数字测图原理与方法知识点

数字测图参考资料 1 第一章 数字测图概述 1、什么是模拟测图、数字测图？ 模拟测图：是野外采集数据（角度、距离、高程等），室内或现场计算处理绘制地形图。 数字测图：以计算机为核心在外连输入输出设备硬、软件的支持下，对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理。 3、简述数字测图的基本成图过程： 采集地形数据、处理、编辑、成图、显示、生成符合国际的地形图、并控制数据绘图仪出图。 4、数字测图需解决那些问题？ 首要任务：自动绘制地图图形 1.使采集的图形信息和属性信息为计算机识别。 2.由计算机按照一定的要求对这些信息进行一系列的处理。 3.将经过处理的数据和文字信息转换成图形，由屏幕输出或绘图仪输出各种所需的图形。 4.按照一定的要求自动实现图形数据的应用问题。尤其是满足GIS的需要。 最终目的：实现测图与设计管理的一体化、自动化。 5、目前我国数据采集方法主要有哪些？ 野外数据采集、原图数据采集 6、数字测图和地理信息系统的关系？ 7、何谓第一手数据、第二手数据？ 第一手数据：主要利用测量仪器进行野外数据采集 第二手数据：利用现有的数据或者图纸、航片等。 8、阐述数字化测图未来的发展 a、成图手段多样化 b、全站仪自动跟踪测量模式 c、GPS测量模式 d、3s集成模式 9、数字化测图的作业模式：1、数字测记法2、电子平板法3、业内数字化 10、“草图法”成图 “草图法”根据作业方式不同，分为“点号定位”、“坐标定位”和“编码引导”几种作业流程。 第2章 数字测图系统软硬件 1、简述数字测图系统的组成 采集、输入、存储、管理、计算、输出 2、全站仪主要由哪几部分组成及全站仪的分类？ 由两大部分组成：采集数据设备、过程控制设备。 分类：积木式、整体式 3、在全站仪技术指标中3+2ppm*d，各个参数的意义？ 3代表仪器的固定误差，ppm是百万分之(几)的意思,D是全站仪或者测距仪实际测量的距离值,单位是公里 4、简述红外线测距仪原理 不利用时间，利用红外线载波相位的相位差来计算距离。 5、了解编码度盘测角原理（了解） 6、了解动态光栅度盘测角原理（了解） 7、在用全站仪正式测量以前，应进行什么设置？ A、测站点位、坐标、高程、仪器高B、起测方向C、保存文件名D、测量模式 测量前的准备有：a、电池的安装和检查 b、垂直度盘和水平度盘指标的设置 c、倾角的自动补偿与使用倾角显示进行整平d、仪器参数的设置 8、简述使用全站仪实施数据采集的步骤和所作的设置？ 见补充 10、全站仪与计算机进行数据通讯时需要设置哪些参数 波特率、数据位、检校位、停止位 第三章 野外数据采集及内业成图 1、野外数据采集中的测算法的基本思想是什么？ 在野外数据采集时，利用全站仪适当用极坐标法测定一些“基本碎部点”,再用半仪器法(只测方向)、勘丈法(只测距离)测定一部分碎部点的位置(坐标)，最后充分利用直线、直角、平行、对称、全等等几何特征，在室内(或现场)计算出所有碎部点的坐标。 2、碎部点坐标测算方法中主要有哪5大类，其原理各为什么？ 全站仪法（极坐标法、照准偏心法） 半站仪法（方向直线交汇，方向直角交汇法） 勘丈法（距离交汇法、直线内交法） 计算法（矩形计算、垂直计算、交叉回线计算、平行曲线、对称点法）图象法 3、极坐标法测量原理是什么？ 4、欲测一点，无法用极坐标法直接测定，可用什么方法测定？ 找到一个辅助点，通过辅助点的坐标来测得目标 5、全仪器法包括1、极坐标法2、照准偏心法（直线延长偏心法、方向延长偏心法、直角距离偏心法） 6、什么是数码编码，基本内容、类型？ 数据编码：用按一定规则构成的符号串来表示地物属性和连接关系等信息 基本内容：地物要素码、连接关系码、面状填充码 类型：三位数编码、四位整数编码、其他编码、无记忆编码、简编码 7、碎部点数据采集的作业方式： a、编码法：用约定的编码来表示地形实体的地理属性和测点的连接关系 b、草图法：用草图来表示点的属性及连接关系 c、测图精灵法：用笔记本电脑或掌上电脑得软件中的图形符号直接测绘成地形图 8、简述草图法测定碎部点的操作过程 9、为什么再草图法作业方式中，绘制草图十分重要 10、草图法室内成图的方法：点号定位，坐标定位、编码引导 11、坐标定位不需要输入确定点号的文件，点号定位是需要确定点号的文件 12、阐述由编码引导生成的坐标文件和由简码法生成的坐标文件有何区别？如何编辑引导文件？ 数字测图参考资料 2 对数据中的各点进行重新定号，生成的连接编码只有加号，而由简码法生成的文件有加有减，由测量点顺序进行编码。 1、点击编辑，选择文件编辑，此处高亮显示。在下面命令栏中输入完整的路径和文件名，按回车。 