《高程控制测量水准测量三角高程测量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高程控制测量水准测量三角高程测量（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第3 3章章 地图数据源地图数据源l l地面测量数据l l多源遥感数据l lGPS数据第一节第一节 地面测量数据地面测量数据（自学）（自学） （一）控制测量的意义（一）控制测量的意义 测量过程中，不可避免地会产生误差，因此必须测量过程中，不可避免地会产生误差，因此必须采取正确的测量程序和方法，即遵循采取正确的测量程序和方法，即遵循“ “由高级到低由高级到低级，由整体到局部，先控制后碎部级，由整体到局部，先控制后碎部” ”的原则进行测的原则进行测量作业，以防止误差的积累并加快测量作业的速度。量作业，以防止误差的积累并加快测量作业的速度。 由于控制点数量少，并且使用较精密的仪器和方由于控制点数量
2、少，并且使用较精密的仪器和方法测定，所以易于保证较高的精度。而碎部点测量法测定，所以易于保证较高的精度。而碎部点测量的精度虽较控制点低，但由于各碎部点是根据较高的精度虽较控制点低，但由于各碎部点是根据较高精度的控制点测定的，它们之间是独立的，因此误精度的控制点测定的，它们之间是独立的，因此误差不会积累，其精度也可保证。差不会积累，其精度也可保证。 （二）控制测量的方法（二）控制测量的方法（二）控制测量的方法（二）控制测量的方法 控制测量分为控制测量分为高程控制测量高程控制测量和和平面控制测量平面控制测量。l l高程控制测量的目的是为了测定高程控制点的高程，高程控制测量的目的是为了测定高程控制点
3、的高程，建立高程控制网，其测量方法采用建立高程控制网，其测量方法采用水准测量水准测量和和三角三角高程测量高程测量；l l平面控制测量的目的是为了测定平面控制点的平面平面控制测量的目的是为了测定平面控制点的平面位置，建立平面控制网，其测量方法主要采用位置，建立平面控制网，其测量方法主要采用导线导线测量测量和和三角测量三角测量。高程控制网和平面控制网一般是。高程控制网和平面控制网一般是独立布设的，但它们的点也可以共用，即一个点既独立布设的，但它们的点也可以共用，即一个点既可以是高程控制点，同时也可以是平面控制点。控可以是高程控制点，同时也可以是平面控制点。控制测量也可以用制测量也可以用GPSGPS
4、仪器进行观测。仪器进行观测。 一、小区域控制测量一、小区域控制测量 由于全国性控制点的密度比较小，远远不能满足由于全国性控制点的密度比较小，远远不能满足大比例尺地形测图和工程建设测量的需要，为此还必大比例尺地形测图和工程建设测量的需要，为此还必须进行小地区控制测量须进行小地区控制测量( (图根控制测量图根控制测量) )。 小地区控制测量的目的在于，进一步加密精度低小地区控制测量的目的在于，进一步加密精度低一级而有足够数量的控制点，以直接供测图之用。一级而有足够数量的控制点，以直接供测图之用。小小地区控制网，也有高程控制网和平面控制网。高程控地区控制网，也有高程控制网和平面控制网。高程控制采用制
5、采用四等及等外水准测量四等及等外水准测量和和三角高程测量的方法三角高程测量的方法进进行。平面控制采用行。平面控制采用经纬仪导线测量、经纬仪交会法和经纬仪导线测量、经纬仪交会法和小三角测量小三角测量等方法进行。等方法进行。（一）平面控制测量（一）平面控制测量（一）平面控制测量（一）平面控制测量 平面控制测量：建立平面控制网，测定各平面平面控制测量：建立平面控制网，测定各平面控制点的坐标控制点的坐标X X、Y Y。 1 1、三角测量：在测区内从大地控制点起，选择、三角测量：在测区内从大地控制点起，选择控制点建立三角网进行三角测量控制点建立三角网进行三角测量 2 2、角度交会：在一定条件下，测定某些
