第1章 数字化测图概述

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六、考核方式

笔试考试，试题取自题库。卷面 成绩占总成绩的比例的70％，其 余30％根据课堂作业、上机操作、 出勤等确定。
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七、选用教材及主要参考书
1、教材： 《大比例尺数字化测图技术》李玉宝 曹 志翔等，西南交通大学出版社。
2、参考书： 《CASS地形地籍成图软件参考手册》南 方测绘仪器公司

四、课程教学内容（续）
（2）、重点与难点


1、地形、地貌的表示方法及合理的 取舍问题 2、等值线绘制的理论与方法
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五、教学方法

理论结合实际，实践环节穿插在理 论课中间进行。在机房讲授理论课， 通过地形图编辑的实际演示，帮助 学生深入理解；另一方面，让学生 有随时上机练习的机会。
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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。 所以，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。
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1.2. 1 地形数据采集系统

1．野外地形数据采集设备
地面测量仪器是野外获取定位信息的基本设 备，目前主要设备为全站仪，在天空开阔的地区 也可使用双频动态GPS接收机（RTK）。

2．图形数字化输入设备
将已有的纸质地形图转换为数字地形信息的 专用设备称为图形数字化输入设备，常用的有数 字化仪和扫描仪。
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传统方式大比例尺地形测图：



使用仪器和工具：经纬仪、图板、塔尺、皮 尺、计算器、半圆仪、直尺、铅笔、绘图笔、 图纸等 经纬仪+半圆仪模式作业流程和方法： 准备图纸→绘制坐标格网→展点 →安置仪器→定向（实地和图纸对应）→读 数（水平角、垂直角、视距）→量角→计算 平距和高程→量距刺点、上高程→连线→清 绘等 成果：纸质地形图（底图和蓝图）
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数字化测图

全站型电子速测仪等电子仪器与计 算机辅助制图系统，两者结合逐步 形成了一套从野外数据采集到内业 制图，实现了全过程数字化的大比 例尺地形测图方法，即所谓野外数 字测图技术，简称为数字化测图。 数字化测图实质上是一种全解析计 算机辅助测图的方法 。
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属性信息

与空间位置有关，但又与地图图形无直 接关系的信息称为属性信息。属性信息 又称为非几何信息，包括定性信息和定 量信息。属性的定性信息用来描述地图 图形要素的分类或对地图图形要素进行 标名，一般用拟定的符号和文字表示， 如植被类型、地名、河流名等。属性的 定量信息是说明地图要素的性质、特征 或强度的，例如面积、楼层、人口、产 量、流速等，一般用数字表示。


矢量数据的获取：野外直接采集、解析 测图仪采集、手扶跟踪数字化仪采集 等 等。 代表地形元素的点、线、面还具有对应 的属性数据。
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栅格数据


栅格数据结构是将整个绘图区域划分成 一系列大小一致的栅格，由单位栅格来 划分像元，栅格代表位置，像元的灰度 值（或编码）表示栅格属性，根据每一 栅格像元的灰度值进行分类、提取或处 理，可得到不同的地形信息。 栅格数据来源：扫描仪、遥感摄影等方 法
数字化大比例尺测图



a.使用仪器和工具:全站仪（GPS等）、 棱镜（杆）、电子手簿、对讲机等；计 算机和专业软件（成图系统）、绘图仪 等 b.作业流程和方法：野外数据采集→数 据传输→展点→编辑→显示及绘图输出 c.成果：数字地形信息、可绘图输出纸质 地形图
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数字地形信息
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1.1. 4 数字地形图的数据结构



数据结构是指数据组织的形式，是适合 于计算机存储、管理和处理的数据逻辑 结构。 矢量数据 栅格数据
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矢量和栅格结构是计算机描述空间实体的 两种最基本的方式。
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第1章 数字化测图概述



1. 1. 1. 1.
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数字化测图概念 数字化测图系统的组成 数字测图的优势 数字测图的现状与展望
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1. 1 数字化测图概念
1.1.1 数字化测图是地形测量技术的革命 性进步 地形测量：是指测量地球表面局部区域内 各种地形、地物在确定的参照系统中的 位置和几何形状，以一定的比例尺缩小， 并按特定的符号绘制成平面图形的测量 工作。
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全站仪
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GPS
Байду номын сангаас
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图 3-63
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工 程 扫 描 仪
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数 字 化 仪
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1. 2. 2 数据处理与成图系统

数据处理与成图系统是指对点位信息和属性信息 进行编辑处理，生成数字地形图的计算机软件系 统。 在这个系统中，电子计算机是进行数据采集、储 存、处理的基本设备，而专业的数字化成图软件 则是系统的核心，其功能大体上可以分为数据输 入、编辑处理、成图输出三大块，其中主要部分 是各类地形图元素编辑处理工具。
数字化测图
西南科技大学 王卫红 副教授
课程名称：数字化测图


