内业绘图.docx

1、内业绘图8.4内业绘图野外数字测图技术主要用于测绘大比例尺数字地形图、数字地籍图、数字房产图、数字管线图等。由于大比例尺地形图是各部门进行规划、设计、施工、管理、科研和教学的基本依据之一，在工程等各领域有着广泛应用。数字测图的内业必须借助专业的数字成图软件完成，数字成图软件是数字测图系统中重要的组成部分。目前，国内市场上技术比较成熟的数字成图软件主要有南方测绘仪器公司的“数字化地形地籍成图系统CASS”系列、赣州南冶测绘技术有限公司的“Xmap成图系统”系列、北京威远图的SV300系列、广州开思的SCS系列等。本章主要以赣州南冶测绘技术有限公司的“Xmap成图系统”系列软件的最新版本Xmap2

2、015为例，介绍数字成图内业的工作内容和方法。8.4.1Xmap2015数字成图系统操作主界面及其内容简介Xmap2015数字成图软件是赣州南冶测绘技术有限公司开发的基于AutoCAD平台的数字成图系统，它具有完备的数据采集、数据处理、图形生成、图形编辑、图形输出等功能，能方便灵活地完成数字测图工作。Xmap2015是Xmap软件的最新升级版本，以AutoCAD2015或者AutoCADCivil3D2015为技术支撑平台。Xmap2015的安装应该在完成AutoCAD的安装并运行一次后进行。关于AutoCAD和Xmap2015安装的详细操作此不赘述。一、操作主界面启动Xmap2015后，弹出

3、如图8-67所示的Xmap2015操作主界面。Xmap2015的操作主界面主要由下拉菜单栏、菜单面板、工具选项板、图形编辑区、命令行、状态栏等组成。标有“?”符号的下拉菜单表示还有下一级菜单，每个菜单项均以对话框或命令行提示的方式与用户交互应答。图形编辑区是图形显示窗口，用户在该区域内进行图形编辑操作。图形窗口有自己的标准Windows特征，如滚动条、最大化、最小化及控制按钮等，使用户可以在图形界面的框架内移动或改变它的大小。Xmap命令行缺省界面中一般显示1行命令行，其中最下面一行等待键入命令，上面两行一般显示命令提示符或与命令进程有关的其他信息。操作时要随时注意命令行提示。有些命令有多种执

4、行途径，用户可根据自己的喜好灵活选用快捷工具按钮、下拉菜单或在命令行输入命令。图8-67Xmap2015操作主界面二、菜单与工具栏内容简介1顶部菜单面板常用的Xmap2015命令及AutoCAD的编辑命令都包含在顶部的菜单面板中。与Xmap2015命令相关的有8个，分别是：数据处理、地形测图、控制网平差、编辑工具、DEM与等高线、工程应用、资料、软件注册。利用这些菜单功能，即可满足数字图绘制、编辑、应用、管理等操作需要。例如，数据处理、地形测图、等高线和工程应用这4个菜单面板的各个功能项见图8-68所示。图8-68Xmap2015菜单面板2工具选项板工具选项板一般设置在操作界面右侧，是用于绘制

5、各类地物的交互式工具面板，如图8-69所示。这些地物绘制工具基本上是按照图示的分类来分组的，包含文字注记、控制、居民地及设施、水系、管线、交通、地貌、植被与土质、境界、辅助工具等10组。图8-69工具选项板3顶部菜单几乎的Xmap2015命令及AutoCAD的编辑命令都包含在顶部的菜单中，包括18个下拉菜单，分别是：文件、编辑、视图、插入、格式、工具、绘图、地形测图、编辑工具、控制网平差、图幅管理、数字高程模型、工程应用、资料、图像、软件注册、窗口、帮助。菜单面板中没有的一些功能可以在相应的下拉菜单中找到。图8-70顶部菜单8.4.2数据传输与处理数据传输的作用是完成电子手簿或全站仪与计算机之

