数字测图复习整理

第一章绪论（第三节）

1、地形测图方法的变迁经历了哪两个阶段？

(1)白纸测图

工具：光学测量仪器及钢尺，通过测定距离、角度、高差等，由人工绘制图纸。

实质：图解法测图，

缺点：测图方法工序多、劳动强度大、速度慢、不便更新。而且必须遵循“先控制后碎部”的原则。

(2)数字测图

工具：全站仪单机操作测量机器人RTK GPS

实质：全解析机助测图，根本性的技术变革。

优点：测图精度高，便于长期保存，便于更新，劳动强度大大降低。而且不必遵循“先控制后碎部”的原则。

*信息化测绘（前沿、热点）

2、数字测图技术发展经历了哪两个阶段？

初期：

过程：主要用全站仪在人工操作采集地物、地貌特征点的地理位置数据，人工绘制草图，室内将野外采集的地物、地貌特征点数据传输到计算机，利用绘制软件根据草图采用人机交互方式绘制数字地形图，经编辑修改后完成地形图，并屏幕显示或绘图仪输出。

技术进步：数据采集精度和效率的提高，成图完全实现数字化。

应用：目前已普及。

后期：

过程：由被称为测量机器人的全站仪自动进行数据采集，采集的数据可实时传输，在掌上电脑或全站仪上利用数字成图软件自动成图。

应用：技术上完全成熟，但因仪器、软件价格昂贵，普及尚需时日。

发展：RTK GPS大比例尺全野外数据采集式测图，数据采集由RTK GPS代替全站仪，成图方式与全站仪数据采集时相同。

4、结合自己的体会，谈谈当前数字测图的主要技术有哪些？

（1）全野外数据采集式测图技术：经纬仪全野外数据采集式测图法、全站仪全野外数据采集式测图法、RTK GPS全野外数据采集式测图法

（2）数字摄影测量成图技术：数字航空摄影测量、近景摄影测量

（3）遥感测图技术：遥感测图、合成孔径雷达干涉(简称In SAR)技术：

3、数字测图的定义（广义）。

1、地面数字测图：

利用电子全站仪或其它测量仪器在野外进行数字化地形数据采集，在成图软件的支持下，通过计算机加工处理，获得数字地形图。

2、地图数字化：

利用手扶跟踪或扫描数字化仪对已有纸质地形图进行数字化，转换成计算机能存储、处理的数字地形图。

3、数字摄影测量与遥感：

即将摄影所获得的航摄、遥感像片等影像进行数字化得数字化影像，由计算机进行数字处理，从而提供数字地形图或专题图、数字地面模型等各种数字化产品。

第四章

5.电磁波测距概述: 基本原理：通过测定电磁波在待测距离两端点间往返一次的传播时间，利用电磁波在大气中的传播速度c，计算两点间的距离。

D Ct D 221=

6.光电测距一测回概念：

? 一测回含义：照准目标一次，读数若干次为距离测量的一测回，其中读数次数因距离测量精

度要求不同而不同，一般取照准目标1次，读数2～4次。 ；

? 一测回内的读数次数，一段距离单向测量的测回数等均可根据有关测量技术标准规定确定。 ? 一测回内读数次数确定：

1.根据仪器读数出现离散程度和大气透明度适当增减。

2.根据不同精度要求和测量规范规定确定测回数。

3.往、返测回数各占总测回数的一半，精度要求不高时，只作单向观测。 7.测距仪的精度表达式：()

D B A m D ?+±=

A 为固定误差，以mm 为单位；

B 为比例误差系数，以mm/km 为单位；D 为被测距离，以km 为单位。

8.

加常数：测距仪距离起算中心与仪器安置中心不一致，以及反射镜等效反射面与反射镜安置中心不一致，使仪器测得距离与所要测定实际距离不相等，其差数称为测距仪的加常数，与所测距离长短无关。 乘常数改正：

测距仪使用过程中，实际的调制光频率与设计的标准频率之间有偏差时，将会影响测距成果的精度，其影响与距离的长度成正比。

乘常数：当频率偏离其标准值而引起的一个计算改正数的乘系数，也称为比例因子。 9.

距离测量步骤：

(1)仪器安置：在测站点安置经纬仪，方法同角度测量，但应比测角时仪器安置高度略低

(2)测前准备：打开电源进行仪器功能及电源状态测试；设置单位制式，预置常数，包括：仪器加常数、气象改正数等

(3)照准反射棱镜，调节经纬仪的水平和竖直微动螺旋使回光信号最大

(4)根据测量精度要求测量距离若干测回，同时观测垂直角，量仪器高，镜高并记录有关气象数据，供成果整理之用

10.

