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1、 毕业论文（毕业设计）题目:浅谈数字测图的应用分院： 林业与环境分院 姓名： 学号： 专业： 程测量与监理 指导老师： 毕业论文答辩时间： 2012年6月13日 摘要随着市政规划和工程建设的需要，地形测量的重要性日益提高，并受到了广泛的关注和重视，近两年来相关测绘技术的发展并先后应用于地形测量也为地形测量的准确性和科学性提供了保障， 本论文简要阐述了数字化测图的概念及所引起的变革,介绍了野外数据的采集及全站仪在其中的运用与注意事项. 概述了1:10000地形图在内业数字化生产中的流程及各部分的工作内容. 关键词：数字化测图、野外数据采集、层、数据编码 碎部测绘目录摘要1前言3一、数字化测图概念
2、4二、数字化测图的特点42.1、点位精度高42.2、改进了作业方式42.3、便于图件的更新 42.4、加了地图的表现力 52.5、方便成果的深加工利用 52.6、可作为GIS的重要信息源5三、野外数据采集 63.1、图根加密 63.2、作业组组织 7 3.4野外数据采集7 四、碎部测绘4.1线路测绘11 4.2施工放样11 4.3数据处理12 结束语13主要参考文献14致谢辞15前言数字化测图是近几年随着计算机、地面测量仪器、数字化测图软件的应用而迅速发展起来的全新科学技术,在测绘生产、水利水电工程、土地管理、城市规划、环境保护和军事工程等部门被广泛的应用.数字化测图作为一种全解析机助测图技术
3、,相对模拟测图相比具有显著优势和发展前景,是测绘发展的技术前沿.目前许多测绘部门已经形成了数字图的规模生产.作为反映测绘技术现代化水平的标志之一,数字测图技术将逐步取代人工模拟测图,成为地形测图的主流。数字测图技术的应用发展,极大的促进了测绘行业的自动化和现代化进程.使测量的成果不仅有绘在纸上的地形图,还有方便传输、处理、共享的基础信息,即数字地图.是GIS的子系统.它将为信息时代地理信息的应用发展提供最可靠的保障。1、数字化测图概念：随着电子计算机技术日新月异的发展及其在测绘领域的广泛应用,20世纪80年代产生了电子速测仪(一) 数字化测图是以计算机为核心,在外连输入输出设备硬件、软件的条件
4、下,通过计算机对地形空间数据进行处理得到数字地图,需要时也可用数控绘图仪绘制所需的地形图或各种专题地图。 广义的数字化测图又称为计算机成图主要包括:地面数字测图、地图数字化成图、航测数字测图、计算机地图制图.在实际工作中,大比例尺数字化测图主要指野外实地测量即地面数字测图,也称野外数字化测图。数字测图系统主要由数据输入、数据处理和数据输出三部分组成流程如下:地形图采集 数据处理与采集 成果与图形输出数字化测图的基本思想: 数字化测图就是将采集的各种有关的地物和地貌信息转化为数字形式,通过数据接口传输给计算机进行处理,得到内容丰富的电子地图,需要时由电子计算机的图形输出设备(如显示器、绘图仪)绘
5、出地形图或各种专题地图。数字化测图的运行示意图数据采集点位信息 特征信息数据传输、绘草图数据处理、地物模型、地貌模型、屏幕编辑、绘图文件存盘地图。2、数字化测图的特点:2.1、点位精度高传统的经纬仪配合平板、量角器的图解测图方法,其地物点的平面位置误差主要受展绘误差和测定误差;测定地物点的视距误差和方向误差;地形图上地物点的刺点误差等影响.实际的图上误差可达0.47.经纬仪视距法测定地形点高程时,即使在较平坦地区(06)视距为150米,地形点高程测定误差也达0.06米而且随着倾斜角的增大高程测定误差会急剧增加.如在1:500的地籍测量中测绘房屋要用皮尺或钢尺量距用坐标法展点.普及了红外测距仪和
