数字测图原理与方法第一章绪论剖析
数字测图原理与方法教学大纲(测绘工程)
《数字测图原理与方法》课程教学大纲课程代码： 0700488课程负责人：课程中文名称: 数字测图原理与方法课程英文名称：Principles and Methods of Digital Mapping课程类别：必修课程学分数：4课程学时数：72授课对象：测绘工程本课程的前导课程：测绘学概论、高等数学、计算机基础一、教学目的本课程是测绘工程专业的一门核心课程，其性质为专业基础课。
通过本课程的学习，使学生了解并掌握测量基础知识、基本理论和基本测量方法，在此基础上掌握大比例尺地面数字测图的原理与方法。
二、教学要求熟悉水准仪、测距仪和全站仪等仪器的操作，掌握测量的基本知识和基础理论；测量基本方法和手段，培养学生使用基本的测绘仪器的能力，应用地形图的能力，重点掌握数字测图基本原理和方法。
三、课程内容与学时分配课程内容与学时分配表第一章绪论§1.1 测绘学的任务及作用内容:测绘学的内容和任务，测绘科学技术的地位和作用。
重点讲授: 测绘科学技术的地位和作用。
§1.2 数字测图的发展概况内容: 数字测图的发展概况。
重点讲授: 数字测图的两个发展阶段。
§1.3 学习数字测图原理与方法的目的和要求内容: 学习数字测图原理与方法的目的和要求重点讲授: 学习本课程的目的和要求。
第二章测量的基本知识§2.1 地球形状和大小内容:大地水准面，参考椭球体。
重点讲授: 铅垂线方向，水准面，大地水准面，旋转椭球面，参考椭球。
§2.2 测量常用坐标系和参考椭球定位内容:测量常用坐标系，参考椭球定位。
重点讲授: 大地坐标系，空间直角坐标系，平面直角坐标系，1980年国家大地坐标系。
§2.3 地图投影和高斯平面直角坐标系内容:地图投影，高斯平面直角坐标系，通用横轴墨卡托投影(UTM投影)重点讲授: 高斯—克吕格投影，高斯平面直角坐标系§2.4 高程内容:概述，验潮站，相对高程重点讲授: 高程基准面，高程，1985国家高程基准，1956年黄海高程系§2.5 用水平面代替水准面的限度内容:水准面曲率对水平距离的影响，水准面曲率对水平角的影响，水准面曲率对高差的影响。
潘正风《数字测图原理与方法》(第2版)章节题库(绪 论)
第一章绪论一、名词解释1．测绘答：测绘是指使用测量仪器与工具，通过测量和计算，把地球表面的地形缩绘成地形图，供经济建设、规划设计、科学研究和国防建设使用。
2．测设答：测设又称施工放样，是把图纸上规划好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来，作为施工的依据。
3．测量学答：测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点位的科学。
二、填空题1．测量学的任务是。
【答案】测绘和测设2．测量学的分类，大致可分为。
【答案】大地测量学、摄影测量学、地图学、工程测量学、海洋测绘学【解析】测绘学按照研究范围、研究对象及采用技术手段的不同，分为以下几个分支学科：大地测量学、摄影测量学、地图学、工程测量学、海洋测绘学。
三、判断题1．经纬仪平板法数字测图主要是进行小比例尺数字地形图的测绘。
（）【答案】错误【解析】经纬仪平板法数字测图主要是进行大比例尺数字地形图的测绘，比例尺为1比5000以上的为大比例尺。
2．GPS-RTK是基于静态模式下的测量。
（）【答案】错误【解析】GPS-RTK技术是根据载波相位差分原理，是基于动态模式下的测量。
四、单选题1．测量学按其研究的范围和对象的不同，一般可分为：普通测量学、大地测量学、（）、摄影测量学、制图学。
A．一般测量学B．坐标测量学C．高程测量学D．工程测量学【答案】D【解析】考查测量学的二级学科，测量学按其研究的范围和对象的不同，一般可分为普通测量学、大地测量学、工程测量学、摄影测量学、制图学等。
2．测量学是研究几何地球的形状和大小，并将设计图上的工程构造物放样到实地的科学。
其任务包括两个部分：测绘和（）。
A．测定B．测量C．测边D．放样【答案】D【解析】考查测绘和测设的概念，测设又称放样，是指将设计图上的工程构造物放样到实地的过程。
五、简答题1．测绘学研究的对象和任务是什么？答：测绘学的研究对象包括大地、海洋、各种工程建设等。
测绘学的任务是研究测定和测设以及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位置分布，并结合某些社会信息和地理信息的地球分布，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。
数字测图原理与方法复习总结
