数字测图第三章

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第三章野外地形数据采集与数据处理

一、野外数据采集模式—全站仪碎部点测量
Px J x S cos(Ao B) Py J y S sin(Ao B) Ph Jh S tan(T )高I）测站定向立尺（记棱镜高V）观测（S、B、T）
计算坐标和高程（X，Y，Z）
大比例尺地面数字测图与传统白纸测图相比，在碎部测量方面具有以下特点：
1、白纸测图通常是在外业直接成图；数字测图的外业工作是记录观测数据或计算的坐标。
2、数字测图中，碎部测量时可较多地应用自由设站方法建立测站点。一般地图图根点的密度相对于白纸测图的要求可减少。
3、碎部测量时不受图幅边界的限制，外业不再分幅作业，内业图形生成时由软件根据内业图幅分幅表示及坐标范围自动进行分幅和接边处理。
极坐标法视距法延长量边法垂直量边法垂足法直线方向交会直线距离交会
两直线求交平行线交会两点前方交会后方交会距离交会
1、极坐标法
已知：P1（x1，y1，z1），P2（x2，y2，z2); 待求：PQ点的坐标（xQ，yQ，zQ); 测法：测站在P1点后视P2，后视方向方位角为H0，量得仪器高为Hi; 测得PQ点的水平角H、天顶距Z和斜距S及觇标高Th。
碎部点测量
地面数字测图最常用的碎部测量方法是极坐标法，分别观测碎部点的方向值、垂直角、斜距、给出镜高（对全站仪来讲，可直接显示出碎部点的坐标），此时用户输入点号和编码后，数据可直接存储在全站仪的PC卡中，或直接传输给便携机（电子平板测图），或记录到电子手簿等记录器中。
（二）碎部测量方法与坐标计算
《国土基础信息数据分类与代码 GB－13923－92》
地形编码原则
尽管目前国内有统一的分类编码，但是由于数字测图软件开发的思想、技术路线的不同，不同的软件其编码也不尽相同，但都要遵守以下原则：

潘正风《数字测图原理与方法》(第3版)章节题库(土的渗透性及渗流)【圣才出品】

3．渗透系数 k 的大小反映了土的______的强弱，k 值越大，土的透水性越______。【答案】透水性；强
4．流网是由______和______所组成的曲线正交网格。【答案】流线；等势线
四、单选题 1．某土样进行渗透系数测试，土样长度为 20cm，水头差为 35cm，过水断面面积为 30cm2，日透水量为 0.1m3，该土样渗透系数为（）cm/s。 A．1.2×10-2 B．2.2×10-2 C．1.2×10-3 D．2.2×10-3 【答案】B
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第三章土的渗透性及渗流
一、名词解释 1．渗流力[成都理工大学 2012、2014 年] 渗透力[成都理工大学 2011 年] 答：渗流力是指液体在土体内部流动时，单位体积土颗粒所受到的作用力。
2．常水头渗透试验[西安科技大学 2012 年] 答：常水头法是指在整个渗透试验过程中，水头保持不变，根Βιβλιοθήκη 达西定律从而求出渗透系数的一种试验。
2．说明达西定律的意义及其应用范围。[兰州理工大学 2011、2012 年] 答：（1）达西定律的表达形式为 v=k·i，v 为渗透流速，k 为渗透系数，i 为水力梯度。达西定律表明水在多孔介质中的渗透流速与水力梯度的一次方成正比。（2）存在一个临界雷诺数 Re 临（在 1~10 之间），Re 临是达西定律成立的上限，当 Re ＜Re 临，即低雷诺数时，属低速流，这时达西定律适用。
3．不透水岩基上有水平分布的三层土，厚度均为 2m，渗透系数分别为 k1=1m／d， k2=4m／d，k3=8m／d，则等效土层水平渗透系数 kx 为（）。
A．12m／d B．4.33m／d C．1.87m／d D．1.11m／d 【答案】B 【解析】土层水平渗透系数 kx 的计算公式为：

[]第三章数字测图的数学基础

XKX(sy y)X0 YKYxY0
（2）
其中，KX=SX /sy和KY=SY /sx分别为X方向和Y方向的比例系数。
（二）图形缩放时的坐标变换
1.定倍数缩放显示
设所选点在原窗口中的坐标为(xm，ym)，其相应的测量坐标为(XM，YM)，缩放倍数为k，则原窗口中任一点P的坐标(x，y)与缩放后窗口中的坐标(x′，y′)之间存在如下关系
X
0
1 4
4
Xi
i1
Y
0
1 4
4
Yi
i1
（9）
多数绘图仪的单位是脉冲当量，一个脉冲当量等于 0.025mm，即1mm相当于40个绘图仪坐标单位，即1m=40000脉冲当量。
图幅中任一点P的测量坐标与相应的绘图仪坐标存在如下关
系：
x
40000(Y
Y0
)
1 M
y
40000( X
X0
)
1 M
3、大地坐标系与高斯平面直角坐标系间的转换
x X N sinBcosBl2+ N sinBcos3B(5-t 92 44)l4+
2ห้องสมุดไป่ตู้
24
N sinBcos5B(61-58t2 t4)l6 720
y NcosBl N cos3B(1t2 2)l3+
6
N cos5B(518t2 t4 142 58t22)l5
相同基准之间转换。
（二）同一基准内坐标的相互转换
1.空间直角坐标系与大地坐标系间的转换 ⑴大地坐标系向空间直角坐标系的转换方法为：
卯酉圈的半径
e2 a2 b2 a2
2.空间直角坐标系向空间大地坐标系的转换方法为