6、电子速测仪,虽然测距和测角的精度大大提高,但是沿用白纸测图的方法绘制的地形图却体现不出仪器精度的提高.也就是说无论怎样提高测距和测角的精度,图解地形图的精度变化不大,浪费了应有的精度.这就是白纸测图致命的弱点.而数字化测图则不同,若距离在300m以内时测定地物点误差约为,测定地形点高差约为18.电子速测仪的测量数据作为电子信息可以自动传输、记录、存储、处理和成图.在全过程中原始数据的精度毫无损失,从而获得高精度(与仪器测量同精度)的测量成果.数字地形图最好地反映了外业测量的高精度,也是最好地体现了仪器发展更新、精度提高的高科技进步的价值。2.2、改进了作业方式传统的方式主要是通过手工操作,外业
7、人工记录、人工绘制地形图;并且在图上人工量算坐标、距离和面积等.数字测图则使野外测量达到自动记录、自动解算处理、自动成图,并且提供了方便使用的数字地图软盘.数字测图自动化的程度高,出错(读错、记错、展错)的概率小,能自动提取坐标、距离、方位和面积等.绘图的地形图精确、规范、美观。2.3、便于图件的更新城镇的发展加速了城镇建筑物和结构的变化,采用地面数字测图能克服大比例尺白纸测图连续更新的困实地房屋的改建扩建、变更地籍或房产时,只须输入有关的信息,经过数据处理就能方便地做到更新和修改,始终保持图面整体的可靠性和现势性。2.4、加了地图的表现力计算机与显示器、打印机联机,可以显示或打印各种资料信息
8、;与绘图机联机时,可以绘制各种比例尺的地形也可以分层输出各类专题地图,满足不同的用户的需要。2.5、方便成果的深加工利用数字化测图的成果是分层存放,不受图面负载量的限制,从而便于成果的加工利用.比如EPSW软件定义11层(用户还可以根据需要定义新层),房屋、电力线、铁路、道路、水系地貌等存于不同的层中,通过打开或关闭不同的层得到所需的各类专题图,如管线图、水系图、道路图、房屋图等。2.6、可作为GIS的重要信息源地理信息系统具有方便的信息查询功能、空间分析功能、以及辅助决策功能,在国民经济、办公自动化及人们日常生活中都有广泛的应用.数字化测图作为GIS的信息源,能及时地提供各类基础数据更新GI
9、S的数据库。数字化测图的作业过程数字化测图由于数据的来源不同,采集的仪器和方法也不同,主要有以下几类作业过程：数字测图系统,由于空间数据的来源不同,采集的仪器和方法不同,目前有如下三种方法:(1)、野外数据采集: 用于没有底图的地区,用全站仪实地测量,精度最高,费用也高.(2)、航片数据采集：以航空相片作数据源，在解析测图仪或立体量测仪采集地形特征点。(3)、底图数据采集： 以旧的地形图为底图，进行数字化。数字化的方法有两种：a、跟踪数字化：用数字化仪对原图的地形特征点逐点进行跟踪采集，将数据自动传输到计算机，处理成数字地形图的过程。它的精度比较低，现在几乎不再使用。b、扫描数字化：用扫描仪扫
