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1、 第二章 數(shù)字測圖系統(tǒng) 2.2.1、數(shù)字測圖系統(tǒng)概念 數(shù)字測圖系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心，在外連輸入、輸出設(shè)備硬件和軟件的支持下，對地形空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、輸入、成圖、處理、繪圖、輸出、管理的測繪系統(tǒng)。數(shù)字測圖系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出三部分組成。 第二章 數(shù)字測圖系統(tǒng) 地 形 數(shù) 據(jù) 采 集 輸 入（ 硬 、 軟 件 ） 數(shù) 據(jù) 處 理與 成 圖（ 硬 、 軟 件 ） 成 果 與 圖形 輸 出（ 硬 、 軟 件 ） 數(shù)字測圖系統(tǒng)根據(jù)不同角度的分法： 1、按輸入方法分：原圖數(shù)字化數(shù)字成圖系統(tǒng)、航測數(shù)字成圖系統(tǒng)、野外數(shù)字測圖系統(tǒng)、綜合采樣（集）數(shù)字測圖系統(tǒng)等 2、按硬件配置分：全站儀配合電子

2、手簿測圖系統(tǒng)、電子平板測圖系統(tǒng)等 3、按輸出成果內(nèi)容分：大比例尺數(shù)字測圖系統(tǒng)、地形地籍測圖系統(tǒng)、地下管線測圖系統(tǒng)、房地產(chǎn)測量管理系統(tǒng)、城市規(guī)劃成圖管理系統(tǒng)等。 2.2.2、系統(tǒng)組成 數(shù)字測圖系統(tǒng)需有一系列硬件和軟件組成。用于野外采集數(shù)據(jù)的硬件設(shè)備有全站式或半站式電子速測儀；用于室內(nèi)輸入的設(shè)備有數(shù)字化儀、掃描儀、解析測圖儀等；電子手簿、卡用于記表數(shù)據(jù)；用于室內(nèi)輸出的設(shè)備主要有磁盤、顯示器、打印機(jī)和數(shù)控繪圖儀等；便攜機(jī)或微機(jī)是數(shù)字測圖系統(tǒng)的硬件控制設(shè)備，既用于數(shù)據(jù)處理，又用于數(shù)據(jù)采集和成果輸出。 軟件：控制測量計(jì)算軟件、數(shù)據(jù)采集和傳輸軟件、數(shù)據(jù)處理軟件、圖形編輯軟件、等高線自動(dòng)繪制軟件、繪圖軟件及

3、信息應(yīng)用軟件等。 在計(jì)算機(jī)自動(dòng)化成圖過程中，主要采用野外數(shù)據(jù)采集然后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而隨著計(jì)算機(jī)的袖珍化和軟件功能的內(nèi)外業(yè)一體化，內(nèi)外業(yè)設(shè)備已沒有明顯的界限。 電子平板全站儀GPS-RTK數(shù)字化儀掃描儀立體坐標(biāo)量測儀解析測圖儀PC卡電子手簿成圖軟件計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器顯示屏打印機(jī)繪圖儀數(shù)字測圖系統(tǒng)綜合框圖 數(shù)字測圖系統(tǒng)內(nèi)外業(yè)設(shè)備主要組成 硬件設(shè)備一：地面測量儀器：獲取地面信息的基本設(shè)備。電子速測儀（全站儀）、經(jīng)緯儀、測距儀等。目前一些傳輸?shù)臋C(jī)助成圖系統(tǒng)都適用各種地面測量儀器進(jìn)行采集，如CASS系統(tǒng)設(shè)有速測儀、經(jīng)緯儀加測距儀、視距、量距等各種采集模式，能充分的利用現(xiàn)有的儀器設(shè)備。 全 站 儀