数字测图重点总结

数字测图重点总结数字测图重点总结1.数字测图的概念：广义的概念，数字测图就是制作以数字形式表示的地图的方法和过程，包括全野外数字测图，地图数字化成图、摄影测量和遥感数字测图。

狭义的概念，数字测图指全野外数字测图。

2.数字测图的基本思想：将地面上的地形和地理要素转换成数字量，然后由计算机对其进行处理，得到内容丰富的电子地图，需要时由图形输出设备输出地形图或各种专题地图。

3.数字测图技术的特点：1，精度高。

2，自动化程度高，劳动强度小。

3，更新方便快捷。

4，便于保存和管理。

5，便于应用。

6，易已与发布和实现远程传输。

4.数字测图技术的发展：1，内外业作业独立阶段。

2，内外业一体化阶段。

5.数字测图的发展趋势：1，全站仪自动跟踪测量模式2，GPS测量模式3，野外数字摄影测量模式。

6.数字测图系统的硬件组成：测绘类硬件（主要指用于外业数据采集的各种测绘仪器）、计算机类硬件（用于内业处理的计算机及其标准外设）。

计算机、全站仪、数字化仪、扫描仪、绘图仪、GPS接收机、电子手簿。

7.数字测图系统的软件组成：系统软件（操作系统，如windows）、支撑软件（如计算机辅助设计软件AutoCAD）、专用软件（实现数字化成图功能的应用软件）8.数字测图的作业模式：1，数字测记模式（野外数据采集，室内数据成图）2，电子平板测绘模式（全站仪+便携机+相应测图软件实施的外业测图模式）3，地图数字化模式（用数字化仪或扫描仪在测区原有纸质地形图基础上进行数据采集的模式）。

9.测量坐标系：坐标参考系统分为天球坐标系（用于研究天体和人造卫星的定位和运动）和地球坐标系（或称地固坐标系，用于研究地球上物体的定位于运动）10.地固坐标系分为地心坐标系（原点和地球质心重合）和参心坐标系（原点和参考椭球中心重合）。

11.无论地心坐标系还是参心坐标系都可分为空间直角坐标系和大地坐标系。

12.1954年北京坐标系的特点：1，属参心大地坐标系2，采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数3，大地原点在原苏联的普尔科沃4，采用多点定位法进行定位5，高程基准为1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面6，高程异常以原苏联1955年大地水准面重新平差结果为起算数据，按我国天文水准路线推算而得。

第三章数字测图的数学基础优秀课件

术
常规白纸测图中由手工来绘制各种曲线，在计
算机中，则运用一定的数学原理，根据一系列
特征点建立曲线函数，完成曲线的光滑连接。
数
曲线光滑的数学方法
字
化
测图
1、拟合：如果曲线光滑后不通过原控
技
制点，则称为拟合
术
2、插值：如果曲线光滑后通过原控制
点，则称为插值
数
线性迭代法
字
化
测图
线性迭代法又称抹角法，是用反复的线
测量坐标系到屏幕坐标系屏幕坐标系到测量坐标系
数 §3.2 图形裁剪—直线段裁剪
字
化
测
图
技
术
（xmax,ymax ）
（xmin,ymin ）
C1 C2 C3 C4
数字化测图技术
数
§3.3 曲线的光滑
字
化
测图技
为了使绘制地物、地貌更加接近原貌，在计算机生成数字化地形图时往往要使用曲线符号，
1
A12
A56
6
2
A23
A45
A34
5
3
4
数
分段三次多项式法
字
化
测图
3号点处的导数计算公式为：
技术
t3
k4k3k2k2k1k3 k4k3 k2k1
式中：ki(i=1,2,3,4)是四段弧A12, A23,A34,A45的斜率，计算公式为：
ki
yi1 yi xi1 xi
数
分段三次多项式法
程。依据四个方程可求出四个已知量a0, a1, a2, a3，从而得到曲线的确切描述。
数
抛物线加权平均法
字

(武汉大学)数字测图原理与方法课件-第三章

数
数字测图原理与方法
字
测图原
No 第三章测量误差基本知识
理
与方法
Im电a子教g案e
武汉大学测绘学院
退出
第1页，共29页。
第3章测量误差基本知识
数字
3.1 观测误差的分类
测图原
No 3.2 衡量精度的标准
3.3 算术平均值及观测值的中误差
理与方法
3.4 误差传播定律
Image 3.5 加权平均值及其精度评定
方法（4）当观测次数无限增多时，偶然误差的算术平均值趋近于零。
即
lim 0
n n
第8页，共29页。
第3章测量误差基本知识 3.1 观测误差的分类
3.1.3.4 误差分布曲线
数字
在观测次数 n ∞的情
测图原理
No
况下，如果把误差区间间隔无限缩小，则频率直方图中各长方
与方法
Image条顶边所形成的折线将变成一条光滑的曲线，称为误差分布曲
理
➢人的原因
与方法
Image ➢仪器的原因
➢外界环境的影响
人、仪器和环境是测量工作得以进行的必要条件，通常把这三个方面综合起来称为观测条件。凡是观测条件相同的同类观测称为“等精度观测”，观测条件不同的同类观测则称为“不等精度观测” 。
第3页，共29页。
第3章测量误差基本知识 3.1 观测误差的分类
理
在相同的观测条件下，对某一量进行一系列的观测，如果误差出现的符号和数值大小都不相同，从表面上看没有
与方法
Image 任何规律性，这种误差称为“偶然误差”。
3.1.2.3 粗差由于观测者的粗心或各种干扰造成的大于限差的误差称为粗差。

