数则测量毕业设计说明书完整版

数则测量毕业设计说明书完整版内容摘要：

中，需要给计算机输入必要的数据，如插值等高距、光滑的拟会步距等。 必要时需对插值模型进行修改，其余的工作都 由计算机自动完成。 数据计算还包括对房屋类呈直角拐弯的地物进行误差调整，消除非直角化误差等。 经过数据处理后，可产生平面图形数据文件和数字地面模型文件。 要想得到一幅规范的地形图，还要对数据处理后生成的“原始”图形进行修改、编辑、整理；还需要加上汉字注记、高程注记，并填充各种面状地物符号；还要进行测区图形拼接、图形分幅和图廓整饰等。 数据处理还包括对图形信息的全息保存、管理、使用等。 数据处理是数字测图的关键阶段。 在数据处理时，既有对图形数据进行交互处理，也有批处理。 数字测图系统的优劣取决于数据处理的功能。 三、 成果输出 经过数据处理以后，即可得到数字地图，也就是形成一个图形文件，由磁盘或磁带作永久性保存。 也可以将数字地图转换成地理信息系统所需要的图形格式，用于建立和更新 GIS图形数据库。 输出图形是数字测图的主要目的，通过对层的控制，可以编制和输出各种专题地图。 （包括平面图、地籍图、地形图、管网图、带状图、规划图等等），以满足不同用户的需要。 可采用矢量绘图仪、栅格绘图仪、图形显示器、缩微系统等绘制或显示地形图图形。 为了使用方便，往往需要用绘图仪或打印机将图形或数据资料输出。 在用绘图仪输出图形时，还可按层来控制线划的 粗细或颜色，绘制美观、实用的图形。 如果以产生出版原图为目的，可采用带有光学绘图头或刻针（刀）的平台矢量绘图仪，它们可以产生带有线划、符号、文字等高质量的地图图形。 第三节 数字化测图的作业方法 一、作业方法 数字化测图的主要作业过程分为三个步骤：数据采集、数据处理及地形图的数据输出（打印图纸、提供数据光盘等）。 数字化作业流程图如下 图 113： 阳泉职业技术学院 毕业设计说明书 8 图 113 数字化作业流程 目前在我国，获得数字地图的主要方法有三种：地图数字化成图 、航 测 数字测图、地面数字测图（也称野外数字化测图）。 (一 ) 地图数字化成图 地 图数字化成图能够充分地利用现有的地形图，投入软硬件资源较少，仅需配备计算机、数字化仪、绘图仪再配以一种数字化软件就可以开展工作，并且可以在很短的时间内获得数字的成果，也可让具备有图纸数字化能力的测绘单位代劳。 它的工作方法主要有：手扶跟踪数字化及扫描矢量化后数字化，利用该方法所获得的数字地图其精度因受原图精度的影响，加上数字化过程中所产生的各种误差，它的精度就比原图的精度差。 它仅能作为一种应急措施而非长久之计。 当然可通过修测、补 测等方法进行一些弥补，实测一部分地物点的精确坐标，再用这些点的坐标代替原来的坐标，可在一定的程度上提高原有图的精度。 (二 ) 航测数字成图 当一个地区（或测区）很大时，又急需使用地形图，就可以利用航空摄影测量，通过外业对影像判读 及相控点的布测 ，再经过航测内业进行立体 成 图，直接获得数字地形图。 例如 阳泉矿务局委托山西测绘局 用此方法做了一套 矿区 1： 500 数字化地形图，它及时地满足了 矿务局及 城建规划部门的规划设计要求。 再有地形比较复杂，利用原图数字化的原图年代已久，又难以对它实地进行数字化测量，也可以利用航空摄影测 量方法成图，如 盂县数字化地形图 就是利用此方法成图的。 随着测绘技术的发展，数字影像的直接获取在我国的某些地区 成功运用。 该技术是在空中利用 飞机或模型飞机 数字摄影机所获得的数字影像，内业通过专门的航测软件对数字影像进行像对匹配，建立地面的数字模型来获得数字地图。 这也是我们今后数字测图的一个重要发展方向。 该方法可大大地减少外业劳动强度，将大量的外业测 阳泉职业技术学院 毕业设计说明书 9 量工作移到室内完成，而且成图速度快、精度高而均匀、成本低，不受气候及季节的限制等优点。 大范围地形图测绘成本低、成图快， 确实值得推广应用。 (三 ) 地面数字化测图 从长 远利益来看，要想提高地图的使用效率，获得较高精度的地图资料，尤其是数字化地籍测量，要求重要地物相对于邻近控制点的精度较高，还是采用地面数字测图的方法，也就是平时所说的内外业一体化数字化测图，这是我国目前各测绘单位用得最多的数字测图方法。 传统的平板测图方法，其地物点的平面位置误差主要受展绘误差和测定误差；测定地物点的视距误差和方向误差；地形图上地物点的刺点误差等影响。 