数字测图原理与方法课件
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(武汉大学)数字测图原理与方法课件-第四章
由于大气折光的影响，实际视线不是水平直线，而是曲线。实际视线的形状十 分复杂，但当视线不太长时，可将其当做圆弧看待。大气折光的影响分别用f1, f2表 示（称为气差改正）。
第4章 水准测量和水准仪 4.1 水准测量原理与方法
4.1.3.1 地球曲率对一根水准尺上读数的影响
设通过仪器中心Ｉ的水准面的半径为Ｒ，仪器至水准尺的弧长为Ｓ，仪器至水准
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
2）移动十字丝的“补偿”装置
数
字
测
• 视准轴始终是铅垂位置，
图
• 两个反光镜构成45度角，
原
视准轴经两次反射后射出望远镜的光
理
线必是水平光线．因此十字丝交点上始终
与
得到水平视线的渎数。
方
法
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
4.2.5.2 补偿器的补偿原理
与
方
法
观测者的眼睛作上、下（或左、右）移动，若发觉目标像与十字丝之间有相对移 动，这种现象称为“视差”。
消除视差的方法
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
4.2.3 水准器及其灵敏度
4.2.3.1 水准管
数
字
测
图
原 理
水准管的零点
与
水准管轴
方 气泡居中
法
水准管分划值τ 水准管上两相邻分划线间 的圆弧（弧长为2mm）所对的圆心角，
水准测量是测定地面点高程的主要方法之一。水准测量是使用水准仪和水准尺，
数 根据水平视线测定两点之间的高差，从而由已知点的高程推求未知点的高程。
字
测
4.1.1 水准测量原理
图 原
H B H A hAB
第4章 水准测量和水准仪 4.1 水准测量原理与方法
4.1.3.1 地球曲率对一根水准尺上读数的影响
设通过仪器中心Ｉ的水准面的半径为Ｒ，仪器至水准尺的弧长为Ｓ，仪器至水准
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
2）移动十字丝的“补偿”装置
数
字
测
• 视准轴始终是铅垂位置，
图
• 两个反光镜构成45度角，
原
视准轴经两次反射后射出望远镜的光
理
线必是水平光线．因此十字丝交点上始终
与
得到水平视线的渎数。
方
法
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
4.2.5.2 补偿器的补偿原理
与
方
法
观测者的眼睛作上、下（或左、右）移动，若发觉目标像与十字丝之间有相对移 动，这种现象称为“视差”。
消除视差的方法
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
4.2.3 水准器及其灵敏度
4.2.3.1 水准管
数
字
测
图
原 理
水准管的零点
与
水准管轴
方 气泡居中
法
水准管分划值τ 水准管上两相邻分划线间 的圆弧（弧长为2mm）所对的圆心角，
水准测量是测定地面点高程的主要方法之一。水准测量是使用水准仪和水准尺，
数 根据水平视线测定两点之间的高差，从而由已知点的高程推求未知点的高程。
字
测
4.1.1 水准测量原理
图 原
H B H A hAB
《数字测图概述》课件
数字测图的发展历程
总结词
数字测图经历了从模拟测图到数字化测图的 转变，随着技术的发展不断完善。
详细描述
早期的地形图测绘采用模拟方法，通过手工 测量和绘制地形图。随着计算机技术和数字 化技术的发展，数字测图逐渐取代了模拟测 图。数字测图技术不断发展，从最初的纸质 地图数字化到现在的全数字化测量，精度和 效率不断提高。同时，随着GIS技术的发展
《数字测图概述》ppt课件
目录
CONTENTS
• 数字测图的基本概念 • 数字测图的原理与方法 • 数字测图的应用领域 • 数字测图的优缺点 • 数字测图的发展趋势与展望
01
CHAPTER
数字测图的基本概念
数字测图的定义
总结词
数字测图是一种利用数字化技术进行地形图测绘的方法。
详细描述
数字测图是指通过数字化技术将实地测量得到的数据转换为 数字地图的过程。它利用全站仪、GPS等测量仪器获取地形 、地物等空间信息，然后通过计算机软件进行数据处理、图 形绘制和编辑，最终生成数字地图。
数字测图需要使用先进的测量设备和计算 机等设备，增加了测图成本。
数字测图需要技术人员具备较高的技术水 平和操作经验，否则可能会出现数据误差 和地图失真等问题。
数据安全问题
法律法规限制
数字测图的数据以数字格式存储，存在被 篡改、盗取和损坏等数据安全问题，需要 采取相应的数据保护措施。
数字测图涉及到地图测绘等敏感领域，受 到相关法律法规的限制，需要遵守相关法 律法规的规定。
治理提供依据。
环境质量监测
利用数字测图数据，对环境质量 进行监测和评估，及时发现和解
决环境问题。
自然资源保护
通过数字测图技术，对自然资源 进行保护和管理，维护生态平衡
数字测图原理与方法课件 第十章数字地形图测绘方法-使用(第一部分)
字化测图等技术。 利用上述技术将采集到的地形数据传输到计算机，并由功能齐全的成图软 件进行数据处理、成图显示，再经过编辑、修改，生成符合国标的地形图。 最后将地形数据和地形图分类建立数据库，并用数控绘图仪或打印机完成地 形图和相关数据的输出。
（二）数字测图的基本过程
通过采集有关的绘图信息并及时记录在数据终端（或