数字测图原理与方法复习总结第一篇：数字测图原理与方法复习总结1.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(如显示器、绘图仪)恢复地形图或各种专题图图形。
目前数据采集方法主要有野外地面数据采集法、航片数据采集法、原图数字化法。
2.数字测图所要解决的问题3.数字测图系统是以计算机为核心，在外连输入、输出设备硬件以软件的支持下，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。
数字测图系统主要由数据输入、数据处理和数据输出3部分组成。
4.数字测图的作业过程: 明确任务，调查测区编写技术设计书地形控制测量地形测图地形图的编辑、整饰与输出质量检查与验收编写技术总结，提交有关资料5.地籍图表示的内容有地籍要素和必要的地形要素。
6.大比例尺数字测图技术设计的内容1、任务概述2、测区情况实地踏勘，了解测区地形特点考察图根控制的布设条件3、已有资料及其分析需要的测绘资料：控制点，已有地形图4、技术方案的设计5、组织与劳动计划6、仪器配备及供应计划6、财务预算7、检查验收计划以及安全措施等。
7.野外采集数据1、GPS法即通过GPS接受机采集野外碎部点的信息数据；2、航测法航空摄影测量和遥感手段采集地形点的信息数据；3、大地测量仪器法即通过全站仪、测距仪、经纬仪等大地测量仪器实现碎部点野外数据采集。
8.数字测图中地形点的描述必须具备3类信息：（1）测点的三维坐标（点号）；（2）测点的属性，即地形点的特征信息（地形编码）；（3）测点的连接关系（连接点和连接线型）。
9.10.辐射法就是在某一通视良好的等级控制上，用坐标法测量方法，按全圆方向观测方式一次测定几个图根点．这种方法无须平差计算，直接测出坐标．为了保证图根点精度，一般要进行两次观测。
11.一步测量法就是将图根导线与碎部测量同时作业，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。
测绘工程专业数字化测图原理与方法教学大纲
《数字测图原理与方法》课程教学大纲一、课程的性质和目的数字测图原理与方法是测绘工程专业开设的第一门专业基础课，是以基本概念、基本理论和基本方法为主，注重应用，重视实验、实习环节的一门课程。
学生通过数字测图原理与方法的学习，不仅可以掌握测绘科学与技术的基本知识，具备测绘工作的基本技能，还对现代测绘科学技术向一体化、数字化、自动化、智能化方向发展的趋势有所了解，并使理论更密切地联系实际。
通过本课程的教学，使学生树立正确的测绘工程专业的概念，培养学生良好的实验、实习习惯，实事求是的科学态度和严谨细致的工作作风，为后继课程的学习和将来参加社会生产实践打下基础。
二、课程的基本要求通过本课程的教学，要求学生掌握测绘的基本知识、基础理论和基本操作方法，掌握数字化测图的内外业全过程。
即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技能。
学习大比例尺数字测图的原理、方法，掌握全站仪数字测图的全过程。
掌握处理测量数据的基本理论和方法，在工程建设的规划、设计和施工中能正确使用地形图和测绘资料。
掌握施工测设过程中最基本的测量方法，能正确使用测量仪器进行一般工程的施工放样工作。
三、课程内容与要求第一章绪论（2学时）1、学习目的和要求通过学习了解测绘学的任务和作用及发展史，知道测绘学科的分类，明白本课程的学习目的、方法和要求。
2、课程内容（1）测绘学的任务及作用；（2）数字测图的发展概况分析化学的进展；（3）学习数字测图原理与方法的目的和要求。
3、考核知识点和考核要求（1）识记：测绘学的内容、测绘学科的分类及其研究内容和特点。
（2）领会：学习数字测图原理与方法的目的和要求。
第二章测量的基本知识（6学时）1、学习目的和要求通过本章学习，掌握有关测量的基本概念和基本知识；了解用水平面代替水准面的限度，熟悉地图投影和地形图分幅与编号方法。
2、课程内容（1）地球形状和大小；（2）测量常用坐标系和大地定位；（3）地图投影和高斯平面直角坐标系；（4）高程；（5）用水平面代替水准面的限度；（6）方位角；（7）地形图的基本知识；（8）地形图的分幅与编号。
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。
数字测图原理与方法知识点
第一章数字测图概述1、什么是模拟测图、数字测图？模拟测图：是野外采集数据（角度、距离、高程等），室内或现场计算处理绘制地形图。
数字测图：以计算机为核心在外连输入输出设备硬、软件的支持下，对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理。
