內(nèi)容提要：◆地形圖的基本知識◆地物平面圖測繪◆等高線地形圖測繪◆數(shù)字測圖的原理和方法◆城市三維模型構(gòu)建

1124第一頁，共123頁。第一頁，共123頁。§7-1

地形圖基本知識一、地形圖概述地物

—地面上由人工建造的固定物體例如房屋、道路、橋梁、隧道、人工河岸、樹林、邊界樁等。地貌—地面上主要由自然力形成高低起伏的連續(xù)形態(tài)，例如平原、河流、山嶺、山谷、斜坡、洼地等。地形

—地物和地貌的總稱，按時(shí)代的需要，其所含信息將愈來愈豐富。地形圖

—表示地物和地貌信息的載體。經(jīng)典地形圖是以圖紙上的線條和文字為載體。而現(xiàn)代的地形圖是數(shù)字地形圖，將地形信息以數(shù)字形式貯存于光盤等載體，其信息量遠(yuǎn)比經(jīng)典的地形圖豐富，但必要時(shí)仍可和經(jīng)典地形圖一樣,用圖紙為載體按指定的比例尺打印輸出。2124第二頁，共123頁。第二頁，共123頁。計(jì)算機(jī)屏幕顯示的數(shù)字地形圖同濟(jì)大學(xué)滬西校區(qū)局部天佑樓3124第三頁，共123頁。第三頁，共123頁。城市地形平面圖4124第四頁，共123頁。第四頁，共123頁。農(nóng)村等高線地形圖5124第五頁，共123頁。第五頁，共123頁。從經(jīng)典的全人工的白紙測圖和繪圖,到自動化數(shù)據(jù)采集和機(jī)助成圖的數(shù)字地形圖,其基本原理并未有本質(zhì)改變：

(1)首先必須進(jìn)行控制測量,作為整體控制；

(2)按一定的投影方法和數(shù)據(jù)采集的原則,進(jìn)行測量；

(4)用行業(yè)規(guī)范,統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容和精度；

(3)按國家統(tǒng)一規(guī)定的符號表示其內(nèi)容。地形測量原理白紙測圖和數(shù)字地圖存在的明顯差異:

(1)數(shù)據(jù)采集和成圖的方法從全人工,逐步到半自動化和自動化,由此提高工作功效和成品精度；

(2)滿足現(xiàn)代化建設(shè)日益增多的對地形信息的需求,從提供平面信息為主到全面的空間信息(從二維到三維)。6124第六頁，共123頁。第六頁，共123頁。（一）比例尺表示方法二、地形圖的比例尺M(jìn)=稱為比例尺分母—Dd比例尺=—————=圖上長度d

實(shí)地長度D

數(shù)字比例尺：1:500，1:1000，1:5000，…

105010203040m2cm1:500圖示比例尺(直線比例尺)：在地形圖上，比例尺的注記方法：定義：7124第七頁，共123頁。第七頁，共123頁。（三）

城市和工程建設(shè)中地形圖比例尺的選用比例尺1:100001:50001:20001:10001:500城市總體規(guī)劃、廠址選擇區(qū)域布置方案比較城市詳細(xì)規(guī)劃及工程項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)建筑設(shè)計(jì)、城市詳細(xì)規(guī)劃工程施工設(shè)計(jì)、工程竣工圖用途（二）

地形圖按比例尺分類大比例尺圖—

l:500，l:1000,l:2000,l:5000中比例尺圖

—

l:1萬，1:2.5萬,1:5萬,1:10萬小比例尺圖

—

l:20萬，1:50萬，l:l00萬大比例尺圖為工程建設(shè)所需，中比例尺圖為國家基本圖,小比例尺圖為全國地圖、分省、分縣圖。比例尺越大,一幅圖包括的面積越小，而包含的地形信息則較詳細(xì)8124第八頁，共123頁。第八頁，共123頁。(四)地形圖的比例尺精度比例尺比例尺精度（cm）1:5001:10001:20001:50001:100005102050100人眼能分辨的圖上最小長度為0.1mm,0.1mm乘以比例尺分母所得長度稱為“比例尺精度”。9124比例尺精度對于圖解地形圖(以圖紙為載體的圖)的測圖和圖的使用有重要意義。例如，以圖解法測繪比例尺為1∶1000的地形圖時(shí),10cm以下的長度已無法表示；又例如,要求在圖上能反映5cm的細(xì)節(jié)，則選用的地形圖比例尺不應(yīng)小于1∶500。對于數(shù)字地形圖，地形信息的數(shù)據(jù)直接來源于實(shí)地測量,不需以圖紙為在載體，因而不受比例尺精度的限制。但數(shù)字地形信息一旦輸出打印在圖紙上，則仍應(yīng)考慮。第九頁，共123頁。第九頁，共123頁。三、地形圖圖式為便于測圖和用圖,在地形圖上用各種點(diǎn)位、線條、符號、文字等表示實(shí)地的地物和地貌,這些線條和符號等統(tǒng)一代表地形圖上所有的地形要素,總稱為地形圖圖式?！兜匦螆D圖式》是由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局與國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布的“國家標(biāo)準(zhǔn)”(GB)，其全名為《國家基本比例尺地形圖圖式第1部分：1∶500

1∶1000

1∶2000地形圖圖式》，以后簡稱《圖式》。三類圖式符號：

（一）地物符號，（二）地貌符號，（三）注記10124第十頁，共123頁。第十頁，共123頁。124(二)地貌符號—最常用為等高線，對于一些特殊地貌如峭壁、沖溝等則用專用符號表示。

(一)地物符號

1.比例符號—地物輪廓大,可按比例縮??；例如房屋、道路、河流、橋梁、旱田等。

2.非比例符號—地物輪廓小但重要,用專用符號表示；例如導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、界址點(diǎn)、電線桿等。

3.半比例符號—也稱線形符號,長度可按比例、寬度不依比例。例如圍墻、籬笆、邊界等。(三)注記—用文字和數(shù)字對地形符號加以說明；例如地名、路名、單位名、房屋結(jié)構(gòu)和層數(shù)、河流的水深等。11第十一頁，共123頁。第十一頁，共123頁。12124三角點(diǎn)衛(wèi)星定位點(diǎn)導(dǎo)線點(diǎn)埋石圖根點(diǎn)水準(zhǔn)點(diǎn)常用地形圖圖式一般房屋室外樓梯簡房,臺階廊柱圍墻車行橋人行橋級面橋鐵路等級公路等外公路過街天橋內(nèi)部道路輸電線路電線鐵塔配電線路通訊線路陡坎加固陡坎斜坡加固斜坡土堆坑穴第十二頁，共123頁。第十二頁，共123頁。(一)典型地貌的名稱(二)用等高線表示的典型地貌(三)陰影等高線(四)等高線特性四、等高線13124(一)典型地貌的名稱地貌是地形圖要表示的重要信息之一。地貌盡管千姿百態(tài)、錯(cuò)綜復(fù)雜，但其基本形態(tài)可以歸納為幾種典型地貌，如山頭、山脊、山谷、山坡、鞍部、洼地、絕壁等。第十三頁，共123頁。第十三頁，共123頁。各種種典型地貌的名稱14124第十四頁，共123頁。第十四頁，共123頁。(二)用等高線表示地貌等高線—

地面上高程相等的相鄰點(diǎn)所連接而成的閉合曲線等高線間隔(等高距)—相鄰等高線之間的高差h（一幅圖中h為一常數(shù)）等高線平距—相鄰等高線之間的水平距離d,(d為一變數(shù)）地面坡度—

兩點(diǎn)間高差與平距之比i15124各種高程的水平面與地面的相交線將相交線垂直投影到某一高程的水平面第十五頁，共123頁。第十五頁，共123頁。等高距,等高線平距,地面坡度的關(guān)系：由于h為定值,所以i與d成反比,即：

d大(等高線稀),i小(地面坡度緩和)

d小(等高線密),i大(地面坡度陡峭)hhhhhh山坡剖面線aid1d2d3d4d5d616124投影在水平面上的的等高線第十六頁，共123頁。第十六頁，共123頁。12417比例尺地形類別平地丘陵地山地高山地l:5000.50.50.5或1.01.0l:10000.50.5或1.01.01.0或2.0l:20000.5或1.01.02.02.0

