数字测图第2版_卢满堂主编.pdf

书 书 书全国高职高专工程测量技术专业规划教材数字测图（第2版）主编 卢满堂副主编 许家东 郝海森 陶红星 高小六内容提要 本教材是为适应全国高职高专工程测量技术专业教学需要而编写的。教材根据职业教育的特点，注重实用性和通用性，内有大量生产中的实例，供学生学习时参考。全书共有8章，包括：数字测图概述、数字测图的准备工作、野外数据采集、内业成图、数字图的质量检查与验收、C A S S电子平板作业简介、地形图数字化和数字地形图技术的应用，并附有数字测图综合实训指导书和数字测图技术设计书样例。本书可作为高职高专测绘工程专业的教材，也可作为各类工程专业的测量学基础教材。对于从事测绘工作的技术人员，可作为自学的参考用书。图书在版编目（C I P）数据 数字测图/卢满堂主编.2版.北京：中国电力出版社，2 0 1 1.7 全国高职高专工程测量技术专业规划教材 I S B N9 7 8-7-5 1 2 3-1 9 3 3-2 .数 .卢 .数字化制图-高等职业教育-教材 .P 2 8 3.7 中国版本图书馆C I P数据核字（2 0 1 1）第1 4 0 9 5 8号中国电力出版社出版发行北京市东城区北京站西街1 9号 1 0 0 0 0 5 h t t p：/w w w.c e p p.s g c c.c o m.c n责任编辑：王晓蕾 责任印制：蔺义舟 责任校对：李 亚北京丰源印刷厂印刷各地新华书店经售2 0 0 7年8月第1版 2 0 1 1年8月第2版第8次印刷7 8 7 mm 1 0 9 2 m m 1/1 61 2.7 5印张3 0 9千字定价：2 9.8 0元 敬告读者本书封面贴有防伪标签，加热后中心图案消失本书如有印装质量问题，我社发行部负责退换 版权专有 翻印必究前 言数字测图第一版到2 0 1 1年2月已印刷7次，受到广大读者的好评，取得了良好的社会效益。为了更好地适应高职高专数字测图教学的新要求，进一步精选教学内容，将先进的科学技术和新颖的工程实例引入教材，对本书进行了修订。本书的编写和修订依据有15 0 0 11 0 0 0 12 0 0 0地形图数字化规范（G B/T1 7 1 6 02 0 0 8）、15 0 0 11 0 0 0 12 0 0 0外业数字测图技术规程（G B/T1 4 9 1 22 0 0 5）、国家基本比例尺地图图式 第1部分：15 0 0 11 0 0 0 12 0 0 0地形图图式（G B/T2 0 2 5 7.12 0 0 7）、工程测量规范（G B5 0 0 2 62 0 0 7）、测绘技术设计规定（C H/T1 0 0 42 0 0 5）、数字测绘成果质量检查与验收）（C B/T1 8 3 1 62 0 0 8）等。本次修订的部分内容是结合工程实际进行的，增加了数字测图的准备工作和数字测图的质量检查与验收，充实了数字测图综合实训指导书，尤其在附录中补充了数字测图技术设计书样例，详细介绍了技术设计书的内容与格式，可以为读者以后的工作提供参考。本书具有较强的系统性、实用性、先进性和通用性，以能力为本体，以需为准、够用为度，着力体现高职高专教育的特点，力求满足高职高专培养高级“岗位性”人才的需求，重点培养学生处理工程实际问题能力。参加本次修订的人员有：许加东（第1章、附录A、附录B），郝海森（第2章、第5章），陶红星（第3章），卢满堂（第4章），黎晶晶（第6章），崔建彪（第7章），高小六（第8章）。全书由卢满堂主编和统稿，许加东、郝海森、陶红星、高小六为副主编，湖北水利水电职业技术学院王金玲主审。本书在编写和修订过程中引用了有关单位的测绘成果，得到了山西省测绘协会许运良理事、南方测绘公司宁国杰经理的指导和帮助，山西水利职业技术学院测绘工程系全体老师也对本书的编写与修订提供了宝贵意见，在此一并致谢！限于作者水平、经验及时间，书中难免会有不妥之处，敬请专家、同行和读者斧正。