14、电子平板野外数据采集：用便携式电脑和全站仪相连，现场测一点，电脑显示一点，根据实地情况，直接连线即可成图。 第四章 地形图数字化 1、什么是图形的定位，为什么要进行配准？ 定位的实质是进行坐标变换，把一个对象通过几个相互对应的点，通过坐标的平移、旋转、缩放、拉伸等投影过程，纳入到另一个坐标系中。 2、图形分层理由：采用分层可以减少处理的负荷、减少占有有限内存、提高数据处理效率 原则：全要素，国家规定，特定条件 3、数字化仪：组成：数字化板、定标器、控制电路 指标：分辨率、精度、幅面大小 扫描仪：组成：平台式（平台、扫描头、x\y导轨）滚筒式（滚筒、扫描头、x导轨） 指标：分辨率>=0.025mm、精度>=0.1mm、幅面大小、速度 4、测量坐标系与屏幕坐标系 测量坐标系采用高斯-吕克格坐标系或者是独立坐标系，是一种平面直角坐标系统X轴为纵轴,用它表示南北方向,Y轴作为横轴,表示东南方向。 屏幕坐标系的Y轴向下为正，且屏幕坐标都为正值，坐标原点在屏幕的左上角。 他俩之间坐标的数值范围不同。 5、正交线性变换、仿射变换、投影变换的原理式什么，如何进行，各需几个控制点？ 6、矢量数据的优点：表示地理数据的精度高，数据结构严密，数据量小，用网络连接法能完整的描述拓扑结构，图形输出精确美观，图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能够实现。 缺点：数据结构复杂，多边形或多边形网很难用叠置方法与栅格图进行组合，显示和绘图费高，数学模拟比较困难，技术复杂，多边形内的空间分析不容易实现。 栅格数据的优点：数据结构简单，空间数据的叠置和组合十分容易进行，各类空间分析比较容易，数学模拟方便，技术开发费用低 缺点：图形数据量大，用大像元减少数据量时，可识别的现象结构损失信息多，地图输出不精美，难以建立网络连接关系，投影变换花费时间多。 7、定位号：对地物符号插入点对应的测量点的位置。 8、栅格数据到矢量数据的转换： 基于图像数据的矢量化：a、二值化 b、预处理c、细化d、跟踪 基于再生栅格数据的矢量化：a、识别内边界b、识别公共边界c、追踪外边界d、建立绘图数据文件。 9、图幅接边就是将两幅图上的地物拼接，并恢复相关信息的过程。 接边时，除了几何接边，还要进行属性接边，保持接边地物属性的一致性。 逻辑接边包含两个方面的内容： 1） 检查同一目标在想邻图幅内的地物编码和属性数据是否一致。 2） 将同一目标在相邻图幅的空间实体，在逻辑上连接在一起。 第五章 计算机制图的数学基础 1、测量坐标系到屏幕坐标系的转换 2、同一坐标系内的变换：1、平移2、比例缩放3、旋转 3、地图符号分类：点状符号，线状、面状 设计思想：与其图形系统的实现方法一样，1、以CAD为基础，2、根据自己的图形数据结构和应用平台自由开发 4、wblock与block的区别：WBLOCK是生成外部文件，BLOCK是生成内部块 5、如何设置线型和填充样式： 填充图案为.pat格式为： * 图案名 角度，x起点，y起点，x增量，y增量 6、DTM：以数字形式，按一定的结构组织在一起，表示实际地形特征的空间分布，即地形形状大小及起伏状况的数字描述。 DEM：用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是DTM的一个分支。 7、影响DTM的精度有哪些？ DTM精度：样点点位及密度、插值算法、数据结构的选择 评价DTM性能的参数：精度、计算速度、处理数据量、用户界面、数据采集工作量 8、什么是TIN，矩形格网 TIN：直接利用测区内野外实测的所有特征特征点，构造出邻接三角形组成的格网型结构。 矩形格网：将离散的原始点，依照插值计算法归纳出规则形状格网的结点坐标，有规律的存放在DTM中。 9、建立TIN的方法有哪些，如何处理一些特殊情况，比如断裂线处理 建立TIN的方法：泰森多边形算法、最近距离算法、最小边长法。 断裂线处理：在输入数据及预处理和分类过程中，把断裂线提取出来并扩展成以格极窄的条形闭合域。 10、请简述登高线的生成过程及基本思想 先建立TIN，再等高线跟踪，最后拟合 11、高程插值：根据给定的平面坐标P，利用邻近的已知高程的离散点作为参考点，计算P点高程 算法：线性插值、高次多项式插值和最小二乘法插值、距离加权平均插值 12、判断格网中是否有等高线：从矩形格网的某格单元边上开始，由等高线的延伸方向据矩形格网的结点的高程值决定 13、等高线平滑处理：线形迭代法、分段三次多项式、张力样条插值、二次多项式加权平均。 