表7-3地形圖的基本等高距h(單位:m)圖上的等高線分為：首曲線，計(jì)曲線，間曲線在圖上按基本等高距描繪的等高線稱“首曲線”,每隔四條首曲線加粗一條等高線稱“計(jì)曲線”，在計(jì)曲線上注有高程。個(gè)別地方坡度較平緩，用基本等高線不足以顯示局部地貌特征時(shí)，可按l／2基本等高距用虛線加繪半距等高線,稱為“間曲線”,間曲線可以僅畫出局部線段。第十七頁，共123頁。第十七頁，共123頁。等高線地形圖的首曲線和計(jì)曲線12418粗線為計(jì)曲線細(xì)線為首曲線計(jì)曲線上的高程注記第十八頁，共123頁。第十八頁，共123頁。1.山頭和洼地的等高線兩者都是一組閉合曲線,從高程注記可區(qū)分是山頭還是洼地。地形相反，圖形相似；山頭越向中心越高，洼地反之。為便于區(qū)分,在曲線突出處加繪短線—

示坡線，示坡線指向低處。示坡線19124第十九頁，共123頁。第十九頁，共123頁。2.山脊,山谷和山坡的等高線山脊的等高線—一組凸向低處的曲線，其方向改變處的連線稱為山脊線。山脊為山體的突出部分。山谷的等高線—一組凸向高處的曲線，其方向改變處的連線稱為山谷線。兩個(gè)山脊之間的凹地為山谷，其最低點(diǎn)連線即為山谷線。20124山坡的等高線—山脊山谷的兩側(cè)一組近似的平行線(近似于一個(gè)傾斜平面)。山坡山坡山坡山脊和山谷山脊線和山谷線稱為地性線，對于正確認(rèn)識和分析地形都很重要。第二十頁，共123頁。第二十頁，共123頁。分水線和集水線12421雨水以山脊線為分界線,垂直于等高線方向而向下坡方向徑流。因此,山脊線成為分水線、山谷線成為集水線。雨水由兩側(cè)山坡流下,匯集到集水線,再向谷口流出,成為山泉和溪流。分水線和集水線在山區(qū)的工程設(shè)計(jì)中有重要意義。山區(qū)一系列山脊線形成匯水范圍的邊界線；在大的范圍內(nèi)，某些山脊線形成河流流域的分水嶺。例如秦嶺為黃河與長江的分水嶺。山脊線分水線山脊線分水線山谷線集水線第二十一頁，共123頁。第二十一頁，共123頁。3.鞍部的等高線12422典型的鞍部是在相對的兩個(gè)山脊和山谷的會聚處，形如馬鞍。它的左、右兩側(cè)的等高線是大致相對稱的兩組山脊線和兩組山谷線。山脈的鞍部稱為“嶺”。鞍部或嶺在山區(qū)道路的選線中是一個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)，越嶺道路常須經(jīng)過鞍部。鞍部第二十二頁，共123頁。第二十二頁，共123頁。4.絕壁和懸崖的等高線12423絕壁為地殼斷裂運(yùn)動而產(chǎn)生近似于直立的山體(陡巖峭壁),等高線非常密集,以致無法表示?！秷D式》規(guī)定,此類地形可用“陡崖”“崩崖”等地形圖符號表示。懸崖為上部凸出而下部凹入的陡崖，等高線投影到水平面上會相交，這種地形也只能用符號表示。陡崖懸崖陡崖符號等高線相交第二十三頁，共123頁。第二十三頁，共123頁。24124綜合地貌等高線地形圖第二十四頁，共123頁。第二十四頁，共123頁。

(三)陰影等高線同一地區(qū)的一般等高線和陰影等高線地形圖25124第二十五頁，共123頁。第二十五頁，共123頁。26124影像地圖加繪等高線第二十六頁，共123頁。第二十六頁，共123頁。(四)等高線的特性1.同一條等高線上高程必相等(等高);2.各條等高線應(yīng)是閉合曲線，如不在本幅圖閉合，必定在相鄰的其他圖幅閉合(閉合);3.只有在絕壁懸崖處等高線才會相交(特例相交);4.等高線與山脊線或山谷線成正交(兩線正交);5.同一幅圖內(nèi)等高距為定值，所以地面平緩處等高線平距大、陡峭處平距小(緩稀陡密)。27124對于繪制等高線地形圖或使用它,必須掌握等高線的特性:第二十七頁，共123頁。第二十七頁，共123頁。五、地形圖的分幅和編號地形圖的分幅與編號是便于地形圖的管理與使用。兩種分幅方法：

梯形分幅—按經(jīng)線和緯線劃分圖幅范圍,用于中小比例尺的國家基本圖的分幅。

矩形分幅—按縱橫坐標(biāo)格網(wǎng)線劃分圖幅范圍,用于城市大比例尺圖的分幅。（一）地形圖的國際分幅和編號28124按國際統(tǒng)一規(guī)定的經(jīng)線為圖幅的東西邊界，緯線為南北邊界，并以1∶100百萬比例尺地形圖的分幅為基本分幅，衍生出其他比例尺的分幅。第二十八頁，共123頁。第二十八頁，共123頁。1:100萬地圖國際分幅和編號東半球北緯1:100萬比例尺地形圖的國際分幅和編號29124每幅圖的經(jīng)度差為6°緯度差為4°每一梯形格為一幅1∶100萬圖第二十九頁，共123頁。第二十九頁，共123頁。我國領(lǐng)土在1:100萬地圖國際分幅的編號48°44°40°36°32°28°24°20°16°12°8°4°84°90°96°102°108°114°120°126°ABCDEFGHIJKLM4950514847464544北京所在1∶100萬圖幅編號為J50★30124北京上海上海所在1∶100萬圖幅編號為H51第三十頁，共123頁。第三十頁，共123頁。1∶50萬和1∶10萬比例尺的地形圖編號12431每幅1∶100萬圖分為4幅1∶50萬圖，每幅經(jīng)差3°緯差2°該圖幅編號為J50B001002每幅1∶100萬圖分為144幅1∶10萬圖，每幅經(jīng)差30′緯差20′該圖幅編號為J50D010004第三十一頁，共123頁。第三十一頁，共123頁。1:50萬～1:5000比例尺圖號的數(shù)碼構(gòu)成比例尺1∶5000001∶2500001∶1000001∶500001∶250001∶100001∶5000代碼BCDEFGH示例J50B001002J50C003003J50D010010J50E017016J50F042002J50G093004J50H192192

地形圖比例尺代碼表32124第三十二頁，共123頁。第三十二頁，共123頁。（二）地形圖的矩形分幅和編號大比例尺圖(1∶5000以下)以坐標(biāo)格網(wǎng)線劃分圖幅(矩形分幅),圖幅的尺寸為：50cm×50cm，50cm×40cm，40cm×40cm。圖幅的編號與測區(qū)的坐標(biāo)值聯(lián)系，便于按坐標(biāo)查找圖幅。矩形分幅又有多種編號法，例如：33124圖幅西南角坐標(biāo)公里數(shù)編號法基本圖幅編號法3.行列編號法比例尺1:50001:20001:10001:500圖幅大小(厘米)40×4050×5050×5050×50實(shí)地面積(平方公里)410.250.0625平方公里圖幅數(shù)

0.25

1

416大比例尺地形圖矩形分幅每幅圖的面積：第三十三頁，共123頁。第三十三頁，共123頁。124341.圖幅西南角坐標(biāo)公里數(shù)編號法以每幅圖的圖幅西南角坐標(biāo)值(x，y)

的公里數(shù)作為該圖幅的編號，如下圖所示為1:1000比例尺的地形圖，按圖幅西南角坐標(biāo)公里數(shù)編號法編號。其中畫陰影線的兩幅圖的編號分別為3.0-1.5

和2.5-2.5。圖幅西南角點(diǎn)坐標(biāo)的公里數(shù)3.0-1.5圖幅西南角點(diǎn)坐標(biāo)的公里數(shù)2.5-2.5第三十四頁，共123頁。第三十四頁，共123頁。2.基本圖幅編號法(上海市采用)IIIIIIIV35124將坐標(biāo)原點(diǎn)置于城市中心，X,