4、徠卡 南方 硬件設(shè)備二：電子計(jì)算機(jī) ：進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存、處理的基本設(shè)備。外業(yè)數(shù)據(jù)采集所用的計(jì)算機(jī)要求計(jì)算機(jī)袖珍化，便于野外攜帶和使用。內(nèi)業(yè)處理所用的計(jì)算機(jī)一般采用微型計(jì)算機(jī)，要求計(jì)算機(jī)有足夠的貯存容量和運(yùn)算速度。 硬件設(shè)備三： 圖形輸入設(shè)備 用于將地圖幾何圖形轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)的專用設(shè)備。手扶跟蹤式直角坐標(biāo)數(shù)字化儀：操作簡單、價(jià)格低，其圖形輸入的精度能夠滿足地圖精度的要求。自動(dòng)掃描數(shù)字化儀(亦稱掃描儀)： 速度快，但由于其精度和矢量化等問題，在精度要求較高的大比例尺成圖方面，還有待進(jìn)一步研究。 硬件設(shè)備四：圖形輸出設(shè)備：實(shí)施制圖數(shù)據(jù)到圖形的設(shè)備。 打印機(jī)：具有圖形輸出速度快的特點(diǎn)，雖然打印的圖形不精

5、致，但能為制圖人員提供概略的樣圖以供檢查。 圖形顯示器：通常把它歸屬于計(jì)算機(jī)設(shè)備，而不是一個(gè)單獨(dú)的圖形輸出設(shè)備。 自動(dòng)繪圖儀：種類很多，功能各異，沒有嚴(yán)格的分類標(biāo)準(zhǔn)。有噴墨式、激光式。2、系統(tǒng)組成 2.2 全站型電子速測儀全站型電子速測儀，簡稱全站儀，它是一種可以同時(shí)進(jìn)行角度測量和距離測量，由機(jī)械、光學(xué)、電子組件組合而成的測量儀器。全站儀實(shí)時(shí)計(jì)算并顯示出所需測量成果：方位角、平距、高差或點(diǎn)的三維坐標(biāo)等。 全站儀主要精度指標(biāo) 全站儀主要精度指標(biāo)是測距精度和測角精度，測距精度分為固定誤差和比例誤差。例：拓普康GPT-3102N全站儀的標(biāo)稱精度為：測角精度=2；測距精度=（2+210Dmm） 全站儀

6、的結(jié)構(gòu) 1、電子測角系統(tǒng)（編碼度盤測角、光柵度盤測角） 2、光電測距系統(tǒng)（電磁波測距） 3、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 4、其他輔助設(shè)備 全 站儀 的測 角原 理 靜 態(tài) 度 盤 測 角動(dòng) 態(tài) 度 盤 測 角 編 碼 度 盤 測 角光 柵 度 盤 測 角 2.2.2.2全 站 儀 的 測 距 原 理測距儀反射器發(fā)射波接收波 電 磁 波 測 距 是 通 過 測 定 電 磁 波 束 在 待 測 距 離上 往 返 傳 播 的 時(shí) 間 t 2D離 來 計(jì) 算 待 測 距 離 的 ， 電磁 波 測 距 的 公 式 212 DD c t 2Dt 全 站 儀 的 分 類積木式（Modular），也稱組合式，它是指電子經(jīng)

7、緯儀和測距儀可以分離開使用，照準(zhǔn)部與測距軸不共軸。作業(yè)時(shí)，測距儀安裝在電子經(jīng)緯儀上，相互之間用電纜實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，作業(yè)結(jié)束后卸下分別裝箱。這種儀器可根據(jù)作業(yè)精度要求，用戶可以選擇不同測角、測距設(shè)備進(jìn)行組合，靈活性較好。整體式（integrated），也稱集成式，它是將電子經(jīng)緯儀和測距儀融為一體，共用一個(gè)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，使用起來更方便。 常見的有日本（SOKKIA）SET系列、拓普康（TOPOCON）GTS系列、尼康（NIKON）DTM系列、瑞士徠卡（LEICA）TPS系列，我國的NTS和ETD系列。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用以及用戶的特殊要求，出現(xiàn)了帶內(nèi)存、防水型、防爆型、電腦型、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)型等

