地图数字化、数字化仪扫描仪介绍
测绘技术中的数字化测图方法及操作技巧
测绘技术中的数字化测图方法及操作技巧引言：在现代社会中，测绘技术的应用范围越来越广泛，数字化测图方法逐渐成为测绘领域的重要技术之一。
本文将介绍数字化测图的概念、常见的数字化测图方法和操作技巧。
一、数字化测图的概念数字化测图是指将实地测量得到的数据通过电脑或其他电子设备进行处理与表达的过程。
传统的手绘测图方式存在工作效率低、易于出错等问题，而数字化测图的出现极大地提高了测绘工作的效率和准确性。
二、数字化测图的方法1. 手绘扫描法手绘扫描法是将手绘的图纸通过扫描仪转化为数字图像，然后通过特定软件进行后期处理和编辑。
这种方法适用于手绘比较简单、不需要进行大规模修改的测图任务。
2. 自动化测绘仪法自动化测绘仪是一种可以自动捕捉地面要素并将其转化为数字信息的设备。
它具有高效、精准等特点，能够将实地测量的数据直接转化成数字图像，适用于大规模、复杂的测图任务。
3. 全球导航卫星系统（GNSS）定位法GNSS定位法利用卫星导航系统提供的定位信息对地面空间点进行测量和定位。
通过GNSS测量得到的数据可以直接转化为数字图像，并进行后期编辑。
4. 激光扫描法激光扫描技术是一种先进的数字测绘方法，它利用激光束扫描地面物体，通过测量物体与仪器的距离和角度来获取地面要素的坐标信息。
激光扫描法具有高精度、高效率的特点，被广泛应用于测绘、建筑和城市规划等领域。
三、数字化测图的操作技巧1. 数据准备在进行数字化测图前，需要对实地测量得到的数据进行整理和准备。
这包括对数据的格式、坐标系和精度等进行统一，并进行必要的数据筛选和清理。
2. 数据处理数据处理是数字化测图中的重要环节。
可以利用专业的测绘软件对测量数据进行处理，包括数据配准、纠正和拼接等。
此外，还可以根据需要进行数据的过滤、平滑和插值等操作。
3. 图形编辑在数字化测图过程中，图形的编辑是一项必不可少的工作。
可以利用图形编辑软件对测绘得到的数据进行编辑、修改和更新。
可以添加要素标注、符号和线型等，以及对地图的颜色、填充、图例等进行设计和调整。
测绘技术中的数字化测绘方法与应用案例
测绘技术中的数字化测绘方法与应用案例测绘技术一直以来都在不断发展和提升，其中数字化测绘方法的出现和应用为测绘领域带来了革命性的改变。
数字化测绘是指利用计算机及其软硬件技术对测绘原始数据进行处理、存储、显示和分析的一种测绘方法。
本文将介绍数字化测绘的基本概念、常用方法以及一些应用案例。
1. 数字化测绘的基本概念数字化测绘是将传统测绘方法与计算机科学相结合的一种测绘方式。
它通过将地表或地下物体的形状、坐标、属性等信息数字化，并存储在计算机的存储介质中，实现对地理信息的分析、处理、显示和管理。
相较于传统的测绘方法，数字化测绘具有数据准确、处理效率高、结果可视化等优势。
2. 数字化测绘的常用方法（1）全站仪测量法：全站仪是将测角、测距、测高等功能集于一身的高精度测量仪器。
通过使用全站仪，测绘人员可以快速获得地物的坐标、高程和方位信息，并将这些数据直接传输到计算机中进行处理和分析。
（2）摄影测量法：摄影测量法是通过摄影测量设备对地物进行拍摄，并通过解算航空三角定位和摄影测量技术，从而获得地物的位置和形状信息。
这种方法适用于大范围区域的测绘，例如城市规划、土地利用等领域。
（3）激光扫描测量法：激光扫描仪是一种能够自动扫描并测量地物表面形态的仪器。
它通过钟摆式或旋转式的扫描方式，将地物的点云数据采集下来，然后利用三维建模技术，得到地物的三维坐标信息。
激光扫描测量法适用于复杂地形或地下结构的测绘，例如山区地形、建筑物立面等。
3. 数字化测绘的应用案例（1）城市规划和土地利用：数字化测绘技术在城市规划和土地利用方面发挥着重要作用。
通过数字化测绘，可以快速获取城市的地形、土地利用情况以及人口分布等信息，从而为城市规划和土地利用的决策提供科学依据。
（2）管线和地下设施管理：在城市建设中，管线和地下设施的管理及维护至关重要。
数字化测绘技术可以通过激光扫描测量法快速获取地下管线和设施的位置和形状信息，帮助管理部门更好地规划和维护这些设施，减少因施工、维护等原因引发的事故和问题。
CAD数字化仪
数字化仪，是一种电脑输入设备，它能将各种图形，根据坐标值，准确地输入电脑，并能通过屏幕显示出来。
数字化仪，大量地用于工程中设计图纸的输入，用于电脑辅助设计（CAD）。
近年来，它也用于非键盘方式（手写）输入汉字，加用于个人数字助理（简称PDA）。
使用它，无需学习任何汉字输入方法，就能自然、方便地输入汉字。
使用它输入汉字时，不会影人的思维，而且，它还有键盘无法比拟的功能：留下手迹签名。
它很适用于首长和年长人士输入汉字时使用。
