(武汉大学)数字测图原理与方法课件-第一章
数字测图[1]
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第一章习题与思考题1.什么是数字测图？2.简述数字测图的基本成图过程。
3.什么是矢量图形？什么是栅格图形？一般情况下，同一幅地形图是矢量数据量大还是栅格数据量大？4.数据采集的绘图信息有哪些？5.数字测图系统可分哪几种？简述其基本测图思想。
6.数字测图的硬件设备有哪些？各自的作用是什么？7.数字测图有哪些优点？参考答案：1.答：人们将从野外数据采集到内业成图全过程数字化和自动化的测量制图方式称为野外数字测图或地面数字测图（简称数字测图）。
广义地讲，制作以数字形式表示的地图的方法和过程就是数字测图，主要包括：地面数字测图、地图数字化成图、数字摄影测量与遥感数字测图等。
狭义的数字测图指地面数字测图。
2.答：地面数字测图的基本过程是：首先采集有关的绘图信息并及时记录在相应存储器中（或直接传输给便携机），然后在室内通过数据接口将采集的数据传输给计算机并由计算机对数据进行处理，再经过人机交互屏幕编辑，最后形成数字图形文件。
3.答：矢量数据是图形的离散点坐标（X，Y）的有序集合；栅格数据是图形像元值按矩阵形式的集合。
一幅地图图形的栅格数据量一般情况下比矢量数据量大得多。
4.答：数字测图时必须采集绘图信息，它包括点的定位信息、连接信息和属性信息。
定位信息亦称点位信息，是用仪器在外业测量中测得的，是最终以X，Y，Z（H）表示的三维坐标。
点号也属于定位信息。
连接信息是指测点之间的连接关系，它包括连接点号和连接线型。
属性信息又称为非几何信息，是用来描述地形点的特征和地物属性的信息。
5.答：根据数据采集方法的不同，数字测图系统主要区分为三种：基于现有地形图的数字成图系统、基于影像的数字测图系统、地面数字测图系统。
数字测图是通过数字测图系统来实现的。
数字测图系统是以计算机为核心，在外连输入、输出的硬件和软件设备的支持下，对地形空间数据进行采集、输入、处理、绘图、存贮、输出和管理的测绘系统。
6.答：数字测图系统需有一系列硬件组成。
《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)
（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、
(完整word版)数字测图原理与方法
数字测图原理与方法一、比例尺的概念及比例尺的分类。
比例尺：图上长度与相应的实地水平长度之比，称为该图的比例尺。
比例尺的分类①小比例尺：1:25万、1:50万、1:100万②中比例尺：1:2.5万、1:5万、1:10万③大比例尺：1:500、1:1000、1:2000、1:5000、1:1万二、白纸测图与数字测图的基本概念。
(1)白纸测图：传统的地形测量是利用测量仪器对地球表面局部区域内的各种地物、地貌（总称地形）的空间位置和几何形状进行测定，以一定的比例尺并按图式符号绘制在图纸上，即通常所称的白纸测图。
(2)数字测图：广义地讲，生产数字地图的方法和过程就是数字测图。
数字测图实质上是一种全解析机助测图方法。
它以计算机为核心，在相关输入输出设备的支持下，对地形空间数据进行采集、存贮、处理、输出和管理。
三、什么是大比例尺数字地图？贮存在数据载体(磁带、磁盘或光盘)上的数字形式的大比例尺地图。
四、大比例尺数字地图的特点。
（1）以数字形式表示地图的内容。
（2）具有良好的现势性。
（3）以数字形式贮存的1:1的数字地图，不受比例尺和图幅的限制。
（4）具有较高的位置精度且精度均匀。
（5）为与空间位置有关的信息系统提供基础数据。
（6）地图的建立需要较大的费用和较长的时间。
（7）读写需要相应的软硬件的支持。
五、数字测图技术特点。
（1）精度高（2）自动化程度高、劳动强度小（3）更新方便、快捷（4）便于保存与管理（5）便于应用（6）易于发布和实现远程传输六、数字测图系统的工作过程及作业模式。
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、管理的测绘系统。
大比例尺数字测图分为三个阶段：数据采集、数据处理和地图数据的输出。
广义地理解数字测图系统:采集地形数据输入计算机，由机内的成图软件进行处理、成图、显示，经过编辑修改，生成符合国标的地形图，并控制数控绘图仪出图。
(武汉大学)数字测图原理与方法课件-第三章
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。
