数字测图硬件全站仪
数字测图技术简介与实用方法
数字测图技术简介与实用方法随着科技的不断发展，数字测图技术在各个领域的应用越来越广泛。
它可以将实物转化为数字形式，为我们提供便利和信息支持。
本文将对数字测图技术进行简介，并介绍一些实用方法。
一、数字测图技术简介数字测图技术是一种利用现代科技手段将实物或场景进行数字化记录和绘制的方法。
在数字测图的过程中，常见的技术手段包括激光测距、影像测量、全站仪、三维扫描等。
1.激光测距技术激光测距技术是通过测量光线的传播时间或光束的反射来测量距离的方法。
它可以快速准确地获得物体的三维坐标信息，并可在计算机中生成相应的数字模型。
激光测距技术广泛应用于建筑测量、地质勘探、城市规划等领域。
2.影像测量技术影像测量技术利用摄影测量仪等设备对场景进行拍摄，并通过图像处理和测量技术来获取物体的尺寸和三维信息。
该技术具有非接触、高效快速等特点，被广泛应用于地理测绘、土地调查等领域。
3.全站仪技术全站仪是一种综合了测距、测角、数据处理等功能的测量设备。
它可以通过三角测量原理测定点的平面坐标和高程，实现对场地或建筑物的三维测量。
全站仪技术常用于工程测绘、地形测量等领域。
4.三维扫描技术三维扫描技术是利用激光、光栅或电磁波等设备对实物进行扫描，获取真实物体的三维坐标和形状信息。
这种技术可以高精度地获取物体的表面形状，被广泛应用于数字建模、CG制作等领域。
二、数字测图技术的实用方法除了了解数字测图技术的基本原理和分类，我们还需要了解如何使用这些技术来进行实际测绘工作。
1.地形测量数字测图技术在地形测量中发挥着重要作用。
通过激光测距技术可以快速获取地形的高程信息，并利用影像测量技术可以获取地物的分布和形状。
这些数据可以为土地规划、道路设计等提供支持。
2.建筑测量数字测图技术在建筑测量中也有广泛应用。
通过全站仪等设备可以快速获取建筑物的尺寸和平面坐标，而三维扫描技术可以获取建筑物立面和内部结构的三维模型。
这些数据在施工过程中的定位和监测中起到重要作用。
测绘新技术介绍
可接受电子手簿和外部计算机 旳指令和数据。
六、全站仪与经纬仪相比具有下列优点:
1、测量成果自动统计在"电子手簿"中,降低了读数 旳错误和统计旳粗差,提升了功能。
2、利用全站仪中旳微处理器,经过传感器能够自 动旳改正仪器轴系误差,提升测量精度; 3、距离改正,高差计算和坐标计算在仪器上自动完 毕,降低了内业计算工作量; 4、角度测量中自动扫描整个度盘,并求出平均值作 为成果,消除了度盘旳刻 划误差和偏心差。
数字化测图则不同，若距离在300m以内时测定地物点误差约为 ±15mm，测定地形点高程误差约为±18mm。电子速测仪旳测量数据作为 电子信息能够自动传播、统计、存储、处理和成图。在这全过程中原 始测量数据旳精度毫无损失，从而取得高精度（与仪器测量同精度） 旳测量成果。
数字地形图最佳地反应了外业测量旳高精度，也就是最佳地体现 了仪器发展更新、精度提升旳高科技进步旳价值。
第二阶段： 测记模式不变，成图软件向实用化发展。
开发了智能化旳外业采集软件，它不但作单点点位统计，而 且统计成图所需旳全部信息，而且有某些统计内容可由软件自 动统计，降低了键入数据旳工作量。计算机也初步具有了自动 检索编辑图形文件旳功能，减免了人工画草图旳工作。假如再 配置一种（A3/A4）小型绘图仪，现场就能够按坐标实时展点绘 图，及时检验和纠正绘图错误。
• 整体式（integrated），也称集成式，它是将电 子经纬仪和测距仪融为一体，共用一种光学望远 镜，使用起来更以便。
• 常见旳有日本（SOKKIA）SET系列、拓普康 （TOPOCON）GTS系列、尼康（NIKON）DTM系列、 瑞士徕卡（LEICA）TPS系列，我国旳NTS和ETD系 列。
数字测图阶段性作业1
中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院数字测图课程作业1（共 4 次作业）学习层次：专科涉及章节：第8章——第9章一、名词解释1、地形测量：2、数字测图系统：3、串行接口：4、并行接口：二、简答题1、简述数字测图所需解决的问题。
2、简述数字测图发展的“两模式”“三阶段”。
3、简述数字测图的主要作业模式4、简述数字测图系统的组成参考答案一、名词解释：1、地形测量是利用测量仪器对地球表面局部区域内各种地物、地貌（地形）的空间位置和几何形状进行测定，并按一定的比例尺缩小，绘成地形图。
2、简称DSM系统是以计算机为核心，在外连输入输出设备软、硬件的支持下，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。