数字化仪的工作原理大致如下：定位装置在数字板的表面上移动时，通过电磁、静电感应，将数字板上的图形坐标信息一点点地数字化（这就是“数字化仪”一名的来历），并传送到电脑之中，再经过电脑的处理，就能在屏幕上还原为一幅原来的图形。
这就完成了图形的数字化和输入过程。
当然，作为汉字输入的一种非主流方式，它的输入速度还不够快，正确率也低于键盘输入。
数字化仪数字化仪是将图像（胶片或像片）和图形（包括各种地图）的连续模拟量转换为离散的数字量的装置，是在专业应用领域中一种用途非常广泛的图形输入设备，是由电磁感应板、游标和相应的电子电路组成。
当使用者在电磁感应板上移动游标到指定位置，并将十字叉的交点对准数字化的点位时，按动按钮，数字化仪则将此时对应的命令符号和该点的位置坐标值排列成有序的一组信息，然后通过接口（多用串行接口）传送到主计算机。
再说得简单通俗一些，数字化仪就是一块超大面积的手写板，用户可以通过用专门的电磁感应压感笔或光笔在上面写或者画图形，并传输给计算机系统。
不过在软件的支持上它是和手写板有很大的不同的，硬件的设计上也是各有偏重的。
在许多的专业应用领域中，用户需要绘制大面积的图纸，仅靠CAD系统是无法完全完成图纸绘制的，在精度上也会有较大的偏差，因此必须通过数字化仪来满足用户的需求。
高精度的数字化仪适用于地质、测绘、国土等行业。
普通的数字化仪适用于工程、机械、服装设计等行业。
数字化仪是分跟踪数字化仪和扫描数字化仪。
地图数字化
一、赫尔默特变换
赫尔默特变换方法顾及到了坐标轴的平移、旋转 和尺度缩放系数，可以在进行坐标系变换的同时克 服地图图纸或栅格图像的均匀变形。
一赫尔默特变换
X
x
y
y
y0 O X0
O
p (X,Y)
a (x,y)
(X0 ,Y ) 0
y
x
Y
地图坐标系与数字化仪坐标系的关系
二、仿射变换
一般选择地图的四个图廓点作为仿射变换的定向 点，仿射变换在进行坐标转换的同时，可分纠正地图 图纸在X和Y方向的均匀变形，且允许X和Y方向的伸 缩系数不一样。
本章主要讲述了地图数字化,主 要掌握地图数字化的概念、内容 （地图定向和图形数字化）、地图 数字化的方法（手扶跟踪数字化法 和扫描屏幕数字化法即扫描矢量 化）。
10土管2班
组员
2组
胡正伟 梁旭超
杨丽菊 王晓静 陈美熙
录和跟踪地图点、线位置的手 工数字化设备。
数字化仪
数字化仪是一种重要的图形输入装置，能方便 地实现图形数据的输入。包括三种：数字化板、 鼠标、与计算机的连线
数字化仪的工作方式
常有5种工作方式： 点式：按一下定标器的一个键，定标器十 字丝交点在数字化板上的位置（x,y)输入 计算机。 开关流式：按住鼠标的一个键不放，移动 鼠标，它在图板上移动的轨迹，将以x,y坐 标串的形式连续输入计算机，放开按键， 鼠标停止工作。
1 什么是数字化？
数字化是将地图上的空间特征转化
成为用数字形式表示数据的过程。在计 算机中，构成一幅地图的点、线、面各 要素转化为X，Y 坐标表示。单个坐标代
表一个点，一串坐标代表一条线，一条
或多条线围成一个区域（面或多边形）。
纸质地形图数字化的方法
纸质地形图数字化的方法地图数字化是将纸质地形图转换成计算机能存储和处理的数字地形图，这一过程称为纸质地形图的数字化，简称地图数字化，其常见方法为两种：手扶跟踪数字化法和扫描屏幕数字化法。
标签：数字化；手扶跟踪；扫描屏幕1 数字化仪和扫描仪概述数字化仪是数字测图系统中一种图形数据采集设备，主要用来获取矢量数据，用它从地图上获取空间位置数据。
数字化仪工作的实质是把图上的位置点信息转换成数字化的平面坐标点信息，并输入给计算机。
其硬件主要有感应板，定位器（检测器）及电子处理器三部分。
图形感应板是一个长方形面板，里面印刷着等距离的平行网线路。
工作时，扫描脉冲依次加到网格阵列X，Y方向的各条线上。
扫描仪数字测图是系统中又一种重要的输入设备，主要用来获取栅格数据，即将各种图件转换成栅格数据结构的数字化图像数据，再输入给计算机。
扫描仪是机电一体化的产品，它的硬件主要有光学成像部分，机械传动部分和转换电路部分，其核心是完成光电转换的电耦合器件CCD。
扫描仪将自身携带的光源照射到图件上，以反射光或透射光的形式，将光信号传给CCD器件，并将它转换成电信号，然后进行模/数（A/D）转换，把形成的数字图像信号传给计算机。
地图图形是由点、线、面三种图形要素构成的。
其数据格式分为栅格数据和矢量数据，栅格数据结构相比矢量数据其结构简单，表示效果相同时，栅格数据数据量比矢量数据大，在逐级放大时会发生失真。
矢量数据精确度高，数据结构严密、数据量小，显示、输出的图形精确美观，其数据结构特点决定其有利于网络的分析。
2 手扶跟踪数字化法手扶跟踪数字化的操作方法是首先将数字化仪同安装有专门的数字化软件的电脑相连接。
