大比例尺地形图测绘

第六章 大比例尺地形图测绘

7.1 地形图的比例尺

地物是指地面上天然或人工形成的物体，如湖泊、河流、海洋、房屋、道路、桥梁等；地貌是指地表高低起伏的形态，如山地、丘陵和平原等，地物和地貌总称为地形。地形图是按一定的比例尺，用规定的符号表示的地物、地貌平面位置和高程的正射投影图。

地形图的比例尺

一、地形图的比例尺

1、定义

比例尺定义——图上直线长度d与相应地面水平距离D之比。

式中：M——比例尺分母，M越大，比例尺越小。反之亦反。 2、比例尺的形式 1)数字比例尺

一般将数字比例尺化为分子为1，分母为一个比较大的整数M表示。

M越大，比例尺的值就越小；M越小，比例尺的值就越大，如数字比例尺1:500>1:1000。 称比例尺为1:500、1:1000、1:2000、1:5000的地形图为大比例尺地形图， 称比例尺为1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万的地形图为中比例尺地形图 称比例尺为1:20万、1:50万、1:100万的地形图为小比例尺地形图。

我国规定1：5千、1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万八种比例尺地形图为国家基本比例尺地形图。

中比例尺地形图系国家的基本地图，由国家专业测绘部门负责测绘，目前均用航空摄影测量方法成图，小比例尺地形图一般由中比例尺地图缩小编绘而成。

城市和工程建设一般需要大比例尺地形图，其中比例尺为1:500和1:1000的地形图一般用平板仪、经纬仪或全站仪等测绘；

比例尺为1:2000和1:5000的地形图一般用由1:500或1:1000的地形图缩小编绘而成。 大面积1:500～1:5000的地形图也可以用航空摄影测量方法成图。 2)直线比例尺

优点：直接比量——方便； 图纸变形的影响小

二、比例尺的精度

地物地貌在图上表示的精确与详尽程度同比例尺有关。比例尺越大，越精确和详细。 人眼的图上分辨率，通常为0.1mm。不同比例尺图上0.1mm所代表的实地平距，称为地形图比例尺的精度。 比例尺精度的作用： （1）确定量距精度 （2）确定测图比例尺

7.2 大比例尺地形图图式

地形图图式(topographic map symbols)：表示地物和地貌的符号和方法。

一个国家的地形图图式是统一的，它属于国家标准。

地形图图式中的符号有三类：地物符号、地貌符号、注记符号。

(1) 地物符号?

地物符号分比例符号、非比例符号和半比例符号。 1) 比例符号

可以按测图比例尺缩小，用规定符号画出的地物符号称为比例符号，如房屋、较宽的道路、稻田、花圃、湖泊等。 2) 非比例符号

有些地物，如三角点、导线点、水准点、独立树、路灯、检修井等，其轮廓较小，无法将其形状和大小按照地形图的比例尺绘到图上，则不考虑其实际大小，而是采用规定的符号表示。这种符号称为非比例符号。 3) 半比例符号

对于一些带状延伸地物，如小路、通讯线、管道、垣栅等，其长度可按比例缩绘，而宽度无法按比例表示的符号称为半比例符号。

(2) 地貌符号

地形图上表示地貌的方法一般是等高线。（还有一些特殊地貌符号：如冲沟、梯田、峭壁、悬崖等）

等高线又分为首曲线、计曲线和间曲线； 在计曲线上注记等高线的高程；

在谷地、鞍部、山头及斜坡方向不易判读的地方和凹地的最高、最低一条等高线上，绘制与等高线垂直的短线，称为示坡线，用以指示斜坡降落方向；

当梯田坎比较缓和且范围较大时，可以用等高线表示。

(3) 注记

有些地物除了用相应的符号表示外，对于地物的性质、名称等在图上还需要用文字和数字加以注记。

7.3 地貌的表示方法

地貌形态多种多样，对于一个地区可按其起伏的变化分为以下四种地形类型： 地势起伏小，地面倾斜角在地面高低变化大，倾斜角在高低变化悬殊，倾斜角为绝大多数倾斜角超过

以下，比高不超过20m的，称为平坦地；

，比高不超过150m的，称为丘陵地； ，比高在150m以上的，称为山地；

的，称为高山地。

地形图上表示地貌的主要方法是等高线。

等高线

1)等高线的定义

等高线是地面上高程相等的相邻各点所连的闭合曲线。

如图所示，设想有一座高出水面的小岛，与某一静止的水面相交形成的水涯线为一闭合曲线，曲线的形状随小岛与水面相交的位置而定，曲线上各点的高程相等。

将这些水涯线垂直投影到水平面上，并按一定的比例尺缩绘在图纸上，这就将小岛用等高线表示在地

形图上了。这些等高线的形状和高程，客观地显示了小岛的空间形态。

2) 等高距与等高线平距?

