数字化测图的实施设计.docx
《数字化测图的实施设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字化测图的实施设计.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
数字化测图的实施设计
毕业论文
数字化测图的实施
专业：
工程测量技术
班级：
学生姓名：
学号：
1
指导教师：
完成日期：
2013年6月6日
辽宁水利职业学院
建筑与测绘工程系
摘要
我们都知道进入21世纪就相当于进入信息时代，大到卫星、宇宙飞船的发射、地质勘探、灾难救援，小到我们日常的通信、学习、工作……都和数字信息机密联系着。
数字化测图也是其中之一，数字化测图是用现代测量仪器（全站仪、卫星定位系统GPS等）进行实地数据全解析采集得出坐标,经计算机处理得出电子地图的测图方法。
数字化测图技术是以计算机、卫星定位系统、光电测距等为基础发展起来的高新技术,它改变了过去白纸成图的作业模式,以精确、高效的特点适应于信息时代、数字时代的要求。
如何获取更新、更丰富的地球空间信息、生成不同比例尺的符合国家制图标准的地形图,满足不同GIS用户的需要,己成为测绘生产部门面临的首要任务。
关键词:
数字化测图、数字地图、野外数据采集、基本思想、数字测图系统、基本过程。
前言
“数字化测图”是工程测量技术及其相关专业的一门实践性较强的专业课，是综合运用基础知识,完成本专业培养目标；培养高素质技能型应用型复合型人才而进行职业技能训练的主要课程之一。
近几年随着计算机的飞速发展，地面测量仪器、数字化测图软件的应用也迅速发展起来，数字化测图是以全新的面貌上市。
广泛用于测绘工程生产、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。
一、数字化测图的基本概念
（一）数字化测图的概念
数字化测图实质上是一种全解析计算机辅助测土的方法，它使得地形测量成果不再仅仅是绘制在纸上的地形图，而是以计算机存储介质为载体的，可以供计算机传输、处理、多用户共享的数字地形信息。
数字化测图是以计算机为核心,在外连输入输出设备硬件、软件的条件下,通过计算机对地形空间数据进行处理得到数字地图,需要时也可用数控绘图仪绘制所需的地形图或各种专题地图。
另一方面数字化测图又称为计算机成图，主要包括：
地面数字测图、地图数字化成图、航测数字测图、计算机地图制图.在实际工作中,大比例尺数字化测图主要指野外实地测量即地面数字测图,也称野外数字化测图。
（二）数字地图与纸质地图相比较的特点
1）数字地图的载体不是纸张而是计算机存储介质（光盘、磁盘）。
2）数字地图不像纸质地图那样以线划、颜色、符号、注记来表示地物类别和形状，而是以一定的计算机可识别的数学代码反映地表各类地理属性特征。
3）数字地图没有比例尺的限定，显示地图内容的详略程度可以随意调控，内容可以分块分层显示，而纸质地图是固定不变的。
4）数字地图的内容可以按规定变化情况随时修改更新，并且能把图形、图像、声音和文字合成在一起，而纸质地图则不能。
5）数字地图的使用必须借助计算机及其配套的外部设备，而纸质地图则不需要。
（三）数字测图与白纸测图的区别
1）测图、用图的自动化
2）图形数字化
3）点位精度高
4）便于成果的更新
5）避免因图纸伸缩带来的各种误差
6）能以各种行使输出成果
7）方便成果的深加工利用
8）可作为地理信息系统的重要信息源
第二章数字化测图的基础知识
（一）数字化测图基本思想
数字化测图就是将采集的各种有关的地物和地貌信息转化为数字形式,通过数据接口传输给计算机进行处理,从而得到内容丰富的电子地图,需要由电子计算机的图形输出设备（如显示器、绘图仪）绘出地形图或各种专题地图。
目前数据采集方法：
野外数据采集、航片数据采集、地图数字化法采集。
数字测图的基本思想和过程图：
（二）数字化测图系统
1、数字测图系统的概念
数字测图是通过数字测图系统来实现的。
数字测图系统是以计算机为核心，在输入、输出设备硬件和软件的支持下，对地形空间数据进行采集、处理、绘图和管理。
