【正文】 特點(diǎn) 以上三種數(shù)字化測(cè)圖模式既有相同點(diǎn)又存在差異 ， 就碎布點(diǎn)的測(cè)定精度而言 ， 三者基本相同 。 繪制草圖作業(yè)模式 。 第二階段仍采用野外測(cè)記模 式，但是成圖軟件有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。我國從 1983 年開始開展數(shù)字測(cè)圖的研究工作。20 世紀(jì) 70 年代初，制圖自動(dòng)化已經(jīng)形成規(guī)模生產(chǎn)，在美國、加拿大及歐洲各國，在相關(guān)重要部門都建立了自動(dòng)化制圖系統(tǒng)。數(shù)字測(cè)圖技術(shù)成為反映測(cè)繪技術(shù)現(xiàn)代化水平的標(biāo)志之一，將成為地形測(cè)圖的主流，它將為信息時(shí)代地理信息的應(yīng)用發(fā)展提供最可靠的保障。 信息時(shí)代的特征就是數(shù)字化，而數(shù)字化技術(shù)是信息時(shí)代的基礎(chǔ)平臺(tái)。 圖解法進(jìn)行地形測(cè)圖的傳統(tǒng)測(cè)圖，在當(dāng)今飛速發(fā)展的信息時(shí)代，它已難以承載諸多圖形信息，而且更新極為不便，難以適應(yīng)信息時(shí)代經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。 數(shù)字化測(cè)圖的目的和意義 數(shù)字化測(cè)圖又稱為計(jì)算機(jī)成圖。 ABSTRACT （ Abstract: This paper first discusses the digital measure of probability and method, history, and then discusses the application of digital topographic map in engineering, and then illustrate the digital mapping technology processes, in engineering application advantages and disadvantages。 finally analysis note side and digital technology.） 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 II 目 錄 1引言 ...........................................................................................................................1 數(shù)字化測(cè)圖的目的和意義 ..................................... 1 數(shù)字化測(cè)圖的現(xiàn)狀 ........................................... 2 數(shù)字測(cè)圖的技術(shù)方法和特點(diǎn) ................................... 3 2 數(shù)字測(cè)圖技術(shù)的理論基礎(chǔ) ......................................................................................4 坐標(biāo)變換 ................................................... 4 曲線的平滑處理 .............................錯(cuò)誤 !未定義書簽。主要包括：利用全站儀或其他測(cè)量?jī)x器進(jìn)行野外數(shù)字化測(cè)圖；利 用手扶數(shù)字化儀或掃描儀對(duì)紙質(zhì)地形圖的數(shù)字化；利用航攝、遙感像片進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖等技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展及其各個(gè)領(lǐng)域的滲透，以及電子全站儀、 GPSRTK 技術(shù)等先進(jìn) 測(cè)量?jī)x器和技術(shù)的廣泛應(yīng)用，地形測(cè)量向自動(dòng)化和數(shù)字化方向發(fā)展，數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字化就是實(shí)現(xiàn)信息采集、處理、傳輸和再現(xiàn)的關(guān)鍵。因此，學(xué)習(xí)大比例尺數(shù)字測(cè)圖的原理、方法，掌握數(shù)字測(cè)圖的過程，對(duì)今后從事測(cè)繪事業(yè)工作打下良好基礎(chǔ)那是很必要 的，也是很有意義的。當(dāng)時(shí)的自動(dòng)化制圖主要包括數(shù)字化儀、掃描儀、計(jì)算機(jī)及顯示系統(tǒng)四個(gè)部分。目前，數(shù)字測(cè)圖技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)趨于成熟，它已經(jīng)作為主要的成圖方法取代了傳統(tǒng)的圖解法測(cè)圖。一是開發(fā)出了智能化的外業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件；二是計(jì)算機(jī)成圖軟件能直接對(duì)接收的地形信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 該模式是在全站儀采集數(shù)據(jù)的同時(shí) ， 繪制觀測(cè)草圖 ，記錄所測(cè)地物的形狀并注記測(cè)點(diǎn)編號(hào) ， 內(nèi)業(yè)將觀測(cè)數(shù)據(jù)輸入電腦 ， 在測(cè)圖軟件的支持下對(duì)照草圖進(jìn)行連線及圖形編輯 。 