【正文】 數(shù)字測(cè)圖就是要實(shí)現(xiàn)豐富的地形信息和地理信息數(shù)字化及作業(yè)過(guò)程的自動(dòng)化或半自動(dòng)化。將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字這一過(guò)程通常成為數(shù)據(jù)采集，野外地面數(shù)據(jù)采集法是數(shù)據(jù)采集的一種主要方法。矢量數(shù)據(jù)是圖形的離散點(diǎn)坐標(biāo)（ X,Y）的有序集合；柵格數(shù)據(jù)是圖形像元值按矩陣形式的集合。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD）、圖形處理和網(wǎng)絡(luò)分析，都是利用矢量數(shù)據(jù)和矢量算法。每一個(gè)地形特征點(diǎn)都有記錄，包括點(diǎn)號(hào)、平面坐標(biāo)、高程、屬性編碼和與其它點(diǎn)之間的連接關(guān)系等。因此，在通視良好、定向邊較長(zhǎng)的情況下，一個(gè)測(cè)站的測(cè)圖范圍可以比常規(guī)測(cè)圖時(shí)大。通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，生成可進(jìn)行繪圖輸出的圖形文件。由于全站儀具有較高的測(cè)量精度和方便靈活的特點(diǎn)，一般適用于小范圍、大比例尺測(cè)圖。 4 數(shù)字測(cè)圖產(chǎn)品的數(shù)字化 傳統(tǒng)白紙測(cè)圖的主要產(chǎn)品的紙質(zhì)地形圖，而數(shù)字測(cè)圖的主要產(chǎn)品是數(shù)字地圖。 （ 4）便于建立地圖數(shù)據(jù)庫(kù)和地理信息系統(tǒng)。它不僅適應(yīng)了當(dāng)今科技發(fā)展的需要，也適應(yīng)了現(xiàn)代科學(xué)管理的需要，如地籍測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)量等，既保證了高精度，又提供了數(shù)字化信息，可以滿足建立各專業(yè)管理信息系統(tǒng)的需要。 第三節(jié) 全站儀數(shù)字測(cè)圖的發(fā)展與展望 全站儀數(shù)字測(cè)圖技術(shù)的發(fā)展 內(nèi)外業(yè)獨(dú)立作業(yè)階段 20 世紀(jì) 70年代末 80 年代初，電子速測(cè)儀問(wèn)世，大比例尺地面數(shù)字測(cè)圖發(fā)展起來(lái)，限于當(dāng)時(shí)全站儀的普及和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展水平，數(shù) 字測(cè)圖采取內(nèi)外業(yè)獨(dú)立作業(yè)的模式。利用野外數(shù)據(jù)采集軟件，不僅可以對(duì)單點(diǎn)點(diǎn)位進(jìn)行自動(dòng)記 5 錄，還可以記錄繪圖所需的其它信息，并且一些記錄項(xiàng)可由軟件自動(dòng)缺省記錄，使必須由工作人員輸入的數(shù)據(jù)大為減少。 1993 年以后，內(nèi)外業(yè)一體化的數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)相繼問(wèn)世，具有代表性的產(chǎn)品主要有清華大學(xué)的 EPSW 系統(tǒng)和南方測(cè)繪儀器公司的 CASS 系統(tǒng)等。普通的全站儀在進(jìn)行點(diǎn)位測(cè)量時(shí)，測(cè)站上仍要靠作業(yè)員來(lái)完成尋找目標(biāo)和照準(zhǔn)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，瑞士創(chuàng)力、日本拓普康等公司推出了自動(dòng)跟蹤全站儀，瑞士徠卡公司推出了遙控測(cè)量。 6 第二章 全站儀數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)及作業(yè)模式 隨著全站儀和數(shù)字化成圖軟件的迅速發(fā)展，數(shù)字測(cè)圖的作業(yè)模式也在不斷發(fā)展。 