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文檔簡介

1、第一章 數字測圖概述1、什么是模擬測圖、數字測圖?模擬測圖:是野外采集數據(角度、距離、高程等),室內或現場計算處理繪制地形圖。數字測圖:以計算機為核心在外連輸入輸出設備硬、軟件的支持下,對地形空間數據進行采集、輸入、成圖、繪圖、輸出、管理。2、數字測圖有哪些優點:a、使大比例尺測圖走向自動化b、數字測圖使得大比例尺測圖走向數字化c、提高了測圖精度d、數字測圖促進了大比例尺的發展、更新3、簡述數字測圖的基本成圖過程:采集地形數據、處理、編輯、成圖、顯示、生成符合國際的地形圖、并控制數據繪圖儀出圖。4、數字測圖需解決那些問題?首要任務:自動繪制地圖圖形1.使采集的圖形信息和屬性信息為計算機識別。

2、2.由計算機按照一定的要求對這些信息進行一系列的處理。3.將經過處理的數據和文字信息轉換成圖形,由屏幕輸出或繪圖儀輸出各種所需的圖形。4.按照一定的要求自動實現圖形數據的應用問題。尤其是滿足GIS的需要。最終目的:實現測圖與設計管理的一體化、自動化。5、目前我國數據采集方法主要有哪些? 野外數據采集、原圖數據采集6、數字測圖和地理信息系統的關系?7、何謂第一手數據、第二手數據?第一手數據:主要利用測量儀器進行野外數據采集第二手數據:利用現有的數據或者圖紙、航片等。8、闡述數字化測圖未來的發展a、成圖手段多樣化b、全站儀自動跟蹤測量模式 c、GPS測量模式d、3s集成模式9、數字化測圖的作業模式

3、:1、數字測記法2、電子平板法3、業內數字化第2章 數字測圖系統軟硬件1、簡述數字測圖系統的組成采集、輸入、存儲、管理、計算、輸出2、全站儀主要由哪幾部分組成及全站儀的分類?由兩大部分組成:采集數據設備、過程控制設備。分類:積木式、整體式3、在全站儀技術指標中3+2ppm*d,各個參數的意義?3代表儀器的固定誤差,ppm是百萬分之(幾)的意思,D是全站儀或者測距儀實際測量的距離值,單位是公里4、簡述紅外線測距儀原理不利用時間,利用紅外線載波相位的相位差來計算距離。5、了解編碼度盤測角原理(了解)6、了解動態光柵度盤測角原理(了解)7、在用全站儀正式測量以前,應進行什么設置?A、測站點位、坐標、

4、高程、儀器高B、起測方向C、保存文件名D、測量模式測量前的準備有:a、電池的安裝和檢查 b、垂直度盤和水平度盤指標的設置 c、傾角的自動補償與使用傾角顯示進行整平d、儀器參數的設置8、簡述使用全站儀實施數據采集的步驟和所作的設置?見補充9、什么叫波特率數據傳輸速度10、全站儀與計算機進行數據通訊時需要設置哪些參數波特率、數據位、檢校位、停止位第三章 野外數據采集及內業成圖1、野外數據采集中的測算法的基本思想是什么?在野外數據采集時,利用全站儀適當用極坐標法測定一些“基本碎部點”,再用半儀器法(只測方向)、勘丈法(只測距離)測定一部分碎部點的位置(坐標),最后充分利用直線、直角、平行、對稱、全等

5、等幾何特征,在室內(或現場)計算出所有碎部點的坐標。2、碎部點坐標測算方法中主要有哪5大類,其原理各為什么?全站儀法(極坐標法、照準偏心法) 半站儀法(方向直線交匯,方向直角交匯法)勘丈法(距離交匯法、直線內交法) 計算法(矩形計算、垂直計算、交叉回線計算、平行曲線、對稱點法)圖象法3、極坐標法測量原理是什么?4、欲測一點,無法用極坐標法直接測定,可用什么方法測定?找到一個輔助點,通過輔助點的坐標來測得目標5、全儀器法包括1、極坐標法2、照準偏心法(直線延長偏心法、方向延長偏心法、直角距離偏心法)6、什么是數碼編碼,基本內容、類型?數據編碼:用按一定規則構成的符號串來表示地物屬性和連接關系等信

6、息基本內容:地物要素碼、連接關系碼、面狀填充碼類型:三位數編碼、四位整數編碼、其他編碼、無記憶編碼、簡編碼7、碎部點數據采集的作業方式:a、編碼法:用約定的編碼來表示地形實體的地理屬性和測點的連接關系b、草圖法:用草圖來表示點的屬性及連接關系c、測圖精靈法:用筆記本電腦或掌上電腦得軟件中的圖形符號直接測繪成地形圖8、簡述草圖法測定碎部點的操作過程9、為什么再草圖法作業方式中,繪制草圖十分重要10、草圖法室內成圖的方法:點號定位,坐標定位、編碼引導11、坐標定位不需要輸入確定點號的文件,點號定位是需要確定點號的文件12、闡述由編碼引導生成的坐標文件和由簡碼法生成的坐標文件有何區別?如何編輯引導文

7、件?對數據中的各點進行重新定號,生成的連接編碼只有加號,而由簡碼法生成的文件有加有減,由測量點順序進行編碼。1、點擊編輯,選擇文件編輯,此處高亮顯示。在下面命令欄中輸入完整的路徑和文件名,按回車。14、電子平板野外數據采集:用便攜式電腦和全站儀相連,現場測一點,電腦顯示一點,根據實地情況,直接連線即可成圖。第四章 地形圖數字化1、什么是圖形的定位,為什么要進行配準?定位的實質是進行坐標變換,把一個對象通過幾個相互對應的點,通過坐標的平移、旋轉、縮放、拉伸等投影過程,納入到另一個坐標系中。2、圖形分層理由:采用分層可以減少處理的負荷、減少占有有限內存、提高數據處理效率原則:全要素,國家規定,特定