6、间的数据相互传输。而要实现电子手簿或全站仪与计算机之间的正常通讯，作业前一般要对全站仪、电子手簿、计算机等进行必要的参数设置。对于某些记录有野外观测值的全站仪（如徕卡全站仪），还可以根据这些观测值重新计算观测点的坐标和高程，甚至平差计算，这有助于改正野外的操作中的某些错误和提高观测点的精度。一、数据传输在进行数据传输前，首先应熟悉全站仪的通讯参数，以便在传输数据过程中人机对话选择正确的参数。然后选择正确的通讯电缆将全站仪与计算机连接，即可进行计算机与全站仪间的数据传输。1由全站仪到计算机的数据传输每次外业数据采集完成之后应该及时地将数据传输到计算机，这样既可以保证下次作业时仪器有足够的存储空间

7、，同时也降低了数据丢失的可能性。由全站仪到计算机的数据传输步骤如下(以Xmap2015为例)。(1)硬件连接打开计算机进入Xmap2015系统，查看仪器的相关通讯参数，选择正确的数据线将全站仪与计算机正确连接。(2)设置通讯参数执行Xmap2015“数据处理”菜单面板中的“数据传输与计算”命令，在弹出的对话框中(如图8-71)点取工具条上的“连接”按钮。在在弹出的对话框中(如图8-72)中，设置通讯参数(通讯口、波特率、校验、数据位、停止位)，并且应与全站仪内部通讯参数设置相同。对于经常用的仪器，单击“添加到仪器列表”按钮，可以将该仪器的通信参数保存起来以便下次直接使用。图8-71Xmap20

8、15数据传输与处理图8-72通讯参数设置(3)传输数据单击图8-72中的“连接按钮，计算机开始接收全站仪发来的数据。为了使全站仪向计算机发送数据，需要在全站仪上完成相关的数据传送操作。接收到的数据放在接收数据窗口（如图8-71）中。(4)提取坐标不同厂家、不同种类的全站仪传输到计算机的数据格式不完全相同，不能直接用于绘图，需要进行格式转换。在Xmap2015中，这项工作是由“提出坐标”选项来完成的。双击“全站仪”（如图8-73）,展开列表，再双击相应仪器数据格式就可看到“提取坐标”选项。要获得下载数据中的坐标和高程，双击“提取坐标”选项，结果就会出现在“结果数据”窗口中。图8-73坐标提取2由

9、计算机到全站仪的数据传输在实际作业过程中，有时也需要将计算机上的数据导入全站仪或电子手簿，如控制点坐标文件。Xmap2015数据传输与处理的“发送数据”命令可实现由计算机到全站仪的数据传输。与由全站仪到计算机的数据传输类似，先将要发送的数据放在“发送数据”窗口中，单击Xmap2015数据传输与处理的“发送数据”命令，即可实现。值得一提的是，在数据通讯过程中，一般接收方应先于发送方处于接受状态后，发送方才开始向接受方发送数据，以避免数据传输的丢失。二、数据处理对于能获得野外观测值的全站仪（如徕卡全站仪，可以下载IDX或MASK3格式的GSI数据），可以对其野外观测值进行重新处理。Xmap2015

10、为野外观测值提供了两种重新处理功能：坐标计算和平差计算。然而，在重新处理之前，需要将不同格式的野外观测值统一到Xmap2015编辑格式。1Xmap2015观测值格式由于带野外观测值数据的格式比较复杂，不适合一般测量人员阅读、编辑和合并等操作。为此，Xmap2015设计了一套野外观测值数据文件格式。这套格式分为两种：带高差的格式和带垂直角的格式。(1)带高差格式顾名思义，这种观测值格式带有高差。它由一个或者一个以上的测站组成，每个测站又由两个部分组成：仪器点数据和目标点数据。其中，仪器点数据就只有一个行，且就只有一个数据：测站点点名；目标点数据可能有2行或者2行以上的数据，每行目标点数据表示一个