（一）碎部点的描述 1）测点的三维坐标；
2）测点的属性，即点的特征信息（地貌点？地物
点？……）；有什么特征等； 3）测点的连接关系，按照这个连接关系，即可将 相关的点连成一个地物。
（二）地形要素编码
• 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，
第二节 数字测图系统
数字测图系统数字测图系统是以计算机为核心，
在外连输入、输出设备硬件和软件的支持下，
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。
（一）数字测图系统的分类
按输入方法可区分为
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。 按硬件配置可区分为 全站仪配合电子手簿测图系统，电子平板测图系统等。 按输出成果内容可区分为
第十章 数字地形图测绘方法
第一节 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，将其与内外 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
一切地图图形都可以分解为点、线、面三种图形要素，
独立地物可以由地物定位点及其符号表示，线状地物、
（二）数字测图的基本过程
通过采集有关的绘图信息并及时记录在数据终端（或
（一）碎部点的描述 1）测点的三维坐标；
2）测点的属性，即点的特征信息（地貌点？地物
点？……）；有什么特征等； 3）测点的连接关系，按照这个连接关系，即可将 相关的点连成一个地物。
（二）地形要素编码
• 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，
第二节 数字测图系统
数字测图系统数字测图系统是以计算机为核心，
在外连输入、输出设备硬件和软件的支持下，
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。
（一）数字测图系统的分类
按输入方法可区分为
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。 按硬件配置可区分为 全站仪配合电子手簿测图系统，电子平板测图系统等。 按输出成果内容可区分为
第十章 数字地形图测绘方法
第一节 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，将其与内外 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
一切地图图形都可以分解为点、线、面三种图形要素，
独立地物可以由地物定位点及其符号表示，线状地物、
数字测图原理及方法PPT课件
数字测图原理及方法
Principle and Methods of Digital Mapping
第七章 碎部测量
7.1 碎部测图方法 7.2 测定碎部点的基本方法 7.3 地物测绘 7.4 地貌测绘
数字测图原理及方法
第七章 碎部测量
• 控制测量—— 先把一系列起控制作用的地面点，经 过一定的数学方法(地图投影)处理后，作为进一步测 绘及制图的基础。
返回
方格网的绘制
900
800
700
600
500
100
200
300
400
500
600
1:1000
数字测图原理及方法
控制点展绘
900
P3 53.648 800
P2 52.234
700
P4
600
51.888
P1 52.117
500
100
200
300
400
500
600
1:1000
数字测图原理及方法
• 经纬仪测图：采用经纬仪与分度规（量角器）配 合测图
数字测图原理及方法
第七章 碎部测量
7.1 碎部测图方法
数字测图原理及方法
7.1 碎部测图方法
• 1 地形图的内容
•
地物：地面各种固定性的物体。
• 人工地物：铁路、房屋、桥梁、大坝等
• 自然地物：江河、湖泊、森林、草地
地貌：地面各种高低起伏形态，如高山、深谷、陡坎、悬 崖峭壁和雨裂冲沟等。
– 地形图的内容
0.2毫米， 0.3毫米
1)、对角线法
数字测图原理及方法
2)、坐标格网 尺法
3)、绘图仪法 格网检查与注记
Principle and Methods of Digital Mapping
第七章 碎部测量
7.1 碎部测图方法 7.2 测定碎部点的基本方法 7.3 地物测绘 7.4 地貌测绘
数字测图原理及方法
第七章 碎部测量
• 控制测量—— 先把一系列起控制作用的地面点，经 过一定的数学方法(地图投影)处理后，作为进一步测 绘及制图的基础。
返回
方格网的绘制
900
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1:1000
数字测图原理及方法
控制点展绘
900
P3 53.648 800
P2 52.234
700
P4
600
51.888
P1 52.117
500
100
200
300
400
500
600
1:1000
数字测图原理及方法
• 经纬仪测图：采用经纬仪与分度规（量角器）配 合测图
数字测图原理及方法
第七章 碎部测量
7.1 碎部测图方法
数字测图原理及方法
7.1 碎部测图方法
• 1 地形图的内容
•
地物：地面各种固定性的物体。
• 人工地物：铁路、房屋、桥梁、大坝等
• 自然地物：江河、湖泊、森林、草地
地貌：地面各种高低起伏形态，如高山、深谷、陡坎、悬 崖峭壁和雨裂冲沟等。
– 地形图的内容
0.2毫米， 0.3毫米
