测绘专业基础知识培训

测绘专业基础知识培训质量管理科2009.9.22目的作业人员测绘基础及相关经验不足，作业过程中出现很多技术及质量问题，希望借助本次培训，能够使作业人员对数字化测绘相关的基础知识有个较全面的了解，并能够解决实际的问题。基本原理概念1、数字化线划数据地表现象异常复杂。各种各样的自然地理景观和人文景观相互交织在一起，关系错综复杂。但是，GIS世界中，人们将它们进行抽象化和数字化表示，其中以数字线划数据最为重要。数字线划数据是将空间地物直接抽象为点、线、面的实体，用坐标描述它的位置和形状，比如，一条道路虽然有自己一定的宽度，并且弯弯曲曲，但是在抽象划时，就把它当作是一条线，而在数字化这条路时，以每个数字化点的坐标描述道路的形状。基本原理概念2、属性数据属性数据是对目标的空间特段以外的目标特性的详细描述。属性数据包含了对目标类型的描述和目标的具体说明与描述。属性数据一般采用键盘输入。3、空间数据的转换空间数据转换的内容的主要包括三个方面的信息：其一是空间定位信息（实体的坐标）；其二是空间关系（如一条弧段的起结点、终结点、左多边形、右多边形等）；其三是属性数据。空间数据转换目前主要是通过外部数据交换文件进行。大部分商用GIS软件定义了外部数据交换文件格式，一般为ASCII文件，如EOO、DXF等。基本原理概念4、空间数据质量数据质量可以从下列几个方面来考虑：1）准确度：即测量值与真值之间的接近程度，可用误差来衡量。2）精度：即对现象描述的详细程度。3）不确定性：指某现象不能精确测得，当真值不可测或无法知道时，我们就无法确定误差，因而用不确定性取代误差。4）相容性：指俩个来源的数据在同一个应用中使用的难易程度。5）一致性：指对同一现象或同类现象的表达的一致程度。6）完整性：指具有同一准确度和精度的数据在特定空间范围内是否完整的程度。基本原理概念5、空间数据的表达比例尺不同，进行分析和取舍的结果也不相同。例如一栋建筑物，在小比例尺的GIS中可能被忽略，与整个城市一起作为一个点，而在大比例尺GIS中则作为一个建筑物描述。一般来说，总是把各种地理现象归为几种类型，如点、线、面。1）呈点状分布的地理现象此分布的现象如城镇、乡村居民地、交通枢纽、车站、工厂、学校、医院、机关、山峰等等。2）呈线状分布的地理现象此分布现象如河流、海岸、铁路、公路、地下管网、行政边界等，它们也有单线、双线和网状之分。在实际地面上，其水面、路面都可能是狭长的或区域的面状。3）呈面状分布的地理现象此分布现象如土壤、耕地、森林、草原、沙漠等等，它们具有大范围连续分布现象。有些面状分布现象有确切的边界，如建筑物、水塘等，有些现象它们的分布范围从宏观上观察好像具有一条确切的边界，但是在实地上并没有明显的边界，如土壤类型边界只能说是专家们研究的结果。地图基本概念-特性、分类一.地图的特征：可量测性；直观性；一览性。二.地图的分类一.按区域范围分类：分为世界图、国家图、分区图、省图、市县图、乡镇图等；二.按地图内容分类：分为两大类，普通地图和专题地图。普通地图是以相对平衡的详细程度表示地球表面上的自然地理和社会经济要素(基本要素包括居民地、交通网、水系、地貌、境界、土质植被等)的地图。其中详细表示地面的各基本要素的叫地形图；内容比较概略，但主要目标很突出，以反映各要素基本分布规律为主的地图称为地理图；介于两者之间的叫地形地理图。专题地图是以普通地图作为底图基础的，重点反映某一种或几种专门的要素，依内容要素可分为：自然地理图、社会经济地图和工程技术图。三.按比例尺分类大比例尺地形图：1：5千—1：2.5万比例尺地形图中比例尺地形图：1：5万—1：25万比例尺地形图小比例尺地形图：1：50万-1：100万比例尺地形图我国称1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万、1：25万、1：50万、1：100万七种比例尺普通地图为国家基本比例尺地形图按国家测绘局制定的统一技术标准制图(规范、图式)。