只要觀測(cè)方法正確 ， 測(cè)站點(diǎn)與定向點(diǎn)正確 ， 所測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)位誤差均能達(dá)到厘米精度 。 繪制草圖模式 ， 成本低 ， 作業(yè)簡(jiǎn)單 ， 繪草圖者與立鏡者同行 ， 所繪草圖能清楚地反映所測(cè)碎部點(diǎn)的連線關(guān)系 ， 只要草圖上標(biāo)注的點(diǎn)號(hào)與記錄器中儲(chǔ)存的點(diǎn)號(hào)一致 ，則內(nèi)業(yè)連線就不會(huì)出現(xiàn)連錯(cuò)現(xiàn)象 。 但由于具體作業(yè)模式的不同 ，使得各種作業(yè)方法在設(shè)備成本 、 作業(yè)效率 、 勞動(dòng)強(qiáng)度以及質(zhì)量等方面存在一定差異 ， 各有利弊 ，有待于進(jìn)一步的改革完善。這就說明，坐標(biāo)變換問題是數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)中的一個(gè)基本問題。其發(fā)展過程大體可分為兩個(gè)階段。 設(shè)備坐標(biāo)系 數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)顯示器和繪圖儀，使用的是相應(yīng)的圖形設(shè)備上的繪圖坐標(biāo)系即屏幕坐標(biāo)系（如圖 22所示）和繪圖儀坐標(biāo)系（如圖 21所示），成圖軟件也有自己的坐標(biāo)系，一般采用數(shù)學(xué)中的笛卡爾坐標(biāo)系，如圖 23 所示。 測(cè)量坐標(biāo)系到繪圖儀坐標(biāo)系的變換 : 繪圖儀坐標(biāo)系和數(shù)學(xué)坐標(biāo)系中的笛卡爾坐標(biāo)系是相同的，它的坐標(biāo)原點(diǎn)一般位于繪圖儀的左下角（默認(rèn)值），但是可以通過軟件進(jìn)行設(shè)置。 掃描數(shù)字化 用掃描儀掃描原圖，將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，存儲(chǔ)、處理并可再回放成圖。 目前我國主要采用數(shù)字化儀法、航測(cè)法和大地測(cè)量?jī)x器法采集數(shù)據(jù)。目前，我國主要采用掃描矢量化 對(duì) 舊的地形圖 進(jìn)行 數(shù)字化 ， 再對(duì) 舊的地形圖 進(jìn)行修測(cè)，可較快的得到數(shù)字圖。 數(shù)字化成圖 目前在我國，獲得數(shù)字地圖的主要方法有三種：地圖數(shù)字化成圖、航測(cè)數(shù)字成圖、地面數(shù)字測(cè)圖 (也稱野處數(shù)字化測(cè)圖 )。當(dāng)然可通過修測(cè)、補(bǔ)測(cè)等方法進(jìn)行一些彌補(bǔ)，實(shí)測(cè)一部分地物點(diǎn)的精確坐標(biāo)，再用這些點(diǎn)的坐標(biāo)代替原來的坐標(biāo)，可在一定程度上提高原有圖的精度。隨著測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字影像的直接獲取在我國的某些地區(qū)取得了試驗(yàn)性的成功。傳統(tǒng)的平 板測(cè)圖方法，其地物點(diǎn)的平面位置誤差主要分為展繪誤差和測(cè)定誤差、測(cè)定地物點(diǎn)的視距誤差和方向誤差、地形圖上地物點(diǎn)的刺點(diǎn)誤差等影響，實(shí)際的圖上點(diǎn)位誤差可達(dá)到177。全站儀的測(cè)量數(shù)據(jù)作為電子信息可以自動(dòng)傳輸、記錄、存儲(chǔ)、處理和成圖。地面 數(shù)字化測(cè)圖的缺陷就是耗費(fèi)比較多的人力、物力與財(cái)力，作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)。 但是在現(xiàn)實(shí)中，由于受觀測(cè)條件的限制（主要是受儀器的不完善、人為因素和外界條件的影響），使得在測(cè)量過程中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生誤差，因此必須采取正確的測(cè)量程序和方法，例如在地形圖的測(cè)量過程中，需要測(cè)定構(gòu)成地物、地貌的許多特征點(diǎn)，如果采用從第一點(diǎn)測(cè)量到第二點(diǎn)，再從第二點(diǎn)測(cè)量到第三點(diǎn)，如此持續(xù)進(jìn)行到最后一個(gè)點(diǎn)地 方法，這樣，雖然也可以測(cè)得個(gè)特征點(diǎn)的位置，但會(huì)使誤差越積越大，以致很快達(dá)到不能允許的程度。由于控 制點(diǎn)的數(shù)量少，并且使用較精密的儀器和方法測(cè)定，所以易于保證較高精度。平面控制測(cè)量是確定控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)（ x,y），目前常用導(dǎo)線測(cè)量、交會(huì)測(cè)量及 GPS 定位技術(shù)等。 導(dǎo)線的布設(shè)形式有下述幾種： ○ 1 附合導(dǎo)線（如圖 42），導(dǎo)線起始于一個(gè)已知控制點(diǎn)而終止于另一個(gè)已知控制點(diǎn)。由于支導(dǎo)線缺乏檢核條件，故一般只限于地形測(cè)量的圖根導(dǎo)線中采用。導(dǎo)線節(jié)是組成導(dǎo)線網(wǎng)的基本單元，他是指導(dǎo)線網(wǎng)內(nèi)兩端點(diǎn)中至少有一個(gè)點(diǎn)是結(jié)點(diǎn)，另一個(gè)點(diǎn)是結(jié)點(diǎn)或已知點(diǎn)的一段線段。 