1)、对角线法
数字测图原理及方法
2)、坐标格网 尺法
3)、绘图仪法 格网检查与注记
(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。
武汉大学数字测图原理与方法全套课件第六章
二、高程控制测量 高程控制主要通过水准测量方法建立，而在地形起伏大、直接利用水准 测量较困难的地区建立低精度的高程控制网，以及图根高程控制网，可采 用三角高程测量方法建立。 在全国范围内采用水准测量方法建立的高程控制网，称为国家水准网。 国家水准网遵循从整体到局部、由高级到低级、逐级控制、逐级加密的原 则分四个等级布设，各等级水准网一般要求自身构成闭合环线或闭合于高 一级水准路线上构成环形。国家一、二等水准网采用精密水准测量建立， 是研究地球形状和大小、海洋平均海水面变化的重要资料，同时根据重复 测量的结果，可以研究地壳的垂直形变规律，是地震预报的重要数据。国 家一等水准网如图6-5所示。国家三、四等水准网直接为地形测图和工程 建设提供高程控制点。 在国家水准测量的基础上，城市高程控制测量分为二、三、四等，根据城 市范围的大小，城市首级高程控制网可布设成二等或三等水准网，用三等 或四等水准网作进一步加密，在四等以下再布设直接为测绘大比例尺地形 图用的图根水准网。城市各等级水准测量的主要技术要求如表6-3所示。 在小区域范围内建立高程控制网，应根据测区面积大小和工程要求，采用 分级建立的方法。一般情况下，是以国家或城市等级水准点为基础，在整 个测区建立三、四等水准网或水准路线，用图根水准测量或三角高程测量 测定图根点的高程。
在小于10Km2的范围内建立的控制网，称为 小区域控制网。在这个范围内，水准面可视为水 平面，采用平面直角坐标系，计算控制点的坐标， 不需将测量成果归算到高斯平面上。小区域平面 控制网，应尽可能与国家控制网或城市控制网联 测，将国家或城市高级控制点坐标作为小区域控 制网的起算和校核数据。如果测区内或测区附近 无高级控制点，或联测较为困难，也可建立独立 平面控制网。
控制网中控制点的坐标或高程是由起算数据和观测数据经平差计 算得到的。控制网中只有一套必要起算数据（三角网中已知一个点 的坐标、一条边的边长和一边的坐标方位角；水准网中已知一个点 的高程）的控制网称为独立网。如果控制网中多于一套必要起算数 据，则这种控制网称为附合网。控制网中的观测数据按控制网的种 类不同而不同，有水平角或方向、边长、高差以及三角高程的竖直 角或天顶距。观测工作完成后，应对观测数据进行检核，保证观测 成果满足要求，然后进行平差计算。对于高等级控制网需进行严密 平差计算（由测量平差课程讲述），而低等级的控制网（例如图根 控制网）允许采用近似平差计算。 控制测量作业应遵循的测量规范有《国家三角测量和精密导线 测量规范》、《国家一、二等水准测量规范》、《国家三、四等水 准测量规范》、《城市测量规范》、《工程测量规范》以及《全球 定位系统（GPS）测量规范》等。
(武汉大学)数字测图原理与方法课件-第5章
安置好经纬仪后，即可开始观 测。角度测量时照准的目标通常是 竖立在目标点上的测钎、花杆、觇 牌等。照准目标要注意消除视差， 水平角观测时应尽可能瞄准目标的 下部，见图5-21。使用光学经纬仪 测角应按前述的光学经纬仪读数方 法读数。
图5-21 瞄准目标
第十三页，编辑于星期六：一点 十七分。
二、 水平角观测
第十二页，编辑于星期六：一点 十七分。
§5.3 角度观测方法
Methods of determining Angles
一 、 经纬仪的安置
经纬仪安置包括对中和整平。对中的目的是使仪器的水平 度盘中心与测站点标志中心在同一铅垂线上；整平的目的是使 仪器的竖轴竖直，并使水平度盘居于水平位置。安置经纬仪可 使用垂球或光学对中器进行对中。
5.6 Distance measurement
5.7 Error analysis of electro-optical distance measurement
§5.7 光电测距误差分析
5.8 Test of electro-optical distance
§5.8 光电测距仪的检验
measuring instruments
1、测回法 2、方向观测法
第十四页，编辑于星期六：一点 十七分。
三、竖直角观测
在三角高程测量和斜距化为平距的计算中，都用到竖直角。
1竖角（高度角）的计算
竖盘注记形式有顺时针方向和逆时针方向两种。注记形式不同，由竖盘读数计算竖角 的公式也不同，但其基本原理是一样的。
竖角是在同一竖直面内目标方向与水平方向间的夹角。所以要测定竖角，必然与观测盘 左还是盘右，其读数是个定值，正常状态应该是90°倍数。所以测定竖角时只需对视线指 向的目标进行读数。
数字测图课件
研究测绘小范围地形图，把地球表面看作平面而不考 虑地球曲率影响。
研究内容：图根控制网的建立和地形图的测绘
表示形式：数字、文字、图
数字测图原理及方法
二、测量学内容
3、摄影测量学
摄影测量学是研究摄影影像与被摄物体之间的内在几 何和物理关系，进行分析、处理和解译，以确定被摄物体 的形状、大小和空间位置，并判定其性质的一门学科。
三、测绘科学的应用范围
1、在国民经济建设和社会发展规划中，测绘信息是最重要的基础信息之一；
测量学的起源和土地界线的划定紧密联系着。
非洲尼罗河每年泛滥会把土地的界线冲刷掉，为了每年恢复土地的界线很早就 采用了测量技术。
地籍测量。用以测定地块的边界和坐落，求算地块的面积，在农业为主的 社会里，国家为了征税而开展地籍测量，同时记录业主姓名和土地用途等。