Y坐標(biāo)軸將城市分成Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ四個(gè)象限。以城市地形圖最大比例尺1:500圖幅為基本圖幅(50cm×40cm),實(shí)地范圍為:東西25Om、南北200m。XYO行號按坐標(biāo)的絕對值:

x

＝0～200m編號為001

x

＝200～400m編號為002

……列號按坐標(biāo)的絕對值:

y

＝0～25Om編號為001

y

＝250～5O0m編號為002

……x，y

編號中間以下劃線（_）分隔，成為圖幅號。例如：Ⅱ001_002,Ⅲ002_002。第三十五頁，共123頁。第三十五頁，共123頁。上海市大比例尺地形圖的象限代碼圖的類型比例尺象限圖解地形圖ⅠⅡⅢⅣ數(shù)字地形圖1:500ABCD1:1000EFGH1:2000IJKL36124上海市有關(guān)地形圖編號的規(guī)定：原有的圖解地形圖以羅馬字ⅠⅡ

Ⅲ

Ⅳ表示所在象限；數(shù)字地形圖根據(jù)其所在的象限和比例尺分別用大寫的英文字母A，B，C，D，…L

表示。第三十六頁，共123頁。第三十六頁，共123頁。上海市的基本圖幅編號法37124圖解地形圖以羅馬字分象限1∶500數(shù)圖以ABCD分象限1∶1000數(shù)圖以EFGH分象限1∶2000數(shù)圖以IJKL分象限第三十七頁，共123頁。第三十七頁，共123頁。ⅠⅡⅢⅣ1:50020-10-Ⅲ-Ⅳ-Ⅰ基本分幅：1:5000,以其西南角行列開始編號,依次為行列號Ⅰ(1行1列)Ⅱ(1行2列)Ⅲ(2行1列)Ⅳ(2行2列)。1:500010111222212020-101:500010111222212020-101:2000ⅠⅡⅢⅣ20-10-ⅠⅠⅡⅢⅣⅠⅡⅢⅣⅠⅡⅢⅣⅠⅡⅢⅣ3.矩形圖分幅的行列編號法38124第三十八頁，共123頁。第三十八頁，共123頁?！?-2圖根控制測量圖根控制測量—直接為測繪地形圖而進(jìn)行的控制測量，分為平面控制測量和高程控制測量。測量方法：導(dǎo)線測量,水準(zhǔn)測量,交會定點(diǎn),GNSS測量。

圖根控制點(diǎn)—為其控制點(diǎn)(簡稱圖根點(diǎn)),具有平面坐標(biāo)(和/或)高程。39124圖根控制應(yīng)盡量利用已有的國家或城市平面控制加密建立。對于獨(dú)立測區(qū)，圖根平面控制可以在測區(qū)的首級控制或等級控制下布設(shè)。圖根高程控制必須在國家或城市高程各等級水準(zhǔn)點(diǎn)的基礎(chǔ)上布設(shè)，以取得統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)(城市和工程建設(shè)地區(qū)不允許采用假定高程)。第三十九頁，共123頁。第三十九頁，共123頁。（一）圖根電磁波測距導(dǎo)線布設(shè)成附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線或?qū)Ь€網(wǎng)，其主要技術(shù)指標(biāo)：一、圖根平面控制測量401241:50090080≤1/40001:100018001501:20003000250測圖比例尺平均邊長(m)導(dǎo)線全長(m)導(dǎo)線全長相對閉合差角度測回(J6)方位角閉合差1表6-3圖根電磁波測距圖根導(dǎo)線的主要技術(shù)指標(biāo)第四十頁，共123頁。第四十頁，共123頁。12441（二）GNSS圖根平面控制測量（三）圖根交會定點(diǎn)平面控制測量用GNSS方法測定圖根點(diǎn)平面坐標(biāo)可采用靜態(tài)、快速靜態(tài)以及GNSS-RTK定位方法，作業(yè)要求應(yīng)按《衛(wèi)星定位城市測量技術(shù)規(guī)程》執(zhí)行。GNSS網(wǎng)可采用多邊形環(huán)、附合路線和插點(diǎn)等形式；GNSS外業(yè)觀測應(yīng)采用精度不低于(10mm+2ppm×D)的各種單頻或雙頻GNSS接收機(jī)，GNSS控制網(wǎng)平差計(jì)算采用與地面數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合平差。圖根交會定點(diǎn)可采用前方交會、測邊交會、邊角交會、后方交會等形式。第四十一頁，共123頁。第四十一頁，共123頁。二、圖根高程控制測量42124附合路線長度（km）每公里高差中誤差(mm)水準(zhǔn)儀級別水準(zhǔn)尺閉合差或往返互差（mm）平地山地8±20DS3雙面尺

圖根高程控制測量可采用水準(zhǔn)測量、電磁波測距三角高程測量和GNSS高程測量方法進(jìn)行。（一）圖根水準(zhǔn)測量圖根水準(zhǔn)測量應(yīng)在城市三、四等水準(zhǔn)點(diǎn)下加密。圖根水準(zhǔn)測量的主要技術(shù)指標(biāo)見表7-7。表7-7圖根水準(zhǔn)測量主要技術(shù)指標(biāo)注：表中L為水準(zhǔn)路線的總長（km）；n為測站數(shù)。第四十二頁，共123頁。第四十二頁，共123頁。12443(二)圖根電磁波測距三角高程測量(三)圖根GNSS高程測量儀器類型角度觀測距離觀測指標(biāo)差互差（"）垂直角互差（"）對向觀測高差互差（mm）三角高程路線閉合差（mm）測角測距Ⅱ級對向1單程12525100×S圖根電磁波測距三角高程路線應(yīng)起訖于不低于四等的水準(zhǔn)點(diǎn)上,路線中各邊應(yīng)對向觀測。表7-8

圖根電磁波測距三角高程測量的技術(shù)指標(biāo)

注：表中S為對向觀測邊長(km)；L為三角高程路線總長(km)采用GNSS方法布設(shè)圖根高程控制點(diǎn),可聯(lián)測不低于四等水準(zhǔn)的高程點(diǎn),通過擬合的方法確定圖根控制點(diǎn)的高程。第四十三頁，共123頁。第四十三頁，共123頁?！?-3

地物平面圖測繪一、平板儀圖解法測圖二、經(jīng)緯儀測記法測圖

三、地物測繪的一般規(guī)定四、圖的注記44124第四十四頁，共123頁。第四十四頁，共123頁。abBA32—

圖解法測圖原理一、平板儀圖解法測圖1bS45124

1.平板的定位與定向地面控制點(diǎn)AB,板圖紙上按測圖比例尺畫出相應(yīng)的ab點(diǎn)。定位—使Aa在一鉛垂線上,定向—使圖上ab平行地面AB

2.按極坐標(biāo)法圖上定點(diǎn)照準(zhǔn)儀瞄準(zhǔn)目標(biāo),圖上畫出方向線；量距工具測量距離A1,按比例縮為a1,按方向線及圖上距離，在圖板上畫出目標(biāo)點(diǎn)1。

3.按相似圖形作圖對照實(shí)地地物，將測定的一系列目標(biāo)點(diǎn)連線成圖。第四十五頁，共123頁。第四十五頁，共123頁。二、經(jīng)緯儀測記法測圖1.觀測和記錄經(jīng)緯儀安置在圖根點(diǎn)A,瞄準(zhǔn)另一圖根點(diǎn)B,水平度盤定向，經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)(1,2,3…),測得方位角；用安裝的測距儀或卷尺量距、測高差；記錄觀測數(shù)據(jù)。3.繪圖用繪圖工具根據(jù)觀測數(shù)據(jù)繪圖461242.計(jì)算根據(jù)觀測記錄用極坐標(biāo)法計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)(故稱測記法或測算法)第四十六頁，共123頁。第四十六頁，共123頁。

在圖根控制點(diǎn)A上安置經(jīng)緯儀，量取儀器高。瞄準(zhǔn)另一圖根控制點(diǎn)B（稱為定向點(diǎn)）進(jìn)行水平度盤定向，轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部依次瞄準(zhǔn)地物點(diǎn)1、2、3、…上豎立的覘牌或棱鏡（其高度為已知，稱為目標(biāo)高），測定定向點(diǎn)與地物點(diǎn)間的水平角,同時(shí)用卷尺或測距儀測定測站至地物點(diǎn)的水平距離及高差

