数字测图原理与方法(共9页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上数字测图原理与方法一、比例尺的概念及比例尺的分类。比例尺：图上长度与相应的实地水平长度之比，称为该图的比例尺。比例尺的分类小比例尺：1:25万、1:50万、1:100万中比例尺：1:2.5万、1:5万、1:10万大比例尺：1:500、1:1000、1:2000、1:5000、1:1万二、白纸测图与数字测图的基本概念。(1)白纸测图：传统的地形测量是利用测量仪器对地球表面局部区域内的各种地物、地貌（总称地形）的空间位置和几何形状进行测定，以一定的比例尺并按图式符号绘制在图纸上，即通常所称的白纸测图。(2)数字测图：广义地讲，生产数字地图的方法和过程就是数字测图。数字测图实质上是一种全解析机助测图方法。它以计算机为核心，在相关输入输出设备的支持下，对地形空间数据进行采集、存贮、处理、输出和管理。三、什么是大比例尺数字地图？贮存在数据载体(磁带、磁盘或光盘)上的数字形式的大比例尺地图。四、大比例尺数字地图的特点。 （1）以数字形式表示地图的内容。（2）具有良好的现势性。（3）以数字形式贮存的1:1的数字地图，不受比例尺和图幅的限制。（4）具有较高的位置精度且精度均匀。（5）为与空间位置有关的信息系统提供基础数据。（6）地图的建立需要较大的费用和较长的时间。（7）读写需要相应的软硬件的支持。五、数字测图技术特点。（1）精度高（2）自动化程度高、劳动强度小（3）更新方便、快捷（4）便于保存与管理（5）便于应用（6）易于发布和实现远程传输六、数字测图系统的工作过程及作业模式。数字测图（digital surveying and mapping，简称DSM）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，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。大比例尺数字测图分为三个阶段：数据采集、数据处理和地图数据的输出。广义地理解数字测图系统:采集地形数据输入计算机，由机内的成图软件进行处理、成图、显示，经过编辑修改，生成符合国标的地形图，并控制数控绘图仪出图。七、数字测图的数据采集方式有哪几种？ 地面数字测图法 地图数字化法 数字摄影测量法八、地图数字化的主要方法及各自的特点。 手扶跟踪数字化精度低、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的地形图的数字化。 扫描数字化 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优势。九、栅格图像与矢量图形的区别。（1）栅格图像:按格网单元的行和列排列的、具有不同灰度值或颜色的阵列数据。栅格数据的每个元素可用行和列唯一地标识，而行和列的数目则取决于栅格的分辨率（或大小）和实体的特性。（2）以x，y坐标或坐标串表示的空间点、线、面等图形数据及与其相联系的有关属性数据的总称。（3）GIS的数据格式主要有矢量和栅格两种。当地图直接扫描进入计算机时，数据是以栅格格式存贮的。矢量化即将栅格数据转换为矢量数据，其实质就是将图像数据转换为图形数据，并保持相应的拓扑结构，图形包括直线、圆弧、曲线及字符的笔画等。（4）由于矢量数据可以更精确定义位置、长度和大小，其对于GIS数据的分析和变换、空间数据拓扑分析以及空间数据与属性数据的联合分析而言，都是不可缺少的。因此将扫描图像的栅格数据转换为矢量数据成为GIS技术的重点之一。十、数字测图的发展现状与趋势。发展现状：用笔记本电脑作为电子平板，现场测绘，实时成图。趋势:(1)全站仪自动跟踪测量模式;(2)GPS测量模式。十一、数据库的基本概念及组成。(1)数据库的基本概念 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、检索和维护以便随时提供使用的各种数据的集合。(2)数据库的组成 数据库一般由三个基本部分组成： 数据集。 