测量教案11章-数字测图与应用

第11章大比例尺数字地形图的测绘与应用数字测图——用全站仪或GPSRTK采集碎部点坐标数据，用数字测图软件绘制成图，方法——草图法，电子平板法，PDA.本书介绍南方测绘的CASS，学习版软件安装文件位于光盘“\CASS安装文件”路径下，播放光盘“\教学演示片”路径下的相应文件，观看软件的安装方法。§11.1使用CASS进行数字测图的方法(1)CASS6.1的操作界面简介双击安装文件在桌面上创建的CASS6.1图标启动CASS。界面各区功能①下拉菜单：执行主要测量功能；②屏幕菜单：绘制各种类别地物，操作较频繁；③图形区：主要工作区，显示图形及操作；④工具栏：各种AutoCAD命令、测量功能——快捷工具；⑤命令提示区：命令记录区，提示用户操作。(2)草图法数字测图外业用全站仪测量碎部点三维坐标，领图员绘制碎部点构成的地物形状和类型记录碎部点点号(应与全站仪自动记录的点号一致)。全站仪内存中碎部点三维坐标下传到PC机数据文件，转换成CASS坐标格式文件并展点，根据野外绘制的草图在CASS中绘制地物。

1)人员组织①观测员——操作全站仪，观测、记录观测数据，注意经常检查零方向及与领图员核对点号。②领图员——指挥跑尺员，现场勾绘草图。熟悉地形图图式，保证草图的简洁、正确，经常与观测员对点号(每测50个点对一次点号)。草图纸应有固定格式，不应随便画在几张纸上；每张草图包含日期、测站、后视、测量员、绘图员信息；搬站时，尽量换张草图纸，不方便时，应记录本草图纸内的点所隶属的测站。③跑尺员——负责现场跑尺，应对跑点有经验，保证内业制图的方便，经验不足者，由领图员指挥跑尺。④内业制图员——可由领图员担任内业制图任务，操作CASS展绘坐标数据文件，对照草图连线成图。2)野外采集数据下传到PC机文件用数据线连接全站仪与PC机COM口，设置好全站仪的通讯参数，在CASS中执行“数据/读取全站仪数据”命令，弹出“全站仪内存数据转换”对话框。①在“仪器”下拉列表选择所用全站仪类型。②设置与全站仪相同的通讯参数，勾选“联机”复选框，在“CASS坐标文件”文本框输入数据文件名和路径。③

单击“转换”按钮，按提示操作全站仪发送数据，单击对话框“确定”按钮，将发送数据保存到设定的坐标数据文件中。也可用全站仪通讯软件下传坐标数据并存储为坐标文件。

下传拓普康GTS-105N全站仪工作文件数据设置下传苏州一光OTS-615全站仪工作文件数据设置下传科力达KTS-445R全站仪工作文件数据设置3)展碎部点将坐标数据文件中点的三维坐标展绘在绘图区，在点位右边注记点号，以便于结合野外绘制的草图描绘地物。点位与点号对象位于“ZDH”(意为展点号)图层，点位对象是AutoCAD的“Point”对象，执行Ddptype命令修改点样式。执行“绘图处理\展野外测点点号”命令，在弹出的文件选择对话框中选择一个坐标数据文件，单击“打开”按钮，根据命令行提示操作完成展点。执行Zoom/E命令选项，查看展绘碎部点点位和点号，执行“绘图处理\切换展点注记”命令，根据需要修改点注记方式。修改点注记方式4)根据草图绘制地物根据野外绘制的草图，操作CASS描绘地物与地貌。操作屏幕菜单完成，单击屏幕菜单“坐标定位”按钮。

(3)电子平板法数字测图数据线连接安装CASS的笔记本电脑与测站全站仪，全站仪测的碎部点坐标自动传输到笔记本电脑，并展绘在CASS绘图区，完成一个地物碎部点测量工作后，用与草图法相同的方法现场实时绘制地物。1)人员组织观测员——操作全站仪，观测，数据下传笔记本电脑。制图员——指挥跑尺员、现场操作笔记本电脑、内业处理整饰地形图。跑尺员——现场跑尺。