。有了這些數(shù)據(jù)以后，就可以選擇一種合適的方法繪圖。經(jīng)緯儀測圖法需要把觀測數(shù)據(jù)記錄下來，根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖，所以稱為經(jīng)緯儀測記法。12447經(jīng)緯儀測圖法是按極坐標(biāo)法定位的原理。用經(jīng)緯儀的水平度盤、豎盤和安裝在經(jīng)緯儀上的測距儀(或用卷尺)測量定點(diǎn)位的必要數(shù)據(jù)，然后用各種作圖方法進(jìn)行繪圖。經(jīng)緯儀測記法的最后階段,用測距儀測距,用便攜機(jī)記錄和計(jì)算，根據(jù)數(shù)據(jù)在繪圖儀上繪圖。第四十七頁，共123頁。第四十七頁，共123頁。需要測繪的地物：

自然地物—河流、湖泊、森林、草地、陡坎的邊界等

人工地物─房屋、鐵路、公路、橋梁、高壓輸電線路等

地物在地形圖上的表示原則：

凡是能依比例尺表示的地物，則測定其輪廓的幾何圖形圖形中加繪地物屬性符號，例如房屋的結(jié)構(gòu)和層數(shù)、耕地和樹林的種類等符號。

凡是面積較小,不能依比例尺表示的地物,則測定其中心位置，繪以相應(yīng)的地物符號,如導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、界址點(diǎn)、電線桿、消防栓、水井等。

作業(yè)規(guī)范：

地形測量規(guī)范和地形圖圖式是測繪地形圖的依據(jù)。

12448三、地物測繪的一般規(guī)定第四十八頁，共123頁。第四十八頁，共123頁。12449東大道堅(jiān)55.405.35地物測繪主要方法：測定地物幾何形狀的特征點(diǎn)。例如：地物輪廓的轉(zhuǎn)折點(diǎn)、交叉點(diǎn)、直線端點(diǎn)、曲線上的曲率變化點(diǎn)、獨(dú)立地物的中心點(diǎn)等。連接相應(yīng)的特征點(diǎn)，得到與實(shí)際地物相似的圖形。房屋輪廓轉(zhuǎn)折點(diǎn)獨(dú)立地物中心點(diǎn)曲率變化點(diǎn)直線端點(diǎn)直線端點(diǎn)第四十九頁，共123頁。第四十九頁，共123頁。

四、圖的注記（一）注記的排列形式（1）水平字列—各字中心連線應(yīng)平行于南、北圖廓，由左向右排列；（2）垂直字列—各字中心連線應(yīng)垂直于南、北圖廓，由上而下排列；（3）雁行字列—各字中心連線應(yīng)為直線且斜交于南、北圖廓；（4）屈曲字列—各字字邊應(yīng)垂直或平行于線狀地物，且依線狀地物的彎曲形狀而排列。50124第五十頁，共123頁。第五十頁，共123頁。（二）注記的字向（三）名稱注記（四）說明注記（五）數(shù)字注記51124水平和垂直字列字頭朝北,雁行字列按右圖所示的光線法則。市縣鎮(zhèn)村街道名、政府機(jī)構(gòu)企業(yè)單位名，一般用水平字列。建筑結(jié)構(gòu)、道路等級、路面材料、土質(zhì)、植被名?？刂泣c(diǎn)點(diǎn)號、等高線高程、散點(diǎn)高程、門牌號碼等。第五十一頁，共123頁。第五十一頁，共123頁?！?-4等高線地形圖測繪一、地形特征點(diǎn)二、地形點(diǎn)的三維坐標(biāo)測定三、等高線繪制52124第五十二頁，共123頁。第五十二頁，共123頁。地貌特征點(diǎn)

一、地形點(diǎn)選擇

選擇地貌特征點(diǎn)：山頂點(diǎn)、鞍部點(diǎn)、山脊線和山谷線上的坡度變化處、山腳線、陡崖邊緣等。53124豎立棱鏡處為地貌特征點(diǎn)山脊線山谷線山腳線陡崖邊線鞍部山頂?shù)谖迨?，?23頁。第五十三頁，共123頁。二、地形點(diǎn)的三維坐標(biāo)測定地形點(diǎn)必須測定其三維坐標(biāo)（x，y，H）,平面上標(biāo)明點(diǎn)位,并將點(diǎn)的高程注記其旁。點(diǎn)與點(diǎn)之間用一定的臨時(shí)性線條標(biāo)明是山脊線、山谷線或是山腳線（例如，用點(diǎn)劃線表示山脊線，用虛線表示山谷線），用臨時(shí)性符號標(biāo)明山頭和鞍部等，以便于正確繪制等高線。54124地形圖測繪的常規(guī)方法按所用的儀器分為經(jīng)緯儀測圖法和電子全站儀測圖法等。（一）地形點(diǎn)的測定方法第五十四頁，共123頁。第五十四頁，共123頁。（二）地形點(diǎn)的分布和間距55124比例尺地形點(diǎn)間距(m)1:5001:10001:2000153050除了必須正確選定地形特征點(diǎn),如山頭、鞍部、山脊線和山谷線上方向或坡度變化處的點(diǎn)之外,如果某處的地面坡度變化甚小，地性線的方向也沒有變化，但每隔一定的距離,也要測定地形點(diǎn),使其有規(guī)定間距且均勻分布，這樣才能較精確地繪制等高線。

表7-9地形點(diǎn)間距規(guī)定第五十五頁，共123頁。第五十五頁，共123頁。三、等高線繪制基本等高距的規(guī)定比例尺丘陵基本等高距（m）山地基本等高距（m）1:

5000.50.51:

10000.511:

2000121:

50002556124在地形圖上為了能詳盡地表示地貌的變化情況，又不使等高線過密而影響地形圖的清晰，必須按規(guī)定基本等高距繪制等高線。對于不能用等高線表示的地形，例如懸崖、峭壁、土坎、土堆、沖溝等，應(yīng)按圖式所規(guī)定的符號表示。第五十六頁，共123頁。第五十六頁，共123頁。地貌特征點(diǎn)是一些不同高程的散點(diǎn)，大部分位于地性線(山脊線、山谷線）上。等高線繪制62.865.568.561.962.968.263.662.561.864.6相鄰地形點(diǎn)之間坡度相等，因此可用“內(nèi)插法”繪制等高線。首先定出相鄰地形點(diǎn)之間，整米等高線通過的位置，即內(nèi)插點(diǎn)。然后用光滑曲線連接相同高程的內(nèi)插點(diǎn)，完成等高線勾繪。57124第五十七頁，共123頁。第五十七頁，共123頁。2.等高線內(nèi)插過程等高線繪制58124用內(nèi)插法求得整米高程點(diǎn)(內(nèi)插點(diǎn))，然后用光滑的曲線連接等高的點(diǎn)，繪制成局部的等高線地形圖。當(dāng)?shù)匦螠y量數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)繪圖時(shí)，則等高線的內(nèi)插計(jì)算、曲線的光滑處理和繪制都可以用編制軟件，自動進(jìn)行，最后繪制成等高線地形圖第五十八頁，共123頁。第五十八頁，共123頁。一、數(shù)字測圖概述§7-5數(shù)字地形測量59124數(shù)字測圖是一種以電子測量儀器采集數(shù)據(jù)，并以計(jì)算機(jī)輔助成圖的方法。與圖解法測圖相比，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）測圖自動化數(shù)字測圖的野外數(shù)據(jù)采集可實(shí)現(xiàn)自動記錄、自動處理數(shù)據(jù)、顯示圖形。具有效率高、勞動強(qiáng)度小、錯(cuò)誤出現(xiàn)概率小、繪制的地形圖精確和規(guī)范等特點(diǎn)；（2）成圖數(shù)字化用存儲器或網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)字地形圖，便于傳輸和多用戶共享，可以傳輸給工程設(shè)計(jì)單位直接進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；可供地理信息系統(tǒng)建庫使用；可以進(jìn)行各種修改處理，可始終保持?jǐn)?shù)字地形圖的現(xiàn)勢性。第五十九頁，共123頁。第五十九頁，共123頁。12460（3）保持測量精度圖解法測圖的精度，決定于測圖的比例尺精度（按比例尺用手工繪制的精度），無論所采用的測量儀器精度有多高、測量方法有多精確，都無濟(jì)于事。數(shù)字測圖則不然，用高精度測量儀器采集數(shù)據(jù)，在記錄、儲存、處理、成圖的全過程中，可完全保持原始數(shù)據(jù)的精度。數(shù)字地形圖適應(yīng)現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，如在地籍測量、房產(chǎn)測量、管網(wǎng)測量、精密工程測量等方面，都需要高精度的地形數(shù)據(jù)。用全站儀進(jìn)行地形數(shù)據(jù)采集第六十頁，共123頁。第六十頁，共123頁。二、數(shù)字測圖系統(tǒng)61124數(shù)字測圖系統(tǒng)是以全站儀和計(jì)算機(jī)為核心，在相應(yīng)軟件的支持下,對地形數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸、編輯、成圖、輸出、繪圖、管理的測繪系統(tǒng)。用電子全站儀在測站對周圍地形進(jìn)行數(shù)字化測圖，稱為地面數(shù)字測圖。直接測定地物點(diǎn)和地形點(diǎn)的細(xì)部，最為詳盡，是幾種數(shù)字測圖方法中精度最高的一種，也是城市大比例尺地形圖測繪的主要方法。以后以此為主介紹。第六十一頁，共123頁。第六十一頁，共123頁。各種數(shù)字測圖系統(tǒng)必須首先獲取地形要素的各種信息，然后才能據(jù)此成圖。地形信息包括測量控制點(diǎn)資料、各種地物和地貌的位置數(shù)據(jù)和屬性以及有關(guān)的注記等。地形要素?cái)?shù)據(jù)采集地面測量儀器數(shù)據(jù)采集原圖數(shù)據(jù)采集數(shù)字化儀數(shù)字化掃描儀數(shù)字化航空數(shù)字?jǐn)z影測量三、地形要素?cái)?shù)據(jù)采集62124第六十二頁，共123頁。第六十二頁，共123頁。地形點(diǎn)編碼設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則如下:分類應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和測圖規(guī)范；2.編碼應(yīng)盡可能簡單,便于記憶和現(xiàn)場操作；3.不遺漏也不重復(fù),使其具有唯一性。四、地形點(diǎn)編碼63124數(shù)字化成圖中，測定地形點(diǎn)后的成圖過程主要由計(jì)算機(jī)軟件自動完成。因此，在數(shù)字測圖時(shí)對于點(diǎn)的描述必須賦予三類信息,才能完成自動成圖的工作:(1)點(diǎn)號；(2)點(diǎn)的三維坐標(biāo)（x,y,H）；(3)點(diǎn)的屬性(分類信息和連線信息)等。分類碼＋線條碼＋其他編碼第六十三頁，共123頁。第六十三頁，共123頁。64124按照《國家基本比例尺地形圖圖式第1部分：1:5001:10001:2000地形圖圖式》第4部分“4.符號與注記”中，將地形符號分為九大類(每一大類中再用一位至三位數(shù)字或英文小寫字母進(jìn)行細(xì)分):

