【文章內容簡介】 從數據采集、傳輸到計算機繪圖，稱全野外地面數字測 圖（區(qū)別于航測數字測圖、掃描矢量化成圖）。其平面精度 仍然可用地物點相對于鄰近的圖根點的點位（實地）中誤差 來衡量，其公式為： 式中： m定 — 定向誤差對地物點平面位置的影響； m中 — 對中誤差對地物點平面位置的影響； m測 — 觀測誤差對地物點平面位置的影響； m重 — 棱鏡中心與待測地物點不重合對地物點平面位置的影響； 28 由公式可以看出，數字法測圖與模擬法測圖誤差影響有很大 不同，因此精度能明顯提高。其平面精度情況見下表： 平 距（ m ） 儀器標稱精度 半測回水平角中誤差（″） 50 100 150 200 300 400 1000 3m m +2 pp m 178。 D 2 ″級 4 3. 0 3. 0 3. 1 3. 1 3. 1 3. 1 3. 6 5m m +5 pp m 178。 D 6 ″級 12 3. 0 3. 1 3. 2 3. 2 3. 5 3. 8 6. 5 5m m +1 0ppm 178。 D 10 ″級 20 3. 1 3. 2 3. 4 3. 6 4. 2 5. 0 10 .2 數字法測圖地物點（實地）平面位置中誤差 單位： cm 由上表可以看出，即使使用精度較低的儀器，距離在 400m之內時所測地物點相對于鄰近圖根點的平面位置中誤差可保證在 5cm之內。 29 2）數字地形圖高程精度情況 地物點高程的誤差來源主要有：測距誤差、測角誤差、量 測儀器高和目標高誤差、以及球氣差影響。根據分析，測距誤 差和球氣差對高程的影響可忽略不計。量測儀器高和目標高誤 差將直接進入所測高程（約 ）。其精度情況見下表。 平 距（ m ） 儀器標稱精度 半測回天頂距中誤差（″） 50 100 150 200 300 400 1000 3m m +2 pp m 178。 D 2 ″級 6 0. 7 0. 8 0. 9 0. 9 1. 1 1. 4 3. 0 5m m +5 pp m 178。 D 6 ″級 18 0. 8 1. 1 1. 5 1. 9 2. 7 3. 6 8. 8 5m m +1 0ppm 178。 D 10 ″級 30 1. 0 1. 6 2. 3 3. 0 4. 4 5. 9 14 .6 數字法測圖地物點（實地）高程中誤差 單位： cm 30 167。 24大比例尺地形圖在工程設計中的應用 一、按一定方向繪制剖面圖 31 二、按規(guī)定坡度進行選線 32 三、確定匯水面積及計算水庫庫容 33 （四）根據等高線平整場地 整理成為水平面 34 整理成為傾斜平面 35 （五）計算土石方量 按等高線法計算土石方量 )4,3,2,1(21)(21)(21)(2134323212101?????????????? iVVhFVhFFVhFFVhFFVik總36 按斷面法計算土石方量 )(211 iiii SSdV ?? ?37 按方格網法計算土石方量 （ 1） 4個角點均為挖（填）方 hi=H0 Hi 24 dhhhhV dcba ?????38 （ 2）相鄰兩個角點為填方，另外兩個角點為挖方 2222)(4)(4dhhhhhhVdhhhhhhVdcbadbdcbaca????????????）（）（填挖（ 3）三個角點為挖方，另外 1個角點為填方 232))((6622dhhhhhVdhhhhVcabaaadcb?????????填挖39 （ 4）相對兩個角點為連通的挖方，另外兩個角點為獨立的填方 6))(())((6222332dhhhhhhhhhhVdhhhhVdcaccdbabbcbda??????????????????填挖40 167。 