数字测图基本知识 PPT课件

数字测图的发展历程
总结词
数字测图经历了从模拟测图到数字化测图的 转变，随着技术的发展不断完善。
详细描述
早期的地形图测绘采用模拟方法，通过手工 测量和绘制地形图。随着计算机技术和数字 化技术的发展，数字测图逐渐取代了模拟测 图。数字测图技术不断发展，从最初的纸质 地图数字化到现在的全数字化测量，精度和 效率不断提高。同时，随着GIS技术的发展
《数字测图概述》ppt课件
目录
CONTENTS
• 数字测图的基本概念 • 数字测图的原理与方法 • 数字测图的应用领域 • 数字测图的优缺点 • 数字测图的发展趋势与展望
01
CHAPTER
数字测图的基本概念
数字测图的定义
总结词
数字测图是一种利用数字化技术进行地形图测绘的方法。
详细描述
数字测图是指通过数字化技术将实地测量得到的数据转换为 数字地图的过程。它利用全站仪、GPS等测量仪器获取地形 、地物等空间信息，然后通过计算机软件进行数据处理、图 形绘制和编辑，最终生成数字地图。
数字测图需要使用先进的测量设备和计算 机等设备，增加了测图成本。
数字测图需要技术人员具备较高的技术水 平和操作经验，否则可能会出现数据误差 和地图失真等问题。
数据安全问题
法律法规限制
数字测图的数据以数字格式存储，存在被 篡改、盗取和损坏等数据安全问题，需要 采取相应的数据保护措施。
数字测图涉及到地图测绘等敏感领域，受 到相关法律法规的限制，需要遵守相关法 律法规的规定。
治理提供依据。
环境质量监测
利用数字测图数据，对环境质量 进行监测和评估，及时发现和解
决环境问题。
自然资源保护
通过数字测图技术，对自然资源 进行保护和管理，维护生态平衡

平行圈
T
法
法
线
截
线
子
午 线
S
法截面、法截线——包含某点法线的平面称为法截面，法截面与椭球面的交 线称为法截线。
卯酉圈——与某点子午面正交的法截面在椭球上的截线。
（2）空间直角坐标系向空间大地坐标系的转换
在采用上式进行转换时，大地纬度B需要用迭代的方 法求解。当两次迭代结果之差⊿Ｂ≦ε时，就得到了B。 然后就可确定H 。
Y X 1
XB YB ZB
XA YA ZA
X A YA ZA
K
X Y mZ
0
其中：
K
ZA
ZA 0
YA XA
XA
YA
YA XA 0 ZA
在作业中，一般把既有A坐标系的坐标，又有B坐标系 的坐标的点叫做公共点。转换参数就是根据坐标系的公共 点按最小二乘原理来确定的。
（二）同一基准内坐标的相互转换
1 0
0
cosY 0 sinY
cosZ sinZ 0
R(X) 0 cosX
sinY
R(Y
)
0
1
0
R(Z) sinZ
cosZ
0
0 sinY cosX
sinY 0 cosY
0
0 1
cos 1
3个旋转角通常为小角度，称为欧勒角。令
s
i
n
1 Z Y R()R(X)R(Y)R(Z)Z 1 X
120
式中：
t = tan B
2
a2 b2 b2
cos2
B
l = L-Lo，
三、测量坐标系到屏幕坐标系和绘图坐标系的转换 1. 测量坐标与屏幕坐标之间的变换