手持定标器（鼠标）对地形图进行定向，建立数字化仪设备坐标系和测量坐标系的转换关系。
然后用定标器对准地图上的每一个地形特征进行数据采集，经软件编辑后获得最终的矢量数据，即数字化地形图。
2.1 地形图定位方法当图幅内没有已知控制点，或虽有控制点但控制点不满足地图定位要求，一般采用四个内图廓点作为已知点进行地图定位，四个内图廓点的地图坐标，由地图可直接读取。
使用数字测图仪进行地图数字化的技巧与要点
使用数字测图仪进行地图数字化的技巧与要点地图数字化是地图制作与管理的重要环节，数字测图仪作为其中的一种常用工具，能够实现快速、准确地将纸质地图转化为数字化地图。
然而，要想正确地使用数字测图仪进行地图数字化，我们需要掌握一些技巧与要点。
本文将介绍一些关键的技巧与要点，帮助读者更好地进行地图数字化。
1. 准备工作在使用数字测图仪进行地图数字化之前，我们要做一些准备工作。
首先，确认所需数字化的纸质地图的品质与尺寸，以便选择合适的数字测图仪。
同时，为了避免误差，最好保持地图纸张完整与边缘平整，尽量避免折叠或破损。
另外，清洁地图面且保持干燥，以避免因污渍或水分导致的数字测图仪读取问题。
2. 连接与校准将数字测图仪连接到计算机，并确保设备连接成功。
接着，进行校准操作以确保测量结果的准确性。
校准时，可以使用数字测图仪附带的软件进行操作，根据软件的引导进行标定点的选择，以便建立坐标系统。
在选择标定点时，最好选择地图上的明显特征点，如交叉口或村庄中心等，这样有助于提高后续的测量准确性。
3. 测量与定位在进行地图数字化时，测量和定位是关键的步骤。
数字测图仪通过测量地图上的坐标点，并将其转化为数字数据。
在进行测量时，要认真根据地图上的刻度进行测量，以确保测量结果的准确性。
同时，尽量选择具有明显特征的地理要素进行测量，例如道路交叉口或建筑物的角点等。
在进行定位时，可以使用数字测图仪软件提供的功能来辅助。
例如，通过引导线的设置，可以更加准确地定位地理要素的位置。
引导线可以是直线或曲线，根据地图上相邻要素的关系进行设置。
在设置引导线时，需要根据地图的特点和要素的形状来选择合适的引导线类型，以确保定位的准确性。
4. 数据处理与编辑在完成测量与定位后，就需要进行数据处理与编辑，以获取最终的数字化地图。
首先，对测得的坐标数据进行处理，将其转化为相应的地理坐标。
其次，可以根据需要进行数据清理和修复。
在数据清理时，可以删除一些测量误差较大的数据点，以提高地图的质量。
第四章 地图的数字化
6个变换参数，至少需要3个定向点，一般采用3个以上 的定向点采用平差的方法求解。实际作业中，通常选择地图 的4个图廓点作为定向点。
特点：坐标平移、旋转和X、Y 方向 不同缩
放
3.双线性变换
与赫尔默特和线性变换相比，双线性变换还考虑到了地 图图纸的不均匀变形，其数学模型为
8个变换参数，至少需要4个定向点，实际作业中，通常 选择地图的4个图廓点和若干个方里网线交叉点作为定向点。
A或B
A与B
A异或B
A非B
4.加粗和减细
加粗：将原图向上、右、下、左平移得到私服新图与原图进行“或”运
算。
二、线状栅格数据的细化
为了便于线状影像的自动跟踪矢量化，应进行线状栅格 数据的细化，即提取线状栅格的中轴线。
1.最大值计算法
细化原理：计算原始栅格数据格线交点的V值，每点的
V值是该点左上、右上、左下、右下四个栅格灰度值的和，
终止条件：跟踪到了起始像元(即跟踪轨迹已闭合)。
三、栅格数据自动跟踪矢量化
1.细化线的跟踪
2.区域边线的跟踪
3.预测跟踪法
§4.3 地图扫描屏幕矢量化方法
地图扫描数字化：将图纸通过扫描仪录入计算机，生成按行
和列规则划分的栅格数据，然后用扫描矢量化软件，采用人机 交互与自动化跟踪相结合的方法完成地形图的矢量化。
地形图的精度。
二、地图定向
图纸定位：将数字化仪坐标系转换成地形图坐 标系的过程或将图纸坐标转换成测量坐标的过 程。 实质：坐标变换（确定坐标系间的变换参数） 平移 坐标变换 旋转
缩放
1.赫尔黙特变换
设XOY为地图坐标系， xoy 为数字化仪坐标系，两坐标系 的坐标轴之间的夹角为a。地图 西南角图廓点O的地图坐标为X0 和Y0 ，数字化仪坐标为x0和y0， 即O点相对于xoy坐标原点o的平 移距离为x0，y0 。
数字化测图技术
劳动强度大； 测得的数据精度大幅度降低； 一纸之图已难载诸多图形信息； 变更、修改不方便，难以适应经济建设的需要。
7
第一节 数字化测图基本概念
❖数字测图方式：
数字测图的实质是将图形模拟量(地面模型) 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，需要时由 电子计算机的图形输出设备(显示器、绘图仪) 恢复地形图或各种专题图图形。