3、数据以二进制位的顺序在一条信号线上传送，每次只传送一个数据位。
一般有25芯、9芯。
4、通过多条数据线同时传送数据。
一般为25芯。
二、简答题1、使采集的图形信息和属性信息为计算机识别；由计算机按照一定的要求对这些信息进行一系列的处理；将经过处理的数据和文字信息转换成图形，由屏幕输出或绘图仪输出各种所需的图形；按照一定的要求自动实现图形数据的应用问题。
2、全站仪自动跟踪测量模式和GPS测量模式；第一阶段：全站仪+电子手簿+成图软件，特点是单点记录；第二阶段：全站仪+电子手簿+成图软件，特点是除记录点位信息以外，还记录成图所需的全部信息；第三阶段：全站仪+便携机+成图软件。
3、全站仪+电子手簿测图模式；普通经纬仪+电子手簿测图模式；平板仪测图+数字化仪数字化测图模式；旧图数字化成图模式；测站电子平板测图模式；镜站遥控电子平板测图模式；航测像片量测成图模式。
4、硬件：全站仪、数据记录器、计算机、绘图仪、打印机、数字化仪等；软件：系统软件、应用软件。
数字测图的作业模式
二、数字测图的作业模式（一）数字测记模式（简称测记式）1.全站仪+电子手簿测图模式2.普通经纬仪+电子手簿测图模式3.平板仪测图+数字化仪测图模式4.RTK-GPS数字测记模式（二）电子平板测绘模式（简称电子平板）1.测站电子平板测图模式2.镜站遥控电子平板测图模式3.掌上电子平板模式（三）地图数字化模式（1）数字测记法模式：将野外采集的地形数据传输给电子手簿，利用电子手簿的数据和野外详细绘制的草图，用全站仪或测距仪配合经纬仪测量，电子手薄记录，同时配有人工草图。
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，到室内将测量好的数据直接由记录器传输到计算机，再由人工按草图编辑图形文件，并键入计算机自动成图，室内在计算机屏幕上进行人机交互编辑、修改，生成图形文件或数字地图，由绘图仪绘制成图。
随着成图软件向实用化发展。
开发了智能化的外业数据采集软件，它不仅作单点点位记录，而且记录成图所需的全部信息，并且有一些记录内容可由软件自动记录，减少了键入数据的工作量。
计算机也初步具备了自动检索编辑图形文件的功能，减免了人工画草图的工作。
计算机成图软件能直接对接收的地形信息数据进行处理。
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进行大比例尺地面数字测图。
( 2)电子平板测绘模式：电子平板测图是利用电子平板测绘成图系统，把便携计算机与全站仪连接，与传统的平板视距法成图类似，在野外利用电子全站仪测量，将数据传输给便携式计算机，用便携计算机替代大平板，实时进行数据采集，测量工作者在野外实时地在屏幕上进行人机对话，对数据、图形进行处理、编辑，最后生成图形文件或数字地图，电子平板测绘系统是在传统数字化成图系统的基础上开发而成，其数据采集与图形处理在同一环境下完成，实时处理所测数据，具有现场直接生成地形图“即测即显，所见所得”等优点，但对阴雨天、暴晒或灰尘等条件难以适应。
另外，把实地图形显示在屏幕上，操作员可根据实地信息直接成图，也可先把点展在图上，一站结束后再成图。
数字测图基本方法
摄影测量数字测图法
总结词
高分辨率、非接触性
详细描述
摄影测量数字测图法是一种基于摄影技术的数字测图方法。通过航空或地面摄影获取地 形影像，然后利用摄影测量技术，提取地形点的三维坐标，并利用数据传输和处理技术， 将测量数据转化为数字地图。该方法具有高分辨率和非接触性的特点，适用于难以接触
的地区或危险地形的测量。
精度要求
数字测图对测量精度的要求很高，包括平面精度和高度精度 。平面精度指地形图中地物点的相对位置精度，高度精度指 地形图中地貌点的绝对高程精度。
误差来源
数字测图的误差来源主要包括仪器误差、人为误差和环境误 差。仪器误差包括全站仪、GPS等测量仪器的误差，人为误 差包括观测和记录误差，环境误差包括大气折射、地球曲率 等影响。
REPORTING
WENKU DESIGN
数字测图的基本概念
数字测图
利用全站仪、GPS等测量仪器， 获取地形、地物等空间信息，通 过计算机软件处理，最终以数字
形式表示地形图的测量方法。
数字地图
以数字形式存储和表示地形图的地 图，可以通过计算机软件进行显示、 编辑和处理。
数字测图系统
由测量仪器、数据采集和处理软件、 计算机硬件和软件等组成的系统， 用于实现数字测图。
GPS-RTK数字测图法
总结词
覆盖广、实时动态
详细描述
GPS-RTK数字测图法是一种基于全球定位系统（GPS）技术的数字测图方法。通过实时动态差分（RTK） 技术，能够实时获取地形点的三维坐标，并利用数据传输和处理技术，将测量数据转化为数字地图。该方 法具有覆盖范围广、实时动态的特点，适用于大规模的地形测量和地图更新。
