数字化成图系统的构成与工作方法.ppt

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1、第二章 数字化成图系统的构成与工作方法,2.1 数字测绘体系概述2.2 数字化成图常用硬件2.3 数字化成图软件,2.1 数字测绘体系概述,数字化成图系统 是指实现数字化成图功能的所有因素的集合。广义地讲，数字化成图系统是硬件、软件、人员和数据的总和。数字化成图系统的硬件主要有两大类：测绘类硬件 计算机类硬件。,软件和人员,数字化成图系统的软件 系统软件（如操作系统：Windows）支撑软件 应用软件。数字化成图系统的人员 是指参与完成数字化成图任务的所有工作与管理人员。,数据采集处理加工,数字化成图系统中的数据主要指系统运行过程中的数据流，它包括：采集（原始）数据(野外测量与调查结果,如控制

2、点、碎部点坐标，地物属性等，也可能是内业直接从已有地图或图像数字化或矢量化得到的结果)处理（过渡）数据(系统运行中的一些过渡性数据文件)数字地图（产品）数据 一般包括空间数据和非空间数据两大部分，有时也考虑时间数据。,2.2 数字化成图常用硬件,数字化成图工作中常用的硬件设备包括：全站仪、计算机、数字化仪、扫描仪、绘图仪等2.2.1 计算机计算机一般可以分为台式机、便携机和袖珍机。,全站仪,2.2.2 全站仪全站仪（Total Station）也称电子速测仪（有些单位将电子速测仪这个名称特指由电子经纬仪与测距仪连接在一起的组合式仪器）。全站仪的基本功能是在仪器照准目标后，通过微处理器的控制自动

3、地完成距离、水平方向和天顶距的观测、显示与存贮。除这些基本功能外，不同类型的全站仪一般还具有一些各自独特的功能，如平距、高差和目标点坐标的计算等。,全站仪组成,全站仪主要由五个系统组成：控制系统、测角系统、测距系统、记录系统和通讯系统。控制系统是全站仪的核心，包括：微处理机、键盘、显示器、存储栈、制动和微动旋钮、控制模口和通讯接口等,全站仪特点,全站仪的测角系统特点：1）绝对编码度盘或光电增量编码器，用电子细分系统；2）观测者直接记录。全站仪的测距系统与一般测距仪基本一致,全站仪特性,记录系统又称为电子数据记录器 全站仪记录系统主要有三种形式：接口式、磁卡式和内存式。通讯系统是野外数据采集到计

4、算机和绘图仪自动成图的介质。根据全站仪记录系统的不同，有三种不同的通讯方案：,全站仪,在数字化成图系统中，全站仪主要用于外业数据的采集，包括控制测量和碎部点测量。,常用全站仪的生产厂家与型号,5秒全站仪的部分指标,全站仪防水等级,2.2.3 数字化仪数字化仪是数字化成图系统中的一种图形录入设备。它的主要功能是将图形转化为数据，所以，有时它又被称为图数转换设备。数字化仪一般可分为两大类：手扶跟踪数字化仪和扫描数字化仪。人们习惯将手扶跟踪数字化仪称为数字化仪，而将扫描数字化仪直接称为扫描仪，本书也采用这种习惯叫法。,数字化仪,数字化仪,如图所示，从外表上看，数字化仪主要由工作桌面、游标线圈(手握键

5、板)、控制盒、支架等组成。,数字化仪,用数字化仪录入图形的基本思路是录入已有图形内各个图形实体上的关键点(有时以称为节点)。工作方式，主要有如下4种：1、点方式：操作者手动。2、时间方式：一定时间间隔。3、增量方式：坐标增量。4、网格方式：格网点。,扫描仪,2.2.4 扫描仪扫描仪是以“栅格方式”实现图数转换的设备。象元 量化 栅格矩阵图示的图形对应的栅格矩阵。,扫描仪,扫描仪按所支持的颜色，可分为单色扫描仪和彩色扫描仪。,扫描仪,扫描仪的技术参数主要有：1、幅面：A0、A1等。2、类型：彩色、黑白。3、分辨率：这是一种标称精度，用每英寸（Inch）中的点数（DPI）来衡量，一般以800DPI

6、以上较好。4、综合精度：这是一种综合精度指标，它是以扫描误差与图件的大小的比值来衡量的。5、扫描速度：一般用扫描一幅A0图纸所用的时间来衡量。30秒以下都是可以接受的。,绘图仪,2.2.5 绘图仪绘图机是数字化成图系统中一种重要的图形输出设备输出“白纸地图”，又称“可视地图”或数字地图的“硬拷贝”。与矢量、栅格相对应，绘图机也有“矢量绘图机”和“扫描绘图机”两种类型。,绘图仪,表列出了目前数字化成图系统中流行的5种机型的HP绘图仪,HP DJt 1050,GPS,2.2.6 GPS接收机GPS是全球定位系统(Global Position System)的英文缩写。该系统是美国国防部自70年代