表 41 一、二、三級(jí)導(dǎo)線測(cè)量的主要技術(shù)要求 等級(jí) 平均邊長(zhǎng) /m 導(dǎo)線長(zhǎng)度 /km 測(cè)角中誤差 /（＂） 測(cè)距中誤差 /mm 水平角觀測(cè) 方位角的閉合差 /(＂ ) 導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差 DJ2 DJ6 一級(jí) 300 5? 15? 2 4 10n? 114000 二級(jí) 200 8? 15? 1 3 16n? 110000 三級(jí) 100 12? 15? 1 2 24n? 16000 注： n 為測(cè)站數(shù) 表 42 圖根導(dǎo)線測(cè)量的主要技術(shù)要求 比例尺 附合導(dǎo)線長(zhǎng)度 /m 平均邊長(zhǎng) /m 導(dǎo)線相對(duì)閉合差 測(cè)回?cái)?shù) 方位角閉合差/＂ 測(cè) 距 DJ6 光電 測(cè)距 方法 1:500 900 80 1/4000 1 40n? Ⅱ級(jí) 單程 1測(cè)回 1:1000 1800 150 1:2020 3000 250 交會(huì)測(cè)量 交會(huì)測(cè)量在控制測(cè)量中的應(yīng)用也很廣泛，特別是在加密圖根控制點(diǎn)時(shí)很常用，它可以在數(shù)個(gè)已知控制點(diǎn)上設(shè)站，分別向待定點(diǎn)觀測(cè)方向或距離，也可以在待定點(diǎn)上設(shè)站向數(shù)個(gè)已知控制點(diǎn)觀測(cè)方向或距離，而后計(jì)算待定點(diǎn)的坐標(biāo)。由此，根據(jù)平面直角坐標(biāo)系正算公式，即可求得待定點(diǎn) P 的坐標(biāo)，即 cossinP A APP A APx x Sy y S ??? ? ??? ? ? ?? （ 41） 當(dāng) A、 B、 P按逆時(shí)針編號(hào)時(shí)， AP AB? ? ??? ，將其代入上式，得 c o s ( ) ( c o s c o s s i n s i n )P A A P A B A A P A B A Bx x S x S? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? s i n ( ) ( s i n c o s c o s s i n )P A A P A B A A P A B A By y S y S? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 顧及 cossinB A AB ABB A AB ABx x Sy y S ??? ? ??? ? ? ?? 則有 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 14 ? ? ? ?? ? ? ?sin c o tsin c o tAPP A B A B AABAPP A B A B AABSx x x x y ySSy y y y x xS? ?? ??? ? ? ? ? ? ???????? ?? ? ? ? ? ? ??? （ 42） 由正弦定理可知： ? ?APS s i n s i n s i n s i n 1s i ns i n s i n c o t c o tABSP? ? ? ?? ? ? ? ?? ?? ? ??? 將上式代入 42，并整理即可得到 ? ?? ?c o t c o tc o t c o tc o t c o tc o t c o tA B B APA B B APAx x y yxy y x xyy????????? ? ? ? ?? ?? ??? ? ? ? ?? ??? ?? （ 43） 式 43 即為前方交會(huì)計(jì)算公式，通常稱為余切公式，是平面坐標(biāo)計(jì)算的基本公式之一，在平面坐標(biāo)計(jì)算中占有很重要的地位。先按三角形 ABP 由已知點(diǎn) A、B 的坐標(biāo)和觀測(cè)角 1? 、 1? 計(jì)算交會(huì)點(diǎn) P 的坐標(biāo) ? ?39。 39。前方交會(huì)測(cè)量中，要求交會(huì)角一般應(yīng)大于 300 并小于1500。 39。由于 C 點(diǎn)也是兩個(gè)交點(diǎn)之一，則 P 點(diǎn)便唯一確定。由圖中 49 可知 ? ?012 360? ? ? ? ?? ? ? ? ? （ 47） 由正弦定理可知 12sin sinsin sinab??????? 則 12sin sinsin sinba? ????? ? 令 ? ?01212360s in s ins in s inba? ? ? ? ? ?? ????? ? ? ? ? ? ???? ????? 化簡(jiǎn)即得： ? ?2222sin si n c ot c ossinsinta nc os??? ? ? ????????? ? ? ????? ?? ?? （ 48） 由式（ 48）求得 2? 后，代入式子（ 47）求得 1? ，即可求得前方交會(huì)計(jì)算 P 點(diǎn)坐標(biāo)。在三角形 ABP 中，由余弦定理得 2 2 2ABS+cos2 ABabA aS?? ? （ 49） 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 18 顧及 AP AB A????， 則 39。間接平差以待定點(diǎn)的坐標(biāo)平差值作為未知參數(shù)，根據(jù)方向觀測(cè)值和邊長(zhǎng)觀測(cè)值建立方向誤差方程式，然后按最小二乘原理計(jì)算待定點(diǎn)坐標(biāo)平差值，這種方法在這里就不再詳述，一般情況下以前三種方法用的居多。由于全站儀的應(yīng)用，目前三角網(wǎng)測(cè)量以邊角測(cè)量較為實(shí)用。根據(jù)已知點(diǎn)