8、條件3、數字化儀:組成:數字化板、定標器、控制電路 指標:分辨率、精度、幅面大小 掃描儀:組成:平臺式(平臺、掃描頭、xy導軌)滾筒式(滾筒、掃描頭、x導軌) 指標:分辨率=0.025mm、精度=0.1mm、幅面大小、速度4、測量坐標系與屏幕坐標系測量坐標系采用高斯-呂克格坐標系或者是獨立坐標系,是一種平面直角坐標系統X軸為縱軸,用它表示南北方向,Y軸作為橫軸,表示東南方向。屏幕坐標系的Y軸向下為正,且屏幕坐標都為正值,坐標原點在屏幕的左上角。他倆之間坐標的數值范圍不同。5、正交線性變換、仿射變換、投影變換的原理式什么,如何進行,各需幾個控制點?6、矢量數據的優點:表示地理數據的精度高,數據結

9、構嚴密,數據量小,用網絡連接法能完整的描述拓撲結構,圖形輸出精確美觀,圖形數據和屬性數據的恢復、更新、綜合都能夠實現。缺點:數據結構復雜,多邊形或多邊形網很難用疊置方法與柵格圖進行組合,顯示和繪圖費高,數學模擬比較困難,技術復雜,多邊形內的空間分析不容易實現。柵格數據的優點:數據結構簡單,空間數據的疊置和組合十分容易進行,各類空間分析比較容易,數學模擬方便,技術開發費用低缺點:圖形數據量大,用大像元減少數據量時,可識別的現象結構損失信息多,地圖輸出不精美,難以建立網絡連接關系,投影變換花費時間多。7、定位號:對地物符號插入點對應的測量點的位置。8、柵格數據到矢量數據的轉換:基于圖像數據的矢量化

10、:a、二值化 b、預處理c、細化d、跟蹤基于再生柵格數據的矢量化:a、識別內邊界b、識別公共邊界c、追蹤外邊界d、建立繪圖數據文件。9、圖幅接邊就是將兩幅圖上的地物拼接,并恢復相關信息的過程。接邊時,除了幾何接邊,還要進行屬性接邊,保持接邊地物屬性的一致性。邏輯接邊包含兩個方面的內容:1) 檢查同一目標在想鄰圖幅內的地物編碼和屬性數據是否一致。2) 將同一目標在相鄰圖幅的空間實體,在邏輯上連接在一起。第五章 計算機制圖的數學基礎1、測量坐標系到屏幕坐標系的轉換2、同一坐標系內的變換:1、平移2、比例縮放3、旋轉3、地圖符號分類:點狀符號,線狀、面狀 設計思想:與其圖形系統的實現方法一樣,1、以

11、CAD為基礎,2、根據自己的圖形數據結構和應用平臺自由開發4、wblock與block的區別:WBLOCK是生成外部文件,BLOCK是生成內部塊5、如何設置線型和填充樣式:填充圖案為.pat格式為: * 圖案名角度,x起點,y起點,x增量,y增量6、DTM:以數字形式,按一定的結構組織在一起,表示實際地形特征的空間分布,即地形形狀大小及起伏狀況的數字描述。DEM:用一組有序數值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型,是DTM的一個分支。7、影響DTM的精度有哪些?DTM精度:樣點點位及密度、插值算法、數據結構的選擇評價DTM性能的參數:精度、計算速度、處理數據量、用戶界面、數據采集工作量8、什

12、么是TIN,矩形格網TIN:直接利用測區內野外實測的所有特征特征點,構造出鄰接三角形組成的格網型結構。矩形格網:將離散的原始點,依照插值計算法歸納出規則形狀格網的結點坐標,有規律的存放在DTM中。9、建立TIN的方法有哪些,如何處理一些特殊情況,比如斷裂線處理建立TIN的方法:泰森多邊形算法、最近距離算法、最小邊長法。斷裂線處理:在輸入數據及預處理和分類過程中,把斷裂線提取出來并擴展成以格極窄的條形閉合域。10、請簡述登高線的生成過程及基本思想先建立TIN,再等高線跟蹤,最后擬合11、高程插值:根據給定的平面坐標P,利用鄰近的已知高程的離散點作為參考點,計算P點高程算法:線性插值、高次多項式插

13、值和最小二乘法插值、距離加權平均插值12、判斷格網中是否有等高線:從矩形格網的某格單元邊上開始,由等高線的延伸方向據矩形格網的結點的高程值決定13、等高線平滑處理:線形迭代法、分段三次多項式、張力樣條插值、二次多項式加權平均。14、計算土方量的三種方法:(1)等高線法應用等高線計算體積的基本方法是,先量出各等高線所包圍的面積,相鄰兩等高線包圍的面積平均值乘以等高距,就是兩等高線間的體積(即土石方量).(2)方格網法該法主要用于施工場地范圍較大,地形起伏不大且地面坡度有規律的區域. (3)斷面法在地形圖上求公路,渠道等帶狀土工建筑物的挖,填方時,一般都采用斷面法15、TIN優點:a、以原始數據作

14、為網結點b、不改變原始數據及其精度c、保存原有的關鍵地形特征d、利用TIN追蹤等高線的算法相對簡單。補充:5目前我國數據采集方法主要有哪幾種:目前我國主要采用數字化儀法、航測法和大地測量儀器法采集數據。前兩者主要是室內作業采集數據,大地測量儀器法是野外采集數據。6數字測圖系統與地理信息系統的關系地理信息系統(Geographic Informantion System 簡稱GIS)是在計算機軟硬件支持下的與采集、存儲、管理、描述及分析地球表面與空間地理分布有關的數據的空間信息系統。它已在城市規劃、管理、監測、建設和決策等方面得到了廣泛運用。現階段利用基礎GIS平臺建立一個應用系統,通常有以下步