电子手簿可以是全站仪原配套的电子手簿， 也可以是专门的记录手簿，或者直接利用全 站仪具有的存储器和存储卡作为记录手簿。
28
第三节 数字化测图过程与作业模式
❖电子平板模式
即将全站仪与装有成图软件的便携机联机， 在测站上全站仪实测地形点，计算机屏幕现 场显示点位和图形，并可对其进行编辑，满 足测图要求后，将测量和编辑数据存盘。
10
第一节 数字化测图基本概念
❖主要数字化测图方法：
野外地面数据化测图 地图数字化成图 航测和遥感数字化测图
11
第一节 数字化测图基本概念
❖数字化测图的基本过程
①通过采集有关地物、地貌的各种信息并及 时记录在数据终端(或直接传输给便携机)，
②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，
GPS 全站仪 数字化仪 扫描仪
2.数据处理 数据传输、数据预处理、数据转
换、图形生成、图形编辑与整饰
3.图形输出 输出各类专题地图
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Hale Waihona Puke 第三节 数字化测图过程与作业模式
有码作业 1.数字测记(草图法)
无码作业
作业模式 2.电子平板
4.掌上电脑 野外采集
数字化仪 3.内业数字化
扫描仪
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地图数字化
在地图扫描屏幕数字化方法中，地图扫描后成为以像元坐标行和列表示的栅格数据，将其矢量化，也就是建 立栅格数据行列与矢量数据坐标之间的对应关系，对应关系的建立也必须事先确定它们之间的变换参数。
将数字化仪定标器十字丝对准图形的特征点逐一数字化，得到相应点的坐标数据，再移动定标器到菜单区并 选择相应地形图符号，按下定标器，它会自动记录下该要素的代码，并与图形坐标保存在一起。并依次完成其他 地形图符号的数字化，直至完成所有 。
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地图数字化手扶跟踪数字化方法需要作业人员逐点，逐线地在数字化板上采集数据，存在劳动强度大，工作 效率低等问题，因此，手扶跟踪数字化成图方法已经较少使用。而地图扫描屏幕数字化方法亦称扫描矢量化，其 矢量化软件通过人机交汇结合自动跟踪的方式，对扫描所得的影像地形图进行数据采集化，经过编辑整理，得到 矢量格式的数字化地图。
扫描图为栅格数据，要进行屏幕跟踪矢量化。故在扫描后处理中，需要进行栅格转矢量的运算称为扫描矢量 （数字）化 。
扫描屏幕数字化就是利用数字化扫描仪将地图图形或图像转换成栅格数据的方法。
扫描屏幕数字化基本步骤：纸质地图→扫描转化→拼接子图块→几何校正→屏幕跟踪矢量化→矢量图合成接 边→矢量图编辑→存入空间数据库。
确定坐标间的变换参数其实质就是地图定向或栅格图像纠正。
地图定向或栅格图像纠正一般包括坐标的平移，旋转和尺度缩放，并非单纯的定向。
根据纸质图和扫描栅格图像的变形程度，变换参数可以通过以下几种方法来求定：赫尔默特变换、仿射变换、 双线性变换、二次变换以及三次变换。
地图数字化 扫描矢量化原理与方法 数字化软件(Mapgis)矢量化
第三讲
扫描矢量化原理
MapGIS扫描数字化方法
1元提取 矢量化 属性赋值 检查编辑 数字化输出 注记识别输入
扫 描 矢 量 化 工 作 流 程
2 MapGIS介绍 2.1 MapGIS的系统结构
输入子系统 数字化仪数字化输入 扫描矢量化 文件转换、外业测量 GPS 及 其 它 数 据 源 输 入 图形编辑子系统 图形编辑及建拓扑 图象镶嵌配准 投影变换 误差校正 输出子系统 版面定义 矢量输出 栅格输出 文件转换
弧段：弧段是一系列有规则的、顺序的点的 集合，用它们可以构成区域的轮廓线。它与 曲线是两个不同的概念，前者属于面元，后 者属于线元。 区/区域；区/区域是由同一方向或首尾相连 的弧段组成的封闭图形。 矢量化：矢量化是指把栅格数据转换成矢量 数据的过程。 光栅化：光栅化是指把矢量数据转换成栅格 数据的过程。
结点：结点是某弧段的端点，或者是数条弧 段间的交叉点。 结点平差（顶点匹配）：本来是同一个结点， 由于数字化误差，几条弧段在交叉处即结点 处没有闭合或吻合，留有空隙，为此将它们 在交叉处的端点按照一定的匹配半径捏合起 来，成为一个真正结点的过程，称为结点平 差。
2.6 MapGIS常用文件类型 WT：点文件
5.矢量化高程点，并输入高程注记
纸质地形图数字化的方法
