数字测图
第五章 数字测图软件系统
( MAPSUV)的设计
内容提要
5.1 野外数据采集原理
5.2 大比例尺数字测图系统设计
5.2.1 系统设计目标
5.2.2 设计原则
5.2.3 系统模块结构
5.2.4 系统主要功能
5.2.5 系统数据组织
5.3 数据编码
5.4 MAPSUV数据编码的设计
5.4.1 采用的标准
5.4.2 GB 14804-93主题内容与适用
范围
5.4.3 GB 14804-93分类、编码原则
5.4.4 编码方法
5.4.5 编码设计
5.4.6 数据编码的输入
5.5 图式符号库的设计
5.5.1建立图式符号库的一般原则
5.5.2 图式符号库的设计原理
5.6 连接信息的设计
5.7 分幅与接边
5.7.1分幅的意义
5.7.2地形图的分幅
5.7.3分幅的步骤
5.7.4图幅间的接边处理
5.7.5图廓
5.8 层
5.9 建立 DTM的原理和方法
5.10 地形图的绘制
5.11 图形应用接口
本章小结
5.1 野外数据采集原理
? 测点的三维坐标;
? 测点的属性, 即地形点的特征信息, 绘
图时必须知道该点是什么点:地貌点?
地物点 ( 屋角, 电线杆 … )? 有什么特
征等等;
? 测点的连接关系,据此可将相关的点连
成一个地物。
5.2 大比例尺数字测图系统设计
? 5.2.1 系统设计目标
? 5.2.2 设计原则
? 5.2.3 系统模块结构
? 5.2.4 系统主要功能
? 5.2.5 系统数据组织
5.2.1 系统设计目标
? 数字测图系统总的设计目标是构造一个完整的数
字测图成图软件:
– 它既可以采用野外测记, 室内成图;也可以采用电子
平板测绘模式, 内外业一体化, 实时成图 。
– 它具有数据采集, 输入, 数据处理, 成图, 图形编辑
与修改及绘图等功能 。
– 可以自动生成和维护拓扑关系, 输入图形属性信息,
同时可以输出符合国家标准图式的图形 。
5.2.2 设计原则
? ( 1)系统性
? ( 2)规范化
? ( 3)兼容性和可扩展性
? ( 4)科学性
? ( 5)开放性
? ( 6)先进性
5.2.3 系统模块结构
符号库编码表
数据成图碎部测量导线测量
电子全站
数据输出图形编辑
GPS 扫描仪等
全站仪以及其
他测量仪器
扫描矢量化数字化仪
其他测图软件
数据和文本数

数据输入
数据输出
MAPGIS 标准
的点, 线,
面文件
建立数字高程模
型的 DTM文件
地籍管理界址点
线文件, 报表
用户指定的其
他 GIS 软件系
统标准的数据
5.2.4 系统主要功能
数据采集 数据处理与成图 数据输出
测量准备 控制测量 碎部测量
编辑控制点
划定测区
图幅命名
修改图幅参数
安装全站仪
测站设置
测站检核
导线测量
支导线测量
导线平差
坐标输入 极坐标测量
平鱼极坐标测量 十字尺测量
相对极坐标测量
偏心点测量 目标遥测 偏心距测量
求交会点 垂直量边
坎类测量 中心道路测量
水深测量 房屋测量 ……
计算坐标, 提
取并整理图形
信息
原始外业数据 地形数据库
5.2.5 系统数据组织
测点名 北坐标 X 东坐标 Y 高程 Z 编码 建模 Z 注记高程
作业区

宗地号 楼层地类号 结构 地物编

点数地物号 测点名

5.3 数据编码
? 目前,国内开发的测图软件已经很多,一般都
是根据各自的需要、作业习惯、仪器设备及数
据处理方法等设计自己的数据编码方案,还没
有形成固定的标准。
? 数据编码从结构和输入方法上区分,主要有全
要素编码、块结构编码、简编码和二维编码。
5.4 MAPSUV数据编码的设计
1,采用的标准
? GB 14804-93 1,500 1,1000 1,2000 地形图要素分
类与代码
? GB /T 7929-1995 1:500 1,1000 1,2000 地形图图

2,GB 14804-93主题内容与适用范围
3,GB 14804-93分类、编码原则
5.4.4 编码方法
X X X X
大 小 一 二
类 类 级 级
码 码 代 代
码 码
5.4.5 编码设计
4 位
10 进制数
用户
可定义
编码
外码
4 位
10 进制数
系统内
部使用
内码
地物
名称
名称
56 层
可自定义
地物
要素