主要由数据输入、数据处理和数据输出三部分组成。
2、数字测图系统的组成及功能
（1）数字化测图系统构件
主要由数据采集系统：
全站仪或高精度GPS；数据后期处理系统：
计算机和软件件；图件输出系统：
工程打印机这三大部分组成。
（2）数字化测图系统功能
主要有数据采集与输入；地图编辑；空间数据管理；空间分析；地形分析；数据显示与输出等功能。
3、数字测图系统的结构
目前大多数数字测图系统内容丰富，具有多种数据采集方法，多功能和多种应用范围，能输出多种图形和数据资料，结构如下所示：
4、数字测图系统的分类
数字测图系统由于硬件配置、工作方式、数据输入方法、输出成果内容的不同，可以组成多种不同的数字测图系统。
（1）按输入方法分为
1、原图数字化数字成图系统
2、航测数字成图系统
3、野外数字测图系统
4、综合采样数字测图系统
（2）按硬件配置分为
1、全站仪配合电子手薄测图系统
2、电子平板测图系统
（3）按输出成果内容分为
1、大比例尺数字测图系统
2、地形地籍测图系统
3、地下管线测图系统
4、房地产管理系统城市规划成图管理系统
（三）数字化测图的基本过程
数字测图的作业过程依据使用的设备和软件、数据源及图形输出目的的不同有所区别，但是无论是测绘地形图，还是制作种类繁多的专题图、行业管理用图，只要是采集用数字测图，都必须包括数据采集、数据处理、图形输出三个基本过程。
1、数据采集
数字测图系统,由于空间数据的来源不同,采集的仪器和方法不同,目前有如下三种方法:
（1）、野外数据采集:
用于没有底图的地区,用全站仪实地测量,精度最高,费用也高。
（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。
2、数据处理
数据处理主要包括：
数据传输、数据转换、数据计算、图形生成、图像编辑与整饰、图幅接边、图形信息的管理与应用。
3、图形输出
经过数据处理以后，即可得到数字地图，也就是形成了一个图形文件，将其存储在磁盘或光盘上，可以永久保存。
根据不同需要还可以将该数字地图转换成地理信息系统的图形数据，用于建立和更新GIS图形数据库；可以将数字地图打印输出成纸质地图。
通过对层的控制，可以编制和输出各种专题地图，以满足不同用户的需求。
4、数字测图软件是数字测图系统的关键
一个完整的数字测图系统软件应具备如下功能特点：
1具备有数据（图形）采集、输入、数据处理、图形生成、图形编辑、
形输出等功能；
2通用性要强、稳定性好，图形界面直观、简洁，操作使用要符合测量人员的作业习惯；
3数字图中使用的注记、地物符号、制图规范以及地物的编码等必须符合国家正在实行的标准；
4应包含多种作业模式，如“电子平板”模式、“测记法”模式、“编码成图法”模式等；
5应能识别主要仪器设备（全站仪）的数据格式，能直接与这些设备进行通信，并提供这些仪器设备的数据转换接口，以便与其它软件进行数据交换。
6成果的输出应标准、美观并符合规范要求。
（四）全野外数字测图作业模式
由于使用的硬件设备不同，软件设计者的思路不同，数字测图有不同的作业模式。
资料表明目前全野外数字测图而言，可以分为一下两种作业模式：
数字测记模式和电子平板测绘模式。
三、数字化测图的作业模式
（一）数字化测图系统
数字化测图的现状
（1）电子平板作业模式：
该模式是将笔记本电脑通过电缆与全站仪连接，观测数据直接进人电子平板在成图软件的支持下，现场连线成图。
（2）绘制草图作业模式：
该模式是在全站仪采集数据的同时，绘制观测草图，记录所测地物的形状并注记测点编号，内业将观测数据输入电脑，在测图软件的支持下对照草图连线及图形编辑。
（3）碎部点编码作业模式：
该模式是按照一定的规则给每个所测碎部点—个编号，即一个编号对应一组坐标（x、Y、z），内业将数据输人电脑，在成图软件的支持下，由计算机自动完成测点连线形成图形。
（二）数字化测图的作业方法
1、数字化测图的外业作业方法
1数字化测图的外作业应当尽量利用当地环境中的自然分界作为划分界限，例如可利用道路，水流等进行地形图的测绘，这样做的好处既划分了测图的单元也减少了接边的问题。