纸质地形图数字化的方法作者：孙艳崇来源：《科技创新与应用》2015年第15期摘要：地图数字化是将纸质地形图转换成计算机能存储和处理的数字地形图，这一过程称为纸质地形图的数字化，简称地图数字化，其常见方法为两种：手扶跟踪数字化法和扫描屏幕数字化法。
关键词：数字化；手扶跟踪；扫描屏幕1 数字化仪和扫描仪概述数字化仪是数字测图系统中一种图形数据采集设备，主要用来获取矢量数据，用它从地图上获取空间位置数据。
数字化仪工作的实质是把图上的位置点信息转换成数字化的平面坐标点信息，并输入给计算机。
其硬件主要有感应板，定位器（检测器）及电子处理器三部分。
图形感应板是一个长方形面板，里面印刷着等距离的平行网线路。
工作时，扫描脉冲依次加到网格阵列X，Y方向的各条线上。
扫描仪数字测图是系统中又一种重要的输入设备，主要用来获取栅格数据，即将各种图件转换成栅格数据结构的数字化图像数据，再输入给计算机。
扫描仪是机电一体化的产品，它的硬件主要有光学成像部分，机械传动部分和转换电路部分，其核心是完成光电转换的电耦合器件CCD。
扫描仪将自身携带的光源照射到图件上，以反射光或透射光的形式，将光信号传给CCD器件，并将它转换成电信号，然后进行模/数（A/D）转换，把形成的数字图像信号传给计算机。
地图图形是由点、线、面三种图形要素构成的。
其数据格式分为栅格数据和矢量数据，栅格数据结构相比矢量数据其结构简单，表示效果相同时，栅格数据数据量比矢量数据大，在逐级放大时会发生失真。
矢量数据精确度高，数据结构严密、数据量小，显示、输出的图形精确美观，其数据结构特点决定其有利于网络的分析。
2 手扶跟踪数字化法手扶跟踪数字化的操作方法是首先将数字化仪同安装有专门的数字化软件的电脑相连接。
手持定标器（鼠标）对地形图进行定向，建立数字化仪设备坐标系和测量坐标系的转换关系。
然后用定标器对准地图上的每一个地形特征进行数据采集，经软件编辑后获得最终的矢量数据，即数字化地形图。
第五章 地形图的数字化
第二部分为位图信息头BITMAPINFOHEADER，也是一个结构，其定义如下： typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{ DWORD biSize; LONG LONG WORD biPlanes; WORD biBitCount DWORD biCompression; DWORD biSizeImage; LONG LONG biXPelsPerMeter; biYPelsPerMeter; biWidth; biHeight;
精度评定
V T PV V TV [vv] σ0 = = = n−t 2n'−t 2n'−t
^
地图定向的实质是进行坐标变换。在线性正形变换的方 法，除了一般的坐标轴平移和旋转外，它还增加了比例因子 的改正。用以上方法定向后再进行数字化，可以有效地克服 地图图纸的不均匀变形和提高数字化的精度。
2、仿射变换 与线性变换相比，仿射变换还顾及到了X，Y两个方向比例 变化的不一致性，其数学模型为
a,b,Qx,Qy为待定转换系数，λ为长度比
X = ax + by + Qx Y = −bx + ay + Qy
当有n个已知点时，对每一个已知点都可以列出一对 误差方程式，即：
v x i = axi + by i + Q x − X i v = −bx + ay + Q − Y i i y i yi
∑ xi 2 ∑ ( xi yi ) ∑x i
∑ ( y x ) ∑ x b ∑ ( x X ) y y b = ∑ ( y X ) ∑ ∑ ∑ y ∑ n b ∑ Y
i i 2 i i i 1 i i i 2 i i 0 i
第四章 地图的数字化
数字化方法有：
手扶跟踪数字化 地图扫描屏幕数字化
注：地形图数字化后，地形要素的位置精度不会高于原
地形图的精度。
二、地图定向
图纸定位： 图纸定位 ： 将数字化仪坐标系转换成地形图坐 标系的过程或将图纸坐标转换成测量坐标的过 标系的过程 或将图纸坐标转换成测量坐标的过 程。 实质：坐标变换（确定坐标系间的变换参数） 实质：坐标变换（确定坐标系间的变换参数） 平移 坐标变换 旋转 缩放
作
1.预处理 1.预处理
扫描地形图工作底图得到的原始光栅文件，还需进行 多项处理才能完成矢量化。预处理过程实际上是对原始光 栅文件进行修正。
噪声消除 图像纠正 图层设置 地物编码
图幅定位 图幅定向
2.细化处理 2.细化处理
细化处理过程是在正式光栅数据中， 细化处理过程是在正式光栅数据中 ， 寻找扫描 图像线条的图形原骨架也就是线条中心线的过程。 图像线条的图形原骨架也就是线条中心线的过程。 寻找线条中心线 人工补断和毛刺剔除
细化原理：计算原始栅格数据格线交点的V值，每点的 计算原始栅格数据格线交点的V