物理存储介质。 数据库软件。十二、大比例尺数字地图的本质。大比例尺数字地图的本质是大比例尺地图数据库。十三、地面数字测图技术设计的内容。1、任务概述 任务来源、测区范围、地理位置、行政隶属、测区面积、测图比例尺、技术依据、计划实施起止时间。2、测区概况 重点介绍测区社会、自然、地理、经济和人文等方面的基本情况。主要包括：海拔高程、相对高差、地形类别和困难类别；居民地、道路、水系、植被等要素的分布与主要特征；气候、风雨季节、交通情况及生活条件等。3、已有的资料利用情况说明已有资料的全部情况，包括控制测量成果的等级、精度，现有图的比例尺、等高距、施测单位和年代，采用的图式规范，平面和高程系统等。并对其主要质量进行分析评价，提出已有资料利用的可能性和利用方案。4、作业依据国家及部门颁布的有关技术规范、规程及图式；任务文件及合同书；经上级部门批准的有关部门制定的适合本地区的一些技术规定。5、控制测量方案（1）平面控制测量方案 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、软件的配置及施测方法，平差方法，各项主要限差及精度指标等。（2）高程控制测量方案高程系统的选择，首级高程控制的等级及起算数据的配置，加密方案及图形结构，路线长度及点的密度，标志类型及埋设，仪器和施测方法，平差方法，各项主要限差及精度指标等。6、数字测图方案地形图采用的分幅和编号方法图幅大小地形图的分幅编号图测站点的观测方法和要求对地形要素的表示和对地形的要求（1）数据采集图根控制测量 1999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1-1所示。图根点的密度表：数据采集作业模式的选择碎部测量（2）数据处理、图形处理、成果输出数据处理是数字化成图的主要工序之一，其目的是将用不同方法采集的数据进行转换、分类、计算、编辑，为图形处理提供必要的绘图信息数据文件。图形处理是将数据处理成果转换成图形文件。成果输出就是将图形文件按照选定的分幅与编号方法和图幅大小，利用打印机、绘图机等输出设备打印出来。7、检查验收方案8、工作量统计、作业计划和经费预算9、上交资料清单地形图图形文件地形图分幅编号图成果说明文件控制测量成果文件数据采集原始数据文件图根点成果文件碎部点成果文件图形信息数据文件10、建议与措施十四、地面数字测图与白纸测图在外业阶段的区别。（1）自动化程度明显提高 常规测图在外业基本完成地形原图的绘制，地形测图的主要成果是以一定比例尺绘制在图纸或薄膜上的地形图。地形图的质量除点位精度外，往往和地形图的手工绘制有关。地面数字测图在外业完成观测，记录观测值或者是坐标和输入信息码，不需要手工绘制地形图，这使地形测量的且动化程度得到明显的提高。（2）边控制边碎部，提高野外作业效率常规测图先完成图根加密，按坐标将控制点和图根点展绘在图纸上，然后进行地形测图。地面数字测图工作的地形测图和图根加密可同时进行，即使在记录观测点坐标的情况下也可在未知坐标的测站点上设站，利用电子手簿测站点的坐标计算功能，观测计算测站点的坐标后，即可进行碎部测量。例如采用自由设站方法，通过对几个已知点进行方向和距离的观测，即可计算测站的精确坐标。（3）测距长且精度高地面数字测图主要采用极坐标法测量地形点，根据红外测距仪的观测精度，在几百米的距离范围内误差均在1cm左右，因此在通视良好，定向边较长的情况下，地形点到测站点的距离比常规测图可以放长。（4）不受图幅及比例尺的限制（5）控制点减少，碎部点增多十五、数字测图过程中数据处理的分类。（1）数据格式或结构的转换（2）投影变换（3）图幅处理（4）误差检验十六、数据编码中的信息码是指什么？表示地物属性和连接关系等信息。十七、栅格图像与矢量图形的区别。（从以下四个方面比较）（1）存储方式（2）显示方式（3）放大失真（4）数据容量矢量化：将扫描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，这个转换过程称为矢量化。