2避免过多使用钢尺量测，因为人工用皮尺等量取的速度远比不上用全站仪所测量的速度，而且使用全站仪精度也会比人工量取高很多。
3外业作业时，重点在配合上，如果测绘人员不在测站可视范围，则应该使用对讲机来传递信息，跑棱镜的人要将自己所要采集的地形地物数据点信息及时报告给测站人员，以确保数据记录的真实性。
4数字化测图时，应当加强检验校核。
特别是在测区远离内业地点时，必须制定相关措施来检验校核数据。
5外业作业对数据进行采集时，要时刻注意地形地貌的变化，对其应进行详细地记录，避免在内业数据处理时产生问题。
2、碎部测量
在测量的过程中，碎部点的取舍和测量至关重要，不必要测过多的点位，测点太多，造成成图密集，且有可能把一些不必要的点位包含在其中；当然也不能测点太少，测点太少则有可能没有把握到该地形的基本要素，因此要进行碎部测量，应该注意：
1较为规则的建筑物（正方形形状）的只对其测三点，第四点的点位测设可由电脑来完成，如果采取这种办法就要求草图绘制人员必须进行事先的观察，在观察时应注意：
有些建筑物可能初看比较的方正，但实际是不规则的多边形形式，这种情况就必须对全部点位进行实测。
2对于不规则的地貌在测设工程中应尽量能多测一些点，因为传统测图时可由手工来更改或表述细节的变化，而计算机的模拟则无法做到真实并且全面的反映这些实际的地形的。
3在碎部测量中，存在的某些重要的无法通视的观测点，应当利用一定的位移来替代观测或者需要通过举高支杆来观测，这样的点非常重要，需要测绘人员在草图上详细注记。
四、数字化测图与地图制图
制作地图一般先经过外业测量，得到实测的原图，或根据已成地图和编图资料，通过内业编绘的方法制成编绘原图，然后经清绘、制版和印刷，复制出大量的地图。
地图的种类很多，成图方法不尽相同，归纳起来，主要有实测成图法、编绘制图法、计算机数字测图法和遥感制图成图法四种。
随着计算机技术的发展，数字地图的发展，数字地图制图技术逐步取代了传统的地图制图工艺，是传统的地图编绘的四个阶段不再那么分明，但是原理是一致的。
（一）数字化测图制图基本流程
数字地图制图系统由硬件（数字化仪、计算机、自动绘图机等）和软件（控制硬件运作的各类程序）组成其设备系统，有关的制图数据是计算机处理的对象。
数字地图制图可分为编辑准备、数字获取、数据处理。
图形输出和地图制印五个阶段。
1、编辑准备
工作包括确定制图资料；选定地图投影、比例尺、地图内容、表示方法等，并按数字制图要求对原始资料进行处理；设计编码系统；确定数字化方法；研究程序设计方法及思路；决定制图工作流程计划等。
2、数据获取与传输
数据转换，将点、线、面组成的图形转化为计算机可接受的数字。
数字化运作的一种方法是采用手扶跟踪数字化仪对图形的特征点进行数字化，以矢量格式记录；另一种方法是采用扫描数字化仪，对图形进行扫描并以栅格格式记录。
对数字化所获数据要进行存贮，以供计算机处理。
当然数据的传输也是很重要的步骤。
所谓数据传输就是将全站仪中在外业采集的数据通过数据传输端口和南方CASS软件的应用窗口传输到南方测绘软件
数据传输步骤如下：
1）将外业采集完数据的全站仪通过专用的数据线与计算机相连接；
2）打开南方CASS5.1软件；
3）打开全站仪，调取外业采集数据的文件夹；
4）依据全站仪的使用说明将仪器调置到输出参数设置中对起进行设置；
5）调置仪器到数据输出状态，进行到最后一步的前一项等待；
6）点击南方CASS5.1软件的“数据”中的“读取全站仪数据”；
7）将仪器的型号选择为“索佳SET系列”，将各个项目的配置选择为和仪器的输出参数一致即可；
8）按键“CASS坐标文件：
选择文件”进行数据存放的文件夹选择并编辑文件名到最后一步点击确定；
9）随即点击一直在等待状态的仪器的输出确认键；
10）数据开始传输至数据传输完毕即可关闭全站仪收起。
例如RTK坐标数据采集之后数据格式与数据传输：
在野外数据采集时，软件存储原始文件数据格式是RTK格式文件，文件名格式为*.rtk，转换后的格式*.dat。
存储数据格式如下：
1.数据格式
1）RTK文件数据格式
REMVersionVer1.00.050603
REMDataTime2005-10-1116:
01:
32.00