地形图上相邻等高线间的高差，称为等高距(contour interval)，用表示，此图中为10m。 同一幅地形图的等高距是相同的，因此地形图的等高距也称为基本等高距。 大比例尺地形图常用的基本等高距为0.5m、1m、2m、5m等。

等高距越小，用等高线表示的地貌细部就越详尽； 等高距越大，地貌细部表示的越粗略。

但是，当等高距过小时，图上的等高线过于密集，将会影响图面的清晰度。 测绘地形图时，要根据测图比例尺、测区地面的坡度情况和按国家规范要求选择合适的基本等高距，见表。

相邻等高线之间的水平距离称等高平距，用d表示。在同一幅地形图上，等高线平距越小表示坡度越大，反之坡度越小。因此可根据图上等高线的疏密程度来判断坡度的陡缓。 3）等高线的分类

等高线分为首曲线、计曲线和间曲线

首曲线：按基本等高距测绘的等高线，用0.15mm宽的细实线绘制。

计曲线：从零米起算，每隔四条首曲线加粗一条等高线，该等高线称为计曲线。计曲线的高程值总是为等高距的5倍。计曲线用0.3mm宽的粗实线绘制。（计曲线主要是为读取高程时方便一些）

间曲线：对于坡度很小的局部区域。当用基本等高线不足以反映地貌特征时，可按1/2基本等高距加绘一条等高线，该等高线称为间曲线。间曲线用0.15mm宽的长虚线绘制，可以不闭合。

在某些等高线上可以绘一条短线（示坡线）表示斜坡下降的方向。 4）等高线的特性

a) 同一条等高线上各点的高程相等。

b) 等高线是闭合曲线，不能中断(间曲线除外)，如果不在同一幅图内闭合，则必定在相邻的其他图幅内闭合。

c) 等高线只有在陡崖或悬崖处才会重合或相交。

d) 等高线与山脊线和山谷线正交（在交点处，山脊线和山谷线与等高线的切线垂直相交）。

e) 在同一幅地形图内，基本等高距是相同的，因此，等高线平距大表示地面坡度小；等高线平距小则表示地面坡度大；平距相等则坡度相同。倾斜平面的等高线是一组间距相等且平行的直线。

典型地貌的等高线?

地球表面高低起伏的形态千变万化，但经过仔细研究分析就会发现它们都是由几种典型的地貌综合而成的。了解和熟悉典型地貌的等高线，有助于正确地识读、应用和测绘地形图。典型地貌主要有：山头和洼地、山脊和山谷、鞍部、陡崖和悬崖等。见图所示。

1) 山头和洼地

图a、b分别表示山头和洼地的等高线，它们都是一组闭合曲线，

其区别在于：山头的等高线由外圈向内圈高程逐渐增加，洼地的等高线外圈向内圈高程逐渐减小，这样就可以根据高程注记区分山头和洼地。

也可以用示坡线来指示斜坡向下的方向。在山头、洼地的等高线上绘出示坡线，有助于地貌的识别。

2) 山脊和山谷

山坡的坡度和走向发生改变时，在转折处就会出现山脊或山谷地貌。

山脊的等高线均向下坡方向凸出，两侧基本对称。山脊线是山体延伸的最高棱线，也称分水线。

山谷的等高线均凸向高处，两侧也基本对称。山谷线是谷底点的连线，也称集水线。

在土木工程规划及设计中，要考虑地面的水流方向、分水线、集水线等问题。因此，山脊线和山谷线在地形图测绘及应用中具有重要的作用。 3) 鞍部

相邻两个山头之间呈马鞍形的低凹部分称为鞍部。鞍部是山区道路选线的重要位置。鞍部左右两侧的等高线是近似对称的两组山脊线和两组山谷线，见图。 4) 陡崖和悬崖

陡崖是坡度在以上的陡峭崖壁，有石质和

土质之分。如果用等高线表示，将是非常密集或重合为一条线，因此采用陡崖符号来表示，如图a、b所示。

悬崖是上部突出、下部凹进的陡崖。悬崖上部

的等高线投影到水平面时，与下部的等高线相交，下部凹进的等高线部分用虚线表示，如图c所示。

等高线的绘制?