1.測量控制點(diǎn)—例：4.1.3導(dǎo)線點(diǎn)，4.1.6水準(zhǔn)點(diǎn)

2.水系—例：4.2.1地面河流，4.2.16池塘

3.居民地及設(shè)施—例：4.3.1單幢房屋，4.3.87圍墻

4.交通—例：4.4.1標(biāo)準(zhǔn)軌鐵路，4.4.4高速公路

5.管線—例：4.5.1.1架空高壓輸電線，4.5.4變電所

6.境界—例：4.6.5縣界，4.6.7村界，4.6.9開發(fā)區(qū)界

7.地貌—例：4.7.1等高線，4.7.3高程點(diǎn)及其注記

8.植被與土質(zhì)—例：4.8.1稻田，4.8.6.2經(jīng)濟(jì)作物地

9.注記—例：4.9.1居民地名稱，4.9.3.3交通線名稱

第六十四頁，共123頁。第六十四頁，共123頁。12465“六位地形編碼法”：前4位數(shù)字或字母編碼代表地形點(diǎn)的地形分類（“分類碼”）：第1位用數(shù)字1，2，…9表示《圖式》中“地形符號”的大類；編碼第2、3、4位用數(shù)字或字母相對應(yīng)于《圖式》對每一大類中的細(xì)分,例如：（一）六位地形編碼法《圖式》編號“六位編碼法”前4位4.3.1單幢房屋31□□4.3.41學(xué)校4.4.4高速公路4.4.15內(nèi)部道路4.5.8a給水檢修井4.3.106路燈341□44□□415□58a□3106說明:編碼不顧及圖式編號的第1位“4”,□為“空”第六十五頁，共123頁。第六十五頁，共123頁。12466地形點(diǎn)是獨(dú)立地物時(shí)(例如導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、路燈等),只要用分類碼來表示它的屬性,即可確定該地形點(diǎn)的地形分類及應(yīng)采用的圖式符號。如果是線狀或面狀地物,則本地形點(diǎn)必須與其他地形點(diǎn)相連,才能形成一個(gè)完整的地物圖形。需要明確本點(diǎn)與之相關(guān)連的點(diǎn)的連線次序（起點(diǎn)、中間點(diǎn)、終點(diǎn)、閉合到起點(diǎn)）和連線種類(直線、圓弧或樣條曲線)。在“六位地形編碼法”中，第5、6位為“連線碼”。第5位表示連線次序，用一位英文大寫字母作代碼：B(begin)為連線起點(diǎn)；M

(mid

)連線中間點(diǎn)；E（end）為連線終點(diǎn)；C（close）為閉合到起點(diǎn)；對于不需連線的獨(dú)立地物點(diǎn)，則空缺。第6位表示連線種類,用一位數(shù)字作代碼：1”為直線；“2”為圓弧；“3”為樣條曲線；對于不需連線的獨(dú)立點(diǎn)，則空缺。第六十六頁，共123頁。第六十六頁，共123頁。