7、开始研制的新一代导航和定位系统。,GPS,GPS空间系统图（上）,GPS卫星（下）,GPS,GPS卫星,GPS地面部分,GPS地面监控站组成：监测站，主控站，注入站。,监测站,监测站（5个）地点：夏威夷、主控站及三个注入站。,主控站,主控站（1个）地点：美国科罗拉多州法尔孔空军基地。,注入站,注入站（3个）阿松森群岛（大西洋）、迪戈加西亚（印度洋）和卡瓦加兰（太平洋）,用户部分,用户接收机部分,单频机,双频机,手持型GPS机,车载型GPS机,定位原理,GPS定位的基本原理是：把卫星看成是“飞行”的控制点，利用测量的距离进行空间后方交会，便得到接收机的位置，卫星的瞬时坐标可以利用卫星的轨道参数计

8、算。,电子手簿,2.2.7 电子手簿主要作用是：在外业与全站仪连接，记录观测数据并作必要的处理，在内业与计算机连接，将记录数据传入计算机，供进一步处理。在大比例数字化成图中自行开发的与数字化成图软件相配套的电子手簿得到了广泛的应用。,如南方测绘仪器公司在PCE500上开发的电子手簿分别用CE191、CE193、CE195、CE197、CE199、CE201等专用电缆实现与索佳、宾得、拓普康、尼康、徕卡、南方等系列全站仪的连接，用E5232C电缆实现与计算机的连接。图为PCE-500。,2.3 数字化成图软件,数字化成图软件属于应用软件，是一种比较复杂的图形应用软件。2.3.1 数字化成图软件的

9、特点1、数据量大。2、算法复杂。3、涉及外设较多。4、图形交互。5、图形与信息。,2.3.2 数字化成图软件的功能 1、外业记录在观测现场以数据文件或数据文件与其它(如草图)相结合的方式记录全部内业成图所需的数据(信息)。这项工作一般是由电子手簿完成的。2、数据传输(通讯)。指将电子手簿或全站仪中记录到的数据传入内业计算机上。,3、图形输入指在内业用数字化仪录入已有地形图。4、数据处理外业采集方法和采集顺序的多样性，其格式和数据结构都必须经过处理后才能满足生成图形有要求。5、图形生成。按地形图图式的要求在计算机屏幕上生成并显示各地图实体。,6、图形编辑图形编辑功能一般要求在图形界面下以人机交互

10、的方式来实现。7、图形输出图形输出就是将已经编辑好的地形图用绘图机或打印机绘出来。以上这些基本功能经过有机的组成，就可以构造出如图所示的数字化成图系统的基本框架。,2.3.3 数字化成图软件的结构数字测图软件从结构上一般可以被划分为四个层次：零级图形软件 一级图形软件 二级图形软件 三级图形软件,零级图形软件是最底层的软件。它主要解决图形设备与主机的通讯和接口问题，所以又称为设备驱动程序。它是一些最基本的输入、输出子程序。一级图形软件又称为基本子程序。它主要包括生成基本图形元素、对设备进行管理的各个程序模块，例如生成直线的模块。,二级图形软件也称为功能子程序，是在一级图形软件的基础上编写的。其

11、主要任务是建立图形数据结构，定义、编辑和输出图形，以及建立各图形设备之间的联系。三级图形软件是为解决某种应用问题的图形软件。它是在上述零级、一级、二级图形软件的基础上开发的。它的主要功能是在统一的界面下协调上述各级软件的工作。它是完全面向用户的。,总结：上述四级图形软件在数字化成图软件中一般具有从高级到低级的调用关系。开发实践中，零级图形软件一般由系统软件提供，一级图形软件一般由所选择的开发工具或语言提供，二级和三级图形软件才是数字化成图软件开发的主要工作。,2.3.4 常用数字化成图软件简介南方测绘仪器公司的“内外业一体化地形地籍成图系统 CASS”。清华山维新技术开发公司的“大比例尺电子平板机助成图系统 EPSW”。中国矿大的“MAPSUV数字化测图系统”。武汉瑞得测绘自动化公司研制的数字测图系统RDMS。,EPSW界面,EPSW界面,Cass用户界面,Mapsuv用户界面,本章的重点和难点：1.概念：数字化成图系统。2.数字化成图常用硬件。3.数字化成图软件的特点和功能。4.数字化成图软件的结构。,练习,数字化测图的硬件包含哪些部分？数字化测图的软件有哪些功能？你能试着利用计算机搜集现在常用的数字化测图软件的信息吗？,