11、目标点的观测值，有4个数据：目标点点名，水平角，平距，高差。这4个数据用英文标点符号中的分号分隔，如果某项数据没有则相应位置没有任何字符，但分隔符必须保留。另外，为了使用方便，这种格式还设计了注释行。以英文字符“#”开头的行就是注释行，在数据处理时被忽略。如果野外按照图8-74所示进行，则其数据如下：#下面是测站A的数据AB,320.0213,1,34.2345,123.456,2.3542,78.4851,132.474,6.123#下面是测站2的数据2A258.4512,3,220.2345,118.123,10.235图8-74野外观测示意图(2)带垂直角格式 顾名思义，这种观测值格式带

12、有垂直角。它由一个或者一个以上的测站组成，每个测站又由两个部分组成：仪器点数据和目标点数据。其中，仪器点数据就只有一个行，有两个数据：测站点点名和仪器高；目标点数据可能有2行或者2行以上的数据，每行目标点数据表示一个目标点的观测值，有5个数据：观测点点名，水平角，斜距，垂直角，目标高。这5个数据用英文标点符号中的逗号分隔，如果某项数据没有则相应位置没有任何字符，但分隔符必须保留。另外，为了使用方便，这种格式还设计了注释行。以英文字符“#”开头的行就是注释行，在数据处理时被忽略。如果野外按照图8-74所示进行，则其数据如下：#下面是测站A的数据A,1.56B,320.0213,1,34.2345

13、,123.321,89.1245,1.32,78.4851,132.879,89.4512,1.45#下面是测站2的数据2,1.654A,258.4512,3,220.2345,118.875,88.1514,1.342坐标计算野外观测中的某些错误可以通过对观测数据的修改和重新计算坐标来改正，例如：测站坐标或定向点坐标输入错误。坐标重新计算的步骤如下：(1)转Xmap编辑格式在Xamp数据传输与处理对话框中，双击“转为Xmap编辑格式”，程序就会将“接收数据”窗口中的相应全站仪的观测值数据转为Xmap的观测值数据格式，并将结果放回到“接收数据”窗口中。(2)编辑根据错误情况，编辑、修改观测值数

14、据。(3)输入已知数据将重新计算需要的已知数据放到“已知点”窗口中。一行放一个已知点数据，每个已知点数据有4个数据：点名，东坐标，北坐标，高程。分隔符为英文标点符号中的逗号，如果某项数据没有则相应位置没有任何字符，但分隔符必须保留。如果野外按照图8-74所示进行，则其数据如下：A,456321.321,2564789.654,45.321B,456223.222,2564883.531,(4)计算在Xamp数据传输与处理对话框中，双击“坐标计算”(如图8-75)选项，重新计算的坐标就会出现在“结果数据”窗口中图8-75坐标计算3图根控制网平差计算在图根控制与碎部测量同时进行时，就需要对有多余观

15、测的观测值数据进行平差，再根据平差结果计算碎部点的坐标。在Xamp数据传输与处理对话框中，双击“平差计算”选项，就可以完成任务，其步骤与坐标计算相同。下面是使用“平差计算”功能的注意事项：每个平差网必须有一套或者一套以上的起算数据。“接收数据”窗口中的数据可以有多个独立的平差网，程序会自动分离每个网并进行平差计算。程序自动识别平差点和碎部点。平差时只对平差点进行处理，平差完后才计算碎部点的坐标。点名相同的点在实地上必须是同一个点。如果在碎部测量时对不同的点使用了相同的名称，必须先对同名点进行改名处理。本程序不能用于国家等级控制网的平差计算。原因是程序直接自动处理全站仪数据，考虑到这些数据的特点

16、，本程序没有对平差网进行概算处理，即没有进行投影改正等。Xmap2015有另外的用于国家等级控制网的平差计算程序。4等级控制网平差计算Xmap2015的控制网平差程序有两种使用界面：文本界面和图形界面。(1)图形界面图形界面的平差计算必须在Xmap2015环境中进行（如图8-76），其步骤分为：画网点、画网线、标注网点点名、数据控制网参数、输入网点数据、输入网线数据、根据网图平差、读入平差结果和绘制观测值分布图等。图8-76图形界面控制网平差(2)文本界面在Xmap2015中，单击“PC专业平差程序”，将启动平差程序的文本界面（如图8-77）。其使用步骤为：生成平差数据模板（如图8-78），填