数字测图原理及方法
1.1 测量学概述
20世纪40年代自动安平水准仪的问世，标志着水 准测量自动化的开端。1990年已研制出数字水准仪，
可以作到读数记录全自动化。1968年生产了电子经纬
仪，它采用光栅、光学编码来代替刻度分划线，以电 信号方式获得测量数据，并可自动记录在存贮载体上。 陀螺经纬仪与激光经纬仪亦已应用于工程测量的 定向工作。
数字测图原理及方法
Principle and Methods of Digital Mapping
第一章 绪论
为什么要学习《数字测图》？
GIS是一种获取、存储、检 索、操作、分析和显示地球 空间数据的计算机系统。---------英国教育部
数字测图原理及方法
如何学习《数字测图》？
实践性很强——认真做好每个实习 有严格的行业标准——多查看相关规范
数字测图原理及方法
研究内容：图根控制网的建立和地形图的测绘
表示形式：数字、文字、图
数字测图原理及方法
二、测量学内容
3、摄影测量学
摄影测量学是研究摄影影像与被摄物体之间的内在几 何和物理关系，进行分析、处理和解译，以确定被摄物体 的形状、大小和空间位置，并判定其性质的一门学科。
三、测绘科学的应用范围
1、在国民经济建设和社会发展规划中，测绘信息是最重要的基础信息之一；
测量学的起源和土地界线的划定紧密联系着。
非洲尼罗河每年泛滥会把土地的界线冲刷掉，为了每年恢复土地的界线很早就 采用了测量技术。
地籍测量。用以测定地块的边界和坐落，求算地块的面积，在农业为主的 社会里，国家为了征税而开展地籍测量，同时记录业主姓名和土地用途等。
数字测图原理及方法
1.1 测量学概述
20世纪40年代自动安平水准仪的问世，标志着水 准测量自动化的开端。1990年已研制出数字水准仪，
可以作到读数记录全自动化。1968年生产了电子经纬
仪，它采用光栅、光学编码来代替刻度分划线，以电 信号方式获得测量数据，并可自动记录在存贮载体上。 陀螺经纬仪与激光经纬仪亦已应用于工程测量的 定向工作。
数字测图原理及方法
Principle and Methods of Digital Mapping
第一章 绪论
为什么要学习《数字测图》？
GIS是一种获取、存储、检 索、操作、分析和显示地球 空间数据的计算机系统。---------英国教育部
数字测图原理及方法
如何学习《数字测图》？
实践性很强——认真做好每个实习 有严格的行业标准——多查看相关规范
数字测图原理及方法
数字测图原理与方法课件 CUMT-9-2 数字化测图的草图法
• 两栋房子“建”好后，效果如图
• 类似以上操作，效果如图
• 5 绘等高线 • 展高程点。用鼠标左键点取“绘图处理”菜单下的“展高 程点”，将会弹出数据文件的对话框，找到 C:\CASS60\DEMO\STUDY.DAT，选择“OK”，命令区提 示：注记高程点的距离(米):直接回车，表示不对高程点注 记进行取舍，全部展出来。 • 建立DTM。用鼠标左键点取“等高线”菜单下“用数据文 件生成DTM”，将会弹出数据文件的对话框，找到 C:\CASS60\DEMO\STUDY.DAT，选择“OK”，命令区提 示： • 请选择: 1.不考虑坎高 2.考虑坎高<1>:回车（默认选1）。 • 请选择地性线:(地性线应过已测点，如不选则直接回车) • Select objects:回车（表示没有地性线）。 • 请选择: 1.显示建三角网结果 2.显示建三角网过程 3.不显 示三角网<1>:回车（默认选1）。
二、 数字化测图模式及过程 数字化成图方法一：是野外测量时， 记录各点的点号，绘制草图，草图 中要有点的流水编号、点的类型、 点的连接信息等。 数字化成图方法一的数据文件格式 如下。 下面以该文件为例，叙述内业利用 ＣＡＳＳ软件成图方法。
全站仪或者GPS-RTK 采集的数据传输到计算机里格式如下 The structure of the data in the total station is shown below 1 ,, 53167.880, 31194.120, 495.800 2 ,, 53151.080, 31152.080, 495.400 3 ,, 53151.080, 31165.220, 494.500 数据格式一 4 ,, 53174.690, 31109.490, 499.300 5 ,, 53161.730, 31117.070, 497.400 6 ,, 53154.150, 31129.070, 495.800 7 ,, 53142.780, 311 22.750, 494.500 8 ,, 53129.510, 31124.970, 492.300 •成图方法 9 ,, 53102.970, 31185.590, 493.700 10 ,, 53106.130, 31206.430, 494.700 •野外测记、室内成图 11 ,, 53110.860, 31171.060, 492.500 12 ,, 53120.980, 31184.010, 493.300 记录点号，画草图 13 ,, 53124.450, 31200.740, 494.200 14 ,, 53124.770, 31216.210, 495.100
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
《数字测图系统》课件
地图输出与发布
地图输出
将数字测图系统的成果以 纸质或电子形式输出，便 于使用和保存。
地图发布
将数字测图系统的成果发 布到网络或移动设备上， 便于用户查询和使用。
成果质量检查
