数字化测图的应用及发展.docx

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数字化测图的应用及发展

数字化测图的发展及应用

学生姓名：

李阳

学号：

专业班级：

工程测量与监理324407

指导教师：

刘峰

摘要

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,广泛用于测绘生产、水利水电工程、土地管理、城市规划、环境保护和军事工程等部门.数字化测图作为一种全解析机助测图技术,与模拟测图相比具有显著优势和发展前景,是测绘发展的技术前言.目前许多测绘部门已经形成了数字图的规模生产.作为反映测绘技术现代化水平的标志之一,数字测图技术将逐步取代人工模拟测图,成为地形测图的主流。

数字测图技术的应用发展,极大的促进了测绘行业的自动化和现代化进程.使测量的成果不仅有绘在纸上的地形图,还有方便传输、处理、共享的基础信息,即数字地图.是GIS的子系统.它将为信息时代地理信息的应用发展提供最可靠的保障。

关键词：

数字化测图；数据编辑处理；数字化测图的发展

引言

伴随着计算机、网络技术的发展，兴起了一门新兴的测绘技术——数字化测绘技术。

数字中国、数字城市等概念的提出以及相关数字化工程的启动，使工程测量的手段和方法产生了深刻的变化。

工程测量的服务领域也相应进一步延伸,而且正朝着测量数据采集和处理的自动化、实时化和数字化方向发展。

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,广泛用于测绘生产、水利水电工程、土地管理、城市规划、环境保护和军事工程等部门。

数字化测图作为一种全解析机助测图技术,与模拟测图相比具有显著优势和发展前景,是测绘发展的技术前言.目前许多测绘部门已经形成了数字图的规模生产.作为反映测绘技术现代化水平的标志之一,数字测图技术将逐步取代人工模拟测图,成为地形测图的主流。

数字测图技术的应用发展,极大的促进了测绘行业的自动化和现代化进程.使测量的成果不仅有绘在纸上的地形图,还有方便传输、处理、共享的基础信息,即数字地图.是GIS的子系统.它将为信息时代地理信息的应用发展提供最可靠的保障。

由于各单位数字测图系统的设备配置不同，测绘人员对新技术的掌握情况参差不齐，在应用数字测图技术上情况各异。

因此，结合实际情况，选择适当的作业模式及测图成图系统尤为重要。

1、数化字测图发展及原理

1.1数字测图发展概述

数字化测图首先是由机助地图制图（亦称自动化制图、机助制图）开始的。

机助地图制图技术酝酿于20世纪50年代。

1950年第一台能显示简单图形的图形显示器作为美国麻省理工学院旋风１号电脑的附件问世。

50年代末，数控绘图仪首先在美国出现，于此同时出现了第二、第三代电子电脑，从而促进了机助制图的研究和发展，很快就形成了一种“从图上采集数据进行自动制图”的系统。

1964年第一次在数控绘图仪上绘出了地图。

1965-1970年第一批电脑地图制图系统开始运行，用模拟手工制图的方法绘制了一些地图产品。

1970-1980年，在新技术条件下，对机助制图的理论和应用问题，如地图图形的数字表示和数学描述、地图资料的数字化和数据处理方法、地图数据库、制图综合和图形输出等方面的问题进行了深入的研究，许多国家建立了硬软件结合的交互式电脑地图制图系统，进一步推动了地理信息的发展。

80年代进入推广应用阶段，各种类型的地图数据库和地理信息系统相继建立起来，电脑地图制图，尤其是机助专题地图制图得到了极大的发展和广泛的应用。

70年代末和80年代初自动制图主要包括数字化仪、扫描仪、电脑及显示系统四个部分，数字化仪数字化成图成为主要的自动成图方法。

我国地面数字测图系统可分为三种类型：

国外现成的机助成图系统；国内直接利用AutoCAD系统开发的成图系统；结合我国的实际情况，针对测绘专业特点自行研究、设计的机助成图系统。

对于直接引进国外的数字成图系统，都必须投入大量精力进行二次开发工作。

国外的机助成图系统除价格昂贵并要求有与之相适应的硬件配置外，更大的局限性在于它们一般与我国的测量作业方法和规范、图式符号、汉字注记等不相适应，因此很难得到推广。

对于直接利用AutoCAD平台进行图形编辑的系统，由于AutoCAD具有丰富的非常成熟的图形处理、图形编辑功能，软件研制人员可以此为基础，较轻快地推出具有使用方便、扩充性强、接口丰富的测图系统，目前AutoCAD以为平台开发的测图软件很多。