表7-10

地形要素“六位編碼法”示例編碼示例示例編碼的含義13□□□□導(dǎo)線點(diǎn)(獨(dú)立點(diǎn),不需連線)，□代表空格，以下同此31□□B1一般房屋,連線起點(diǎn),用直線31□□E1一般房屋,連線中點(diǎn)或終點(diǎn),用直線45□□B1國道（等級公路）,連線起點(diǎn),用直線45□□E1國道（等級公路）,連線中點(diǎn)或終點(diǎn),用直線415□B2內(nèi)部道路,圓弧起點(diǎn)415□M2內(nèi)部道路,圓弧中點(diǎn)415□E2內(nèi)部道路,圓弧終點(diǎn)21□□B3河流,連線起點(diǎn),用樣條曲線21□□M3河流,連線中點(diǎn),用樣條曲線21□□E3河流,連線終點(diǎn),用樣條曲線3101B1臺階,連線起點(diǎn),用直線3101E1臺階,連線中點(diǎn)或終點(diǎn)，用直線3101C1臺階，閉合到起點(diǎn)，用直線67124第六十七頁，共123頁。第六十七頁，共123頁。（二）其它編碼法拼音字母編碼法”的分類是按照地形要素名稱的漢語拼音的第一個(gè)字母組合而成。如“一般房屋”為“YBFW”、“圍墻”為“WQ”、“高速公路”為“GSGL”等。分類碼后面再加連線信息碼。拼音字母編碼法具有容易記憶的優(yōu)點(diǎn)，但是其編碼不能與國家規(guī)定的《圖式》中的編號一一對應(yīng)。拼音字母編碼法：68124第六十八頁，共123頁。第六十八頁，共123頁。五、全站儀野外數(shù)據(jù)采集（一）用全站儀采集數(shù)據(jù)1．野外地形數(shù)據(jù)采集(一般方法)全站儀設(shè)置于控制點(diǎn)A,經(jīng)后視定向，瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)P，測得方位角Az,天頂距Ze和斜距S(觀測數(shù)據(jù))。69124測站目標(biāo)全站儀自動記錄點(diǎn)號和觀測數(shù)據(jù)，并進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)計(jì)算，觀測者輸入目標(biāo)點(diǎn)的代碼，全站儀將點(diǎn)號、坐標(biāo)和代碼作為該點(diǎn)的一條“記錄”儲于內(nèi)存。第六十九頁，共123頁。第六十九頁，共123頁。12470設(shè)全站儀直接瞄準(zhǔn)目標(biāo)（即目標(biāo)高為0）,則目標(biāo)點(diǎn)相對于全站儀橫軸中心的“測站獨(dú)立坐標(biāo)系”的三維坐標(biāo)：目標(biāo)高不為0，則目標(biāo)點(diǎn)的Z坐標(biāo)中應(yīng)減去目標(biāo)高測站目標(biāo)顧及全站儀橫軸中心的三維坐標(biāo)(x0,y0,z0）,則目標(biāo)點(diǎn)的“大地坐標(biāo)”為：第七十頁，共123頁。第七十頁，共123頁。124712.地形點(diǎn)編碼輸入用全站儀進(jìn)行地形點(diǎn)數(shù)據(jù)采集時(shí)，地形點(diǎn)的編碼還必須由觀測員判斷和人工輸入。全站儀SET230R可根據(jù)常用的地形編碼建立編碼庫；在進(jìn)行地形測量需要輸入編碼時(shí)，可直接調(diào)用而不必一一鍵入。對于連續(xù)觀測的各點(diǎn)需要輸入相同的地形編碼時(shí)，因?yàn)槠聊槐Ａ羯弦稽c(diǎn)的編碼，故不必重復(fù)輸入。在進(jìn)行細(xì)部點(diǎn)測量時(shí)，應(yīng)盡可能按地物的分類和連線的次序進(jìn)行，這樣便于編碼輸入和地物圖形的按編碼自動連線。下圖為編碼示例：其中有一個(gè)游泳池（分類編碼349□）、一幢房屋（分類編碼為31□□）、一個(gè)內(nèi)部道路（分類編碼為415□）的交叉口、一個(gè)池塘（分類編碼為216□）和一個(gè)噴水池（分類編碼為3110）第七十一頁，共123頁。第七十一頁，共123頁。地形測量細(xì)部點(diǎn)編碼示例72124序號編碼游泳池內(nèi)部道路房屋池塘噴水池第七十二頁，共123頁。第七十二頁，共123頁。12473SET230R可存儲3000個(gè)細(xì)部點(diǎn)的觀測數(shù)據(jù)（OBS）和點(diǎn)位數(shù)據(jù)（POS），另外，配有的存儲卡也可存儲3000個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。當(dāng)存儲器存滿時(shí)，可將當(dāng)前文件寫到存儲卡中。對于城市地區(qū)一幅中等難易程度1:500比例尺的地形圖，其地物特征點(diǎn)一般不會超過1000個(gè)，因此，儀器所提供的存儲容量是足夠的。第七十三頁，共123頁。第七十三頁，共123頁。12474六、全站儀和計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通訊電子全站儀與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊一般都采用異步串行傳送方式,用RS-232C串行通訊接口和專用通訊電纜進(jìn)行。在數(shù)據(jù)通訊前，還需在雙方設(shè)置相同的通訊參數(shù)。進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時(shí)的參數(shù)設(shè)置如右表:計(jì)算機(jī)開機(jī)后，進(jìn)入WINDOWS操作系統(tǒng)，執(zhí)行“附件”中的“終端仿真程序”（Terminal.exe），點(diǎn)擊菜單項(xiàng)“窗口”、“設(shè)置”、“通信”。第七十四頁，共123頁。第七十四頁，共123頁。全站儀圖全站儀與計(jì)算機(jī)用通訊線連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。通訊電纜75124全站儀的通訊接口便攜機(jī)第七十五頁，共123頁。第七十五頁，共123頁。12476全站儀SET230R在“狀態(tài)顯示”屏幕下按“配置”軟鍵進(jìn)入“配置模式”屏幕，選取“通訊參數(shù)”，顯示“通訊參數(shù)設(shè)置”屏幕，用光標(biāo)移動鍵選取各項(xiàng)通訊參數(shù)，如下圖所示。設(shè)置完成后，按回車鍵返回“配置模式”屏幕。按“ESC”鍵返回“狀態(tài)顯示”屏幕。第七十六頁，共123頁。第七十六頁，共123頁。12477在“狀態(tài)顯示”屏幕按“內(nèi)存”軟鍵進(jìn)入“內(nèi)存模式”屏幕，選取“文件”,顯示工作文件管理的“文件”屏幕(a)；選取“通訊輸出”,顯示輸出工作文件選擇的“文件”屏幕(b)；選取要輸出的工作文件后按回車鍵，此時(shí)所選文件名右側(cè)會出現(xiàn)“out”,按OK鍵確認(rèn)進(jìn)入“通訊輸出”屏幕(c),選取需要輸出的格式(SDR)后,按回車鍵，開始傳輸數(shù)據(jù)(d

),表示正在發(fā)送數(shù)據(jù)(┄)表示實(shí)時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)個(gè)數(shù)。第七十七頁，共123頁。第七十七頁，共123頁。§7-6數(shù)字地形測量的機(jī)助成圖

一、AutoCAD繪圖軟件和AutoLISP語言二、原始觀測數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換三、地形點(diǎn)展繪和初步連線四、地形圖圖式符號庫五、自定義圖形函數(shù)六、地物線型定義文件設(shè)置七、等高線自動繪制78124第七十八頁，共123頁。第七十八頁，共123頁。一、AutoCAD繪圖軟件和AutoLISP語言AutoCAD是一個(gè)通用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的繪圖系統(tǒng)軟件,具有使用方便、體系開放等特點(diǎn),廣泛用于機(jī)械、建筑、土木工程、測繪等領(lǐng)域。所提供的豐富繪圖命令和編輯功能，能成功地應(yīng)用于數(shù)字地形測量的機(jī)助成圖。79124AutoLISP是一種以解釋方式運(yùn)行于AutoCAD內(nèi)部的程序設(shè)計(jì)語言,是用于CAD二次開發(fā)工具，具有完備的數(shù)學(xué)運(yùn)算功能和調(diào)用CAD的繪圖功能,因此已成為數(shù)字地形測量機(jī)助成圖中不可缺少的開發(fā)工具。LISP是一種“表結(jié)構(gòu)”語言，其基本形式為括號中的表達(dá)式：

（函數(shù)［參數(shù)1］［參數(shù)2］…）一對開括號和閉括號組成一個(gè)“表”，函數(shù)與參數(shù)之間、參數(shù)與參數(shù)之間用一個(gè)空格分開，表中參數(shù)的有無或多少由函數(shù)的性質(zhì)所規(guī)定。第七十九頁，共123頁。第七十九頁，共123頁。12480參數(shù)也可以是另一個(gè)表，稱為“嵌套結(jié)構(gòu)”。除了函數(shù)可以互相調(diào)用外，沒有其他任何語句和過程。因此，AutoLISP程序是由一個(gè)或多個(gè)順序排列或多層嵌套的函數(shù)(表)所組合而成。執(zhí)行LISP程序就是調(diào)用一些函數(shù)，函數(shù)可再調(diào)用其他函數(shù)。也就是在對各個(gè)函數(shù)求值過程中實(shí)現(xiàn)函數(shù)的功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)程序的計(jì)算和繪圖功能。自行開發(fā)的AutoLISP程序也可以認(rèn)為是AutoCAD軟件中增加的“自定義函數(shù)”,如后述的“地形點(diǎn)展點(diǎn)和連線程序”、繪制線形符號的各種程序、等高線自動繪制程序等。在AutoLISP程序中,可以調(diào)用AutoCAD所有的繪圖功能,即兩者具有良好的交互性（interaction）。（函數(shù)［參數(shù)1］［參數(shù)2］…）第八十頁，共123頁。第八十頁，共123頁。

二、原始觀測數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換全站儀所記錄的每行字符串輸入計(jì)算機(jī)以后，必須轉(zhuǎn)換為CAD繪圖所需要的數(shù)據(jù)類型。81124SET系列全站儀地形測量點(diǎn)位數(shù)據(jù)原始記錄為每個(gè)觀測點(diǎn)占一行字符串，內(nèi)容包括：采集方式、點(diǎn)號、縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)、高程和代碼(分類碼連線碼)，共分6個(gè)數(shù)據(jù)段,例如:

方式

點(diǎn)號縱坐標(biāo)

橫坐標(biāo)

