数字测图原理与方法课第十章数字地形图测绘方法-使用(第二部分).ppt
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1、数字测图大比例尺数字化测图数字测图测图作业过程数字测图测图作业过程测图作业过程n明确任务,调查测区n编写技术设计书n地形控制测量n地形测图n地形图的编辑、整饰与输出n质量检查与验收n编写技术总结,提交有关资料n组织、管理、人员、业务技术数字测图一、技术设计1 1、比例尺定义、比例尺定义1)1)、大比例尺、大比例尺 1:500 1:500 1:5 0001:5 0002)2)、中比例尺、中比例尺 1:10 000 1:10 000 1:50 0001:50 000 3)3)、小比例尺、小比例尺 小于小于1:100 000 1:100 000 2 2、大比例尺数字测图的作业范围、大比例尺数字测图的
2、作业范围大比例尺测图除测绘地形图以外,还有地籍图、房产图和地下管线图等,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法。地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图 3、大比例尺数字测图的作业规范-工程测量规范-城市测量规范-地籍测绘规范-房产测量规范-大比例尺地形图机助制图规范-1:500 1:1 000 1:2 000 地形图图式-1:5 000 1:10 000 地形图图式-地籍图图式-1:500 1:1 000 1:2 000 地形图要素分类与代码等 地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图 4、大比例尺地形图测绘技术设计的内容1)、任务概述2)、
3、测区情况,实地踏勘,了解测区地形特点考察图根控制的布设条件3)、已有资料及其分析需要的测绘资料:控制点,已有地形图4)、技术方案的设计5)、组织与劳动计划6)、仪器配备及供应计划7)、财务预算8)、检查验收计划以及安全措施等。地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图二、图根控制测量和测站点测定 1 1、图根控制测量、图根控制测量图根平面控制点的布设,可采用图根导线、图根三角、交会方法和GPS RTK等方法。图根点的高程可采用图根水准和图根三角高程测定。图根点的精度,相对于邻近等级控制点的点位中误差,不应大于图上0.1 mm,高程中误差不应大于测图基本等高距的1/10。地形图测绘作业过程地形
4、图测绘作业过程数字测图图根控制点(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。对一般平坦而开阔地区,每平方千米图根点的密度为:常规成图:1:200015个 1:100050个 1:500150个 地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图2、测站点的测定测站点的测定在控制点或图根点上,增设测站点可采用极坐标法、交会法和支导线。数字测图测站点的点位精度要求:中误差,图上0.2mm,高程,测图基本等高距的1/6 地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图三、野外采集数据传统地形图的测绘:测定点位,现场依据展绘的点位按图式符号描绘 数字测图是经过计算机软件自动处理(自
5、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,对地形点必须同时给出点位信息及绘图信息。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。地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图立尺(镜):立到地形、地貌特征点上。东 大 道坚55.405.35(1)“地物”取“轮廓转折点”。(2)地貌取“地性线上坡度或方向变化点”。数字测图地貌取点方法图数字测图野外数字测图的过程1.1.数据采集数据采集2.2.数据处理
6、数据处理数据传输数据传输图形编辑图形编辑3.3.成果输出成果输出数字测图比例符号:地物较大,可按测图比例尺缩小描绘的符号。如房屋、稻田和湖泊等。地形图上的符号地物的表示方法地物的表示方法数字测图测站点测站点 A Ab ba a便携式电子计算机便携式电子计算机(电子平板)(电子平板)或或电子手簿电子手簿全站仪全站仪草图草图已知控制点已知控制点 B B数字测绘法模式(又称电子平板模式)数字测图地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图数字测图数据质量检查提供多样化检查手段,按照提供多样化检查手段,按照GIS数数据的要求,采用人机对话交互检查据的要求,采用人机对话交互检查对于对于GIS中要求构面的
7、地物可以中要求构面的地物可以自动搜索边界进行封闭处理自动搜索边界进行封闭处理数字测图数字测图中地形点的描述必须具备3类信息:(1)测点的三维坐标(点号);(2)测点的属性,即地形点的特征信息(地形编码);(3)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,当场记下该点的编码和连接信息;显示成图时,利用测图系统中的图式符号库,根据编码,就可以从库中调出与该编码对应的图式符号成图。即,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出。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、图式符号、连接信息一一对应的设计原理所实现的
8、。数字测图的作业过程数字测图数据编码(一)数据编码的概念表示地物的属性(地物类别等)和连接关系等信息按照一定规则构成的符号串来,称为数据编码。数字测图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。一般用按一定规则构成的符号串来表示地物属性和连接关系等信息,这种有一定规则的符号串称为数据编码。数字测图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、地物属件码、地物代码);连接关系码(或连接点号、连接序号、连接线);面状地物填充码。数字测图系统内的数据编码一般在6一