全站仪(total station) ：全站型电子速测仪的简称，集电子经纬仪、光电测距仪和微处理器于一体。 基本功能：

测量：水平角、竖直角和倾斜距离三种基本数据 计算：坐标、方位角、高差、高程（微处理器）

高级功能：偏心测量、悬高测量、对边测量、面积计算等。

全站仪具有的测量程序功能：水平距离、高差测量换算；曲线、直线放样参数计算；自由设站并进行所测点位的坐标及高程计算；后方交会测量；偏心测量；对边测量；悬高测量；面积测量；断面测量；导线测量；罐体容积测量 用途：

用于导线测量，交会定点，地形测量，施工放样，变形观测，及天文方位角测量等特殊用途。 控制测量：测角精度高，测程长而测距相对精度高。

地形测量：定点速度快，记录容量大，数据存储传输便捷。

工程测量：轴系关系精确，测程短而测距绝对精度高，可用反射片，弯管目镜，天顶测高。 11.对边测量

原理：测站点A 安置仪器，对边两端点安置棱镜；测量各反射镜距离S1、S2、水平角θ、高差hA1、hA2 可求得P1、P2两点间距离和高差：

1

212212221cos 2A A h h h S S S S C -=??-+=

θ

12. 悬高测量

架空电线和管道等因远离地面无法设置反射棱镜，采用悬高测量，能测量其高度。

安置好全站仪先照准目标；再纵转望远镜照准目标下方地面，在其视线上标定棱镜设置点并安置棱镜，输入棱镜高；照准棱镜测量倾斜矩离S ；纵转望远镜照准目标，全站仪显示即地面至目标高度。目标高度计算：

)cot cot （sin 12122

11z z z S h h h H -?=+=

13. 全站仪野外数字测图全野外数据采集通用步骤： 测站点上安置全站仪：对中、整平；

设置测量参数：仪器（棱镜）常数、气象改正参数；角度测量方式（R 顺时针方式、L 逆时针方式）；距离测量方式（IR 棱镜方式、RL 免棱镜方式，精测模式、粗测模式、快速测量模式和跟踪测量模式）；启用三轴或双轴补偿功能。

建立项目文件名：在全站仪测量程序功能中建立项目文件名，存储野外采集数据。

设站：包括输入（调用）测站点名、测站点坐标和高程、仪器高等。需在在已建立项目文件名录下。 定向：照准后视点棱镜，依照提示，输入（调用）后视点坐标（或坐标方位角），完成定向。并照准前视点棱镜检核。

观测：照准碎部点棱镜按测量键，测得三坐标后，输入碎部点号，棱镜高，编码。按记录键存储。 重复上步测完全站，迁至下测站重新设站、定向、观测。

第八章 1名词解释

地物：地球表面的固定物体,如居民地、建筑物、道路、河流、森林等称为地物。

地貌：地球表面各种高低起伏的形态，如高山、深谷、陡坎、悬崖峭壁、雨裂冲沟等称为地貌。 地形：地物和地貌总称为地形。 地形图：是指按一定比例尺,用规定的符号和表示方法表示地物、地貌平面位置和高程的正形投影图。 地形测图：用规定的符号、按一定比例尺把地貌和地物精确地测绘到图纸上的过程。 2. 地形图的基本概念及其分类 1、平面图：将地面的点位和图形垂直投影到水平面上，相似地将图形按一定比例尺缩小绘在图纸上。仅表示地物。 2、地形图：按照一定的数学法则，运用符号系统表示地表上的地物、地貌平面位置及基本地理要素，且高程用等高线表示的一种普通地图。

3、地图：在大区域内或整个地球范围内测图时，必须将地面各点投影到地球椭球体面上，然后用特殊的投影方法展绘到图纸上。

3地形图符号

三类地形图符号：

地物符号：用来表示地物的类别、形状、大小及其位置。分为比例符号、非比例符号和半比例符号。地貌符号：等高线法，用它表示地面高低起伏的形态，确定地面点的高程，绘注相应符号表示峭壁、冲沟、梯田等特殊地形。

注记符号：包括地名注记和说明注记。说明注记包括文字和数字注记，用以补充说明对象质量、数量等属性。

4测图控制技术方案主要考虑哪些内容？

一、平面坐标系统选择

二、高程系统的选择

三、平面控制的加密方案

四、图根点的必要密度

五、高程控制点的加密

5．极坐标法：是数字测图控制点坐标计算基础

坐标正算：已知两点间水平距离和坐标方位角，及其中一点的直角坐标，求另一点的直角坐标

1)安置全站仪或经纬仪于测站点A

2)后视已知点B定向

3)观测测站点A至碎部点P的方向、天顶距和斜距

4)计算碎部点平面坐标、高程：

?