25 數字高程模型建立及其應用 數字地面模型 （ Digital Terrain Model, DTM) DTM是地形表面形態(tài)等多種信息的一個數字表示 . DTM是定義在某一區(qū)域 D上的 m維向量有限序列： { Vi , i=1 , 2 ,…, n } 其向量 Vi=（ Vi1， Vi2， … ， Vin）的分量為 地形 Xi，Yi， Zi（（ Xi， Yi） ∈ D）、 資源 、 環(huán)境 、 土地利用 、人口分布 等多種信息的定量或定性描述。 DTM是地形表面形態(tài)屬性信息的數字表達，是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數字描述。 如地面溫度、降雨、地球磁力、重力、土地利用、土壤類型等其他地面諸特征。 41 DEM是 DTM的一個子集，是 DTM的基礎數據，最核心部分，可以從中提取出各種地形信息，如高度、坡度、坡向、粗糙度，并進行通視分析，流域結構生成等應用分析。 關于 DTM在不同的國家其術語有所差異： 如 美國： DEM（ Digital Elevation Model ） — 數字高程模型 德國： DHM （ Digital Height Model ） 英國： DGM （ Digital Ground Model ） 42 DEM的核心是地形表面特征點的三維坐標數據和一套對地表提供連續(xù)描述的算法，最基本的 DEM由一系列地面 x,y位置及其相聯系的高程 z所組成。數學表達是 z=f(x,y)， x,y屬于 DEM所在區(qū)域。 Z=f(x,y)，可用其 0次項表示平面；用其 1次項表示線性；用其 2次項表示二次曲面；用其 3次項表示三次曲面；用其 4次項表示四次曲面；用其 5次項表示五次曲面；不同的地形可選其中一個或多個描述。 43 與 傳統(tǒng)地形圖 比較， DEM作為地形表面的一種數字表達形式有如下特點： 1）容易以多種形式顯示地形信息 。地形數據經過計算機軟件處理過后，產生多種比例尺的地形圖、縱橫斷面圖和立體圖。而常規(guī)地形圖一經制作完成后，比例尺 不容易 改變或需要人工處理。 2）精度不會損失 。常規(guī)地圖隨著時間的推移，圖紙 將會變形 ， 失掉 原有的精度。而 DEM采用數字媒介，因而能保持 精度不變 。另外，由常規(guī)的地圖用人工的方法制作其他種類的地圖，精度會 受到損失 ，而由DEM直接輸出，精度可 得到控制 。 44 3）容易實現自動化、實時化 。常規(guī)地圖要增加和修改都 必須重復 相同的工序， 勞動強度大 而且 周期長 ，而 DEM由于是數字形式的，所以增加和修改地形信息只需 將修改信息直接 輸入計算機 ， 經軟件 處理后即可得各種地形圖。 數字地面模型的建立一般要經過數據采集（采樣）、數據處理等過程。 45 ? 數據采集是指選取構造數模的數據點及量取其坐標值的過程，是建立數字地形模型的基礎工作。 一、數據采集 ? 2．由航測儀器從航空照片上獲取 ? 任何一種立體測圖儀都可以從航空照片上進行數據采集。 ? 3．用電子經緯儀、全站式速測儀等儀器由人工野外實測獲取。 ? 1．由數字化儀從已有地形圖上采集 ? 由數字化儀沿等高線獲取地形點坐標，該條等高線的高程值則由人工讀取。 46 二、數據處理 數據處理是以數據點作為控制，以某種數學模型來模擬地面，通過內插計算取得某點高程值。 關于插值問題的描述如下： 已知一批點的坐標（ xi， yi， zi）（ i=1， 2， n ） , 當任意給定某點 P的平面位置（ xp， yp）后，求其地面高程 zp。 線性內插 這種算法對已知點排列沒有特殊要求，適合已知點任意散布的情況，但要求這些離散點連成三角網，在三維空間中的這些三角網是地表形狀的一種數學近似描述。 47 由地面相鄰三點組成的每個小三角形（平面），不同平面相互聯系形成地表的形狀。如給定一點 P（ xp， yp）的平面位置，應先設法找到哪個包含 P點的三角形，并從坐標表中查到這個三角形三頂點的坐標，設為（ xi， yi， zi） , i=1， 2， 3 則這三點組成的平面方程為： z =a0+a1x+a2y 將三點坐標代入上式