8、等各種類型的全站儀，使得這一最常規(guī)的測量儀器越來越滿足各項(xiàng)測繪工作的需求，發(fā)揮更大的作用。 全站儀的特點(diǎn)1、儀器操作簡單，高效。全站儀具有現(xiàn)代測量工作所需的所有功能。2、快速安置：簡單地整平和對中后，儀器一開機(jī)后便可工作。儀器具有專門的動(dòng)態(tài)角掃描系統(tǒng)，因此無需初始化。關(guān)機(jī)后，仍會(huì)保留水平和垂直度盤的方向值。電子“氣泡”有圖示顯示并能使儀器始終保持精密置平。3、適應(yīng)性強(qiáng)：全站儀是為適應(yīng)惡劣環(huán)境操作所制造的儀器。它們經(jīng)受過全面的測試以便適應(yīng)各種作業(yè)條件，例如，雨天、潮濕、沖撞、塵土和高溫等，因此，它們能在最苛刻的環(huán)境下完成作業(yè)任務(wù)。 、全站儀設(shè)有雙向傾斜補(bǔ)償器,可以自動(dòng)對水平和豎直方向進(jìn)行修正,以

9、消除豎軸傾斜誤差的影響。還可進(jìn)行地球曲率改正、折光誤差以及溫度、氣壓改正。 、控制面板具有人機(jī)對話功能。控制面板由鍵盤和主,副顯示窗組成。除照準(zhǔn)以外的各種測量功能和參數(shù)均可通過鍵盤來實(shí)現(xiàn),儀器的兩側(cè)均有控制面板,操作十分方便。 、具有雙向通訊功能,可將測量數(shù)據(jù)傳輸給電子手簿或外部計(jì)算機(jī),也可接受電子手簿和外部計(jì)算機(jī)的指令和數(shù)據(jù)。 機(jī) 械 經(jīng) 緯 儀 光 學(xué) 經(jīng) 緯 儀 全 站 儀全站儀與經(jīng)緯儀相比 ？ 全全站儀與經(jīng)緯儀相比具有以下優(yōu)點(diǎn): 1、測量結(jié)果自動(dòng)記錄在電子手簿中,減少了讀數(shù)的錯(cuò)誤和記錄的粗差,提高了功效。 2、利用全站儀中的微處理器,通過傳感器可以自動(dòng)的改正儀器軸系誤差,提高測量精度;

10、3、距離改正,高差計(jì)算和坐標(biāo)計(jì)算在儀器上自動(dòng)完成,減少了內(nèi)業(yè)計(jì)算工作量;4、角度測量中自動(dòng)掃描整個(gè)度盤,并求出平均值作為結(jié)果,消除了度盤的刻 劃誤差和偏心差。 （一 ） 度 盤 的 電 子 化 讀 數(shù) 電 子 度 盤 讀 數(shù) 系 統(tǒng) 把 操 作 者 從 繁 重 的 度盤 人 工 讀 數(shù) 中 解 脫 出 來 。 不 但 提 高 了 效 率 ， 還大 大 降 低 了 誤 讀 的 機(jī) 率 。 （二 ） 三 軸 誤 差 的 自 動(dòng) 補(bǔ) 償 與 改 正 液 體 補(bǔ) 償 器 有效的軸系自動(dòng)補(bǔ)償與改正，是實(shí)現(xiàn)高精度測角的有力保證。 （三 ） 目 標(biāo) 的 自 動(dòng) 識(shí) 別 與 照 準(zhǔn) 自 動(dòng) 目 標(biāo) 識(shí) 別 并