对输出的地图和发布的成 果进行质量检查，确保满 足相关标准和用户需求。
04
数字测图系统的优势与局限性
优势分析
高效率
数字测图系统能够快速 获取和处理数据，减少 了传统测量方法所需的
使用数字测图系统的数据采集功能，采集实际地 形数据，包括地形点、线、面等要素。
数据处理
对采集到的数据进行处理，包括数据格式转换、 坐标转换、数据拼接等，确保数据准确无误。
3
数据导出
将处理后的数据导出为常用的地图数据格式，如 DWG、DXF等，方便后续的地图编辑和处理。
地图编辑与处理练习
地图编辑
01
使用数字测图系统的地图编辑功能，对地图进行编辑和修改，
包括添加标注、绘制图形、修改属性等。
地图处理
02
对地图进行各种处理，如地图缩放、旋转、裁剪等，以满足不
同需求。
成果输出
03
将编辑和处理后的地图输出为所需的格式，如PDF、JPG等，方
便查看和使用。
THANK YOU
技术要求高
数字测图系统需要操作人员具备一定 的技术水平和经验，否则可能会出现 误差和错误。
受限于环境因素
数字测图系统的测量精度可能会受到 环境因素的影响，如天气、地形等。
数据安全问题
数字测图系统的数据存储和传输存在 一定的安全风险，需要采取相应的保 护措施。
未来发展趋势
01
02
03
04
智能化发展
数字化测图—第1讲[27页]
![数字化测图—第1讲[27页]](https://img.taocdn.com/s3/m/b3518b056d85ec3a87c24028915f804d2b168738.png)
矢量数据结构是人们最熟悉的图形数据结构， 各类数字图的工程应用基本上都使用矢量格式 数字图，而栅格格式的数字图，存在不能编辑 修改、不便于工程量算、放大输出时图形不美 观等问题，而且一般情况下，同样大小的区域， 栅格格式的地形图数据量比矢量数据量大得多。
栅格格式的地形图，常常要将其转换为矢量数 据格式的数字图，这项工作称之为矢量化。
白纸测图（模拟法测图）
传统的大比例尺地形测量是测量地形、地 物特征点到测站的距离及其相对某一参考 方向的角度，使用量角器、比例尺等绘图 工具，直接在绘图纸上定点，并按规定的 绘图符号手工绘制地形图。这种测图方法， 因为直接在绘图纸上绘图，被称为白纸测 图或模拟法测图。
回顾
结合大二地形测量实习,总结白纸 测图的作业流程。
请同学们思考一下，说说大比 例尺数字化测图比白纸测图的 优越性所在。
1. 1. 2 数字化测图的基本原理
数字化测图的基本原理是采集地面上的 地形、地物要素的三维坐标以及描述其 性质与相互关系的信息，然后录入计算 机，借助于计算机绘图系统处理，显示、 输出与传统地形图表现形式相同的地形 图。
数据采集：将地形、地物要素转换为数字信 息的过程。
数字地形信息要经过计算机绘图系统处理，借助于显示屏 幕或绘图仪，才能显现为传统形式的地形图。(点、线、 面）
计算机绘图系统显示出的一切都和传统地形图一样，所不 同的是，显示屏或绘图仪输出的仅仅是数字地图信息的一 种表现形式，而不像传统的纸质地形图，所看到的即是它 的全部。
1.1. 4 数字地形图的数据格式
连接信息与属性信息只能靠观测员实地观察确 定，没有准确、完整的连接与属性信息，点位 信息作为孤立的点，是没有价值的。
对于大比例尺数字化测图而言，观察与记录连 接与属性信息，是细致、复杂的工作，需要观 测员具有良好的地形表现能力和专业素质。
数字测图原理与方法课件 CUMT-9-1 数字化测绘概述
一、数字化测图概述
1. 传统的白纸测图：
又称为模拟法测图，是测绘人员利用传统测量仪器 设备、测量和计算外业数据，按照一定的比例尺、依据 国家标准的图式符号展绘到专用的图纸上。
测图过程包括：选点 控制测量 平差计算 展绘控制点
碎部测量
底图整饰
上墨绘制二底图等
其中主要步骤是：野外的角度测量、距离测量和高差测量； 内业计算控制点、碎部点坐标、展点绘图等。
一、数字化测图概述
4、与白纸测图相比，数字化测图的优点主要有
一、数字化测图概述
5、数字化测图系统的组成 野外数据采集
全站仪、GPS等 电子平板（便 携机，PDA） PC卡
显示器 打印机
绘图仪
电子手簿
原图（底图）数据采集
其他内存 数字化仪
成图软件 微机
扫描仪
数字摄影测量仪
一、数字化测图概述
6. 外业数据采集
②
建筑物
③
A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、数字化测图概述
6. 外业数据采集
GPS-RTK数据采集
全站仪或者GPS-RTK 采集的数据传输到计算机里格式如下 The structure of the data in the total station is shown below 1 ,, 53167.880, 31194.120, 495.800 2 ,, 53151.080, 31152.080, 495.400 3 ,, 53151.080, 31165.220, 494.500 数据格式一 4 ,, 53174.690, 31109.490, 499.300 5 ,, 53161.730, 31117.070, 497.400 6 ,, 53154.150, 31129.070, 495.800 7 ,, 53142.780, 311 22.750, 494.500 8 ,, 53129.510, 31124.970, 492.300 •成图方法 9 ,, 53102.970, 31185.590, 493.700 10 ,, 53106.130, 31206.430, 494.700 •野外测记、室内成图 11 ,, 53110.860, 31171.060, 492.500 12 ,, 53120.980, 31184.010, 493.300 记录点号，画草图 13 ,, 53124.450, 31200.740, 494.200 14 ,, 53124.770, 31216.210, 495.100
