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1、第八章 大比例尺地形图测绘8-1 测图前的准备测图前的准备8-2 视距测量视距测量8-3 经纬仪测图方法经纬仪测图方法8-4 地形图的绘制地形图的绘制8-5 数字化测图技术简介数字化测图技术简介8-1 测图前的准备工作一、熟悉并整理有关控制点资料，准备相关测量、绘图仪器一、熟悉并整理有关控制点资料，准备相关测量、绘图仪器和工具。和工具。二、根据测图范围按比例绘出图幅，确定每幅图坐标范围及二、根据测图范围按比例绘出图幅，确定每幅图坐标范围及图幅数图幅数三、图纸准备三、图纸准备绘制坐标格网（对角线法）及检查；绘制坐标格网（对角线法）及检查；展绘控制点及检查展绘控制点及检查1、绘制方格网、绘制方格网
2、-对角线法对角线法10cm10cm2、展绘控制点1531.285A11525.512A23、检查 控制点展绘后，应进行检核。控制点展绘后，应进行检核。 用比例尺在图上量取：用比例尺在图上量取： 1、相邻两点间的长度，和已知的距离相比较，其差值不、相邻两点间的长度，和已知的距离相比较，其差值不得超过图上的得超过图上的0.2mm。 2、每个方格边长，和已知的距离相比较，其差值不得超、每个方格边长，和已知的距离相比较，其差值不得超过图上的过图上的0.2mm。 3、每个方格对角线间的长度，和已知的距离相比较，其、每个方格对角线间的长度，和已知的距离相比较，其差值不得超过图上的差值不得超过图上的0.3m
3、m。 否则应重新展绘。否则应重新展绘。视距测量：利用望远镜的视距丝视距丝和视距尺视距尺，同时测定两点间的水平距水平距离和高差离和高差的一种方法。望远镜十字丝环望远镜十字丝环视距丝视距丝8-2 视距测量视距测量优点优点：操作简便，速度快，不受地形起伏的限制。缺点缺点：精度低，一般精度仅能达到1/300。但能满足地形测量中碎部点测定和低精度距离测量的精度要求。视距测量的仪器和工具是经纬仪和视距尺（水准尺）1、视线水平时的视距公式DhMNlvBFdf n m pnmiA设仪器中心到物镜的距离为焦点F到视距尺的的距离为d望远镜上下丝的间距为P望远镜上下丝在视距尺上的尺间隔为l物镜焦距fAB两点间的水平
4、距离为设K=f/P为仪器乘常数，设计时使K=100。设C=+f为仪器加常数，内对光望远镜C=0，则视距为如果望远镜中丝在视距尺上的读数为v，仪器高为i，则AB两点间的高差为当两点间距离较大两点间距离较大时，视线必须倾斜才能照准水准尺。由于视线与水准尺不垂直，原有的视距计算公式不能直接使用。2、视线倾斜时的视距公式设想：将竖直的尺子绕E点旋转一个角（倾斜视线的竖直角），使视线与其垂直，得尺间隔l，则两点间的倾斜距离L为问题：如何根据实际的尺间隔l计算l？L为斜距；l为视距间隔；K为视距乘常数；为竖直角；D为水平距离；H为高差；i为仪器高；V为瞄准高，是十字丝中丝在尺上的读数。例题：例题：如上图，
5、在如上图，在A点量取经纬仪高度点量取经纬仪高度i=1.400m，望远，望远镜照准镜照准B点标尺，中丝、上丝、下丝读数分别为点标尺，中丝、上丝、下丝读数分别为v=1.400m，b=1.242m，a=1.558m，=3=32727,试求试求A、B两点间的两点间的水平距离和高差。水平距离和高差。解：解：1）尺间距）尺间距2）水平距离）水平距离3）高差）高差实验八：视距测量目的和要求：练习用视距法测定地面两点间的水平距离和高差；水平距离和高差要往、返测量，往返测得水平距离的相对误差不大于1/300，高差之差应不大于5cm。 将经纬仪安置在控制点上，测绘板安置于测站旁，将经纬仪安置在控制点上，测绘板安置