矢量化后的图形，再经过编辑、修改、加注即生成数字化图，亦可绘出线划图。 十八、扫描屏幕数字化工作步骤。（1） 检查工作地图（2）扫描地形图(3) 预处理噪声消除图像纠正图层设置地物编码（4）细化处理寻找线条中心线人工补断和毛刺剔除细化质量 所需内存容量、处理精度、细化畸变、处理速度等（5）矢量化中心线矢量化法 大块实心物体组成的图像。轮廓线矢量化法 用矢量表示一块面积。(6)注记符号的输入十九、扫描屏幕数字化的误差来源。方法本身的误差包括：图幅定向误差md图纸扫描误差my图像细化误差 mx矢量化误差ms(一)图幅定向误差定向点误差 图廓点本身误差引起的最后采样点地形图坐标误差。采样点量测误差 采样点量测引起的采样点地形图坐标误差。(二) 图纸扫描误差(1)扫描误差也称扫描仪响应误差，主要由扫描仪的性能参数、扫描对象的均匀度、原图中线划的粗细、线划的密度、曲线复杂程度、图面洁净程度和处理扫描图的软件所决定。(2)扫描仪的几何分辨率误差是该项误差中最主要的误差来源。(三)图像细化误差(四)矢量化误差 在跟踪矢量化过程中，一般采用变步长保精度跟踪矢量化法，由折线代替曲线所产生的最大点位误差为一个像素点距，同上分辨率的前提下矢量化误差ms，应取±0.1mm。二十、地图的三个基本特征是什么？由特殊的数学法则产生的可量测性由使用地图语言表示事物所产生的直观性由实施制图综合产生的一览性二十一、大比例尺数字测量系统中采用的坐标系？大比例尺数字测图中的坐标系一般采用高斯克吕格坐标系或独立坐标系，它们都是一种平面直角坐标系统。二十二、测量坐标系、屏幕坐标系和绘图仪坐标系的区别及转换？（1）测量坐标系 采用高斯克吕格平面直角坐标系或独立坐标系，以X轴为纵轴表示南北方向，以Y轴为横轴表示东西方向，以Z轴表示高程。 测图成果一般是在平面地形图上加注高程和绘制等高线。测量坐标系一般以米为单位，取值范围是可以是整个实数域，在实际工作中它的取值往往和地理区域有关。 （2）笛卡儿坐标系笛卡儿坐标系是一种平面坐标系，以水平线X轴为横轴，表示东西方向；以Y轴为纵轴，表示南北方向。笛卡儿坐标系的取值范围是整个实数域。 （3）屏幕坐标系屏幕坐标系的坐标原点在屏幕左上角，X轴向右为正，以Y轴向下为正，且屏幕坐标都为正值。屏幕坐标系是以屏幕点阵为单位的，它的取值范围一般只能够是正整数，具体的和屏幕的分辨率有关。 （4）设备坐标系图形显示设备（显示器）图形输出设备（绘图仪、打印机）图形输入设备（数字化仪、扫描仪）二十三、坐标变换的推导过程及计算。测量坐标系到屏幕坐标系的变换测量坐标到绘图坐标的变换二十四、平面控制测量及高程控制测量常用的方法。(一）平面控制测量导线测量交会测量GPS定位技术（二）高程控制测量水准测量EDM 三角高程测量二十五、简述“一步测量法”的操作过程。“一步测量法”即在图根导线选点，埋石以后，图根导线测量和碎部测量同步进行。在一个测站上，先测导线点的角度、边长等观测数据，紧接着在该测站进行碎部测量。即：先在已知坐标的控制点上设测站，在该测站上先测出下一导线点（图根点）的坐标，然后再施测本测站的碎部点坐标，并可实时展点绘图，搬到下一站，其坐标已知，测出下一导线的坐标，再测本站碎部点(P59)二十六、碎部测量的主要方法。（1）极坐标法（2）直角坐标法（3）距离交会法 （4）方向（角度）交会法二十七、全站仪在一个测站采集碎部点的操作过程。（1）测站安置仪器(2)打开电源（3）仪器参数设置（4）定向（5）角度和距离测量或坐标测量（6）绘图工作草图(7)结束测站工作二十八、RTK图根控制测量。RTK一般作业流程（1）收集资料（2）求定测区转换参数（3）基准点的安置和测定 应有正确的已知坐标 地势较高且交通方便，视野开阔 周围不产生多路径效应的影响及没有其他干扰源，以防数据链的丢失（4）流动站观测RTK在图根控制测量时应注意的问题（1）基准站宜布设在测区内中央最高控制点上，旁边不能有大面积水面、高大树木、建筑物或电磁干扰源（如电台的发射塔、高压电线等）。（2）使用高增益天线。（3）电台不宜放在离GPS接收机过近的地方，否则电台信号会干扰GPS卫星信号。