毕业论文范文——-利用全站仪及数字成图软件进行数字化成图方法研究.doc

1、I摘要本论文的题目是利用全站仪及数字成图软件进行数字化成图方法研究，实现方法是利用全站仪 GTS330和南方 CASS 5.1进行成图。结合时代发展的需要，整个过程分为方案设计，细部测量，数据下载及内业成图和 CASS数据导入 MAPINFO作地理信息系统的简单介绍。介绍了控制网的布网的规范，细部测量则是介绍全站仪的使用方法和工作模式，然后介绍具体的野外采集操作过程。数据下载介绍了数据从全站仪到微机，从微机到 CASS的一系列过程，然后介绍了一些关于 CASS的功能及使用方法，然后介绍整个内业成图的过程。在最后则是简单介绍了一下怎样把 CASS的图形导入MAPINFO，和怎样利用 MAPINF

2、O对地物进行属性编辑。关键词：数字化成图，GPS，CASS 成图软件2第一章 数字测图概述1.1 数字测图概念1.1.1 数字测图的基本思想数字测图的基本思想就是将地面上的地形和地理要素(或称模拟量)转化为数字量,然后由电子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。将模拟量转化为数字这一过程通常称为数据采集。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电子计算机，并由计算机对数据进行处理，在经过人机交互的屏幕编

3、辑，形成绘图数据文件，最后由计算机控制绘图仪自动控制所需的地形图，最终由磁盘、磁带等贮存介质保存电子地图。1.1.2 数字测图需要解决的问题归纳起来，数字测图所要解决的问题是：（1） 使采集的图形信息和属性信息为计算机识别。（2） 由计算机按照一定的要求对这些信息进行一系列的处理。（3） 将经过处理的数据和文字信息转换成图形，由屏幕输出或绘图仪输出各种所需的图形。（4） 按照一定的要求自动实现图形数据的应用问题。能自动地绘制地图图形是数字测图的首要任务，但这只是最基本的任务。数字测图还解决电子地图应用问题，尤其要使数字测图成果满足地理信息系统(GIS)的需要。数字测图的最终目的是实现测图与设计

4、和管理一体化、自动化。3原图数字化航片数据采集 野外地面数据采集几 何 信 息 属 性 信 息数 据 传 输数 据 处 理地 物 模 型 地 貌 模 型屏 幕 编 辑绘 图 文 件存 盘 地 形 图绘 草 图图 1.1 数字化成图的基本过程1.2 数字测图的基本过程1.2.1 数据采集数据采集主要有如下几种方法：GPS 法，即通过 GPS接收机采集野外碎部点的信息数据；航测法，即通过航空摄影测量和遥感手段采集地形点的信息数据；数字化仪法，即通过数字化仅在已有地图上采集信息数据；大地测量仪器法，即通过全站仪、测距仪、经纬仪等大地测量仪器实现碎部点野外数据采集。41.2.2 数据处理据处理主要包括

5、数据传输、数据预处理、数据转换、数据计算、图形生成、图形编辑与整饰、图形信息的管理与应用等。数据预处理包括坐标变换、各种数据资料的匹配、图比例尺的统一、不同结构数据的转换等等。当数据输入到计算机后，为建立数字地面模型绘制等高线，需要进行插值模型建立、插值计算、等高线光滑处理三个过程的工作。经过数据处理后，可产生平面图形数据文件和数字地面模型文件。要想得到一幅规范的地形图，还要对数据处理后生成的“原始”图形进行修改、编辑、整理；还需要加上汉字注记、高程注记，并填充各种面状地物符号；还要进行测区图形拼接、图形分幅和图廓整饰等。数据处理还包括对图形信息的全息保存、管理、使用等。1.2.3 成果输出经

6、过数据处理以后，即可得到数字地图，也就是形成一个图形文件，由磁盘或磁带作永久性保存。也可以将数字地图转换成地理信息系统所需要的图形格式，用于建立和更新 GIS图形数据库。输出图形是数字测图的主要目的，通过对层的控制，可以编制和输出各种专题地图(包括平面图、地籍图、地形图、管网图、带状图、规划图等等)，以满足不同用户的需要。可采用矢量绘图仪、栅格绘图仪、图形显示器、缩微系统等绘制或显示地形图图形。如果以产生出版原因为目的，可采用带有光学绘图头或刻针(刀)的平台矢量绘图仪，它们可以产生带有线划、符号、文字等高质量的地图图形。5第二章 GPS 测量规范及方案设计2.1 GPS 网的分级城市或工程 G

