数字测图原理与实际方法第七章控制测量

《数字测图原理与方法》课程教学大纲课程代码： 0700488课程负责人：课程中文名称: 数字测图原理与方法课程英文名称：Principles and Methods of Digital Mapping课程类别：必修课程学分数：4课程学时数：72授课对象：测绘工程本课程的前导课程：测绘学概论、高等数学、计算机基础一、教学目的本课程是测绘工程专业的一门核心课程，其性质为专业基础课。

通过本课程的学习，使学生了解并掌握测量基础知识、基本理论和基本测量方法，在此基础上掌握大比例尺地面数字测图的原理与方法。

二、教学要求熟悉水准仪、测距仪和全站仪等仪器的操作，掌握测量的基本知识和基础理论；测量基本方法和手段，培养学生使用基本的测绘仪器的能力，应用地形图的能力，重点掌握数字测图基本原理和方法。

三、课程内容与学时分配课程内容与学时分配表第一章绪论§1.1 测绘学的任务及作用内容:测绘学的内容和任务，测绘科学技术的地位和作用。

重点讲授: 测绘科学技术的地位和作用。

§1.2 数字测图的发展概况内容: 数字测图的发展概况。

重点讲授: 数字测图的两个发展阶段。

§1.3 学习数字测图原理与方法的目的和要求内容: 学习数字测图原理与方法的目的和要求重点讲授: 学习本课程的目的和要求。

第二章测量的基本知识§2.1 地球形状和大小内容:大地水准面，参考椭球体。

重点讲授: 铅垂线方向，水准面，大地水准面，旋转椭球面，参考椭球。

§2.2 测量常用坐标系和参考椭球定位内容:测量常用坐标系，参考椭球定位。

重点讲授: 大地坐标系，空间直角坐标系，平面直角坐标系，1980年国家大地坐标系。

§2.3 地图投影和高斯平面直角坐标系内容:地图投影，高斯平面直角坐标系，通用横轴墨卡托投影(UTM投影)重点讲授: 高斯—克吕格投影，高斯平面直角坐标系§2.4 高程内容:概述，验潮站，相对高程重点讲授: 高程基准面，高程，1985国家高程基准，1956年黄海高程系§2.5 用水平面代替水准面的限度内容:水准面曲率对水平距离的影响，水准面曲率对水平角的影响，水准面曲率对高差的影响。

数字测图原理与方法一、比例尺的概念及比例尺的分类。

比例尺：图上长度与相应的实地水平长度之比，称为该图的比例尺。

比例尺的分类①小比例尺：1:25万、1:50万、1:100万②中比例尺：1:2.5万、1:5万、1:10万③大比例尺：1:500、1:1000、1:2000、1:5000、1:1万二、白纸测图与数字测图的基本概念。

(1)白纸测图：传统的地形测量是利用测量仪器对地球表面局部区域内的各种地物、地貌（总称地形）的空间位置和几何形状进行测定，以一定的比例尺并按图式符号绘制在图纸上，即通常所称的白纸测图。

(2)数字测图：广义地讲，生产数字地图的方法和过程就是数字测图。

数字测图实质上是一种全解析机助测图方法。

它以计算机为核心，在相关输入输出设备的支持下，对地形空间数据进行采集、存贮、处理、输出和管理。

三、什么是大比例尺数字地图？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。

四、大比例尺数字地图的特点。

（1）以数字形式表示地图的内容。

（2）具有良好的现势性。

（3）以数字形式贮存的1:1的数字地图，不受比例尺和图幅的限制。

（4）具有较高的位置精度且精度均匀。

（5）为与空间位置有关的信息系统提供基础数据。

（6）地图的建立需要较大的费用和较长的时间。

（7）读写需要相应的软硬件的支持。

五、数字测图技术特点。

（1）精度高（2）自动化程度高、劳动强度小（3）更新方便、快捷（4）便于保存与管理（5）便于应用（6）易于发布和实现远程传输六、数字测图系统的工作过程及作业模式。

数字测图（digital surveying and mapping，简称DSM）系统是以计算机为核心，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、管理的测绘系统。