扩展性原则
选择的数字测图软件和硬件设备应具 有一定的扩展性，以便于未来升级和 扩展功能。
全站仪数字测图
1.器材与设备:
全站仪 1台 三脚架 1个 棱镜 2个 对中杆 2个 绘图板 1个
全站仪
绘图板
2.人员安排:观立绘测镜图员
员
员
3.仪器安置: 选取地面控制点3个，分别用于仪器设站点、定向点、检测点。
检测点
设站点
定向点
4.输入测站及定向（后视）坐标:
仪器与棱镜架设之后，首先输入测站点坐标，再瞄准后视棱 镜，输入后视坐标。
5.检测:
将第二个棱镜安置在检测点，瞄准棱镜，测量坐标。将测量 值与真值进行对比，误差小于2CM，即设置成功。
6.绘制草图: 绘制测区草图，并标注点号与属性。
7.采集碎部点坐标: 按点号顺序，依次采集各碎部点坐标，并存储在全站仪中。
碎部点
8.小结:
全站仪测图主要内容包括：仪器设备选取、人员安排、设 置测站、草图绘制、数据采集。其中仪器安置是测图的核心， 仪器要保证安置正确，坐标录入、检测均正确，才能进行数字 化测图。
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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。
第二章-数字测图系统
向的仪器。
全站仪（激光测距） 陀螺仪 GPS
数 1.5、全站仪的发展趋势
字
—测— 测量机器人的来临！
图
技
术
1、度盘读数自动化！
2、目标照准自动化！
3、基座安平自动化！
4、仪器对中自动化？
5、仪高量取自动化？
数
GPS 定位
字 测
GPS定位技术是近代迅速发展起来的卫星定位
图 技术，在国内外获得了日益广泛的应用。随着全
1、仪器应由专人使用、保管。迁站、装箱时只能握住仪器的支架，而不能握住 镜筒，以免对仪器造成损伤，影响观测精度。
测
图
2、日光下测量应避免将物镜直接瞄准太阳。若在太阳下作业应安装滤光器。
技
3、避免在高温和低温下存放仪器，亦应避免温度骤变（使用时气温变化除外）。
术
在高温天气作业时，必须撑伞，否则仪器内部温度容易升到60~70℃，从而缩短
自动目标识别并驱动轴系
术 照准目标，把测量员从全站
仪测量工作中最为繁重一项
操作——人工照准目标中解
脱出来，使测量员可以远离
测站。
从此，全站仪的“自动 化”又上了一个新的台阶。
数 （四）全站仪的无合作目标测距
字
测
图 技 术
有的时候，在目标点 上要摆反射棱镜是比较麻
烦的，甚至是不可能的，
此时要测距怎么办呢？
部分和用户接收部分组成。
数 字 测 图 技 术
GPS定位系统
GPS卫星
（空间星座部分）
地面监控系统
（地面监控部分）
GPS接收机
（用户接收部分）
24颗卫星
1个主控站 3个注入站 5个监测站
各型GPS 接收机
试论全站仪在数字测图中的应用
【 关键 词】 全站仪 ； 测量原理； 城市数字测图 ； 误差
１ ． 全 站 仪 的 测 量 原 理
电子测距 技术 电子测距的基 本原理是利用 电磁波在空 气中传播 的速 度为 已知 这一特性 ， 测 定电磁波在被测距离 上往返传播 的时间来求得距离值 但是 ． 这种直接测距 的方法实现起 来非常 困难 ． 当我们要求 较高 的测 量精度 时， 对测量 时间的要求很 高． 这在实践过程 中是非常 困难 的。 因 此． 我们在 实际的测距过程 中可以根据此原理采取 改进的方法进行测 距 。在 实际过程 中主要用脉 冲法 ： 测距使用 的光源 为激光 器．它发射一束极 窄的光 脉冲射 向目标 ． 同时输 出一 电脉 冲信 号． 打开 电子 门让标准频率发生 器产 生的时标脉 冲通过并对其进行计 数 光 脉冲被 目 标反射后 回到发 射器 ． 同样产生 电脉 冲。 关 闭电子 门终止时标脉 冲通过 徕卡 Ｄ Ｉ ３ ０ ０ ０即是采用 了脉 冲法 的测距原理 ． 经过 技术革新 ． 脉冲法测距 的精 度得到 了极大地提 高 实践表明 ． 其测量精度并不低于相位法测距 的精度 。 基本测距原理 如 图一 所 示 ： 电子 测 角技 术 电子测角 ． 即角度 测量的数字 化 ． 也就是 自动数字显示 角度测量 结果 ． 其 实质是用 一套角码转换 系统来代替传统 的光 学读数系统 。目 前． 这套转换 系统有两类 ： 一类是采用编码度盘 的所谓 “ 绝 对法” 测角 ， 类是 采用光栅度盘 的所谓 “ 增量法 ” 测角
一
２ ． 全站仪与 Ｒ Ｔ Ｋ在 城 市测 量 中 的应 用
