数字测图原理与应用第三章数字测图外业

数字测图第三章数字测图外业第二节大比例尺数字测图的技术设计一概述技术设计的作用资料收集：测区1：10000比例尺的地形图，交通图测区已有控制测量资料，包括点之记，技术总结等城市规划，地质、气象、水文等方面的资料二、技术设计的内容项目简介测区概况设计技术依据测区已有资料及其分析控制测量方案设计

数字化测图设计：仪器设备与软硬件选择，野外数据采集方案，数据与图象处理，地形图绘制工作量统计、作业计划和经费预算第三节野外数据采集3.1测图前的准备工作1控制测量2仪器器材与资料准备3.2野外数据采集1测记法施测2电子平板法施测3一步测量法野外数据采集数据采集就是采集供自动绘图用的绘图信息，是数字测图的一项重要工作。不同的数据源、不同的作业模式有不同的数据采集方式，有内业数据采集与外业数据采集之分，有手工输入、半自动输入、自动输入之分。一个优秀的数字测图系统通常支持多种数据采集方式。目前大比例尺野外数字测图主要使用全站仪采集数据，故本课程主要介绍使用全站仪实施野外数据采集的方法。

3.1测图前的准备工作1控制测量2仪器器材与资料准备1控制测量控制测量和地形特征点（碎部点）采集。

2仪器器材与资料准备仪器、器材主要包括：全站仪、对讲机、电子手簿或便携机、备用电池、通讯电缆（若使用全站仪的内存或内插式记录磁卡，不用此电缆）、花杆、反光棱镜、皮尺或钢尺等。全站仪、对讲机应提前充电。在野外采集数据之前，通常要对测区进行“作业区”划分。

在数据采集之前，最好提前将测区的全部已知成果输入电子手簿或便携机，以方便调用。

3.2野外数据采集使用全站仪实施大比例尺野外数字测图，作业方式可区分为测记法电子平板法1测记法施测测记法数据采集，每作业组一般需:仪器观测员（兼记录员）1名绘草图领镜（尺）员1名立镜（尺）员1～2名其中绘草图领镜员是作业组的指挥者，需技术全面的人担任。

2电子平板法施测电子平板法测图时，作业人员一般配置为：观测员1名电子平板（便携机）操作人员1名跑尺员1～2名其中电子平板操作员为测图小组的指挥。

3一步测量法

利用电子平板测图，还可以采用图根导线与碎部测量同时作业的“一步测量法”。即在一个测站上，先测导线的数据，接着就测碎部点。这是一种少安置一轮仪器、少跑一轮路，大大提高外业工作效率的测量方法。图根控制测量----一步测量法：3.3碎部点坐标测算方法

及数学原理

3.3.1全仪器法3.3.2半仪器法（方向交会法）3.3.3勘丈法3.3.4计算法

3.3.1全仪器法1南方全站仪提供的测量功能2极坐标法3照准偏心法延长偏心法距离偏心法角度偏心法

三维坐标测量

1南方全站仪提供的测量功能

悬高测量

距离放样

2极坐标法

Xi=Xz+Di·cos(ai)Yi=Yz＋Di·sin(ai)Hi=Hz＋Di·cos(Ti)＋I－Razi=az0+Li（aij为坐标方位角）

Dzi=Szi·sin(Ti)若使用视距法，设视距间距为l，则Dzi=kl·sin2(Ti)，其k=1003直线延长偏心法

Z为测站点，欲测定B点，但Z，B间不通规。此时可在地物边线方向找B′(或B″)点作为辅助点，先用极坐标法测定其坐标，再用钢尺量取BB´（或BB″

）的距离DBB´，即可求出B点的坐标：

距离偏心法欲测定B点，但B点不能立标尺或反光镜，可先用极坐标法测定偏心点Bi（水平角读数为Li，水平距离为SZBi），再丈量偏心点Bi到目标点B的距离△Si，即可求出目标点B的坐标。

角度偏心法欲测定目标点B，由于B点无法到达或B点无法立镜，将棱镜安置在离仪器到目标B相同水平距离的另一个合适的目标点Bi上进行测量，先测定至棱镜的距离(DZB=DZBi)，然后转动望远镜照准待测目标点Bi，读取水平角LB，则测得B点坐标为：

支导线法支导线3.3.2半仪器法（方向交会法）1方向直线交会法2方向直角交会法

1方向直线交会法

A，B为已知点，欲测定i点，照准i点，读取方向值Li，用戎格公式可计算出i点坐标，

2方向直角交会法

测出两个房角点A、B后，只要连续照准角点1，2，3，…，分别读取方向值Li，就可连续求出照准点的坐标3.3.3勘丈法

1直角坐标法2距离交会法3距离直线交会法4直线内插法5定向直角拆线法6无定向直角拆线法

1直角坐标法

已知A、B两点，欲测碎部点i，则以AB为轴线，自碎部点i向轴线作垂线（由直角棱镜定垂足）。假设以A为原点，只要量测得到原点A至垂足di的距离ai和垂线的长度bi，就可求得碎部点i的位置。

2距离交会法

已知碎部点A，B，欲测碎部点P，则可分别量取P至A，B点的距离D1，D2，即可求得P点的坐标再根据戎格公式即可求得XP、YP

3距离直线交会法

A，B，C为已知碎部点，欲测1，2，3，…，i各点，量取C至各待测点的距离D1，D2，D3，…，Di即可求出各点的坐标：4直线内插法

已知A，B两点，欲测定AB直线上1，2，3，…，i各点，可分别量取相邻点间的距离DA1，D12，D23等，从而求出各内插点的坐标。DAi=DA1+D12+D23+…+Di-1,i