经过地形测量之后，我们可以得到了一些地形特征点：如山顶、山脚、鞍部以及一些地形的变换点。根据这些地形特征点，我们可以勾画出等高线，具体步骤如下：

1.首先用铅笔勾画出山脊线、山谷线这些地性线。山脊线可以用实线、山谷线可以用虚线表示。

2.在相邻两个碎部点的连线上，按照平距和高差成比例的关系，目估内插出两点间各条等高线通过的位置。

3.将高程相等的相邻点连接成光滑曲线，即为等高线。 注意事项：

1. 应对照实地情况现场勾绘，这样绘制出的等高线才会更真实的逼近实际的地形。并且应

该一边求等高线通过点，一边勾绘等高线，不要等到把全部等高线通过点都求出后再勾绘等高线。

2. 等高线为光滑曲线。 3. 注意加粗计曲线。 4. 高程注记字头朝北

等高线在注记处应断开。

7.4 地形图的分幅与编号

由于图纸的尺寸有限，不可能将测区内的所有地形都绘制在一幅图内，因此，需要分幅测绘地形图。

地形图的分幅可以分为两大类：一种是按经纬线分幅的梯形分幅法，另一种是按坐标格网划分的矩形分幅法。

1.梯形分幅

1：100万地图的编号

目前，我国采用的地形图分幅方案，是按照国际统一规定进行1：100万地形图的分幅编号，然后以1：100万地形图为基准，再进行更大比例尺地形图的分幅。1：100万地形图的分幅编号方法为：

列数：由赤道起向南北两极每隔纬差

为一列，直到南北

（南北纬

至南北两

极地区，采用极方位投影单独成图），将南北半球各划分为22列，分别用拉丁字母A、B、C、D……V表示。

行数：从经度4……60表示。

这样，每幅百万分之一地图经差为

，纬差为

。

起向东每隔

为一行，绕地球一周共有60行，分别以数字1、2、3、

由于南北两半球的经度相同，规定在南半球的图号前加一个S，北半球的图号前不加任何符号。一般把列数的字母写在前，行数的数字写在后，中间用一条短线连接。 由于地球的经线向两极收敛，随着纬度的增加，同是小，则地形图所表达的范围会越来越小，因此规定在纬度（经差为为

，纬差为

）；在纬度

的经差但其纬线弧长已逐渐缩

间的图幅采用双幅合并

，纬差

间的图幅采用四幅合并（经差为

）。这些合并图幅的编号，列数不变，行数（无论包含两个或四个）并列写在其后。

，西经

的一幅百万分之一的地图编号应为U-19、20、21、22。

例如北纬

1：50万、1：20万、1：10万地形图的编号

一幅1：100万地图划分四幅1：50万地图，这样1：50万的地形图每幅的经差为纬差为

，

，并分别用甲、乙、丙、丁表示，其编号是在1：100万地形图的编号后加上它本

身的序号，如J-50-乙。

一幅1：100万地图划36幅1：20万地图（从左至右），分别用带括号的数字（1）—（36）表示，其编号是在1：100万地形图的编号后加上它本身的序号，如J-50-（28）。

一幅1：100万地图划分144幅1：10万地图（从左至右），这样每幅1：10万地图经差为

，纬差为

。分别用数字1—144表示，其编号是在1：100万地形图的编号后加

上它本身的序号，如J-50-32。

1：5万、1：2.5万、1：1万地形图的编号

1：5万、1：2.5万、1：1万的地形图分幅编号是以1：10万地形图为基础的。 一幅1：10万地图可划分四幅1：5万地图，分别用A、B、C、D表示，其编号是在1：10万地形图的编号后加上它本身的序号，如J-50-5-B。再将一幅1：5万地图划分四幅1：2.5万地形图，分别用1、2、3、4表示，其编号是在1：5万地形图的编号后加上它本身的序号，如J-50-5-B-1。

