大比例尺数字地形图测绘课件.ppt
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- 比例尺 数字 地形图 测绘 课件
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1、武汉大学测绘学院武汉大学测绘学院 School of Geodesy and Geomatics第十一章第十一章 大比例尺数字地形图测绘大比例尺数字地形图测绘主讲人:邹进贵主讲人:邹进贵武汉大学测绘学院武汉大学测绘学院 School of Geodesy and Geomatics数字测图作业过程数字测图作业过程 数字测图概述数字测图概述数字地形图成果输出数字地形图成果输出数字测图外业数据采集数字测图外业数据采集数字测图内业图形编绘数字测图内业图形编绘12345 传统的地形测图传统的地形测图(白纸测图白纸测图)实质上是将测得的观测实质上是将测得的观测值值(数字值数字值)用图解的方法转化为图形。
2、这一转化过程几用图解的方法转化为图形。这一转化过程几乎都是在野外实现的,即使是原图的室内整饰一般也在乎都是在野外实现的,即使是原图的室内整饰一般也在测区驻地完成,劳动强度大。测区驻地完成,劳动强度大。这个转化过程将使测得的数据所达到的精度大幅度这个转化过程将使测得的数据所达到的精度大幅度降低。降低。白纸测图质量管理难,往往因比例尺大小和精度指白纸测图质量管理难,往往因比例尺大小和精度指标无法满足设计的要求。标无法满足设计的要求。特别是在信息剧增,建设日新月异的今天,一纸之特别是在信息剧增,建设日新月异的今天,一纸之图已难载诸多图形信息,变更、修改也极不方便,实在图已难载诸多图形信息,变更、修改
3、也极不方便,实在难以适应当前经济建设的需要。难以适应当前经济建设的需要。1、数字测图概述、数字测图概述 数字测图就是要实现地形信息数字化和作业过程的数字测图就是要实现地形信息数字化和作业过程的自动化或半自动化。自动化或半自动化。尽可能缩短野外作业时间,减轻野外劳动强度,而尽可能缩短野外作业时间,减轻野外劳动强度,而将大部分工作放到室内去完成。将大部分工作放到室内去完成。将大量手工作业转化为计算机控制下的自动操作,将大量手工作业转化为计算机控制下的自动操作,这样不仅减轻劳动强度,而且不会损失数据精度。这样不仅减轻劳动强度,而且不会损失数据精度。数字测图的实质是将图形模拟量数字测图的实质是将图形模
4、拟量(地面模型地面模型)转换为转换为数字量,然后由计算机对其进行处理,得到内容丰富的数字量,然后由计算机对其进行处理,得到内容丰富的电子地图,需要时由计算机的图形输出设备电子地图,需要时由计算机的图形输出设备(如显示器、如显示器、绘图仪绘图仪)恢复地形图或各种专题图图形。恢复地形图或各种专题图图形。1、数字测图概述、数字测图概述 通过采集有关地物、地貌的各种信息并及时记录在通过采集有关地物、地貌的各种信息并及时记录在数据终端数据终端(或直接传输给笔记本或直接传输给笔记本),在室内通过数据接口,在室内通过数据接口将采集的数据传输给计算机,并由计算机对数据进行处将采集的数据传输给计算机,并由计算机
5、对数据进行处理而形成绘图数据文件,最后由计算机控制绘图仪自动理而形成绘图数据文件,最后由计算机控制绘图仪自动绘制所需的地形图,最终保存在存储介质上或在网上发绘制所需的地形图,最终保存在存储介质上或在网上发布。数字测图以数字形式保存地理信息。布。数字测图以数字形式保存地理信息。目前数据采集方法主要有目前数据采集方法主要有野外地面数据采集法、摄野外地面数据采集法、摄影测量、三维激光扫描、卫星测图、地图图数字化等影测量、三维激光扫描、卫星测图、地图图数字化等。1、数字测图概述、数字测图概述 数字测图的基本成图过程数字测图的基本成图过程 (1)(1)如何让各种地形要素被计算机识别如何让各种地形要素被计
6、算机识别 众所周知,计算机只能识别数码。因此首先必须将众所周知,计算机只能识别数码。因此首先必须将图形要素数字化。图形要素可以分解为两类信息:图形要素数字化。图形要素可以分解为两类信息:一类是定位信息,用平面坐标和高程来表示;一类是定位信息,用平面坐标和高程来表示;一类是绘图信息一类是绘图信息(属性信息,用类码和文字表示,它包括属性信息,用类码和文字表示,它包括地物属性、连接关系、连线方向等)。地物属性、连接关系、连线方向等)。(2)(2)计算机按既定的要求对这些信息进行一系列的处理。计算机按既定的要求对这些信息进行一系列的处理。1、数字测图概述、数字测图概述 数字测图要解决的问题数字测图要解