高程

代碼

08TP10011644.8822111.664

8.718349B1

08TP10021634.8392114.6668.720349M1

08TP10031639.5232130.3348.680349E1

08TP10041649.5632127.3298.677349C1

08TP10051626.0862113.9978.510415B1

08TP10061633.3032137.4498.520415E1

…

…

…

…

…

…

第八十一頁，共123頁。第八十一頁，共123頁。12482如上表所示的觀測數(shù)據(jù)原始記錄文件中的記錄格式：每行的第1～4位為數(shù)據(jù)采集的方式，第17～20位為點(diǎn)號（按觀測順序編號），第21～36位為縱坐標(biāo)，第37～52位為橫坐標(biāo),第53～68位為高程,第69～84位為屬性編碼。記錄數(shù)據(jù)類型為“字符串”。用AutoCAD繪圖時(shí)，每點(diǎn)按其屬性依照地形圖圖式的分類編號分層展點(diǎn)、初步連線和注記。這一工作可編制名為“按地形點(diǎn)坐標(biāo)代碼數(shù)據(jù)文件畫地形圖初級圖形程序”來完成，程序名為：TOPOLINE.LSP。程序首先將原始觀測記錄中的每個(gè)地形點(diǎn)占一行的字符串，轉(zhuǎn)換為CAD繪圖所需要的數(shù)據(jù)類型，并儲存于有關(guān)的LISP數(shù)表：然后從表中依次取出，按地形點(diǎn)分類入層并展點(diǎn)；最后按連線信息將地形點(diǎn)所構(gòu)成的地物圖形進(jìn)行初步連線。

三、地形點(diǎn)展繪和初步連線第八十二頁，共123頁。第八十二頁，共123頁。地形點(diǎn)展繪和初步連線的屏幕顯示83124第八十三頁，共123頁。第八十三頁，共123頁。12484四、地形圖圖式符號庫（一）圖式符號庫的設(shè)計(jì)數(shù)字測圖軟件的地形圖圖式符號庫是以國家標(biāo)準(zhǔn)《圖式》為依據(jù)的圖形數(shù)據(jù)庫。庫的功能首先是各種地物符號的繪制,其次是這些符號的組織、檢索、管理和應(yīng)用。通用的CAD圖形軟件的符號庫系統(tǒng)：獨(dú)立符號(點(diǎn)狀符號)有一個(gè)定位點(diǎn),對應(yīng)一個(gè)固定的、不依比例尺而變化的圖形符號,如導(dǎo)線點(diǎn)、電線桿、消防龍頭、水井等。2.線形符號(線狀符號)符號依據(jù)定位線繪制,有比較簡單的簡單線型,如簡易公路、鄉(xiāng)村小路等；比較復(fù)雜的復(fù)雜線型,如圍墻等。3.填充符號(面狀符號)定位線要求構(gòu)成封閉的“面域”,面域內(nèi)填充表示地塊屬性的圖式符號,如稻田、草地、樹林等。第八十四頁，共123頁。第八十四頁，共123頁。12485（二）圖式符號庫的建立基于CAD二次開發(fā)的測圖軟件,在CAD系統(tǒng)中利用提供用戶定義的圖塊(block)和填充(hatch)圖案的功能建立圖式符號庫。

1.圖塊建立AutoCAD中的圖形元素稱為實(shí)體,圖塊是若干實(shí)體的集合,并被賦予一個(gè)名稱。該集合本身也成為一個(gè)實(shí)體,可作為一個(gè)整體進(jìn)行諸如插入、拷貝、移動、刪除等操作。圖塊定義有一個(gè)插入點(diǎn),即定位點(diǎn)。例如制作“三角點(diǎn)”符號，用Pline命令按照圖式規(guī)定的大小繪制3mm邊長的正三角形，用Point命令在三角形中心繪制一個(gè)點(diǎn)，并將其設(shè)置為基點(diǎn)。用“六位地形編碼法”中的地形分類編碼“11”為文件名，將上述繪制圖塊存入符號庫指定的目錄中，這樣就完成了三角點(diǎn)符號的制作。第八十五頁，共123頁。第八十五頁，共123頁。圖式符號庫中常用地形圖符號86124第八十六頁，共123頁。第八十六頁，共123頁。124872.符號填充CAD提供了標(biāo)準(zhǔn)的填充模式庫,但不能滿足地形繪圖的需要,CAD也允許建立用戶自己的填充模式庫,因而能夠?yàn)椤秷D式》中陣列式的面狀符號（例如果園、竹林、草坪等）建庫。填充符號庫中的植被與土質(zhì)符號第八十七頁，共123頁。第八十七頁，共123頁。12488五、自定義函數(shù)在地形圖圖式符號中有一些符號的基本圖形或細(xì)節(jié)雖具有固定形式、但其尺寸和形狀隨一些參數(shù)而變。對此需要設(shè)計(jì)具有若干參數(shù)的“自定義圖形函數(shù)”的AutoLISP程序,以繪制這類圖式符號,稱為“CAD參數(shù)法繪圖”。

《圖式》中的“圍墻”符號分為“a.依比例尺的”和“b.不依比例尺的”兩種。并規(guī)定：圍墻的寬度在圖上大于0.6mm時(shí)，依比例尺畫兩條平行線，中間在圖上每隔10mm分節(jié)（畫一小黑方塊）。圍墻的寬度在圖上小于0.6mm時(shí)，不依比例尺畫一圖上0.3mm寬的線條，也每隔10mm畫一小黑方塊。用“b.不依比例尺的”畫圍墻符號為例，以圍墻兩個(gè)端點(diǎn)的實(shí)測位置及繪圖比例尺為參數(shù)，設(shè)計(jì)以下繪制大比例尺（1:500，1:1000）地形圖中直線圍墻的自定義函數(shù)：第八十八頁，共123頁。第八十八頁，共123頁。12489；

《畫直線圍墻的AutoLISP程序》；

（指定圍墻起點(diǎn)和終點(diǎn)，輸入繪圖比例尺，圍墻符號寬度不依比例尺）(defunc:wq()

；畫直線圍墻程序（圍墻符號畫于測點(diǎn)連線左側(cè))

(setqPB(getpoint“\n指定圍墻起點(diǎn):”))

；輸入起點(diǎn)的坐標(biāo)或捕捉點(diǎn)位

(setqPE(getpoint“\n指定圍墻終點(diǎn):”))

；輸入終點(diǎn)的坐標(biāo)或捕捉點(diǎn)位

(setqS(getreal“\n輸入繪圖比例尺＝”))

；1:1000輸1,1:500輸0.5

(seiqW(*0.15S)

；單線圍墻符號寬度為圖上0.3mm，計(jì)算其半寬

(setqA(anglePBPE))

；按起終點(diǎn)坐標(biāo)反算直線方位角

(setqD(distancePBPE))

；按起終點(diǎn)坐標(biāo)反算直線長度

(setqA1(-A(/PI2)))

；計(jì)算圍墻垂直方向的方位角

(if(<A10)(setqA1(+A1(*PI2))))

(setqPB1(polarPBA1W)PE1(polarPEA1W))

；端點(diǎn)平移圍墻符號半寬

(command“pline”PB1“w”(*0.3S)“”PE1“”)

；畫圍墻單線符號寬0.3mm

(setqDM0)

；DM為起點(diǎn)至某分節(jié)的長度

(while(<DMD)

；圍墻單線符號在圖上每10mm分節(jié)，畫0.5×0.5小方塊

(command“pline”PM“w”(*0.5S)“”PM1“”)

；畫圍墻分節(jié)小方塊

(setqDM(+DM(*10S)))

；計(jì)算起點(diǎn)至分節(jié)的長度

(setqPM(polarPBADM)PM1(polarPMA1(*0.8S)))

；分節(jié)方塊兩端坐標(biāo)

)；Endwhile(princ))；EndProgramm第八十九頁，共123頁。第八十九頁，共123頁。12490類似于圍墻屬于線形符號的還有鐵路、欄柵、斜坡、土堤等，均可以設(shè)計(jì)成相應(yīng)的自定義圖形函數(shù),自動繪制的圖形如下：第九十頁，共123頁。第九十頁，共123頁。數(shù)字地形圖的計(jì)算機(jī)屏幕顯示91124第九十一頁，共123頁。第九十一頁，共123頁。六、地物線型定義文件設(shè)置92124地形圖中的線條應(yīng)按《圖式》規(guī)定的線型來繪制。CAD原有的線型定義文件“acadiso.lin”不能滿足地形繪圖的需要。仿照CAD線型設(shè)置的方法，設(shè)計(jì)名為“地形圖圖式線型.lin”的線型定義文件，加入AutoCAD軟件包的Support文件夾中，按需要調(diào)用。地形圖圖式所需線型部分示例：；；虛線*Dash11,0.5--0.5__________內(nèi)部道路（1：500）A,0.5,-0.5*Dash11A,1.0--1.0__________內(nèi)部道路（1：1000）A,1,-1*Dash21,1.0--0.5________房屋建筑虛線（1：500）A,1,-0.5*Dash21A,2.0--1.0_______房屋建筑虛線（1；1000）A,2,-1…第九十二頁，共123頁。第九十二頁，共123頁。12493；；軸線，中心線*Axis42,__.__.__.__道路中心線（1：500）A,2,-0.5,0,-0.5*Axis42A,__.__.__.__道路中心線（1：1000）A,4,-1,0,-1上列語句中,“；”后為注釋；其后，每兩行定義一種線型。其中第一行“*”后為：線型名及尺寸、線型示例、用途說明；第二行為線型定義,“A”（Alignment）為落筆畫線指令，后面正數(shù)為畫線長度（m）,負(fù)數(shù)為空隙長度（m）,數(shù)字“0”為一點(diǎn),數(shù)字間用逗號分隔。選用地形圖式線型的方法如下：從AutoCAD的“圖層特性管理器”中打開“線型選擇”對話框，按“加載”、“文件（F）”、“地形圖式線型”、“打開”后的列表中選擇所需線型，按“確定”調(diào)用。第九十三頁，共123頁。第九十三頁，共123頁。12494