同时，电台的信号线和电源线过长时不宜卷起来，这样会因为涡流而产生磁场，干扰GPS信号。（4）提高基准站和流动站的天线高度。（5）摸清仪器的特性、能否达到仪器的标称精度、在各种条件下的测量误差和作业半径。（6）每天工作时观测的第一个点必须是已知控制点，以检核RTK测量结果是否正确。（7）GPS信号失锁时需要重新进行初始化（即静止观测几分钟），等到重新锁定卫星时再进行碎部点观测，为了确保安全可靠最好回到一参考点上进行校核。（8）选择作业时段，根据本地区情况合理安排作业时间。（9）卫星观测数量一定要达到五颗或五颗以上方能进行观测记录。二十九、数字测图野外数据采集模式。草图法数学测记模式电子平板测绘模式GPS RTK测绘模式三十、如何确定地图符号的定位点。独立符号设计的基本原理是把独立符号叠置在格网模板上，要求格网的分划比例与符号比例一致，并且使符号的定位点落在格网坐标的(0，0)处。然后在模板符号库中，按一定的数据结构分别记录组成该符号的基本图元的坐标信息。三十一、DTM的概念及结构形式。（1）DTM是描述地面诸特性空间分布的有序数字阵列，在通常情况下，所描述的地面特性是地面点的高程Z，他们的空间分布由X,Y水平坐标来描述。（2）结构形式：规则格网DTM 不规则格网DTM 等值线DTM和曲面DTM三十二、TIN的概念及其建立过程中特殊地貌和地物的处理。不规则TIN,是直接利用测区内野外实测的所有地形特征点（离散数据点），构造出邻接三角形组成的格网结构。特殊地貌和地物的处理：断裂线的处理。陡坎的处理。地物的处理。地形线的处理。影响三角形格网结构的其他因素。三角形法绘制等高线。（详见数字化测图技术及应用P2022）三十三、泰森多边形算法的基本思想及特点。泰森多边形的概念是将分布在平面区域上的一组离散点用直线分隔，使每个离散点都包含在一个多边形之内。三十四、计算机地图制图中两个最基本的数学变换。（见第23题）三十五、等高线的平滑处理方法。实际地形一般是连续变化的，所以必须对等高线进行平滑处理，使等高线成为连续光滑的曲线。平滑处理的基本原理是曲线拟合，选择不同的拟合算法，将得到不同的平滑结果。为了适应不同的地形，平滑处理程序可以包含不同的拟合算法，以得到最接近实际的结果。（一）线性迭代法：线性迭代法又称为抹角法，是用反复的线性迭代产生加密的折线，对等高线进行光滑处理（二）分段三次多项式：分段三次多项式法又称为五点光滑法。这种方法是在等高线上每两个点之间（即每条折线线段上）建立起一条三次曲线，在整条曲线上具有连续的一阶导数。（三）抛物线加权平均法：根据给定的曲线特征点顺序，每相邻三点作一条抛物线，而每相邻两点之间前后两条抛物线弧的重合部分用加权平均曲线作为最终的插值光滑曲线。根据每三点之间建立抛物线方法的不同，又可分为正轴抛物线加权平均法和斜轴抛物线加权平均法。（四）张力样条函数插值法张力样条函数是描述样条曲线的一种函数，它的主要特征是在一般的三次样条函数中引入一个张力系数 。当 0时，张力样条函数就等同于三次样条函数；当时，张力样条函数就退化为分段线性函数，即相邻节点之间以直线连接。可以选择适当的张力系数 ，以改变曲线的松紧程度，使曲线的走向更加合理和美观。三十七、曲线平滑处理的基本原理。（曲线）平滑处理的基本原理是曲线拟合，选择不同的拟合算法，将得到不同的平滑结果。为了适应不同的地形，平滑处理程序可以包含不同的拟合算法，以得到最接近实际的结果。三十八、抛物线加权平均法曲线光滑的基本思想及分类。（1）基本思想：根据给定的曲线特征点顺序，每相邻三点作一条抛物线，而每相邻两点之间前后两条抛物线弧的重合部分用加权平均曲线作为最终的插值光滑曲线。（2）分类：根据每三点之间建立抛物线方法的不同，又可分为正轴抛物线加权平均法和斜轴抛物线加权平均法。三十八、三角网法绘制等高线的主要过程。（一）连接三角网（二）在三角形边上内插等值点（三）追踪等值点（四）连接等值点绘制光滑曲线三十九、Delaunay三角形法的基本思想。两个相邻的泰森多边形中的离散点用直线连接后生成的三角形。四十、CASS5.1的基本操作。专心-专注-专业