5定向直角拆线法

已知A，B两点，欲求1，2，3…，i各点，可分别量取各边边长D1，D2，…，Di即可依次推出各点坐标：6无定向直角拆线法

已知碎部点A，B，求其它房角点，只要丈量出各边的边长，即可求出各角点的坐标。3.3.4计算法

1矩形计算法2垂足计算法3直线相交法4平行线法5对称点法6平移图形法1矩形计算法

已知A，B，C三个房角点，求第四个房角点2垂足计算法

已知碎部点A，B，3，4，5，6，且33′⊥AB，44′⊥AB，55′⊥AB，66′⊥AB，求3′，4′，5′，6′各点，则可计算得到其坐标：

A3′4′

5′6′B34

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3直线相交法

A，B，C，D为四个已知碎部点，且AB与CD相交于i，则交点i的坐标为：4平行线法

A，B，C，D，E为曲线AE上的已知点，求与该线间距为R的曲线上1，2，3，4，5各点的坐标。5对称点法

一轴对称他物，测出1，2，3…，7和A点后，再测出A点的对称点B，即可分别求出各对称点1′，2′，3′…，7′的坐标。

6平移图形法

图形B与图形A全等且方位一致，若已知图形A上各点和图形B上一个点(如1´)的坐标，就可根据下式求得图形B上各点的坐标：3.4数据编码

3.4.1数据编码概念

3.4.2地形编码设计应遵循的原则

3.4.3全要素编码方案

3.4.4块结构编码方案

3.4.5无编码系统

3.4.6无记忆编码系统

3.4.7二级编码方案

3.4.1数据编码概念

野外数据采集仅用全站仪或其它大地测量仪器测定碎部点的位置（坐标）是不能满足计算机自动成图要求的，还必须将地物点的连接关系和地物属性信息（地物类别等）记录下来。一般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，这种有一定规则的符号串称为数据编码。3.4.2地形编码设计应遵循的原则

(1)符合国标图式分类，符合地形图绘图规则；(2)简练，便于操作和记忆，比较符合测量员的习惯；(3)便于计算机处理；(4)便于GIS等软件的使用。3.4.3全要素编码方案

全要素编码要求对每个碎部点都要进行详细的说明。全要素编码通常是由若干个十进制数组成。其中每一位数字都按层次分，都具有特定的含义。如某一碎部点的编码为20101503，各位数字的含义如下：第一位数字（2）表示：地形要素分类；第二、第三位数字（01）表示：地形要素次分类；第四、第五、第六位数字（015）表示：类序号；第七、第八位数字（03）表示：特征点序号。

目前国内应用较广泛的地形信息编码由三部分组成，码长8位。12345678地形要素码（3位）连接码（4位）线型码（1位）1、地形要素码：用于标识碎部点的属性。一般根据《地形图图式》中各符号的名称和顺序来设计。用3位表示，位于8位码的前部，表示形式有三种：三位数字型、三位字符型和数字字符混合型。三位数字型编码是计算机能够识别并能有效迅速处理的地形编码形式，称为内码。内码的编码思路是将整个地形信息要素进行分类、分元设计。首先将所有地形要素分为10大类，每个大类按地形元素分成若干个信息元。百位码为信息类代码（0-9），十位和个位为信息元代码，则三位数字型地形要素码由1位类码+2位元码组成。内码示例0类：地貌特征点1类：测量控制点2类：居民地、工矿企业建筑物和公共设施3类：独立地物4类：道路及附属设施5类：管线与垣栅6类：水系及附属设施7类：境界8类：地貌与土质9类：植被101三角点102小三角点105导线点106埋石图根点108水准点001一般地形点002山脊点003山谷点004山顶点005鞍部点301纪念碑303塑像321水塔327路灯三位字符型编码是根据图式中各符号的汉语拼音缩写成3位，不足3位时在后面补“.”SJD山脊点、DXD导线点、SZD水准点、TJ.台阶、ST.水塔、T..塔。数字字符混合型编码是用1位信息类编码加信息元汉语拼音的前两位缩写字母表示。0AB鞍部点、1SZ水准点、2JD简单房屋、4GL公路、2M.门三位字符型和数字字符混合型编码比较只直观、易于记忆——称为外码。2、连接码（4位）：描述某测点与另一测点之间的相互关系。3、线型码（1位）：是对绘图指令的进一步描述。一般用数字区分连线的形式。0—非连线，1—直线连接，2—曲线连接，3—圆弧连接等。路11121314测点号编码…………43711000437121114371312343714131……..….3.4.4块结构编码方案

块结构编码将整个编码分成几大部分，如分为：点号、地形编码、连接点和连接线型四部分，分别输入。EPSW3位地形编码MAPSUV4位整数编码其它编码3.3.5无编码系统

外业不用编码，通过相应的符号图标或菜单逐级索引，由系统内部转换为编码。这种方法虽然不用记忆编码，但每次都去逐级搜索图标，菜单也太繁琐。对数字测图作业员来讲，对编码没有概念，也不利于以后的处理。

3.3.6无记忆编码系统

在测图系统中，将每一个地物编码和它的图式符号及汉字说明都编写在一个图块里，形成一个图式符号编码表，存储在计算机内。只要按一个键，编码表就可以显示出来。用光笔或鼠标点中所要的符号，其编码将自动送人测量记录中。用户无需记忆编码，随时可以查找。

3.4.7二级编码方案

GB14804-93规定的地形图要素代码只能满足制图的需要，