6、角度进、角度交会：在一定条件下，测定某些角度进行控制点加密的方法。行控制点加密的方法。l l前方交会前方交会l l侧方交会侧方交会l l后方交会后方交会（1 1）前方交会）前方交会 前方交会是采用经纬仪在已知点A、B上分别向新点P观测水平角和，从而可以计算P点的坐标。但是为检核，有时从三个已知点A、B、C上分别向新点P进行角度观测，由两个三角形分别解算P点的坐标。同时为了提高交会点的精度，选择选择P P点时，应尽可能使交会角点时，应尽可能使交会角r r接近于接近于9090，并保证30r150。A AB BC CP P1 11 1（2 2）侧方交会）侧方交会 实质上与前方交会法相同，也是利用两个
7、高级实质上与前方交会法相同，也是利用两个高级控制点测定另一未知点的坐标。控制点测定另一未知点的坐标。 C CA AP PB B 由已经点、由已经点、B B待定待定点点P P组成三角形，分别在组成三角形，分别在A(A(或或B B）及）及P P测定水平角，测定水平角，在根据在根据A A、B B两点坐标求两点坐标求P P点坐标。为了检核误差，点坐标。为了检核误差，通常会在通常会在C C 点在对点在对P P进行进行多余观测，求多余观测，求P P点的平均点的平均值。值。（3 3）后方交会）后方交会 为了测定为了测定P P点的坐标，将点的坐标，将仪器安置在仪器安置在P P点，对三个已知点点，对三个已知点（
8、A A、B B、C)C)观测水平角，求观测水平角，求P P点点坐标。后方交会法的应用条件坐标。后方交会法的应用条件是，需要有是，需要有四个高级控制点四个高级控制点，且且P P点不在点不在A A、B B、C C三点所构成三点所构成的圆周上或该圆周的附近，否的圆周上或该圆周的附近，否则将算不出结果或计算结果误则将算不出结果或计算结果误差很大，所以称这个圆为危险差很大，所以称这个圆为危险圆。圆。B BC CA AP P 3 3、导线测量、导线测量 以导线测量的方法来建立平面控制网得到了广泛应以导线测量的方法来建立平面控制网得到了广泛应用。导线布设形式灵活，适用于用。导线布设形式灵活，适用于平原和人口
9、密集平原和人口密集的地区。的地区。导线的布设形式有下述几种。导线的布设形式有下述几种。l l闭合导线闭合导线l l附合导线附合导线l l支导线支导线 （二）高程控制测量（二）高程控制测量（二）高程控制测量（二）高程控制测量l l水准测量水准测量l l三角高程测量三角高程测量1.1.水准测量水准测量 水准测量是使用水准水准测量是使用水准仪和水准尺，根据水平仪和水准尺，根据水平视线测定两点之间的高视线测定两点之间的高差，从而由已知点的高差，从而由已知点的高程推求未知点的高程。程推求未知点的高程。 多用于多用于建成区和平原建成区和平原的地形测量的地形测量。2.2.三角高程测量三角高程测量 三角高程测
10、量是三角高程测量是一种间接测定两点之一种间接测定两点之间高差的方法。间高差的方法。 要求观测两点之间要求观测两点之间的水平距离的水平距离D(D(或斜距或斜距S)S)以及两点之间的垂以及两点之间的垂直角。直角。 使用于使用于丘陵、山区丘陵、山区或不便于进行水准测或不便于进行水准测量的地区量的地区。3.3.测量仪器测量仪器 经纬仪是一种测经纬仪是一种测角仪器，它配备望远角仪器，它配备望远镜、水平度盘和读数镜、水平度盘和读数的指标、竖直读盘和的指标、竖直读盘和读数的指标。读数的指标。水准仪：用于测定两测站间的高差，仪器主要装置为水准仪：用于测定两测站间的高差，仪器主要装置为望远镜和水准器。望远镜和水