3、简述数字测图的基本成图过程：采集地形数据、处理、编辑、成图、显示、生成符合国际的地形图、并控制数据绘图仪出图。
4、数字测图需解决那些问题？首要任务：自动绘制地图图形1.使采集的图形信息和属性信息为计算机识别。
2.由计算机按照一定的要求对这些信息进行一系列的处理。
3.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。
4.按照一定的要求自动实现图形数据的应用问题。
尤其是满足GIS 的需要。
最终目的：实现测图与设计管理的一体化、自动化。
5、目前我国数据采集方法主要有哪些？野外数据采集、原图数据采集6、数字测图和地理信息系统的关系？7、何谓第一手数据、第二手数据？第一手数据：主要利用测量仪器进行野外数据采集第二手数据：利用现有的数据或者图纸、航片等。
8、阐述数字化测图未来的发展a、成图手段多样化b、全站仪自动跟踪测量模式c、GPS测量模式d、3s集成模式9、数字化测图的作业模式：1、数字测记法2、电子平板法3、业内数字化10、“草图法”成图“草图法”根据作业方式不同，分为“点号定位”、“坐标定位”和“编码引导”几种作业流程。
第2章数字测图系统软硬件1、简述数字测图系统的组成采集、输入、存储、管理、计算、输出2、全站仪主要由哪几部分组成及全站仪的分类？由两大部分组成：采集数据设备、过程控制设备。
分类：积木式、整体式3、在全站仪技术指标中3+2ppm*d，各个参数的意义？3代表仪器的固定误差，ppm是百万分之(几)的意思,D是全站仪或者测距仪实际测量的距离值,单位是公里4、简述红外线测距仪原理不利用时间，利用红外线载波相位的相位差来计算距离。
数字测图原理与方法教案 2分解
南阳师院课程（课时）教学计划课程：数字测图原理与方法（实习）教师：王永丽院（系）：环境科学与旅游学院学年学期：2014-2015学年第二学期南阳师范学院课程教学安排教材名称及使用版本数字测图原理与方法——潘正风本课程教学计划课时数40+28 本课程实际安排课时数40+28教学内容及课时分配情况（一）理论教学（共40学时）和实验教学（共28学时）第一章绪论（4学时）1．了解测绘学科的起源、发展沿革与分支学科的研究领域、测绘学的任务与作用。
2．掌握地球的形状、大小与点位的确定方法。
熟练掌握直线定向和空间点位的测算原理与方法。
4．理解地球表面曲率对基本测绘成果的影响情况。
第二章测量的基本知识（4学时）要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：1．地面点位置的确定；2．测量的基本工作和测量工作的原则；3．测量工作概述。
4．熟悉常用坐标系统、高斯地图投影方法、地图分幅方法。
5．熟练掌握大比例尺地形图的测绘原理与基本方法。
6．掌握控制测量与地形测量的一般原理与技术方法要求一般理解与掌握的内容有：1．测量学的任务及其在采矿工程中的作用；2．用水平面代替水准面的限度；难点：高斯平面直角坐标第三章测量误差的基本知识（6学时）1. 了解测量误差的来源与分类。
2. 掌握随机误差的特性与评定角度的常见指标。
3. 熟练掌握与运用误差传播定律。
4. 熟练掌握等精度的直接平差方法。
5. 掌握与运用非等精度观测中权的确定与权倒数传播律及直接平差方法。
第四章水准测量和水准仪（4学时）要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：1．水准测量原理；2．水准测量的仪器及工具；3．水准测量的作业方法；4．水准测量的校核方法及闭合差调整；要求一般理解与掌握的内容有：1．水准测量的误差及注意事项；2．水准仪的检验与校正（自学）；3．其他水准仪及其使用。
难点：高差闭合差的调整、水准仪轴系间应满足的几何条件及检验校正方法。
实验：水准仪的使用（4学时）第五章角度、距离测量与全站仪4.1 角度测量与经纬仪（6学时）要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：1．角度测量原理；2．光学经纬仪和电子经纬仪；3．水平角观测；4．竖直角观测；要求一般理解与掌握的内容有：1．水平角测量误差及注意事项；2．经纬仪的检验与校正。
第一章：数字测图概述
1、数字测记模式
2、电子平板模式
三、职业岗位分析
项目名称 项目一：数字化测图基础知识 项目二：数字测图系统 项目三：全野外数字测图的准备工作
项目四：全野外数字测图的外业
工作任务
1-1 数字测图的基本概念 1-2 数字测图的基本方法 1-3 职业岗位分析
2-1 认识与使用数字测图的硬件 2-2 认识与使用数字测图的软件
二、数字测图的基本方法
2、数字测图的图形描述 绘图信息
定位信息 连接信息图的基本过程