大比例尺数字测图分为三个阶段：数据采集、数据处理和地图数据的输出。

广义地理解数字测图系统:采集地形数据输入计算机，由机内的成图软件进行处理、成图、显示，经过编辑修改，生成符合国标的地形图，并控制数控绘图仪出图。

浅谈控制测量与测量方法摘要:本文基于笔者多年从事工程测量的相关工作经验,虽然地形图测绘技术发生了巨大变化，但全野外数字化测图仍然是目前的主流测图方法。

分析了数字化测土的一般步骤,探讨了数字化测图与内业之间的衔接,全文是笔者长期工作基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词:数字化测图；控制测量；碎部测量引言近几年随着计算机、GPS定位仪、全站型电子速测仪及数字化测图软件的应用,大比例尺地形图的测绘技术有了飞速发展,数字化测图广泛用于测绘生产、水利水电工程、土地管理、城市规划、环境保护工程等部门。

数字化测图作为一种全解析机助测图技术,与模拟测图相比具有显著优势和发展前景。

目前许多测绘部门已经形成了数字测图的生产规模。

作为测绘技术现代化水平的标志之一,数字测图技术已逐步取代人工模拟测图,成为地形测图的主流。

数字测图技术的应用与发展,极大地促进了测绘行业的自动化和现代化进程,使测量成果不仅有绘在纸上的地形图,还有方便传输、处理、共享的基础信息,即数字地图,它将为信息时代地理信息的应用发展提供最可靠的保障。

一、测前准备工作测前要收集关于测区的已有资料，对测区有个大概的了解，然后进行野外踏勘。

野外踏勘是野外测量之前很重要的预备阶段，在踏勘过程中应完成以下任务：（1）测区的地理位置、范围、控制网的面积。

（2）GPS 控制网的用途和精度等级。

（3）点位分布及点的数量：根据控制网的用途与等级，大致确定控制网的点位分布、点的数量和密度。

（4）交通情况：公路、铁路、乡村便道的分布及通行情况。

（5）水系分布情况：江河、湖泊、池塘、水渠的分布等。

（6）植被情况：森林、农作物的分布及面积。

（7）原有控制点的分布情况：三角点、水准点、GPS 点、坐标系统、高程系统、点位的数量及分布，点位标志的保存状况等。

（8）居民点分布情况：测区内城镇、乡村居民点的分布，食宿及供电情况。

二、数字化测图的特点1. 点位精度高传统的经纬仪配合平板、量角器的图解测图方法,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,图上误差可达±0.45mm。