为能够满足城市测量 的需求 ．以及在短时间内完成作业任务 ． 使 用 Ｒ Ｔ Ｋ ＋ 全站仪可 以满足这些需求 ． 并且能够保持更好 的精 度 城市 中高等级控制点距离远 、 不通视 ， 普通等级点城市中破坏大 、 测量过程 中通视不方便（ 车、 人容易阻挡视线） 。 完全利用全站仪耗时 间、 耗人力 ， 无 法快速测量。利用 Ｒ Ｔ Ｋ ＋ 全站仪 的方 法可以很好的解决这些 问题。 在测 区范围内利用 Ｒ Ｔ Ｋ布 设控制点 、在 Ｒ Ｔ Ｋ不容 易到 达或局 限性 较 大 的地 方可在 附近布设控 制点在利用 全站仪进 行测量 ． 这样 可以 快 速完成各种测量 任务切精度也 可保证 在西北 民族大学 的测 量任 务中， 由于测 区地形 复杂 、 控 制点离 测区较远 、 恢复点 附近高层建 筑 物 多。使用 了该方法进行 楼点位恢复作 业。 在通过 Ｒ Ｔ Ｋ测 量中在受 干扰较大 的点位上 ． 采取在其附近布设控制点然后利用全站仪进行了 点位恢复 ． 在开 阔区域附近直接利用 Ｒ Ｔ Ｋ进行 了点位 的恢复。 然后又 直 接利用全站仪布导线在放点的方法进行了作业 在完成测量任务后 对少 数点利用静态 Ｇ Ｐ Ｓ 接受 机进行了长大 ６ ０ 分钟的复测 ． 结果 表明 利用 Ｒ Ｔ Ｋ ＋ 全站仪 的方法所放 点位精度 优于全站 仪布导线放点 位的 精度 。 ３ ． 全 站 仪在 测 图 点位 中误 差 分 析 测 角误 差分 析 检验合格 的全站仪水平角观测的误差来源主要有 ： 仪器本身 的误差（ 系统误差１ 。这种误差一般可采用适 当的观测方 法来 消除或减低其影 响 ．但在全站仪 测图中对角度 的观测 都是半测 圆。 因此 ， 这里还是要考虑其对测角精度的影响。 在今 后的若干年 内 ．仪器 的开发 和使 用将主要表现在 软件 技术 中 在来全站仪的发展 可能将有 以下 突破 。 （ １ ） 仪器采集数据的能力将 加强 。 （ ２ ） 仪器 的 自 我诊断和改正能力将进一步完善 ． 观测数据 的精度 将进一步提高 （ ３ ） 仪器 的实时处理数据的能力将提高 ． 内置应用程序 将增 多。 （ ４ ） 系统集成 将受到开发者 和使用者 的关注 。 （ ５ ） 仪器间的数 据直接交换和共享将成为现实 ． 内业工作将 更多的在观测的同时予以
第3章数字测图系统硬件
全站型电子速测仪（Electronic Theometer Total Station），它由电子经纬仪、光电（主要 为红外线）测距、电子微处理器及数据自动记 录装臵等部分构成。 (一)全站型电子速测仪的特性 1.自检与改正功能 2.大容量内存 3.双向传输功能 4.程序化 5.智能化：单人测量系统
（三）目标的自动识别与照准
自动目标识别并驱动轴系
照准目标，把测量员从全站 仪测量工作中最为繁重一项
操作——人工照准目标中解化”又上了一个新的台阶。
三、徕卡全站仪—新技术的领导先驱
（四）全站仪的无合作目标测距
有的时候，在目标点 上要摆反射棱镜是比较麻 烦的，甚至是不可能的， 此时要测距怎么办呢？ 现在有同轴型的全站 仪，可以无合作目标测距， 即所谓的“测站”单人测 量系统。
增量式光栅度盘测角原理
3．动态光栅度盘测角原理
n0 0
(1).粗测 粗测 n0 只能够测定角度值中的大数。 (2).精测
T 0 T0
式中：0—动态度盘旋转过角度0 所用的时 T 间； △T—转过 所用的时间。
4.读数系统 （1）编码度盘的读数系统 在用编码度盘的电子经纬仪中，通过光电 探测器获取特定度盘的编码信息，并由微处理器 译码，最后将编码信息转换成实际的角度值。
一、计算机硬件（略） 二、部分输入、输出设备
1.图形数字化仪 数字化仪由数字化板、定标器及控制电路组成。 数字化板：一个精细的坐标系。 主要技术指标：分辨率、精确度和幅面大小。 分辨率：是能分开相邻两点的最小间距，通常为 ±0.01mm~±0.05mm，即500线/mm~500线/mm。 精确度：指量测坐标值与原图坐标值的符合精度， 一般为±0.025mm~±0.20mm； 有效工作幅面：最小为280mm×280mm，最大可 达1000mm×1200mm。图纸的幅面由A4~A0。
数字测图中的全站仪联合GNSS-RTK的有效利用
数字测图中的全站仪联合GNSS-RTK的有效利用摘要：随着我国工程建设领域行业的不断发展，测绘工程的技术水平也得到了显著的提升，尤其是在数字测图方面，在作业模式上不仅实现了多元化，同时科技化、数字化、智能化的信息采集，也保证了数字测图工作目标的高效完成。
全站仪是数字测图常用到的设备，自身具备高精度，以及使用方便灵活的优势特征，测量技术人员，可通过卫星、差分技术等，在短期内实现理想的精度定位。