数字测图基本原理与方式
N1 0.832 N 2 0.679
D 678.23m
例：欲使某相位测距仪的测程达到10km,测距精度达到1mm，
问需多少个光尺？它们的频率分别为多少？
4.1钢尺量距
3) 倾斜改正
当Ｌ为斜距时应换算成平距d，则倾斜改正值为：
lh d l (l 2
将上式
(1
h2 l2
)
1 2
1
h2 ) 2 l l(1
项展开成级数：
h2 l2
1
)2
l
Ｌ
lh
l (1
h2 2l 2
h4 8l 4
) 1
g
a
b
S Kl 100l
b b b
4.2光学视距法测距
1) 视准轴水平时的视距公式 对于倒像望远镜：下丝在标尺上的读数为a，
上丝在标尺上的读数为b，
固定值 （约34°23′）
视距间隔 l（l=a-b），
则水平距离D有： D1 D2 K l1 l2 通常情况下k=100
4.1钢尺量距
2 丈量距离的成果整理
经过检定的钢尺长度可用尺长方程：
lt l0 l (t t0 )l0
lt —温度为t时的钢尺实际长度； l0—钢尺的名义长度； l—尺长改正值，即温度在 t0时钢尺全长改正数； —钢尺膨胀系数，一般取α=1.25×105(0C)1 t0—钢尺检定时的温度； t —量距时的温度。
A 1 23 4
5B
数字测图原理及方法
4.1钢尺量距
平坦地面的量距 A、B两点间的水平距离为：
D nl q
式中：n —尺段数； l — 钢尺的尺长； q —不足一整尺的余长。
(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知识点
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。
1-2曲率影响
距离误差∆D/cm 0.10 0.82 2.77 6.57 102.65
相对误差∆D/D 1∶5000000 1∶1217700 1∶541500 1∶304400 1∶48700
结论：在半径为10km的范围内进行距离的测量 工作时，用水平面代替水准面所产生的距离误 差可以忽略不计。
1.3.2 水准面曲率对水平角的影响
0.05 0.25 0.51
400 500 2500
2.03 2.54 12.70
计算表明，对于面积在100km2 内的多边形，地球曲率对水平角的 影响只有在最精密的测量中才考虑， 一般测量工作是不必考虑的。
1.3.3 地球曲率对高程的影响
( R + ∆h) = R + t
2 2
地面
2
水平面 D 大地水准面
由球面三角学知道，同一 个空间多边形在球面上投影的 各内角之和，较其在平面上投 影的各内角之和大一个球面角 超ε，它的大小与图形面积成 正比。
P ε = ρ ′′ 2 R
式中， P为球面多边形面积，R为地球半径。
ρ ′′ = 206265′′
球面面ε/″
10 50 100
A
t s
t2 ∆h = 2 R + ∆h
C
R
S2 ∆h = 2R
（1-3）
θ θ
S/m 100 200 500 1000 10000 ∆h/mm 0.78 3.1 19.6 78.5 7848
地球曲率对高程的影响，即使在 很短的距离内也必须加以考虑。-综上所述，在面积为100 km2 的 范围内，不论是进行水平距离或水平 角测量，都可以不考虑地球曲率的影 响，在精度要求较低的情况下，这个 范围还可以相应扩大。但地球曲率对 高程的影响是不能忽视的。
控制测量-数字测图原理与方法
表 6－2 导线 等级 长度 (km) 三等 四等 一级 二级 三级 15 10 3.6 2.4 1.5 平均 边长 (km) 3 1.6 0.3 0.2 0.12 测角
城市导线测量的主要技术指标 测距 中误差 (mm) ±18 ±18 ±15 ±15 ±15 DJ1 8 4 － － － DJ2 12 6 2 1 1 DJ6 － － 4 3 2 测回数 方位角 闭合差 （˝） ±3 ±5 ±10 ±16 ±24 导线全长相对 闭合差 ≤1／60 000 ≤1／40 000 ≤1／14 000 ≤1／10 000 ≤1／6 000
4 L 12 L 20 L 40 L
注：表中 R 为测段长度，单位为 km；L 为附合路线或环线的长度，单位为 km。
三、控制测量的一般作业步骤 控制测量作业包括技术设计、实地选点、标石埋设、观测和平差计算等主要步骤。在常 规的高等级平面控制测量中，当某些方向受到地形条件限制不能使相邻控制点间直接通视 时，需要在控制点上建造测标。采用 GPS 定位技术建立平面控制网，由于不要求相邻控制 点间通视，因此不需要建立测标。 控制测量的技术设计主要包括精度指标的确定和控制网的网形设计。在实际工作中， 控
