《土木工程测量》第11章教案

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1、第11章大比例尺数字测图及其在土木工程中的应用§11.1大比例尺数字地形图生产方法概述大比例尺数字地形图(largescaledigitaltopographicalmap)是城市的基本地图，它可以为与空间位置有关的城市各类GIS系统提供基础地理数据，以便这些信息系统对地理数据进行空间数据分析和管理，使更多行业的用户共享地图数据资源。由于一个城市或地区大比例尺数字地图的建设和维护需要很大的投入和较长的时间才能完成，因此大比例尺地图数据库的建设应坚持充分考虑城市现有地图资源、经济发展水平和未来发展趋势的原则有计划、有步骤、因地制宜地实施。通常将传统的白纸测

2、图方法获得的地图称为图解地图(graphictopographicalmap)，大比例尺数字化地形图的生产方法主要有图解地图的数字化和数字测图两种。(1)图解地图的数字化可以采用手扶跟踪数字化和扫描数字化两种方法进行图解地图的数字化。图解地图数字化的方法建立大比例尺数字地图只是为了充分利用城市原有图解地图资源、尽快满足城市和工程建设对数字化地图产品需求的一种应急措施。这样建立的数字化地图的精度不会高于作为工作底图的图解地图的精度。1)手扶跟踪数字化手扶跟踪数字化需要的生产设备为数字化仪(digitizer)、计算机和数字化测图软件。数字化仪由操作平板、定

3、位标和接口装置构成，如图11-1所示。操作平板用来放置并固定工作底图，定位标用来操作数字化测图软件和从工作底图上采集地形特征点坐标数据，接口装置一般为标准的RS232C串行接口，它的作用是与计算机交换数据。工作前必须将数字化仪与计算机的一个串行接口连接并在数字化测图软件中配置好数字化仪。数字化使用的工作底图必须是聚脂薄膜原图，将工作底图固定在数字化仪操作平板上，数据采集的方式是操作员应用数字化仪的定位标在工作底图上逐点采集地图上地物或地貌的特征点，将工作底图上的图形、符号、位置转换成坐标数据，并输入数字化测图软件定义的相应代码，生成数字化采集的数据文件，

4、经过人机交互编辑，形成数字地图。2)扫描数字化扫描数字化需要的生产设备为扫描仪、计算机、专用矢量化软件或数字化测图软件。因工程大幅面扫描仪的价格较高，所以若单位无扫描仪时，也可将工作底图集中拿到专业公司扫描生成栅格图像文件(一般为TIFF、PCX、BMP格式)，价格为20元/张左右，这样扫描数字化就只需要计算机、矢量化软件或数字化测图软件就可以进行。将需要数字化的地图图像格式文件引入矢量化软件，然后对引入的图像进行定位和纠正。数据采集的方式是操作员使用鼠标在计算机显示屏幕上跟踪地图位图上的地物或地貌的特征点，将工作底图上的图形、符号、位置转换成坐标数据，

5、并输入矢量化软件或数字化测图软件定义的相应代码，生成数字化采集的数据文件，经过人机交互编辑，形成数字地图。与手扶跟踪数字化方法比较，扫描数字化具有成本低、速度快、效率高的特点。(2)地面数字测图在没有合适的大比例尺地图的地区，当设备条件许可时，可以直接采用地面数字测图方法，该方法也称为内外业一体化数字测图方法。内外业一体化数字测图方法需要的生产设备为全站仪(或测距经纬仪)、电子手簿(或掌上电脑和笔记本电脑)、计算机和数字化测图软件。根据所使用设备的不同，内外业一体化数字测图方法有两种实现形式。1)草图法：在野外利用全站仪或电子手簿采集并记录外业数据或坐标

6、，同时手工勾绘现场地物属性关系草图，返回室内后，下载记录数据到计算机内，将外业观测的碎部点坐标读入数字化测图系统直接展点，根据现场绘制的地物属性关系草图在显示屏幕上连线成图，经编辑和注记后成图。2)电子平板法：在野外用安装了数字化测图软件的笔记本电脑或掌上电脑直接与全站仪相连，现场测点，电脑实时展绘所测点位，作业员根据实地情况，现场直接连线、编辑和加注记成图。与传统的白纸测图方法比较，内外业一体化数字测图方法创建的大比例尺数字地图具有如下特点：1)白纸测图方法是采用视距法测距，测距相对误差只有约1/300，而数字测图方法是采用EDM测距，测距相对误差小于

7、1/40000，几百米的距离测量误差均在1cm左右。在通视良好、定向边较长的情况下，地形点到测站的距离可以比常规测图法长，具体见表9-6。2)白纸测图方法是将控制点和碎部点坐标手工展绘在聚脂薄膜上，受人眼最小分辨距离为图上0.1mm的限制，存在展点误差。数字测图方法是采用计算机自动展点，没有展点误差。3)白纸测图方法先完成图根加密，按坐标将控制点展绘在聚脂薄膜上，然后进行地形测图。数字测图方法可以使图根点加密和地形测图同时进行，例如采用自由设站方法，用全站仪的边角后方交会功能观测2个或2个以上的已知点，就可以精确测定出测站点的三维坐标。4)白纸测图方法是

8、以一幅地形图为单元组织施测，这容易给图幅边缘测图带来困难，数字测图方法不受图幅的