V值是该点左上、右上、左下、右下四个栅格灰度值的和， 其中要素栅格灰度为“1”，背景栅格灰度为“0”。因为 其中要素栅格灰度为“1”，背景栅格灰度为“0”。因为 每点周围至多为四个“1”，所以Vmax＝ Vmin＝ 每点周围至多为四个“1”，所以Vmax＝4，Vmin＝0，然后 选取最大V值的点。显然，最大V 选取最大V值的点。显然，最大V值点不可能位于线划边缘， 而位于线划内部。如果经一次细化仍嫌太粗，还可以将所 有最大V值点的灰度值重新赋为“1”，而将其它V 有最大V值点的灰度值重新赋为“1”，而将其它V值点的灰 度值重新赋为“0”，进而再选取最大V值点,……。 度值重新赋为“0”，进而再选取最大V值点,……。
数字化测绘技术原理
数字化测绘技术原理数字化测绘技术是一种基于计算机和数字化设备的测绘方法，它通过激光扫描仪、全站仪、卫星遥感等工具，将实际地理物体的形状、位置和属性等信息转换为数字化的数据，并将其呈现在计算机屏幕上。
数字化测绘技术具有高效、精确、可视化等特点，被广泛应用于地理信息系统、城市规划、土地管理等领域。
数字化测绘技术的原理主要包括数据采集、数据处理和数据展示三个步骤。
在数据采集阶段，数字化测绘技术利用各种测量仪器和设备对目标地物进行测量和观测。
例如，使用全站仪可以测量地面上各个点的坐标和高程，使用激光扫描仪可以获取地物表面的三维点云数据，使用卫星遥感可以获取大范围地表的遥感影像。
数据处理阶段是数字化测绘技术中最关键和复杂的环节。
首先，对采集到的原始数据进行预处理，如去除噪声、校正误差等。
然后，根据测量原理和数学模型，对数据进行转换、配准和融合等处理，以得到更加精确和完整的地理信息数据。
最后，通过数据压缩和存储技术，将处理后的数据以数字化的形式保存在计算机中，为后续的数据展示和分析提供基础。
数据展示阶段是数字化测绘技术的最终目标，也是用户获取地理信息的主要方式。
通过图形处理和可视化技术，将处理后的地理信息数据以图像、图表、三维模型等形式展示出来，使用户能够直观地认识和理解地理现象。
同时，数字化测绘技术还可以将地理信息数据与其他数据进行融合和分析，以提取地理规律和进行决策支持。
数字化测绘技术的原理基于物理测量和数学计算，通过对地理现象的观测和分析，将其转化为数字化的数据。
在这一过程中，需要依靠先进的测量仪器、高精度的数学模型和强大的计算机处理能力。
数字化测绘技术的应用涉及到地理学、测绘学、计算机科学等多个领域的知识和技术，对于提高地理信息的获取和利用效率，促进城市规划和土地管理的科学化和精细化具有重要意义。
数字化测绘技术是一种利用计算机和数字化设备进行地理信息获取和处理的方法。
它通过数据采集、数据处理和数据展示等步骤，将实际地理物体的信息转化为数字化的数据，并以直观和可视化的方式展示给用户。
地形图数字化概述
地形图数字化概述
主讲：吕翠华
一、什么是地形图数字化
❖ 地形图数字化是将地形图图形或图像的模拟量转换成离散的数字量的过程。 即纸质地形图转换成计算机能存储、识别和处理的数字地形图，这一过程称 为纸质地形图的数字化，简称地图数字化或原图数字化。
点→XY坐标 线→一串XY坐标 面→一条或多条线围合
课外查阅相关文献资料，进一步 ❖ 1. 了解手扶跟踪数字化和扫描屏幕数字化的发展历程。 ❖ 2. 思考地形图数字化在测图发展中的历史地位及现实意义。
数字测图
手扶跟踪数字化方法需要作业人员逐点、逐线地在数字化板上采集数 据，存在劳动强度大，工作效率低等问题，因此，目前手扶跟踪数字 化成图方法已经较少使用。
• 扫描屏幕数字化
扫描屏幕数字化方法是目前地形图数字化处理的主要方法，它与手扶 跟踪数字化方法相比，具有以下优点：
作业速度快、精度高、工作效率高、所需劳动力少的特点。
一、什备
软件
通过地形图数字化方法得到的数字地形图，其地形要素的位置精度不会高于原 地形图的精度。
二、地形图数字化的方法及设备
❖ 方法：手扶跟踪数字化和扫描屏幕数字化。 ❖ 数字化设备：
手扶跟踪数字化仪
扫描数字化仪
三、地形图数字化方法的比较
• 手扶跟踪数字化
四、地形图数字化的意义
❖ 充分利用现势性较好的已有图解地形图 ❖ 便于计算机所接受和处理 ❖ 为与空间位置有关的信息系统提供基础数据
小结
主要内容：
❖ 地形图数字化的概念 ❖ 数字化所使用的设备及方法特点 ❖ 地形图数字化的意义
重点：
❖ 数字化所使用的设备及方法特点 ❖ 地形图数字化的意义
思考与拓展
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纸 质 地 图
点 、 栅 线 格 、 图 面 各 要 素
通过获取地图上各要素
的空间坐标对数据（X、Y）