1. 传统的白纸测图：
又称为模拟法测图，是测绘人员利用传统测量仪器 设备、测量和计算外业数据，按照一定的比例尺、依据 国家标准的图式符号展绘到专用的图纸上。
测图过程包括：选点 控制测量 平差计算 展绘控制点
碎部测量
底图整饰
上墨绘制二底图等
其中主要步骤是：野外的角度测量、距离测量和高差测量； 内业计算控制点、碎部点坐标、展点绘图等。
一、数字化测图概述
4、与白纸测图相比，数字化测图的优点主要有
一、数字化测图概述
5、数字化测图系统的组成 野外数据采集
全站仪、GPS等 电子平板（便 携机，PDA） PC卡
显示器 打印机
绘图仪
电子手簿
原图（底图）数据采集
其他内存 数字化仪
成图软件 微机
扫描仪
数字摄影测量仪
一、数字化测图概述
6. 外业数据采集
②
建筑物
③
A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、数字化测图概述
6. 外业数据采集
GPS-RTK数据采集
全站仪或者GPS-RTK 采集的数据传输到计算机里格式如下 The structure of the data in the total station is shown below 1 ,, 53167.880, 31194.120, 495.800 2 ,, 53151.080, 31152.080, 495.400 3 ,, 53151.080, 31165.220, 494.500 数据格式一 4 ,, 53174.690, 31109.490, 499.300 5 ,, 53161.730, 31117.070, 497.400 6 ,, 53154.150, 31129.070, 495.800 7 ,, 53142.780, 311 22.750, 494.500 8 ,, 53129.510, 31124.970, 492.300 •成图方法 9 ,, 53102.970, 31185.590, 493.700 10 ,, 53106.130, 31206.430, 494.700 •野外测记、室内成图 11 ,, 53110.860, 31171.060, 492.500 12 ,, 53120.980, 31184.010, 493.300 记录点号，画草图 13 ,, 53124.450, 31200.740, 494.200 14 ,, 53124.770, 31216.210, 495.100
《数字测图系统》PPT课件
软件：控制测量计算软件、数据采集和传输软件、 数据处理软件、图形编辑软件、等高线自动绘 制软件、绘图软件及信息应用软件等。
在计算机自动化成图过程中，主要采用 野外数据采集然后由计算机自动进行数据处理， 而随着计算机的袖珍化和软件功能的内外业一 体化，内外业设备已没有明显的界限。
数字测图系统综合框图
课后作业
• 课本P37页的思考与练习1、3
感谢下 载
感谢下 载
第二章 数字测图 系统
• 2.1 • 2.2 • 2.3
备
• 2.4
数字测图系统概述 全站型电子速测仪 数字测图系统的其他硬件设
数字测图软件系统
第二章 数字测图系统
• 2.2.1、数字测图系统概念
数字测图系统是以计算机为核心，在外 连输入、输出设备硬件和软件的支持下，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。数字测图系统主要由数 据输入、数据处理和数据输出三部分组成。
化读数
（一） 度盘的电子
把操作者从繁重 的度盘人工读数中解脱出 来。
不但提高了效率，还 大大降低了误读的机率。
电子度盘读数系统
与改正
（二）三轴误差的自动补偿
液体补偿 器
有效的轴系 自动补偿与改正，是 实现高精度测角的有 力保证。
（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 中解脱出来，使测量员可以 远离测站。
发挥更大的作用。
全站仪的特点
〈1〉、仪器操作简单，高效。全站仪具有现代测量工作所需的所有功能。 〈2〉、快速安置：简单地整平和对中后，仪器一开机后便可工作。仪器具有专门 的动态角扫描系统，因此无需初始化。关机后，仍会保留水平和垂直度盘的方向
数字测图原理与方法潘正风-优质PPT课件
其中，a为长半轴，b为短半轴，f为扁率， e为第一偏心率，e′为第二偏心率。
e2
a2 b2 a2
e2
a2 b2 b2
2020/11/22
13
2020/11/22
14
测量工作的基准线和基准面
• 测量工作的基准线—铅垂线 。 • 测量工作的基准面—大地水准面。 • 测量内业计算的基准线—法线。 • 测量内业计算的基准面—参考椭球面。
质量分布不均匀，所以大地水准
面是个复杂的曲面，无法用数学
公式精确表达。
大地水准面是测量外业所依据的基准面。
2020/11/22
6
二、参考椭球体
由于大地水准面是不规则曲面，无法准确描述 和计算。也难以在其面上处理测量成果因此，用一 非常接近大地水准面的数学面------旋转椭球面代替 大地水准面，用旋转椭球体描述地球。作为描述地 球表面空间位置的基准，称其为地球椭球。
任何高度的点都有一个水准面，因而水准面有无数 个。
