數(shù)字測(cè)圖

前言

計(jì)算機(jī)技術(shù)、空間技術(shù)、通信技術(shù)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，使得傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)發(fā)生了巨大變革，出現(xiàn)了以全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）為代表的“3S"測(cè)繪新技術(shù)。“3S"技術(shù)極大地改變了測(cè)繪行業(yè)的面貌和作業(yè)方式，促使測(cè)繪儀器、理論和技術(shù)迅速發(fā)展。目前，以電子化的地面測(cè)量?jī)x器和計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件為主體的野外數(shù)字測(cè)圖（即GIS前端，簡(jiǎn)稱數(shù)字測(cè)圖）技術(shù)已廣泛應(yīng)用于測(cè)繪生產(chǎn)，并已取代傳統(tǒng)的白紙測(cè)圖技術(shù)。數(shù)字測(cè)圖目前已成為應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最普及、大多數(shù)測(cè)繪工作人員必須掌握的現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)。此前的多數(shù)本科教材將“數(shù)字測(cè)圖”與“測(cè)量學(xué)”內(nèi)容融合在一起，教學(xué)實(shí)踐表明，這樣不僅增加了專業(yè)基礎(chǔ)課的負(fù)擔(dān)，而且不易使學(xué)生全面系統(tǒng)地掌握數(shù)字測(cè)圖的相關(guān)理論知識(shí)和相應(yīng)技術(shù)。近幾年，部分高等學(xué)校進(jìn)行了課程改革，單獨(dú)開設(shè)“數(shù)字測(cè)圖”課程，但都苦于沒有合適的教材可以使用。測(cè)繪出版社為滿足這一教學(xué)急需，于2008年4月組織九所長(zhǎng)期從事數(shù)字測(cè)圖教學(xué)的高校教師，集聚鄭州，商討統(tǒng)一編寫出版《數(shù)字測(cè)圖》教材事宜。與會(huì)老師在楊曉明、周建業(yè)編寫的“數(shù)字測(cè)圖”講義的基礎(chǔ)上，結(jié)合各自多年來數(shù)字測(cè)圖教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，仔細(xì)地討論了《數(shù)字測(cè)圖》教材的框架結(jié)構(gòu)和內(nèi)容細(xì)節(jié)，最后制定了“數(shù)字測(cè)圖編寫大綱”。本教材編寫工作由楊曉明（華北水利水電學(xué)院）主持，集體討論，分工負(fù)責(zé)。參加編寫的作者及分工情況如下：第一章由楊曉明、宋利杰（河北理工大學(xué)）編寫；第二章由沙從術(shù)（河南工程學(xué)院）、鄭崇啟（平頂山工學(xué)院）編寫；第三章由周文國(guó)（華北科技學(xué)院）、楊曉明編寫；第四章由沙從術(shù)、董斌（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)）編寫；第五章由陳紅華（南京林業(yè)大學(xué)）、周文國(guó)編寫；第六章由董斌、過家春（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)）編寫；第七章由余代俊（成都理工大學(xué)）、周建業(yè)（華北水利水電學(xué)院）編寫；第八章由鄭崇啟編寫；第九章由唐詩(shī)華（桂林理工大學(xué)）編寫；第十章由楊曉明、周建業(yè)編寫。各章編寫完后，由楊曉明、唐詩(shī)華對(duì)一些章節(jié)予以補(bǔ)充、修改，并負(fù)責(zé)統(tǒng)稿定稿。最后由唐詩(shī)華、周文國(guó)兩位教授分別統(tǒng)審全書。《數(shù)字測(cè)圖》教材嚴(yán)格按照會(huì)議形成的“數(shù)字測(cè)圖編寫大綱”編寫。介紹了數(shù)字測(cè)圖的有關(guān)概念，系統(tǒng)地闡述了數(shù)字測(cè)圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與計(jì)算機(jī)繪圖原理，較全面地介紹了數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)的硬件與軟件，詳細(xì)地介紹了野外數(shù)字測(cè)圖內(nèi)外業(yè)，以及數(shù)字測(cè)圖的質(zhì)量控制，簡(jiǎn)述了地圖數(shù)字化、數(shù)字測(cè)圖成果的應(yīng)用和數(shù)字地籍測(cè)繪。該教材主要作為測(cè)繪工程專業(yè)和地理信息系統(tǒng)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)本科教材，建議以48授課學(xué)時(shí)外加2周實(shí)習(xí)為基本教學(xué)學(xué)時(shí)。在本書的編寫過程中，得到了中國(guó)石油大學(xué)萬(wàn)劍華、廣西大學(xué)陳偉清、淮海工學(xué)院謝宏全、青島理工大學(xué)郭宗河、平頂山工學(xué)院何保喜、南京林業(yè)大學(xué)鄭加柱、河北理工大學(xué)張永彬、合肥工業(yè)大學(xué)李曉莉、河南工程學(xué)院劉紹堂等老師的鼓勵(lì)和支持，并對(duì)本書的編寫提出了指導(dǎo)性意見，在此深表感謝！數(shù)字測(cè)圖的理論、技術(shù)和方法處在不斷的發(fā)展之中。盡管通過我們九所院校的精誠(chéng)合作，力求精品，但由于編者水平有限，教材中難免會(huì)有不妥和不足之處，有待進(jìn)一步完善和提高，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