6、于测站旁，用经纬仪测出用经纬仪测出碎部点方向与已知方向之间的水平夹角；碎部点方向与已知方向之间的水平夹角；再用视距测量方法测出再用视距测量方法测出测站到碎部点的水平距离及碎测站到碎部点的水平距离及碎部点的高程；部点的高程；然后根据测定的水平角和水平距离，用然后根据测定的水平角和水平距离，用量角器和比例尺将量角器和比例尺将碎部点展绘碎部点展绘在图纸上，并在点的右在图纸上，并在点的右侧注记其高程。然后对照实地情况，按照地形图图式侧注记其高程。然后对照实地情况，按照地形图图式规定的符号绘出地形图。规定的符号绘出地形图。 8-3 经纬仪测绘法原理经纬仪测绘法原理1234D1D2ab12一、碎部点的选择
7、1地物特征点的选择地物特征点的选择地物特征点主要是地物轮廓的转折点，如房地物特征点主要是地物轮廓的转折点，如房屋的房角，围墙、电力线的转折点、道路河岸线屋的房角，围墙、电力线的转折点、道路河岸线的转弯点、交叉点，电杆、独立树的中心点等。的转弯点、交叉点，电杆、独立树的中心点等。连接这些特征点，便可得到与实地相似的地物形连接这些特征点，便可得到与实地相似的地物形状。状。 2地貌特征点的选择地貌特征点的选择地貌特征点应选在最能反映地貌特征的山脊地貌特征点应选在最能反映地貌特征的山脊线、山谷线等地性线上，如山顶、鞍部、山脊和线、山谷线等地性线上，如山顶、鞍部、山脊和山谷的地形变换处、山坡倾斜变换处和
8、山脚地形山谷的地形变换处、山坡倾斜变换处和山脚地形变换的地方。变换的地方。 最大视距、间距要求见表最大视距、间距要求见表二、一个测站的测图工作1安置仪器安置仪器如图所示，将经纬仪安置在控制点如图所示，将经纬仪安置在控制点A上，经对中、整上，经对中、整平后，量取仪器高，并记入碎部测量手薄表。后视另一控平后，量取仪器高，并记入碎部测量手薄表。后视另一控制点制点B，安置水平度盘读为，安置水平度盘读为000，则，则AB称为起始方向。称为起始方向。将小平板安置在测站附近，使图纸上控制边方向与地将小平板安置在测站附近，使图纸上控制边方向与地面上相应控制边方向大致一致。并连接图上相应控制点面上相应控制边方向
9、大致一致。并连接图上相应控制点a、b，并适当延长，并适当延长ab线，则线，则ab为图上起始方向线。然后用小为图上起始方向线。然后用小针通过量角器圆心的小孔插在针通过量角器圆心的小孔插在a点点,使量角器圆心固定在使量角器圆心固定在a点。点。2立尺立尺在立尺之前，跑尺员应根据实地情况及本测站测量范在立尺之前，跑尺员应根据实地情况及本测站测量范围，与观测员、绘图员共同商定跑尺路线，然后依次将视围，与观测员、绘图员共同商定跑尺路线，然后依次将视距尺立在地物、地貌特征点上。现将视距尺立于距尺立在地物、地貌特征点上。现将视距尺立于1点上。点上。3观测观测观测员将经纬仪瞄准观测员将经纬仪瞄准1点视距尺，读尺
10、间隔点视距尺，读尺间隔l、中丝读、中丝读数数v、竖盘读数、竖盘读数L及水平角及水平角。同法观测。同法观测2、3、各点。在各点。在观测过程中，应随时检查定向点方向，其归零差不应大于观测过程中，应随时检查定向点方向，其归零差不应大于4。否则，应重新定向。否则，应重新定向。记录与计算记录与计算将观测数据尺间隔将观测数据尺间隔l、中丝读数、中丝读数v、竖盘读数、竖盘读数L及水平角及水平角逐项记入表中相应栏内。根据观测数据，用视距测量计算公逐项记入表中相应栏内。根据观测数据，用视距测量计算公式，计算出水平距离和高程，填入表。在备注栏内注明重要式，计算出水平距离和高程，填入表。在备注栏内注明重要碎部点的名