数字测图原理及方法
Principle and Methods of Digital Mapping
第七章 碎部测量
7.1 碎部测图方法 7.2 测定碎部点的基本方法 7.3 地物测绘 7.4 地貌测绘
数字测图原理及方法
第七章 碎部测量
• 控制测量—— 先把一系列起控制作用的地面点，经 过一定的数学方法(地图投影)处理后，作为进一步测 绘及制图的基础。
返回
方格网的绘制
900
800
700
600
500
100
200
300
400
500
600
1:1000
数字测图原理及方法
控制点展绘
900
P3 53.648 800
P2 52.234
700
P4
600
51.888
P1 52.117
500
100
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400
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600
1:1000
数字测图原理及方法
• 经纬仪测图：采用经纬仪与分度规（量角器）配 合测图
数字测图原理及方法
第七章 碎部测量
7.1 碎部测图方法
数字测图原理及方法
7.1 碎部测图方法
• 1 地形图的内容
•
地物：地面各种固定性的物体。
• 人工地物：铁路、房屋、桥梁、大坝等
• 自然地物：江河、湖泊、森林、草地
地貌：地面各种高低起伏形态，如高山、深谷、陡坎、悬 崖峭壁和雨裂冲沟等。
– 地形图的内容
0.2毫米， 0.3毫米
1)、对角线法
数字测图原理及方法
2)、坐标格网 尺法
3)、绘图仪法 格网检查与注记

研究测绘小范围地形图，把地球表面看作平面而不考 虑地球曲率影响。
研究内容：图根控制网的建立和地形图的测绘
表示形式：数字、文字、图
数字测图原理及方法
二、测量学内容
3、摄影测量学
摄影测量学是研究摄影影像与被摄物体之间的内在几 何和物理关系，进行分析、处理和解译，以确定被摄物体 的形状、大小和空间位置，并判定其性质的一门学科。
三、测绘科学的应用范围
1、在国民经济建设和社会发展规划中，测绘信息是最重要的基础信息之一；
测量学的起源和土地界线的划定紧密联系着。
非洲尼罗河每年泛滥会把土地的界线冲刷掉，为了每年恢复土地的界线很早就 采用了测量技术。
地籍测量。用以测定地块的边界和坐落，求算地块的面积，在农业为主的 社会里，国家为了征税而开展地籍测量，同时记录业主姓名和土地用途等。
数字测图原理及方法
1.1 测量学概述
20世纪40年代自动安平水准仪的问世，标志着水 准测量自动化的开端。1990年已研制出数字水准仪，
可以作到读数记录全自动化。1968年生产了电子经纬
仪，它采用光栅、光学编码来代替刻度分划线，以电 信号方式获得测量数据，并可自动记录在存贮载体上。 陀螺经纬仪与激光经纬仪亦已应用于工程测量的 定向工作。
数字测图原理及方法
Principle and Methods of Digital Mapping
第一章 绪论
为什么要学习《数字测图》？
GIS是一种获取、存储、检 索、操作、分析和显示地球 空间数据的计算机系统。---------英国教育部
数字测图原理及方法
如何学习《数字测图》？
实践性很强——认真做好每个实习 有严格的行业标准——多查看相关规范
数字测图原理及方法

方 大地纬度 过地面某点的椭球面法线与赤道面的夹角，称为该点的大地纬
法 度，用B表示。
规定：从赤道面起算，由赤道面向北为正，从 0°到90°， 称为北纬；由赤道面向南为负，从 0°到90°，称为南纬。
大地高 P点沿椭球面法线到椭球面的距离H，称为大地高， 从椭球面起算，向外为正，向内为负。
图2-4
第2章 测量基本知识 2.2 测量常用坐标系和参考椭球定位
第2章 测量基本知识 2.1 地球形状和大小
2.1.1.2 铅垂线
数 字 测 图 原
地球表面任一质点，都同时受到两个作 用力： 其一是地球自转产生的惯性离心力； 其二是整个地球质量产生的引力。 这两种力的合力称为重力。
理
重力的作用线又称为铅垂线。铅垂
与
线是测量外业所依据的基准线。
方
图2-1
法
2.1.1.3 水准面
原
图。这种测图方法的实质是图解法测图，在测图过程中，数字的精度由于刺点、绘图、
理
图纸伸缩变形等因素的影响会大大降低，而且工序多、劳动强度大、质量管理难。
与
图解法测图的最终成果是地形图，图纸是地形信息的惟一载体。
方
广义的数字测图包括：利用全站仪或其它测量仪器进行野外数字化测图；利用手扶
法
数字化仪或扫描数字化仪对纸质地形图的数字化；以及利用航摄、遥感像片进行数字化
2.2.1.2 空间直角坐标系
数 字 测 图 原
以椭球体中心O为原点；起始子午面与赤 道面交线为X轴；赤道面上与X轴正交的方 向为Y轴；椭球体的旋转轴为Z轴；构成右 手直角坐标系O-XYZ。在该坐标系中，P点 的位置用x，y，z表示。
理 2.2.1.3 WGS-84坐标系