2020/11பைடு நூலகம்22
5
4、大地水准面
（1）定义：在测量工作中，
把一个假想的、与静止的海水面
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。
（2）大地水准面的特征：
①是一个封闭的曲面。
②是一个略有起伏的不规则
曲面，由于地表起伏以及地球内
在几何大地测量中，椭球的形状和大小通常用长半轴a、 短半轴b和扁率 f来表示。
f ab a
我国1980年国家大地坐标系采用了1975年国际椭球， 该椭球的基本元素是：
a = 6 378 140m
b = 6 356 755.3m
f =1/298.257 由于参考椭球体的扁率很小，当测区面积不大时，在 普通测量中可把地球近似地看作圆球体，其半径为：
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测图等技术。利用上述技术将采集到的地形数据传输到计算机，由数字成图软件进行数
据处理，经过编辑、图形处理，生成数字地形图。
数字测图是一种全解析机助测图方法，数字测图地形信息的载体是计算机的存储 介质(磁盘或光盘)，其提交的成果是可供计算机处理、远距离传输、多方共享的数字地 形图数据文件，通过数控绘图仪可输出地形图。另外，利用数字地形图可生成电子地图 和数字地面模型（DTM）。更具深远意义的是，数字地形信息作为地理空间数据的基
与
= 6 378 140m ,
方
图2-3
法
b = 6 356 755.3m , f =1/298.257。
由于参考椭球体的扁率很小，当测区面积不大时，在普通测量中可把地 球近似地看作圆球体，其半径为：
R1(aab)63k7m 1
目录
3
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
数
2.1.1.1地球概述
字
测
测量工作的主要研究对象是地球的自
图 然表面，但地球表面形状极其复杂。有高
原 山、丘陵、平原、河流、湖泊和海洋。
理
世界第一高峰珠穆郎玛峰高达
与 8844.43m，
方 法
太平洋西部的马里亚纳海沟深达 11022m。
海洋面积约占 71%, 陆地面积约占29%。
测量中把地球形状看作是由静止的海 水面向陆地延伸并围绕整个地球所形成的 某种形状。
法
达。因此，在测量工作中用这样一个规则
的曲面代替大地水准面作为测量计算的基
准面。
图2-3
第2章 测量基本知识 2.1 地球形状和大小
在几何大地测量中，椭球的形状和大小通常用长半轴a 、短半轴b和扁率
f 来表示。
数
字 测
扁率
f ab
a
图 原 理
我国1980年国家大地坐标系采用了1975年国际椭球， 该椭球的基本元素是：
会第17届大会推荐的椭球参数。WGS-84坐标系
的原点位于地球质心；Z轴指向BIHl984.0定义
的协议地球极(CIP)方向；X轴指向BIHl984.0的
零子午面和CIP赤道的交点；Y轴垂直于X、Z轴，
X、Y、Z轴构成右手直角坐标系。
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
2.2.1.4 平面直角坐标系 测绘工作中所用的平面直角坐标系与解析几何中所用的平面直角
理 与
测量。令大地原点上的大地经度和纬度分别等于 该点上的天文经、纬度；由大地原点至某一点的
图2-8
方 大地方位角等于该点上同一边的天文方位角；大
法
地原点至椭球面的高度恰好等于其至大地水准面 的高度。这样的定位方法称为单点定位法。
在掌握了一定数量的天文大地和重力测量数据后，利用天文大地网 中许多天文点的天文观测成果和已有的椭球参数进行椭球定位，这种方 法称为多点定位法。多点定位的结果使在大地原点处椭球的法线方向不 再与铅垂线方向重合，椭球面与大地水准面不再相切，但在定位中所利 用的天文大地网的范围内，椭球面与大地水准面有最佳的密合。
数 坐标系有所不同，测量平面直角坐标系以纵轴为X轴，表示南北方向， 字 向北为正；横轴为Y轴，表示东西方向，向东为正；象限顺序依顺时 测 针方向排列。 图 原 理 与 方 法
图2-6
当测区范围较小时（如小于100km2），常把球面看作平面，建立 独立平面直角坐标系，这样地面点在投影面上的位置就可以用平面直 角坐标来确定。建立独立坐标系时，坐标原点有时是假设的，假设的 原点位置应使测区内各点的x、y值为正。
图
点号的草图，到室内将测量数据直接由记录器传输到计算机，再由人工按草
原
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
理
数字地形图，由绘图仪绘制地形图。
与
方 法
第二阶段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。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。
GPS数字测图系统能够实时提供测点在指定坐标系的三维坐标成果，在数字 测图领域有着广阔的发展前景。
目录
第1章 绪论 1.2 学习本课程的目的和要求
1.2 学习本课程的目的和要求
数 字 测 图 原 理 与
本课程是测绘工程专业的专业技术基础课，学习本课程的主要目的是： 1）掌握测量的基本知识和基本理论，具有使用常规测量仪器的操作
[4]银红霞等.计算机图形学.北京；中国水利水电出版社，2019
目录
[5]杨正尧.数字测图原理与方法实验与习题.武汉: 武汉大学出版社, 2019
退出 [6]城市测量规范 CJJ 8-99.北京.中国建筑工业出版社.2019.