11、称，如房角、山顶、鞍部等，以便必要时查对和碎部点的名称，如房角、山顶、鞍部等，以便必要时查对和作图。作图。展点展点转动量角器，将碎部点转动量角器，将碎部点1的水平角角值的水平角角值11400对准对准起始方向线起始方向线ab，如图所示，此时量角器上零方向线便，如图所示，此时量角器上零方向线便是碎部点是碎部点1的方向。然后在零方向线上，按测图比例尺的方向。然后在零方向线上，按测图比例尺根据所测的水平距离根据所测的水平距离75.7m定出定出1点的位置，并在点的点的位置，并在点的右侧注明其高程。当基本等高距为右侧注明其高程。当基本等高距为0.5m时，高程注记时，高程注记应注至厘米；基本等高距大于应注至
12、厘米；基本等高距大于0.5m时可注至分米。同时可注至分米。同法，将其余各碎部点的平面位置及高程，绘于图上。法，将其余各碎部点的平面位置及高程，绘于图上。绘图绘图参照实地情况，随测随绘，按地形图图式规定的参照实地情况，随测随绘，按地形图图式规定的符号将地物和等高线绘制出来。在测绘地物、地貌时，符号将地物和等高线绘制出来。在测绘地物、地貌时，必须遵守必须遵守“看不清不绘看不清不绘”的原则。地形图上的线划、的原则。地形图上的线划、符号和注记一般在现场完成。符号和注记一般在现场完成。 要做到要做到点点清、站站清、天天清。点点清、站站清、天天清。为了相邻图幅的拼接，每幅图应测出图廓外为了相邻图幅的拼接，
13、每幅图应测出图廓外5mm。 8-4 地形图的绘制1、地物描绘、地物描绘 按图式规定的比例符号、非比例符号、按图式规定的比例符号、非比例符号、半比例符号和注记符号绘制半比例符号和注记符号绘制2、地貌描绘：即勾绘等高线、地貌描绘：即勾绘等高线 直线内插法直线内插法 目估法目估法在碎部测量中，地貌特征点是选在坡度和方向变化处，在碎部测量中，地貌特征点是选在坡度和方向变化处，这样两相邻点间可视为坡度均匀。由于等高线的高程是等这样两相邻点间可视为坡度均匀。由于等高线的高程是等高距的整倍数而所测地貌特征点高程并非整数，故勾绘等高距的整倍数而所测地貌特征点高程并非整数，故勾绘等高线时，首先要用比例内插法在各
14、相邻地貌特征点间定出高线时，首先要用比例内插法在各相邻地貌特征点间定出等高线通过的高程点，再将高程相同的相邻点用光滑的曲等高线通过的高程点，再将高程相同的相邻点用光滑的曲线相连接。线相连接。目估法在目估法在A、B两点间内插等高线的要领是两点间内插等高线的要领是“取头定尾，取头定尾，中间等分中间等分”。即先按比例关系目估确定。即先按比例关系目估确定A、B点之间首末点之间首末两条等高线通过的点位两条等高线通过的点位a、b，再按，再按“等分中间等分中间”的方法内的方法内插确定其它等高线通过点。插确定其它等高线通过点。 32.1 38.5 42.8 38.8 30.2 35.2 38.4 39.9 3
15、7.128.7 32.5 35.1 36.2 34.525.0 27.2 31.8 33.1 30.1 18.2 25.9 29.7 30.8 29.8等高线勾绘等高线勾绘3、地形图的拼接、检查和整饰 1、拼接、拼接相应坐标格网对齐，检查地物，地貌的拼接误差相应坐标格网对齐，检查地物，地貌的拼接误差2、检查、检查室内检查、外业巡视检查、外业设站检查室内检查、外业巡视检查、外业设站检查3、清绘整饰、清绘整饰u原则：先图内后图外，先地物后地貌，先注记原则：先图内后图外，先地物后地貌，先注记后符号后符号u严格按图式符号绘制和注记严格按图式符号绘制和注记某某校校园园部部分分平平面面图图8.5 数字化测