编 者第1版前言随着光电技术的应用和计算机的普及与发展，测绘技术方法和手段也发生了根本性的转变，特别是全站型电子速测仪、R T K等先进测量仪器的广泛应用，使数字测图技术得到了突飞猛进的发展，新技术、新方法、新设备的大量涌现，使数字测图的知识内涵不断深化。为适应高职高专工程测量专业数字测图课程的需要，我们编写了该教材。本教材遵循高职高专教学特点，在反映新技术、优化知识结构、突出应用能力、强化技能训练等方面都做了大量工作。特别是一线测绘单位为本教材提供了数字测图中的案例分析，更加突出了教材的实用性。本教材的编写依据有15 0 0 11 0 0 0 12 0 0 0地形图数字化规范（G B/T1 7 1 6 01 9 9 7）、15 0 0 11 0 0 0 12 0 0 0外业数字测图技术规程（G B/T1 4 9 1 22 0 0 5）、1 5 0 0 1 1 0 0 0 1 2 0 0 0地形图图式（G B/T7 9 2 91 9 9 5）等。这些规范和标准以及绘图软件随着时间的推移在不断地修改、补充和完善。所以本教材中的各种指标和参数一般不能作为工程中的规范直接应用。参加教材编写人员不仅有多年的教学经验，也有丰富的测绘实践经验。编写人员及分工：王启亮（第1章、附录），陶红星（第2章），卢满堂（第3章），黎晶晶（第4章），崔建彪（第5章），高小六（第6章）。全书由卢满堂主编和统稿，王启亮、高小六、陶红星、崔建彪副主编，太原理工大学刘洪福教授和葛永慧教授主审。本教材在编写过程中得到了山西省测绘协会许运良理事、南方测绘公司宁国杰经理的指导和帮助，山西水利职业技术学院测绘教研室全体老师也对本教材的编写提供了宝贵意见，在此一并致谢！由于作者水平有限，加之时间仓促，希望使用本书的广大师生和技术人员，对书中存在的缺点和错误给以批评指正。编 者目 录前言第1版前言第1章 数字测图概述11.1 数字测图及系统构成11.2 数字测图的作业过程41.3 数字测图的作业模式61.4 数字测图的特点81.5 本课程的内容与学习要求1 0小结1 1习题1 1第2章 数字测图的准备工作1 22.1 数字测图工作的前期准备1 22.2 数字测图的技术设计1 3小结1 6习题1 6第3章 野外数据采集1 73.1 野外数据采集模式概述1 73.2 碎部点坐标测算方法及数学原理1 73.3 数据编码2 23.4 全站仪及其在数据采集中的应用2 83.5 测记模式的野外作业3 73.6 R T K及其在数据采集中的应用4 3小结5 3习题5 3第4章 内业成图5 44.1 概述5 44.2 C A S S 6.0软件简介5 54.3 C A S S 6.0的主界面5 64.4 C A S S 6.0绘制地形图演示6 64.5 C A S S 6.0绘制地籍图7 74.6 其他测图软件介绍8 8小结1 0 2习题1 0 2第5章 数字图的质量检查与验收1 0 35.1 检查验收的基本规定与实施1 0 35.2 检查验收的内容与方法1 0 45.3 质量评定1 0 6小结1 0 9习题1 0 9第6章 C A S S电子平板作业简介1 1 06.1 概述1 1 06.2 准备工作1 1 16.3 电子平板测图过程1 1 16.4 平板测图时的注意事项1 2 1小结1 2 2习题1 2 2第7章 地形图数字化1 2 37.1 概述1 2 37.2 地形图手扶跟踪数字化1 2 47.3 地形图扫描屏幕数字化1 2 77.4 摄影测量简介1 3 37.5 遥感技术简介1 3 9小结1 4 4习题1 4 4第8章 数字地形图的应用1 4 58.1 概述1 4 58.2 数字地形图在工程中的应用1 4 58.3 数字地形图在G I S中的应用1 6 28.4 数字地形图在其他方面的应用1 6 4小结1 7 0习题1 7 0附录A 数字测图综合实训指导书1 7 2附录B 数字测图技术设计书样例1 8 5参考文献1 9 6书 书 书第1章 数 字 测 图 概 述本章主要介绍了数字测图的基本知识，包括数字测图概念、数字测图系统等。