11、 驅(qū) 動(dòng) 軸 系照 準(zhǔn) 目 標(biāo) ， 把 測 量 員 從 全 站儀 測 量 工 作 中 最 為 繁 重 一 項(xiàng)操 作 人 工 照 準(zhǔn) 目 標(biāo) 中 解脫 出 來 ， 使 測 量 員 可 以 遠(yuǎn) 離測 站 。 從 此 ， 全 站 儀 的 “ 自 動(dòng)化 ” 又 上 了 一 個(gè) 新 的 臺(tái) 階 。 （四）全 站 儀 的 無 合 作 目 標(biāo) 測 距 有 的 時(shí) 候 ， 在 目 標(biāo) 點(diǎn)上 要 擺 反 射 棱 鏡 是 比 較 麻煩 的 ， 甚 至 是 不 可 能 的 ，此 時(shí) 要 測 距 怎 么 辦 呢 ？ 現(xiàn) 在 有 同 軸 型 的 全 站儀 ， 可 以 無 合 作 目 標(biāo) 測 距 ，即 所 謂 的 “ 測

12、 站 ” 單 人 測量 系 統(tǒng) 。 （五）全 站 儀 的 自 動(dòng) 控 制 遠(yuǎn) 離 測 站 的 幾 種 測 量 操作 方 式 ： （ 1） 計(jì) 算 機(jī) 在 線 控 制 GeoCOM 方 式 （ 2） 機(jī) 載 軟 件 控 制 GeoBASIC 方 式 （ 3） Modem 控 制 鏡 站 方 式 （六 ） 超 站 儀徠 卡 GLPS： 精確 自 動(dòng) 定 位 和 定向 的 儀 器 。 n 全 站 儀 （ 激 光 測 距 ）n 陀 螺 儀n GPS 1.5、 全 站 儀 的 發(fā) 展 趨 勢 測 量 機(jī) 器 人 的 來 臨 ！1、 度 盤 讀 數(shù) 自 動(dòng) 化 ！2、 目 標(biāo) 照 準(zhǔn) 自 動(dòng) 化 ！3、

13、基 座 安 平 自 動(dòng) 化 ！4、 儀 器 對 中 自 動(dòng) 化 ？5、 儀 高 量 取 自 動(dòng) 化 ？ 2.3 數(shù)字測圖系統(tǒng)的其他硬件設(shè)備 2.3.1 數(shù)字化儀 數(shù)字化儀是數(shù)字測圖系統(tǒng)中的一種圖形數(shù)據(jù)采集設(shè)備，主要用來獲取矢量數(shù)據(jù)，用它從圖上獲取空間位置數(shù)據(jù)手扶跟蹤數(shù)字化儀 2.3.2 掃 描 儀掃描儀也是一種重要的輸入設(shè)備，主要用來獲取柵格數(shù)據(jù)。主要性能是：分辨率、彩色位數(shù)、掃描儀的硬件接口。 2.3.3 圖形輸出設(shè)備：繪 圖 儀主要性能指標(biāo)：繪圖速度、分辨率、精度 2.4 數(shù)字測圖軟件系統(tǒng) 2.4.1 數(shù)字測圖軟件系統(tǒng)簡介 數(shù)字測圖系統(tǒng)的軟件的優(yōu)劣直接影響數(shù)字測圖系統(tǒng)的效率、可靠性、成圖精度和操作的難易程度。市場上比較成熟的數(shù)字化成圖軟件有：1、南方測繪儀器有限公司的”數(shù)字化地形地籍成圖系統(tǒng)CASS“2、清華山維新技術(shù)開發(fā)公司的”GIS數(shù)據(jù)采集與管理系列軟件“3、武漢瑞得測繪自動(dòng)化公司的”數(shù)字測圖系統(tǒng)RDMS“4、北京威遠(yuǎn)圖公司的”CitoMap地理信息數(shù)據(jù)采集“ 5、廣州開思測繪軟件公司的”SCSGIS2000. 課后作業(yè)課本P37頁的思考與練習(xí)1、3