数字测图概述

数字测图概述（一）数字测图基本思想传统的地形测图（白纸测图）实质上是将测得的观测值（数值）用图解的方法转化为图形。这一转化过程几乎都是在野外实现的，即使是原图的室内整饰一般也要在测区驻地完成，因此劳动强度较大；再则，这个转化过程将使测得的数据所达到的精度大幅度降低。特别是在当今信息量剧增，一纸之图已难载诸多图形信息；变更、修改也极不方便，实在难以适应当前经济建设的需要。数字测图的基本思想是将地面上的地形和地理要素（或称模拟量）转换为数字量，然后由计算机对其进行处理，得到内容丰富的电子地图，需要时由图形输出设备（如显示器、绘图仪）输出地形图或各种专题图图形。将模拟量转换为数字这一过程通常称为数据采集。目前数据采集方法主要有野外地面数据采集法、航片数据采集法、原图数字化法等。数字测图的基本思想与过程如图1-1所示。数字测图就是通过采集有关的绘图信息并及时记录在数据终端（或直接传输给便携机），然后在室内通过数据接口将采集的数据传输给计算机，并由计算机对数据进行处理，再经过人机交互的屏幕编辑，形成绘图数据文件。最后由计算机控制绘图仪自动绘制所需的地形图，最终由磁盘、光盘和硬盘等贮存介质保存电子地图。数字测图虽然生产成品仍然以提供图解地形图为主，但是它以数字形式保存着地形模型及地理信息。图1-1数字测图的基本思想与过程（二）地图图形的描述测量的基本工作是测定点位。传统方法是用仪器测得点的三维坐标，或者测量水平角、竖直角及距离来确定点位，然后绘图员按坐标（或角度与距离）将点展绘到图纸上。跑尺员根据实际地形向绘图员报告测的是什么点（如房角点），这个（房角）点应该与哪个（房角）点连接等等，绘图员则当场依据展绘的点位按图式符号将地物描绘出来。独立地物可以由定位点及其符号表示，线状地物、面状地物由各种线划、符号或注记表示，等高线由高程值表达其意义。就这样一点一点地测和绘，一幅地形图也就生成了。数字测图是经过计算机软件自动处理（自动计算、自动识别、自动连接、自动调用图式符号等），自动绘出所测的地形图。因此，数字测图时必须收集能够满足计算机绘图需要的绘图信息，它包括点的定位信息、连接信息和属性信息。定位信息亦称点位信息，是用仪器在外业测量中测得的，最终以Ｘ，Ｙ，Ｚ（Ｈ）表示的三维坐标。连接信息是指测点的连接关系，它包括连接点号和连接线型，据此可将相关的点连接成一个地物。上述两种信息合称为图形信息，又称为几何信息。以此可以绘制房屋、道路、河流、地类界、等高统等图形。属性信息又称为非几何信息，包括定性信息和定量信息。属性的定性信息用来描述地图图形要素的分类或对地图图形要素进行标名，一般用拟定的特征码（或称地形编码）和文字表示。进行数字测图时不仅要测定地形点的位置（坐标），还要知道是什么点，是道路还是房屋，当场记下该测点的编码和连接信息，显示成图时，利用测图系统中的图式符号库，只要知道编码，就可以从库中调出与该编码对应的图式符号绘制成图。（三）地图图形的数据格式地图图形要素按照数据获取和成图方法的不同，可区分为矢量数据和栅格数据两种数据格式。矢量数据是图形的离散点坐标（Ｘ，Ｙ）的有序集合；栅格数据是图形像元值按矩阵形式的集合。由野外测量仪器采集的数据、由解析测图仪获得的数据和手扶跟踪数字化仪采集的数据是矢量数据；由扫描仪和遥感获得的数据是栅格数据。据估计，一幅１：１０００的一般密度的平面图只有几千个点的坐标对。矢量数据量与比例尺、地物密度有关。而一幅地形图（５０×５０cm）的栅格数据，随栅格单元（像元）的边长（一般≤０.０２ｍｍ）而不同，通常达上亿个像元点。故一幅地图图形的栅格数据量一般情况下比矢量数据量大得多。矢量数据结构是人们最熟悉的图形表达形式，从测定地形特征点位置到线划地形图中各类地物的表示以及设计用图，都是利用矢量数据。计算机辅助设计（ＣＡＤ）、图形处理及网络分析，也都是利用矢量数据和矢量算法。因此数字测图通常采用矢量数据结构和画矢量图。若采集的数据是栅格数据，必须将其转换为矢量数据。再则由计算机控制输出的矢量图形不仅美观，而且更新方便，应用非常广泛。