应用：

经纬仪测图法碎部测量: 量取仪器高，观测水平角、竖直角、上中下三丝;计算平距、高程;

利用极角（水平角）和极径（平距）作图

全站三维坐标数据采集:

直接进行三维坐标采集（内置软件已完成计算）;将坐标数据导入成图软件自动成图

6. 地形图测绘方法

1、大平板仪测绘地形图

2、经纬仪与小平板仪联合测绘地形图

3、经纬仪与半圆仪联合测绘地形图（经纬仪测图方法）

7、经纬仪与半圆仪联合测绘地形图（经纬仪测图方法）

用小平板仪的平板作测图的工作台。

准备几支测针，测针的针尖要刚好能通过半圆仪的针孔，针尖太小将影响测绘精度。

半圆仪的最小分划值一般是20ˊ。

工作程序如下：

１、安置、定向：

将经纬仪安置在测站点A上，量取仪器高，瞄准后视点B，将水平度盘配至零度零分附近定向，再瞄准另一已知点C进行检核；

２、安置图板：

在测站点A附近适当位置安置图板，用测针将半圆仪中心圆孔固定在图板上a点；

３、观测：用经纬仪照准碎部点P标尺，读取碎部点方向与起始方向间水平角（碎部点方向角）、视距、垂直角；

４、计算：计算测站点至碎部点水平距离和碎部点的高程；

５、绘图：按碎部点方向角放置分度规，在分度规直径刻划线上依照比例尺量取测站点至碎部点水平距离图上长度，即定出P点在图上位置；并在点旁注记碎部点高程。

经纬仪测图方法实质：

1.平板的定位与定向：地面控制点AB，依比例画出点ab。

定位—使Aa在一铅垂线上

定向—使图上ab平行地面AB

2.按极坐标法图上定点：瞄准目标，画出方向线；测量距离A1，按比例缩为a1，按方向线及图上距离，画出目标点1。

3.按相似图形作图：对照实地地物，将所测一系列目标点连线成图。

总结：经纬仪测图方法一个测站上的工作

1. 安置仪器（在测站点上对中、整平、量取仪器高）

2. 定向、检核（后视定向，前视检核）

3. 立尺（按照跑尺路线在碎部点上立尺）

4. 观测每个方向读五个读数： 水平盘读数α 读至分

竖盘读数 L 读至分 下丝读数 a 读至毫米 上丝读数 b 读至毫米 中丝读数 v 读至厘米 5. 记录（填入手簿）

6. 计算（平距计算、三角高程计算）

7. 展绘碎部点（拨一个角度、量一段距离） v

i l h b a l -+=-=δδ

tan cos )(1002

8、等高线

1.等高线的概念

等高线：即地面上高程相等的相邻点连成的闭合曲线。

原理：用一系列间距相等的水平截面去截某一高地，其截口边线投影到同一个水平面上，且按比例缩小描绘到图纸上，即等高线图。

一组高度不同的空间平面曲线，地形图上表示的仅是它们在投影面上的投影。 2.等高距及示坡线

等高距：地形图上相邻两高程不同的等高线之间的高差。

等高距愈小等高线愈密，地貌显示愈详细；等高距愈大等高线愈稀，地貌显示愈粗略。 等高距的选择取决于地形高低起伏程度、测图比例尺大小和使用地形图的目的。 等高线平距：地形图上相邻等高线间的水平间距。 等高线平距的大小与地面坡度的陡缓有着直接的关系。 3.等高线的分类

（1）首曲线：基本等高线，按规定等高距（基本等高距）描绘的等高线，用细实线描绘。 （2）计曲线：加粗等高线，将基本等高线从0米起算每隔三条或四条加粗描绘，适当位置上要断开，注记其高程。

（3）间曲线：半距等高线，加绘等高距为1/2基本等高距的等高线。用长虚线表示。 （4）助曲线：在间曲线基础上再加绘等高距为1/4基本等高距的等高线。用短虚线表示。 注：间、助曲线可不闭合而绘至坡度变化均匀处为止，但一般应对称。 4.等高线的特性

（1）同一条等高线上各点高程都相等。 （2）等高线是闭合曲线。

① 但注意：图幅范围限制，等高线不一定在图面内闭合而被图廓线截断； ② 等高线应遇到房屋、公路等地物符号及其注记时断开； ③ 间曲线、助曲线仅应用于局部地区，可在不需要的地方中断 3）除陡崖和悬崖处，等高线既不会重合，亦不会相交

4）等高线与山脊线和山谷线成正交。山脊上的等高线应凸向低处，山谷上的等高线应凸向高处。 （5）等高线平距大小与地面坡度大小成反比。同一等高距下，地面坡度越小，等高线平距越大，等高线越疏；反之，地面坡度越大，等高线平距越小，等高线越密。 5插绘等高线注意事项（原则）：