实际的图上点位误差可达到 177。 数字化测图则不同，若距离在 300m 以内时测定地物点误差约为 177。 15mm ，测定地形点高程误差约为 177。 18mm。 全站仪的测量数据作为电子信息可以自动传输、记录、存储、处理和成图。 在这全过程中原始测量数据的精度毫无损失，人为的出错（读错、记错、展错）的概率小，能自动提取坐标、距离、方位和面积等。 绘制的地形图精确、规范、美观。 从而获得高精度的测量成果。 二、野外数字化测图作业模式 (一 ) 全站仪自动跟踪测量模式 测站架设自动跟踪式全站仪，如可以选择日本拓普康（ Topcon）等相应型号的测量仪器。 利用全站仪自动跟踪照准立在测点上的棱镜，通过 全站仪的微处理器进行计算、存储。 数据传输到电脑上，根据人工草图用绘图软件 成图。 (二 ) GPS RTK 测量模式 在 GPS 实时动态定位技术（ RTK）作业模式下，能够实时提供测点在指定坐标系的三维坐标成果。 测程可达到 10km— 30km。 通常先设置好基准站的 GPS 接收机，保证数字通信的畅通。 通过数据链将基准站的观测值及站点坐标信息一起发给流动站的GPS接收机。 此时流动站的 GPS（ RTK）不仅接收来自基准站的数据，还要同时接收卫星发射的数据，这些数据组成相位差分观测值，经处理随时得到厘米级的定位结果。 然后进行数据处理编辑成图。 (三 ) 现场测记模式 人工实地绘制草图，野外用记录器将测量数据记录 起来，再将测量数据传输到计算机，内业按人工草图编辑图形文件，绘图机绘制数字地形图。 通常使用的记录器是PC500S 类电子手簿，也可以用全站仪记录。 阳泉职业技术学院 毕业设计说明书 10 另一种就是利用编码操作，数据采集是记录成图所需的全部信息，不用画人工草图，利用智能绘图软件内业自动成图。 三、数字化方法 (一 ) 手扶跟踪地形图数字化 手扶跟踪地形图数字化是利用数字化仪和相应的图形处理软件进行的 ,其工作原理是 :首先将数字化板正确地与计算机连接 ,把准备数字化的工作底图放置于数字化板上并固定 ,用手持定标设备 (鼠标 ),对地形图进行定向和确定图幅范围 ,然后跟踪每一个地图特征 ,由数字化仪和相应数字化软件在工作底图上进行数据采集 ,将经过图纸定位后被数字化仪采集并由相关软件转换后的属于地形图坐标系的图形坐标数据(矢量数据 )发送给计算机 ,经软件编辑后获得最终的矢量化数据即数字化地形图。 这个过程相当于用一只数字笔将原有地形图在计算机里在描一遍，是一个直接将光栅模式的图纸描成矢量格式的过程。 用手扶跟踪数字化方法数字化的地形图，可在地形图输入时由人工方式将不同的信息分层，非常直观。 手扶跟踪地形图数字化对复杂地形图的处理能力弱，对不规则曲线如等高线只能采用取点模拟的方 式，耗时多且处于半自动状态，效率不高。 因而，手扶跟踪地形图数字化适用于时间要求不紧迫，地形图所包含信息不太复杂的情况。 手扶跟踪地形图数字化的精度取决于工作底图上地形图要素的宽度、复杂程度、数字化仪器的性能（主要是分辨率）、作业人员的工作熟练程度等多种因素。 (二 ) 数字化仪的工作方式 1. 点式。 按一下定标器（鼠标）的一个键，即将定标器上的十字丝交点在数字化板上的位置（以 x,y坐标的形式）送入计算机。 2. 开关流式。 按住鼠标的一个键不放，并移动鼠标，它在图板上移动的轨迹，将以 x,y 坐标串的形式连续送入计算 机，其速率可分别设置为 1,2,5,10,20,50,100点 /s，放松按键，鼠标便停止工作。 3. 连续式。 当送入连续式指令，从鼠标接触数字化板就开始计数，即将游标在数字化板上的位置，以 x,y坐标串的形式连续送入主机，其速率与开关流式一样，也分为 7个档次，当鼠标离开数字化板时停止工作。 这种方式省去了开关流式按键的动作，但要求有较高的操作技巧。 4. 步进式。 当鼠标在数字化板上移动时，数字化仪按一定的距离间隔向计算机输入 x,y 坐标串，距离间隔可在 ～ 之间选择。 阳泉职业技术学院 毕业设计说明书 11 5. 增量式。 送入任何一 条增量式指令后，便将鼠标在数字化板上的位置，以当前位置相对于上一点位置的坐标增量形式送入计算机，其速率跟连续式一样，分为 7个档。 数字化仪在增量式输出的是相对上一点的坐标增量，而在连续式输出的是相对数字化原点的坐标。 (三 ) 扫描数字化或称屏幕数字化 扫描数字化也称扫描矢量化。 