1、数据采集 全野外数据采集：全站仪、RTK
2、数据处理 CASS软件
3、数据输出 屏幕、绘图仪等。
全站仪
数字终端
计算机
GNSS接收机
便携式计算机
数控绘图仪
二、数字测图的基本方法
白纸测图方法
大平板仪
小平板仪
经纬仪加半圆仪
一、数字测图基本概念
白纸测图工具：平板仪
一、数字测图基本概念
平板仪测图方法：
传统解析法测图：测定点的三维 坐标、展绘
数字测图：经过计算机软件自动 处理（自动计算、自 动识别、自动连接、 自动调用图示符号 等）、自动绘出所测 的地形图。
一、数字测图基本概念
4、数字测图概念
数字测图的基本思想就是将采集地面上的地形和 地理要素（或称模拟量）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，需要时由图形输出设备（如显示器、绘图 仪）输出地形图或各种专题图地形图。
一、数字测图基本概念
白纸测图回顾
• 以图解形式按图示符号和比例尺将地形测绘到白纸 上（绘图纸或聚酯薄膜），称为白纸测图或模拟法 测图。
数字测图课件
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
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
数字测图原理与方法
第一编测绘学基础第１章绪论1.1测绘学的任务和作用测绘学是以地球形状、大小及地球表面上的各种地物（如房屋、道路、河流、桥梁等）的几何形状和地貌(如高山、丘陵、盆地、平原等）的形态为研究对象，并研究如何将地面上的各种地物、地貌测绘成图及将设计、规划在图纸上的各种建筑物放样于实地的有关理论与方法的一门科学。
其作用在于为人们了解自然、改造自然提供各种有效数据及图纸,帮助人们把改造自然的种种想法付诸于实际,从而实现人们的宏伟蓝图。
随着人类社会的不断发展，人们对测绘学也不断提出新的课题,因而测绘学也相继产生了较多的分支学科。
地形测量学:是研究小区域地面点的位置（平面位置ｘ,ｙ及Ｈ高程)，并将地球表面局部地区的地物、地貌及有关信息按一定比例尺测绘成图的一门学科。
是测绘专业的一门技术基础课。
通过对地形进行测绘可以得到各种不同比例尺的地形图，以供科学研究、国防和工程建设、规划设计等使用，同时也为GIS提供有效数据。
大地测量学：是以大区域或整个地球为研究对象，其基本任务是建立国家大地控制网，测定地球形状、大小和研究地球重力场的理论、技术和方法。
通过大地测量可取得不同等级控制点的有关成果，一方面为科学研究提供有效数据,另一方面也是其它学科的基础性工作。
工程测量学:是以各种工程（工业厂房建设、铁路建设、隧道及地下工程建设、水利工建设及城市规划建设等)为研究对象。
为各种工程的勘探设计、施工放样、竣工验收和工程监测、保养等方面提供理论及方法的一门学科。
通过工程测量可将人们设计在图纸上的各种工程放样于实地并保证工程按设计图纸施工。
摄影测量:是利用摄影相片来研究地表形状及大小的一门学科。
随着遥感技术的不断发展，其应用范围越来越广。
除上述学科外测绘学还包括矿山测量学、制图学、海洋测量学、地籍测量学等许多学科。
在国民经济建设和国防建设中，测绘工作常被人们称为尖兵,这是因为测绘工作是一切大型工程建设、设计、施工的前导性工作。
如在公路、铁路的建设过程中,要选择最经济、合理的路线，要计算填挖的土方量、隧道长度、桥涵的孔径大小（其与计算汇水面积有关）等都离不开相应的图纸。
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
1.参考椭球定位确定参考椭球面与大地水准面的相关位置，使参考椭球面在一个国家或地区范围内与大地水准面最佳拟合，称为参考椭球定位。
在一个国家适合地点选定一地面点P 作为大地原点，并对该点进行精密天文测量和高程测量。
将P点沿铅垂线方向投影到大地水准面上得到P’点，设想大地水准面与参考椭球面在P’点相切，椭球面上P’点的法线与该点对大地水准面的铅垂线重合，令椭球短轴与地球自转轴平行，其赤道面与地球赤道面平行。
这样的定位方法实际上可用三个要求表示：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大地方位角等于该点上同一边的天文方位角；大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。
2.国家统一坐标我国位于北半球，在高斯平面直角坐标系内，X坐标均为正值，而Y坐标值有正有负。
为避免Y坐标出现负值，规定将X坐标轴向西平移500km，即所有点的Y 坐标值均加上500km。
此外，为便于区别某点位于哪一个投影带内，还应在横坐标值前冠以投影带带号。