7、PS网按相邻点的平均距离和精度划分位二、三、四等和一、二级，在布网时可以逐级布设，越级布设或布设等级全面网。各等级 GPS网相邻点间弦长精度应按公式 2.1计算式（2.1）22)(bda式中 标准差（基线向量的弦长中误差 mm） ；a固定误差（mm） ；b比例误差系数（110 ） ；6d相邻点间的距离（km） ；各等级 GPS网的主要技术要求应符合表 2.1规定。相邻点最小距离应为平均的1/21/3；最大距离应为平均互利距离的 23 倍。表 2.1 GPS网的主要技术要求等级 平均距离（km） a(mm) b(110 )6最弱边相对中误差二等 9 10 2 1120000三等 5 10 5 1

8、80000四等 2 10 10 145000一级 1 10 10 120000二级 1 10 20 1100002.2 布网原则与设计在布网设计中应顾及原有城市测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，宜采用原有城市坐标系统。GPS 网应由一个或若干个独立观测环构成，也可以采用附合线路形式构成。各等级 GPS网中每个闭合环或附合线路中的边数应符合表 2.2的规定。非同步观测的 GPS基线向量边，应按所设计的网图选定，也可按软件功能自动挑选独立基线构成环路。6表 2.2 闭合环或附合线路边数的规定等级 二等 三等 四等 一级 二级闭合环或附合线路边数（条）6 8 10 10 10当长度变形值不大

9、于 2.5cm/km时，采用高斯正形投影统一 3带的平面正交坐标系统。当长度变形值大于 2.5cm/km时，采用下列方法：投影于抵偿高程面上的高斯正形投影 3带的平面直角坐标系统；高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统，投影面可采用黄海平均海水面或城市平均高程面；大、中城市的 GPS网应与国家控制网相互联接和转换，并应与附近的国家控制点联测，联测点数不应少于 3个点。小城市或工程控制网可联测 23 个点。为了求得 GPS网点的正常高，应进行水准测量的高程联测，并应按下列要求实施：（1）高程联测应采用不低于四等水准测量或与其精度相当的方法进行。（2）平原地区，高程联测点不宜少于 5个点，并应均匀分

10、布于网中。（3）丘陵或山地，高程联测点应按测区地形特征，适当增加高程联测点其点数不宜少于 10个点。2.3 RTK 原理2.3.1 RTK 测量的外业准备工作（1）仪器设备的准备：设备清点，电池充电等。（2）场作业的数据准备工作:坐标转换的参数，基准站坐标，放样的数据等。7GPS 信号 流动站参数 GPS 信号解求两站间实时基线流动站接收机坐标转换流动站平面坐标用户电台基准站信息基准站接收机解求流动站实时坐标图 2.1 RTK原理图2.3.2 RTK 外业测量（1）配置完成以后，新建文件进行管理，在此可以以多种方式定义坐标系统，通常我们选择无投影/无基准来定义。之后坐标方式选择“网格”水准面模

11、型选为“否” 。我们需要用点校正方式建立坐标转换，任务文件建立完成，退出文件管理系统。 （2）测量设置单位系统设置（设置好以后就可以无须再设置了）在配置中选择“单位” ，设置角度单位：DDD.MM.SS，设置经纬度：DDD.MM.SS，坐标：网格，坐标顺序：北-东-高程。坐标几何设置在配置中选择“坐标几何设定”距离选为网格模式。控制器设置，控制器设置主要是进行控制器的有关硬件和软件及单位的设置。测量形式设置，在测量形式中可以对多种测量方式的参数进行设置，而通常我们应用的主要是 RTK测量模式。（3） Trimble RTK 测量，定义坐标系统： 七参数法：在建立坐标系统基准转换菜单中选择“七参