11、准器。二、碎部测量二、碎部测量（一）展绘坐标点（一）展绘坐标点（二）距离量测（二）距离量测（三）碎部点的选择与施测（三）碎部点的选择与施测（四）绘图（四）绘图三、地面测量的现代方法三、地面测量的现代方法（一）全站仪测图（一）全站仪测图（二）数字测图系统（二）数字测图系统 （一）全站仪测图（一）全站仪测图（一）全站仪测图（一）全站仪测图 全站仪主要由电子经纬仪、电磁波测距仪和微处理全站仪主要由电子经纬仪、电磁波测距仪和微处理器组成，是集侧角、测距和测高于一体的测量装置。器组成，是集侧角、测距和测高于一体的测量装置。（二）数字测图系统（二）数字测图系统（二）数字测图系统（二）数字测图系统 由测量设
12、备采集地图数据输入计算机，以制图软由测量设备采集地图数据输入计算机，以制图软件进行编辑处理，数控绘图或喷绘成图。件进行编辑处理，数控绘图或喷绘成图。第二节第二节 多源遥感数据多源遥感数据( (自学）自学） 一、遥感的概念一、遥感的概念 遥感遥感(Remote Sensing)(Remote Sensing)，其含义就是遥远的感，其含义就是遥远的感知，即通过非直接接触目标的方式，获取被探测目知，即通过非直接接触目标的方式，获取被探测目标的信息。并能通过识别与分类，了解该目标的质标的信息。并能通过识别与分类，了解该目标的质量、数量、空间分布及其动态变化的有关特征。量、数量、空间分布及其动态变化的有
13、关特征。二、二、 航空像片航空像片（一）像片性质（一）像片性质（一）像片性质（一）像片性质1.1.中心投影中心投影 航摄像片为中心投影，地形图为正射投影航摄像片为中心投影，地形图为正射投影S SB Bb bA Aa aC Cc c中心投影中心投影A Aa aB Bb bC Cc c正射投影正射投影地形图的特点1 1、图上任意两点间的距离与相应地面点、图上任意两点间的距离与相应地面点 的水平距离之比为一常数，等于图比的水平距离之比为一常数，等于图比 例尺例尺2 2、图上任意一点引画的两条方向线间的、图上任意一点引画的两条方向线间的 夹角等于地面上对应的水平角夹角等于地面上对应的水平角地形起伏引起
14、的地形起伏引起的像点位移像点位移s sp pa ac cb bA AB BC CB B0 0B Bb bA AA A0 0s sE Ep pb b0 0a aa a0 0像片倾斜引起的像片倾斜引起的像点位移像点位移航摄像片的特点当像片倾斜、地面起伏时，地面点在航摄像片上当像片倾斜、地面起伏时，地面点在航摄像片上当像片倾斜、地面起伏时，地面点在航摄像片上当像片倾斜、地面起伏时，地面点在航摄像片上构像相对于理想情况下的构像所产生的位置差异构像相对于理想情况下的构像所产生的位置差异构像相对于理想情况下的构像所产生的位置差异构像相对于理想情况下的构像所产生的位置差异称称称称像点位移像点位移像点位移像点
15、位移E EP PT TT Tv vv vV VV VS Sh hi ih hi iWWhohohohohchchchcEsEsJ Ji iN Nn nO Oo oC Cc c2.2.航摄像片中的重要点、线、面航摄像片中的重要点、线、面面面：地面地面地面地面E E 像片面像片面像片面像片面P P 主垂面主垂面主垂面主垂面WW 真水平面真水平面真水平面真水平面E Es s线线：迹线迹线迹线迹线TT TT 主光线主光线主光线主光线SoO SoO 主垂线主垂线主垂线主垂线SnN SnN 摄影方向线摄影方向线摄影方向线摄影方向线VVVV 主纵线主纵线主纵线主纵线vvvv 等角线等角线等角线等角线ScCS