15、驟:a周密完善的系統設計,根據實際情況,面向最終目標進行底層的工作;b面向最終目標,利用基礎GIS進行二次開發,使GIS數據得到廣泛應用;c數據的輸入與更新工作。而GIS數據的獲取、更新、維護工作主要由測繪行業承擔。地面數字測圖就是在這種背景下發展起來的,它日益成為獲取大比例尺數字地圖及城市各類地理信息系統以及為保持其現勢性所進行的空間地理信息系統數據更新的主要手段。8數字測圖的展望目前要在我國全面實現數字測圖還有許多困難,主要問題是資金問題、人才問題和觀念問題,而不是技術問題。進口儀器(全站儀和自動繪圖儀等)價格昂貴,使測繪成本提高。我國測繪技術人員對傳統測繪技術掌握較好,但由于缺少進修機會

16、,很多測繪技術人員對數字測圖技術很陌生,數字測圖產品的使用與管理更缺乏人才。另外在推廣數字化測圖過程中,一定要更新觀念,應充分認識數字化測圖的優點。數字測圖必須突破圖的概念,而突出數的概念,測量數據一定要全息保存。測量數據應全社會共享。今后數字化測圖軟件的發展方向應該是一種無點號、無編碼的鏡站電子平板測圖系統。測站上的儀器照準鏡站反光鏡后,自動將經處理的以三維坐標形式的數據,用無線電傳輸入電子平板,并展點和注記高程。這種自動化測圖系統,走出了當今困擾我們的編碼困難和編碼機內處理麻煩的圈子,可能成為今后數字化測圖的主要系統。今后數字化測圖軟件的界面一定很友好,操作很簡單,一學就會。第二章4簡述紅

17、外線測距儀測距原理? 光電測距儀的種類比較多,如按載波來分,采用可見光或紅外光作為載波的稱為光電測距,采用微波段的無線電波作為載波的稱為微波測距。光電測距儀是通過測量光波在待測距離上往、返一次所經過的時間t,間接地確定兩點間距離D的一種儀器。如圖2.2.1,測定兩點間的距離時,在A點安置光電測距儀,在B安置反光棱鏡,儀器發出的光束由A到達B,經反光棱鏡反射后又返回到儀器一設光速。為已知,如果再知道光束在待測距離刀上往、返傳播的時間f,則距離D就可由下式求得;D=t2dc/2這就是光電測距儀工作的基本原理,也即紅外測距儀測距原理。5 編碼度盤測角原理在玻璃圓盤上刻劃幾個同心圓帶,每一個環帶表示一

18、位二進制編碼,稱為碼道(如下圖所示)。如果再將全圓劃成若干扇區,則每個扇形區有幾個梯形,如果每個梯形分別以“亮”和“黑”表示“0”和“1”的信號,則該扇形可用幾個二進數表示其角值。例如,用四位二進制表示角值,則全圓只能刻成2416個扇形,則度盤刻劃值為360o/16=22.5o,如圖所示,這顯然是沒有什么實際意義的。如果最小值為20”,則需刻(3606060)/20=64800個扇形區,而64800216個碼道。因為度盤直徑有限,碼道愈多,靠近度盤中心的扇形間隔愈小,又缺乏使用意義,故一般將度盤刻成適當的碼道,再利用測微裝置來達到細分角值的目的。6簡述動態光柵度盤測角原理動態光柵度盤測角原理如

19、下圖所示。度盤光柵可以旋轉,另有兩個與度盤光柵交角為的指標光柵S和R,S為固定光柵,位于度盤外側;R為可動光柵,位于度盤內側。同時,度盤上還有兩個標志點a和b,S只接收a的信號,R只接收b的信號,測角時,S代表任一原方向,R隨著照準部旋轉,當照準目標后,R位置已定,此時啟動測角系統,使度盤在馬達的帶動下,始終以一定的速度逆時針旋轉,b點先通過R,開始計數。接著a通過S,計數停止,此時計下了RS之間的柵距(0)的整倍n和不是一個分劃的小數0,則水平角為=n0+0。事實上,每個柵格為一脈沖信號,由R、S的粗測功能可計數得n;利用R、S的精測功能可測得不足一個分劃的相位差0,其精度取決于將0劃分成多

20、少相位差脈沖。動態光柵度盤測角原理8簡述使用TOPCON211D全站儀實施數據采集的步驟? 數據采集步驟為:(1)輸入控制點坐標:輸入便于記憶的文件名(如班級代號或姓名聲母)。輸入點號PT#,一般從表面上1開始(也可以是字符串點名)。依次輸入N(X)、E(Y)、Z(H)坐標數據。輸入完坐標后,進入下一個點的輸入,點號PT#自動加1。(2)整置儀器:在測站點上對中、整平儀器,按下儀器電源開關POWER,轉動望遠鏡,使全站儀進入觀測狀態,再按MENU鍵,進入主菜單。(3)輸入數據采集文件名:在主菜單下,選擇數據采集(DATA COLLECT),輸入數據采集文件名。(4)輸入測站點數據:在數據采集菜

21、單下,選擇F1(OCC PT# INPUT),分別輸入測站點的點號(PT#)或坐標(N,E, Z)、測站編碼(ID)、儀器高(INS HT)。(5)輸入后視點數據:在數據采集菜單下,按F2(BACKSIGHT)鍵進入后視點(定向點)數據設置狀態。按F4(BS)鍵即可輸入定向點坐標或定向角。(6)定向:當測站點數據和后視點數據輸入完成后,按F3(MEAS)鍵,再照準后視點,選擇一種測量模式,如按F2(SD)鍵,進入斜距測量;按F3(NEZ)鍵,進入坐標測量。(7)碎部測量:照準目標(棱鏡),依次輸入點號、編碼、目標高(鏡高),選擇某一測量方式如斜距(SD)或坐標(NEZ)開始測量、記錄。(8)數