矢量数据结构是人们最熟悉的图形数据结构， 各类数字图的工程应用基本上都使用矢量格式 数字图，而栅格格式的数字图，存在不能编辑 修改、不便于工程量算、放大输出时图形不美 观等问题，而且一般情况下，同样大小的区域， 栅格格式的地形图数据量比矢量数据量大得多。
栅格格式的地形图，常常要将其转换为矢量数 据格式的数字图，这项工作称之为矢量化。
白纸测图（模拟法测图）
传统的大比例尺地形测量是测量地形、地 物特征点到测站的距离及其相对某一参考 方向的角度，使用量角器、比例尺等绘图 工具，直接在绘图纸上定点，并按规定的 绘图符号手工绘制地形图。这种测图方法， 因为直接在绘图纸上绘图，被称为白纸测 图或模拟法测图。
回顾
结合大二地形测量实习,总结白纸 测图的作业流程。
请同学们思考一下，说说大比 例尺数字化测图比白纸测图的 优越性所在。
1. 1. 2 数字化测图的基本原理
数字化测图的基本原理是采集地面上的 地形、地物要素的三维坐标以及描述其 性质与相互关系的信息，然后录入计算 机，借助于计算机绘图系统处理，显示、 输出与传统地形图表现形式相同的地形 图。
数据采集：将地形、地物要素转换为数字信 息的过程。
数字地形信息要经过计算机绘图系统处理，借助于显示屏 幕或绘图仪，才能显现为传统形式的地形图。(点、线、 面）
计算机绘图系统显示出的一切都和传统地形图一样，所不 同的是，显示屏或绘图仪输出的仅仅是数字地图信息的一 种表现形式，而不像传统的纸质地形图，所看到的即是它 的全部。
1.1. 4 数字地形图的数据格式
连接信息与属性信息只能靠观测员实地观察确 定，没有准确、完整的连接与属性信息，点位 信息作为孤立的点，是没有价值的。
对于大比例尺数字化测图而言，观察与记录连 接与属性信息，是细致、复杂的工作，需要观 测员具有良好的地形表现能力和专业素质。

2-1. GPS测量模式
GPS(global positioning system)是全球 定位系统的简称。它是美国国防部于1973 年组织研制的军用导航定位系统，80年代 商品化并推广到民用，引起各界广泛的注 意。GPS定位方法精度高，方便灵活。 GPS定位技术在测绘中的应用和普及，是 测绘科技的一个重 踪 测 量 模 式
1-2. 全 站 仪 自 动 跟 踪 测 量 模 式
1-3. 全 站 仪 自 动 跟 踪 测 量 模 式
1. 全站仪自动跟踪测量模式
徕卡TPS1100系列全站仪
➢ 马达驱动与自动目标识别。 ➢ 自动跟踪。 ➢ 镜站遥控测量。 ➢ 无反射棱镜测量。 ➢ 支持用户自编应用程序。
1:5000、1:1万
（2）白纸测图 图解地图 ①平板仪测图
②经纬仪测图
（3）数字测图 数字地图 ①测量仪器 ②计算机等硬件系统 ③自动化成图软件系统
（4）大比例尺数字地图 贮存在数据载体(磁带、磁盘或光盘)
上的数字形式的大比例尺地图。
一、数字测图的优点
数字地图是以数字的形式表达地形特征点的 集合形态，数字测图实质是一种全解析机助测图 的方法。与模拟测图相比，具有显而易见的优势 和广阔的发展前景，是地形测绘发展的技术前沿。
• 50年代初期，机助成图技术蓬勃发展； • 50年代到60年代中期，图数转换装置和数控绘
图机问世；
• 70年代，计算机地图制图系统迅猛发展及电子 速测仪面世；
• 80年代后，计算机技术和信息技术迅速发展， 地图数据库和地理信息系统相继建立，全数字 化测图系统面世，遥感（RS）和全球定位系 统（GPS）广泛应用，数字化测图必将朝自动 化、数字化、智能化和信息化方向发展。
两模式、三阶段