数字测图讲义

第一章数字测图概述随着电子技术和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、电子数据终端，并逐步地构成了野外数据采集系统，将其与内业机助制图系统结合，形成了一套从野外数据采集到内业制图全过程的、实现数字化和自动化的测量制图系统，人们通常称作为数字化测图（简称数字测图）或机助成图。

广义的数字测图主要包括：全野外数字测图（或称地面数字测图、内外一体化测图）、地图数字化成图、摄影测量和遥感数字测图。

狭义的数字测图指全野外数字测图。

本书主要介绍全野外数字测图技术。

数字地形表达一．地形表达的方法人们生活在地球上并与地球表面处处发生联系：建筑师在地表设计、构筑楼房；地质学家研究地表结构；地质生态学家想了解地表形态和地物形成的过程；测绘工作者则对地形起伏进行各种测量，并用各种方式如地图和正射影像图等描述地形。

尽管专业领域不同，研究的侧重点各异，但所有的工作都希望能用一种既方便又准确的方法来表达实际地表现象。

人类在很早以前就开始想方设法来描述自己所熟悉的地表现象，绘图是最古老的一种，但仅是很粗略地反映所见到的地形景观，但这些信息反映的主要是对象的形态特征和色彩特征，定量的描述则非常有限。

另外一种古老而有效并一直沿用至今的精确表达地表现象的方式是地图。

地图对人类社会发展的作用如同语言和文字对社会发展的作用一样，具有不言而喻的重要性。

地图是记录和传达关于自然世界、社会和人文的位置与空间特性信息最卓越的工具。

早期地图用半符号、半写景的方法来表示地形，实现了在各种二维介质平面上对实际的三维地形表面的表示和描述。

现代地图按照一定的数学法则，运用符号系统概括地将地面上各种自然和社会现象表示在平面上。

地图具有三个基本的特性：数学法则性、制图综合性和内容符号性。

现代地图的最大优点在于具有可量测性。

在各种地图中，用来准确描述地貌形态的是等高线地图。

用等高线来表达地形表面起伏可追溯到18世纪，它的方便性和直观性使得人们认为在制图学的历史上等高线是一项最重要的发明。

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【解析】确定地面点位的基本要素是水平距离、水平角、高差和直线方位角。水平距离是指相对于地面作一平行线.分别过两点作垂线，垂足的距离；水平角是指测站点至两目标的方向线在水平面上投影的夹二面角；高差是指两点间高程之差。直线方位角是指从标准方向的北端起，顺时针方向到直线的水平角。
3广义的数字测图包括利用或其它测量仪器进行野外数字化测图；利用对纸质地形图的数字化；及利用、进行数字化测图等技术。 [山东科技大学2014年]
三、单选题
1测量工作主要包括测角、测距和测（）。[山东科技大学2010、 2012、2015年]
A．高差
B．方位角
C．等高线
D．地貌
【答案】A
【解析】高程测量、水平角测量和距离测量是测量的三项基本工作。通常，将水平角（方向）、距离和高程称为确定地面点位的三要素。
四、简答题
1何谓测绘学？其分支学科有哪些？[山东科技大学2013年]
③在国民经济建设方面，测绘信息是国民经济和社会发展规划中最重要的基础信息之一。测绘工作为国土资源开发利用．工程设计和施工，城市建设、工业、农业、交通、水利、林业、通信、地矿等部门的规划和管理提供地形图和测绘资料。土地利用和土壤改良、地籍管理、环境保护、旅游开发等都需要测绘工作，应用测绘工作成果。
2测绘学研究的对象和任务是什么？[山东科技大学2015年]
答：（1）测绘学研究的对象是测定和推算地面的几何位置、地球形状及地球重力场。
（2）测绘学研究的任务是据地球表面自然形态和人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地球分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图。
3海洋测绘及其主要内容。[长安大学2014年]
3地理信息系统的定义及主要功能。[长安大学2014年]