这种坐标称为国家统一坐标。
例如，P点的坐标Xp=3275611.188m；Yp= -276543.211m，若该点位于第19带内，则P点的国家统一坐标表示为：xp=3275611.188m，yp=19223456.789m3.我国的高程基准青岛验潮站1950-1956年间的验潮结果推算了黄海平均海面，称为“1956年黄海高程系”，青岛水准原点高程为72.289m，1952-1979年的验潮结果确定新的黄海平均海面，称为“1985国家高程基准”，青岛青岛水准原点高程为72.260m。
4.一二等水准测量使用尺长更稳定的铟瓦水准尺，这种水准尺的分划是漆在铟瓦合金带上，铟瓦合金带则以一定的拉力引张在木质尺身的沟槽中。
这样铟瓦合金带的长度不好受木质尺身伸缩变形的影响。
铟瓦水准标尺的分格值有10mm和5mm两种。
分格值为10mm的铟瓦水准标尺，它有两排分划，尺面右边一排分划注记从0~300cm，称为基本分划，左边一排分划注记从300~600cm，称为辅助分划。
数字测图原理与方法
数字测图原理与方法第一章绪论一、测绘学的内容和任务测绘学是研究测定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, 是地球科学的重要组成部分。
测绘学按照研究范围、研究对象及采用技术手段的不同, 分为以下几个分支学科:大地测量学、摄影测量学、地图学、工程测量学、海洋测绘学。
1 .大地测量学大地测量学是研究和确定地球的形状、大小、重力场、整体与局部运动和地表面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科。
2 .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。
3 .地图学地图学是研究模拟和数字地图的基础理论、设计、编绘、复制的技术方法以及应用的学科。
4 .工程测量学工程测量学是研究工程建设和自然资源开发中, 在规划、勘测设计、施工和运营管理各阶段进行的控制测量、大比例尺地形测绘、地籍测绘、施工放样、设备安装、变形监测及分析与预报等的理论和技术的学科。
5 .海洋测绘学海洋测绘学是以海洋水体和海底为对象, 研究海洋定位、测定海洋大地水准面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力、海洋磁力、海洋环境等自然和社会信息的地理分布及编制各种海图的理论和技术的学科。
广义的数字测图包括: 利用全站仪或其他测量仪器进行野外数字化测图; 利用手扶数字化仪或扫描数字化仪对纸质地形图的数字化; 利用航摄、遥感像片进行数字化测图等技术。
利用上述技术将采集到的地形数据传输到计算机, 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。
第二章测量的基本知识2.1地球形状和大小大地水准面测量学的主要研究对象是地球的自然表面。
重力的作用线又称为铅垂线。
用细绳悬挂一个垂球, 其静止时所指示的方向即为铅垂线方向。
数字测图1
四、数字测图使大比例尺测图进入了新时期
1、数字地面模型 2、等高线的插值与拟合 3、计算机图形学 4、数字测图测绘与应用…
数字测图需要解决的问题
归纳起来，数字测图所要解决的问题是： 1.使采集的图形信息和属性信息为计算 机识别。 2.由计算机按照一定的要求对这些信息 进行一系列的处理。 3.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。 4.按照一定的要求自动实现图形数据的 应用问题。
§1.2 大比例尺数字测图系统
一、数字测图系统的概念
数字测图（digital surveying and mapping,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 。
软盘
便携机 全站仪或其它测量仪器 PC卡 电子手簿 数字化仪 扫描仪 微机
大比例尺数字测图的原理 方法与应用
——数字测图
第一章 绪论
§1.1 数字测图发展概述
地形测量：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，绘制 成地形图。 （1）白纸测图 实质上是将测得的观测值（数值）用图解的方法转化为图形。 这一转化过程几乎都是在野外实现的，即使是原图的室内整饰 一般也要在测区驻地完成，因此劳动强调较大；再则，这个转 化过程将使测得的数据所达到的精度大幅度降低。特别是在信 息剧增，建设日新月异的今天，百纸图已难载诸多图形信息； 变更、修改也极不方便，实在难以适应当前经济建设的需要。 （2）数字测图：以数字的形式表达地形特征点的集合形态，全解 析、机助测图的方法。