另外在全站仪的基础上，组合其他先进测量技术，如GNSS-RTK卫星定位系统等，可显著提升数字测图工作完成的理想程度。
对此本文就数字测图中的全站仪联合GNSS-RTK的有效利用展开分析，希望对于我国测绘工程的可持续发展，起到积极促进的作用。
本文讨论了数字测图以及应用到测量设备的相关理论基础、使用方法、对内外工作的实践与优缺点内容，并结合实例进行分析，总结出了结论与见解，希望对数字测图工作的实践起到参照性的作用。
关键词：数字测图；测绘工程；GNSS-RTK；全站仪一、绪论数字测图主要是指通过全解析机助测图技术，将以往纸绘的地形图，转变成以计算机为载体的数字化地形图，继而实现对野外的实地测量。
计算机可对数字地形信息进行传输与处理等操作，与模拟测图来说，还有着很大的发展空间，尤其是在经济性、劳动强度、工作效率等方面，都要符合当前信息时代发展的需求与特征，从而更好的保证测绘数据的利用率与更新程度。
（一）数字测图概念及基础分析地图，属于古老、有效持续沿用，来表达地表现象的方式，是对自然界世界、社会人文位置，以及空间特性等信息，最为直接的表达方式。
数字测图主要是对地形数据采集和成图过程自动化或半自动化，尽量缩短外业时间，将大部分内容在室内完成，将大量手工作业转化为计算机控制下的自动操作，不仅能减轻工作量，并能保证数据的精度要求；其中表达形式包括以下几种；第一、数字线划图（DLG），指在以往地形图的基础上，将地理要素，分成储存的矢量数据集，地形图也就是所谓的数字线划图。
数字测图系统的硬件设备知识简介
数字测图系统的硬件设备知识简介
数字测图系统是一种用于进行测量和绘图的先进设备，它能够通过数字化技术实现精准的测量和绘图工作。
数字测图系统的硬件设备包括以下几个方面的知识：
1. 测量仪器：数字测图系统通常配备有各种类型的测量仪器，如全站仪、GPS定位仪、激光测距仪等。
这些仪器能够实现对地面特征、建筑物、道路等场景的高精度测量，为后续的绘图工作提供准确的数据支持。
2. 计算机设备：数字测图系统需要配备高性能的计算机设备，用于数据处理、图像处理、绘图和分析等任务。
通常情况下，数字测图系统会使用专门的绘图软件和地理信息系统（GIS）软件，以实现测量数据的数字化处理和地图制作等功能。
3. 显示设备：数字测图系统通常使用高分辨率的显示设备，如液晶显示器、投影仪等，用于显示测量数据、绘图结果和地图信息。
这些显示设备能够提供清晰、精确的数字图像，方便用户进行数据分析和可视化呈现。
4. 数据存储设备：数字测图系统需要使用大容量的数据存储设备，如硬盘、固态硬盘、云存储等，用于存储测量数据、绘图文件和地图信息。
这些数据存储设备能够保障数据的安全性和可靠性，保证用户随时能够获取所需的数据和信息。
总的来说，数字测图系统的硬件设备包括测量仪器、计算机设备、显示设备和数据存储设备等。
这些设备的高性能和互联互
通性能，能够为用户提供高效、精准的测量和绘图服务，广泛应用于土地测绘、城市规划、建筑工程、地理信息系统等领域。
大比例尺数字地形图测绘
n
X i X i 2
M x i1 n 1
n
Yi Yi 2
My
i 1
n 1
Ms
n
S
2 i
i 1
n 1
n
Hi Hi 2
（1）数据说明：产品名称和范围、存储、数学基 础、采用标准、数据采集方法、数据分层、产品生 产、产品检验、产品归属和备注等说明。
（2）数学基础：地形图采用的平面坐标和高程基
准、等高线等高距。
（3）数据分类与代 码 ：应 按 照 GB14804-93 《1 : 500 1 : 1 000 1 : 2 000 地形图要素分类与代码》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。
记录格式
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8
A1 — 记录类别 A2 — 点号 A3 — 连接点号 A4 — 线型和线序 A5 — 地形要素代码 A6 、 A7 、 A8 — 碎部点的、坐标、高程
三、图形信息码
1. 地形图要素分类和代码
按照GB14804–93《1 : 500 1 : 1 000 1 : 2 000 地形图要素分类与代码》标准，地形图要素分为9个 大类： 测量控制点 居民地和垣栅 工矿建（构）筑物及其它设施 交通及附属设施 管线及附属设施、
非空间数据 主要包括专题属性数据和质量描述数据等。它表
示地理实体的本质特性，是地理实体相互区别的质 量准绳，如土地利用、土壤类别等专题数据和地物 要素分类信息等。
时间因素
时间因素为地理信息增加了动态性质。这种动态 变化特征，一方面要求信息及时获取并定期更新， 另一方面要重视自然历史过程的积累和对未来的预 测和预报。