16、cC 主合线主合线主合线主合线h hi ih hi i 主横线主横线主横线主横线h ho oh ho o 等比线等比线等比线等比线h hc ch hc c重要的重要的 点点 线线 面面点点：摄影中心摄影中心摄影中心摄影中心S S 像主点像主点像主点像主点o o 地主点地主点地主点地主点OO 像底点像底点像底点像底点n n 地底点地底点地底点地底点N N 等角点等角点等角点等角点c c 地面等角点地面等角点地面等角点地面等角点C C 主合点主合点主合点主合点i i 主遁点主遁点主遁点主遁点J J 3.3.航摄像片的方位元素航摄像片的方位元素 确定摄影时摄影中心、像片与地面三者之间相确定摄影时摄影
17、中心、像片与地面三者之间相关位置关系的参数。关位置关系的参数。确定摄影物镜后节点与像片之间相互位置关系的参数确定摄影物镜后节点与像片之间相互位置关系的参数内方位元素（内方位元素（x x0 0, ,y y0 0, ,f f）可恢复摄影光束）可恢复摄影光束x xy yp p （1 1）像片内方位元素）像片内方位元素f fx x0 0y y0 0S So os so oA AY YX XZ Z 确定摄影瞬间像片在地面直角坐标系中空间位置确定摄影瞬间像片在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数和姿态的参数（2 2）像片外方位元素）像片外方位元素Z Zs sX Xs sY Ys s外方位线元素：外方位线元
18、素：描述摄影描述摄影描述摄影描述摄影中心在地面空间直角坐标中心在地面空间直角坐标中心在地面空间直角坐标中心在地面空间直角坐标系中的位置系中的位置系中的位置系中的位置( (XsXs、YsYs、ZsZs) )外方位角元素外方位角元素：描述像片在摄影描述像片在摄影描述像片在摄影描述像片在摄影瞬间的空间姿态瞬间的空间姿态瞬间的空间姿态瞬间的空间姿态A AX XY YZ Z像像片片外外方方位位角角元元素素以以Y Y 轴为主轴的轴为主轴的 - - - - 转角系统转角系统X XY YZ ZN N航向倾角航向倾角航向倾角航向倾角 旁向倾角旁向倾角旁向倾角旁向倾角 像片旋角像片旋角像片旋角像片旋角 o os
19、sx xy yz zO OX X（3 3）共线方程）共线方程（4 4）像片重叠）像片重叠qq沿航线方向相邻两张沿航线方向相邻两张像片应有像片应有60%60%左右的航左右的航向重叠，相邻航线间向重叠，相邻航线间的像片应有的像片应有30%30%左右的左右的旁向重叠旁向重叠航空摄影航空摄影（5 5）立体像对）立体像对人人眼眼立立体体视视觉觉人用双眼观察景物可判断其远近，得到景物的立体效应，人用双眼观察景物可判断其远近，得到景物的立体效应，人用双眼观察景物可判断其远近，得到景物的立体效应，人用双眼观察景物可判断其远近，得到景物的立体效应，这种现象称为这种现象称为这种现象称为这种现象称为人眼的立体视觉人
20、眼的立体视觉人眼的立体视觉人眼的立体视觉（二）像片判读（二）像片判读（二）像片判读（二）像片判读 1. 1.像片种类像片种类l l全色像片全色像片l l红外像片红外像片l l彩色像片彩色像片l l彩红色像片彩红色像片2.2.判读标志判读标志l l直接判读标志直接判读标志n n形状形状n n尺寸尺寸n n色调色调n n阴影阴影l l间接判读标志间接判读标志n n形态形态n n位置位置n n活动活动3 3、像片调绘、像片调绘 根据规范对地物进行注记，包括大部分的图上根据规范对地物进行注记，包括大部分的图上数据。数据。（三）数字正射影像图（三）数字正射影像图（三）数字正射影像图（三）数字正射影像图
21、DOM(digital orthophoto map)- DOM(digital orthophoto map)-是利用数字高程是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空像片模型对扫描处理的数字化的航空像片/ /遥感影像（单遥感影像（单色色/ /彩色），经逐像元进行数字微分纠正，再按影像彩色），经逐像元进行数字微分纠正，再按影像镶嵌，根据图幅范围剪裁生成的影像数据。镶嵌，根据图幅范围剪裁生成的影像数据。1.1.数字正射影像图的特点数字正射影像图的特点 消除由于地面起伏引起的投影差，恢复地物在像消除由于地面起伏引起的投影差，恢复地物在像片平面上正确的几何关系，建立可以量测的影像图。片平面上正确的