22、據記錄:文件狀態 (FILE STATUS)查閱(SEARCH)文件管理(FILE MAINTAN)輸人坐標 (COORDINPUT)刪除坐標 (DELETE COORD)輸入編碼 (PCODE INPUT)數據傳送(DATA TRANSFER)初始化 (INITIALIZE)全站儀通信參數設置以下設置參數中根據實際情況有些可以不予設置。 確認全站儀數據是存放到內存中還是傳輸到外設,如果是傳輸到外設,就需設置打開RS-232C串口。設置全站儀測量方式,一般為“水平角、天頂距、斜距”測量方式。設置全站儀邊長觀測方式,一般在“精測、粗測、跟蹤”中選擇“精測” 或“跟蹤”模式。設置全站儀測量邊長的觀

23、測次數,一般為1次。設置全站儀通信參數的波特率:有1200,2400,4800,等。設置通信參數的校驗方式:有N(無),O(奇),E(偶)等。9波特率: 數據傳輸速度(也叫波特率)的快慢,用位/秒(b/s)表示,即每秒鐘傳輸數據的位數。10全站儀與計算機通信進行數據通信時需要設置的參數:G套題簡答2第三章 野外數據采集及內業成圖1野外數據采集中的“測算法”的基本思想是:在野外數據采集時,利用全站儀適當用極坐標法測定一些“基本碎部點”,再用半儀器法(只測方向)、勘丈法(只測距離)測定一部分碎部點的位置(坐標),最后充分利用直線、直角、平行、對稱、全等等幾何特征,在室內(或現場)計算出所有碎部點的

24、坐標。也可以直接在測圖軟件的作圖環境下繪出圖形來。3極坐標法極坐標法是測量碎部點最常用的方法。如下圖所示,Z為測站點,O為定問點,P為待求點。在Z點安置好儀器,量取儀器高i;照準O點,讀取定向點O的方向值L0,(常配置為零,以下設定向點的方向值為零),然后照準待求點P量取覘標高(鏡高)讀取方向值LP,再測出Z至P點間的距離(斜距)SZP和豎角(全站儀大部分以天頂距T表示),T=900-,則待定點坐標和高程可由下式求得:式中:ZP=ZO-LP 4欲測定一房角點,由于其附近(3m內)有障礙物,不能用極坐標法直接測定,可用什么方法測定? 根據照準偏心法的描述,可以應用該方法進行測定。即當待求點與測站

25、點不通視或無法立鏡時,可使用照準偏心法間接測定碎部點的點位,該法包括直線延長偏心法、方問延長偏心法和垂直偏心法。5全儀器法(1)極坐標法(2)照準偏心法6數據編碼的概念:野外數據采集僅用全站儀或其它大地測量儀器測定碎部點的位置(坐標)是不能滿足計算機自動成圖要求的,還必須將地物點的連接關系和地物屬性信息(地物類別等)記錄下來。一般用按一定規則構成的符號串來表示地物屬性和連接關系等信息,這種有一定規則的符號串稱為數據編碼。數據編碼的基本內容:地物要素編碼(或稱地物特征碼、地物屬性碼、地物代碼)、連接關系碼(或連接點號、連接序號、連接線型)、面狀地物填充碼等。地形編碼設計應遵循的原則:(1) 符合

26、國標圖式分類,符合地形圖繪圖規則;(2) 簡練,便于操作和記憶,比較符合測量員的習慣;(3) 便于計算機處理;(4) 便于GIS等軟件的使用。編碼類型:目前,國內開發的測圖軟件已經很多,一般都是根據各自的需要、作業習慣、儀器設備及數據處理方法等設計自己的數據編碼方案,還沒有形成固定的標準。數據編碼從結構和輸入方法上區分,主要是有全要素編碼、塊結構編碼、簡編碼和二維編碼。1、 全要素編碼方案:全要素編碼要求對每個碎部點都要進行詳細的說明。全要素編碼通常是由若干個十進制數組成。其中每一位數字都按層次分,都具有特定的含義。如某一碎部點的編碼為20101503,各位數字的含義如下:第一位數字(2)表示

27、:地形要素分類;第二、第三位數字(01)表示:地形要素次分類;第四、第五、第六位數字(015)表示:類序號;第七、第八位數字(03)表示:特征點序號。2、 無記憶編碼系統:在測圖系統中,將每一個地物編碼和它的圖式符號及漢字說明都編寫在一個圖塊里,形成一個圖式符號編碼表,存儲在計算機內,只要按一個鍵,編碼表就可以顯示出來;用光筆或鼠標點中所要的符號,其編碼將自動送人測量記錄中,用戶無需記憶編碼,隨時可以查3、 塊結構編碼方案4、無編碼系統:外業不用編碼,通過相應的符號圖標或菜單逐級索引,由系統內部轉換為編碼。這種方法雖然不用記憶編碼,但每次都去逐級搜索圖標,菜單也太繁瑣,此外,對數字測圖作業員來

28、講,對編碼沒有概念,也不利于以后的處理。5、二級編碼方案7使用全站儀實施大比例尺野外數字測圖,作業方式可區分為測記法和電子平板法。8簡述測記法測定碎部點的操作過程。測記法測定碎部點的操作過程為:(1)進入測區后,繪草圖領鏡(尺)員首先對測站周圍的地形、地物分布情況大概看一遍,認清方向,及時按近似比例勾繪一份含主要地物、地貌的草圖(若在放大的舊圖上會更準確的標明),便于觀測時在草圖上標明所測碎部點的位置及點號。(2)儀器觀測員指揮立鏡員到事先選好的某已知點上準備立鏡定向;自己快速架好儀器,連接電子手簿,量取儀器高;然后啟動操作全站儀和電子手簿,選擇測量狀態,輸入測站點號和定向點號、定向點起始方向