【英文译名】：The Digitizing topographical surveying and mapping 教学环节：2.5+2学分

理论教学（40学时） 实习（2周）
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一、课程性质和教学目的
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矢量化数字图采用的具体数据格式因绘 图系统而异，但鉴于目前用户单位普遍 使用基于AutoCAD的计算机辅助设计软 件，所以数字化图数据格式一般是CAD 格式或与CAD格式兼容。
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1. 2 数字化测图系统的组成

数字化测图系统是以计算机为核心，在输入、输 出设备硬件和软件的支持下，对空间数据及相关 属性信息进行采集、输入、处理、绘图、输出、 管理的测绘系统。 数字化测图系统可分为数据输入、数据处理和数 据输出三部分，其工作流程为：地形数据采集； 数据处理与成图；成果与图形输出。
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数据采集：将地形、地物要素转换为数 字信息的过程。
数据采集完成后，要使计算机软件能识 别所采集的数据，并据此绘出传统意义 的地形图，野外测绘时除点位的三维坐 标外，还必须采集点位的连接信息和描 述其性质的属性信息。
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数据采集的信息包括： 1. 图形信息（几何信息），它 包括：定位信息和连接信息 2. 属性信息（非几何信息）， 它包括：定性信息和定量信息
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二、本课程的基本要求
熟悉大比例尺数字化测 图的基本理论，掌握野外地 形定位点及地形、地物属性 数据采集、记录方法，能运 用地形地籍绘图软件编辑、 制作数字地形图。
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三、本课程与其他课程的关系


先修课程：《测量学》、《控制测量 学》、《AUTOCAD》等。 后继课程：《电子地图原理及应用》、 《地理信息系统》等。
矢量数据

矢量数据采用坐标（x，y）来描述点、 线、面等三种基本类型图形元素，并结 合属性信息实现地形元素的表述。


点的位置可用二维坐标的单一集合来描述； 一条线通常由有序的两个或多个坐标对集合 来表示； 地形图中的面可以用一条或多条封闭的线 来描述。
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矢量数据
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传统地形测量方法的缺点和不足



成果载体为纸张，不能满足信息化时代 计算机处理图形和数据的要求。为了利 用要将其扫描矢量化成为数字化图。 劳动强度大、作业效率低。 质量难以保证。成图过程的读数、记数、 量角、距离换算、展点绘图等众多环节 精度不高，出错机率大，使得地形图成 果质量难以保证。


数字化的大比例尺地形测图的成果不再仅仅是 绘制在纸上的地形图，而是以计算机存储介质 为载体的，可供计算机传输、处理、多用户共 享的数字地形信息。 数字地形信息以其存储与传输方便、精度与比 例尺无关、不存在变形及损耗，能方便、及时 地进行局部修测更新，便于保持地形图现势性 的巨大优势，极大地丰富了地形测量资料应用 范围，使其能在经济建设各部门发挥出更大的 作用。所以，数字化测图技术出现，标志着大 比例尺测图技术理论与实践的革命性进步。
1.1. 3 数字地形信息的表述



作为面向人的数字地形信息，其输出形式应是 用户已经习惯的传统地形图形式。 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。 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。
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栅格数据矢量化

各类数字图的工程应用基本上都使用矢量结 构数字地形图，而栅格结构的数字图，存在 不便于编辑修改和工程量算、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，栅格结构的地形图数据量比矢量 数据量大得多，所以，对于栅格结构的地形 图，常常要将其转换为矢量数据结构的数字 图，这项工作称之为矢量化。
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回顾

结合大一地形测量实习总结白纸 测图的作业流程。
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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 方向的水平角，使用半圆仪、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。
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四、课程教学内容
（1）、基本知识点：
大比例尺数字化测图基本理论：讲授大比例 数字化测图方法、原理，要求深刻理解。 计算机绘图理论：讲授数字化地形图编辑成 图的算法，要求理解。 野外数据采集方法：讲授数字化测图的外业 作业方法，要求熟练掌握。 数字地形图计算机编辑成图方法：讲授计算 机地形图编辑成图方法，要求熟练掌握。 7 2013年7月24日9时41分
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传统地形测量方法的缺点和不 足（续）



数据利用率低。以图纸为载体受图面负 载能力局限，只能按一种比例尺作业， 数据利用率低。 受人眼分辨能力的局限，即使采用高精 度测量仪器测量，碎部点点位误差也不 会小于图面0.1mm所代表的实际距离。 成图周期长、不便于更新维护、图纸会 产生伸缩变形、影响成果精度。
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请同学们思考一下，说说大 比例尺数字化测图与白纸测 图的共同点有哪些？
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大比例尺数字化测图比白纸 测图的优越性何在？
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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。
大比例尺地形图测量是工程测量单位 主要的测量工作之一，目前国内大比例尺 地形测量已实现数字化测绘，数字化地形 图取代了传统的纸质地形图。本课程作为 讲授数字化测图技术的专业课程，是测绘 专业最重要的专业必修课程之一。
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一、课程性质和教学目的（续）

本课程在测绘学基本理论基础上，讲 授数字化野外地形数据采集、记录及 计算机编辑成图的理论与方法。通过 学习本课程，学生要掌握数字化地形 图数据采集，计算机地形图编辑、制 作及大比例尺数字地形图的工程应用 方法。