7、决的问题 (3)(3)如何将经过处理的数据和文字信息转换成图形。如何将经过处理的数据和文字信息转换成图形。由屏幕显示或绘图仪输出各种图形信息。由屏幕显示或绘图仪输出各种图形信息。(4)(4)如何按照一定的数学模型完成数字化地形图的应如何按照一定的数学模型完成数字化地形图的应用问题。用问题。如面积计算与统计、土方计算、坡度计算及如面积计算与统计、土方计算、坡度计算及图形管理等。图形管理等。1、数字测图概述、数字测图概述 数字测图要解决的问题数字测图要解决的问题 数字测图系统数字测图系统需有一系列硬件和软件组成。需有一系列硬件和软件组成。硬件:采集、存储和输出设备硬件:采集、存储和输出设备 野外数
8、据采集设备:全站仪、野外数据采集设备:全站仪、GPS、三维激光扫描、三维激光扫描仪等;仪等;存储和处理设备:存储卡、存储和处理设备:存储卡、PDA或笔记本等;或笔记本等;输入输出设备:数字化仪、打印机和绘图仪。输入输出设备:数字化仪、打印机和绘图仪。软件:系统软件和应用软件软件:系统软件和应用软件 系统软件主要有:操作系统、图形平台系统系统软件主要有:操作系统、图形平台系统 应用软件主要有:控制测量计算软件、数据采集和应用软件主要有:控制测量计算软件、数据采集和传输软件、数据处理软件、图形编辑软件、等高线自动传输软件、数据处理软件、图形编辑软件、等高线自动生成软件、绘图软件及工程应用软件等。生
9、成软件、绘图软件及工程应用软件等。1、数字测图概述、数字测图概述 数字测图系统的组成数字测图系统的组成 数字测图系统是以计算机为核心,在外连输入、输数字测图系统是以计算机为核心,在外连输入、输出设备硬件以软件的支持下,对地形空间数据进行采集、出设备硬件以软件的支持下,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。输入、成图、绘图、输出、管理的测绘系统。数字测图系统主要由数据输入、数据处理和数据输数字测图系统主要由数据输入、数据处理和数据输出出3 3部分组成。部分组成。围绕这围绕这3 3部分部分,由于硬件配置、工作方式、数据输入由于硬件配置、工作方式、数据输入方法、输出成果内容
10、的不同,存在多种数字测图系统。方法、输出成果内容的不同,存在多种数字测图系统。1、数字测图概述、数字测图概述 数字测图系统的组成数字测图系统的组成 按输入方法可区分为按输入方法可区分为:原图数字化数字成图系统,原图数字化数字成图系统,航测数字成图系统,野外数字测图系统,综合采样航测数字成图系统,野外数字测图系统,综合采样(集集)数字测图系统;数字测图系统;按硬件配置可区分为:按硬件配置可区分为:全站仪配合电子手簿测图系全站仪配合电子手簿测图系统,电子平板测图系统、统,电子平板测图系统、GPS RTKGPS RTK等;等;按输出成果内容可区分为按输出成果内容可区分为:地形地籍测图系统,地地形地籍
11、测图系统,地下管线测图系统,房地产测量系统等。下管线测图系统,房地产测量系统等。不同的时期,不同的应用部门,如水利、物探、石不同的时期,不同的应用部门,如水利、物探、石油、科研院校等,都研制了不同的自动化成图系统油、科研院校等,都研制了不同的自动化成图系统。1、数字测图概述、数字测图概述 数字测图系统的分类数字测图系统的分类 数字测图作业过程数字测图作业过程 数字测图概述数字测图概述数字地形图成果输出数字地形图成果输出数字测图外业数据采集数字测图外业数据采集数字测图内业图形编绘数字测图内业图形编绘123452、数字测图作业过程、数字测图作业过程大比例尺数字测图的技术设计图根控制测量和测站点测定
12、大比例尺数字测图野外数据采集数字地形图编辑和输出 大比例尺数字地形图质量控制 明确任务,调查测区编写技术总结 了解测区的基本地形情况,明确测区范围,了解测了解测区的基本地形情况,明确测区范围,了解测区范围的高等级控制情况,进行实地踏勘。收集测区内区范围的高等级控制情况,进行实地踏勘。收集测区内已有的各种资料,便于进行技术设计。已有的各种资料,便于进行技术设计。2、数字测图作业过程、数字测图作业过程 明确任务,调查测区明确任务,调查测区 一、比例尺定义1 1、大比例尺大比例尺 1:500 1:5 0002 2、中比例尺、中比例尺 1:10 000 1:50 000 3 3、小比例尺、小比例尺 小