10、描原图,将数据输入计算机，存储、处理并可再回放成图。扫描数字化仪有平台式和滚动式两种。它比使用手扶数字化仪数字化的精度要高，故在地形图数字化生产中常用之。数据编码野外数据采集仅用全站仪或其它大地测量仪器测定碎部点的位置（坐标）是不能满足计算机自动成图要求的，还必须将地物点的连接关系和地物属性信息（地物类别等）记录下来一般按一定规则构成的符号串来表示地物属性信息和连接信息，这种有一定规则的符号串称为数据编码数据编码的基本内容包括：地物要素编码（或称地物特征码、地物属性码、地物代码）、连接关系码（或连接点号、连接序号、连接线型）、面状地物填充码等连接信息连接信息可分解为连接点和连接线型当测点是独立
11、地物时，只要用地形编码来表明它的属性，即知道这个地物是什么，应该用什么样的符号来表示如果测的是一个线状地物，这时需要明确本测点与哪个点相连，以什么线型相连，才能形成一个地物所谓线型是指直线、曲线或圆弧等在EPSW中规定：为直线；为曲线；为圆弧；空为独立点一般地形图包括：1、点状地物：控制点、独立符号、工矿符号等2、线类地物：管线、道路、水系、境界等3、面状地物：需要填充符号的，如居民地、植被、水塘等地形图的地形要素很多，已将它们总结归类为十大类1、测量控制点；2、居民地；3、工矿企业建筑物和公共设施；4、独立地物；5、道路及附属设施；6、管线及附属设施；7、水系及垣栅；8、境界；9、地貌与土质
12、；10、植被仪器由于受机械震动，温差变化，使用磨损等，出现仪器结构的变形，导致观测值误差的增大，因此要定期进行检较。经纬仪在水平观测时应满足：1、竖轴必须竖直；2、水平度盘必须水平，其分划中心在竖轴上；3、望远镜上下转动时，视准轴形成的视准面必须是竖直平面。三、野外数据采集1、GPS法即通过GPS接受机采集野外碎部点的信息数据；2、航测法航空摄影测量和遥感手段采集地形点的信息数据；3、大地测量仪器法即通过全站仪、测距仪、经纬仪等大地测量仪器实现碎部点野外数据采集。目前大比例尺野外数字测图主要使用全站仪采采集数据。野外数据采集方法3.1、图根加密：由于采用光电测距，测站点到地物、地形点的距离即使
13、在米以内也能保证测量精度，故对图根点的密度要求已不很严格，视测区的地形情况而定一般以在米以内能测到碎部点为原则通视条件好的地方，图根点可稀疏些；地物密集、通视困难的地方，图根点可密些（相对白纸测图时的密度）等级控制点尽量选在制高点控制测量主要使用导线测量，观测结果（方向值、竖角、距离、仪器高、目标高、点号等）自动或手工输入电子手簿，或电子计算机，并且结算出控制点坐标与高程对于图根控制点，还可采用辐射法和一步测量法。辐射法就是在某一通视良好的等级控制上，用坐标法测量方法，按全圆方向观测方式一次测定几个图根点这种方法无须平差计算，直接测出坐标为了保证图根点精度，一般要进行两次观测。一步测量法就是将
14、图根导线与碎部测量同时作业即在一个测站上，先测导线的数据，接着就测碎部点这是一种少安置一轮仪器、少跑一轮路，大大提高外业工作效率的测量方法。3.2野外数据采集：作业员进入测区后，根据事先的分工，各负其职绘图人员首先对测站周围的地形、地物分布情况熟悉一下，便于开始观测后及时在图上标明所测碎部点的位置及点号仪器观测员指挥跑镜员到事先选好的已知点上准备立镜定向；自己快速架好仪器，连接便携机，量取仪器高，选择测量状态，输入测站点号和方向点号、定向点起始方向值，一般把起始方向值置零；瞄准棱镜，定好方向通知持镜者开始跑点；用对讲机确定镜高及所立点的性质，准确瞄准，待测点进入手簿坐标被记录下来一般来讲，施测