二、理想的数字测图模式
数字测图原理与方法
Principles and Methods of Digital Mapping长安大学地测学院§11 绪绪 论论测绘学的内容及其学科分支1测绘学的地位和作用2数字测图的发展概况3学习本门课程目的和要求4§1 1 绪绪 论论•测绘学（Surveying and Mapping; Geodesy ）研究测定和推算地面点的几何位置、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。
它是地球科学的一个分支学科。
§1.1 测绘学的内容及其分支§1 1 绪绪 论论• 测绘学的研究内容§1.1 测绘学的内容及其分支1. 研究和测定地球形状、大小及其重力场，建立统一的坐标系统，测定地面 点在该坐标系统中的精确点位；2. 对地表形态进行测绘工作，使之变成各种比例尺的地形原图；3. 在各种经济建设和国防工程建设中进行测绘工作；4. 在海洋环境中进行测绘工作，研究其特殊的方法和专用仪器;5. 将地形原图经过地图制图工作，并建立各种地理信息系统。
§1 1 绪绪 论论• 测绘学的学科分支§1.1 测绘学的内容及其分支§1 1 绪绪 论论• 大地测量学（Geodesy）§1.1 测绘学的内容及其分支研究地球的形状、大小和重力场，测定地面点几何位置和地球整体与局部运动的理论和技术的学科。
§1 1 绪绪 论论•摄影测量学（Photogrammetry）§1.1 测绘学的内容及其分支研究利用摄影或遥感的手段获取目标物的影像数据，从中提取几何的或物理的信息，并用图形、图像和数字形式表达测绘成果的学科。
§1 1 绪绪 论论•工程测量学（engineering surveying）§1.1 测绘学的内容及其分支研究在工程建设和自然资源开发各个阶段进行测量工作的理论和技术的学科。
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数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
授课安排及考核方式
❖ 教材：《数字测图原理与方法》（潘正风） ❖ 总学时： 60 ❖ 课堂教学： 40 ❖ 课堂实习： 20 ❖ 平时成绩：课堂＋实习（20%） ❖ 期末考试：闭卷，卷面（80%） ❖ 授课内容： 1~7章
8 ~ 数字测图 数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
通过地质测量工作，可系统研究区域内的地 层，构造，岩石，矿产等特征，为普查找矿，水 文及工程地质，地震地质等提供基础地质资料。
数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
第一章 绪论
1.1 测绘学的任务及作用
❖ 一、测绘学的发展
公元前两千二百多年，夏禹治水的“左规矩， 右准绳”拉开了测绘学发展的序幕！这说明四千 多年前，我们的祖先为发展农业，在与洪水的斗 争中，就已经开展过规模较大的测绘工作。上面 提及的“准”是测高低的，“绳”是量距的。
研究地图制图的理论、方法和应用 。
❖ 土地测量主要指地形测量以外的其它各项内容，
并均以国家基本地形图为基础进行测量。包括 地形测量、地籍测量、土地平整测量、土地利 用现状测量、荒山荒地等后备资源调查等内容。
数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
引：专业与测量学关系
❖地质测量：
地质测量的任务是测量地质图，地质图，是 地形与地质体的相交迹线在水平面上的投影图， 也就是用一定比例尺和各种花纹符号，把出露于 地表的所有地质体反映在平面图上。
数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
1、大地测量学
❖
测绘学的主要研究对象是地球及其表面的
各种形态。首先要研究和测定地球的形状、大
小及其重力场，并在此基础上建立一个统一的
坐标系统，用以表示地表任一点在地球上的准
确几何位置。
❖ 测绘学中研究测定地球形状及地球重力场 ，地球椭球参数，以及地面点的几何位置的理 论和方法的这一分支学科称为大地测量学。
•
采 用 教 材
数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
授课内容
1-7章内容可归纳为下面几个方面： ❖１、测量学基本知识（一、二章） ❖２、误差理论（三章） ❖３、仪器的构造及使用（四～六章） ❖４、外业作业方法、内业基本计算
（四～七章）
