引言
数字化测图是近几年随着计算机、地面测量仪器、数字化测图软件的应用而迅速发展起来的全新内容
摘要
简要阐述了数字化测图的概念及所引起的变革
关键词
数字化测图、野外数据采集、层、数据编码、视准轴误差、水平轴倾斜误差、控制测量、碎部测量、矢量、编辑、图幅整饰、线型编辑。
内
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随着电子计算机技术日新月异的发展及其在测绘领域的广泛应用
广义的数字化测图又称为计算机成图主要包括:
数字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流程如下
地形图采集
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数字化测图的运行示意图
数据采集
点位信息 特征信息
数据传输
数据处理
地物模型 地貌模型
屏幕编辑
绘图文件
存 盘
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1、 点位精度高
传统的经纬仪配合平板、量角器的图解测图方法
2、改进了作业方式
传统的方式主要是通过手工操作
3、便于图件的更新
城镇的发展加速了城镇建筑物和结构的变化
4、加了地图的表现力
计算机与显示器、打印机联机
也可以分层输出各类专题地图
5、方便成果的深加工利用
数字化测图的成果是分层存放
6、可作为GIS的重要信息源
地理信息系统具有方便的信息查询功能、空间分析功能、以及辅助决策功能
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数字化测图由于数据的来源不同
★数字测图系统,
(1)、野外数据采集:
(2)、航片数据采集:以航空相片作数据源,在解析测图仪或立体量测仪采集地形特征点。
(3)、底图数据采集: 以旧的地形图为底图,进行数字化。
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a、跟踪数字化:用数字化仪对原图的地形特征点逐点进行跟踪采集,将数据自动传输到计算机,处理成数字地形图的过程。它的精度比较低,现在几乎不再使用。
b、扫描数字化:用扫描仪扫描原图,
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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,还必须将地物点的连接关系和地物属性信息(地物类别等)记录下来.一般按一定规则构成的符号串来表示地物属性信息和连接信息,这种有一定规则的符号串称为数据编码.
数据编码的基本内容包括:地物要素编码(或称地物特征码、地物属性码、地物代码)、连接关系码(或连接点号、连接序号、连接线型)、面状地物填充码等.
连接信息
连接信息可分解为连接点和连接线型.
当测点是独立地物时,只要用地形编码来表明它的属性,即知道这个地物是什么,应该用什么样的符号来表示.如果测的是一个线状地物,这时需要明确本测点与哪个点相连,以什么线型相连,才能形成一个地物.所谓线型是指直线、曲线或圆弧等.在
★
1、点状地物:控制点、独立符号、工矿符号等.
2、线类地物:管线、道路、水系、境界等.
3、面状地物:需要填充符号的,如居民地、植被、水塘等.
地形图的地形要素很多,已将它们总结归类为十大类.
1、测量控制点;
2、居民地;
3、工矿企业建筑物和公共设施;
4、独立地物;
5、道路及附属设施;
6、管线及附属设施;
7、水系及垣栅;
8、境界;
9、地貌与土质;
10、植被.
★仪器由于受机械震动,温差变化,使用磨损等,出现仪器结构的变形,导致观测值误差的增大,因此要定期进行检较。
经纬仪在水平观测时应满足:
1、竖轴必须竖直;
2、水平度盘必须水平,其分划中心在竖轴上;
3、望远镜上下转动时,视准轴形成的视准面必须是竖直平面。
全站仪的检验和校正
(一)、照准部水准轴应垂直于竖轴的检验和校正
检验时先将仪器大致整平
校正的目的是使水准管轴垂直于竖轴.即用校正针拨动水准管一端的校正螺钉,使气泡向正中间位置退回一半.为使竖轴竖直,再用脚螺旋使气泡居中即可.此项检验与校正必须反复进行,直到满足条件为止.
(二)、十字丝竖丝应垂直于横轴的检验和校正
检验时用十字丝竖丝瞄准一清晰小点,使望远镜绕横轴上下转动,如果小点始终在竖丝上移动则条件满足.否则需要进行校正.