一幅数字地图可视为一个矩阵，矩阵中一个元素对应图像中的一个像点，而每个矩阵元素的值则对应于该点的灰度级，称这个数字阵列元素为像素（ pixel）。 图像数据存储的格式为栅格（ raster） 或网格（ grid） 数据格式。 如果图像的所有像素仅有黑 和白两个灰度级，则称为二值图像，否则称为灰度图像或彩色图像。 常用的栅格数据标准文件格式有 TIF， PCX， BMP 等。 扫描数字化原理如图 114： 图 114 扫描数字化原理框图 (四 ) 栅格图像与矢量图形的区别 1. 栅格图像是以点阵形式存储，它的基本元素是像素（像元），它是以像素灰度的矩阵形式记录的；矢量图形是以矢量形式存储的，它的基本元素是图形要素，图形要素的几何形状是以坐标方式按点、线、面机构记录的。 2. 图象的显示是逐行、逐列、逐像元的显示，与内容无关；图形的显示是逐个图形要素按顺序 地显示，显示位置的先后没有规律。 3. 图像放大到一定的倍数时，图像信息会发生失真，特别是图像目标的边界会发生阶梯效应；图形的放大缩小，其图形要素、目标不会发生失真。 阳泉职业技术学院 毕业设计说明书 12 表示效果相同时，栅格图像表示比矢量图形表示所占用的存储空间大得多。 四、数字化的精度 数字化精度是数字化工作必须考虑的问题，首先要保证原图的质量，要求图纸变形小和图面清晰。 跟踪数字化过程中引起的误差比较复杂，它包括图纸定位误差、采样误差、仪器误差等。 (一 ) 图纸定位误差 定位误差受到定位点本身的误差、定位点的分布情况以及坐标变换模型选择等因素的影响。 不同的变换模型对于克服图纸的各种变形的效果不一样，一般需要通过实验选用。 定位点应均匀分布，图纸定位时应保证有一定的多余观测，即应有多余的定位点，一方面提高定位精度，另一方面也为剔除粗差创造条件，从而减少粗差的影响。 (二 ) 采样误差 采样误差主要有采点时的对中误差和取点的代表性误差。 采样误差属于偶然误差，当数字化一条粗线时，很难连续地把光标对准在线的中央。 对等高线数字化时，操作上就可能产生更多的偏移误差，所以数字化的精度在很大程度上受到操作员的技能及责任心和疲劳情况的影响，另一方面还受到被数字化要 素的宽度、密度及复杂性的影响。 (三 ) 仪器误差 仪器误差是指由于数字化本身的结构及分辨率等因素引起的误差，属于系统误差。 目前数字化仪的精度一般能达到 ～ ，这是可以满足数字化图的精度要求的。 五、地形图的绘制 在绘制地形图之前，先对外业数据进行处理，提取对绘图有用的各种信息，对其进行计算和整理，在按照规定的数据结构存储，建立起适合的绘图、编辑处理并与GIS（地理信息系统）接轨的地形数据库。 据此，可以生成数字地形图；可进行地形图的绘制；可向 GIS 提供地形（图）空间数据和属性数据。 经过外业测 量和相关数据处理，就可以建立起测区的地形数据库。 地形 数据库中保存有全部地物、地貌特征的准确描述数据，但提交给用户应用的测量成果，一般还是采取可视的地形图的形式。 因为只有通过图才能使人快速的认识测区整体地形的形象特征，单纯靠一些数据是很难建立实体地形的概念。 即使是 GIS 和 CAD 系统所要求的数字地图，也是不仅仅有按通用的图形数据格式存储的图形文件，同时也要生成 阳泉职业技术学院 毕业设计说明书 13 屏幕可视地形图。 就外业测量而言，也是要通过图才能更好的发现观测成果的错误和评定成果的质量，因而可视地形图的测绘在数字测量中仍十分重要，何况传统的纸质地形 图目前仍十分广泛。 所以，一个完善的数字测图系统，既要能存储或输出完整的测量定位及图形和属性信息，又要能绘制精美、规范的纸质（聚酯薄膜）地形图。 第四节 数字化测图的优缺点 一、数字化测图的优点 1．测图用图自动化 传统测图方式主要是手工作业，外业测量人工记录，人工绘制地形图，在图上人工量算所需要的坐标、距离和面积等等。 数字测图则使野外测量自动记录，自动解算，使内业数据自动处理，自动成图，自动绘图，并向用图者提供可处理的数字地（形）图软盘，用户可自动提取图形信息。 2． 图形数字化 用软盘保存的数字地（形 ）图，存储了图中具有特定含义的数字、文字、符号等各类数据信息，可方便地传输、处理和供多用户共享。 数字地图不仅可以自动提取点位坐标、两点距离、方位以及地块面积等，还可以供工程、规化、 CAD（计算机辅助设计）使用和供 GIS（地理信息系统）建库使用。 数字地图的。