16、图方法数字化测图方法 数字化测图（Digital Surveying Mapping，简称 DSM）是近二十年发展起来的一种全新的测绘地形图方法。从广义上说，数字化测图应包括：利用电子全站仪或其它测量仪器进行野外数字化测图、利用手扶数字化仪或扫描数字化仪对传统方法测绘原图的数字化；以及借助解析测图仪或立体坐标量测仪对航空摄影、遥感像片进行数字化测图等技术。利用上述技术将采集到的地形数据传输到计算机，并由功能齐全的成图软件进行数据处理、成图显示，再经过编辑、修改，生成符合国标的地形图。最后将地形数据和地形图分类建立数据库，并用数控绘图仪或打印机完成地形图和相关数据的输出。 一、概述一、概述1数字
17、化测绘的概念数字化测绘的概念 电子计算机为核心，在外连输入、输出硬件设备和软件的自持下，对地形空间数据进行采集、传输、处理编辑、入库管理和成图输出的整个系统，称之为自动化数字测绘系统。 电子平板（便携机） 全站仪或其它测量仪器 PCMCIA 卡 电子手薄 手扶数字化仪 或扫描数字化仪 立体坐标量测仪 或解析测图仪 微型计算机 及 成图软件 磁 盘 显示器 打印机 绘图仪 数字化测绘不仅仅是利用计算机辅助绘图，减轻测绘人员的劳动强度，保证地形图绘制质量, 提高绘图效率。而更具有深远意义的是由计算机进行数据处理并可以直接建立数字地面模型和电子地图, 为建立地理信息系统提供了可靠的原始数据, 以供国
18、家、城市和行业部门的现代化管理、以及工程设计人员进行计算机辅助设计(CAD)使用。提供地图数字图象等信息资料已成为一些政府管理部门和工程设计、建设单位必不可少的工作，正越来越受到各行各业的普遍重视。通常，将利用电子全站仪在野外进行数字化地形数据采集，并机助绘制大比例尺地形图的工作，简称为数字测图简称为数字测图。 我国从1983年对大比例尺地形图的野外数字化测图方法开 始研究，其发展过程大致可分为以下两个阶段： 2. 数字测图的发展过程和主要特点数字测图的发展过程和主要特点（1）主要用全站仪在野外测量，采集到的地形数据通过电子手簿（配套的电子 手簿或用PC-1500、PC-E500等改装的电子手
19、簿）记录并传输给计算机，在 室内根据野外详细绘制的标注测点点号的草图标注测点点号的草图，在计算机上进行人机交互 编辑修改，最后生成图形文件或数字地图，由绘图仪自动绘制地形图。（2）使用的测量方法仍是采用野外数字测记模式，但成图软件有了实质性的进 展。一是开发了智能 化外业数据采集软件； 二是计算机自动成图软件能直接针对电子手簿记录的地形信息数据进行处 理。 有的采用电子平板测绘模式（Electronics Plate Surveying and Mapping System）。即利用电子全站仪在野外采集地形数据，并直接传输给便携式计算机（Notebook），便携式计算机不仅具备电子手簿的全部功
20、能，同时能在野外实时进行数据处理和图形编辑、显示。 数字化测图技术是一种先进的地形图测绘方法, 与传统地形测绘方法相比, 有以下主要优点。 （1） 自动化程度高自动化程度高 由于采用全站仪在野外采集数据, 自动记录存贮, 并可直接传输给计算机进行数据处理、绘图, 不但提高了工作效率, 而且减少了测量错误的发生，使得绘制的地形图精确、美观、规范。同时由计算机处理地形信息，建立数据和图形数据库，并能生成数字地图和电子地图，有利于后续的成果应用和信息管理工作。 （2） 精度高精度高 数字化测图的精度主要取决于对地物和地貌点的野外数据采集的精度, 全站仪的解析法数据采集精度则远远高于图解法平板绘图的精