第03章数字测图的外业

（2）电子平板法：作业人员一般配置为：观测员1人，电子平板(便携机)操作人员1 人(记录与成图)，跑尺员1人～2人。
特殊情况下，外业作业组最少人员配置为2人：一个观测员，还负责操作便携机；一个跑尺员。只要便携机配置的测图软件所提供的操作十分方便(人称“傻瓜”软件)，而且作业人员对它的操作又很熟悉，这个方案是可以实现的。用电子平板测图，从人员组织到各种测量方法的自动解算和现场自动成图，真正做到内外业一体化，测图的质量和效率都将超过传统的人工白纸测图。
1.概述
数据采集就是采集供自动绘图用的绘图信息，是数字测图的一项重要工作。不同的数据源、不同的作业模式有不同的数据采集方式，有内业数据采集与外业数据采集之分，有手工输入、半自动输入、自动输入之分。
一个优秀的数字测图系统通常支持多种数据采集方式。目前大比例尺野外数字测图主要使用全站仪采集数据，故本课程主要介绍使用全站仪实施野外数据采集的方法。
6.野外数据采集模式
（1）数字测记模式 ① 有码作业 ② 无码作业（2）电子平板测绘模式
（3）GPS RTK测绘模式
二、数据编码
1.数据编码概念
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。
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rtkrtk处理同志关系上搞庸俗关系学热衷于迎来送往
第三章数字测图的外业
一、野外数据采集原理
二、数据编码三、连接信息
四、控制测量

数字测图复习重点详解

第一章习题与思考题1.什么是数字测图？2.简述数字测图的基本成图过程。

3.什么是矢量图形？什么是栅格图形？一般情况下，同一幅地形图是矢量数据量大还是栅格数据量大？4.数据采集的绘图信息有哪些？5.数字测图系统可分哪几种？简述其基本测图思想。

6.数字测图的硬件设备有哪些？各自的作用是什么？7.数字测图有哪些优点？1.答：人们将从野外数据采集到内业成图全过程数字化和自动化的测量制图方式称为野外数字测图或地面数字测图（简称数字测图）。

广义地讲，制作以数字形式表示的地图的方法和过程就是数字测图，主要包括：地面数字测图、地图数字化成图、数字摄影测量与遥感数字测图等。

狭义的数字测图指地面数字测图。

2.答：地面数字测图的基本过程是：首先采集有关的绘图信息并及时记录在相应存储器中（或直接传输给便携机），然后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理，再经过人机交互屏幕编辑，最后形成数字图形文件。

3.答：矢量数据是图形的离散点坐标（X，Y）的有序集合；栅格数据是图形像元值按矩阵形式的集合。

一幅地图图形的栅格数据量一般情况下比矢量数据量大得多。

4.答：数字测图时必须采集绘图信息，它包括点的定位信息、连接信息和属性信息。

定位信息亦称点位信息，是用仪器在外业测量中测得的，是最终以X，Y，Z（H）表示的三维坐标。

点号也属于定位信息。

连接信息是指测点之间的连接关系，它包括连接点号和连接线型。

属性信息又称为非几何信息，是用来描述地形点的特征和地物属性的信息。

5.答：根据数据采集方法的不同，数字测图系统主要区分为三种：基于现有地形图的数字成图系统、基于影像的数字测图系统、地面数字测图系统。

数字测图是通过数字测图系统来实现的。

数字测图系统是以计算机为核心，在外连输入、输出的硬件和软件设备的支持下，对地形空间数据进行采集、输入、处理、绘图、存贮、输出和管理的测绘系统。

6.答：数字测图系统需有一系列硬件组成。

数字测图技术应用教程单元3 全站仪碎部数据采集

30
表 1：500 1：1000 1：2000基础地理信息要素部分代码
31
“编码法”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。全站仪的操作与“草图法”相同。
•
碎部点要选择在为地物、地貌的特征点上。
•
对于地物，应选择在地物轮廓线的转折点上。
•
对于地貌，应选择在山地最能反映地貌特征的山脊线、山谷线和
山脚线上，这些都是地貌的骨架称为地性线。
•
在地性线上的特征是坡度变换点和方向变换点，这些点即为地貌
碎部点。
•
碎部点的密度与测图比例尺大小有关。
24
课题
三“编码法”数据采
4
1. 测站点数据输入
开始坐标测量之前，需要先输入测站坐标、仪器高和目标高。仪器高和目标高可使用卷尺量取。坐标数据可预先输入仪器。
在首页菜单下，按测量键，显示坐标测量菜单,
选取“2、设置测站”后按 OK (或直接按数字键2)，输入测站数据
5
⑶ 输入下列各数据项： N0，E0，Z0(测站点坐标)、仪器高、目标高。每输入一数据项后按 OK，若按记录，则记录测站数据，
系统根据设置的测站点和后视点坐标计算出后视方位角，(HAR 为应照准的后视方位角)
12
照准后视点，按是，结束方位角设置返回坐标测量菜单屏幕。
13
3.数据检核
精确照准检核点目标棱镜中心后，在坐标测量菜单屏幕下选择“1、坐标测量”后按观测 (或直接按数字键1)
14
测量完成后，显示出目标点的坐标值以及到目标点的距离、垂直角和水平角， (若仪器设置为重复测量模式，按停止键来停止测量并显示测量值。) 检核点坐标与已有坐标比较，在误差允许范围内，即为建站合格。可以进行三维坐标测量。若不合格，检查建站过程以及已知数据，重新建站。