2)创建测区已知点坐标数据文件执行

“编辑\编辑文本文件”命令调用Windows记事本创建测区已知点坐标数据文件。坐标数据文件格式：总点数点名,编码,y,x,H……点名,编码,y,x,H“I12”和“I13”点，为导线点编码131500，其余为图根点，编码131700。已知点编码可不要，其后逗号不能省略。3)测站准备参数设置、定显示区、展已知点、确定测站点、定向点、定向方向水平度盘值、检查点、仪器高、检查。①参数设置测站安置全站仪，用数据线连接全站仪与笔记本电脑的COM口，执行“文件\CASS6.1参数设置”命令。有四个选项卡，根据实际情况设置。②展已知点执行“绘图处理\展野外测点点号”命令，展绘已知点坐标数据文件。③测站设置单击屏幕菜单的“电子平板”按钮，弹出“电子平板测站设置”对话框，操作对话框设置并输入测站点坐标、定向点坐标，仪器高、检查点坐标。完成操作后，对话框显示检查方向的水平角，操作全站仪实测检查方向水平角检核。4)测图操作用屏幕菜单下的命令进行操作。测绘4点3层砼房屋操作步骤：①操作全站仪照准立在第一个房角点棱镜；②单击屏幕菜单的“居民地”按钮，在弹出的“居民地和垣栅”对话框中选择“四点砼房屋”，单击“确定”按钮，命令行提示：绘图比例尺1:<500>Enter1.已知三点/2.已知两点及宽度/3.已知四点<1>:Enter请输入标高(0.00):1.82等待全站仪信号……

CASS驱动全站仪自动测距，所测点的坐标自动展绘到CASS绘图区。命令行继续提示：

选择纠正方式:(1)偏角(2)偏前(3)偏左(4)偏右(5)不作纠正<5>

当棱镜无法立在地物点用，缺省选项是“5”不纠正，按回车键选中。操作全站仪照准第二个房角点棱镜，命令行继续重复如下提示两次：请输入标高(1.82):Enter等待全站仪信号……选择纠正方式:(1)偏角(2)偏前(3)偏左(4)偏右(5)不作纠正<5>完成3个房角点的测量后，命令行提示：闭合C/隔一闭合G/隔一点J/微导线A/曲线Q/边长交会B/回退U/连全站仪T/<指定点>输入层数:<1>3文字注记“砼3”是由CASS自动加上的，它与房屋轮廓线对象都位于“JMD”图层。

电子平板法测绘4点3层砼房屋示例(4)等高线的处理在CASS中通过创建数字地面模型DTM自动生成。DTM——在一定区域范围内，规则格网点或三角形点的平面坐标和其它地形属性的数据集合。如地形属性是点高程，数字地面模型又称为数字高程模型DEM。DEM从微分角度三维地描述测区地形的空间分布，用它可按用户设定的等高距生成等高线、绘制任意方向的断面图、坡度图、计算指定区域的土方量。以CASS6.1自带地形点坐标数据文件dgx.dat为例介绍。1)建立DTM执行“等高线\建立DTM”命令，在“建立DTM”对话框中勾选“由数据文件生成”单选框，选择坐标数据文件dgx.dat，单击“确定”按钮，显示三角网——“SJW”图层。3)绘制等高线执行“等高线\绘制等高线”命令，弹出“绘制等值线”对话框，根据需要完成对话框的设置，单击“确定”按钮，CASS自动绘制等高线。

4)等高线的修饰①注记等高线4种注记方法，命令位于下拉菜单“等高线\等高线注记”，批量注记等高线时，一般选择“沿直线高程注记”，要求先执行Line命令绘制一条垂直于等高线的辅助直线，直线方向应为注记高程字符字头的朝向。执行“沿直线高程注记”命令，CASS自动删除辅助直线，注记字符放置在DGX(等高线)图层。②