29、值(一般把起始方向值置零)和儀器高;瞄準定向棱鏡,定好方向后,鎖定全站儀度盤,通知立鏡者開始跑點。(3)立鏡員在碎部點立棱鏡后,觀測員及時瞄準棱鏡,用對講機聯系、確定鏡高(一般設在一個固定的高度,如2.0m)及所立點的性質,輸入鏡高(鏡高不變直接按回車鍵)、地物代碼(無碼作業時直接按回車鍵),確認準確照準棱鏡后,再按電子手簿上的回車鍵,待電子手簿發出鳴響聲,即說明測點數據已進入電子手簿。11測量的基本工作是測定點位傳統方法是用儀器測得點的三維坐標,或者測量水平角、豎直角及距離來確定點位,然后繪圖員按坐標(或角度與距離)將點展繪到圖紙上。跑尺員根據實際地形向繪圖員報告測的是什么點(如房角點),這

30、個(房角)點應該與哪個(房角)點連接等等,繪圖員則當場依據展繪的點位按圖式符號將地物(房屋)描繪出來。就這樣一點一點地測和繪,一幅地形圖也就生成了。數字測圖時必須采集測圖信息,它包括點的定位信息、連接信息和屬性信息進行數字測圖時不僅要測定地形點的位置(坐標),還要知道是什么點,是道路還是房屋,當場記下該測點的編碼和連接信息,顯示成圖時,利用測圖系統中的圖式符號庫,只要知道編碼,就可以知道從庫中調出與該編碼對應的圖式符號成圖。14簡述電子平板野外數據采集方法(1)利用計算機將測區的已知控制點及測站點的坐標傳輸到全站儀的內存中,或手工輸入控制點及測站點的坐標到全站儀的內存中。(2)在測站點上架好儀

31、器,并把筆記本電腦或PDA與全站儀用相應的電纜連接好,開機后進入測圖系統;設置全站儀的通訊參數;選定所使用的全站儀類型。分別在全站儀和筆記本電腦或PDA上完成測站、定向點的設置工作。(3)全站儀照準碎部點,利用計算機控制全站儀的測角和測距,每測完一個點,屏幕上都會及時的展繪顯示出來。(4)根據被測點的類型,在測圖系統上找到相應的操作,將被測點繪制出來,現場成圖。第五章1測量坐標系到計算機屏幕坐標系的換算大比例尺數字測圖中的測量坐標系采用高斯-呂克格坐標系或者是獨立坐標系,它們都是一種平面直角坐標系統,和數學中的笛卡爾坐標系基本相同,只是高斯-呂克格坐標系是以X軸為縱軸,用它表示南北方向,Y軸作

32、為橫軸,表示東南方向。計算機屏幕坐標系和笛卡爾坐標系的差別是計算機屏幕坐標系的Y軸向下為正,且屏幕坐標都為正值,坐標原點在屏幕的左上角。在計算機地圖制圖中經常要把一特定區域在計算機屏幕上顯示,這就要求首先把實地的測量坐標轉換到計算機屏幕坐標系中去,對實地某點P轉換到計算機屏幕坐標系中的坐標可按(4-1-1)式計算。 (4-1-1)其中,(Xg,Yg )為點P在測量坐標系中的坐標,(minXg,minYg )為要顯示區域的最小測量坐標(左下角,如下圖), (maxXg,maxYg )為最大測量坐(右上角,如下圖)。(Xs,Ys )為點P在計算機屏幕顯示區的屏幕坐標,(minXs ,minYs )

33、為屏幕顯示區的最小屏幕坐標(左上角), (maxXs ,maxYs )為屏幕顯示區的最大屏幕坐標(右下角,如下圖), SX,SY為測量坐標到屏幕坐標換算的比例系數,可按下式計算:(4-1-1a)為了使得在計算機屏幕上顯示的圖形不至變形,由測量坐標到屏幕坐標換算的比例系統在X方向和Y方向應采用相同的比例系數SXY,它應該取由(4-1-1a)式計算出的兩個系數中的較小者,即SXYminSX,SY。因而,在實際坐標變換中,(4-1-1)式中的SX,SY應都用SXY代替。(4-1-2)測量坐標系到繪圖儀坐標系的換算繪圖儀坐標系和數學中的笛卡爾坐標系是相同的,它的坐標原點,對不同的繪圖儀硬件缺省值不盡相

34、同,有的位于繪圖儀的左下角,有的位于繪圖儀的中心,但一般都可通過軟件將繪圖儀的坐標原點設于繪圖儀有效繪圖區的任一位置。繪圖儀的坐標單位為繪圖儀脈沖當量,多數繪圖儀的一個脈沖當量等于0.025mm或0.00098英寸。同樣,對實地某點P轉換到繪圖儀坐標系中的坐標可按(4-1-2)式計算。 其中,(Xg,Yg )、(minXg,minYg )的意義同前所述,(Xp,Yp )為點P在繪圖儀坐標系中的坐標,(minXp ,minYp )為繪圖左下角在繪圖儀上的定位坐標, M為測量坐標到繪圖儀坐標換算的比例系數,即地圖比例分母。3地圖符號分類:可以分為3類,即獨立符號、線狀符號和面狀符號。課本P1138

35、 TIN:直接利用測區內野外實測的所有特征特征點(離散數據點),構造出鄰接三角形組成的格網型結構。(總結紙)10 簡述等高線的繪制方法及其基本思想?:繪制等高線的方法主要有離散點網格化和三角網法兩種。離散點網格化的過程實際上是一個建立方格網數字高程模型的過程,它的基本思想是利用有限的離散點數據建立一個曲面去逼近地形表面,然后在這個曲面上內插網格點高程。三角網法是直接利用原始離散點建立數學高程模型,和網格法相比,它具有以下一些優點:它直接利用原始數據,對保持原始數據精度,引用各種地性線信息非常有用;尤其是對于地面測量獲得的數據,其數據點大多為地形特征點、地物點,它們的位置含有重要的地形信息。因此