七、等高線自動化繪制野外測定的地貌特征點(diǎn)一般是不規(guī)則分布的地形點(diǎn)，根據(jù)這些點(diǎn)繪制等高線可采用方網(wǎng)格法和三角網(wǎng)法。三角網(wǎng)法是直接由不規(guī)則分布的地形點(diǎn)連成不規(guī)則三角形網(wǎng),再在三角形邊上以內(nèi)插法求得等高線通過的點(diǎn)(等值點(diǎn))；通過對等值點(diǎn)的追蹤、連線、光滑，繪制成等高線。下面介紹狄洛尼三角網(wǎng)法。主要步驟：1.構(gòu)建狄洛尼三角網(wǎng)2.內(nèi)插等值點(diǎn)3.追蹤和曲線光滑其流程圖第九十四頁，共123頁。第九十四頁，共123頁。12495（一）構(gòu)建狄洛尼三角網(wǎng)在狄洛尼法中將離散分布的地形點(diǎn)稱為“參考點(diǎn)”。構(gòu)成狄洛尼三角網(wǎng)時(shí)規(guī)定：“每個(gè)由三個(gè)參考點(diǎn)組成的三角形的外接圓內(nèi)都不包含其他參考點(diǎn)”。Δ1-2-4狄洛尼三角形Δ1-2-3非狄洛尼三角形狄洛尼三角網(wǎng)形成方法：先連兩點(diǎn)，要求至第三點(diǎn)的距離平方和為最??；構(gòu)成三角形后，作外接圓，檢查圓內(nèi)應(yīng)無其他點(diǎn)；連續(xù)構(gòu)建三角形構(gòu)成狄洛尼三角網(wǎng)。第九十五頁，共123頁。第九十五頁，共123頁。構(gòu)建狄洛尼三角網(wǎng)96124第九十六頁，共123頁。第九十六頁，共123頁。（二）等值點(diǎn)內(nèi)插97124某一高程的等高線通過三角邊的點(diǎn)第九十七頁，共123頁。第九十七頁，共123頁。

（三）等值點(diǎn)追蹤和曲線光滑98124等值點(diǎn)追蹤曲線光滑曲線光滑第九十八頁，共123頁。第九十八頁，共123頁。12499按狄洛尼三角網(wǎng)法自動繪制等高線地形圖第九十九頁，共123頁。第九十九頁，共123頁。124100第一百頁，共123頁。第一百頁，共123頁。124101第一百零一頁，共123頁。第一百零一頁，共123頁。124102八、機(jī)助成圖的圖形編輯按成圖軟件自動生成地形圖的初級圖形,這是一個(gè)完全自動化的過程。屏幕上的初級圖形雖然已經(jīng)是按地物分類入層、色彩區(qū)分、輪廓初具、可以辨認(rèn)。但是，這樣的地形圖并不完整，還需要進(jìn)行人工屏幕編輯。1.地形數(shù)據(jù)采集時(shí)存在隱蔽區(qū)(死角)；2.采集不全符合連線規(guī)則，圖形輪廓不全；3.采集可能有遺漏，編碼可能有錯(cuò)；4.需補(bǔ)注記和地形符號等。房屋僅測3點(diǎn)補(bǔ)繪第4點(diǎn)臺階僅測2點(diǎn)補(bǔ)臺階符號內(nèi)部道路連線補(bǔ)全混2房屋結(jié)構(gòu)層數(shù)注記第一百零二頁，共123頁。第一百零二頁，共123頁。在CAD屏幕按設(shè)計(jì)的自定義函數(shù)LISP程序制成下拉式菜單,便于圖形編輯時(shí)使用。地形繪圖自定義函數(shù)下拉式菜單103124第一百零三頁，共123頁。第一百零三頁，共123頁。124104§7-7城市三維模型構(gòu)建一、應(yīng)用于城市規(guī)劃的城市地形三維模型隨著城市發(fā)展加快，信息化建設(shè)逐步深入和信息量加大，傳統(tǒng)的城市規(guī)劃信息系統(tǒng)由于在地理空間信息三維表現(xiàn)方面的缺陷，已不能滿足規(guī)劃部門對地形信息應(yīng)用的可視化需求。開始應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)(VR

-virtualreality）技術(shù),開發(fā)三維輔助規(guī)劃應(yīng)用系統(tǒng)平臺，而城市地形的三維可視化模型是其基礎(chǔ)信息。

二、城市建筑的三維建模將以往城市地形信息以二維的平面圖為主（僅是在圖上注記房屋的結(jié)構(gòu)和層數(shù),加注若干高程點(diǎn)，以及在地形起伏明顯地區(qū)加繪等高線）改變?yōu)槿S可視化的城市地形模型—“城市三維模型”。一般分為：

1.規(guī)劃設(shè)計(jì)模型2.景觀模型3.簡體模型4.精細(xì)模型第一百零四頁，共123頁。第一百零四頁，共123頁。124105三維可視化城市地形模型代替原有的城市地形平面圖(僅注記房屋的結(jié)構(gòu)和層數(shù))第一百零五頁，共123頁。第一百零五頁，共123頁。124106三、建筑物精細(xì)模型的全站儀實(shí)測建模（一）建筑物三維建模的特征點(diǎn)測定實(shí)測建筑物外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和細(xì)部構(gòu)造,應(yīng)用免棱鏡電子全站儀進(jìn)行三維數(shù)據(jù)采集，必須測定建筑物構(gòu)件的

三維特征點(diǎn)例如，在墻腳以及墻的頂端測定的點(diǎn)，建筑物立面上的門窗角點(diǎn)、屋蓋(屋頂)邊緣線和斜屋蓋的屋脊棱線上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)都是建筑物三維建模時(shí)重要的特征點(diǎn)。墻腳點(diǎn)墻頂點(diǎn)外墻窗角點(diǎn)第一百零六頁，共123頁。第一百零六頁，共123頁。124107（二）建筑物特征點(diǎn)的編碼設(shè)計(jì)建筑物構(gòu)件由于種類繁多，特征點(diǎn)的空間分布比較密集，采集的數(shù)據(jù)應(yīng)按建筑構(gòu)件分類分層儲存,才便于數(shù)據(jù)采集后的圖形處理。特征點(diǎn)的代碼采用“四位編碼法”。其中第1～2位代碼為建筑構(gòu)件的分類碼（在AutoCAD中繪圖時(shí)也據(jù)此分層展點(diǎn)），取建筑構(gòu)件名稱的漢語拼音首位大寫字母作為代碼編碼第3～4位代碼為連線碼，表示點(diǎn)的連線次序和線條種類，具體規(guī)定同地形繪圖的“六位地形編碼法”中的第5～6位。在AutoCAD中編制LISP程序（類似于前述地形繪圖程序“TOPOLINE”），實(shí)現(xiàn)對測定的建筑物構(gòu)件實(shí)現(xiàn)自動化展點(diǎn)和初步連線。該LISP程序命名為“ARCHLINE”第一百零七頁，共123頁。第一百零七頁，共123頁。124108序號特征點(diǎn)分類編碼結(jié)構(gòu)名稱顯示顏色1QB墻壁品紅色（magenta）2MC門窗青色（cyan）3LT樓梯白色（white）4YT陽臺紅色（red）5DP地坪綠色（green）6TJ臺階黃