13、于小于1:100 000 二、大比例尺数字测图的作业范围 大比例尺测图除大比例尺测图除测绘地形图测绘地形图以外,还有以外,还有地籍图、房产地籍图、房产图和地下管线图图和地下管线图等,它们的基本测绘方法是相同的,并等,它们的基本测绘方法是相同的,并具有本地统一的平面坐标系统、高程系统和图幅分幅方具有本地统一的平面坐标系统、高程系统和图幅分幅方法。法。2、数字测图作业过程、数字测图作业过程 技术设计技术设计 地籍图地籍图表示的内容有地籍要素和必要的地形要素。地籍要素表示的内容有地籍要素和必要的地形要素。地籍要素包括行政境界、土地权属界线、界址点及编号、土地编号、房产包括行政境界、土地权属界线、界址
14、点及编号、土地编号、房产情况、土地利用类别、土地等级、土地面积等。必要的地形要素情况、土地利用类别、土地等级、土地面积等。必要的地形要素包括测量控制点、房屋道路、水系以及与地籍有关的地物、地理包括测量控制点、房屋道路、水系以及与地籍有关的地物、地理名称等。名称等。房产图房产图是地形图和地籍图的派生图,主要内容包括控制点、是地形图和地籍图的派生图,主要内容包括控制点、界址点、房屋权界线、房屋结构及层次、房产类别及用途、用地界址点、房屋权界线、房屋结构及层次、房产类别及用途、用地界线、附属设施、围护物、道路、水系以及与房产有关的其他地界线、附属设施、围护物、道路、水系以及与房产有关的其他地形要素等
15、。形要素等。地下管线图地下管线图的主要内容是各类地下管线的地面特征点、地下的主要内容是各类地下管线的地面特征点、地下管线探测点、地下管线尺寸及用途、地下管线的附属设施以及地管线探测点、地下管线尺寸及用途、地下管线的附属设施以及地下管线周边的地形要素等。下管线周边的地形要素等。2、数字测图作业过程、数字测图作业过程 技术设计技术设计 三、大比例尺数字测图的作业规范-工程测量规范工程测量规范-城市测量规范城市测量规范-地籍测绘规范地籍测绘规范-房产测量规范房产测量规范-大比例尺地形图机助制图规范大比例尺地形图机助制图规范-1:500 1:1 000 1:2 000 1:500 1:1 000 1:
16、2 000 地形图图式地形图图式-1:5 000 1:10 000 1:5 000 1:10 000 地形图图式地形图图式-地籍图图式地籍图图式-1:500 1:1 000 1:2 000 1:500 1:1 000 1:2 000 地形图要素分类与代码地形图要素分类与代码2、数字测图作业过程、数字测图作业过程 技术设计技术设计 四、大比例尺数字测图技术设计的内容1、任务概述、任务概述2、测区情况、测区情况 实地踏勘,了解测区地形特点实地踏勘,了解测区地形特点 考察图根控制的布设条件考察图根控制的布设条件3、已有资料及其分析、已有资料及其分析(需要的资料:控制点,已有地形图)需要的资料:控制点
17、,已有地形图)4、技术方案的设计、技术方案的设计5、组织与劳动计划、组织与劳动计划6、仪器配备及供应计划、仪器配备及供应计划6、财务预算、财务预算7、检查验收计划以及安全措施等。、检查验收计划以及安全措施等。2、数字测图作业过程、数字测图作业过程 技术设计技术设计 一、图根控制测量图根平面控制点图根平面控制点的布设,可采用图根导线、图根三角、交会方的布设,可采用图根导线、图根三角、交会方法和法和GPS RTK等方法。等方法。图根点的高程图根点的高程可采用图根水准和图根三角高程测定。可采用图根水准和图根三角高程测定。图根点的精度图根点的精度,相对于邻近等级控制点的点位中误差,不应大,相对于邻近等
18、级控制点的点位中误差,不应大于图上于图上0.1 mm,高程中误差不应大于测图基本等高距的,高程中误差不应大于测图基本等高距的1/10。2、数字测图作业过程、数字测图作业过程 图根控制测量和测站点测定图根控制测量和测站点测定 一、图根控制测量2、数字测图作业过程、数字测图作业过程 图根控制测量和测站点测定图根控制测量和测站点测定图根控制点(包括已知高级点)的个数,应根据地形复杂、破图根控制点(包括已知高级点)的个数,应根据地形复杂、破碎程度或隐蔽情况而决定其数量。碎程度或隐蔽情况而决定其数量。对一般平坦而开阔地区,每平方公里图根点的密度为:对一般平坦而开阔地区,每平方公里图根点的密度为:常规成图