《數(shù)字測(cè)圖》系統(tǒng)地介紹了數(shù)字測(cè)圖的理論、技術(shù)和方法。內(nèi)容包括：數(shù)字測(cè)圖的有關(guān)概念、數(shù)字測(cè)圖的基本過程、數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)的硬件設(shè)備、數(shù)字測(cè)圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、野外數(shù)據(jù)采集、計(jì)算機(jī)繪圖原理、數(shù)字測(cè)圖內(nèi)業(yè)、地圖數(shù)字化、數(shù)字測(cè)圖質(zhì)量控制、數(shù)字測(cè)圖成果的應(yīng)用、數(shù)字地籍測(cè)繪?！稊?shù)字測(cè)圖》不僅對(duì)數(shù)字測(cè)圖所涉及的硬件（全站儀、RTK GPS接收機(jī)、掃描儀、繪圖儀等）、軟件（CASS、SCAN等）及數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，而且對(duì)數(shù)字測(cè)圖的技術(shù)設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢查、技術(shù)總結(jié)及數(shù)字地形圖的應(yīng)用也進(jìn)行了介紹。每章都附有習(xí)題與思考題，以方便學(xué)生復(fù)習(xí)參考?！　　稊?shù)字測(cè)圖》為普通高等學(xué)校測(cè)繪工程專業(yè)和地理信息系統(tǒng)專業(yè)的本科教材，也可作為應(yīng)用現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)較多的有關(guān)專業(yè)（如土地管理、交通工程、資源與環(huán)境管理等）的本科教材，亦可供從事測(cè)繪工程工作及相關(guān)工作的技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