数字测图原理与方法课件

方大地纬度过地面某点的椭球面法线与赤道面的夹角，称为该点的大地纬
法度，用B表示。
规定：从赤道面起算，由赤道面向北为正，从 0°到90°，称为北纬；由赤道面向南为负，从 0°到90°，称为南纬。
大地高 P点沿椭球面法线到椭球面的距离H，称为大地高，从椭球面起算，向外为正，向内为负。
图2-4
第2章测量基本知识 2.2 测量常用坐标系和参考椭球定位
第2章测量基本知识 2.1 地球形状和大小
2.1.1.2 铅垂线
数字测图原
地球表面任一质点，都同时受到两个作用力：其一是地球自转产生的惯性离心力；其二是整个地球质量产生的引力。这两种力的合力称为重力。
理
重力的作用线又称为铅垂线。铅垂
与
线是测量外业所依据的基准线。
方
图2-1
法
2.1.1.3 水准面
原
图。这种测图方法的实质是图解法测图，在测图过程中，数字的精度由于刺点、绘图、
理
图纸伸缩变形等因素的影响会大大降低，而且工序多、劳动强度大、质量管理难。
与
图解法测图的最终成果是地形图，图纸是地形信息的惟一载体。
方
广义的数字测图包括：利用全站仪或其它测量仪器进行野外数字化测图；利用手扶
法
数字化仪或扫描数字化仪对纸质地形图的数字化；以及利用航摄、遥感像片进行数字化
2.2.1.2 空间直角坐标系
数字测图原
以椭球体中心O为原点；起始子午面与赤道面交线为X轴；赤道面上与X轴正交的方向为Y轴；椭球体的旋转轴为Z轴；构成右手直角坐标系O-XYZ。在该坐标系中，P点的位置用x，y，z表示。
理 2.2.1.3 WGS-84坐标系

第3章数字测图外业

3.2.2 半仪器法（方向交会法）
• 1方向直线交会法 • 2方向直角交会法
1方向直线交会法
• A，B为已知点，欲测定i点，照准i点，读取方向值Li，用戎格公式可计算出i点坐标，
X cot X Z cot Y A YZ Xi A cot cot Yi Y A cot YZ cot X A X Z cot cot
• 电子平板法测图时，作业人员一般配置为：
–观测员1名 –电子平板（便携机）操作人员1名 –跑尺员1～2名
•
其中电子平板操作员为测图小组的指挥。
3 一步测量法
• 利用电子平板测图，还可以采用图根导线与碎部测量同时作业的“一步测量法”。 • 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。
4 平行线法
• A，B，C，D，E为曲线AE上的已知点，求与该线间距为R的曲线上1，2，3，4，5各点的坐标。
X 1 X A R cos a1 Y1 Y A R sin a1
X 3 X C R cos a3 Y3 YC R sin a3
角度偏心法
• 欲测定目标点B，由于B点无法到达或B点无法立镜，将棱镜安置在离仪器上进行测量，先测定至棱镜的距离(DZB =DZBi)，然后转动望远镜照准待测目标点Bi，读取水平角LB，则测得B点坐标为：
X B X Z DZB cos ZB YB YZ DZB sin ZB
距离偏心法
• 欲测定B点，但B点不能立标尺或反光镜，可先用极坐标法测定偏心点Bi （水平角读数为Li，水平距离为 SZBi），再丈量偏心点Bi到目标点B 的距离△Si，即可求出目标点B的坐标。

数字测图原理与方法复习提纲(1-4章)

第一章绪论1.测绘学P1测绘学是研究和推算地面的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形态和人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地球分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术的学科。

2.测量学P2测量学研究地球表面局部地区内测绘工作的基本理论、技术、方法及应用。

3.测绘学研究的对象及任务P1测绘学分支学科：大地测量学、摄影测量学、地图学、工程测量学、海洋测绘学。

4.广义的数字测图包含的内容P31）地面数字测图：利用全站仪或其他测量仪器进行野外数字化测图。

2）地图数字化：利用数字化仪对纸质地形图的数字化。

3）数字摄影测量：利用航摄、遥感相片进行数字化测图。

5.数字测图的发展概况P31）1950s开始自动化问题研究、制图自动化配套设备研制与开发。

1970初制图自动化规模生产，美、加、欧各国相继出现硬件自动制图系统。

2）大比例尺地面数字测图是20世纪70年代电子速测仪问世后发展起来的，80年代初全站型电子速测仪的迅猛发展加速了数字测图的研究和应用。

3）20世纪90年代：基于载波相位差分的RTK实时动态定位技术。

我国：1）第一阶段：利用全站仪采集数据，电子手簿记录，同时人工绘制标注测点点号的草图，到室内将测量数据直接由记录其传输到计算机，再由人工按草图编辑图形文件，并键入计算机自动成图，经人机交互编辑修改，最终生成数字地形图，由绘图仪绘制地形图。

2）仍采用野外测记模式。

开发了智能化的外业数据采集软件；计算机成图软件能直接对接收的地形信息数据进行处理。

目前国内利用全站仪配合便携式计算机或掌上电脑，以及直接利用全站仪内存的大比例尺地面数字测图方法已得到广泛应用。

第二章测量坐标系和高程1.水准面及特性1)处于静止状态的水面称为水准面。

2)特点：1）是一个重力等位面；2）水准面上处处与重力方向垂直；3）水准面有无数个。

2.大地水准面及其在测量中的作用1)把一个假想的、与静止的平均海平面重合并向陆地延伸且包围整个地球的特定重力等位面称为大地水准面。

数字测图教案

数字测图教案XXX教案2016～2017学年第二学期系（部）测量系课程名称数字测图所授学时64授课班级1508主讲教师XXX职称使用教材XXX数字测图XXX教务科制二○一七年三月//数字测图课程教案授课时间第2周2017年3月5日授课班级1508 课时安排2课型√实训课□实验课□题课□其他□理论课□（请打√）授课题目第一章：数字测图概述第一节：数字测图及系统构成教学资源黑板教学目技能目标标吃苦耐劳诚实敬业团结合作情感目标教学方法教师教学案例教学法教学过程设计认识什么是数字测图，了解、剖析数字测图的概念，从大局观的视角知识目标全面认识数字测图系统的构成。