图层
子图库
线型库
图案库
0 点
1 线
2 区
类型
编码表
5.4.6数据编码的输入
1,系统默认值;
2,直接用键盘输入;
3,按 [编码 ]按钮或快捷键从常用编码中选取;
4,按 [编码 ]按钮或快捷键从全部编码中选取;
5,利用符号箱时,直接在可视面板上选取。
5.5 图式符号库的设计
? 5.5.1建立图式符号库的一般原则
? 5.5.2 图式符号库的设计原理
5.5.1建立图式符号库的一般原则
? 提供各种地物符号的绘制方法;
? 对这些符号的组织、检索、管理和应用
的方法;
? 对符号库进行增加、删除、修改等操作
的维护功能,
? 符号库应具有自我更新和调整的能力。
5.5.2 图式符号库的设计原理
? 1 设计思想
? 2 编码与符号的分类
1 设计思想
? 沿用通用 CAD图形软件的符号库系统,
并实现与之兼容的应用程序;
? 另一种是根据自己的图形数据结构和图
形应用平台,开发专门的符号库结构和
实现方法,并专门设计各种符号。
难以用一般化的描述
? 斜坡、广告牌、台阶等,只能分别编写
专门的绘制程序,并形成各自的应用方
法。
2 编码与符号的分类
? 符号库根据编码来组织
? 查询方法
符号分类
? 各种符号可分作点状、线状、面状三大