1：1万地形图的编号，是以一幅1：10万地形图划分为64幅1：1万地形图，则每幅1：1万地形图得经差为3分45秒，纬差为2.5分，并分别以带括号的（1）—（64）表示，其编号是在1：10万图号后加上1：1万地图的序号，如J-50-32-（10）。

一幅1：1万地形图划分为4幅1：5000地形图，分别用小写拉丁字母a、b、c、d表示，其编号是在1：1万图号后加上它本身的序号，如J-50-32-（10）-a。

基本比例尺地形图的图幅大小及其图幅间的数量关系。 比例尺（万） 1：100 1：50 1：20 1：10 1：5 1：2.5 1:1 图幅大小 经度 6度 3度 1度 30分 15分 7.5分 纬度 4度 2度 1 4 1 9 36 144 576 2304 1 4 16 64 256 1 4 16 64 1 4 16 1 4 图幅间的数量关系 40分 36 20分 144 10分 576 5分 2304 3分45秒 2.5分 9216 1:500~1:2000大比例尺地形图的分幅与编号

《1:500 1:1000 1:2000地形图图式》规定：1:500~1:2000比例尺地形图一般采用50×50cm正方形分幅或40×50cm矩形分幅；根据需要，也可以采用其它规格的分幅；地形图编号一般采用图廓西南角坐标公里数编号法，也可选用流水编号法或行列编号法等。

采用图廓西南角坐标公里数编号法时x坐标在前，y坐标在后，1:500地形图取至0.01km(如10.40-21.75)，1:1000、1:2000地形图取至0.1km(如10.0-21.0)。

带状测区或小面积测区，可按测区统一顺序进行编号，一般从左到右，从上到下用数字1、2、3、4、……编定（流水编号法）：

行列编号法一般以代号(如A、B、C、D……)为横行，由上到下排列，以数字1、2、3、……为代号的纵列，从左到右排列来编定，先行后列，如图中的A-4。

（采用国家统一坐标系时，图廓间的公里数根据需要加注带号和百公里数，如X：4327.8，Y：37457.0。）

7.5 绘制方格网

（以30×30cm的方格为例，比例尺为1：500，即测区范围为150m×150m）

1.准备工作

聚脂薄膜

特点：直接着墨、直接晒蓝、可以洗；怕火、怕折。 使用：粗糙的一面是正面，先用白纸贴在图板上再贴薄膜。 检验直尺

用尺子（坐标格网尺）两边画直线，要求这两条直线重合。

2.打方格

目的

能在图上确定点的坐标或根据坐标能在图上展点 画方格

画两条相交接近互垂的直线（轻轻画），以交点为圆心以某个给定的半径画圆，可得到四个交点。由方格网大小可以求出半径为15×1.414=212.1mm，为方便后面的绘制工作，半径放宽为240mm。然后连接4个交点可得到一矩形。以西南角开始从左至

右，从下往上以10cm为间隔取一点。连接起来就得到30×30cm的矩形。再标上格网标志（1cm长，十字形）。

设西南角坐标：X=700m，Y=700m，以公里为单位进行标注，X在前，Y在后，1：500比例尺地形图取至0.01KM，即西南角坐标标为0.70，0.70。然后给每个格网标志线标上坐标（0.75、0.80、0.85） 检查对角线

每个小方格对角线长度为141.4mm，共9个方格，18条对角线。要随机抽取2/3的对角线检查。量取对角线的长度与理论长度之差应满足：ε≤±0.2mm，对于长对角线，要求：ε≤±0.3mm，每个方格边长理论值为100mm，与量测值之差应满足： ε≤±0.2mm，若不合格则擦掉重画；若合格则擦除多余的边长。

3.展点

确定图上位置 以

（

点为例，在纵轴上量取1.6cm，在横轴上量取2cm；

点坐标：

）

展导线点

符号为不埋石图根点（按图式要求），用模板来画（工程制图的工具）；

并在符号的右边标上点号和高程。间的理论值和量测值的差值，应满足： ε≤±0.2mm

，展绘完导线点后应检查每相邻导线点之

7.6 大比例尺地形图的测绘

控制测量结束后，在图根控制点上安置经纬仪（设立测站），测定其周围地物、地貌特征点（碎部点）的平面位置和高程，按比例尺缩绘成图。

一、展绘控制点

用绘图铅笔或绘图仪，将图根点按坐标展绘在绘制好坐标格网的白图纸或聚酯薄膜上。控制点展绘完成后，应用两点坐标反算所得边长，对展点点位进行检核。 二、大比例尺地形图测绘原理