17、写网平差参数、观测值和已知数据，点取平差按钮进行平差计算。本程序除了能完成控制网平差计算外，还具有坐标转换处理的相关功能（如图8-79）：计算投影带参数、换带计算、计算两个空间直角坐标系间的转换参数、将一个空间直角坐标系中的坐标转换到另一个空间直角坐标系中、计算两个平面坐标系间的转换参数、高斯投影正反算等。图8-77文本界面控制网平差图8-78平差数据模板图8-79坐标转换处理8.4.3平面图绘制在Xmap2015中绘制平面图必须先展绘碎部点，然后根据草图连线。一展点“展点”可把坐标数据文件中的各个碎部点点位及其相应属性(如点号、代码或高程等)显示在屏幕上。此时应展野外测点点号。Xmap201

18、5为展点提供了如下功能（如图8-80）：图8-80展绘测量点1参数设置当点击图8-80中的“展点参数设置”，将弹出如图8-81所示的对话框。图8-81展点参数设置2展绘各种点Xmap2015能展绘高程点、测点点名、各类控制点（如图8-82）。用户启动相应功能后，程序会提示用户选择一个数据文件，并根据用户选择情况进行处理。图8-82展点类型3数据输入针对光学经纬仪测图，Xmap2015还提供了碎部点坐标的计算功能，即图8-83中的“数据输入”。当用户启动此功能后，程序先提示用户坐标数据的保存位置及文件名，其次是测站数据和定向数据，以及一些参数选项（如是斜距、平距或是视距，是中丝或是上丝，是天顶距

19、或是高度角等），最后是逐个点输入观测数据。在用户输入数据的同时，程序就会计算坐标，并将其保存到指定的文件中。图8-83格式转换4坐标文件格式转换从不同全站仪获取的碎部点坐标的表示方式可能与Xmap2015规定的方式不同，为了使用这些数据，Xmap2015提供了“数据文件格式转换器”（如图8-83）。当用户启动该功能后，程序会弹出一对话框（如图8-84），在这个对话框中就能完成其他格式向Xmap坐标文件格式的转换。图8-84坐标文件格式转换二绘平面图由图8-85可知，工具选项板将所有要素分为9类，如文字注记、控制点、居民地、水系等，此时即可按照其分类分别绘制各种地物。下面以绘矩形类普通房屋、多边

20、形房屋、陡坎说明其操作方法。图8-85地形要素分类1线性实体绘制命令在数字地形图中，线性实体占有很大比重，而且其特征点并非够都能采集到坐标，这些点需要通过两边或其所在边的特征（如垂直、平行等）来确定。这给直接采用AutoCADPLINE命令来绘制线性实体带来了困难。为了使用户方便、快速、准确地绘制线性实体，Xmap2015提供了专门针对数字测图的多段线绘制命令，即XmapPline。XmapPline命令除了具有AutoCADPLine命令的大部分功能外，还提供了一些数字测图所必须的特殊功能。(1)XmapPline命令的基本操作在命令行中输入“XmapPline”命令后，提示输入起点。在输入

21、完起点后，就会出现如图8-86所示的图形。图中有一条线，周围有两个数字：到水平方向的角度和刚输入点到当前鼠标位置的距离，这条线是指示线，用来指示鼠标的位置，会随鼠标的移动而移动。当按下向下箭头键时，会弹出基本选项列表，列表的顶头是默认选项。在输入了第二个点并按下向下箭头键时，就会出现如图8-87所示的完整选项。图8-86XmapPline基本选项图8-87XmapPline完整选项(2)垂线操作如图8-88所示，野外只观测了15和125号点的坐标，其余点只量测了距离，此时，可以用“垂线(T)”选项来绘制只测了距离的点。当即将绘制的线段必须与刚绘制的线段垂直时，可以使用“垂线(T)”选项。当输入