数字测图2
四、接口
1、作用：连接计算机与输入输出设备 2、分类：串行接口、并行接口 3、串行接口：数据以二进制位的顺序在一条信号线上 传送，每次只传送一个数据位。 25芯、9芯 4、并行接口：通过多条数据线同时传送数据。一般为 25芯。 1、GND 保护地
2、TXD 发送数据 3、RXD 接收数据
大比例尺数字测图的原理 方法与应用
——数字测图
第二章 数字测图计算机系统的基本知识
§2.1 概述
数字测图系统 硬件：全站仪、数据记录器、计算机、绘图仪、打印机、数字 化仪… 软件：系统软件、 外部设备 一、图形数字化仪（graphic digitizer)（图2--5） 1、作用：将图形数据进行转换后输入计算机 2、构成：数字化板、定标器（游标）、控制电路 3、精度指标：±0.025mm～ ±0.25mm(精度） ±0.01mm～ ±0.1mm(分辨率） A4 ～A0（工作幅面）
1
2
3
4
5
4、RTS 5、CTS 6、DSR
请求发送 允许发送 数据准备就绪 信号地
6
7
8
9
7、SG
20、DTR 数据终端准备就绪
§2.3 计算机软件
一、系统软件 二、应用软件
第三章
全站型电子速测仪及其应用
§3.5 全站仪数据通信
一、PCMCIA记录卡 便于异地传送数据 二、电缆传送 全站仪都采用RS-232C标准接口串行通信 串行通信中采用异步通信方式,用起始位表示字 符的开始,用停止位表示字符的结束。一个字符 的基本组成：起始位、数据位、检验位和停止位。 1、通信参数的设置 ①波特率：表示信号传输的速度。
全站仪数字测图
三、全站仪数字测图 实施过程
地形要素五位编码示例
编码示例
315 411B1 644M2 811M3 B43C1
示例编码的含义
导线点(独立点,不需连线) 一般房屋,连线起点,用直线 内部道路,圆弧中点，用曲线 长年河,连线中间点,用圆弧 人工草地(地类界),闭合到起点,用直线
三、全站仪数字测图
实施过程
Henan Polytechnic University
全站仪数字测图
主讲：徐克科 河南理工大学测绘学院
2020/9/24
内容回顾
碎部测量方法 1、平板仪测图
2、经纬仪测图
本讲主要内容
一、全站仪数字测图概述 二、全站仪坐标测量基本原理 三、全站仪数字测图实施过程
B
一、全站仪数字测图 概述
全站仪数字测图
三、全站仪数字测图实施过程
什么是连接信息和属性信息？ ✓ 连接信息：是指测点的连接关系，它包括连接点号和连接线型，据此可将
相关的点连接成一个地物。 ✓ 属性信息：即地形点的特征信息，描述图形要素类别，绘图时必须知道该
点是什么点：地貌点? 地物(房角、消火栓、电线杆……)点 ? 有什么特 征... ？
三、全站仪数字测图 实施过程
1. 数据采集与编码
➢ 采集模式
测记法
无码：绘制草图 有码：编码
电子平板法
随测、随记、随显示和现 场实时成 图
三、全站仪数字测图实施过程
编码的组成 在数字测图中，必须赋予测点三类信息：点的定位信息、连接信息、属性
信息。
采集信息
几何信息 属性信息
定位信息 连接信息
三维坐标 编码
地
形
要
素
五 位 1001 411B1
第二章数字测图系统及作业模式
• 全站仪的分类： （2）整体式
莱卡TPS1100系列 拓普康GTS-330W系列
• 全站仪的角度测量： 测角是由仪器内集成的电子经纬仪完成 的。
• 全站仪的距离测量：
全站仪内置的测距仪大都采用相位式红外测距 仪。
• 全站仪操作注意事项：
1）仪器应该由专人保管。 2）仪器箱内应保持干燥。 3）仪器运输应将仪器装入箱内，小心避免挤 压、碰撞和剧烈震动。 4）外业作业时，要由专人看护仪器，不能擅自 离开仪器，不能坐到仪器箱上。
• 2、GPS
GPS 卫 星 星 座
GPS RTK
RTK
基 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 站
移 动 站
• 3、数字化仪
手扶跟踪数字化仪示意图
手扶跟踪数字化仪
3、扫描仪
CCD阵列式扫描仪
4、绘图仪
彩色喷墨绘图仪
2 认识与适用数字测图软件
计算机系统软件与应用软件
1、CASS 软件
EPSW2008测绘系统
3数字化仪手扶跟踪数字化仪示意图手扶跟踪数字化仪3扫描仪ccd阵列式扫描仪4绘图仪彩色喷墨绘图仪认识与适用数字测图软件计算机系统软件与应用软件1cass软件epsw2008测绘系统
数字化测图
第二章 数字测图系统
第一节 认识与适用数字测图硬件
数字测图系统的硬件主要有全站仪、 GNSS接收机、计算机（PDA）、绘图仪、扫 描仪以及其他输入输出设备。