9、11位,有的全部用数字表示,有的用数字、字符混合表示。编码设计得好坏会直接影响到外业数据采集的难易、效率和质量,而且对后续地形(地籍)资料的交换、管理、使用和建立地理信息资料库都会产生很大的影响。数字测图 1:500 1:1000 1:2000 外业数字测图技术规程(GB/T149122005)规定,野外数据采集编码的总形式为:地形码 十 信息码。地形码是表示地形图要素的代码。信息码是表示某一地形要素测点与测点之间的连接关系。目前,国内开发的测图软件已经有很多,一般都是根据各自的需要、作业习惯、仪器设备、数据处理方法等设计自己的数据编码方案,还没有形成固定的标准。数据编码从结构和输入有全要素编
10、码、块结构编码、简编码和二维编码。国家标准地形要素分类与编码数字测图1:500,1:1000,1:20001:500,1:1000,1:2000地形图要素分类与代码地形图要素分类与代码GB 14804GB 14804一一9393数字测图城市基础地理信息系统技术规范城市基础地理信息系统技术规范(CJJ100-CJJ100-20042004)代码位数规定是)代码位数规定是6 6位十进制数字码。位十进制数字码。表表 1:500 11:500 1:1000 1:20001000 1:2000基础地理信息要素部分代码基础地理信息要素部分代码分类代码分类代码要素名称要素名称分类代码分类代码要素名称要素名称
11、100000100000定位基础定位基础310000310000居民地居民地110000110000测量控制点测量控制点310100310100城镇、村庄城镇、村庄110101110101大地原点大地原点310300310300普通房屋普通房屋310500310500高层房屋高层房屋110103110103图根点图根点310600310600棚房棚房110202110202水准点水准点311002311002地下窑洞地下窑洞110300110300卫星定位控制点卫星定位控制点340503340503邮局邮局380201380201围墙围墙300000300000居民地及设施居民地及设施3804
12、03380403凉台凉台 大类大类 中类中类 小类小类 子类子类 图图 碎部点编码规则碎部点编码规则数字测图地形编码设计应遵循的原则(1)符合国标图式分类,符合地形图绘图规则;(2)简练,便于操作和记忆,比较符合测量员的习惯;(3)便于计算机处理;(4)便于GIS等软件的使用。数字测图(二)全要素编码全要素编码要求对每个碎部点都要进行详细的说明。全要素编码通常是由若干个十进制数组成。其中每一位数字都按层次分,都具有特定的含义。首先参考图式符号,将地形要素分类。如:1代表测量控制点;2代表居民地;3代表独立地物14代表道路;5代表管线和垣栅;6代表水系;7代表境界;8代表地貌;9代表植被。然后,
13、再在每一类中进行次分类,如居民地又分为:01代表一般房屋;02代表简单房屋;03代表特种房屋等等。另外。再加上类序号(测区内同类地物的序号)、特征点序号(同一地物中特征点连接序号)。如某一碎部点的编码为20101503,各位数字的含义如下:第一位数字(2)表示:地形要素分类;第二、第三位数字(01)表示:地形要素次分类;第四、第五、第六位数字(015)表示:类序号;第七、第八位数字(03)表示:特征点序号。如如 2010150320101503数字测图(三)块结构编码方案块结构编码将整个编码分成几大部分,如分为:点号、地形编码、连接点和连接线型四部分,分别输入。地形编码是参考图式的分类,用3位
14、整数将地形要素分类编码。如:100代表测量控制点类;104代表导 线点;200代表居民地类,又代表坚固房屋;210代表建筑中的房屋。点号表示测量的先后顺序,用4位数字表示;连接点是记录与碎部点相连接的点号;连接线型是记录碎部点与连接点之间的线型(直线、曲线、圆弧及独立点),用一位数字表示。数字测图(四)简编码输入方案n外业作业只输入简单的提示性编码,经内业识别自动转换为程序内部码。n可分为:类别码、独立符号码和关系码3种,每种由13位字符组成。n特点:形式简单,规律性强,无需特别记忆,同时采集测点的地物要素和拓扑关系码。n缺点:需要有草图辅助。数字测图1、类别码符号及含义数字测图2、描述连接关
15、系的符号的含义 数字测图3、独立符号码数字测图数字测图地物起点的操作码 示例数字测图连续观测点的操作码数字测图交叉观测点的操作码 数字测图平行体观测点的操作码 数字测图数字测图数字测图野外测点简码法,随着测点的流水号增大,避免编错是关键的。为此,也可以用编码引导法,利用草图,内业编辑编码引导文件,生成带简码的数据文件,再自动成图数字测图数字测图编码引导文件:编码引导文件:D1,53,56,165,164,163D3,52,54,55,161,160 X2,51,57,58 X0,13,14,181 F2,46,45,127 F2,67,170,171 A30,137(2007-10-8stop
16、)数字测图五、野外数据采集方法及成图方法 目前大比例尺野外数字测图主要使用全站仪采集数据。由于采用光电测距,测站点到地物、地形点的距离即使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”。地形图测绘作业过程地形图测绘作业
17、过程数字测图 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。地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图测记法 在观测碎部点时,绘制工作草图,在工作草图记录地形要素名称、碎部点连接关系,然后在室内将碎部点显示在计算机屏幕上,根据工作草图,采用人机交互方式连接碎部点,输入图形信息码和生成图形。测量中需要绘草图必须把所测点的
