第二章 数字化成图系统的构成与工作方法 n2.1 数字测绘体系概述n2.2 数字化成图常用硬件n2.3 数字化成图软件8/29/20241 2.1 数字测绘体系概述n数字化成图系统 是指实现数字化成图功能的所有因素的集合广义地讲，数字化成图系统是硬件、软件、人员和数据的总和n数字化成图系统的硬件n主要有两大类： 测绘类硬件 计算机类硬件8/29/20242 软件和人员n数字化成图系统的软件 系统软件（如操作系统：Windows） 支撑软件 应用软件n数字化成图系统的人员 是指参与完成数字化成图任务的所有工作与管理人员8/29/20243 数据采集处理加工n数字化成图系统中的数据主要指系统运行过程中的数据流，它包括：n采集（原始）数据 (野外测量与调查结果,如控制点、碎部点坐标，地物属性等，也可能是内业直接从已有地图或图像数字化或矢量化得到的结果)n处理（过渡）数据 (系统运行中的一些过渡性数据文件)n数字地图（产品）数据 一般包括空间数据和非空间数据两大部分，有时也考虑时间数据。
8/29/20244 2.2 数字化成图常用硬件n数字化成图工作中常用的硬件设备包括：全站仪、计算机、数字化仪、扫描仪、绘图仪等n2.2.1 计算机n计算机一般可以分为台式机、便携机和袖珍机8/29/20245 全站仪n2.2.2 全站仪n全站仪（Total Station）也称电子速测仪（有些单位将电子速测仪这个名称特指由电子经纬仪与测距仪连接在一起的组合式仪器）n全站仪的基本功能是在仪器照准目标后，通过微处理器的控制自动地完成距离、水平方向和天顶距的观测、显示与存贮除这些基本功能外，不同类型的全站仪一般还具有一些各自独特的功能，如平距、高差和目标点坐标的计算等8/29/20246 全站仪组成n全站仪主要由五个系统组成：控制系统、测角系统、测距系统、记录系统和通讯系统n控制系统是全站仪的核心，n包括：微处理机、键盘、显示器、存储栈、制动和微动旋钮、控制模口和通讯接口等8/29/20247 全站仪特点n全站仪的测角系统特点：n1）绝对编码度盘或光电增量编码器，用电子细分系统；n2）观测者直接记录n全站仪的测距系统与一般测距仪基本一致8/29/20248 全站仪特性n记录系统又称为电子数据记录器 全站仪记录系统主要有三种形式：接口式、磁卡式和内存式。
n通讯系统是野外数据采集到计算机和绘图仪自动成图的介质根据全站仪记录系统的不同，有三种不同的通讯方案：8/29/20249 全站仪n在数字化成图系统中，全站仪主要用于外业数据的采集，包括控制测量和碎部点测量常用全站仪的生产厂家与型号常用全站仪的生产厂家与型号8/29/202410 5秒全站仪的部分指标秒全站仪的部分指标8/29/202411 全站仪防水等级全站仪防水等级8/29/202412 8/29/202413 n2.2.3 数字化仪n数字化仪是数字化成图系统中的一种图形录入设备它的主要功能是将图形转化为数据，所以，有时它又被称为图数转换设备n数字化仪一般可分为两大类：手扶跟踪数字化仪和扫描数字化仪n人们习惯将手扶跟踪数字化仪称为数字化仪，而将扫描数字化仪直接称为扫描仪，本书也采用这种习惯叫法数字化仪8/29/202414 数字化仪n如图所示，从外表上看，数字化仪主要由工作桌面、游标线圈(手握键板)、控制盒、支架等组成8/29/202415 数字化仪n用数字化仪录入图形的基本思路是录入已有图形内各个图形实体上的关键点(有时以称为节点)n工作方式，主要有如下4种：n 1、点方式： 操作者手动。
n 2、时间方式：一定时间间隔n 3、增量方式：坐标增量n 4、网格方式：格网点8/29/202416 扫描仪n2.2.4 扫描仪n扫描仪是以“栅格方式”实现图数转换的设备象元 量化 栅格矩阵图示的图形对应的栅格矩阵8/29/202417 扫描仪n扫描仪按所支持的颜色，可分为单色扫描仪和彩色扫描仪8/29/202418 扫描仪n扫描仪的技术参数主要有：n1、幅面：A0、A1等n2、类型：彩色、黑白n3、分辨率：这是一种标称精度，用每英寸（Inch）中的点数（DPI）来衡量，一般以800DPI以上较好n4、综合精度：这是一种综合精度指标，它是以扫描误差与图件的大小的比值来衡量的n 5、扫描速度：一般用扫描一幅A0图纸所用的时间来衡量30秒以下都是可以接受的8/29/202419 绘图仪n2.2.5 绘图仪n绘图机是数字化成图系统中一种重要的图形输出设备——输出“白纸地图”，又称“可视地图”或数字地图的“硬拷贝” n与矢量、栅格相对应，绘图机也有“矢量绘图机”和“扫描绘图机”两种类型8/29/202420 绘图仪表列出了目前数字化成图系统中流行的5种机型的HP绘图仪 型号幅面颜色精度速供纸参考价格(元）HP DJ330AI/AO黑色600dpi慢单张25000—32000HP DJ350AI/AO彩色600dpi慢连续27500—35000HP DJt700AO黑色600dpi快连续45000HP DJt750c+AO彩色600dpi快连续58000HP DJt1050A0彩色1200dpi快连续800008/29/202421 HP DJt 1050 8/29/202422 GPSn2.2.6 GPS接收机nGPS是全球定位系统(Global Position System)的英文缩写。