12、数” 输入坐标转换的七个转换参数。基准转换和投影方式：选择投影方式：Universal Transverse Mercator，假北：80，假东：500000，纬度原点：0，中央子午线：（输入测区的投影中心子午线）117（北京） ，比例因子：1，半长轴：6378245(北京 54)，扁率：298.3。点校正：输入用户格网坐标和相对应的 WGS84坐标，在使用项目中可以设置使用水平加高程值，还是只使用水平分量或者高程分量。 。2.3.3 启动基准站当基准站架设好以后，就可以进行 RTK测量，首先，启动基准站接收机：点名称：输入基准站点名(如果在控制器中已经输入过基准点，则程序会自动调用，基准站最

13、好参与点校正。如果在控制器中没有基准点记录，则需要键入） 。代码：输入基准点代码，天线高度：输入量取的天线高度（各角度量三次取平均值） 。测量到：天线量取方法。当输入好以后，就可以启动基准站开始测量了。当进度指示条到 100%时，程序提示基准站启动完毕，断开控制器与接收机的连接电缆。基准站启动完成后，Trimmark3 电台开始数据传输，屏幕显示“Trans”表示电台工作正常。2.3.4 流动站测量控制器引导接收机开始测量后，首先，仪器进行初始化也就是进行整周模糊度的固定，这个需要大约 1分钟左右。当初始化完成后，控制器提示“初始化完成”这时候就可以进行 RTK测量了。此时可以进行 RTK的地

14、形点测量。9第三章 全站仪的使用及数据下载3.1 全站仪数字化成图的作业模式3.1.1 无码作业模式在野外用全站仪测量，电子手簿记录，同时配画标注测点点号的人工草图，在室内将测量数据直接由记录器传输到计算机，再由人工按草图编辑图形文件，或键入连点信息文件，经人机交互编辑修改，最终生成数字地图，现了由野外测量直接测绘数字地形图和绘制图解地形图的目标。3.1.2 编码作业模式改进外业采集软件的功能，使其不仅作单点点位记录，而且记录成图所需的全部信息，并且一些记录项可由软件自动默认（尽量减少作业人员键入的数据）。电子手簿的测量数据被传输到计算机后，由计算机自动检索编辑图形文件。3.1.3 电子平板测

15、绘模式电子平板测绘模式全站仪+便携机+相应测图软件。电子平板测图软件既有与全站仪通信和数据记录的功能，又在测量方法、解算建模、现场实时成图和图形编辑、修改等方面超越了传统图板测图的功能，从硬件意义上讲，完全替代了图板、图纸、铅笔、橡皮、三角板、比例尺等绘图工具。高分辨率的显示屏作图面，所显即所测，从而使数字测图真正实现了内外业一体化。3.1.4 全站仪自动跟踪测量模式测站为自动跟踪式全站仪，可以无人操作，棱镜站有跑镜员和电子平板操作员。全站仪自动跟踪照准立在测点上的棱镜，测量数据由测站通过无线数据通讯方式自动传输给棱镜站的电子平板进行记录、成图。测站无人操作，而在镜站遥控开机测量，全站仪自动跟

16、踪，自动照准，自动记录，及时获取观测成果，还可在镜站遥控进行检查与编码，TCA 遥控测量系统与电子平板连接，则可实现自动跟踪模式的电子平板数字测图。根据本人毕业设计方案选择了全站仪有码作业的方式具体，其具体操作将由下面介绍。103.2 野外数据采集中的全站仪操作过程窗口从左至又分别为（1）-（8）菜单F1：数据采集F2：放养F3：存储管理选择文件FN:_输入 调用 _ 回车点号0001_标识符_仪高_输入 查找 记录 测站数据采集F1:测站点输入F2:后视F3;前视/后视N:0.000 ME:0.000 MZ:0.000 M输入 _ 点号 回车后视点_编码_镜高_输入 置零 测量 后视后视_点号_输入 调用 NE/AE 回车N*1 ME: MZ: MF1 进入测量模式F4 碎步点测量模式F3 后视点测量F4 后视点坐标输入F4 后视点设置F4 测站点坐标输入F1 测站点设置F4 选择或新建文件