数字测图的作业过程和作业模式是本章的重点内容。本章还阐述了数字测图的特点和学习本课程的目的、方法及要求。1.1 数字测图及系统构成1.1.1 数字测图的概念2 0世纪是人类科学技术发展的世纪，电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展，导致了人类生存与生活方式的改变，而且，也越来越清晰地向人类预示着一个新时代 信息时代的到来。信息时代的特征就是数字化，也可以反过来说，数字化技术是信息时代的平台。数字化是实现信息采集、存储、处理、传输和再现的关键。随着电子技术和计算机技术日新月异的发展，测绘行业也发生了一次根本性的技术变革。2 0世纪8 0年代产生的电子速测仪、电子数据终端使野外数据采集摆脱了许多不利因素的影响，精度大大提高，并且向自动化方向发展。计算机技术的发展又使内业机助制图成为可能，并形成了一套从野外数据采集到内业制图全过程、一体化的测量制图系统，人们通常称该系统为数字测图或机助成图系统。1.1.2 数字测图的基本思想传统的地形测图（白纸测图）实质上是将测得的观测值（数值）用图解的方法转化为图形。这一转化过程几乎都是在野外实现的，即使是原图的室内整饰一般也要在测区驻地完成，因此劳动强度较大。在信息剧增、建设日新月异的今天，一纸之图已难承载诸多图形信息，变更、修改也极不方便，实在难以适应当前经济建设的需要。数字测图就是要实现丰富的地形信息和地理信息数字化、作业过程的自动化或半自动化。它希望尽可能缩短野外测图时间，减轻野外劳动强度，而将大部分作业内容安排到室内去完成。与此同时，将大量手工作业转化为电子计算机控制下的机械操作，这样不仅能减轻劳动强度，而且还会提高成图的精度。数字测图的基本思想是将地面上的地形和地理要素（或称模拟量）转换为数字量，然后由电子计算机对其进行处理，得到内容丰富的电子地图，需要时由图形输出设备（如显示器、绘图仪）输出地形图或各种专题图图形。将模拟量转换为数字这一过程通常称为数据采集。目前，数据采集方法主要有野外地面数据采集法、航片数据采集法、原图数字化法。数字测图的基本过程如图1-1所示。数字测图就是通过采集有关的绘图信息并记录在数据终端（或直接传输给便携机），然后在室内通过数据接口将采集的数据传输给电子计算机，并由计算机对数据进行处理，再经过人机交互的屏幕编辑，形成绘图数据文件。最后由计算机控制绘图仪自动绘制所需的地形图，最终由磁盘、磁带等贮存介质保存电子地图。数字测图的生产成品虽仍然是以提供图解地形图为主，但它却是以数字形式保存着地形模型及地理信息。1图1-1 数字测图的基本过程1.1.3 数字测图系统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3部分组成，如图1-2所示。围绕这三部分，由于硬件配置、工作方式、数据输出方法、输出成果内容的不同，可产生多种数字测图系统。按输入方法不同可区分为：原图数字化数字成图系统、航测数字成图系统、野外数字测图系统和综合采样（集）数字测图系统。按硬件配置可区分为：全站仪配合电子手簿测图系统、电子平板测图系统等。按输出成果内容可区分为：大比例尺数字测图系统、地形地籍测图系统、地下管线测图系统、房地产测量管理系统、城市规划成图管理系统等。不同的时期，不同的应用部门，如水利、物探、石油等科研院校，也研制了众多的自动成图系统。目前，大多数数字化测图系统内容丰富，具有多种数据采集方法，具有多种功能和多种应用范围，能输出多种图形和数据资料，其结构如图1-3所示。数字测图系统需要由一系图1-2 数字测图系统图1-3 广义数字测图系统列硬件和软件组成。用于野外采集数据的硬件设备有全站式或半站式电子速测仪；用于室内输入的设备有数字化仪、扫描仪、解析测图仪等；电子手簿、P C卡用于记录数据；用于室内输出的设备主要有磁盘显示器、打印机和数控绘图仪等；便携机或微