国内一些技术实力雄厚的单位，结合我国的国情和测绘专业数字成图的特点，推出完全自主版本的机助成图系统。

这类系统的图形处理编辑时数据处理速度快，不仅操作简单，而且接近我国实际作业模式。

但完全自主开发的测图软件，开发速度慢，成本高，维护更新较困难。

大比例尺地面数字测图，是20世纪70年代在轻小型、自动化、多功能的电子速测仪问世后，在机助地图制图系统的基础上发展起来的。

80年代全站型电子速测仪（简称全站仪）的迅猛发展，加速了数字测图的研究与应用。

我国从80年代初开始开展大比例尺数字测图的研究与实践，有的偏重于城市大比例尺平面图的自动测绘；有的则着眼于城市及其郊区大比例尺地形图的自动测绘；有的侧重于数据采集的编码研究；有的侧重于自动化仪器的开发。

现已开发出数十套从数据采集到图形编辑功能较完善的数字化测图系统。

我国开发大比例尺数字化测图系统研究和实验，主要经历了四个阶段。

80年代为第一阶段，该阶段主要是引进外国大比例尺测图系统的应用与开发及探讨研究阶段。

这一阶段参加研究的人员和单位都比较少，人们对大比例尺地面数字测图的认识还模糊不清，属于探讨阶段。

受当时测图系统硬件（包括电脑及其绘图设备、电子速测仪、电子手簿等）和软件（电脑语言、系统软件）的限制，所研究的大比例尺数字测图系统还不成熟。

该阶段我国研制的数字化测图系统的代表作是北京市测绘院研制的“DJG大比例尺工程图机助成图系统”。

我国地面数字测图系统可分为三种类型：

国外现成的机助成图系统；国内直接利用AutoCAD系统开发的成图系统；结合我国的实际情况，针对测绘专业特点自行研究、设计的机助成图系统。

对于直接引进国外的数字成图系统，都必须投入大量精力进行二次开发工作。

国外的机助成图系统除价格昂贵并要求有与之相适应的硬件配置外，更大的局限性在于它们一般与我国的测量作业方法和规范、图式符号、汉字注记等不相适应，因此很难得到推广。

对于直接利用AutoCAD平台进行图形编辑的系统，由于AutoCAD具有丰富的非常成熟的图形处理、图形编辑功能，软件研制人员可以此为基础，较轻快地推出具有使用方便、扩充性强、接口丰富的测图系统，目前AutoCAD以为平台开发的测图软件很多。

国内一些技术实力雄厚的单位，结合我国的国情和测绘专业数字成图的特点，推出完全自主版本的机助成图系统。

这类系统的图形处理编辑时数据处理速度快，不仅操作简单，而且接近我国实际作业模式。

但完全自主开发的测图软件，开发速度慢，成本高，维护更新较困难。

目前为数字化测图为第三阶段。

即自动化的初期阶段。

今后数字化测图软件的发展方向应该是一种无点号、无草图的测图系统。

这种自动化测图系统，走出了当今困扰我们的编码困难和编码机内处理麻烦的圈子，可能成为今后数字化测图的主要系统。

1.2数字测图的基本原理

数字化测图（DigitalSurveyingandMapping，简称DSM）是以电子计算机为核心，以测绘仪器和打印机等输入、输出设备为硬件，在测绘软件的支持下，对地形空间数据进行采集、传输、编辑处理、入库管理和成图输出的一整套过程。