書籍目錄

第一章  概論　§1．1　數(shù)字測(cè)圖的有關(guān)概念　§1．2　數(shù)字測(cè)圖的基本過程　§1．3　數(shù)字測(cè)圖的優(yōu)點(diǎn)　§1．4　數(shù)字測(cè)圖的作業(yè)模式第二章　數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)的硬件設(shè)備　§2．1　全站儀的結(jié)構(gòu)及其測(cè)量原理　§2．2　全站儀的使用　§2．3　RTK GPS系統(tǒng)簡(jiǎn)介　§2．4　數(shù)字化儀與掃描儀　§2．5　工程繪圖儀第三章　數(shù)字測(cè)圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)　§3．1　常用坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換　§3．2　圖形裁剪　§3．3　規(guī)則圖形的正形化處理　§3．4　曲線的光滑第四章　野外數(shù)據(jù)采集　§4．1　數(shù)據(jù)編碼　§4．2　測(cè)圖前的準(zhǔn)備工作　§4．3　碎部點(diǎn)測(cè)算原理與方法　§4．4　測(cè)記法野外數(shù)據(jù)采集　§4．5　電子平板法野外數(shù)據(jù)采集　§4．6　數(shù)據(jù)通訊第五章　計(jì)算機(jī)繪圖原理　§5．1　基本圖形的繪制　§5．2　地圖符號(hào)的自動(dòng)繪制　§5．3　等高線的自動(dòng)生成　§5．4　圖形顯示的分層處理第六章　數(shù)字測(cè)圖內(nèi)業(yè)　§6．1　CASS數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)操作主界面及其內(nèi)容簡(jiǎn)介　§6．2　數(shù)據(jù)傳輸與參數(shù)設(shè)置　§6．3　平面圖繪制　§6．4　編輯、注記與數(shù)據(jù)處理　§6．5　等高線繪制與編輯　……第七章　地圖數(shù)字化第八章　數(shù)字測(cè)圖的質(zhì)量控制第九章　數(shù)字測(cè)圖成果的應(yīng)用第十章　數(shù)字的地籍測(cè)繪參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.1數(shù)字測(cè)圖的有關(guān)概念一、數(shù)字地圖地圖是一種古老而有效并一直沿用至今的精確表達(dá)地表現(xiàn)象的方式，是記錄和傳達(dá)關(guān)于自然世界、社會(huì)和人文位置與空間特性信息最卓越的工具，它對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的作用如同語(yǔ)言和文字一樣，具有不言而喻的重要性。從本質(zhì)上講，地圖是對(duì)客觀存在的特征和變化規(guī)則的一種科學(xué)的概括和抽象。與早期用半符號(hào)、半寫景的方法來表示和描述地形的地圖相比，現(xiàn)代地圖按照一定數(shù)學(xué)法則，運(yùn)用符號(hào)系統(tǒng)概括地將地面上各種自然現(xiàn)象表示在平面上，因此現(xiàn)代地圖具有早期地圖無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，即現(xiàn)代地圖具有可量測(cè)性。傳統(tǒng)的圖解法測(cè)圖是利用測(cè)量?jī)x器對(duì)地球表面局部區(qū)域內(nèi)的各種地物、地貌特征點(diǎn)的空間位置進(jìn)行測(cè)定，并以一定的比例尺按圖式符號(hào)將其繪制在圖紙上。通常稱這種在圖紙上直接繪圖的工作方式為白紙測(cè)圖。在測(cè)圖過程中，觀測(cè)數(shù)據(jù)的精度由于刺點(diǎn)、繪圖及圖紙伸縮變形等因素的影響會(huì)有較大的降低，而且工序多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、質(zhì)量管理難，特別在當(dāng)今的信息時(shí)代，紙質(zhì)地形圖已難以承載更多的圖形信息，圖紙更新也極為不便，難以適應(yīng)信息時(shí)代經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)繪儀器的發(fā)展，一種全解析機(jī)助測(cè)圖方法以高自動(dòng)化、全數(shù)字化、高精度的顯著優(yōu)勢(shì)取代了傳統(tǒng)的手工圖解測(cè)圖法。數(shù)字測(cè)圖就是要實(shí)現(xiàn)豐富的地形信息、地理信息數(shù)字化和作業(yè)過程的自動(dòng)化或半自動(dòng)化，盡可能縮短野外測(cè)圖時(shí)間，減輕野外勞動(dòng)強(qiáng)度，而將大部分作業(yè)內(nèi)容安排到室內(nèi)去完成，與此同時(shí)，將大量手工作業(yè)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)控制下的自動(dòng)操作，這樣不僅減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，而且不會(huì)損失觀測(cè)值精度。地面數(shù)字測(cè)圖的基本過程是：首先采集有關(guān)的繪圖信息并及時(shí)記錄在相應(yīng)存儲(chǔ)器中（或直接傳輸給便攜機(jī)），然后在室內(nèi)通過數(shù)據(jù)接口將采集的數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)并由計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再經(jīng)過人機(jī)交互屏幕編輯，最后形成數(shù)字圖形文件。

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