地图数学基础一.地球椭球体北京54坐标系基准椭球西安80坐标系基准椭球WGS-84GPS基准椭球地球椭球面上任一点的位置，可由该点的纬度(B)和精度(L)确定，即地面点的地理坐标值，由经线和纬线构成两组互相正交的曲线坐标网叫地理坐标网。由经纬度构成的地理坐标系统又叫地理坐标系。地理坐标分为天文地理坐标和大地地理坐标我们在地球椭球面上所用的地理坐标系属于大地地理坐标系，简称大地坐标系二.地图投影是为解决由不可展的椭球面描绘到平面上的矛盾，用几何透视方法或数学分析的方法，将地球上的点和线投影到可展的曲面(平面、园柱面或圆锥面)上，将此可展曲面展成平面，建立该平面上的点地图数学基础三.高斯-克吕格直角坐标高斯－克吕格投影是设想用一个椭圆柱横套在地球椭球的外面，并与设定的中央经线相切。高斯－克吕格投影分带规定:该投影是国家基本比例尺地形图的数学基础，为控制变形，采用分带投影的方法，在比例尺1：2.5万-1：50万图上采用6°分带，对比例尺为1：1万及大于1：1万的图采用3°分带。6°分带法：从格林威治零度经线起，每6°分为一个投影带，全球共分为60个投影带，东半球从东经0°-6°为第一带，中央经线为3°，依此类推，投影带号为1-30。其投影代号n和中央经线经度L0的计算公式为：L0=(6n-3)°；西半球投影带从180°回算到0°，编号为31-60，投影代号n和中央经线经度L0的计算公式为L0=360-(6n-3)°。3°分带法：从东经1°30′起，每3°为一带，将全球划分为120个投影带，东经1°30′-4°30′，...178°30′-西经178°30′，...1°30′-东经1°30′。东半球有60个投影带，编号1-60，各带中央经线计算公式：L0=3°n,中央经线为3°、6°...180°。西半球有60个投影带，编号1-60，各带中央经线计算公式：L0=360°-3°n,中央经线为西经177°、...3°、0°。我国规定将各带纵坐标轴西移500公里，即将所有y值加上500公里，坐标值前再加各带带号以18带为例，原坐标值为y=243353.5m，西移后为y=743353.5，加带号通用坐标为y=18743353.5我国地形图分幅与编号我国基本比例尺地形图分幅与编号，以1：100万地形图为基础，延伸出1：50万、1：25万1：10万，再以1：10万为基础，延伸出1：5万、1:2.5万及1：1万三种比例尺。1：100万从赤道起向两极每纬差4°为一行，至88°，南北半球各分为22横列，依次编号A、B、...V；由精度180°西向东每6°一列，全球60列，以1-60表示，如海南所在1：100万图在第5行，第49列，其编号为E-49在1：100万图上，按经差3°纬差2°分成四幅1：50万地形图，编为A、B、C、D，如E-49-A按经差1°30′纬差1°分成16幅1：25万地形图，编为[1]、...[16]，如E-49-[1]。按经差30′纬差20′分成144幅1：10万地形图，编为1、...144，如E-49-1。既后三种比例尺各自独立地与1：100万地图的图号联系。1：10万图上每经差15′纬差10′分成四幅1：5万地形图，编为A、B、C、D，如E-49-1-A1：5万图上每经差7′30″纬差5′分成四幅1：2.5万，编为1、2、3、4，如E-49-1-A-11：10万图上每经差3′45″纬差2′30″分成64幅1：1万地形图，编为(1)、...(64)，如E-49-1-A-(1)1：1万图上每经差1′52″纬差1′15″分成四幅1：5000地形图，编为a、b、c、d，如E-49-1-A-(1)-a地图符号一.地图符号的意义地图符号是地图上各种形状、大小和颜色的图形和文字的总称。它是地图内容体现的一种主要手段。是地图的基本特征之一。二.地图符号的分类按几何精确性分类，分为：依比例符号、不依比例符号、半依比例符号。依比例符号是实地占有较大面积的物体，比例尺缩小后，仍能显示其轮廓，如大面积街区、大湖等。