36、對于大比例尺數字測圖直接利用原始離散點建立數字高程模型是比較合適的。 考題:30分的填空,基本是基礎概念,包括4D等15分的名詞解釋,5個,1、數字測圖2、數字編碼3、電子平板4、DTM 5、TIN25分簡答,5個(大概),1、手扶跟蹤數字化儀的操作及定位的意義2、繪制草圖的重要性,及草圖的要求3、數字地圖的應用4、簡述等高線的繪制過程及其基本思想5、數字地圖的未來與發展30分計算題,4題:1、考照準偏心法中的直線延長偏心法(7分)2、考簡編碼,及編輯簡編碼的引導文件(7分)3、比例轉換(4分)數字地圖1:500和什么圖的1:10004、詳述草圖法中的全站儀測碎部點的步驟及室內成圖的步驟(12

37、分),這個最暈了,根本就沒計算數字測圖原理與方法下學期總復習碎部測量1.什么是地面數字測圖?地面數字測圖與常規測圖相比具有哪些特點?何謂一步測圖法 地面數字測圖是指對利用全站儀,GPS接收機等儀器采集的數據及其編碼,通過計算機圖形處理而自動繪制地形圖的方法。與常規測圖相比,地面數字測圖有以下特點:1. 大比例尺測圖自動化:野外測量自動記錄、自動結算處理,自動成圖、繪圖,并提供可供處理的數字地圖。效率高、勞動強度小。2. 大比例尺測圖的數字化:數字地形信息可以傳輸、處理和多用戶共享;可自動提取點位坐標、距離、方位、面積等;可供工程CAD(計算機輔助設計)使用;可供GIS建庫使用,可繪制各類專題地

38、圖;可進行局部更新,保持地圖的現勢性。3.模擬測方法的比例尺精度決定了圖的最高精度。數字地形圖無損地體現了外業測量的精度:數字測圖的測量數據作為電子信息,可自動傳輸、記錄、存儲、處理、成圖、繪圖,在這全過程中,原始測量數據的精度毫無損失,從而獲得與儀器測量同精度的測量成果。4. 地面數字測圖的圖根控制測量與碎部測量可同時進行,即在進行圖根控制測量的同時,可在圖根控制點上同步測量本站的碎部點,再根據圖根控制點的平差后坐標,對碎部點坐標重新計算,以提高碎部點坐標的精度,而后進行計算機處理并自動生成圖形(這種方法被稱為一步測圖法)。5. 地面數字測圖在測區內可不受圖幅的限制,作業小組的任務可按河流、

39、道路等自然分界線劃分,以便于碎部測圖,也減少了圖幅接邊問題。6. 地面數字測圖必須有足夠的特征點坐標才能繪制地物符號;足夠而又分布合理的地形特征點才能繪制等高線,因此,地面數字測圖中直接測量碎部點的數目比傳統測圖有所增加,且碎部點(尤其是地形特征點)的位置選擇尤為重要。 傳統的測圖作業步驟是先控制后碎部測量、先整體后局部。數字測圖可以采用同樣的作業步驟,但依據數字測圖的特點,圖根控制測量與碎部測量可同步進行,稱為一步測量法。2.何謂地物?在地形圖上表示地物的原則是什么?地物是指地球表面上固定性的物體,如河流,湖泊,道路,房屋和植被等。地物在地形圖上的表示原則:1、依比例尺表示:如房屋、運動場等

40、;2、不依比例尺表示:如紀念碑、煙囪;3、半依比例尺表示:如圍墻、單線道路等。 地物的測繪主要是測定地物的特征點。如地物輪廓的轉折點、交叉點、曲線上的彎曲變化點、獨立地物的中心點。連接這些特征點,便得到與實地相似的地物形狀。地物測繪必須根據規定的比例尺,按規范和圖式要求,進行綜合取舍,將各種地物表示在地形圖上。3.地形圖上的地物符號有哪幾種?試舉例說明。1、比例符號,如房屋,江河,湖泊,森林,果園等2、半比例符號,如道路,河流,通信線及管道等3、非比例符號,如測量控制點,獨立樹,里程碑,鉆孔煙囪等4、地物注記(1)地理名稱注記,如居民點,山脈,河流,湖泊,水庫,鐵路,公路和行政區的名字等(2)

41、說明文字注記,如咸水井除用水井符號表示外,還應注記咸字說明其水質;石油井,天然氣井等其符號相同,必須在其符號旁加注油,氣以示區別(3)數字注記,如三角點的注記,其分子是點名或點號,其分母的數字表示三角點的高程。4.何謂地貌?試述地貌的基本形狀。地貌是指高低起伏,傾斜緩急的地表形態,如山地,谷地,凹地,陡壁和懸崖等。地貌形態多種多樣,對于一個地區可按其起伏的變化分為以下四種地形類型:地勢起伏小,地面傾斜角在以下,比高不超過20m的,稱為平坦地;地面高低變化大,傾斜角在,高不超過150m的,稱為丘陵地;高低變化懸殊,傾斜角為N160.050,比高在150m以上的,稱為山地;絕大多數傾斜角超過的,稱

42、為高山地。5.何謂地性線和地貌特征點? 地球表面的形態,可被看做是由一些不同方向,不同傾斜面的不規則曲面組成,兩相鄰傾斜面相交的棱線,稱之為地貌特征線或地性線。在地性線上比較顯著的點有:山頂點,洼地的中心點,鞍部的最低點,谷口點,山腳點,坡度變換點等,稱之為地貌特征點。6.測圖時,怎樣選擇地物特征點和地貌特征點?1.地物特征點的選擇:地物特征點一般是選擇地物輪廓線上的轉折點、交叉點,河流和道路的拐彎點,獨立地物的中心點等。2.地貌特征點的選擇:最能反映地貌特征的是地性線(亦稱地貌結構線:它是地貌形態變化的棱線,如山脊線、山谷線、傾斜變換線、方向變換線等,例如,山頂的最高點,鞍部、山脊、山谷的地