坐 标 数 矢 据 量 对 图 的 集 合
数 字 化 地 图
地图数字化技术流程
1.2 地图数字化的重要性
1998年1月，美国副总统戈尔在加州科学中心作了题为 《数字地球》的演说。之后，数字地球引起了各国各部门以 及众多专家学者的关注。戈尔认为，数字地球是一种能够嵌 入海量矢量数据的多分辨率的真实地球的三维描述。由此可 看出，数字地球的核心思想有两点：一是用数字化手段统一 处理地球问题；二是最大限度地利用数字化信息资源。可以 说，用数字形式表达的真实地球的数据，即数字地图无疑将 成为数字地球的基础。 数字地图与传统地图相比，具有成图速度快、精度高、 易于更新，利于分析使用、容易实现共享等特点，因此，在 高度信息化的当今社会，数字地图有着广泛的应用。
地图数字化的步骤
1 确定数字化路线
确定数字化路线就是要解决怎样数字化的问题， 诸如选取什么样的数字化底图才能满足数字化精 度要求，要对地图中哪些要素进行数字化，以及 如何对这些数字化要素进行分层。
1.1选择底图
底图的选择主要考虑底图的精度和要 素的繁简两个方面。尽量选取适当比例尺的 地图作为底图，并尽可能使选取的底图上包 含所有符合要求的地理要素（说明）。
第一章
地图数字化的方法与步骤
地图数字化的方法
手工数字化 数字化仪数字化
扫描数字化
不同的地图数字化方式，其数字化的具体技 术方法也稍有不同，但其基本步骤都大致可归纳 为确定数字化路线—准备数字化地图—设臵数字 化设备—数字化，在完成数字化工作之后一般还 要对数字化要素进行矢量编辑修改—建立拓扑关 系—修改属性信息—投影变换和误差校正—图幅 整饰接边—数字地图出图一些列过程。这就是地 图数字化的一个比较完整的工作流程。
3 设置好数字化设备
数字化设备是一种把传统载体上的数据转换到计算 机能读取的数据的设备。常用的数字化设备有数字化仪、 扫描仪等。
3.1 数字化仪的设臵
数字化仪是用手工来记录和跟踪地图点、线 位臵的数字化设备，包括固定地图的数字化板和 光标。 在使用数字化仪进行空间数据的采集前， 需要进行必要的设臵，这些设臵包括连接好数字 化仪，安装数字化仪驱动程序、定位器按钮和数 字化方式的设臵，数字化仪坐标系的设臵以及坐 标数据的输出格式和传输方式的设定。
0.15
0.15 0.05 0.1 0.1
3
5 2 2 3
3
5 2 2 3
7
一般公路(单线路)
大车路 小路
1
1 1 2 2 161 161
1
2（10） 2（10） 1 1 30（2） 18（3）
0.20
0.15 0.1 0.15 0.2 0.1 0.1 1 2 控制点注记的分隔线等 X、Y系数根据图上自定 5 3 5 3
地图数字化技术
绪
论
地图数字化技术与地理信息系统的关系 地理信息系统是地理空间信息的数据载体，是 地形地物等空间信息的数字形式的描述。建立地理 信息系统的基本步骤之一就是地理数据的采集。地 理数据由空间数据和属性数据两部分组成，因此， 数据的采集就分为空间数据的采集和属性数据的采 集。 所采集的地理数据的来源主要包括地图、遥感 数据、以及GPS数据等。而地图是获取地理数据的主 要来源，是地理信息系统，地图数据库最基础和最 重要的数据源。因此，地图数字化技术是数据采集 的主要方法。
2 地图预处理
为了提高数字化的效果，减少后期编辑量，需 要对数字化底图作以下三个预处理：
减少图纸变形的影响：对于纸张不是很好的纸质地 图，需要将其复印到聚酯薄膜上，以减少数字化过 程中因图纸变形而产生的误差。 透边处理：即将与地图内图框相交的线划要素向图 框外延伸5～10mm，这样做的目的主要是为了以后便 于多幅图的拼接 线划要素的分段：对于地图上的封闭曲线或较长的 线状要素应将其进行分段。
绪
论
1.4技能鉴定操作鉴定考核评分标准
一、考核时间
考核时间为210分钟
二、考核内容
针对一张1：10000地形图的两格，使用数字化软件进行地图扫描矢量 化。 根据要素的类型进行分层：
1∶10000地形图分层图层参数表
图层号 图层名称 颜色 线型 线宽 X 系数 Y系数 备注
1
2 3
图框及注记
计曲线 首曲线 161 159 1 1 0.3 0.1
扫描数字化 工作流程
第一章 地图数字化的方法与步骤
第一章 地图数字化的方法与步骤
1：10000 地 形 图 工 作 流 程 1.矢量化等高线：先计曲线，后首曲线。除陡崖和双线河外，图 上被居民地、道路、注记等断开了的等高线，必须根据其走 向连通，不能断。 2.矢量化水系：先池塘、双线河，后单线河，注意河流流向（从 上游至下游），以此判断河流间交接关系 3.矢量化道路：先高等级，后低等级，并且低等级不能跨过高等 级路 4.矢量化陡崖、陡坎：根据图上实际选择相应参数 5.矢量化高程点，并输入高程注记 6.高程点、等高线赋高程值，如等高线的高值和高程点的高程有 冲突，以高程点值为准改变等高线的位臵，严禁改变高程点 位臵和高程值。如果以高程点值无法挪动等高线，必须经询 问后，再决定如何处理。 7.矢量化居民地，并输入居民地注记（暂时不作）——改作境界 8.检查