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过着，简称为数字测图。

传统的测图的方法是：

→外业测量地物地貌特征点→在图纸上展绘碎步点→按点之间关系连线，显示地物地貌→按碎步点高程，手工内插描绘等高线数字测图则由计算机自动完成这样的测绘过程。

不难看出，要完成自动测图，必须赋于点的三类信息：

（1）点的三维坐标；一般以（X，Y，H）表示；

（2）点的属性，告诉计算机这个点是什么点（地物点，还是地貌点，…）；

（3）点的连接关系，与哪个点相连，连实线或虚线，从而得到相应的地物。

在外业测量时，将上述信息记录存储在计算机中，经计算机软件处理（自动识别、检索、连接、调用图式符号等），最后得到地形图。

一幅图的各种图形都是以数字形式来存储。

根据用户的需要，可以输出不同比例尺和不同图幅大小的地形图、地籍图、资料分布图等。

2、数字化测图工作情况

2.1外业观测

外业观测是指利用GPS接收机采集来自GPS卫星的导航信号，其作业过程大致可分为天线安置，接收机操作和观测记录，外业观测应严格按照技术设计时所拟定的观测计划进行实施，只有这样，才能协调好外业观测的进程，提高工作效率，保证测量成果的精度。

为了顺利地完成观测任务，在外业观测之前，还必须对所选定的接收设备进行严格的检验天线的妥善安置是实现精密定位的重要条件之一，其具体内容包括：

对中、整平、定向并量取天线高[4]。

实际上，目前GPS接收机的自动化程度相当高，一般仅需按动若干功能键，就能顺利地自动完成测量工作；并且每做一步工作，显示屏上均有提示，做到实时记录，减少外业操作量，观测记录的形式一般有两种：

一种由接收机自动形成，并保存在机载存储器中，供随时调用和处理，这部分内容主要包括接收到的卫星信号、实时定位结果及接收机本身的有关信息。

另一种是测量手簿，工作量大，需要有人随时记录，其中包括观测时的气象元素等其他有关信息。

观测记录是GPS定位的原始数据，也是进行后续数据处理的惟一依据，必须妥善保管。

2.1.1测图的方法

外业的测量主要为距离、高程、高差、角度、碎部测量等。

在高程、高差的测量中（其主要是水准测量），将仪器调平，以A点的高程为已知HA,作为后视读数a，B点为前视读数b，则高差为后视读数减去前视读数，即hAB=a-b.则B点的高程HB=HA+hAB.此即为水准测量的仪高法，为了使测量更准确，采用变动仪器高法，及双面尺法来检测结果的准确性，还有，为了使各个点相互数据连在一起，采用闭合水准路线。

以闭合高差为零（或在零附近）则符合测量的要求，也用往返观测的方法改正，并减了测量的距离，使读数更加准确。

而测水平角测量采用测回法，并且取两个测回为准，测出水平角。

或者将仪器对中整平，建立测站，然后进行碎部点的采集，碎部点应选地貌地物的特征点，对于地物，碎部点应选在地物轮廓线的方向变化处，如墙角点，道路转折点，交叉点，河岸线转弯点以及独立地物的中心点等。

连接这些特征点，便得到与地物相似的地物行状。

对于地貌来说，碎部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，山谷，山坡，山脚等坡度变化和方向变化处，根据这些点的高程勾画等高线，则可使这些地貌表现出来。

2.1.2仪器的使用

首先架设仪器，进行对中整平，新建工程建立测站，进入测站点信息输入屏幕，输入该测站点的详细信息:

点号、仪器高、点号编码，并确认。

若该点信息已经存放在创建的作业中，则系统自动调用该点的坐标和高程,若文件中没有该点信息，则屏幕显示坐标和高程输入屏幕，此时输入以上测站点信息，便设置完成。

然后进入后视点信息输入屏幕，输入后视点号,若内存中已有该点的信息,则屏幕显示后视方位角。

若文件中无该点信息，屏幕提示你输入该点的坐标。

然后按屏幕提示照准后视目标，将水平度盘归零,然后确认，便完成后视点信息设置。

下面就进入碎部点数据采集屏幕，第一个点的测量需要置入碎部点点号和反射棱镜高，然后照准碎部点所立对中杆,按确认键开始测量。

待坐标显示于屏幕上后,按相应的确认键,测量碎部点的信息自动存储于上述创建的作业文件中。

此时观测员用对讲机将该点的点号报告给立镜员，立镜员听到后就可以移动到下一个测点上。

再次出现测量屏幕,其碎部点点号递增,默认上一个碎部点的反射棱镜高,并准备下一次测量。

如此反复将各个碎部点测量出来,用于地形图、地籍图或断面图的绘制。

2.1.3注意事项

1、开工前应检查仪器箱背带及提手是否牢固。

2、