1、全站仪 全站型电子速测仪（Electronic Total Station），它由电子经纬仪、光电（主要为 红外线）测距、电子微处理器及数据自动 记录装置等部分构成。
• 全站仪的分类： （1）组合式
Wild 新T2+DI1000相位式红外测距仪 Wild T16电子经纬仪+DI4L相位式红外测距仪
数字测图系统硬件设备之全站仪数据采集步骤
Part Two
全站仪概述
全站仪的定义和功能
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全站仪的功能
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全站仪在数字测图系统中的应用
网络化发展
实现远程数据传输和共享
提升数据采集效率和精度
促进数字测图系统的智能化发展
推动全站仪数据采集技术的不断创新
THANKS
汇报人：
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设置参数：根据测量要求设置全站仪的参数，如测量模式、测量单位等。 全站仪数据采集准备
全站仪数据采集准备
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检查全站仪：确保全站仪正常工作，没有损坏或故障。
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确定测量人员：确定参与测量的工作人员，并进行相应的培训和指导。
正确设置坐标系统
确认坐标系参数：确保全站仪的坐标系参数与实际测图要求一致
输入测站点坐标：在全站仪中输入测站点的坐标，确保起始点的准确性
输入后视点坐标：输入后视点的坐标，确保定向方向的准确性
确认仪器高和棱镜高：确保全站仪的仪器高和棱镜高与实际测量一致
开始数据采集：按照全站仪的操作步骤进行数据采集，确保数据的准确性和可靠性
数据精度问题及解决方案
数据精度问题： a. 测量误差：受到环境、设备等因素的影响，导致测量结果存在误差。 b. 数据处理误差：数据处理过程中，算法或人为操作不当导致的误差。a. 测量误差：受到环境、设备等因素的影响，导致测量结果存在误差。b. 数据处理误差：数据处理过程中，算法或人为操作不当导致的误差。解决方案： a. 提高设备精度：选择高精度全站仪，确保设备性能稳定可靠。 b. 优化测量环境：选择合适的测量时间和地点，避免恶劣环境对测量结果的影响。 c. 强化数据处理：采用先进的数据处理算法和软件，提高数据处理精度。 d. 加强人员培训：提高测量人员的技能水平和操作规范意识，减少人为操作误差。a. 提高设备精度：选择高精度全站仪，确保设备性能稳定可靠。b. 优化测量环境：选择合适的测量时间和地点，避免恶劣环境对测量结果的影响。c. 强化数据处理：采用先进的数据处理算法和软件，提高数据处理精度。d. 加强人员培训：提高测量人员的技能水平和操作规范意识，减少人为操作误差。
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2.自动补偿设备——双轴液体补偿装置
实质是测量倾斜角度的传 感器。 ➢单轴：竖轴倾斜对垂直角的 影响 ➢双轴：竖轴倾斜对垂直角和 水平角的影响 ➢三轴：除补偿竖轴外，还补 偿横轴及视准轴误差对水平角 的影响
双轴补偿范围一般在3′以内。
3.光电测角系统
采用电子度盘自动计数、自动处理数据、自动显示 及输出数据。
第二章 数字测图硬软件
§ 2.1 计算机 § 2.2 全站仪 § 2.3 GPS接收机 § 2.4 扫描仪 § 2.5 数字化仪 § 2.6 绘图仪 § 2.7 软件系统
§2.2 全站仪
§2.2.1 全站仪概述 §2.2.2 全站仪的数据通讯 §2.2.2 全站仪的使用要点
2.2.1 全站仪概述
录的粗差； 2、利用全站仪中的微处理器,通过传感器可以自动的改正仪器轴
系误差,提高测量精度； 3、距离改正,高差计算和坐标计算在仪器上自动完成,减少了内
业计算工作量； 4、角度测量中自动扫描整个度盘,并求出平均值作为结果,消除
了度盘的刻划误差和偏心差；
分类（按结构形式）
（1）组合式（分离式、积木式）
目前，大多数全站仪利用红外光作为载波，采取相位法测距方式。
合作目标——棱镜（全反射棱镜、反光镜）
在利用反射棱镜（或者反射片）作为反射物进行测距时，反 射棱镜接收全站仪发出的光信号，并将其反射回去。全站仪发出 光信号，并接收从反射棱镜反射回来的光信号，计算光信号的相 位移等，从而间接求得光通过的时间，最后测出全站仪到反射棱 镜的距离。
要求mD 3mm
1 mD 2 cmt mt 2 1011 s
c 3108 m s