点状符号
? 点状符号只有一个定位点,对应一个固
定的、不依比例尺而变化的图形符号。
? 根据朝向不同,其又可以分为垂直于南
图廓和按真实方向描绘两类。
线状符号
? 线状符号的特点是根据定位线绘制
? 比较简单的(用抬、落笔即可控制的)
线型,如大车路、境界线
? 比较复杂的(需要用独立符号进行组合
的)线型,如行树、高压电力线。
面状
? 面状符号的定位线要求构成封闭的区域。
? 根据填充方式的不同,又可分成点填充
方式(如草地,树林)及线填充方式
(如房屋的晕线) 。
5.6 连接信息的设计
? 连接信息可分解为连接点和连接线型。
? 独立地物只要用地形编码来表明它的属
性 。
? 线状或面状地物,这时需要明确本测点
与哪个点相连,以什么线型相连。
相连线型
? MAPSUV包括如下几种关系:独立地物、
直线、曲线、圆弧、整圆、直线过渡、
曲线过渡、圆弧过渡和整圆过渡。
? 规定连接关系是当前点与前一点的连接
关系,这样第一点无连接关系,一般表
示为与下一点的连接关系。
? 测第 2点,必须与 1点以
直线相连,3点须与 2点
直线相连,5点与 4点,4
点与 3点则以圆弧相连,
5点与 1点以直线相连。
总结
? 对每一个点来说,获取了描述点的三类
信息,就具备了计算机自动成图的必要
条件:
– 点位
– 编码
– 连接线型
5.7 分幅与接边
5.7.1分幅的意义
? 容量限制
? 出图的需要
? 提高计算效率的需要
? 数据管理的需要
? 组织作业的需要
5.7.2地形图的分幅
比例尺 图幅尺寸
/cm
实地面积
/km2
一张 1,5000图幅
包含分幅图幅数
1,5000 40× 40 4 1
1,2000 50× 50 1 4
1,1000 50× 50 0.25 16
1,500 50× 50 0.0625 64
1)正方形图幅分幅及编号
? 大比例尺地形图大多采用正方形分幅,
即按统一的直角坐标格网分幅,其编号
方法一般采用图幅西南角坐标公里数编
号法
? 在小测区或带状地区,也可选用自左至
右由上至下的流水编号法
? 行列编号法
图幅编号
不同比例尺地形图的编号法
2)矩形图幅的分幅及编号
? 1,5000~ l,500地形图采用矩形分幅时,
不论比例尺大小皆为 40cm× 50cm。
? ? yyxxM ??? 西南角西南角
? ? 100030000800200002000 ?
3)任意分幅及编号
? 如要将整个测区画到一张图纸上,或要
将测区放在图幅的中心,或绘带状条图
等等,都可根据需要自行定幅及编号。
5.7.3分幅的步骤
? ( l)测区的划定
? ( 2)分幅
( l)测区的划定
( 2)分幅
? 当测区较大时,必须进行分幅处理
5.7.4图幅间的接边处理
? 平面图的接边处理
? 等高线的接边处理
平面图的接边处理
? 分组测量时采用了按自然地界分工,最
后合并统一分幅;
? 按图幅分工,对接边处的房屋等地物测
绘,则进一步规定, 右下负责制,
右下负责制
直(弧)线接边处理的原理
? 形成统一的一套点位坐标和绘图信息
等高线的接边处理
依据自然地界为分界线的
接边处理
5.7.5图廓
? 划定测区,按图幅大小进行分幅
? 填写接图表
? 填写图廓注记表
? 自动绘制图廓
5.8 层
? 如果一个工程数据量过大,可以采取数
据分割的手段来减少处理的负荷,减少
占用有限的内存,提高数据处理效率。
常用的数据分割手段有分片和分层两种
方法。
? 在数字测图系统中可按地物的属性编码
分层。
? 层是地形特征属性在同一坐标平面的逻辑意义
上的集合,在构造层时每一种属性数据可形成
一个独立的层。
? 在数字测图系统中可按地物的属性编码分层。
? 在分层时要考虑地物的特征类别和应用的目的。
? 可以将一种地物要素定义为一层,也可以将同
一类的地物要素组合到一层内。
? 0 自由层
? 1 图廓信息
? 2 测量控制点
? 3 普通房屋
? 4 特殊房屋
? 5 房屋附属
? 6 垣栅
? 7 地矿设施
? 8 工业设施
? 9 农业设施
? 10 科文体卫
? 11 公共设施
? 12 纪念建筑
? 13 文物宗教
? 14 其它设施
? 15 铁路轨道
? 16 火车站设施
? 17 公路
? 18 其它道路
? 19 道路及设施
? 20 桥梁
? 21 渡口码头
? 22 航行标志
? 23 电力设施
? 24 通信设施
? 25 管道井等
? 26 河溪
? 27 湖塘水库
? 28 沟渠
? 29 人工水利
? 30 井泉瀑布
? 31 海洋要素
? 32 行政区界
? 33 其它界线
? 34 等高线
? 35 高程注记
? 36 崩残地貌
? 37 坡坎
? 38 其它地貌
? 39 土质
? 40 耕地
? 41 园地
? 42 林草花圃
? 43 规划道路
? 44 控制点注记
? 45 居民地注记
? 46 单位名称注记
? 47 地籍说明注记
? 48 道路及附属注记
? 49 工矿及公共设施注记
? 50 管线和垣栅注记
? 51 水系注记
? 52 境界注记
? 53 地貌及土质注记
? 54 植被注记
? 55 其它说明注记
? 56 其它层
5.9 建立 DTM的原理和方法
? 数据的获取
? 数据的转换
? 数据的预处理
? 构网建模
? 存储和管理
? 数模的应用
DTM
? DTM( Digital Terrain Model)即数字地面模型,
简称数模、是以数字的形式按一定的结构组织
在一起,表示实际地形特征的空间分布,也就
是地形形状大小和起伏的数字描述。
? 只有在 DTM的基础上才能绘制等高线。数字表
示方式包括离散点的三维坐标(测量数据)、
由离散点组成的规则或不规则的格网结构、依
据数模及一定的内插和拟合算法自动生成的等
高线(图)、断面(图)、坡度(图)等等。
数据的获取
? 完善的 DTM系统应具有各种类型数据输入的接
口:
– 它可以接受野外测量仪器直接传输的数据,还可以
接受由人工键入的测量数据;
– 也可以接受航测照片经立体坐标量测仪或解析测图
仪等量测的三维地形数据;
– 遥感图像经图像处理系统处理后也可得到地形数据。
? DTM数据获取部分应包括计算机与不同的设备,
如全站仪、电子手薄、数字化仪 …… 进行数据
传送的接口。
数据的转换
? 不同来源的原始数据类型可以是各种各样的,
例如三维坐标或距离, 方位角等 。
? 数据中除了离散点的坐标信息, 还包含离散点
之间的地形关系及地物特征等信息 。
? DTM系统还要有数据格式转换的功能:
– 不同类型的原始数据经过处理之后, 转换成 DTM系
统的标准格式 ( 一般为三维坐标 ) 数据, 但不能影
响原始数据精度 。
数据的预处理
? 首先要对原始数据进行必要的预处理, 如数据过滤,
剔除几乎重合的数据, 给定高程限值, 剔除粗差数据,
进行必要的数据加密等等, 同时程序还应提供编辑数
据的工具 。
? 除地面坐标数据之外,地形和地物的特征信息,如地
性线、山脊线、山谷线、断裂线等,是 DTM不可缺少
的要素。
? DTM系统的特征提取部分功能包括:
– 识别原始数据记录中的特征编码;
– 将地性线特征编码和相关的空间定位数据转换成 DTM标准数
据格式;
– 提取地性线, 断裂线以及处理特殊地形 ( 如陡坎等 ) ;
– 数据编辑。
5.10 地形图的绘制
? 经过外业测量和相关的数据处理, 就可
以建立起测区的地形数据库 。
? 地形数据库中保存有全部地物, 地貌特
征的准确描述数据, 但提交给用户应用
的测量成果, 一般还是采取可视的地形
图的形式 。
绘制地形图流程
5.11 图形应用接口
? 选择合适的图形应用接口,最关键的因素是数
据的交换能力。
? 输入
– AutoCAD dxf dwg
– 瑞得,清华山维、南方测绘、威远图等交换文件
– MAPGIS wl wp wt
? 输出
– AutoCAD dxf dwg
– Microstation DGN
– MAPGIS wl wp wt 明码文件
– Arc/Info E00