采用极坐标法测绘地形图如图：

在测站安置经纬仪，测定定向方向到碎部点的水平角α，用视距测量的方法，测定测站到碎部点的距离D和高差h。由α得到碎部点的方向，在该方向上按距离D（除比例尺分母）将碎部点展绘在图纸上。测站高程加上高差h，得到碎部点高程H，将重要碎部点高程注记在图上。

地物的测绘：测定地物特征点，在图上按规定地物符号，连接相关碎部点。 地貌的测绘：测定地貌特征点，边测边勾绘地性线；根据地形点，按等高线与高差成正比的原则，内插等高线。

7.7 数字测图发展概况：

1. 传统的地形测量方法: 图解法测图――利用测量仪器对地球表面局部区域内的各种地物、地貌特征点的空间位置进行测定，以一定的比例尺并按图示符号将其绘制在图纸上，即通常所称的白纸测图。

缺点：数字的精度由于刺点、绘图、图纸伸缩变形等因素的影响会大大降低，而且工序多、劳动强度大、质量管理难。纸质地形图已难承载诸多图形信息，更新也极不方便。 2. 地形测量向自动化和数字化方向发展：

数字测图，全解析机助测图方法，是地形测量发展过程中的一次根本性技术变革。主要表现在： 图解法测图的最终成果是地形图，图纸是地形信息的唯一载体；数字测图地形信息的载体是计算机的存储介质（磁盘或光盘），其提交的成果是可供计算机处理、远距离传输、多方共享的数字地形图数据文件，通过数控绘图仪可输出地形图。另外，利用数字地形图可生成电子地图和数字地面模型（DTM）。更具有深远意义的是，数字地形信息作为地理空间数据的基本信息之一，成为地理信息系统（GIS）的重要组成部分。 优点：高自动化、全数字化、高精度。 3. 广义的数字测图包括：

3.1利用全站仪或其它测量仪器进行野外数字化测图；

3.2利用手扶数字化仪或扫描数字化仪对纸质地形图的数字化； 3.3利用航摄、遥感像片进行数字化测图。

4. 数字测图发展历程：

4.1 20世纪50年代，美国国防制图局开始研究制图自动化问题；

4.2 20世纪70年代，制图自动化已形成规模生产，美国、加拿大及欧洲各国建立了自动制图系统。

4.3 20世纪80年代，数字摄影测量的发展为数字测图提供各种数字化产品，如数字地形图、专题图、数字地面模型等。 5. 大比例尺地面数字测图：

20世纪70年代，电子速测仪问世，大比例尺地面数字测图开始发展； 80年代，电子速测仪迅猛发展，加速了数字测图的研究和应用。 我国是从1983年开始研究数字测图工作。 其发展过程大体上可分为两个阶段：

5.1 第一阶段：主要利用全站仪采集数据，电子手簿记录，同时人工绘制标注测点点号的草图，到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，并键入计算机自动成图，经人机交互编辑修改，最终生成数字地形图，由绘图仪绘制地形图。

5.2 第二阶段：仍采用野外测记模式，但成图软件有了实质性的进展。一是开发了智能化的外业数据采集软件；二是计算机成图软件能直接对接收的地形信息数据进行处理。

6. 20世纪90年代，RTK实时动态定位技术（载波相位差分技术）的出现，GPS数字测量系统将在开阔地区成为地面数字测图的主要方法。 一、目的和要求：

1. 目的：学习大比例尺数字测图的原理、方法，掌握全站仪数字测图的全过程。 2. 要求：掌握课堂讲授内容，认真参加实验课。 （1） 大比例尺测图的技术设计 概念：

大比例尺图：1：500 ～ 1：5000 1：10000 ～ 1：50000 航测法成图

小于1：50000的小比例尺图，根据较大比例尺地图及各种资料编绘而成。 （2）大比例尺测图种类：

地形图、地籍图、房产图、地下管线图。

地籍图：表示的内容有地籍和必要的地形要素。地籍要素包括行政境界、土地权属界线、界址点及编号、土地编号、房产情况、土地利用类别、土地等级、土地面积等。必要的地形要素包括测量控制点、房屋道路、水系以及与地籍有关的地物、地理名称等。

