数字测图电子教案

§8.2 数字化测图系统
（1）数字测图系统的定义 ）数字测图系统的定义
• 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。 该测 图系统主要由数据输入、数据处理和数据输出三部分组成。
软盘 便携机 PC卡 全站仪或其它测量仪器 电子手簿 打印机 数字化仪 微机 扫描仪 绘图仪 立体坐标量测仪 解析测图仪 成图软件 显示屏
（2）地形数据的采集 ） （a）野外数据采集：①便携机 ②电子手簿 ③PC卡 ④内存 （b）原图数据采集：①数字化仪数字化 ②扫描仪数字化 ③航片数据采集
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（3）数字化测图系统的分类 ） 按输入方法可分为： 按输入方法可分为：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、综合采样（集）数字 测图系统。 按硬件配置可区分为： 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： 按输出成果内容可区分为：大比例尺数字测图系统、地 形地籍测图系统、地下管线测图系统等。
数字测图教案
第八章 计算机地图绘图基础
§8.1 数字化测图概念
地形测量：是利用测量仪器对地球表面局部区域内各种 地形测量 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 1）
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。
第九章
图形数字化仪 图像扫描数字化仪
地形图的数字化
9.1 数字化仪的工作性能
一、数字化仪的工作方式 （1）点式 （2）开关流式 （3）连续式(不需按键) （4）步进式（距离间隔0.025--2.54mm） （5）增量式（送入的是相对于上一点的坐标增量）
二、数字化仪的性能指标 1、分辨率：0.1mm～0.01mm 2、波特率：1200 ～19200b/s,常见9600b/s 3、发送数据格式：ASCⅡ码、二进制码 4、奇偶检校及数据位：数据位为7或8，检校位1位 7位偶检校、7位奇检校、8位无检校、8位偶检校、 8位奇检校 三、数字化仪与计算机的连接 EPSW实现通信的方法 （1）打开指定的串口，设置接收数据缓冲区大小 （2）设置通信参数 （3）设定响应事件标志 （4）定义串口事件处理程序。
（1）全站仪自动跟踪测量模式 （2）GPS测量模式
§8.5 全站仪概述
1.定义：把电子测距、电子测角和计算机结合成一个 整体，能自动记录、存储并具备某些固定计算机程 序的电子速测仪。 2.应用：测绘工程、建筑工程、交通与水利工程、大 桥水坝的变形监测、地质灾害监测及体育竞技等领 域广泛应用。 3.功能：角度测量、距离（斜距、平距、高差）测量、 三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测 量。
§8.3 数字化测图的优点
一、数字测图使大比例尺测图走向自动化 自动记录、自动计算处理、自动成图绘图 二、数字测图使大比例尺测图走向数字化 图的信息都以数字的形式描述，多用户共享。 ①自动提取点位坐标、两点距离、方位以及地块面积 ②可转CAD、GIS ③分层处理、便于更新 三、数字测图使大比例尺测图实现高精度 白纸测图的精度取决于：比例尺的精度 数字测图的精度取决于：仪器的精度 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…
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 ）数字测图： 合形态，全解析、机助测图的方法。数字测图就是 要实现丰富的地形信息和地理信息数字化和作业过 程的自动化或半自动化。它希望尽可能缩短野外测 图时间，减轻野外劳动强度，而将大部分作业内容 安排到室内去完成。与此同时，将大量手工作业转 化为电子计算机控制下的机械操作，这样不仅能减 轻劳动强度，而且不会降低观测精度。
（3）数字化测图的基本过程 ） 通过采集有关的绘图信息并及时记录在数据终端（或 传输给掌上电脑或便携机等设备），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，再经过人机交互的屏幕编辑，形成绘图数据 文件。最后由计算机控制绘图仪自动绘制所需的地形图， 最终由硬盘、光盘等存储介质保存成电子地图。 （4）数字化测图必须采集的测图信息 ） a 地图图形的描述 b 测量的基本工作是测定点位 c 地图图形的数据格式
（4）我国数字测图主要作业模式 ） 1．全站仪+电子手簿测图模式 2．普通经纬仪+电子手簿测图模式 3．平板仪测图+数字化仪数字化测图模式 4．旧图数字化成图模式 5．测站电子平板测图模式 6．镜站遥控电子平板测图模式 7．航测像片量测成图模式
（5）数字测图系统的构成 ） 硬件：全站仪、数据记录器、计算机、绘图仪、打 印机、数字化仪… 软件：系统软件、应用软件 计算机硬件（外部设备） 计算机硬件（外部设备）
§8.4 数字测图的发展与展望
一、数字测图的发展
“两模式”“三阶段”
（1）数字测记模式 第一阶段：全站仪+电子手簿+成图软件。特点是：单点记录 第二阶段：全站仪+电子手簿+成图软件。特点：除记录点位信 息以外，还记录成图所需的全部信息。 （2）电子平板测绘模式 第三阶段：全站仪+便携机+成图软件
二、理想的数字测图模式
全站仪数据通信 1. PCMCIA记录卡 记录卡 便于异地传送数据 2. 电缆传送 全站仪都采用RS-232C标准接口串行通信 串行通信中采用异步通信方式,用起始位表示字符 , 的开始,用停止位表示字符的结束。一个字符的 基本组成：起始位、数据位、检验位和停止位。 （1）通信参数的设置 ） ①波特率：表示信号传输的速度。