学生研究举动设计学生自由表述一、阐明什么是数字测图，介绍数字测图在当今测量领域的地位及发展前景。

三、引入新课1、数字测图的概念：从野外数据采集到内业制图全过程、一体化的测量制图系统。

2、数字测图的基本思想1）、引见最后的白纸测图的概念及方法：将测得的观测值（数值）用图解的方法转化为图形。

缺陷与弊病：工作量大，变更、修改、存储、查找、传输的不便。

2）、论述数字测图的基本思想：将地面上的地势和地理要素转换为数字量，然后由电子计算机对其进行处理，得到内容丰富的电子地图。

3）、与纸质测图进行比较，概括出数字地图的优点。

（让学生回答优缺点比较，让他们第一时间直观的说出自己感受）3、数字测图系统：是以计算机为核心的，在外连输入、输出设备硬件和软件的撑持下，对地势空间数据进行采集、输入、成图、处理、绘图、输出、管理的测绘系统。

发散思惟//系统组成：数据输入、数据处理、数据输出3部分。

按输入方法不同可区分为：原图数字化数字成图系统、航测数字成图系统、野外数字测图系统和综合采样数字测图系统。

按硬件配置区分为：全站仪配合电子手簿测图系统、电子平板测图体系等。

按输出成果内容区分为：大比例尺数字测图系统、地形地籍测图系统、地下管道测图系统、房地产测量管理系统、城市规划成图管理系统等。

数字测图课件——角度测量

一测回方向观测中误差不超过±6″和± 2 ″ 在工程中常用DJ2、DJ6型经纬仪，一般简称J2 、 J6经纬仪
二、经纬仪的构造
基座：
连接仪器与三脚架.
照准部：
望远镜、水准管、水平度盘、竖直度盘、读数设备等
照准部、度盘、基座结构图
三、照准部
1、望远镜 (1) 结构：同水准仪相同。
C
纵丝
C
物镜
调焦透镜
视准轴
十字丝
目镜
视距丝横丝
（2） J6 经纬仪的光路图
2、水准器
（1）管水准器：
（2）圆水准器：
3、水平度盘
构造: 水平度盘是玻璃制成的圆环，在其上刻有分划，从0°~360°，顺时针方向注记。
度盘变换手轮（水平度盘任意读数的配置）：
直接转动变换手轮,度盘随之变动复测装置
检查归零差是否超限（要求≤±18″）。否则重测。
§3.4 竖直角观测
一、竖直角测角原理
1、竖直角定义:
是同一竖直面内视线与水平线间的夹角。
2 、竖直角的特点：
有仰角，角值为正。有俯角，角值为负。竖直角的大小在 0°～90°之间。
3、天顶距：
是同一竖直面内坐标纵轴方向与视线之间的夹角。它与竖直角为互余.
α=（起始读数）270—R（读数）
90
90
0
180
0
270
α
180 α 270
读数
一测回竖直角：
α=（ α左+ α右）/2
三、竖盘指标差
当竖盘水准管居中，且视准轴水平时，竖盘读数应为90°或270°。但这是理想状态，实际情况是仪器在使用过程中受到震动，当竖盘水准管居中，且视准轴水平时，竖盘读数不为 90°或270°，而是与90°或270°有一定的差值，这个差值称为指标差（用 x 表示）。

数字测图复习资料

数字测图复习资料
第一章：
1. 数字测图的概念？数字测图的基本思路?
2.数字测图有些什么特点？
3 . 3D |3S指那些内容?
第二章：
1.目前的数字测图都有哪些作业模式？
2.全站仪都有哪些常见的测量功能？
3.用全站仪在测站采集坐标时要进行那
些设置好?
4.常见的碎部点测量方法有哪些？极坐
标测量的原理是什么？
5.请叙述草图法测图的步骤。

6.全站仪与电脑之间的数据通信方式有
哪些？什么叫波特率？
7.全站仪与电脑进行数据传输时要设置
哪些参数？
8.测记法测图内业（在cass中）绘图步
骤有哪些？
9.在cass的内业展点时，有哪些展点方
式？并简述如何调用菜单。

10.请叙述等高线的绘制步骤。

11.常见的地物编辑编辑命令有哪些？
12.RTK的概念。

第三章
1.简述简码测图的工作流程。

2.编码测图有哪些优点？
3.线面状地物符号代码有哪些？
第四章
1.电子平板测图所需要的仪器设备有哪些？
2.电子平板测图与‘草图法’测图相比，
具有哪些优点？
3.叙述电子平板法测图的工作步骤。

第五章
1.简述栅格图与矢量图的区别与联系。

2.什么叫地形图的矢量化？
3.简述在南方cass7.0中用‚四点法‛纠
正栅格地形图的差异。

4.什么叫矢量化？
第六章
1.什么是数字地面模型和数字高程模型？有哪几类？
2.简述由等高线构建不规则三角网的方
法。

3.土方量计算方法有那几种？第七章：
1.大比例尺数字成图的过程？。

数字测图与原理复习重点总结(真的很全啊!!!)