数字测图原理及方法概述数字测图是一种利用数字影像处理技术对地物进行测量和分析的方法。

它利用数字图像的像素信息来进行测量和分析，可以快速、精确地获得地物的位置、形状、面积、长度等数据，广泛应用于地理信息系统、遥感技术、地图制图等领域。

数字测图的原理是利用数字图像中像素的位置和灰度值来表示地物的空间信息，通过数字影像处理算法对图像进行处理，提取出地物的边界和特征，并进行测量和分析。

常用的数字测图方法包括边缘提取、图像分割、特征提取、几何校正等。

在数字测图中，常用的测量方法包括像素尺度测量、地理坐标转换、几何校正和配准、特征提取和匹配等。

通过这些方法，可以获得地物的位置、形状、面积等参数，实现对地物的精确测量和分析。

数字测图具有测量速度快、精度高、成本低等优点，因此在地理信息系统、城市规划、环境监测、水资源管理等领域得到广泛应用。

同时，随着数字影像处理技术的不断发展和完善，数字测图的方法和应用也在不断扩展和深化，对于地物的准确测量和分析起到了积极的推动作用。

数字测图的原理和方法是现代地理信息系统和遥感技术中的重要组成部分。

它利用数字图像的像素信息来进行地物的测量和分析，通过数字影像处理算法对图像进行处理，提取出地物的边界和特征，进行测量和分析。

数字测图的方法包括边缘提取、图像分割、特征提取、几何校正等，通过这些方法可以获得地物的位置、形状、面积等参数，实现对地物的精确测量和分析。

数字测图的一个重要原理是像素尺度测量，即利用数字影像中像素的位置和灰度值来表示地物的空间信息。

由于数字图像是由离散的像素组成，因此测量时需要考虑像素的尺度问题。

通常情况下，地物的位置和形态信息可以通过像素的位置和灰度值来获取，但是在进行测量时需要考虑像素的尺度，以确保测量的准确性。

另外，数字测图还涉及地理坐标转换、几何校正和配准、影像拼接等方法，以实现对地物的精确测量和分析。

在数字测图中，地理坐标转换是非常重要的。

由于数字影像的像素坐标是相对坐标，需要将其转换为地理坐标，才能方便地与地图坐标进行对应和比较。

1.参考椭球定位确定参考椭球面与大地水准面的相关位置，使参考椭球面在一个国家或地区范围内与大地水准面最佳拟合，称为参考椭球定位。

在一个国家适合地点选定一地面点P 作为大地原点，并对该点进行精密天文测量和高程测量。

将P点沿铅垂线方向投影到大地水准面上得到P’点，设想大地水准面与参考椭球面在P’点相切，椭球面上P’点的法线与该点对大地水准面的铅垂线重合，令椭球短轴与地球自转轴平行，其赤道面与地球赤道面平行。

这样的定位方法实际上可用三个要求表示：大地原点上的大地经度和纬度分别等于该点上的天文经、纬度；由大地原点至某一点的大地方位角等于该点上同一边的天文方位角；大地原点至椭球面的高度恰好等于其至大地水准面的高度。

这样的定位方法称为单点定位法。

2.国家统一坐标我国位于北半球，在高斯平面直角坐标系内，X坐标均为正值，而Y坐标值有正有负。

为避免Y坐标出现负值，规定将X坐标轴向西平移500km，即所有点的Y 坐标值均加上500km。

此外，为便于区别某点位于哪一个投影带内，还应在横坐标值前冠以投影带带号。

这种坐标称为国家统一坐标。

例如，P点的坐标Xp=3275611.188m；Yp= -276543.211m，若该点位于第19带内，则P点的国家统一坐标表示为：xp=3275611.188m，yp=19223456.789m3.我国的高程基准青岛验潮站1950-1956年间的验潮结果推算了黄海平均海面，称为“1956年黄海高程系”，青岛水准原点高程为72.289m，1952-1979年的验潮结果确定新的黄海平均海面，称为“1985国家高程基准”，青岛青岛水准原点高程为72.260m。

4.一二等水准测量使用尺长更稳定的铟瓦水准尺，这种水准尺的分划是漆在铟瓦合金带上，铟瓦合金带则以一定的拉力引张在木质尺身的沟槽中。

这样铟瓦合金带的长度不好受木质尺身伸缩变形的影响。

铟瓦水准标尺的分格值有10mm和5mm两种。

分格值为10mm的铟瓦水准标尺，它有两排分划，尺面右边一排分划注记从0~300cm，称为基本分划，左边一排分划注记从300~600cm，称为辅助分划。

数字测图原理与方法第一章绪论一、测绘学的内容和任务测绘学是研究测定和推算地面的几何位置、地球形状及地球重力场, 据此测量地球表面自然形态和人工设施的几何分布, 并结合某些社会信息和自然信息的地球分布, 编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术的学科, 是地球科学的重要组成部分。

测绘学按照研究范围、研究对象及采用技术手段的不同, 分为以下几个分支学科:大地测量学、摄影测量学、地图学、工程测量学、海洋测绘学。

1 .大地测量学大地测量学是研究和确定地球的形状、大小、重力场、整体与局部运动和地表面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科。

2 .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。

3 .地图学地图学是研究模拟和数字地图的基础理论、设计、编绘、复制的技术方法以及应用的学科。

4 .工程测量学工程测量学是研究工程建设和自然资源开发中, 在规划、勘测设计、施工和运营管理各阶段进行的控制测量、大比例尺地形测绘、地籍测绘、施工放样、设备安装、变形监测及分析与预报等的理论和技术的学科。

5 .海洋测绘学海洋测绘学是以海洋水体和海底为对象, 研究海洋定位、测定海洋大地水准面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力、海洋磁力、海洋环境等自然和社会信息的地理分布及编制各种海图的理论和技术的学科。

广义的数字测图包括: 利用全站仪或其他测量仪器进行野外数字化测图; 利用手扶数字化仪或扫描数字化仪对纸质地形图的数字化; 利用航摄、遥感像片进行数字化测图等技术。

利用上述技术将采集到的地形数据传输到计算机, 由数字成图软件进行数据处理, 经过编辑、图形处理, 生成数字地形图。

第二章测量的基本知识2.1地球形状和大小大地水准面测量学的主要研究对象是地球的自然表面。

重力的作用线又称为铅垂线。

用细绳悬挂一个垂球, 其静止时所指示的方向即为铅垂线方向。