43、形變換點,山坡傾斜變換點,山腳地形變換點處。7.什么是等高線?等高線有何特性?等高線即地面上高程相等的相鄰點連成的閉合曲線。等高線的特性:1.同一條等高線上各點的高程相等2.等高線是閉合曲線3.等高距一定,圖上等高線平距與地面坡度成反比4. 除了陡崖和懸崖之處外,等高線既不重合、也不相交5.等高線與山脊線和山谷線成正交。8.什么是等高距?什么是示坡線?什么是等高線平距?等高距:地形圖上相鄰的兩條高程不同的等高線之間的高差。示坡線:在某些等高線的斜坡下降方向繪制的用來表示坡向的短線。等高線平距:地形圖上相鄰等高線間的水平間距。9.根據碎部點勾繪等高線。 測定地貌特征點后,對照實際地形先將地性點連

44、成地性線,通常用實線連成山脊線,虛線連成山谷線,然后在同一坡度的兩相鄰地貌特征點間按高差與平距成正比關系求出等高線通過點,最后根據等高線的特性,把高程相等的點用光滑的曲線連接起來,繪制等高線和加粗計曲線,并在計曲線上注記高程。高程注記的字頭朝向高處,不能倒置。在山頂,鞍部,凹地等坡向不明顯處的等高線應沿坡度降低的方向加繪示坡線。計算機繪圖基礎1.等高線自動繪制通常采用哪兩種方法?在大比例尺數字測圖中常采用哪種方法?為什么?矩形格網法、不規則三角格網法。大比例尺數字測圖中常使用不規則三角格網。首先在野外測量中高程采樣點一般為地形特征點,以較少的采樣點即可較好地表達地形信息,根據這些不規則的采樣點

45、可以方便地構成三角形格網;其次利用三角形格網可較好地體現地形特征線和斷裂線,因而據此繪出的等高線能更好地表示區域內的地形;另外,三角形格網中高程點一般都是直接測量獲得的,不必經過內插計算,因而保持了原始高程點的精度。因此,根據三角形格網來繪制等高線一直是數字測圖系統中等高線繪制的主要方法。2.什么是TIN?TIN(不規則三角形格網),是直接利用測區內野外實測的所有地形特征點(離散數據點),構造出鄰接三角形組成的格網型結構。3.試述按三角網法自動繪制等高線的步驟 (1)依次檢查區域邊界,若某邊上有等高線通過點,則從該邊所在的三角形開始開曲線跟蹤。(2)檢查該三角形的另外兩條邊,其中必有且僅有一條

46、邊上有等高線通過點。(3)在包含該邊的另一個三角形中,跟蹤下一個等高線通過點。這樣依次進行跟蹤,直至到達另一條區域邊界為止,從而完成一條開曲線的跟蹤。(4)依次檢查其他區域邊界,重復(1)、(2)、(3)直至所有開曲線跟蹤完畢為止。(5)檢查區域內部各邊,若某邊上有等高線通過點,則從該邊所在三角形開始閉曲線跟蹤。(6)檢查該三角形的另外兩邊,求取閉曲線的第二個等高線通過點。(7)在包含該邊的另一個三角形中,跟蹤下一個等高線通過點。這樣依次進行跟蹤,直至回到起始點為止,從而完成一條閉曲線的跟蹤。(8)依次檢查區域內其他各邊,重復(5)、(6)、(7)直至所有閉曲線跟蹤完畢。地形圖的數字化1.試說

47、明在地形圖數字化過程中,為什么要進行坐標轉換?如何進行坐標轉換?利用手扶跟蹤數字化儀進行地形圖數字化,數字化儀輸到計算機的坐標數據是數字化儀坐標系的坐標,然后由計算機程序將數字化儀的坐標換算成地形圖坐標系的坐標,因此必須確定兩個坐標系之間的換算系數。由式 計算出兩個坐標轉換系數a,b,再將a,b代入式求得另外兩個坐標換算系數Qx和Qy。這樣在地形圖范圍內任一點的數字化坐標(x,y)就可按式X=ax+by+Qx和Y=bx+ay+Qy計算出它的地形圖坐標。2.簡述手扶跟蹤地形圖數字化的作業步驟。地形圖手扶跟蹤數字化是利用跟蹤數字化儀和相應的圖形處理軟件進行的,其作業方法是:首先將數字化板與計算機正

48、確連接,把準備數字化的工作底圖放置于數字板上并固定,用手持定標設備(鼠標),對地形圖進行定向和確定圖幅范圍,然后跟蹤每一個地圖特征,由數字化儀和相應數字化軟件在工作底圖上進行數據采集,將經過圖紙定位后被數字化儀采集并由相關軟件轉換后的屬于地形圖坐標系的圖形坐標數據(矢量數據)發送給計算機,經軟件編輯后獲得最終的矢量化數據即數字化地形圖。3.簡述地形圖掃描屏幕數字化的作業步驟。地形圖的掃描屏幕數字化,先是利用掃描儀將地形圖掃描,得到柵格數據形式的數字圖像,其標準文件格式有PCX、GIF、TIFF、BMP等;在柵格數據處理后,然后再采用人機交互與自動跟蹤相結合的方法完成地形圖的矢量化。大比例尺地面

49、數字測圖1、簡述大比例尺數字測圖技術設計應包含哪些內容?技術計劃的主要內容有:任務概述,測區情況,已有資料及其分析,技術方案的設計,組織與勞動計劃,儀器配備及供應計劃,財務預算,檢查驗收計劃及安全措施等。2、簡述大比例尺地面數字測圖的過程,分哪些階段?各階段有哪些內容? 大比例尺數字測圖的工作流程:1.技術設計階段,主要有資料收集、踏勘、方案設計;2.測量工作實施階段,主要有儀器工具準備,控制測量、碎部測圖、質量自查;3.成果整理、自查階段,主要有圖件整飾、報表整理、技術總結;4.檢查、驗收階段,主要有質檢、驗收,資料上交3、大比例尺地面數字測圖需要用到哪些軟、硬件,各有何作用?4、目前大比例