等高线修剪位于下拉菜单“等高线\等高线修剪”下。

(4)地形图的整饰介绍添加注记和图框的方法。1)加注记为道路加上路名“迎宾路”的方法单击屏幕菜单“文字注记”按钮，弹出“注记”对话框，选中“注记文字”，单击“确定”按钮，弹出“文字注记信息”对话框。2)加图框下拉菜单“绘图处理”下。§11.2图解地形图的数字化没有全站仪时，可用解析测图法先获得图解地形图，将图解地形图数字化获得数字地形图。有手扶跟踪数字化和扫描数字化，介绍扫描数字化的操作方法。着好墨、图面清晰的聚脂薄膜底图，扫描分辨率设置为300dpi；对没有着墨的铅笔聚脂薄膜原图，扫描分辨率一般设置为450~600dpi，扫描获得的栅格图像文件格式为TIFF、PCX或BMP格式。(1)插入光栅图像执行“工具\光栅图像\插入图像”命令插入光栅图像。(2)加图框执行“绘图处理/标准图幅50×40cm”命令，键入比例尺1000，在“图幅整饰”对话框中输入所需内容。(3)裁剪光栅图像执行下拉菜单“工具\光栅图像\图像剪裁”命令。注意保留外图框边界附近的文字注记图像。(4)设置光栅图像透明执行“工具\光栅图像\图像透明度”命令，输入on打开图像透明。(5)纠正光栅图像先执行Move和Scale命令将光栅图像移动并缩放至与内图框大小相吻合。执行下拉菜单“工具\光栅图像\图像纠正”命令。

CASS的图像纠正对话框播放光盘“教学演示片\地形图扫描数字化.avi”视频文件观看上述操作过程。§11.3数字地形图应用简介使用CASS在数字地形图上查询点位坐标、直线的方位角和距离、封闭对象或指定区域的面积，计算填挖土方量等命令的操作方法，命令位于在下拉菜单“工程应用”下。

§11.3数字地形图应用简介§11.3.1查询计算与结果注记打开光盘“\数字地形图练习\Study.dwg”图形文件，下面操作在该图形文件中进行。(1)查询指定点的坐标执行“工程应用\查询指定点坐标”命令：输入点:(圆心捕捉图11-22中的图根点D121)测量坐标:X=31194.120米Y=53167.880米H=495.800米要在图上注记点的坐标，执行屏幕菜单的“文字注记”命令，在弹出的“注记”对话框双击坐标注记图标，鼠标点取指定注记点和注记位置后，CASS自动标注该点的X，Y坐标。(2)查询两点的距离和方位角执行“工程应用\查询两点距离及方位”命令：第一点:(圆心捕捉图11-22中的D121点)第二点:(圆心捕捉图11-22中的D123点)两点间距离=45.273米,方位角=201度46分57.39秒(3)查询线长执行“工程应用\查询线长”命令，提示如下：选择精度:(1)0.1米(2)1米(3)0.01米<1>3Enter选择曲线:(点取图11-22中D121点至D123的直线)CASS弹出提示框给出查询的线长值。

(4)查询封闭对象的面积执行“工程应用\查询实体面积”命令：选择对象:(点取图11-22中砼房屋轮廓线上的点)实体面积为202.683平方米(5)注记封闭对象的面积执行“工程应用\计算指定范围的面积”命令：1选目标/2.选图层/3.选指定图层的目标<1>

●1选目标：选择指定的封闭对象。●2.选图层：键入图层名，注记图层全部封闭对象面积。●3.选指定图层的目标：键入图层名，选择该图层上封闭对象，注记面积。CASS将各类房屋放置在JMD(居民地)图层，面积注记文字位于封闭对象的中央，并自动放置在MJZJ(面积注记)图层。