房产图：是地形图和地籍图的派生图。主要内容包括控制点、界址点、房屋权界线、房屋结构及层次、房产类别及用途、用地界线、附属设施、围护物、道路、水系以及与房产有关的其他地形要素等。

地下管线图：主要内容是各类地下管线的地面特征点、地下管线探测点、地下管线尺寸及用途、地下管线的附属设施以及地下管线周边的地形要素等。 （3） 编写技术设计书： 1） 主要作业规范和图式

《工程测量规范》、《城市测量规范》、《地籍测绘规范》、《房产测绘规范》、《大比例尺地形图机助制图规范》、《1：500，1：1000，1：2000地形图图式》、《1：5000，1：10000，地形图图式》、《地籍图图式》、《1：500，1：1000，1：2000地形图要素分类与代码》。 2） 测量任务书、测量规范、收集的资料 技术设计书的主要内容

任务概述、测区情况、已有资料及其分析、技术方案的设计、组织与劳动计划、仪器配备及供应计划、财务预算、检查验收计划以及安全措施等。

（4） 根据技术计划的方案，统计工作量，并结合规定计划提交资料的时间，编制组织措施和劳动计划，提出仪器配备计划、经费预算计划和工作计划进度，同时拟订检查验收计划。 （5） 注意事项：

在测量工作的各生产过程（如野外踏勘、选点、造埋、观测、计算）中要尽量避免工伤事故和减少仪器设备损坏，确保安全生产。测量人员要熟悉操作方法，执行安全规划，严格遵守规范，注意防病、防火，不断提高劳动生产率，为国家经济建设多作贡献。 二、图根控制测量和测站点测定 （1）图根控制测量

图根平面控制点的布设方法：图根导线，图根三角，交会方法，GPS RTK。 图根高程控制布设方法：图根水准、图根三角高程测定 精度要求：

平面点位中误差：不应大于图上0.1mm 高程中误差：测图基本等高距的1/10

图根控制点个数：应根据地形复杂、破碎程度或隐蔽情况而决定。 对一般平坦而开阔地区，每平方千米图根点的密度为： 常规成图：1：2000≥15个 1：1000≥50个 1：500≥150个

数字成图：1：2000≥4个 1：1000≥16个 1：500≥64个 （2） 测站点的测定

增设测站点，在控制点或图根点上，采用极坐标法、交会法和支导线测定测站点的坐标和高程。

数字测图测站点的点位精度要求：

中误差，≦图上0.2mm，高程，≦测图基本等高距的1/6 （3）全站仪的半测回观测法

预先测定经纬仪的横轴误差，视准轴误差和竖盘指标差，并存储在全站仪内存或电子手簿中，在观测水平方向和竖角时，由程序对半测回观测方向和天顶距自动进行改正来消除其影响。 1）横轴误差对水平方向影响的改正

设因横轴倾斜角而产生的水平方向的读数影响为：

则正确的水平方向读数为：

式中，、

为盘左、盘右水平方向读数，为竖角。

2） 视准轴误差对水平方向影响的改正 设因视准轴误差对水平方向的影响为：

则正确的水平方向读数为：

式中，、

为盘左、盘右水平方向读数，为竖角。

3)指标差对竖角的改正

设指标差为，则一般垂直度盘竖角的计算机公式为：

或

式中，、为盘左、盘右天顶距读数，为竖角。

当视准轴误差和竖盘指标差有较大变化时，应进行仪器误差的重新测定。 三、野外采集数据 (1)野外数据采集模式

按碎部点测量方法：全站仪测量方法，GPS RTK测量方法 主要采用全站仪测量方法：

在控制点、加密的图根点或测站点上架设全站仪，全站仪经定向后，观测碎部点上放置的棱镜，得到方向、竖直角（或天顶距）和距离等观测值，记录在电子手簿或全站仪内存；或者是由记录器程序计算碎部点的坐标和高程，记入电子手簿或全站仪内存。 GPS RTK测量方法：

直接可得到碎部点的坐标和高程。 图形信息码：

为了便于计算机识别，碎部点的地形要素名称、碎部点连接线型信息也都用数字代码或英文字母代码来表示，这些代码称为图形信息码。

根据给以图形信息码的方式不同，野外数据采集的工作程序分两种：

一种是在观测碎部点时，绘制工作草图，在工作草图记录地形要素名称、碎部点连接关系，然后在室内将碎部点显示在计算机屏幕上，根据工作草图，采用人机交互方式连接碎部点，输入图形信息码和生成图形。