表 6－1 等 级 二等 三等 四等 一级小三角 二级小三角 平均边长 （km） 9 5 2 1 0.5 城市三角测量的主要技术指标 测角中误差 （˝） ±1.0 ±1.8 ±2.5 ±5.0 ±10 .0 最弱边边长相 对中误差 ≤1／120 000 ≤1／80 000 ≤1／45 000 ≤1／20 000 ≤1／10 000 DJ1 12 6 4 － － 测回数 DJ2 － 9 6 2 1 DJ6 － － － 6 2 三角形最大闭 合差（˝） ±3.5 ±7.0 ±9.0 ±15.0 ±30.0
数字测图原理与方法 潘正风 课件 优质讲解
2019年6月9日星期日
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④与数学坐标系的区别：见下图，原因是测 量中以极坐标表示点位时其角度值以北方向为准 按顺时针方向计算，目的是可以将三角函数公式 用于测量中。
数学平面直角坐标系
测量平面直角坐标系
2019年6月9日星期日
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⑤施工坐标系：适用于施工场地，坐标系的
坐标轴与建筑物主轴线重合、平行或垂直。
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。
2019年6月9日星期日
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思考题
1、地球的形状近似于怎样的形体？ 2、地球自然表面、水准面、大地水准面和参考
椭球面的区别和联系？ 3、参考椭球的基本元素有哪些？ 4、测量工作的基准面和基准线是指什么？ 5、平均海水面____（是/不是）参考椭球面。 6、任意高度的静止的液体表面（如平静的湖水
b
6 356 863.018 773 047 3（m） 6 356 755.288 157 528 7（m）
6 356 752.314 2（m）
f
1／298.3
e2
0.006 693 421 622 966
e′2
0.006 738 525 414 683
1／298.257 0.006 694 384 999 588 0.006 739 501 819 473
2019年6月9日星期日
7
• 地球椭球分类： 总地球椭球:与全球范围内的大地水准面最佳拟合， 即与大地水准面最接近的地球椭球称；
• 参考椭球:与某个区域的大地水准面最佳拟合， 即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，其椭球面称为参考椭球面。
数字化测图ppt课件
点 线
面
15
(2)图形表示 在栅格结构中，地表被分成相互邻接、规则排列的矩形方块(特殊 的情况下也可以是三角形或菱形、六边形等)，每个地块与一个栅格单 元相对应。也就是说栅格结构用密集正方形(或三角形，多边形)将地 理区域划分为网格排列。 位置由行、列号定义，属性为栅格单元的值。 点：由单个栅格表达。 线：由沿线走向有相同属性取值的一组相邻栅格表达。 面：由沿线走向有站仪自动跟踪模式
31
二、GPS测量模式
GPS美国全球卫星定位系统，它是美国组织研制的用于军事上的导航定位 设备。它定位方法灵活、方便、精度较高，目前应用非常广泛。随着科技的发 展，GPS技术将在普通测量与工程测量中得到进一步的普及应用。近些年推出 的GPS实时动态定位技术(RTK)，能够及时提供测点的三维坐标成果。
46
3. 比例尺精度 正常人眼在图纸上能辨认的最小长度通常认为0.1 mm，那么图上0.1 mm所表 示的实地水平距离 ，称为比例尺精度。即
比例尺精度在测量工作中主要有两个用途：一是根据比例尺精度，可以在 测图时确定量距的精确程度。例如，1:1 000地形图的比例尺精度为0.1 m，测图 时量距的精度只需0.1m，小于0.1m的距离在图上表示不出来。二是当设计规定 了需在图上表示实地最短距离时，根据比例尺精度可以确定测图的比例尺。例 如，欲表示实地最短线段长度为0.5m，根据比例尺精度可推出测图比例尺不得 小于0.1÷（0.5×1000）=1:5000。比例尺愈大，采集的数据信息愈详细，精度要 求就愈高，测图工作量和投资往往成倍增加，因此使用何种比例尺测图，应从 实际需要出发，不应盲目追求更大比例尺的地形图。
目前数据采集的方法主要由野外地面数据采集法、原图数字化法、航 片数据采集法。