第一章数字测图概述1、广义的数字测图主要包括：全野外数字测图(或称地面数字测图、内外一体化测图)、地图数字化成图、摄影测量和遥感数字测图。

2、数字测图概的定义：是通过采集有关的绘图信息并及时记录在数据终端，然后在室内通过数据接口将采集的数据传输给电子计算机，并由计算机对数据进行处理，再经过人机交互的屏幕编辑，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，最终由磁盘、磁带等到贮存介质保存电子地图。

3、数字测图的优点：测图用图自动化、图形数字化、点位精度高、便于成果更新、避免因图纸伸缩带来的各种误差、能以各种形式输出成果、成果的深加工利用、作为GIS的重要信息源4、数字测图的基本过程：数据采集→数据处理→成果输出5、地图图形的数据格式：（矢量数据）是图形的离散点坐标的有序集合。

在直角坐标系中，用X、Y坐标表示地图图形或地理实体的位置和形状的数据。

；（栅格数据）按栅格阵列单元的行和列排列的有不同灰度值的数据集称为栅格数据。

栅格数据的标准文件格式有BMP，PCX，JPEG，TIF等。

（地图扫描屏幕数字化由栅格数据转换成矢量数据，地图扫描屏幕数字化的作业效率要高于手扶跟踪数字化。

）问题：栅格数据与矢量数据的区别？答：矢量数据的优点：表示地理数据的精度高，数据结构严密，数据量小，用网络连接法能完整的描述拓扑结构，图形输出精确美观，图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能够实现。

缺点：数据结构复杂，多边形或多边形网很难用叠置方法与栅格图进行组合，显示和绘图费高，数学模拟比较困难，技术复杂，多边形内的空间分析不容易实现。

栅格数据的优点：数据结构简单，空间数据的叠置和组合十分容易进行，各类空间分析比较容易，数学模拟方便，技术开发费用低。

缺点：图形数据量大，用大像元减少数据量时，可识别的现象结构损失信息多，地图输出不精美，难以建立网络连接关系，投影变换花费时间多。

栅格图像与矢量图形的区别？答：用栅格数据和用矢量数据表示地图基本元素的方法不同，其图形的呈现形式也不同，前者称为栅格图像，后者称为矢量图形，二者的区别如下：(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。

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数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
五、角度的电子测微技术
主要厂家的光栅线数及其分辨率
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
1、四倍频直接测微法另加一个光电二极管，其位置与原来读数的光电二极管间隔1／4的莫尔条纹宽度，两光电二极管所获得的信号的相位差为90°。每相对移动一个光栅，就会产生一个莫尔条纹的移动，且光电二极管接收的莫尔条纹的亮度变化一周。这样，每通过一个条纹，两光电二极管接收的信号就有四个过零点，经过一定的电路就可将四个过零点转化为四个脉冲，且两相邻脉冲间隔为90°，相当于1／4 的莫尔条纹宽度，故称四倍频。
C d t 2
d为在时间t内，光脉冲往返所走的一个单位距离
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
四、相位法测距的基本原理通过测量连续的调制信号在待测距离上往返传播产生的相位变化来间接测定传播时间，从而求得被测距离。
t2D
2f
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
将往返程的正弦波以棱镜站为中心对称展开
2
1
测定从起始方向到实际方向，指标光栅相对光栅度盘移动的光栅数。
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
2、莫尔干涉条纹
y
莫尔干涉条纹：两个间隔相同的光栅叠放在一起并错开很小的夹角，当它们相对移动时，可看到明暗相间的干涉条纹。
y x cot
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
纯二进制编码与葛莱码的编码对照表
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
二、光栅度盘的测角原理
1、光栅度盘光栅是指均匀刻有间隔很小、明暗相间的等宽度分划线。若将分划线刻在光学玻璃度盘上，就构成了光栅度盘。
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
6 4 5
3
1——发光管 2——照明光学系统 3——光栅度盘 4——指示光栅 5——接收光学系统 6——光电接收管
i
P2 P OP2 tan
A
O H A
△
PPM P2 P
H
sin i tan i tan i i tan
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
3 、竖轴误差
竖轴误差V是由于仪器的竖轴偏离铅垂位置所引起的误差，xv为竖轴倾斜误差V对水平角观测读数的影响，则
角度 000 2230 4500 6730 9000 11230 13500 15730
区间 8 9 10 11 12 13 14 15
编码 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
角度 18000 20230 22500 24730 27000 29230 31500 33730
iv V cos
RR N N
xv V cos tan
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
二、竖轴倾斜误差的影响
竖轴的倾斜实际上可分解为两个方向的分量，一个是在望远镜水平时的视准轴方向（x轴）的倾斜分量，另一个则是在与x轴垂直的横轴方向（y轴）的倾斜分量。若不是正对x轴和y轴倾斜，根据几何关系可以将倾斜方向解析到x轴和y 轴上。
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
1、纯二进制码盘
按二进制数的大小依次构成各个不同状态。
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
编码度盘可表示的状态数
S 2
分辨率为
n
360 n 2