1）内插等高线的两个碎部点，必须位于任一地性线同一侧，不能位于某一地性线两侧，否则地貌严重变形。

2）必须使用相邻的两个碎部点内插等高线，否则地貌严重变形。

3）应当选择上下坡度较大的两个碎部点内插等高线，避免选取高程相近的点，以提高内插点精度。4）应在面对所测地形勾实地绘等高线，丘陵山地等等高线密集地区，来不及绘首曲线时，也必须现场勾绘计曲线。

同时注意遵循等高线的特点。

基本原理：按比例内插法，求等高线通过点

第十章

全站仪“一步测量法”：

B点安置仪器，后视点A，前视点e，测得水平角、前视天顶距、平距及觇标高。由B点坐标算得e 点坐标。施测邻近碎部点1坐标。

依此测至h点，C点坐标计算值与已知值之差即导线闭（附）合差。

符合限差要求，则按与导线边长成正比平差计算各导线点坐标。

如平差前后导线点坐标相差较大，由各导线点平差值重新计算各点对应碎部点坐标。

一）草图法数字测模式

作业模式：

测定地物、地貌特征点位置参数（坐标、高程），按一定规则赋予其编号（人工输入或自动生成）与编码（人工输入）；

全站仪自动记录特征点的位置参数、编号及编码；

同时配画标注特征点编号的地形图工作草图。

室内通过通信电缆将数据传输至计算机。

依据碎部点记录和工作草图，使用数字化成图软件，经人机交互编辑形成数字地图

１、草图法数字测模式

有码作业：

野外给特征点赋予成图软件特别约定的、表示地形实体地理属性和测点连接关系的编码，在特征点位置参数测定后，输入所属记录。地形复杂区域仍需绘制工作草图。

作业流程：

设站→观测并输入编码→绘制工作草图→数据输入微机→格式转换和编码识别→自动绘图→编辑修改→图幅整饰

无码作业：

无需编码，仅用草图描述测点的连接关系和实体的地理属性，记录内容：点的平面坐标、高程、点号。

作业流程：

１、草图法数字测模式——作业过程（有码、无码）

①分工：每组观测员兼记录员1名，绘草图领镜尺员1名，立镜尺员1～2名。草图：绘草图领镜尺员了解地

形、地物分布并按近似比例勾绘含主要地物、地貌的草图（或在旧图上标明），上标明待测碎部点位置及点号。

②快速架好仪器，量取仪器高，启动全站仪，选择测量状态，输入测站点号和定向点号、定向点起始方向值、

仪器高；

③瞄准后视棱镜后视定向，瞄准前视点棱镜进行前视检核。

④观测员瞄准碎部点棱镜，对讲机联系、确定镜高（可设固定高度）及点的地物属性，输入镜高（镜高不变

直接按回车键）、地物代码（无码作业时直接按回车键），确认准确照准棱镜后，按测量键记录即存入作业文件。

⑤观测完毕对照记录点号和草图上标注点号，有遗漏及时更正。

2、电子平板法

电子平板测图系统，由安装有数字化测图软件的便携机和全站仪连接组成，便携机可以是笔记本电脑或掌上电脑。

可将实地图形显示在屏幕上，可根据实地信息直接成图，也先展点在图上，一站结束后再成图。现场对照简单编辑、修改，复杂工作回室内做。

作业流程：设站→观测数据通讯→便携机成图→编辑修改→图幅整饰→图形输出

优点：传统数字化成图系统基础上开发而成，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，现场直接生成地形图、“即测即显，所见所得”等优点。

缺点：阴雨天、暴晒或灰尘等条件难以适应，电池续航能力有限，适合小面积地物密集度较大地区作业。

DEM、DTM区别：

数字地面模型DTM（Digital Terrain model）：

表示地面起伏形态和地表景观的一系列离散点或规则点的坐标数值集合的总称。

DTM是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述，包含地面起伏和属性两个含义，当DTM中地形属性为高程时就是数字高程模型DEM。

GIS中，DEM是建立DTM的基础数据，其它地形要素可由DEM直接或间接导出，如坡度、坡向等。

三角网DEM或TIN：若将按地形特征采集的点按一定规则连接成覆盖整个区域且互不重叠的许多三角形，可构成一个不规则三角网TIN表示的DEM。称为三角网DEM或TIN。

(一)虚拟现实技术的概念

（1）虚拟现实技术：

是指利用计算机生成一种模拟环境，并通过多种专用设备为用户投入到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术；它可以让用户使用人的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察或操作，同时提供视、听、摸等多种直观而又自然的实时感知。

（2）组成：虚拟世界、计算机、虚拟现实软件、输入和输出设备。

(二)VR-GIS。GIS与VR技术相结合的产物。

电磁波测距三角高程测量

原理：

用电磁波测距方法直接测定两点间的倾斜距离d，根据斜距d和垂直角α可求得高差h，这种方法称为电磁波测距三角高程测量，简称电磁波测高。