数字信息的设备，手扶跟踪数字化就是用数字化仪对原图的地形特点逐点进行采集，数据自动传输到计算机，将图解地形图直线转换成矢量格式的数字地形图。

2.扫描数字化：

扫描仪实质是图像（含图形）数字化仪，仪器沿x方向扫描，y方向走纸，图在扫描仪上走一遍，将数据输入计算机存储、处理，即完成图的扫描数字化，生成按一定的分辨率且按行和列规则划分的栅格图像。

扫描数字化速度较快，但此时生成的仅为栅格数据，对于大部分地形图的应用，需要进一步矢量化处理。

扫描数字化就是采用人机交互与自动跟踪相结合的方法将栅格图像转换成矢量格式的数字地形图。

地形图扫描数字化的作业效率高于手扶跟踪数字化。

地图定位有何作用？

简述按图廓点定位和按控制点定位的操作方法。

地形图定位就是求出两个坐标系之间的转换参数，同时还要能有效地克服图纸的变形误差，以提高数字化的精度，因此变换模型的选择很重要。

方法：

地形图定位按已知点的类别可以分为图廓点定位和控制点定位。

1、按图廓点的地形图定位：

先由数字化仪定标器（鼠标）十字丝分别对准四个图廓点依次点击输入这四个图廓点的数字化坐标，同时由计算机键盘输入图廓点的地形图坐标，单位为米。

为了保证地形图定位的正确性，需要重复做一次，两次定位结果符合限差要求，则地形图定位结束，否则对地形图重新进行定位。

2、按控制点的地形图定位：

在图幅内选择3个-5个控制点，控制点均匀分布。

然后对控制点分别进行数字化。

将数字化仪定标器（鼠标）十字丝对准控制点点击输入控制点数字化坐标，同时由计算机键盘输入该控制点的地形图测量坐标，控制点数字化完后，同样须重复一次。

栅格图像与矢量图形的区别：

1、栅格图像是以点阵形式存储，它的基本元素是像素（像元），它是以像素灰度的矩阵形式记录的；

矢量图形是以矢量形式存储的，它的基本元素是图形要素，图形要素的几何形状是以坐标方式按点、线、面结构记录的。

2、图像的显示是逐行、逐列、逐像元地显示，与内容无关；

图形的显示是逐个图形要素按顺序地显示，显示位置的先后没有规律。

3、图像放大到一定倍数时，图像信息会发生失真，特别是图像目标的边界会发生阶梯效应；

图形的放大和缩小，其图形要素、目标不会失真。

4、表示效果相同时，栅格图像表示比矢量图形表示所占用的储存空间大得多。

栅格数据结构比矢量数据结构简单，但图形数据量大；

其空间数据的叠置和组合十分简便，一些空间分析也易于进行；

图像表现比较真切，易于与遥感数据匹配应用和分析，因此在GIS中，它与矢量数据结构并用。

地图扫描矢量化：

首先用扫描仪将纸质地图（或图纸）进行扫描，得到以bmp、jpg、tiff等为后缀的数字栅格图像文件,经过必要的图像处理软件处理，然后使用矢量化软件（CASS、R2V等）将扫描后的栅格图像数据转换成矢量图形数据，即以坐标方式记录图形要素的几何形状，再经过编辑、修改、加注即生成矢量地图。

这个转换过程称为地图扫描矢量化。

扫描矢量化的作业流程：

1、对已有图纸进行检查；

2、利用扫描仪进行图像扫描；

3、启动矢量化软件，调入需矢量化的图像文件；

4、进行一些必要的环境设置；

5、地图纠正（校正、定位、配准）；

6、图形矢量化（点、线、面、标注）；

7、图形编辑。

CASS图像纠正方法：

1、赫尔模特法（不少于三个控制点）；

2、仿射变换法（不少于四个控制点）；

3、线性变换法（不少于五个控制点），

4、二次变换法（不少于七个控制点）；

5、三次变换法（不少于十一个控制点）。

根据“图像纠正”对话框描述图像纠正流程：

影响地图矢量化成果精度的因素：

①原图的质量（图纸变形、图面清晰度）；

②控制点的精度（控制点本身的误差、分布状况）；

③纠正方式（不同方法，不同纠正次数）；

④数据采集误差（矢量化人员的技巧、责任心、身体状况等）。

R2V扫描矢量化软件的主要特点：

1、支撑图像格式多；

2、支撑多种矢量数据格式的输出输入；

3、提供多种矢量化作业模式；

4、完善的矢量编辑功能；

5、矢量标注功能；

6、多层管理功能；

7、自动多边形层生成功能；

8、强大的栅格图像编辑功能；

9、强大的图像处理功能；

10、支持多图拼接功能。

R2V扫描矢量化作业步骤：

1、启动程序；

2、打开文件；

3、图像显示与处理；

4、矢量化；

5、图形编辑；

6、坐标转换；

7、保存与输出数据。