22、“T”或者选择“垂线(T)”选项后，指示线只在垂直于刚绘线段的左方向上运动，如图8-89所示，输入一个正值时，将向指示线指示的方向绘一条线段。如果需要向右边绘垂线，有两个办法：直接输入一个负的长度值或者选择“反向(F)”选项后输入一个正值。图8-88垂线应用场合举例图8-89绘垂线(3)隔垂直点如图8-90所示，野外只观测了3、15和125号点的坐标，而在3和125之间有一个点没有观测，但它分别到3和125的连线互相垂直，此时，可以用“隔垂直点(G)”选项来绘制这个点。当输入“G”或者选择“隔垂直点(G)”选项后，在屏幕上会出现两条互相垂直的指示线。它们会随鼠标的移动而移动，并且始终保持垂直状

23、态，如图8-91所示。图8-90隔垂直点应用场合举例图8-91隔一个垂直点(4)隔平行点如图8-92所示，野外只观测了3、15和125号点的坐标，而在3和125之间有一个点X没有观测，但它到3的连线和15到125的连线互相平行，且长度相等，此时，可以用“隔平行点(P)”选项来绘制这个点。当输入“P”或者选择“隔平行点(P)”选项后，在屏幕上会出现两条互相平行的指示线。它们会随鼠标的移动而移动，并且始终保持平行状态，如图8-93所示。图8-92隔平行点应用场合举例图8-93隔一个平行点(5)边长交会点如图8-94所示，野外只观测了2、3、15和125号点的坐标，X点只有到2点和3点的距离，此时，

24、可以用“边长交会(X)”选项来绘制这个X点。当输入“X”或者选择“边长交会(X)”选项后，Xmap2015提示输入：第一个点、从第一个点的边长、第二个点、从第二个点的边长。在输入完这些数据后，Xmap2015会计算交点。如果有两个交点，在屏幕上会出现两个圆和一条从已绘的最后一个点到这两个交点之一的指示线，如图8-95所示。它们会随鼠标的移动而在这两个交点间移动。图8-94边长交会点应用场合举例图8-95边长交会点(6)方向交会点如图8-96所示，野外只观测了2、3、15和125号点的坐标，X点只观测了从3点到X点的方向点（7点）和从2点到X点的方向点（5点），此时，可以用“方向交会(F)”选项

25、来绘制这个X点。当输入“F”或者选择“方向交会(F)”选项后，Xmap2015提示输入：第一方向的第一点、第一方向的第二点、第二方向的第一点、第二方向的第二点。在输入完这些数据后，Xmap2015会计算交点，如图8-97所示。图8-96方向交会点应用场合举例图8-97方向交会点(7)垂直闭合如图8-98所示，野外只观测了7、15和125号点的坐标，X点没有观测，此时，可以用“垂直闭合(B)”选项来绘制这个X点，但必须从15点或者7点开始绘制，即先连接其它点，让X点成为最后需要连接的点。当输入“B”或者选择“垂直闭合(B)”选项后，Xmap2015会根据垂直条件计算X点坐标、闭合整条多段线，如图

26、8-98所示。图8-98垂直闭合应用场合举例(8)平行闭合如图8-99所示，野外只观测了7、15和125号点的坐标，X点没有观测，此时，可以用“平行闭合(N)”选项来绘制这个X点，但必须从15点或者7点开始绘制，即先连接其它点，让X点成为最后需要连接的点。当输入“N”或者选择“平行闭合(N)”选项后，Xmap2015会根据平行条件计算X点坐标、闭合整条多段线，如图8-99所示。图8-99平行闭合应用场合举例(9)前段反向如图8-100所示，野外观测了7、15和125号点的坐标，连接这些点后发现125点到7点的圆弧的凸向反了。此时，可以用“前段反向(Q)”选项来做到这点。当输入“Q”或者选择“前

27、段反向(Q)”选项后，Xmap2015会反转125点到7点的圆弧的凸向，如图8-101所示。图8-100前段反向应用场合举例图8-101前段反向(10)倒转(Z)如图8-102所示，有由15、125、1、121、122和52号点的连线组成一条陡坎，如果从1点开始向右连线，到52点就不能再连其它点了，但是这条陡坎确实还需要连接125和15点。此时，可以用“倒转(Z)”选项来做到这点。当输入“Z”或者选择“倒转(Z)”选项后，Xmap2015会倒转已绘曲线的首尾，即52点从末端点变成开始点，而1点则从开始点变成了末端点，这样就可以在连接125点和15点了，如图8-103所示。图8-102倒转应用场