（5）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.图形数字化仪（graphic digitizer) 图形数字化仪（ 图形数字化仪 作用：将图形数据进行转换后输入计算机； 构成：数字化板、定标器（游标）、控制电路； 精度指标： ±0.025mm～ ±0.25mm(精度） ±0.01mm～ ±0.1mm(分辨率） A4 ～A0（工作幅面）
2.扫描仪（scanner) 扫描仪（ 扫描仪 作用：将图形、图像快速、高精度地数字化后输入计算机。 性能指标：300dpi～800dpi(分辨率） A4 ～A0（幅面） 3.数控绘图仪（digital plotter)（平台式、滚筒式） 数控绘图仪（ 数控绘图仪 （ 作用：输出图形 构成：绘图平台、绘图笔架、导轨、滑轨使动装置控制电路。 性能指标：0.01～0.1mm(定位精度） 0.01～0.1mm（分辨率） A4 ～A0（幅面） 几十毫米～几百毫米（速度） 4.接口 接口 作用：连接计算机与输入输出设备 分类：串行接口、并行接口 串行接口：数据以二进制位的顺序在一条信号线上 传送，每次只传送一个数据位。25芯、9芯 并行接口：通过多条数据线同时传送数据。一般为 25芯。
9.2 图纸定位
图纸定位：将数字化仪坐标系的坐标数据转换成地图坐标系的坐标 数据，这一过程称图纸定位。
一、线性正形变换 X-X0=λ(x-x0)cosα+ λ(y-y0)sinα Y-Y0=λ(x-x0)sinα+ λ(y-y0)cosα a= λcosα b= λ sinα QX=a(x-x0)+b (y-y0)+ X0 Qy=b (x 0 -x)+a(y- y0)+ Y0 a、b、 QX、Qy即为待定转换系数
S(1)=VAL(S$(1))/1000 V(1)=VAL(LEFT$(V$(1),3))+VAL(MID$(V$(1),4.2))/60 +VAL(RIGHT$(V$(1),2))/3600 H(1)=VAL(LEFT$(V$(1),3))+VAL(MID$(H$(1),4.2))/60 +VAL(RIGHT$(H$(1),2))/3600 IF F =1 THEN S(2)=0:V(2)=0:H(2)=0:GOTO 30 IF I =2 GOTO 30 INPUT“ Sight Target in Face2 then Enter!”,B$ 30 Next 1 WRITE #2,STN,TGT,S(1),V(1),H(1),S(2),V(2),H(2) GOTO 10 90 CLOSE END
9.4 数据采集
采集地形特征点 一、各种符号的采集方法 1、独立地物的采集：定位点 2、折线线状符号：转折点 3 3、曲线线状符号：曲线特征点 4、带方向性的线状符号：定位线 5、面状符号：轮廓线上的拐角点或特征点 6、注记：编辑时加入 二、定位点的选取方法 1、比例符号：实测点
（2）通信前全站仪的设置 ） ①CR/LF（回车换行符号）置关OFF ②ECHO（通信回写）置为关OFF ③CARD/RS-232C（记录模式）置为RS-232C ④如果可选通信方式中有SET类型，则置为 SET类型。 ⑤记录模式为HVS（水平角，竖直角，斜距） （3）通信程序举例： ）通信程序举例： REM PC〈=======〉SOKKIA SET2C OPEN"COM2：1200,N,8,1,CS,DS,CD”FOR RANDOM AS#1 OPEN“OBS1.DAT”FOR APPEND AS #2
INPUT “Stn No:” ,STN 10 INPUT “Target No:” ,TGT:IF TGT=0 GOTO 99 20 INPUT Facel\Facel&Facel2(1/2)? ,F:IF F<1 OR>2 GOTO 20 FOR I=1 TO F PRINT #1,CHR $ (17) INPUT # 1,A $ PRINT # 1CHR $ (18) S # (1)=LEFT $ (A$,7):VS (1)=MID $ (A$,9,7):H $ (1) =MID $ (A$,17,7) PRINT VAL(S $ (1)/1000,VAL(V $(1)/1000,VAL(H$(1))/1000
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对二进制通信来说，即b/s。110～19200b/s。 ②数据位：单向传送的数据位数。 7位或8位 ③检验位：又称奇偶检验位，是一种检查传输 数据正确与否的方法。检验位一般 为1位，N或EHale Waihona Puke BaiduO。 None（无）：不检查奇偶性。 Even（偶）： 偶检验 Odd（奇）： 奇检验 ④停止位：在检验位之后再设置一位（或二位） 停止位，用来表示结束。
X x y
Y α
P
Y0
O(x0,y0)
X
x
x0
o Y y(数字化仪坐标系)
坐标变换
至少需4个定位点 定位方法：图廓定位、控制点定位 二、仿射变换：略 仿射变换：
9.3台板菜单及功能键定义模块 台板菜单及功能键定义模块
一、台板菜单功能 在数字化仪桌面上开辟一个区域作为菜单区 (一表格),菜单内按行列分成相同大小的小格,每个 小格对应一个菜单项,用来表示常用的地形图符号 和各种图形处理功能. 台板菜单的使用方法（ 二、台板菜单的使用方法（略）
§8.6 全站仪操作
在开始应用测量程序之前，要预先设置作业。设置作业 设置作业 全部数据都存在如同子目录一样的作业里，作业包含 不同类型的测量数据（例如测量数据、编码、已知点、 测站等），可以单独管理，也可以分别读出、编辑或 删除。 设置作业后，进入设置测站。测站点坐标可以人工输入， 设置测站。 设置测站 也可以在仪器内存中读取。定向 定向过程中，水平方向值 定向 可以通过手工输入方式或根据已知点的坐标进行设置。 完成上述过程后，进入应用程序 应用程序：测量、放样、对边测 应用程序 量、面积测量、自由设站、悬高测量等。