一、数字化测图概述
1. 传统的白纸测图：
又称为模拟法测图，是测绘人员利用传统测量仪器 设备、测量和计算外业数据，按照一定的比例尺、依据 国家标准的图式符号展绘到专用的图纸上。
测图过程包括：选点 控制测量 平差计算 展绘控制点
碎部测量
底图整饰
上墨绘制二底图等
其中主要步骤是：野外的角度测量、距离测量和高差测量； 内业计算控制点、碎部点坐标、展点绘图等。
一、数字化测图概述
4、与白纸测图相比，数字化测图的优点主要有
一、数字化测图概述
5、数字化测图系统的组成 野外数据采集
全站仪、GPS等 电子平板（便 携机，PDA） PC卡
显示器 打印机
绘图仪
电子手簿
原图（底图）数据采集
其他内存 数字化仪
成图软件 微机
扫描仪
数字摄影测量仪
一、数字化测图概述
6. 外业数据采集
②
建筑物
③
A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、数字化测图概述
6. 外业数据采集
GPS-RTK数据采集
全站仪或者GPS-RTK 采集的数据传输到计算机里格式如下 The structure of the data in the total station is shown below 1 ,, 53167.880, 31194.120, 495.800 2 ,, 53151.080, 31152.080, 495.400 3 ,, 53151.080, 31165.220, 494.500 数据格式一 4 ,, 53174.690, 31109.490, 499.300 5 ,, 53161.730, 31117.070, 497.400 6 ,, 53154.150, 31129.070, 495.800 7 ,, 53142.780, 311 22.750, 494.500 8 ,, 53129.510, 31124.970, 492.300 •成图方法 9 ,, 53102.970, 31185.590, 493.700 10 ,, 53106.130, 31206.430, 494.700 •野外测记、室内成图 11 ,, 53110.860, 31171.060, 492.500 12 ,, 53120.980, 31184.010, 493.300 记录点号，画草图 13 ,, 53124.450, 31200.740, 494.200 14 ,, 53124.770, 31216.210, 495.100

软件：控制测量计算软件、数据采集和传输软件、 数据处理软件、图形编辑软件、等高线自动绘 制软件、绘图软件及信息应用软件等。
在计算机自动化成图过程中，主要采用 野外数据采集然后由计算机自动进行数据处理， 而随着计算机的袖珍化和软件功能的内外业一 体化，内外业设备已没有明显的界限。
数字测图系统综合框图
课后作业
• 课本P37页的思考与练习1、3
感谢下 载
感谢下 载
第二章 数字测图 系统
• 2.1 • 2.2 • 2.3
备
• 2.4
数字测图系统概述 全站型电子速测仪 数字测图系统的其他硬件设
数字测图软件系统
第二章 数字测图系统
• 2.2.1、数字测图系统概念
数字测图系统是以计算机为核心，在外 连输入、输出设备硬件和软件的支持下，对地形 空间数据进行采集、输入、成图、处理、绘图、 输出、管理的测绘系统。数字测图系统主要由数 据输入、数据处理和数据输出三部分组成。
化读数
（一） 度盘的电子
把操作者从繁重 的度盘人工读数中解脱出 来。
不但提高了效率，还 大大降低了误读的机率。
电子度盘读数系统
与改正
（二）三轴误差的自动补偿
液体补偿 器
有效的轴系 自动补偿与改正，是 实现高精度测角的有 力保证。
（三）目标的自动识别与照准
自动目标识别并驱动 轴系照准目标，把测量员从 全站仪测量工作中最为繁重 一项操作——人工照准目标 中解脱出来，使测量员可以 远离测站。
发挥更大的作用。
全站仪的特点
〈1〉、仪器操作简单，高效。全站仪具有现代测量工作所需的所有功能。 〈2〉、快速安置：简单地整平和对中后，仪器一开机后便可工作。仪器具有专门 的动态角扫描系统，因此无需初始化。关机后，仍会保留水平和垂直度盘的方向