一般只能达到108
视频：2-1全站仪距离测量（3分钟）
测距仪分类
按测时：
按载波：
✓ 脉冲法：t ✓ 相位法：
✓微波测距仪 远距离 >10km ✓激光测距仪 ✓红外测距仪 近距离
按测程：
✓ 短程测距仪(≤5km) ✓ 中程测距仪(5~15km) ✓ 远程测距仪(≥ 15km）
代表性产品（国外）
徕卡TPS700系列
拓普康GTS 332W
宾得RTS-422N
代表性产品（国外）
索佳10系列
尼康DTM-302系列
代表性产品（国内）
南方NTS352r
苏一光RTS620系列
中海达ZTS121
我国从80年代初期开始小批量引进外国的全站仪，到90年代已能自主 研制并批量生产。
二、全站仪的结构
三同轴望远镜
• 在望远镜中，照准目标的视准轴、光电测距的红外光发射
光轴和接收光轴是同轴的，因此，测量时使望远镜照准目标棱镜 的中心，就能同时测定水平角、垂直角和斜距。
分类（按测量功能）
（1）经典型全站仪（Classical total station）
也称常规全站仪，它具备全站仪电子测角、电子测距和数 据自动记录等基本功能，有的还可以运行厂家或用户自主开发的 机载测量程序。
量显示的距离比实际的距离要长。
棱镜常数取决于玻璃的折射率和棱镜的厚度（光通过的长
工作原理
光的反射定律和折射定律。光在相同介质中发生反射时， 其反射角和入射角相等；光由一种介质垂直两介质平面入射到 另一种介质时，不会发生折射。
特性：平行反射
问题：折射反射过程是否增加测距误差？
棱镜常数
➢空气的折射率近似等于1.0
➢玻璃折射率约为1.5
v ＝ C／n
用全站仪测量仪器到反射棱镜之间的距离时，仪器根据测
指在无反射棱镜的条件下，可对一般的目标直接测距的 全站仪。因此，对不便安置反射棱镜的目标进行测量，无合作 目标型全站仪具有明显优势。无合作目标距离测程可达200m， 可广泛用于地籍测量，房产测量和施工测量等。
（4）智能型全站仪（Robotic total station）
在机动型全站仪的基础上，仪器安装自动目标识别与照 准的新功能，克服了需要人工照准目标的重大缺陷，实现了全 站仪的智能化。在相关软件的控制下，智能型全站仪在无人干 预的条件下可自动完成多个目标的识别、照准与测量。因此， 智能型全站仪又称为“测量机器人”。
➢ 编码度盘 ➢ 光栅度盘 ➢ 动态度盘
4.光电测距系统Βιβλιοθήκη AD1 2
Ct2 D
大气中光速v ：
D
v ＝ C／n
真空中光速C：
C＝299792458±1.2m／s
折射率n :
n=f (λ,t,p,e)
B
波长、气温、气压、湿度
测定t方法有①直接测时：脉冲式测距仪 ②间接测时：相位式测距仪
D
1 2
Ct2 D
（2）机动型全站仪（Motorized total station）
在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机，可自动驱动全 站仪照准部和望远镜的旋转。在计算机的在线控制下，机动型系 列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目标，并可实现自动 正、倒镜测量。
（3）无合作目标型全站仪（Reflectorless total station）
早期的全站仪，大都是积木型结构，即电子速测仪、电子 经纬仪、电子记录器各是一个整体，可以分离使用，也可以通 过电缆或接口把它们组合起来，形成完整的全站仪。
（2）整体式
将电子经纬仪、红外测距和电子微处理 器以及储存设备集于一体，其中测距仪的发 射轴、接收轴和望远镜的视准轴为同轴结构。 对保证较大垂直角条件下的距离测量精度非 常有利。
数据采集设备 ✓光电测角系统 ✓光电测距系统 ✓自动补偿设备
光电测角系统 光电测距系统 双轴液体补偿装置
I/O 总线
✓数据存储系统 自动瞄准与跟踪
过程控制设备
✓微处理机 ✓外围设备
微处理器
接口
显示器
键盘
数据程序 存储器
1.自动瞄准与跟踪系统
以CCD摄像技术和自动寻找瞄准技术为基础，自动进 行图像判断，指挥自身照准部和望远镜的转动、寻找、瞄 准、测量的全自动的跟踪测量过程。
一、全站仪(total station)的发展
optical theodolite—electronic theodolite
Steel tape —EDM
数据处理系统
全站仪概念
全站型电子速测仪，由电子经纬仪、光电测距仪、微处理 机等组成，在一个测站上可同时测角、测距，并能自动计算出待 测点的坐标和高程，由于安置一次仪器在一个测站上同时可完成 所有的工作。与经纬仪相比，优点： 1、测量结果自动记录在“电子手簿”中,减少了读数的错误和记