全站儀數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)硬 件 計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)作為全站儀數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)中的一個(gè)主要設(shè)備，具有數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)保存及修改、圖形輸出等功能，是數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)中不可缺少的一部分。它是 由電子測(cè)角、電子測(cè)距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等組成的三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，其測(cè)量成果能自動(dòng)顯示，并能與外圍設(shè)備交換信息。 （ 2）過(guò)程控制機(jī)：主要用于有序地實(shí)現(xiàn)上述每一專用設(shè)備 的功能。這種儀器的優(yōu)點(diǎn)是電子經(jīng)緯儀和紅外測(cè)距儀使用共同的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，方向和距離只需要瞄準(zhǔn)一次。 全站儀的角度測(cè)量 全站儀測(cè)角是由儀器內(nèi)集成的電子經(jīng)緯儀完成的。 （ 3）儀器參數(shù)已設(shè)置完成。 （ 2）自動(dòng)調(diào)節(jié)光強(qiáng)。 （ 6）跟蹤測(cè)量。 此外，還有紅光導(dǎo)向、背光照明、十字絲照明、無(wú)線遙控、單向通信、空間數(shù)據(jù)傳輸、自編程序、自動(dòng)尋找目標(biāo)、藍(lán)牙通信技術(shù)等功能，為用戶提供了極大的方便，使內(nèi)外業(yè)的測(cè)量工作一體化。若在太陽(yáng)下作業(yè)應(yīng)安裝濾光器。 （ 5）若儀器工作處溫度與存放處溫度差異過(guò)大，應(yīng)先將儀器留在箱內(nèi)，直至它適應(yīng)環(huán)境后再使用儀器。 （ 8）外露光學(xué)元件需要清潔時(shí)，應(yīng)用脫脂棉或鏡頭紙輕輕擦凈。 8 全站儀數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)軟件 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件是指管理、控制和維護(hù)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，提供用戶與計(jì)算機(jī)之間界面等方面的軟件。主要應(yīng)用于地形成 圖、地籍成圖、工程測(cè)量應(yīng)用三大領(lǐng)域。 成圖軟件技術(shù)特色如下： （ 1）采用 CELL 技術(shù)的人機(jī)交互界面，數(shù)據(jù)編輯管理、系統(tǒng)設(shè)置更方便快捷。 （ 5）數(shù)據(jù)質(zhì)量全程控制，與主流 GIS 無(wú)縫接口。下面簡(jiǎn)單介紹測(cè)記法。立鏡員跑到位置立好棱鏡后，觀測(cè)員確定棱鏡高及所立點(diǎn)的性質(zhì)，輸入鏡高、地物代碼，準(zhǔn)確照準(zhǔn)棱鏡后按電子手簿回車鍵，將數(shù)據(jù)記錄至電子手簿。無(wú)碼作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不輸入數(shù)據(jù)編碼，而用草圖記錄繪圖信息。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，數(shù)字測(cè)圖是我們的重點(diǎn)項(xiàng)目。 收集資料 數(shù)字測(cè)圖的前期收集資料是很關(guān)鍵的工作。 儀器器材的準(zhǔn)備 我們領(lǐng)取了數(shù)字測(cè)圖所需的全套設(shè)備，并對(duì)全站儀進(jìn)行了檢校，檢校內(nèi)容有以下幾點(diǎn)： （ 1）照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正。 （ 5）光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的檢驗(yàn)與校正。 至此，數(shù)字測(cè)圖的準(zhǔn)備工作基本完成，開始具體的作業(yè)。 技術(shù)設(shè)計(jì)書的內(nèi)容 技術(shù)設(shè)計(jì)書一般包括概述、設(shè)計(jì)方案、質(zhì)量保證及安全措施、工作量情況、建議和措施、上交資料等。 概述 概述是為了對(duì)數(shù)字測(cè)圖任務(wù)的整體情況詳細(xì)說(shuō)明，包括任務(wù)概述、測(cè)區(qū)自然地理情況、已有資料利用情況等。測(cè)圖比例尺為 1:500，項(xiàng)目計(jì)劃采用全站儀數(shù)字測(cè)圖的方法施測(cè)．計(jì)劃開工日期是４月６日，項(xiàng)目為期一個(gè)月． 測(cè)區(qū)自然地理概況 測(cè)區(qū)位于東經(jīng) 114176。 23，測(cè)區(qū)內(nèi)平均海拔約 7２米，地勢(shì)較為平坦；測(cè)區(qū)東部和北部是果園；測(cè)區(qū)西部是住宅區(qū)。距離開封火車站 8Km，有 8路、 21 路、 35 路公交車通向市區(qū)。 本次數(shù)字測(cè)圖任務(wù)方案設(shè)計(jì)如下： 作業(yè)技術(shù)依據(jù) （ 1）《工程測(cè)量規(guī)范》（ GB5002620xx）； （ 2）《城市測(cè)量規(guī)范》（ GJJ 899）； （ 3）《地形測(cè)量實(shí)習(xí)指導(dǎo)書》 ； 控制測(cè)量設(shè)計(jì) 首級(jí)平面控制 （ 1）坐標(biāo)系統(tǒng) 由于測(cè)區(qū)面積較小，項(xiàng)目采用開封市獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)。 （ 6）主要限差和精度指標(biāo) 14 表 32 導(dǎo)線測(cè)量觀測(cè)技術(shù)要求 表 33 水平角觀測(cè)技術(shù)要求 等級(jí) 儀器型號(hào) 測(cè)角中誤差(″) 測(cè)回?cái)?shù) 半測(cè)回歸零差 (″) 一測(cè)回內(nèi)2C 互差（″） 各測(cè)回方向較差 (″) 一級(jí) 1″級(jí) 5 2 ≤ 6 ≤ 9 ≤ 6 2″級(jí) 5 3 ≤ 8 ≤ 13 ≤ 9 二級(jí) 2″級(jí) 8 2 ≤ 12 ≤ 18 ≤ 12 6″級(jí) 8 4 ≤ 18 － ≤ 24 表 34 水平距離觀測(cè)技術(shù)要求 圖根平面控制 由于教學(xué)樓和餐廳建筑物較密集且地形復(fù)雜，首級(jí)控制點(diǎn)無(wú)法滿足測(cè)圖，計(jì)劃在這兩個(gè)區(qū)域布設(shè)加密圖根網(wǎng)，并與首級(jí)平面控制網(wǎng)聯(lián)測(cè)和聯(lián)合平差．坐標(biāo)系統(tǒng)使用的儀器均和首級(jí)平面控制網(wǎng)相同．圖根控制均采用閉合導(dǎo)線網(wǎng) 施測(cè)，其主要限差和精度指標(biāo)參見(jiàn)首級(jí)平面控制測(cè)量主要限差和精度指標(biāo)． 等級(jí) 導(dǎo)線長(zhǎng)度（ km） 平均邊長(zhǎng)（ km） 測(cè)角中誤差（ ″） 測(cè)距中誤差（ mm） 測(cè)距相對(duì)中誤差 測(cè)距數(shù) 方位角閉合差（ ″ ） 相對(duì)閉合差 DJ1 DJ2 J6 一級(jí) 4 5 15 ≤1/30000 2 4 n10 ≤1/15000 二級(jí) 8 15 ≤1/14000 1 3 n16 ≤1/10000 平面控制網(wǎng)等 級(jí) 測(cè)距儀精度等級(jí) 觀測(cè)次數(shù) 總測(cè)回?cái)?shù) 一測(cè)回讀數(shù)較 差（ mm） 單程各測(cè)回較 差（ mm） 往返較差 往 返 Ⅱ 4～ 8 ≤ 10 ≤ 15 一 級(jí) Ⅰ 1 － 2 ≤ 10 ≤ 15 Ⅱ 4 ≤ 20 ≤ 30 二、三級(jí) Ⅰ 1 － 1～ 2 ≤ 10 ≤ 15 Ⅱ 2 ≤ 20 ≤ 30 15 首級(jí)高程控制 （ 1）高程系統(tǒng)：采用 1985 國(guó)家高程基準(zhǔn)。 （ 5）平差計(jì)算方法：外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)用 ESDPS 平差軟件平差。 （ 3）數(shù)字測(cè)圖測(cè)站點(diǎn)觀測(cè)方法和要求： 觀測(cè)方法 : 觀測(cè)員在控制點(diǎn)或圖根點(diǎn)等測(cè)站點(diǎn)上架設(shè)全站儀 ,經(jīng)建站三項(xiàng)檢查并進(jìn)行基本設(shè)置 ,跑鏡員放置棱鏡在待測(cè)碎部點(diǎn)上 ,然后觀測(cè)員通過(guò)觀測(cè)棱鏡得到碎部點(diǎn)的坐標(biāo)信息和基本屬性信息 ,記錄在全站儀中 ,同時(shí)畫圖員在實(shí)地畫出工作草圖。 表 36 碎部點(diǎn)觀測(cè)要求 比例尺 地形點(diǎn)平均 間距（ｍ） 最大測(cè)距 長(zhǎng)度（ｍ） 對(duì)中差 （ｍｍ） 定向點(diǎn)誤差 （ｃｍ） 地形點(diǎn)精度 （ｃｍ） 1:500 25 200 5 5 15 （ 4）碎部點(diǎn)的采集要求 等級(jí) 水準(zhǔn)儀的型號(hào) 視線長(zhǎng)度 (m) 前后視較差 (m) 前后視 累積差 (m) 視線離地面最低高度 (m) K+ 黑 紅(mm) 黑面、紅面所測(cè)高差較差 (mm) 四等 S3 100 3 10 16 ①一般原則 本項(xiàng)目主 要采用草圖法進(jìn)行數(shù)字測(cè)圖 ,因此在進(jìn)行碎部點(diǎn)采集的同時(shí)必須繪制草圖 ,草圖繪制的基本原則是 :要能反映實(shí)際地物及地物間的關(guān)系 ,至少繪制草圖人員要看得懂草圖含義 ,草圖上碎部點(diǎn)編號(hào)與全站儀上數(shù)據(jù)編號(hào)一致 ,因此在碎部點(diǎn)采集過(guò)程中草圖人員和觀測(cè)人員要經(jīng)常核對(duì)點(diǎn)號(hào) ,防止出現(xiàn)連環(huán)錯(cuò)位。 線狀地物采集時(shí) ,應(yīng)視其變化測(cè)定 ,適當(dāng)增加地物 點(diǎn)的密度 ,保證曲線的準(zhǔn)確擬合。居民地、機(jī)關(guān)、學(xué)校、山嶺、河流等有名稱的應(yīng)標(biāo)注名稱。點(diǎn)狀地物與房屋道路水系等其它地物重合時(shí) ,可中斷其它地物符號(hào) ,間隔 ,以抱持獨(dú)立符號(hào)的完整性； 交通： 17 雙線道路與房屋圍墻等高出地面的建筑物邊線重合時(shí) ,可用建筑物邊線代替道路邊線。作業(yè)過(guò)程中要嚴(yán)格檢查并做好記錄，要牢固樹立安全第一的思想 ,定期做安全檢查 ,消除安全隱患。外業(yè)工作質(zhì)量的好壞直接決定著最終成果的優(yōu)劣。布設(shè)為附合導(dǎo)線網(wǎng) ,等級(jí) 為城市一級(jí) .其中角度觀測(cè) 2 測(cè)回 ,距離觀測(cè) 1 測(cè)回測(cè) 4 次 .觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄至角度和距離觀測(cè)手簿?？刂泣c(diǎn)布設(shè)成閉合導(dǎo)線網(wǎng)，等級(jí)為城市二級(jí)，其中測(cè)角測(cè)距均一個(gè)測(cè)回。 各測(cè)回的“零方向”值為 m=180176。 （ 4）逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡的照 準(zhǔn)部，觀測(cè) A 目標(biāo)，讀數(shù)，記錄 右ａ 。觀測(cè)步驟： （ 1）儀器照 準(zhǔn)后尺黑面，先后讀取下絲、上絲和中絲讀數(shù)，記錄至觀測(cè)手簿。 檢查各項(xiàng)限差是否超限，如不超限，則本測(cè)站完成。在“數(shù)據(jù)輸入”欄中依次輸入各站點(diǎn)的信息。 圖 410 主界面 在工具欄依次選擇“計(jì)算”→“計(jì)算方案”，設(shè)置相應(yīng)選項(xiàng)。 圖 411 數(shù)據(jù)輸入 （ 3）平差計(jì)算。