水资源管理
通过数字化测图技术，可以实时监测水资源分布和水质情况，为水资 源管理和保护提供数据支持。
交通工程设计与运营
交通工程设计
数字化测图技术可以为交通工程设计提供准确的地形数据和地质 资料，确保交通设施的安全性和可靠性。
交通设施运营
数字化测图可帮助交通设施运营团队更好地掌握交通状况和路况， 提高运营效率和服务质量。
ESRI - Home of GIS Technology
Digital Mapping
and
Remote
Sensing
相关参考文献
Frazier, A. L., & Hook, S. (2017). Digital mapping and remote sensing: an introduction to satellite data analysis. John Wiley & Sons.
特点
高精度、高效率、高自动化、更新方 便、信息量大、应用广泛。
技术发展历程
01
02
03
模拟测图阶段
使用光学仪器和机械仪器 进行测量，手工绘制地图。
数字测图阶段
使用全站仪、GPS等设备 进行测量，计算机处理数 据，生成数字地图。
信息化测图阶段
使用遥感、GIS等技术， 实现大面积、高精度、快 速的数据采集和处理。
数字化测图概述课件
目录
• 数字化测图基本流程 • 数字化测图关键技术 • 数字化测图应用领域及案例 • 数字化测图发展趋势与挑战 • 相关链接与参考文献
数字化测图技术概述
定义与特点
定义
数字化测图是一种以数字形式表示地 形、地貌、地物等空间信息的技术， 通过计算机处理、解析和显示，生成 各种形式的地图产品。

《数字测量》PPT课件
数字测量是现代科学、技术和工程领域中至关重要的一项技术。本课件将带 您深入了解数字测量的基本概念、应用场景以及其在工业自动化和科学研究 中的重要性。
I. 数字测量基本概念
详细介绍数字测量的概念及其基本原理，包括测量对象、测量方法、测量数据的表示和处理等。
II. 数字测量的重要性及应用景
探讨数字测量在各个行业中的重要作用，例如制造业、医疗领域、环境监测等，并介绍一些真实的应用案例。
III. 数字测量的基本原理和方法
详细讲解数字测量的基本原理，包括传感器技术、数据采集和信号处理等方 法和技术。
IV. 数字测量与传统测量的对比
比较和对比数字测量与传统测量方法，包括精度、实时性、自动化程度、数据处理等方面的优劣。
V. 数字测量设备及其分类
介绍常见的数字测量设备，如数显仪表、数据采集卡等，并根据功能和应用 场景对其进行分类。
VI. 数字测量技术的发展现状和未来趋势
回顾数字测量技术的发展历程，探讨当前数字测量技术的现状，并展望数字测量在未来的发展趋势。
VII. 常用的数字测量技术介绍
介绍一些常用的数字测量技术，如光学测量、电子测量、无损检测等，包括原理和应用范围。
VIII. 数字测量仪器的基本使用 方法
教授使用数字测量仪器的基本方法和技巧，包括仪器的操作流程、数据读取 和分析等。