21、度。 （3） 使用方便使用方便 数字化测图采用解析法测定点位坐标,依据是测量控制点。测量成果的精度均匀一致, 并且与绘图比例尺无关，利用分层管理的野外实测数据，可以方便地绘制不同比例尺的地形图或不同用途的专题地图，实现了一测多用，同时便于地形图的检查、修测和更新。 数字化地形测绘也有些缺点和需要不断完善的地方: （1）一次性投资较大, 成本高; （2）野外采集时各类信息编码复杂; （3）在城镇地物十分密集而又复杂的地区, 数字测图往往 遇到很多障碍而难以实施。 但是, 数字化测图作为一种先进的地形测量方法, 其自动化程度和测量精度均是其它方法难以达到的。从长远的观点看, 数字化测量应成为我国大
22、比例尺地形图测绘工作的发展方向, 特别是在全国城市的地形测量和数字地图应用方面, 应进一步加大提倡和推广应用的力度。 数字化测图的野外数据采集作业模式主要有野外测量记录，室内计算机成图的数字测记模式；和野外数字采集，便携式计算机实时成图的电子平板测绘模式。 由于地形图不是在现场测绘, 而是依据电子手簿中存储的数据，由计算机软件自动处理（自动识别、检索、连接、自动调用图式符号等）, 并控制数控绘图仪自动完成地形图的绘制。这就存在着野外采集的数据与实地或图形之间的对应关系问题。为使绘图人员或计算机能够识别所采集的数据, 便于对其进行处理和加工, 必须对仪器实测的每一个碎部点给予一个确定的地形信息编
23、码。 二、野外数字化数据采集方法二、野外数字化数据采集方法1数据采集的作业模式数据采集的作业模式 用电子全站仪在野外进行数字地形测量数据采集的示意图, 也可采用普通测量仪器施测,手工键入实测数据。其数据采集的原理与普通测量方法类似, 所不同的是全站仪不但可测出碎部点至已知点间的距离和角度, 而且还可直接测算出碎部点的坐标, 并自动记录。 由于数字化测图采集的数据信息量大、涉及面广, 数据和图形应一一对应, 才具有广泛的使用价值。因此, 必须进行科学的编码。编码的方法是多种多样的, 但应遵循的一般原则基本相同: 一致性一致性 即非二义性, 要求野外采集的数据或测算的碎部点坐标数据, 在绘图时能唯
24、一地确定一个点，并在绘图时符合图式规范。 灵活性灵活性 要求编码结构适应多用途数字测绘的需要, 在地理信息管理和规划、建筑设计等后续工作中, 为地形数据信息编码的进一步扩展提供方便。 简易实用性简易实用性 遵重传统方法，容易为野外作业和图形编辑人员理解、接受和记忆, 并能正确、方便地执行使用。 高效性高效性 能以尽量少的数据量容载尽可能多的外业地形信息。 可识别性可识别性 编码一般由字符、数字或字符与数字组合而成, 设计的编码不仅要求能够被人识别, 还要求能被计算机用较少的机时加以识别, 并能有效地对其管理。 2地形信息的编码地形信息的编码（1）地形信息编码的原则 在遵循编码原则的前提下, 地形信息编码应根据数据采集使用的仪器、作业模式及数据的用途来统一设计。目前，国内数字化测图系统软件品种较多，所采用的地形信息编码的方法也很多, 实际工作中可参阅有关测图软件说明书。（2）编码方法举例 目前国内应用较广的编码方法, 该方案总的编码形式由三部分组成, 无论编码方法怎样不同, 但总的形式不变, 码长为8位。 1 2 3 4 5 6 7 8 地形要素码(3位) 信息(4位连接码)信息(1位线型码)
