数字测图课程主要概念

数字测图课程主要概念
地形图：利用测量仪器将地球表面局部区域内各种地物、地貌的空间位置和几何形状，按一定的比例尺，用规定的图式符号绘制成的正射投影图。

地物：天然或人工形成的各种固定物体。

（表示方法：图示符号）
地貌：描述地表面的高低起伏形态。

（表示方法：等高线）
地形：地物与地貌的总称。

数字测图就是要实现丰富的地形信息、地理信息数字化和作业过程的自动化或半自动化，尽可能缩短野外测图时间，减轻野外劳动强度，而将大部分作业内容安排到室内去完成，与此同时，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，而且不会损失观测值精度。

数字地形图：用数字形式存储全部地形图信息的地图，用数字形式描述地形图要素的属性、定位和关系信息的数据集合，是存储在具有直接存取性能的介质上的关联数据文件。

绘图信息: 定位信息连接信息属性信息
数字测图系统（Digital Mapping System）：以计算机为核心，在外连输入、输出硬件和软件设备的支持下，对地形空间数据进行采集、输入、成图、处理、绘图、输出、管理的测绘系统
数字测图系统
1基于现有地形图的数字成图系统
2基于影像的数字测图系统
3地面数字测图系统
数字测图的作业模式
1. 数字测记模式:全站仪数字测记模式RTK GPS数字测记模式
2. 电子平板测绘模式
3. 地图数字化作业模式
全站仪是全站型电子速测仪的简称，它集电子经纬仪、光电测距仪和微处理器于一体，能完善地实现测量和处理过程的一体化。

全站仪的特点
1.整体式的结构
2.向智能化操作与大屏幕字符、数字显示发展
3.自动改正轴系误差，适应在单个度盘位置的高精度测角与测点。

4.丰富的内存软件功能和可编程性发展
5.存储卡和便携式微机用于全站仪的数据采集
全站仪的功能
基本测量功能(角度、距离、高差测量)
坐标测量功能
专项测量功能
碎部点测算原理
♦在野外数据采集中，若用全站仪测定所有独立地物的定位点、线状地物、面状地物的转折点（统称碎部点）的坐标，不仅工作量大，而且有些点无法直接测定。

因此，必须灵活运用“测算法”，测算结合来确定碎部点坐标。

地图符号的自动绘制
♦符号化是数字化成图系统最重要功能，直接影响成图效率与质量
♦地图符号种类繁多，是一个极为复杂的体系，要实现地图符号的自动绘制，要建立一个结构完整、功能完备、开放式的地图符号库
自动绘制基本方法
♦符号库按生成符号数据的方法分为两类：
1、程序法
由绘图程序按符号图形参数计算绘图向量并绘制地图符号
2、符号库法
通过程序处理已存在符号库中的信息块
地图地物符号按图形特征可以分为三类：点线面状符号
等高线的自动生成
♦野外测定的地貌特征点一般是离散的数据点，由离散点绘制等高线的方法是：首先构建数字地面模型（DTM），然后在DTM上跟踪等高线通过点，再利用适当的光滑函数对等高线通过点进行光滑处理，从而形成光滑的等高线。

DTM（Digital Terrain Model）——”DTM是描述地面诸特性空间分布的有序数字阵列，在最通常的情况下，所描述的地面特性是地面点的高程Z，它们的空间分布由X，Y 水平坐标系来描述，也可以用经纬度来描述”——F.T.Doyle
DTM——表示地面起伏形态和地表景观的一系列离散点或规则点的坐标数值集合的总称
♦数字高程模型DEM(Digital Elevation Model)——以数字的形式按一定结构组织在一起，表示实际地形特征空间分布的模型，是定义在x,y域离散点（规则或不规则）上以高程表示地面起伏形态的数字集合。

♦DEM的核心是地形表面特征点的三维坐标数据和对地表提供连续描述的算法。

最基本的DEM由一系列地面点x,y位置及其相联系的高程Z组成。

规则格网ＤＴＭ
♦一般采用规则矩形格网，用矩形格网点三维坐标来描述地面特性的空间分布。

其数据的获取可以是直接采样（例如：从航测立体模型上规则采样），也可以是根据不规则采样点进行内插。

一般采用不规则三角网（ＴＩＮ），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型结构，用三角形顶点的三维坐标来描述地面特性的空间分布。

它的每个基本单元的核心是组成不规则三角形的三个顶点的三维坐标，这些坐标数据完全来自原始测量成果。

在数字测图的建模中，都是采用三角形格网法，因为它避免了因内插方格网而牺牲原始测点的精度，从而保证了整个数模的精度。

不规则三角网构建方法
建立TIN的基本过程是将最邻近的三个离散点连接成初始三角形，再以这个三角形的每条边为基础连接邻近离散点，组成新的三角形。

新三角形的边又成为连接其它离散点的基础，继续下去，直到所有的三角形的边都无法再扩展成新的三角形，所有的离散点都包含在三角网中。

♦1、最近距离法
♦2、最小边长法
♦3、泰森多边形算法（常用）
等高线的生成要在生成DTM之后，因此主要有网格法和三角网法。

由于TIN格网没有原始测点精度的损失，精度高于格网法，因此等高线生成往往采用三角网法
等高线自动生成过程
♦1、自动连接三角网
♦2、在三角形边上内插等值点
♦3、寻找等值线起始点和追踪等值点
♦4、连接等值点绘制光滑曲线
扫描矢量化
♦地图经扫描后，形成以一定的分辨率按行和列规则排列的栅格矩阵，每个栅格称为一个像元或像素，每个像元可用不同的灰度值来表示，灰度值可以是黑、白二值模式，也可以是不同的彩色值，这种以像元灰度值组成的矩阵形式的数据称为栅格数据，相应的图像称为栅格图像。

♦栅格图像中的各像元之间彼此没有任何逻辑上的关系，对栅格图像而言，图像的放大或缩小会使图像信息产生失真，尤其是放大时，图像目标的边界会发生阶梯效应。

因此，需要用专用扫描图像处理软件对其进行诸如点处理、区处理、帧处理、几何处理等加工，由此提高影像的质量；然后利用专用软件的矢量化功能，采用交互矢量化或自动矢量化的方式，对地形图的各类要素进行矢量化，并对矢量化结果进行编辑整理，存储在计算机中，最终获得矢量化数据，即数字化地形图。

前提条件
♦1、现势性好
♦2、图面清晰
♦3、图纸变形较小
地图定向
♦
♦赫尔默特变换（2个已知点）
♦仿射变换（3个已知点）
♦线性变换（4个已知点）
♦二次变换（6个已知点）
定向点类型：图廓点控制点定向点的分布要均匀，并能覆盖整个图幅范围。