用全站儀采集碎部點(diǎn)的點(diǎn)位信息的一般過(guò)程為，在控制點(diǎn)或圖根點(diǎn)等測(cè)站點(diǎn)上架設(shè)儀器，經(jīng)建站、檢查后，觀測(cè)碎部點(diǎn)上放置的棱鏡， 得到點(diǎn)位的坐標(biāo)信息，編輯該點(diǎn)的屬性信息后記錄在全站儀中，同時(shí)在草圖上記錄該點(diǎn)的連接信息。 （ 2）畫草圖員要在開始測(cè)量之前將今天要側(cè)的地形地物的草圖畫好，否則如果測(cè)量時(shí)現(xiàn)場(chǎng)畫容易造成草圖員跟不上測(cè)量的進(jìn)度和漏記 的情況。 （ 6）碎部測(cè)量完成后，難免會(huì)出現(xiàn)漏測(cè)，所以查圖就變得至關(guān)重要。 （ 2）建站 在項(xiàng)目設(shè)置結(jié)束以后，開始建站，如圖所示： 圖 414 建站 在測(cè)量界面選擇數(shù)字鍵“ 7”進(jìn)入建站界面，見(jiàn)圖 414 左，其各選項(xiàng)的含義是： “ 1”已知：全站儀所在點(diǎn)坐標(biāo)和后視點(diǎn)坐標(biāo)已知，適合大多數(shù)情況。 “ 4”遠(yuǎn)程水準(zhǔn)點(diǎn)：在完成建站后，用一個(gè)已知水準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)測(cè)站高程進(jìn)行檢查，用檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)測(cè)站高程更新。如圖 414右圖。首先應(yīng)明確“ MSR1”、“ MSR2”鍵的使用，當(dāng)使用一種棱鏡常數(shù)的棱鏡時(shí)，“ MSR1”、“ MSR2”鍵的棱鏡常數(shù)可設(shè)置成相同，觀測(cè)時(shí)用兩個(gè)鍵均可，當(dāng)使用兩種棱鏡常數(shù)不同的棱鏡時(shí)，需分別設(shè)置“ MSR1”、“ MSR2”鍵的棱鏡常數(shù)，觀測(cè)時(shí)相應(yīng)的棱鏡選擇對(duì)應(yīng)的測(cè)量鍵。在 CASS 系統(tǒng)中，野外簡(jiǎn)編碼一般有 13 位，其中第一位是英文字母，表示地類，后面是范圍為 099的數(shù)字。如圖 418，例如現(xiàn)在要測(cè)一個(gè)電線桿，儀器照 準(zhǔn)棱鏡后，在簡(jiǎn)編碼測(cè)圖界面下，按下“ 1”鍵，儀器開始測(cè)量。本章主要介紹數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)字地形圖的繪制。在測(cè)量主界面上依次選擇：“ MEMU” →“設(shè)置” →“通信” ，如圖 51左所示。本項(xiàng)目數(shù)據(jù)處理工作主要是展野外點(diǎn)和簡(jiǎn)碼識(shí)別。 簡(jiǎn)碼識(shí)別展點(diǎn) 由于測(cè)圖中獨(dú)立地物的測(cè)繪采用了簡(jiǎn)碼識(shí)別的方法，而展野外測(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)無(wú)法展用簡(jiǎn)碼識(shí)別測(cè)得的點(diǎn)，所以還要用到簡(jiǎn)碼識(shí)別展點(diǎn)。 32 南方 軟件 打開南方 軟件的操作界面，如圖 57所示。 繪制數(shù)字地形圖 繪圖前的準(zhǔn)備 工作 熟悉了南方 軟件的基本組成和使用方法，就可以繪制數(shù)字地形圖了。 （ 2）繪圖時(shí)充分利用快捷鍵功能，提高作圖效率。 （ 5）展出的點(diǎn)和草圖不一致時(shí)，應(yīng)在此處標(biāo)出，全部畫完后到實(shí)地察看。 （ 3）河流 在右側(cè)屏幕菜單中單擊“水利設(shè)施”，選擇適當(dāng)?shù)乃O(shè)施類型，如圖 510 所示 . 34 圖 510 河流繪制 數(shù)字地形圖整飾 圖形接邊 本次作業(yè)將黃河水院新校區(qū)分成四部分，每一小組測(cè)不部分，故最后各組的成果需要進(jìn)行圖形整合接邊。不過(guò)圖上各組分界處圖形還沒(méi)有接邊，要進(jìn)行接邊工作。數(shù)字地形圖繪制工作完成。 本次數(shù)字地形圖繪