22、几何关系，建立可以量测的影像图。同时具有地图几何精度和影像特征的图像，具有精度同时具有地图几何精度和影像特征的图像，具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。高、信息丰富、直观真实等优点。2.2.数字正射影像图的类型数字正射影像图的类型l l平面图平面图l l注记平面图注记平面图l l图廓内（公里网）图廓内（公里网）/ /外整饰平面图外整饰平面图 数码摄影机n n香港卫星遥感正射影像图第第4 4节节 制图数据与处理制图数据与处理 一、地理资料一、地理资料（一）数据类型（一）数据类型（一）数据类型（一）数据类型l l定性数据和定量数据定性数据和定量数据l l自然资源数据和社会经济数据自然资源数据和社
23、会经济数据l l空间数据空间数据（二）数据变换（二）数据变换（二）数据变换（二）数据变换 1.1.定性数据转换为定量数据定性数据转换为定量数据l l有序数据转换：有序数据转换：测度标准不是用连续的变量，而是测度标准不是用连续的变量，而是表示其次序或等级关系的数据。如经济增长的速度表示其次序或等级关系的数据。如经济增长的速度（快、中、慢）。（快、中、慢）。l l二值数据转换二值数据转换：即用：即用0 0和和1 1生产生产0-10-1矩阵。如表示矩阵。如表示“ “是是” ”与与“ “否否” ”，事件，事件“ “发生发生” ”与与“ “不发生不发生” ”，“ “有有” ”和和“ “无无” ”。 2.
24、 2.数据本身的转换数据本身的转换 将原始数据通过处理方法变成新值。如，对数变将原始数据通过处理方法变成新值。如，对数变换，指数变换，开立方根等。换，指数变换，开立方根等。( ( ( (一）数据分布的量表一）数据分布的量表一）数据分布的量表一）数据分布的量表 1.1.定名量表定名量表依据制图对象固有特征进行区分依据制图对象固有特征进行区分 。众数是最佳的数字统计量，以一个群体中出现频率最众数是最佳的数字统计量，以一个群体中出现频率最大的类别定名。大的类别定名。二、数据的预处理二、数据的预处理 2. 2.顺序量表顺序量表 按某种标志将制图对象排序，表现为相对等级。按某种标志将制图对象排序，表现为
25、相对等级。按某种标志将制图对象排序，表现为相对等级。按某种标志将制图对象排序，表现为相对等级。 标志是以定量为基础，通过计算或人为确定。标志是以定量为基础，通过计算或人为确定。标志是以定量为基础，通过计算或人为确定。标志是以定量为基础，通过计算或人为确定。 分位法是分位法是分位法是分位法是其中一种常用的定量分类方法。其中一种常用的定量分类方法。其中一种常用的定量分类方法。其中一种常用的定量分类方法。四分位法 将数据从小到大排列，然后按各级将数据从小到大排列，然后按各级将数据从小到大排列，然后按各级将数据从小到大排列，然后按各级内部数据个数相等的规则确定分级。内部数据个数相等的规则确定分级。内部
26、数据个数相等的规则确定分级。内部数据个数相等的规则确定分级。 n n + 1 40 + 1 + 1 40 + 1Q Q1 1 = = = 10.25 = = = 10.25 4 4 4 4 2(2(n n+1) 2 +1) 2 41 41Q Q2 2 = = = 20.5 = = = 20.5 4 4 4 4 3(3(n n+1) 3 +1) 3 41 41Q Q3 3 = = = 30.75 = = = 30.75 4 4 4 4第一个四分位序号第一个四分位序号第二个四分位序号第二个四分位序号第三个四分位序号第三个四分位序号按内插法计算各按内插法计算各分位数的数值分位数的数值假假假假定定定定