另一种是采用笔记本电脑和PDA掌上电脑作为野外数据采集记录器，可以在观测碎部点之后，对照实际地形输入图形信息码和生成图形。 (2)数据记录内容和格式

大比例尺数字测图野外采集的数据包括：

一般数据：如测区代号、施测日期、小组编号等。

仪器数据：如仪器类型、仪器误差、测距仪加常数、乘常数等。 测站数据：如测站点号、零方向点号、仪器高、零方向读数等。

方向观测数据：如方向点号、目标的觇标高、方向、天顶距和斜距的观测值等。 碎部点观测数据：如点号、连接点号、连接线型、地形要素分类码、方向、天顶距和斜距的观测值以及觇标高（或者是计算的、坐标和高程）等。 控制点数据：如点号、类别、、坐标和高程等。 数据记录格式：

为区分各种数据的记录内容，用不同的记录类别码放在每条记录的开头来表示。各种数据需要规定它们的字长，根据数据的字长和数据之间 的关系，确定一条记录的长度。每条记录具有相同的长度和相同的数据段，按记录类别码可以确定一条记录中各数据段的内容，对于不同的数据段可以用零填充。

如下图：（野外数据记录格式）

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 分为8个数据段。A1表示记录类别，后面的记录按记录类别表示相应的内容。例如一条碎部点记录，A2表示点号，A3表示连接点号，A4表示线型和线序，A5表示地形要素代码，A6 、A7、A8分别表示碎部点的、坐标和高程。 (3)地形图要素分类和代码 9个大类：

测量控制点、居民地和垣栅、工矿建（构）筑物及其他设施、交通及附属设施、管线及附属设施、水系及附属设施、境界、地貌和土质、植被。 地形图要素代码由四位数字码组成：

从左到右，第一位是大类码，用1～9表示，第二位是小类码，第三、第四位分别是一、二级代码。

例如：一般房屋代码为2110，高速公路为4310，等级公路为4320。 1)连接线代码

连接线分为直线、圆弧、曲线，分别以1、2、3表示，称为连接线型码。 2)图形信息码的输入 输入方式：

1）根据草图将有关的图形信息输入到相应的点记录中 2）采用笔记本电脑或PDA掌上电脑，在现场输入图形信息码 公共点记录的增加：

每个公共点记录只输入点号和图形信息码，公共点记录的点号和原点号相同，图形信息码按实际输入，其他各项记录为零，但实际的值和原点号记录相应的记录项相同。 图块各点连接方向：

根据测图系统绘制地形图符号的要求，图块上各点应按规定的方向顺序连接。可参考测图系统的帮助文档。 3)工作草图：

工作草图是图形信息编码碎部点间接坐标计算和人机交互编辑修改的依据。 可利用旧图或影像图做工作草图。 四、数字地形图编辑和输出

（１）数据的图幅分幅和图形文件生成

碎部记录文件通常不是以一幅图的范围作为一个文件来记录的。

一个碎部记录文件可能涉及几幅图，或者是一幅图由多个记录文件拼接生成。

当碎部记录文件在计算机上显示的图形和实地地形（或工作草图）对照符合后，再按图幅生成图形文件。

图形文件的形式由测图系统决定。 等高线文件

按图幅形成离散高程点临时文件，离散点经构网、等高线追踪，得到表示等高线特征点的有序点列，存入等高线文件。

等高线文件由点链文件和索引文件表示。 等高线的绘制方法见课本290中间。 （２） 图形的修改 三个基本功能：

删除、平移、旋转。 （３） 注记

地图上起说明作用的文字和数字称为注记。 注记的绘制一般通过人机交互完成。 （4） 图廓生成

图廓的内容包括内外图廓线、方格网、接图表、图廓间和图廓外的各种注记等。 （5） 绘制地形图

由计算机控制绘图仪绘制地形图。 绘图仪有矢量绘图仪和点阵绘图仪。

点阵绘图仪绘图速度较矢量绘图仪快，目前多采用属于点阵绘图仪的喷墨绘图仪绘制。

五、大比例尺数字地形图质量控制 （1）大比例尺数字地形图的基本要求

平面坐标系采用以“1980年西安坐标系”为大地基准、高斯－克吕格投影的平面直角坐标系，按分带，也可选择任意经度作为中央子午线的高斯－克吕格投影。特殊情况下1；500～1：2000可采用独立坐标系。