15、的第一点选在某已知点上（手簿中事先已输入）测后从以下几方面查找原因：已知点、定向点的点号是否输错；坐标是否输错；所调用于检查的已知点的点号、坐标是否有误；检查仪器、设备是否有故障等。若测量中需要绘草图必须把所测点的属性在草图上显示出来，以供处理、图形编辑时用草图的绘制要遵循清晰、易读、相对位置准确，比例一致的原则，在野外采集时，能测到的点要尽量测，实在测不到的点可利用皮尺或钢尺量距，利用电子手簿的间接量算功能，生成这些直接测不到的点的坐标在一个测站上所有的碎部点测完后，还要找一个已知点重测，以检查施测过程中是否存在因误操作，仪器碰动或出故障等原因造成的错误检查确定无误后，关机、搬站到下一测站,
16、重新按上述采集方法、步骤进行施测精密测角的误差影响、 外界条件的影响1、大气密度的变化和大气透明度对目标2、或成像质量的影响3、水平折光的影响4、照准目标5、的相位差6、温度变化对视准轴的影响7、外界条件对觇标8、内架稳定性的影响、仪器误差的影响：1、水平度盘位移的影响当转动照准部时，由于轴面的摩擦力使仪器的基座部分产生弹性的扭曲，因此，与基座固连的水平度盘也随之发生微小的方位变动，这种扭曲主要发生在照准部旋转的开始瞬间，因为这时必须克服垂直轴与轴套面之间互相密接的惯力2、照准部旋转不正确的影响照准部垂直轴与轴套之间的间隙过小，则照准部转动时会过紧，如果间隙过大，则照准部转动时垂直轴与轴套中会
17、发生歪斜或平移，这种现象叫照准部旋转不正确采用重合法读数，可在读数中消除照准部偏心影响3、照准部水平微动螺旋作用不正确的影响旋进照准部水平微动螺旋时，靠螺杆的压力推动照准部；当旋出照准部微动螺旋时，靠反作用弹簧的弹力推动照准部若油污阻碍或弹簧老化等原因使弹力减弱，则照准部不能及时转动，在读数时视准轴偏离了照准方向，从而引起观测误差为了避免这种误差的影响，规定观测时应旋进微动螺旋去进行每个观测方向的最后照准，同时要使用水平微动螺旋的中间部分四、碎部测绘碎部测绘就是在测区内用精密的仪器和方法测量地形地物特征点的三维坐标，然后绘制出图形来。现代碎部测绘以数字测绘为主，即数据的采集，存储，传输，计算，
18、绘图等以计算机为核心，人工干预为辅。数据采集过程是一个多源数据集成的过程。外业数据的采集与作业区的自然环境、人文环境、经济发展状况有着密切的关系。地形数据的采集遵循“先控制，后碎部”的原则，范围的划定应尽量以自然线状地物的中心以及行政界线进行划分，确保实地的测绘不重不漏，以保证地形图数据的完整性和准确性。二维平面地形图的测绘要求:第一、各类建筑物、构筑物及其主要附属设施均应进行测绘，宜测量其主要细部点及有关元素，房屋外廓以墙角为准。居民区可视测图比例尺大小或用图需要，内容及其取舍可适当加以综合。临时性建筑可不测。当建筑物、构筑物凸凹部分在图上小于0.Slnln或1:500比例尺图上小Ilnln
19、时，可用直线连接。第二、独立地物能按比例尺表示的，应实测外廓，填绘符号;不能按比例尺表示的，应准确表示其定位点或定位线。第三、管线转角均应实测。线路密集时或居民区的低压电力线路和通讯线路，可选择要点测绘。当管线直线部分的支架、线杆和附属设施密集时，可适当取舍。当多种线路在同杆柱上时，应表示主要的。第四、道路及其附属物，均应按实际形状测绘。铁路应测注轨面高程，在曲线段应测注内轨面高程;涵洞应测注洞底高程。第五、水系及其附属物，宜按实际形状测绘。水渠应测注渠顶边高程;堤、坝应测注顶部及坡脚高程;水井应测注井台高程;水塘应测注塘顶边及塘底高程。当河沟、水渠在地形图上的宽度小于Ilnln时，可用单线表