校正时松开四个压环螺钉(装有十字丝环的目镜用压环和四个压环螺钉与望远镜筒相连接。转动目镜筒使小点始终在十字丝竖丝上移动,校好后将压环螺钉旋紧。
(三)、视准轴应垂直于横轴的检验和校正
选择一水平位置的目标,盘左盘右观测之,取它们的读数(顾及常数180度)即得两倍的
(四)、横轴应垂直于竖轴的检验和校正
选择较高墙壁近处安置仪器。以盘左位置瞄准墙壁高处一点
以上四项检验校正,以一、三、四项最为重要,在观测期间最好经常进行。每项检验完毕后必须旋紧有关的校正螺钉。
★
①
视准轴偏离了与水平轴
L
R
A= 1/2(L+R)
视准轴误差
当观测目标的垂直角
国家规范规定,一测回中各方向2c互差对于J1
②
仪器的水平轴不与垂直轴正交,所产生的误差称为水平轴误差.仪器左、右两端的支架不等高、水平轴两端轴径不相等都会产生水平轴倾斜误差.
垂直轴垂直,水平轴不与其正交而倾斜了一个
Δi = itanɑ
式中
L-
L-R=2c/cos
当照准目标的垂直角超过
★野外数据采集
1、GPS法 即通过
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。
目前大比例尺野外数字测图主要使用全站仪采采集数据。
野外数据采集方法
(
由于采用光电测距,测站点到地物、地形点的距离即使在500米以内也能保证测量精度,故对图根点的密度要求已不很严格,视测区的地形情况而定.一般以在500米以内能测到碎部点为原则.通视条件好的地方,图根点可稀疏些;地物密集、通视困难的地方,图根点可密些(相对白纸测图时的密度).等级控制点尽量选在制高点.控制测量主要使用导线测量,观测结果(方向值、竖角、距离、仪器高、目标高、点号等)自动或手工输入电子手簿,或电子计算机,并且结算出控制点坐标与高程.对于图根控制点,还可采用”辐射法”和”一步测量法”。
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。
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。
(
野外数据采集包括两个阶段,即控制测量和地形特征点(碎部点)采集.实施数字测图前必须先进行控制测量.布设控制网应遵循的原则:分级布网,逐级控制;应有足够的精度;应有足够的密度;应有统一的规格.
控制测量取得合格成果后,即可进行下面的碎部点的采集.但在出测前必须做好准备工作.
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1、仪器器材与资料准备
实施数字测图前,应准备好仪器、器材、控制成果和技术资料.仪器、器材、主要包括:全站仪、对讲机、电子手簿或便携机、备用电池、通讯电缆(若使用全站仪的内存或内插式记录卡,不用电缆)、花杆、反光棱镜、皮尺或钢尺等.全站仪、对讲机应提前充电.
2、成果、资料准备
目前,大多数数字测图系统在进行数据采集时,要求绘制较详细的草图.绘制草图一般在专门准备的工作底图上进行.工作底图最好用旧地形图、平面图的晒蓝图或复印件制作,也可用航片放大影像图制作.为了便于多个作业组作业,在野外采集数据之前,通常要对测区进行”作业区”划分.一般以沟渠、道路等明显线状地物将测区划分为若干个作业区.对于地籍测量来说,一般以街坊为单位划分作业区.分区的原则是各区之间的数据(地物)尽可能地独立.
3、作业组组织
为切实保证野外作业的顺利进行,出测前必须对作业组成员进行合理分工,根据各成果的业务水平、特点,选好观测员,绘草图领尺(镜)员,跑尺(镜)员等.合理的分工组织,可大大提高野外作业效率。
⑴
⑵
野外数据采集:
作业员进入测区后,根据事先的分工,各负其职.绘图人员首先对测站周围的地形、地物分布情况熟悉一下,便于开始观测后及时在图上标明所测碎部点的位置及点号.仪器观测员指挥跑镜员到事先选好的已知点上准备立镜定向;自己快速架好仪器,连接便携机,量取仪器高,选择测量状态,输入测站点号和方向点号、定向点起始方向值,一般把起始方向值置零;瞄准棱镜,定好方向通知持镜者开始跑点;用对讲机确定镜高及所立点的性质,准确瞄准,待测点进入手簿坐标被记录下来.一般来讲,施测的第一点选在某已知点上(手簿中事先已输入).测后从以下几方面查找原因:已知点、定向点的点号是否输错;坐标是否输错;所调用于检查的已知点的点号、坐标是否有误;检查仪器、设备是否有故障等。
若测量中需要绘草图必须把所测点的属性在草图上显示出来,以供处理、图形编辑时用.草图的绘制要遵循清晰、易读、相对位置准确,比例一致的原则,在野外采集时,能测到的点要尽量测,实在测不到的点可利用皮尺或钢尺量距,利用电子手簿的间接量算功能,生成这些直接测不到的点的坐标.在一个测站上所有的碎部点测完后,还要找一个已知点重测,以检查施测过程中是否存在因误操作,仪器碰动或出故障等原因造成的错误.检查确定无误后,关机、搬站.到下一测站
★
对于
1、对于地物的第一点,操作码=地物代码.