通常以线划表示其外轮廓，并填绘符号或普染颜色。不依比例符号实地上面积较小一般具有方位意义的物体，缩至图上只能显示一个点。这类符号仅以其定位点表示物体的位置。半依比例符号是实地上的狭长物体，其长度能依比例表示，而宽度则需夸大，如狭长街区、铁路、公路、土堤等符号，其宽度在图上均已扩大。在图上只能测其长度，不能测其宽度。地图符号三.地图符号表示地物的原则符号的“比例”概念：地面物体与符号图形的缩小比率并非总是一致，同一物体在较大比例尺图上能依比例表示，而在较小比例尺图上则为半依比例号和非依比例符号。符号的比例关系具有一定的相对性。符号的定位：不依比例符号都是扩大了的图形，一般在设计时就已规定了符号的哪一部分代表地物的真实位置，这些规定的点和线，就叫定位点和定位线。相关内容：关于AUTOCAD的编辑符号库普通地图的内容要素及表示方法一.普通地图上的内容要素-数学要素、地理要素和图廓外要素数学要素——坐标网、地图比例尺、地图定向等地理要素——包括自然地理要素、社会经济要素和其他标志自然地理要素有水系、地貌和图质植被；社会经济要素有居民地、交通网、境界和行政中心；其他标志为方位物、经济标志、科学文化标志等。图廓外要素——图名、图号、接图表、图例、图廓、分度带、比例尺、坡度尺及坐标系统等普通地图的内容要素及表示方法二.水系及其在图上表示水系是指海洋、江河、湖泊、水库、水渠、井泉各种自然的人工的水文物体的总称。关于河流及沟渠的表示：我国1971年《图式》中规定河流单双线的分界宽为0.4mm，即凡双线河就表示真实的河宽。对中小比例尺地形图(如1：5万)补充规定“实地宽100m以上的合理就扩大绘为双线”(从0.2扩大到0.4）实地河宽100米到200米这段成为符号性双线河(或称记号双线河)，它不表示真宽，要注明河宽注记。对小比例尺图上的河流有两种表示方法，其一，单线配合不依比例尺双线(又称过度性符号)和依比例双线的表示方法；其二，是单线配合单线真形符号表示。所谓单线真形符号是将河流全部填满与水涯线相同的普染色。普通地图的内容要素及表示方法三.居民地及其在图上表示居民地是指各种建筑物组成的城市、集镇、农村或其他居住区的总称。当居民地受比例尺限制不能用真形表示时，可用圈形符号来表示居民地的位置，符号的定位点表示居民地的中心区域，符号与地物的相对关系表示居民地中心区域与地物的相对关系。普通地图的内容要素及表示方法四、交通及其在图上表示交通网是各种运输的总称。它包括陆地交通、水陆交通和空中交通及管线运输几类。道路符号是线状的，但在比例尺缩小后，它的宽度是夸大的，以我国地形图为例，铁路宽0.6mm，在1：10万图上等于实地60m，在1：50万图上为300m。普通地图的内容要素及表示方法五.地貌及其在图上表示晕渲法，假定光源在固定的方向上，用浓淡渐变的半色调(墨和颜色)在图上显示地貌主体形态，其实质是光彩立体感在地图上的应用。等高线法，用一组有一定间隔(高差)的等高线的组合来反映地面的起伏形态。首曲线，按相应比例尺规定的等高距测绘的等高线，图上用细线表示。计曲线，为方便查看等高线的高程，规定从零米起算，每隔四条基本等高线加粗成粗实线。间曲线，按等高距的二分之一测绘的等高线，用与首曲线等粗的虚线表示，补充显示局部形态分层设色法，在不同高程带，普染不同色调的颜色来表示地貌起伏的方法。普通地图的内容要素及表示方法五.境界及其在图上表示境界是地区政治行政管辖的界线。普通地图上，可分为政区界和其他境界两大类。地形图上境界的表示有以下的规定：两级以上的境界重合时，只表示出高一级的境界。飞地的界线用其所属的行政单位的境界符号表示，并在其范围内加隶属注记。境界沿河流、道路、山脊等线状地物延伸的，可以省略重合部的境界符号或在线状地物的中心，两侧或一测描绘其符号。以河流为例：当一河流中心线或主航道线为界时，境界符号在水域内或河流符号两侧不间断的交错绘出。以共有河流为界的，在河流两侧每3-4厘米交错绘出。以河流一侧为界的，在相应一侧不间断绘出。以山脊、