数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
区间 0 1 2 3 4 5 6 7
编码 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
2、测距仪的测距精度
mD a bppmD
式中mD——测距中误差，mm； a——固定误差，mm； b——比例误差； D——距离，km。
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
二、测距的基本原理
发射波
测距仪
接收波
反射器
通过测定电磁波在被测距离上往返传播的时间，求得待测距离。
静态度盘测角全站仪的测角原理动态度盘测角
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
编码度盘测角光栅度盘测角
编码度盘测角系统——是采用编码度盘及编码测微器的绝对式测角系统。
光栅度盘测角系统——是采用光栅度盘及莫尔干涉条纹技术的增量式测角系统。动态测角系统——采用计时测角度盘及光电动态扫描的绝对式测角系统。
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
三、脉冲法测距的基本原理
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
主波脉冲和回波脉冲之间的时间间隔是光脉冲在测线上往返传播的时间t2D，而t2D 是由标准时间脉冲振荡器不断产生的具有时间间隔（t）的电脉冲数n来决定的。
即t2 D nt
1 C 所以D C t 2 D nt nd 2 2
x
如果两光栅的相对移动是沿x方向从一条分划线移到相邻的另一条分划线，即一个格栅距离x；则干涉条纹在y方向上移动一周，即光线由暗到明、再由明到暗的变化是一个周期，为一个条纹宽度y；于是干涉条纹移动的周期总数就等于所通过的格栅数。如果数出和记录光电传感器所接收的光强变化周期总数，便可测得移动量，再经光电信号转换，最后得到角度值。
xv V cos tan
竖轴倾斜误差对水平方向值的影响不仅与竖轴倾斜角V有关，而且还随照准目标的垂直角度和观测目标的方位不原理
RR sin iv OR
N N ON sin V
ON OR cos
四、读数系统 1、编码度盘的读数系统
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
2、光栅度盘的读数系统
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
在光栅度盘读数系统中需注意的几个问题：（1）为了消除光栅刻制误差的影响，通常是采用对径位置安放光电探测器扫描；（2）为了提高测角精度，必须采用角度测微技术；（3）为了实现正确计数，必须进行计数方向判别。
数字测图原理与应用
第三章全站仪的测量原理
第三章全站仪的测量原理
§1全站仪的测角原理
§2全站仪的测距原理 §3全站仪的补偿器原理 §4全站仪的数据处理原理
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
§1全站仪的测角原理
电子经纬仪与光学经纬仪的根本区别在于读数系统不同，它采用光电扫描和电子元件进行自动读数和液晶显示。
c xc cos
xc与视准轴误差c成正比，且随着目标点的垂直角度α的增大而增大。
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
aa′＝AA′
aa ' sin xc Oa '
AA′＝OA′×sinc Oa′＝OA′×cosα
c xc cos
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
1 D C t2 D 2
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
电磁波测距仪主要可分为两种类型：（1）脉冲式测距仪。它是直接测定仪器发出的脉冲信号往返于被测距离的传播时间，进而按上式求得距离值的一类测距仪。
（2）相位式测距仪。它是测定仪器发射的测距信号往返于被测距离的滞后相位φ来间接推算信号的传播时间t，从而求得所测距离的一类测距仪。
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
2、正弦比内插测微法
将获得的光强与发光二极管发射的光强信号比较，叠加后获得信号的相位差φ。由于测定相位φ的计数器具有2π／1000的分辨率，即相当于把一个周期的正弦值细分成1000等份，这样就大大提高了测角分辨率。
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
当测距仪的测距较大时，各调制频率值相差很大，一般不采用直接与测尺长度相对应的测尺频率，而采用一组数值比较接近的间接测尺频率，利用其差频频率作为测尺频率。常用间接测尺频率
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
§3全站仪的补偿器原理
一、全站仪的三轴误差全站仪三轴关系
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
§2全站仪的测距原理
光波测距仪 AGA 2A
激光测距仪 AGA8
微波测距仪 CMW20
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
红外测距仪 DI5
一、测距仪的测程和测距精度
1、测距仪的测程
即测距仪一次所测得的最远距离。
（1）短程测距仪——测程在5km以内；（2）中程测距仪——测程在5～30km；（3）远程测距仪——测程在30km以上。
2 、横轴误差
横轴误差i是由于横轴和竖轴之间不垂直所引起的倾斜误差，设△i为横轴倾斜误差i对水平角观测读数的影响，则
i i tan
△i的大小不仅与i角的大小成正比，而且与目标点的垂直角α有关。
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
P’’
PM P2 sin i OP2 PM P2 PPM tan i
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
三、动态测角的基本原理
LS为固定传感器，LR为随望远镜转动的可动传感器，这两个传感器之间的夹角就是要测定的角度值。
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
1、粗测粗测nφ0只能够测定角度值中的大数 2、精测
T 0 T0
数字测图原理与应用第3章全站仪的测量原理
t2D
2N C D N N N 2f 2 2 2f