19、:常规成图:1:200015个个 1:100050个个 1:500150个个 数字成图:数字成图:1:20004个个 1:100016个个 1:50064个个 二、测站点的测定2、数字测图作业过程、数字测图作业过程 图根控制测量和测站点测定图根控制测量和测站点测定 二、测站点的测定经纬仪的半测回法2视准轴误差对水平方向影响的改正视准轴误差对水平方向影响的改正coscxcccxRRxLL3指标差对竖角的改正指标差对竖角的改正xL 90270 xR2、数字测图作业过程、数字测图作业过程 图根控制测量和测站点测定图根控制测量和测站点测定数字测图作业过程数字测图作业过程 数字测图概述数字测图概述数字地
20、形图成果输出数字地形图成果输出数字测图外业数据采集数字测图外业数据采集数字测图内业图形编绘数字测图内业图形编绘12345一、野外数据采集原理3、数字测图外业数据采集、数字测图外业数据采集传统地形图的测绘传统地形图的测绘:测定点位,现场依据展绘的点位按图式符号测定点位,现场依据展绘的点位按图式符号描绘描绘 数字测图数字测图是经过计算机软件自动处理(自动识别、自动检查、自是经过计算机软件自动处理(自动识别、自动检查、自动连接、自动调用图式符号等),自动绘出所测的地形图。因此,动连接、自动调用图式符号等),自动绘出所测的地形图。因此,对地形点必须同时给出点位信息及绘图信息。对地形点必须同时给出点位信
21、息及绘图信息。野外数据采集野外数据采集 1、GPS法通过法通过GPS接受机采集野外碎部点的信息数据;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;、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、大地测量仪器法 通过全站仪、测距仪、经纬仪等大地测量仪通过全站仪、测距仪、经纬仪等大地测量仪器实现碎部点野外数据采集。器实现碎部点野外数据采集。一、野外数据采集原理数字测图中地形点的描述必须具备数字测图中地形点的描述必须具备3 3类信息:类信息:(1 1)测点的三维坐标(点号);)测点的三维坐标(点号);(2 2)测点的属性,即地形点的特征
22、信息(地形编码);)测点的属性,即地形点的特征信息(地形编码);(3 3)测点的连接关系(连接点和连接线型)。)测点的连接关系(连接点和连接线型)。野外测量时,知道测的是什么,野外测量时,知道测的是什么,当场记下该点的编码和连接当场记下该点的编码和连接信息;信息;显示成图时,利用测图系统中的图式符号库,根据编码,显示成图时,利用测图系统中的图式符号库,根据编码,就就可以从库中调出与该编码对应的图式符号成图。可以从库中调出与该编码对应的图式符号成图。即,即,如果测得点位,又知道该测点应与哪个测点相连,还知如果测得点位,又知道该测点应与哪个测点相连,还知道它们对应得图式符号,就可以将所测的地形图绘
23、出道它们对应得图式符号,就可以将所测的地形图绘出。这一简洁。这一简洁明了的测绘系统工作原理,正是由面向目标的系统编码、图式符明了的测绘系统工作原理,正是由面向目标的系统编码、图式符号、连接信息一一对应的设计原理所实现的。号、连接信息一一对应的设计原理所实现的。3、数字测图外业数据采集、数字测图外业数据采集一、野外数据采集原理数据编码数据编码 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,还必须将地物将地物点的连接关系点的连接关系和和地物属性信息
24、地物属性信息(地物类别等)记录下来一般(地物类别等)记录下来一般按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:数据编码的基本内容包括:地物要素编码(地物要素编码(或称地物特征码、或称地物特征码、地物属性码、地物代码)、地物属性码、地物代码)、连接关系码连接关系码(或连接点号、连接序号、(或连接点号、连接序号、连接线型)、连接线型)、面状地物填充码面状地物填充码等等 3、数字测图外业数据采集、数字测图外业数据采集一、野外数据采集原理数据编码数据编
25、码 连接信息连接信息 连接信息可分解为连接信息可分解为连接点和连接线型连接点和连接线型当测点是独立地物时,只要用地形编码来表明它的属性,即知道当测点是独立地物时,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,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、曲线或圆弧等如规定:所谓线型是指直线、曲线或圆弧等如规定:1为直线;为曲为直线;为曲线;为圆弧;空为独立点线;为圆弧;空为独立点
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