数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
教学目的和要求
❖ 目的：
测量基本理论：测量学任务、学科分类、工作 原则、水准测量原理、经纬仪测角、测距原理、控 制测量、误差传播、地形图及投影理论。
数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
1.1 测绘学的任务及作用
三、测量学的内容
❖ 基本内容：角度测量、距离测量、水准测量、
导线测量、三角测量、GPS测量、地形图测绘、 地形图基本知识和应用。也可归纳为：
❖ 测定 (location)： 将地物和地貌测绘成图。
❖ 测设 (seting-out)：把图上设计好的构筑物位
仪器操作技能：水准仪、经纬仪、全站仪使用。
❖ 要求：
掌握基本理论和基本操作，能实际应用并解决 实践问题。
❖ 方法：课堂和实习相结合。
数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
测量实习的目的和意义
❖ 巩固、扩大、加深课堂上所学的理论知识； ❖ 获得测量实际工作的初步经验和基本技能； ❖ 培养学生的独立工作能力； ❖ 熟练测量仪器的操作技能； ❖ 提高计算和绘图能力； ❖ 培养学生团队协作工作的品质和能力。
置标定到实地上。（施工放样）
❖ 测定： ❖ 测设：
地面
图纸
图纸
地面
数字测图原理与方法第一章绪论剖
析
四、测绘学的分支学科
按研究区域大小分为： 1、大地测量学
研究测定地球的形状和大小及地球表面较 大地区的地位测定和计算的有关理论与方法的 学科。 2、地形测量学
研究将地球表面局部地区的地貌、地物测 绘成地形图和编制地籍图的基本理论和方法。
如今以“3S ”技术为代表的现代测绘新技 术正向地球空间信息科学方向跨越和融合！
数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
1.1 测绘学的任务及作用
二、测绘学的定义
❖ 测定和推算地球的形状和大小，确定地面 点的几何位置，并结合社会、自然信息编制各 种地图和专题地图的理论和技术的学科。
❖ 测量学定义：研究地球表面局部地区内测 绘工作的基本理论、技术、方法与应用。又称 为普通测量学或地形测量学。
数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
大地测量方法：GPS测量（&6）
数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
大地测量方法：交会测量（&7.3）
数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
2、地形测量学
❖ 有了大量地面点的平面坐标和高程，就可以 此为基础进行地表形态的测绘工作。其中包括地 表的各种自然形态如水系、地貌、土壤和植被的 分布；也包括各种人工形态如境界线、居民地、 交通线和各种建筑物的位置。
❖ 由于地表形态的测绘工作是分别在面积不大 的测区内进行的，在同一测区内可以既不考虑地 球曲率，也不顾及地球重力场的微小影响。研究 这种理论和技术的分支学科称为普通测量学。
数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
地形测量
数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
四、测绘学的分支学科
按测量的技术方法和对象不同可分为：
3 - 6人。
数字字测图原理与方法第一章绪论剖 析
引：专业与测量学关系
❖ 土地资源管理：本专业培养具有现代管理学、
经济学及资源学的基本理论，掌握土地管理的 基础知识，具有测量、制图、计算机等基本技 能，能从事土地调查、土地利用规划、地籍管 理等工作的应用型人才。
数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
3、摄影 测量
❖ 机载空间三维数据采集系统
数字测图原理与方法第一章绪论剖 析
四、测绘学的分支学科
4、工程测量学
结合工程建设特点的测量工作（桥梁，公路等）。
5、海洋测绘学
以海洋和陆地水域为对象的测量工作。
6、矿山测量学
结合矿产开发和安全的测量工作（隧道贯通）。
7、地图制图学
3、摄影测量学
❖ 利用摄影相片来测定物体的形状大小和位置。 ❖ 测绘地表形态，特别是测绘大面积的地表，可
以采用摄影方法或电磁波成像的方法。 ❖ 根据摄影测量的理论和方法，将获得的地表形
态信息以模拟或解析的方式进行处理，使转变 为各种比例尺的地形原图或形成地理数据库。 这就形成了又一门分支学科──摄影测量学。