20、示。第六、地貌宜以等高线表示，明显的特征地貌，应以符号表示。山顶、鞍部、凹地、山脊、谷底及倾斜变换点处，必须测注高程点。露岩、独立石、土堆、陡坎等，应注记高程或比高。各种天然形成的斜坡、陡坎，其比高小于等高距的1/2或图上长度小于10mm时，可不表示;当坡、坎较密时，可适当取舍。第七、植被的测绘，应按其经济价值和面积大小适当取舍，并应符合下列规定:农业用地应分为稻田、旱地、菜地、经济作物地、养殖场地，施测时按实地作物类别绘示在地形图上;地类界与线状地物重合时，应绘线状地物符号;梯田坎的坡宽在地形图上大于Zfnfn时，应实测坡脚;硕士学位论文第一章概述小于Zlnln时，可量注比高。当两坎间距在地
21、形图上小于Slnln，1:500比例尺地形图上小于IOInln，或坎高小于等高距的1/2时，田坎可适当取舍;水田应测出代表性高程，当田埂宽在地形图上小于Ilnln时，可用单线表示。第八、地形图上各种名称的注记，应采用现有的法定名称。第九、各单位的出入口及建筑物的重点部位，应测注高程点。主要道路中心在图上每隔scm处和交叉、转折、起伏变换处，应测注高程点。各种管线的检修井，电力线路、通讯线路的杆(塔)，架空管线的固定支架，应测出位置，并适当测注高程点。其它高程点的间距，在地形图上不宜大于scm。当等高距为0.sm时，高程注记应精确至Icm;大于o.sm时，注记可精确至o.lm。第十、街区或建筑物
22、凹凸部分的取舍，可根据用图的需要和实际情况确定。地形图的绘图要求:第一、绘制轮廓符号应符合下列规定:依比例绘制的轮廓符号，应保持轮廓位置的精度，轮廓内的说明符号，应按图式规定配置。半依比例绘制的线状符号，应保持主线位置的几何精度;符号的宽度、线号的粗细，应按图式规定的尺寸。不依比例绘制的符号，应保持其主点位置的几何精度;符号的形状、大小和方向，应按图式规定。第二、图面注记的配置，应符合下列规定:文字注记应使所指示的地物能明确判读。一般情况下，字头应朝北。道路河流名称，可随线状弯曲的方向排列。各字侧边或底边，应垂直或平行于线状物体。各字间隔尺寸应在 0.Slnln以上;远间隔的亦不宜超过字号的8
23、倍。注字应避免遮断主要地物和地形的特征部分;高程的注记，应注于点的右方，离点位的间隔应为0.Sllun;等高线的注记字头，应指向山顶或高地，字头不应朝向图纸下方，地貌复杂的地方，应注意配置;第三、居民地的绘制，应符合下列的规定:城镇和农村的街区、房屋，均应按外轮廓线准确绘制;街区与道路的衔接处，应0.Zfnln的间隔。第四、水系的绘制，应符合下列规定:水系应先绘桥、闸，其次绘双线河、湖泊、渠、海岸线、单线河，然后绘堤岸、陡岸、沙滩和渡口等;当河流遇桥梁时应中断;单线沟渠与双线河相交时，应将水涯线断开，弯曲交于一点。当两双线河相交时，应互相衔接、圆滑。第五、道路网的绘制，应符合下列规定:当绘制道
24、路时，应先绘铁路，再绘公路及大车路等;当实线道路与虚线道路、虚线道路与虚线道路相交时，应实部相交;当公路遇桥梁时，公路与桥梁应0.Zllun的间隔。第六、等高线的绘制，应符合下列规定:必须保证精度，不得跑线变形。当单色图上的等高线遇双线河、渠和不依比例绘制的符号时，应中断;当多色图上的等高线遇双线河、渠时，应中断，遇其他地物时，不得中断。第七、境界线的绘制，应符合下列规定:凡绘制有国界线的图，必须符合国务院批准的有关国境界线的绘制规定;境界线的转角处，不得有间断，并应在转角上绘出点或曲折线。4.1线路测绘 “线路”是管道、道路、渠道及输电线路等的总称。线路测量包括两方面的任务:一是为线路工程设