REMDatums0637824.0298.300000000
REMProjection114.000005000001.00000.0000
REMSecen00.0000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000
REMDifang00.00000.00000.000000001.00000000
REMNihe00.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000
REMBaseStation2558737.755435431.14923.55923.0735580003113.220011999323.559
p1,23.0734734806,113.2159158371,23.145,00000000,0.000,10,
0.006,0.025,6,2.900,16:
01:
32.000，1
p2,23.0734682987,113.2859298562,23.442,00000000,2.000,10,
0.011,0.056,6,2.900,16:
01:
59.000，1
p3,23.0735030211,113.2159419975,23.812,00000000,2.000,10,
0.009,0.024,6,2.900,16:
02:
21.000,1
p4,23.0735289162,113.2159789375,23.582,00000000,2.000,10,
0.006,0.017,7,2.400,16:
02:
46.000，1
p5,23.0735342285,113.2159653644,23.075,00000000,2.000,10,
0.009,0.029,8,1.900,16:
03:
1.000，1
p6,23.0735544728,113.2159304581,22.600,00000000,2.000,10,
0.006,0.017,8,1.900,16:
03:
30.000，1
REMBaseStation2558738.755435131.14923.55923.0735580003113.220011999323.559
REMBaseStation2558738.755435131.14923.55923.0735580003113.220011999323.559
格式说明：
REMVersion版本号
REMDataTime文件建立日期
REMDatums椭球参数
REMProjection投影参数
REMSecen七参数
REMDifang地方转换参数
REMNihe高程拟合参数
REMBaseStation基准站信息
p1,23.0734734806,113.2159158371,23.145,00000000,0.000,10,
0.006,0.025,6,2.900,16:
01:
32.000，1
p2,23.0734682987,113.2859298562,23.442,00000000,2.000,10,
0.011,0.056,6,2.900,16:
01:
59.000，1
p3,23.0735030211,113.2159419975,23.812,00000000,2.000,10,
0.009,0.024,6,2.900,16:
02:
21.000,1
p4,23.0735289162,113.2159789375,23.582,00000000,2.000,10,
0.006,0.017,7,2.400,16:
02:
46.000，1
p5,23.0735342285,113.2159653644,23.075,00000000,2.000,10,
0.009,0.029,8,1.900,16:
03:
1.000，1
p6,23.0735544728,113.2159304581,22.600,00000000,2.000,10,
0.006,0.017,8,1.900,16:
03:
30.000，1
......