50、尺數字地圖的作業模式有哪些? 全站儀測量方法和GPS RTK測量方法。5、數字化測圖軟件的開發方式有幾種?國內常用的數字化測圖軟件(CASS、SV300、SCS )是采用哪種方式開發?DEM及數字地形圖的應用1、什么是數字高程模型(Digital Elevation Model 簡稱 DEM)?它有何特點?數字高程模型的數據來源有哪些?DEM是以數字的形式按一定的結構組織在一起,表示實際地形特征空間分布的模型,是定義在x,y域離散點上以高程表達地面起伏形態的數字集合。與傳統地形圖比,DEM作為地表的一種數字表達式有以下特點:(1)容易以多種形式顯示地形信息(2)精度不會損失(3)容易實現自動化

51、,實時化。概括起來,數字高程模型的顯著特點是:便于存儲,更新,傳播和計算機自動處理;具有多比例尺特性,如1米分辨率的DEM自動涵蓋了更小分辨率如10米和100米的DEM內容;特別適合于各種定量分析與三維建模。1、手工鍵入2、野外測量儀器直接傳輸的數據3、航測照片量測出的三維坐標4、遙感圖像經圖像處理系統處理后也可得到地形數據。2、數字高程模型有哪些應用? 1.計算單點高程2.計算地表面積3.計算體積4.剖面計算5.坡度和坡向的計算。3、如何根據等高線確定地面點高程? 如果地面點恰好為于某一條等高線上,則根據等高線的注記或基本等高距,便可直接確定該點高程。當地面點位于兩等高線之間時,過該點作出一

52、條同時垂直這兩條等高線的線段,再依高差與平距成正比的關系求出等高線通過點的高程。4、地形圖有哪些方面的的基本應用?1.量取圖上點的坐標值2.量測兩點間的距離3.量測直線的坐標方位角4.確定地面點的搞成和兩點間的坡度5.按一定方向繪制斷面圖確定匯水面積7.按限制坡度選線8.根據等高線整理地面。5、在地形圖上,如何按規定的坡度選線? (Page302)如圖8-23所示。若地形圖的比例尺為1:5000,等高距h =2m,今由A點到D點選一條路線,其路線的平均縱坡規定為i=4,則相鄰等高線間應有的圖上距離為: =10(mm)因其圖上距離為10mm,使兩腳規開口長度為10mm,從A點起用兩腳規畫圓弧與較

53、高的等高線上交出1點,再從1點用同法在較高的等高線上交出2點,如此繼續下去即得3、4、5D的交點位置。若直線34長度大于兩腳規距離,說明34直線坡度小于4,圖上可有兩條路線可走,最后根據路線的選線設計要求,從中選定一條路線。6、用方格法如何確定填挖平衡的設計高程?如何進行土石方平整的填挖土石方計算?(1)在地形圖上擬平整土地的區域繪制方格網(2)計算設計高程H設。首先根據地形圖上的等高線,采用內插法求出各方格頂點的地面高程(標注在方格頂點的右上方),再分別求出各方格四個頂點的平均高程Hi(I=1,2,n)。然后把所有方格的平均高程加起來,并除以方格總數n,即得到設計高程H設。(3)計算填、挖高

54、度h。各方格頂點的填挖高度為該點的地面高程與設計高程之差,即h=H地H設。h為表示挖方,為表示填方,并將h值標注于相應頂點的左上方。(4)繪出填、挖邊界線。在方格邊有一端為挖,另一端為填的邊上找出不填也不挖的點(即填、挖高度為零的點),這種點因施工高度為零又稱為零點。將相鄰的零點連接起來,即得到零線,也就是填挖邊界線。(5)計算填、挖土方量。首先分別計算各方格內的填、挖土石方量,然后計算總的土石方量。7、怎樣繪制給定方向線的斷面圖?(Page301) 欲沿MN方向繪制剖面圖,可在繪圖紙或方格紙上繪制MN水平線,過M射點作MN的垂線作為高程軸線。然后在地形圖上用卡規自M點分別卡出M點至各點的距離

55、,并分別在圖上自M點沿MN方向截出相應的點。再在地形圖上讀取各點的高程,按高程軸線向上畫出相應的垂線。最后,用光滑的曲線將各高程線頂點連接起來,即得MN方向的斷面圖。 斷面過山脊、山頂或山谷處的高程變化點的高程,可用比例內插法求得。繪制斷面圖時,高程比例尺比水平比例尺大10至20倍是為了使地面的起伏變化更加明顯。如,水平比例尺是1:2000,高程比例尺為1:200。8、如何根據等高線確定地面兩點間的坡度?(Page300) 先在地形圖上算出這兩點見的高程差和平距,根據坡度=高差平距即可確定地面兩點間的坡度。地下管線測繪1、地下管線探查的任務和內容有哪些?測繪地下管線圖包括那些主要工作?(Pag

56、e343) 城市地下管線探查的任務是:查明各種地下管線的平面位置,高程,埋深,走向,結構材料,規格,埋設年代,權屬單位等,通過地下管線測量,繪制成地下管線平面圖和斷面圖,并采集城市地下管線信息系統所需要的一切數據。城市地下管線探測按具體對象分為四類:1.市政公用管線探測2.廠區或住宅校區管線探測3.施工場地管線探測4.專用管線探測。2、電磁法地下管線探測的基本原理是什么?(Page345) 電磁法分為被動源法和主動源法。被動源法是利用動力電纜或工業游散電流在金屬管線中感應電流的電磁場,用探測儀接收,方法簡單,成本低,適用于干擾背景小的地區,用于探查動力電纜和搜查金屬管線。主動源法是將探測儀的發射機一端接到被測金屬管線上,另一端接地,利用直接加到金屬管線上的信號定位,其定位和定深的精度高,且不受鄰近管線干擾,但金屬管線必須有出露點,用于金屬管線的精確定位或追蹤各種金屬管線。主動源法中還有示蹤電磁法,將探測儀能發射電磁信號的示蹤探頭送進非金屬管道內,在地面上用儀器追蹤信號,用于探查有出入口的非金屬管道。3、RD4000地下

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