高程基准采用“1985年国家高程基准”。

平面位置精度要求：地物点相对最近野外控制点的图上点位中误差在平地和丘陵地区不得大于0.6mm。

高程精度要求：高程注记点相对最近野外控制点的高程中误差在平地和丘陵地区，1：500不得大于0.4m，1：1000和1：2000不得大于0.5m。

等高线精度要求：对最近野外控制点的高程中误差在平地和丘陵地区，1：500不得大于0.5m，1：1000和1：2000不得大于0.7m。 高程注记密度：图上每100

内8～20个。

（2） 大比例尺数字地形图的质量要求

产品的数据说明：产品名称和范围说明、存储说明、数学基础说明、采用标准说明、数据采集方法说明、数据分层说明、产品生产说明、产品检验说明、产品归属说明和备注等。 数学基础： 指地形图采用的平面坐标和高程基准、等高线等高距。

数据分类与代码：按照GB14804-93《1：500 1：1000 1：2000地形图要素分类与代码》等标准执行，补充的要素及代码应在数据说明备注中加以说明。

位置精度： 地形点、控制点、图廓点和格网点的平面精度、高程注记点和等高线的高程精度、形状保真度、接边精度等。

属性精度： 指描述每个地形要素特征的各种属性数据必须正确无误。

逻辑一致性： 指各要素相关位置应正确，并能正确反映各要素的分布特点及密度特征。如线段相交，无悬挂或过头现象，面状区域必须封闭等。

完备性： 指各种要素不能有遗漏或重复现象，数据分层要正确，各种注记要完整，并指示明确等。

（3）大比例尺数字地形图平面和高程精度的检查和质量评定 a) 检测方法和一般规定

采用外业散点法按测站点精度施测，每幅图一般各选取20～50个点，检查点的平面坐标和高程。

b) 检测点的平面坐标和高程中误差计算 地物点的平面坐标中误差按下式计算：

相邻地物点之间间距中误差按下式计算：

高程中误差按下式计算：

（4）大比例尺数字地形图的检查验收

按检验批中的单位产品数量的10％抽取样本。如样本中经验收有质量为不合格产品时，必须进行二次抽样详查。

验收工作完成后，编写验收报告，随产品归档。

六、地形图数据库 （1） 数据库概念

数据库是一种计算机数据管理技术，它是以一定的组织形式存储在一起的互相有关的数据集合。

三个组成部分：a 数据集 b 物理存储介质 c 数据库软件。

地形图数据库：是某一区域地形图数据的集合，地形图数据包括地形要素的空间数据和属性数据。

主要特点：以精确的坐标来描述空间数据和属性数据定位于空间数据。具有明显的空间特征。 （2）数据模型

四种模型：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型。

层次模型：一种树结构模型，它把数据按自然的层次关系组织起来，以反映数据之间的隶属关系。

网状模型：将数据组织成有向图结构，图中的结点代表数据记录，连线描述不同结点数据间的联系。

关系模型：一种数学化的模型，它将数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表，也称关系。

面向对象模型：将客观世界的一切实体模型化为对象。每个对象都是由数据和对数据的操作组合而成。 (3)地形图数据

三个：空间数据、非空间数据、时间因素。

空间数据：也叫图形数据，是用来表示地理物理的位置、形态、大小和分布特征诸方面信息。 根据空间数据的几何特点，地形图空间数据可分为点数据、线数据、面数据和混和性数据四种类型。

非空间数据：又叫非图形数据，主要包括专题属性数据和质量描述数据等。它表示地理实体

的本质特征，是地理实体相互区别的质量准绳，如土地利用、土壤类别等专题数据和地物要素分类信息等。

时间因素：地理要素的空间分布规律是地理系统中的中心研究内容，但空间和时间是客观事物存在的形式，两者之间是相互联系而不能分割的。时间因素为地理信息增加了动态性质。这种动态变化特征，一方面要求信息及时获取并定期更新，另一方面要重视自然历史过程的积累和对未来的预测和预报。

（5） 城市地图数据库的数据分层

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