27、有有有有4040个个个个数数数数X X1 1 = = N N10 10 + (+ ( N N1111 - -N N10 10 ) ) 0.25 0.25X X2 2 = = N N20 20 + (+ ( N N2121 - -N N20 20 ) ) 0.5 0.5X X3 3 = = N N30 30 + (+ ( N N3131 - -N N30 30 ) ) 0.75 0.75 3.3.间距量表间距量表通过一定量值形成的制图对象排序通过一定量值形成的制图对象排序通过一定量值形成的制图对象排序通过一定量值形成的制图对象排序（等差数列）（等差数列）（等差数列）（等差数列）常用的统计量是算术
28、平均值常用的统计量是算术平均值常用的统计量是算术平均值常用的统计量是算术平均值 X X 和标准差和标准差和标准差和标准差d d d d X Xx x = = n nx- 2 x- 2 d d d d ， x- x- d d d d ， x x， x + x + d d d d ， x+ 2x+ 2d d d d ( X - x )( X - x )2 2d d d d = = n n分级间隔值：分级间隔值：分级间隔值：分级间隔值： 4. 4. 4. 4.比率量表比率量表比率量表比率量表以明确的比率数值描述制图对象的数值差异以明确的比率数值描述制图对象的数值差异以明确的比率数值描述制图对象的数值
29、差异以明确的比率数值描述制图对象的数值差异L L, , kLr kLr, , kLrkLr2 2, , kLrkLr3 3, , kLr kLr4 4, , kLr kLr5 5, , , H H（二）两种现象的相关分析（二）两种现象的相关分析（二）两种现象的相关分析（二）两种现象的相关分析 为了研究地图上表示现象之间的相关性，通常为了研究地图上表示现象之间的相关性，通常利用统计上利用统计上相关系数相关系数的计算。的计算。 首先要选取两种以上现象在不同空间首先要选取两种以上现象在不同空间( (或一定时或一定时间范围内间范围内) )的数量特征。制图对象数量指标的读取，的数量特征。制图对象数量指标
30、的读取，可利用一幅或成套地图按设计好的形状和大小相同可利用一幅或成套地图按设计好的形状和大小相同的坐标网格进行，较为方便是利用的坐标网格进行，较为方便是利用等值线等值线图或图或分级分级统计图统计图。如，降雨量和径流的等值线。如，降雨量和径流的等值线。（三）回归残差制图（三）回归残差制图（三）回归残差制图（三）回归残差制图 检验回归方程超出特定界限以外所出现数据产生检验回归方程超出特定界限以外所出现数据产生的原因。的原因。第五节第五节 地理数据库地理数据库（了解）（了解） 一、数据库的特征一、数据库的特征一、数据库的特征一、数据库的特征l l数据集成化数据集成化l l数据冗余度小，数据更新、修改
31、时要保证数据库内数据冗余度小，数据更新、修改时要保证数据库内容一致容一致l l数据独立数据独立l l应用不同的数据模型以表述空间数据的组织和数据应用不同的数据模型以表述空间数据的组织和数据间的联系间的联系l l数据保护数据保护二、数据库的基本模型二、数据库的基本模型二、数据库的基本模型二、数据库的基本模型l l层次模型（一对多的关系）层次模型（一对多的关系）l l网络模型（多对多的关系）网络模型（多对多的关系）l l关系模型关系模型 多边形与边界；边界与节点；节点多边形与边界；边界与节点；节点坐标关系坐标关系 三、面向对象的数据模型三、面向对象的数据模型三、面向对象的数据模型三、面向对象的数据模型能很好的操纵复杂对象能很好的操纵复杂对象