[7] 1∶500，1∶1000，1∶2000，地形图图式 GB/T 7929
第1章 绪论 1.2 学习本课程的目的和要求
本课程使用的教材
数
字
测
图
原
理
与
方 法
参考书目
[1]武汉测绘科技大学《测量学》编写组.测量学(第三版).北京: 测绘出版社, 2019
[2]潘正风等.大比例尺数字测图.北京: 测绘出版社,2019
[3]徐庆荣等.计算机地图制图原理.武汉: 武汉测绘科技大学出版社, 1992
1），应用多点定位法定位。该坐标系建立后，实施了全国天文大地网
平差，平差后提供的大地点成果属于1980年国家大地坐标系，它与原
1954年北京坐标系的成果是不同的，使用时必须注意所用成果相应的
坐标系统。
目录
第2章 测量基本知识 2.3 地图投影和高斯平面直角坐标系
2.3.1 地图投影
数 2.3.1.1 地图投影的概念
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
数字测图原理与方法
数
字
测 图
第一章 绪 论
原
理 与
电子教案
方
法
武汉大学测绘学院
退出
2019.12
第1章 绪论
数
字
1.1 数字测图的发展概况
测
图
原
理 与
1.2 学习本课程的目的和要求
方
法
退出
第1章绪论
1.1 数字测图的发展概况
随着科学技术的进步和计算机技术的迅猛发展及先进测量仪器和技术的广泛应用，
2.1.2 参考椭球体
代表地球形状和大小的旋转椭球，称为“地球椭球”。
数
与大地水准面最接近的地球椭球称为总地球椭球；
字
与某个区域如一个国家大地水准面最为密合的椭球称为参考椭球，其椭
测
球面称为参考椭球面。
图
由此可见，参考椭球有许多个，而总地球椭球只有一个。
原
理
与
方
旋转椭球面可以用数学公式准确地表
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
1949年以后，我国采用了两种不同的大地坐标系，即1954年北京坐
数 标系和1980年国家大地坐标系。
字 测 图 原
1954年我国完成了北京天文原点的测定，采用了克拉索夫斯基椭球 体参数，并与前苏联1942年坐标系进行联测，建立了1954年北京坐标 系。
2.2.1测量常用坐标系
2.2.1.1 大地坐标系
数
大地坐标系是以参考椭球面作为基准面，以起始子午面和赤道面作为
字 在椭球面上确定某一点投影位置的两个参考面。
测 大地经度 过地面某点的子午面与起始子午面之间的夹角，称为该点的大
图 原 理 与
地经度，用 L表示。
规定:从起始子午面起算，向东为正，由 0°至180°，称为东经；向西为负， 由0°至180°，称为西经。
本信息之一，成为地理信息系统(GIS)的重要组成部分。
第1章 绪论 1.1 数字测图的发展概况
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，
数 字
目前，数字测图技术在国内已趋成熟，它已作为主要的成图方法取代了传统 的图解法测图。其发展过程大体上可分为两阶段。
测
第一阶段主要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
在测量工作中，把一个假想的、与静止的海水面重合并向陆地延伸且包
测
围整个地球的特定重力等位面称为大地水准面。
图
原
理
与
方 法
图2-2
大地水准面的特征
1）是一个封闭的曲面。 2）是一个略有起伏的不规则曲面，无法用数学公式精确表达。 3）大地水准面是测量外业所依据的基淮面。
第2章 测量基本知识 2.1 地球形状和大小
1.定义
处于自由静止状态的水面称为水准面。
2.特点
1）水准面是一个重力等位面，水准面上各点处处与该点的重力方向（铅
垂线方向）垂直。
2）在地球表面上、下重力作用的范围内，通过任何高度的点都有一个水
准面，因而水准面有无数个。
第2章 测量基本知识 2.1 地球形状和大小
2.1.1.4 大地水准面
定义
数 字
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。