25、计提供地形图和断面图;二是进行线路工程施工测量。具体内容有:中线测量，根据规划设计的平面位置，将线路工程的中线包括起点、转折点和终点标定于实地，并测定其转向角，设置里程桩，有的还要测设曲线;纵横断面图，以了解其纵向及横向的地面起伏情况;测绘线路沿线一定宽度的带状地形图，供设计和施工用;施工测量，根据施工要求，为不同的施工阶段提供各种测量定位标志;测绘竣工图，供日后管理和维修用。4.2施工放样 施工放样据是把图纸上己设计好的建(构)筑物等按设计要求在现场标定出来，作为施工的依据。 4.3数据处理 数据处理包括控制测量的观测数据的整理，计算，平差等;碎部测绘的原始数据的整理，计算，修改等;属性数据
26、采集后的整理等。碎部测绘中的数据处理是随着数据采集工作的完成，在计算机上对数据进行处理和图形编辑。数据处理的目的是为了消除采集过程中引入的错误，以及将数据重新组织，完成离散化的数据格式向图形数据格式的转换，以便于图形编辑处理。数据处理的过程与步骤。数据处理随使用的系统和技术的不同有很大的差异。但是其处理的内容和任务大体一致，它包括:数据编辑、图幅处理、数据模型的转换、图形文件的生成和数据提取等。因此，数据处理包含着编辑处理和用户处理两个概念。前者是为了建立净化的空间数据库，又称为数据编辑;后者是为了建立满足用户需要的数据文件，又称为数据提取或解释操作。全野外数字化采集不可避免地会引入一些错误，
27、如点数据位的重复、坐标值差异、连码关系不符合图形处理拓扑一致性的要求等，往往需要对数据进行重新组织，一般包括数字化文件的连接，将图幅数据分割为更小的或更便于处理的块。硕士学位论文第一章概述将空间数据按原要求或按照属性进行重新组织，以及将数据组织为可以互换的格式等，其内容取决于输入文件和输出结果的性质。在编辑阶段，当需要将几幅图并为较大的数据库时，需要按照数据库的编辑要求进行空间数据的编辑处理，其中主要是边沿边匹配。进行数据合并时，有时还需要对数字文件进行重新格式化。当文件或数据库的全部编辑任务完成以后，首先要将这种净化后的数据存人新的存储介质，然后再提供利用。数据处理的最终目的是生成图形。图形
28、文件生成过程是指对采集的地物点数据进行处理，形成图形编辑系统所要求的点、线、面拓扑数据结构，从而进一步对地物图形进行各种处理，如交互式编辑，图形输出等。在进行图形生成前，一定要进行错误检查，特别是连码中的各种错误。图形文件一般是按图幅来组织的，这就要求每一图幅对应唯一的图幅号，并在相应图幅基础上，按一定规则自动生成图形文件名 结论数字化测图与模拟法测图相比，虽然测量的内容没有变化，但这两种测量方法在本质上有很大的差别。本文结合数字化测图的工作实践，对数字化测图与模拟法测图在外业数据采集、内业数据处理、图形编辑和成果的表现形式等方面进行了对比分析，并根据数字化测图的特点，结合作者多年来从事数字化测图的实践经验，对数字化测图实践工作的整个过程提出了应注意的事项，对数字化测图工作实践具有重要的指导意义。主要参考文献1、杨晓明、王军德、时东玉编著数字化测图（内外业一体化），测绘出版社， 2、孔祥元、梅是义主编控制测量学（上册）武汉大学出版社，3、纪勇、周建赵主编数字化测图，黄河水利职业技术学院4、杨得麟等编著大比例尺数字测图的原理、方法与应用，武汉测绘科技大学测量学编写组编著，5、数字化生产中若干问题的解决（河南测绘），