2、连续观测某一地物时,
3、交叉观测不同地物时,操作码为”n+
4、观测平行体时,操作码为”p
5、若要对同一点赋予两类代码信息,应重测一次或重新生成一个点,分别赋予不同的代码.
★
⑴
1、 大气密度的变化和大气透明度对目标
3、 水平折光的影响.
4、 照准目标
6、 温度变化对视准轴的影响.
7、 外界条件对觇标
⑵
1、水平度盘位移的影响.
当转动照准部时,由于轴面的摩擦力使仪器的基座部分产生弹性的扭曲,因此,与基座固连的水平度盘也随之发生微小的方位变动,这种扭曲主要发生在照准部旋转的开始瞬间,因为这时必须克服垂直轴与轴套面之间互相密接的惯力.
2、照准部旋转不正确的影响
照准部垂直轴与轴套之间的间隙过小,则照准部转动时会过紧,如果间隙过大,则照准部转动时垂直轴与轴套中会发生歪斜或平移,这种现象叫照准部旋转不正确.采用重合法读数,可在读数中消除照准部偏心影响.
3、照准部水平微动螺旋作用不正确的影响
旋进照准部水平微动螺旋时,靠螺杆的压力推动照准部;当旋出照准部微动螺旋时,靠反作用弹簧的弹力推动照准部.若油污阻碍或弹簧老化等原因使弹力减弱,则照准部不能及时转动,在读数时视准轴偏离了照准方向,从而引起观测误差.为了避免这种误差的影响,规定观测时应旋进微动螺旋去进行每个观测方向的最后照准,同时要使用水平微动螺旋的中间部分.
4、垂直微动螺旋作用不正确的影响
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1/1万地形图扫描数字化生产的资料及内容
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⑵
1/1万地形图扫描数字化生产的过程:
常用的矢量软件有
矢量地形图的地貌
矢量数字正射影像图的地物
编辑地形图
套合、整理
★
1、矢量化的特点及点状地物的矢量分类
⑴
⑵
a.按图式矢量的内容分为九类,
b.定位要准,采集的线不能走形:
c.必须按九大类各小类严格分别采集,
⑶
a.无方向性符号:包括各类控制点和一些独立地物
b.有方向但无长度限制的符号:
c.有方向性又有长度限制的符号:
根据矢量的栅格图形所包括的信息
★
1、编辑的目的和特点
⑴
⑵
a.符合正规图式要求
b.点位符号定位准确、规范
c.线状地物转折、交接处理适当
d.地物不能压盖
e.图面处理妥当
编辑的方法
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矢量化采集的数据是按国际代码分层存放的,对于线状符号或可以用线状符号作边线表示的面状符号,可以通过线型解释获得.比如地类界的目标代码是9100的层上执行”线型解释”命令,所有的矢量化线都变成和图式一样的符号,其它诸如公路、陡坎、冲沟、电力线、管线、围墙等都用这种方法解释,单向河流、沟渠、双线河流还要注记流向
⑵
从控制点到独立地物,到不依比例尺独立房及其它附属、工矿设施的点状符号,都要一个个插上去.每个符号都要经过选符号、定点位、真方向.
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图示对各种线状符号有宽度规定,要求计曲线0
将其它层全部关闭,然后用菜单栏中的
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