14、计算土方量的三种方法： 数字测图参考资料 3 (1)等高线法 应用等高线计算体积的基本方法是,先量出各等高线所包围的面积,相邻两等高线包围的面积平均值乘以等高距,就是两等高线间的体积(即土石方量). (2)方格网法 该法主要用于施工场地范围较大,地形起伏不大且地面坡度有规律的区域. (3)断面法 在地形图上求公路,渠道等带状土工建筑物的挖,填方时,一般都采用断面法 15、TIN优点：a、以原始数据作为网结点b、不改变原始数据及其精度c、保存原有的关键地形特征d、利用TIN追踪等高线的算法相对简单。 补充： 5目前我国数据采集方法主要有哪几种：目前我国主要采用数字化仪法、航测法和大地测量仪器法采集数据。前两者主要是室内作业采集数据，大地测量仪器法是野外采集数据。 6数字测图系统与地理信息系统的关系 地理信息系统(Geographic Informantion System 简称GIS)是在计算机软硬件支持下的与采集、存储、管理、描述及分析地球表面与空间地理分布有关的数据的空间信息系统。它已在城市规划、管理、监测、建设和决策等方面得到了广泛运用。 现阶段利用基础GIS平台建立一个应用系统，通常有以下步骤：a．周密完善的系统设计，根据实际情况，面向最终目标进行底层的工作；b．面向最终目标，利用基础GIS进行二次开发，使GIS数据得到广泛应用；c．数据的输入与更新工作。 而GIS数据的获取、更新、维护工作主要由测绘行业承担。地面数字测图就是在这种背景下发展起来的,它日益成为获取大比例尺数字地图及城市各类地理信息系统以及为保持其现势性所进行的空间地理信息系统数据更新的主要手段。 8数字测图的展望 目前要在我国全面实现数字测图还有许多困难，主要问题是资金问题、人才问题和观念问题，而不是技术问题。进口仪器(全站仪和自动绘图仪等)价格昂贵，使测绘成本提高。我国测绘技术人员对传统测绘技术掌握较好，但由于缺少进修机会，很多测绘技术人员对数字测图技术很陌生，数字测图产品的使用与管理更缺乏人才。另外在推广数字化测图过程中，一定要更新观念，应充分认识数字化测图的优点。数字测图必须突破"图"的概念，而突出"数"的概念，测量数据一定要全息保存。测量数据应全社会共享。 今后数字化测图软件的发展方向应该是一种无点号、无编码的镜站电子平板测图系统。测站上的仪器照准镜站反光镜后，自动将经处理的以三维坐标形式的数据，用无线电传输入电子平板，并展点和注记高程。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。今后数字化测图软件的界面一定很友好，操作很简单，一学就会。 第二章 4简述红外线测距仪测距原理？ 光电测距仪的种类比较多，如按载波来分，采用可见光或红外光作为载波的称为光电测距，采用微波段的无线电波作为载波的称为微波测距。光电测距仪是通过测量光波在待测距离上往、返一次所经过的时间t，间接地确定两点间距离D的一种仪器。如图2.2.1，测定两点间的距离时，在A点安置光电测距仪，在B安置反光棱镜，仪器发出的光束由A到达B，经反光棱镜反射后又返回到仪器一设光速。为已知，如果再知道光束在待测距离刀上往、返传播的时间f，则距离D就可由下式求得； D=t2d·c/2 这就是光电测距仪工作的基本原理，也即红外测距仪测距原理。 5 编码度盘测角原理 在玻璃圆盘上刻划几个同心圆带，每一个环带表示一位二进制编码，称为码道。如果再将全圆划成若干扇区，则每个扇形区有几个梯形，如果每个梯形分别以“亮”和“黑”表示“0”和“1”的信号，则该扇形可用几个二进数表示其角值。例如，用四位二进制表示角值，则全圆只能刻成24＝16个扇形，则度盘刻划值为360o/16=22.5o，如图所示，这显然是没有什么实际意义的。如果最小值为20”，则需刻(360×60×60)/20=64800个扇形区，而64800≈216个码道。因为度盘直径有限，码道愈多，靠近度盘中心的扇形间隔愈小，又缺乏使用意义，故一般将度盘刻成适当的码道，再利用测微装置来达到细分角值的目的。 6简述动态光栅度盘测角原理 动态光栅度盘测角原理如下图所示。度盘光栅可以旋转，另有两个与度盘光栅交角为β的指标光栅S和R，S为固定光栅，位于度盘外侧；R为可动光栅，位于度盘内侧。同时，度盘上还有两个标志点a和b，S只接收a的信号，R只接收b的信号，测角时，S代表任一原方向，R随着照准部旋转，当照准目标后，R位置已定，此时启动测角系统，使度盘在马达的带动下，始终以一定的速度逆时针旋转，b点先通过R，开始计数。接着a通过S，计数停止，此时计下了RS之间的栅距（φ0）的整倍n和不是一个分划的小数Δφ0，则水平角为β=nφ0+Δφ0。事实上，每个栅格为一脉冲信号，由R、S的粗测功能可计数得n；利用R、S的精测功能可测得不足一个分划的相位差Δφ0，其精度取决于将φ0划分成多少相位差脉冲。