格式说明：
点名，纬度，经度，高程，属性，天线高，点存储状态，平面精度，高程精度，卫星颗数，PDOP，时间，一般存储方式。
2）DAT文件数据格式
p1,99974.117,19972.526,51.586,00000000,10,0.006,
0.025,6,2.90,16:
01:
32.00,0.0000,0.0000,0.000,
p2,99972.505,19976.508,49.882,00000000,10,0.011,
0.056,6,2.90,16:
01:
59.00,0.0000,0.0000,2.000,
p3,99983.172,19980.009,50.252,00000000,10,0.009,
0.024,6,2.90,16:
02:
21.00,0.0000,0.0000,2.000,
p4,99991.094,19990.469,50.022,00000000,10,0.006,
0.017,7,2.40,16:
02:
46.00,0.0000,0.0000,2.000,
p5,99992.744,19986.699,49.516,00000000,10,0.009,
0.029,8,1.90,16:
03:
1.00,0.0000,0.0000,2.000,
p6,99999.016,19976.794,49.040,00000000,10,0.006,
0.017,8,1.90,16:
03:
30.00,0.0000,0.0000,2.000,
......
格式说明：
点名，X坐标，Y坐标，高程，属性，点存储状态，平面精度，高程精度，卫星颗数，PDOP，时间，缺省，缺省，天线高。
2.数据传输
数据传输的目的是将外业采集的数据以绘图时的数据格式传输到计算机中，并以数据文件形式保存下来，为数字绘图提供数据源。
方法如下：
首先在计算机中安装“ActiveSync4桌面软件”，将光盘放入光驱，ActiveSync4安装向导将自动运行。
如果该向导没有运行，可到光驱所在盘符根目录下找到setup.exe后双击它运行。
如果桌面计算机上没有安装Outlook，安装向导询问是否想在安装ActiveSync4之前安装Outlook。
安装了ActiveSync4后将其打开出现如下图所示界面：
用ActiveSync4传输数据的操作如下：
（1）在传输数据之前要对采集的数据进行转换，在流动站手薄的初始界面单击工程、文件输出，在文件格式转换输出对话框的数据格式里面选择需要输出的格式，南方CASS的数据格式为：
点名，属性，Y,X,H。
如图1所示
（2）选择数据格式后，单击“源文件”，选择需要转换的原始数据文件，然后单击确定。
如图2所示
图1图2
（3）输入目标文件的名称，单击“确定”，然后点击“转换”→“OK”。
转换后的数据文件保存在“\FlashDisk\Jobs\0901\data\”里面，格式如下:
pt1,00000000,505289.844,4577370.459,174.789
pt2,00000000,505297.188,4577375.459,174.927
pt3,00000000,505302.308,4577379.381,176.024
pt4,00000000,505305.864,4577383.730,176.251
pt5,00000000,505306.207,4577386.946,176.559
（4）用传输线连接PISION手薄和计算机，ActiveSync4自动启动。
（5）与计算机连接后，手薄就是计算机的一个盘符，可以像操作硬盘一样来操作手薄中的文件。
选择好路径后，将外业采集的并经过转换的数据文件拷贝到计算机中即可。
3、数据处理和编辑
字地图制图的中心工作。
此阶段一是要对数字化信息进行规范化处理，如数据检查、纠正、生成数字化新文件；统一坐标原点，比例尺变换等；二是为图形输出所作的计算机处理，如投影变换、数据概括等，将数据变为绘图机可识别的绘图指令。
上述工作皆需制图人员调用系统程序来实现。
4、地图的图形输出
图形输出是将计算机处理后的数据转换为图形，可以在显示器的屏幕上显示，也可以存贮在磁盘上，也可以通过绘图仪或打印机以纸质输出。
5、地图制印
利用计算机制作的4色胶片可晒制金属印刷版，然后在平版胶印机上印刷，可得大量复制地图
（二）地图分层
分层是数字地图重要的概念。
不同的图形要素类型具有不同的图形空间结构，所以应当将不同的图形要素类型分为不同的图层存放。
通过图形要素的分层可以方便的实现不同数字产品之间的数据的“共享”，从而大大减小数字化作业量，同时也可以保证地图数据的质量。
升级会员 