18、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 地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图测记法数据采集,每作业组一般需:仪器观测员(兼记录员)1名绘草图领镜(尺)员1名立镜(尺)员12名其中绘草图领镜员是作业组的指挥者,需技术全面的人担任。地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图1)“草图法”“草图法”工作方式要求外业工作时,除了测量员和跑尺员外,还要安排一名绘草图的人员,在跑尺员跑尺时,绘图员要标注出所测的是什么地物(属性信息)及记下所测点的点号(位置信息),在测量过程中要和测量员及时联系,使草图上标注的某点点号要和全站仪里记录的
19、点号一致,而在测量每一个碎部点时不用在电子手簿或全站仪里输入地物编码,故又称为“无码方式”。地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图2)“简码法”工作方式:此种工作方式也称作“带简编码格式的坐标数据文件自动绘图方式”,与“草图法”在野外测量时不同的是,每测一个地物点时都要在电子手簿或全站仪上输入地物点的简编码,简编码一般由一位字母和一或两位数字组成。3)“编码引导”法作业流程此方式也称为“编码引导文件+无码坐标数据文件自动绘图方式”。地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图注意事项:1、作业员进入测区后,根据事先的分工,各负其职。2、绘图人员首先对测站周围的地形、地物分布情况熟悉一 下
20、,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 3、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,施测的第一点选在某已知点上 (手簿中事先已输入)。地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图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。n在野外采
21、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。n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。n到下一测站,重新按上述采集方法、步骤进行施测。地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图n野外采集的碎部数据,在计算机上显示图形,经过计算机人机交互编辑,生成数字地形图。n计算机地形图编辑是操作测图软件(或菜单)来完成的。大比例尺地面数字测图软件具有以下功能:n碎部数据的预处理,包括在交互方式下碎部点的坐标计算及编码、数据
22、的检查及修改、图形显示、数据的图幅分幅等。n地形图的编辑,包括地物图形文件生成、等高线文件生成、图形修改、地形图注记、图廓生成等。n地形图输出,包括地形图的绘制、数字地形图数据库处理及储存。地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图 一)一)大比例尺数字地形图的基本要求大比例尺数字地形图的基本要求平面坐标系平面坐标系:“1980西安坐标系西安坐标系”;大地基准大地基准;高斯高斯-克吕格投影的平面直角坐标系克吕格投影的平面直角坐标系 3度带度带 ;特殊情况下特殊情况下:1:500-1:2000采用独立坐标系采用独立坐标系高程基准高程基准:1985国家高程基准国家高程基准精度精度:平面平面:地物
23、点相对最近野外控制点的地物点相对最近野外控制点的 图上的点位中误差图上的点位中误差 为为:0.6mm 高程高程:高程注记点相对最近野外控制点的高程中误差高程注记点相对最近野外控制点的高程中误差:1:500 0.4m 1:1000 1:2000 0.5m 等高线等高线:等高线相对最近野外控制点的高程中误差等高线相对最近野外控制点的高程中误差:1:500 0.5m 1:1000 1:2000 0.7m质量控制质量控制地形图测绘作业过程地形图测绘作业过程数字测图二)大比例尺数字地形图的质量要求二)大比例尺数字地形图的质量要求 对产品的数据说明、数学基础、数据分类与代码、位置精度、属性精度、逻辑一致性
24、、对产品的数据说明、数学基础、数据分类与代码、位置精度、属性精度、逻辑一致性、完备性等质量特性描述。完备性等质量特性描述。数据说明:数据说明:成品名称和范围说明,存储说明、数学基础说明、采用标准说明、成品名称和范围说明,存储说明、数学基础说明、采用标准说明、数据采集方法说明、数据分层说明、产品生产说明,产品检验说明、数据采集方法说明、数据分层说明、产品生产说明,产品检验说明、产品归属说明和备注等。产品归属说明和备注等。数学基础:数学基础:地形图采用的平面坐标和高程基准地形图采用的平面坐标和高程基准 等高线等高距等高线等高距位置精度:位置精度:控制点控制点 地形点地形点 图廓点图廓点 格网点的平
25、面、高程精度,接边精度格网点的平面、高程精度,接边精度数据分类与代码:数据分类与代码:按照按照GB14804-93GB14804-931 1:500 1500 1:1000 11000 1:20002000地形图要素分类与代码地形图要素分类与代码等等标准执行,补充的要素及代码应在数据说明备注中加以说明。标准执行,补充的要素及代码应在数据说明备注中加以说明。属性精度:属性精度:指描述每个地形要素特征的各种属性数据必须正确无误。指描述每个地形要素特征的各种属性数据必须正确无误。逻辑一致性:逻辑一致性:各要素相关位置正确,并能正确反映各要素的分布特征及密度特各要素相关位置正确,并能正确反映各要素的分
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- 关 键 词:
- 数字 原理 方法 第十 地形图 测绘 使用 第二 部分
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