(6)统计注记面积对图中面积注记数字求和。统计全部房屋面积的方法：执行“工程应用\统计指定区域的面积”命令：面积统计--可用:窗口(W.C)/多边形窗口(WP.CP)/...等多种方式选择已计算过面积的区域选择对象:all选择对象:Enter总面积=597.88平方米也可点取单个面积注记文字，面积注记文字较分散时，用窗选方式选择面积注记对象，CASS自动过滤出MJZJ图层上面积注记对象进行统计计算统计结果只在命令行提示，不注记在图上。

(7)计算指定点围成的面积执行“工程应用\指定点所围成的面积”命令：输入点:…输入点:Enter指定点所围成的面积=X.XXX平方米CASS计算出指定点围成的多边形面积，结果只在命令行提示，不注记在图上。

§11.3.2土方量的计算DTM法、断面法、方格网法、等高线法、区域方量平衡法。介绍方格网法和区域土方量平衡法，案例坐标数据文件为CASS自带的dgx.dat。

①方格网法土方计算执行“绘图处理\展高程点”命令，展绘坐标数据文件dgx.dat的碎部点三维坐标。执行Pline命令绘制一条闭合多段线作为土方计算边界。执行“工程应用\方格网法土方计算”命令，点选土方计算闭合多段线，在“方格网土方计算”对话框中选择dgx.dat文件，在“设计面”区，方格宽度输入10，单击“确定”按钮，CASS按对话框的设置自动绘制方格网，计算每个方格网的挖填土方量，计算结果绘成图，屏幕给出下列计算结果提示：最小高程=24.368,最大高程=43.900总填方=15.0立方米,总挖方=52048.7立方米

方格宽度为图上2cm，1:500图，2cm实地距离=10m。方格宽度越小，土方计算精度越高。

②区域土方量平衡计算计算指定区域挖填平衡的设计高程和土方量。执行“工程应用\区域土方量平衡\根据坐标数据文件”命令，在弹出的标准文件对话框中选择dgx.dat文件：选择土方边界线(点选封闭多段线)请输入边界插值间隔(米):<20>10土方平衡高度=34.134米,挖方量=0立方米,填方量=0立方米请指定表格左下角位置:<直接回车不绘表格>请指定表格左下角位置:<直接回车不绘表格>(在展绘点区域外拾取一点)

CASS在指定点处绘制土方计算表格和挖填平衡分界线。§11.3.3坐标数据文件的输出图解地图数字化后，可根据图上等高线和高程点，生成当前图形的坐标数据文件，有4个命令，常用“高程点生成数据文件”命令。打开一幅已数字化的地形图，用Pline命令绘制一条封闭多段线，它包含待生成数据文件的全部高程点。执行“工程应用\高程点生成数据文件\有编码高程点”命令，在弹出的标准文件对话框中键入数据文件名：请选择:(1)选取高程点的范围(2)直接选取高程点或控制点<1>Enter请选取建模区域边界:(点取已绘制的封闭多段线)将封闭边界内全部高程点三维坐标存入指定数据文件。§11.4数字地形图与GIS的数据交换CASS可将地物和地貌位置在图上准确表示出来，但很难将地物和地貌属性表示上去，如图上河流的长度、宽度、水深和水质。更不用说对这些属性数据进行各种查询和统计分析了。使用数据库系统(如Foxpro)可保存和管理这些属性数据，各种查询和统计分析是数据库系统的强项，但数据库系统不能将属性数据表示在图上。出现了一种将图形管理和数据管理有机结合的信息技术，它融合了两者的优势，克服了数据库和图形系统各自固有的局限性，地理信息系统。GeographicInformationSystem——GISGIS是1962年加拿大测量学家RogerTomlinson首先提出，领导建立了用于自然资源管理和规划、世界上第一个具有实用价值的地理信息系统——加拿大地理信息系统。用于空间数据管理、空间信息分析与传播，土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、城市规划、经济建设以及政府各职能部门。作为传统学科(如地理学、地图学和测量学等)与现代科学技术(如遥感技术、计算机科学等)结合产物，正逐步发展为一门处理空间数据的现代化综合性学科。国际上较先进的GIS平台软件美国环境系统研究所——ARC/IN