该系统是美国国防部自70年代开始研制的新一代导航和定位系统8/29/202423 GPSGPS空间系统图（上）空间系统图（上）GPS卫星（下）卫星（下）8/29/202424 GPSGPS卫星卫星8/29/202425 GPS地面部分nGPS地面监控站组成：监测站，主控站，注入站8/29/202426 监测站n监测站（5个）q地点： 夏威夷、主控站及三个注入站8/29/202427 主控站n主控站（1个）q地点：美国科罗拉多州法尔孔空军基地8/29/202428 注入站n注入站（3个）阿松森群岛（大西洋）、迪戈加西亚（印度洋）和卡瓦加兰（太平洋）8/29/202429 用户部分n用户接收机部分8/29/202430 单频机单频机双频机双频机手持型手持型GPS机机车载型车载型GPS机机8/29/202431 定位原理 GPS定位的基本原理是： 把卫星看成是“飞行”的控制点，利用测量的距离进行空间后方交会，便得到接收机的位置，卫星的瞬时坐标可以利用卫星的轨道参数计算8/29/202432 电子手簿n2.2.7 电子手簿n主要作用是：在外业与全站仪连接，记录观测数据并作必要的处理，在内业与计算机连接，将记录数据传入计算机，供进一步处理。
n在大比例数字化成图中自行开发的与数字化成图软件相配套的电子手簿得到了广泛的应用8/29/202433 n如南方测绘仪器公司在PC—E500上开发的电子手簿分别用CE—191、CE—193、CE—195、CE—197、CE—199、CE—201等专用电缆实现与索佳、宾得、拓普康、尼康、徕卡、南方等系列全站仪的连接，用E5—232C电缆实现与计算机的连接图为PCE-5008/29/202434 2.3 数字化成图软件 数字化成图软件属于应用软件，是一种比较复杂的图形应用软件n2.3.1 数字化成图软件的特点n1、数据量大n2、算法复杂n3、涉及外设较多n4、图形交互n5、图形与信息8/29/202435 n2.3.2 数字化成图软件的功能n 1、外业记录n在观测现场以数据文件或数据文件与其它(如草图)相结合的方式记录全部内业成图所需的数据(信息)这项工作一般是由电子手簿完成的n 2、数据传输(通讯)n指将电子手簿或全站仪中记录到的数据传入内业计算机上8/29/202436 n 3、图形输入n指在内业用数字化仪录入已有地形图n4、数据处理n外业采集方法和采集顺序的多样性，其格式和数据结构都必须经过处理后才能满足生成图形有要求。
n5、图形生成按地形图图式的要求在计算机屏幕上生成并显示各地图实体8/29/202437 n6、图形编辑n图形编辑功能一般要求在图形界面下以人机交互的方式来实现n7、图形输出n图形输出就是将已经编辑好的地形图用绘图机或打印机绘出来n以上这些基本功能经过有机的组成，就可以构造出如图所示的数字化成图系统的基本框架8/29/202438 8/29/202439 n2.3.3 数字化成图软件的结构n数字测图软件从结构上一般可以被划分为四个层次： 零级图形软件 一级图形软件 二级图形软件 三级图形软件8/29/202440 n零级图形软件是最底层的软件n它主要解决图形设备与主机的通讯和接口问题，所以又称为设备驱动程序它是一些最基本的输入、输出子程序n一级图形软件又称为基本子程序n它主要包括生成基本图形元素、对设备进行管理的各个程序模块，例如生成直线的模块8/29/202441 n二级图形软件也称为功能子程序，是在一级图形软件的基础上编写的。
n其主要任务是建立图形数据结构，定义、编辑和输出图形，以及建立各图形设备之间的联系n三级图形软件是为解决某种应用问题的图形软件n它是在上述零级、一级、二级图形软件的基础上开发的它的主要功能是在统一的界面下协调上述各级软件的工作它是完全面向用户的8/29/202442 n总结：n上述四级图形软件在数字化成图软件中一般具有从高级到低级的调用关系开发实践中，零级图形软件一般由系统软件提供，一级图形软件一般由所选择的开发工具或语言提供，二级和三级图形软件才是数字化成图软件开发的主要工作 8/29/202443 n2.3.4 常用数字化成图软件简介n南方测绘仪器公司的“内外业一体化地形地籍成图系统 CASS” n 清华山维新技术开发公司的“大比例尺电子平板机助成图系统 EPSW” n中国矿大的“MAPSUV数字化测图系统”n武汉瑞得测绘自动化公司研制的数字测图系统RDMS 8/29/202444 EPSW界面8/29/202445 nEPSW界面8/29/202446 Cass用户界面8/29/202447 Mapsuv用户界面8/29/202448 n本章的重点和难点：n1.概念：数字化成图系统 。
n2.数字化成图常用硬件n3.数字化成图软件的特点和功能n4.数字化成图软件的结构 8/29/202449 练习n数字化测图的硬件包含哪些部分？n数字化测图的软件有哪些功能？n你能试着利用计算机搜集现在常用的数字化测图软件的信息吗？8/29/202450 。