28、合举例图8-103倒转(11)圆弧(A)如图8-104所示，有由125、121、40、48和58号点的连线组成一段道路边线，如果从125点开始向右连线，到121点后就是两段圆弧。此时，可以用“圆弧(A)”选项来绘制这两段圆弧。当输入“A”或者选择“圆弧(A)”选项后，XmapPline命令就从只绘直线线段的“直线”模式进入了能绘制圆弧和切线的“圆弧”模式，如图8-105所示。此模式提供了一些列的选项：“放弃(U)”、“半宽(H)”、“直线(L)”、“切线(T)”、“宽度(W)”、“角度(A)”、“圆心(CE)”、“闭合(CL)”、“方向(D)”、“半径(R)”、“第二个点(S)”、“前段反向(

29、Q)”、“倒转(Z)”和“输入圆弧的端点”。其中“直线(L)”表示退出“圆弧”模式进入“直线”模式，这是除了“闭合(CL)”选项外，唯一能够正常退出“圆弧”模式的方法。图8-104道路边线图8-105XmapPline命令的圆弧模式选项2绘制矩形类普通房屋图8-106是外业草图中的普通房屋。在工具选项板上选择“居民地及设施”时，工具选项板将显示“居民地”的各种图式符号，如图8-107所示。从中选择与草图相应的图式符号“单栋普通房屋”，命令行提示及操作依次如下：图8-106普通房屋图8-107居民地及设施工具请选择四点普通房屋(1)/多点普通房屋(2):1四点普通房屋输入第一点:（鼠标点取33附

30、近的小圆点，此为33号碎部点的位置）输入第二点:（鼠标点取34附近的小圆点）输入第三点或宽度(W):（鼠标点取35附近的小圆点）第四点:输入属性房屋层数的值=2这样，即可把33，34，35三点连成一个矩形房屋。同时可以看到，所绘的房屋，并且自动加上了属性（如图8-108），并存放于与其相应的图层中。需要注意的是，绘房子时，点取点时必须按一定顺序(如顺时针或逆时针)输入，否则所绘图形不对。图8-108绘制4点房屋3绘制多点房屋如图8-109所示，测定了多边形房屋55，54，83三个点点位，丈量了三条边长。从中选择与草图相应的图式符号“单栋普通房屋”，命令行提示及操作依次如下：图8-109多边形房

31、屋输入编码请选择四点普通房屋(1)/多点普通房屋(2):2多点普通房屋XMAPPLINE输入起点:（鼠标点取55附近的小圆点）输入下一个点或放弃(U)/圆弧(A)/半宽(H)/长度(L)/宽度(W)/垂线(T)/边长交会(X)/方向交会(F):（鼠标点取54附近的小圆点）输入下一个点或圆弧(A)/半宽(H)/长度(L)/放弃(U)/宽度(W)/闭合(C)/垂线(T)/隔一垂点(G)/边长交会(X)/方向交会(F)/垂线闭合(B)/前段反向(Q)/倒转(Z):T指定直线的长度反向(F):6指定直线的长度反向(F):5.7指定直线的长度反向(F):输入下一个点或圆弧(A)/半宽(H)/长度(L)/放弃(U)/宽度(W)/闭合(C)/垂线(T)/隔一垂点(G)/边长交会(X)/方向交会(F)/垂线闭合(B)/前段反向(Q)/倒转(Z):G输入下一点:（鼠标点取83附近的小圆点）输入下一个点或圆弧(A)/半宽(H)/长度(L)/放弃(U)/宽度(W)/闭合(C)/垂线(T)/隔一垂点(G)/边长交会(X)/方向交会(F)/垂线闭合(B)/前段反向(Q)/倒转(Z):T指定直线的长度反向(F):5.6指定直线的长度反向(F):输入下一个点或圆弧(A)/半宽(H)/