地图的分类
按内容分类 普通地图：以同样详细程度表示各种自然和社会现象的地图， 如地形图，普通地理图 专题地图：突出表示某一种或某几种主体要素或现象的地图， 如土地利用图、地质图、地貌图、水文图
按比例尺分类 大比例尺地图：大于等于1:10万 中比例尺地图：介于1:10万和 1:100万之间 小比例尺地图：小于等于1:100万
8 9 10
双线河 单线沟渠 陡崖 陡坎
14
其它线
图层编号 11
图层名称
颜色
子图号
字体字形
高度 1
宽度 备 1 1.5 0.5 1
注
控制点及注记 6 控制点注记 6 34 3（正体） 3（正体）
1.5 0.5 1
控制点按图选择子图 如差异大，高、宽可 根据图调整
12
高程点及注记 6 高程点注记 6
GIS以图层的方式管理地图，主要有以下优势： 1）有利于空间数据与属性数据的连接。GIS的属性数据 大多用关系数据模型进行管理，这样，相同性质的地 理实体可拥有一张关系表，从而有利于GIS的数据管 理； 2）有利于组织所需要的各种专题地图。不同的专题地 图对地图要素的取舍有一定的要求，GIS按要素组织 图层的管理方式，有利于制作不同形式和内容的专题 地图； 3）有利于提高图形的显示速度。好的GIS系统，图形显 示速度是需要考虑的一个重要方面。关闭不需要显示 的地图图层或者根据显示范围控制图层的显示与否， 都有利于提高计算机图形的显示速度。
3.2 扫描仪的设臵
扫描仪的设臵比较简单，一般与计算机连接后，先打开 扫描仪，然后打开计算机，安装驱动程序之后便可使用。
扫描仪因扫描精度和扫描空间分辨率的不同而种类繁多， 高精度的扫描仪和较高的扫描分辨率，有助于提高栅格地图 的质量，但是过高的追求高精度和高分辨率有时会大大提高 数据加工的成本和数据量，而只能有限地改善图像质量。一 般情况下，对于中等复杂程度的大比例尺地形图，扫描分辨 率控制在300dpi－600dpi之间即可。
地形图要素分层的原因
①为了方便图形数据的管理，按技术要素把不同类别的 要素放在不同层，使我们很容易查找某类要素，方便地图的 更新。 ②方便了用户的使用，能够快速查询和显示某类要素， 能够方便制作专题地图。
地形图要素分层的依据
①依据地形图要素的类别，如道路作为一层，其中包括 铁路、公路、乡村路等，水系作为一层，其中包括河流、湖 泊、水库等。 ②依据用户的技术要求，用户为了使用方便，提出特殊 要求，把某些地形图要素放在一起。
在扫描地图的时侯，一般选择扫描成灰度图，分辨率以 能清楚分辨地图上点线要素为准。
4 数字化
将数字化设备连接到计算机，配臵好相应的参 数后，就可以使用具体的数字化软件，按照各种工 艺流程进行数字化工作了，如使用数字化仪时，可 选择AUTOCAD、ARC/INFO、MAPINFO等软件进行数字 化；使用扫描仪时，先进行底图扫描，然后在相应 的矢量化软件如R2V、MAPGIS等软件里进行扫描矢 量化。
选取控制点：对于非国家标准分幅地图，还应打 上方格网，以利于控制点坐标数据的精确量取。控 制点的选取应不少于4个，标准分幅地图在内图框 四角上有本幅图的四个控制点，并相应地标有实际 地理坐标，图面上往往还有大地测量控制点可供选 择。当没有现成的可供选择的控制点或需要增加控 制点时，控制点的选取原则是尽可能选取点状要素 或线状要素（如方格网、河流、道路等） 的交点， 并在图面上大致均匀分布，这样有利于提高数字化 精度。
我国基本比例尺地形图 1万、 2.5万、 5万、 10万、 25万、 50万、 100万七种
土 地
利
用 专 题 图
1：10000
地形图 等高线 水系 道路 居民地 控制点
1.2地图要素分层
GIS是以图层的方式管理空间数据，将 点、线、面等地理数据按其性质的不同分别 归入不同的图层进行分层管理。因此，在数 字化之前，需要确定要对哪些地图要素进行 数字化，对这些要素进行怎样分层并确定层 名。
1.3 地图数字化的方法
手工数字化
手工键盘输入矢量数据：就是把点、 线、面实体的位臵坐标值，通过键盘输入到数 据文件或程序中。坐标值可以通过地图的坐标 网来读取。 这种方法简单，不用任何特殊设备，但 输入效率低，需要做十分繁琐的坐标取点或编 码工作。
手扶跟踪数字化仪数字化 使用跟踪数字化仪（手扶或自动）将地图图 形要素（点、线、面）进行定位跟踪，并量测和 记录运动轨迹的X，Y坐标值，获取矢量式地图数 据。