测绘专业基础知识培训质量管理科2009.9.22目的l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、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 属性数据是对目标的空间特段以外的目标特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。一般采用键盘输入。3、空间数据的转换、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）；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。大部分商用数据交换文件进行。大部分商用GIS软件定义软件定义了外部数据交换文件格式，一般为了外部数据交换文件格式，一般为ASCII文件，文件，如如EOO、DXF等。等。 基本原理概念4、空间数据质量、空间数据质量数据质量可以从下列几个方面来考虑：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、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、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。线、面。1）呈点状分布的地理现象）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。关、山峰等等。2）呈线状分布的地理现象）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。的面状。3）呈面状分布的地理现象）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。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-84 GPS 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130起，每3为一带，将全球划分为120个投影带，东经130-430， .17830-西 经 17830， .130-东 经130。 东半球有60个投影带，编号1-60，各带中央经线计算公式：L0=3n ,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=360-3n ,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130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-A 1：5万图上每经差730纬差5分成四幅1：2.5万，编为1、2、3、4，如 E-49-1-A-1 1：10万图上每经差345纬差230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152纬差115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、山谷为界的不间断绘出，其通过的山头、山口、谷地等的中心位置不变，保持与地貌图形的协调性。基础地理信息数据（4D产品） 基础测绘：建立全国统一的测绘基准和测绘系统，进行基础航空摄影，获取基础地理信息的遥感资料，测绘和更新国家基本比例尺地图、影像图和数字化产品，建立和更新基础地理信息系统。基础测绘市基础性、公益性事业，关系到国家安全和国家秘密。4D产品4D产品4D产品4D产品4D产品我院的数字化测绘生产业务介绍（1 1）空间数据获取与处理的一般方法）空间数据获取与处理的一般方法a、扫描数字化数据生产，一般可用来生产DLG和DEM，总体可以分为以下几个过程：l地图扫描l栅格地图的数字化采集和加工l数据质量的检验（包括空间数据质量的检验、属性数据质量的检验、拓扑数据质量检验）l数据建库以及地图制作我院的数字化测绘生产业务介绍b、全数字摄影测量方法，一般可用来生产DOM、DLG和DEM：l扫描影像负片l全数字摄影测量系统进行定向、内业空三加密、影像匹配建立立体像对l立体量测，采集母线数据（进行粗编辑，输出图形，由外业进行补测和判调）根据调绘内容内业对母线数据进行编辑和整饰，最终成果可以是建库数据和出图数据我院的数字化测绘生产业务介绍c、基于卫星遥感影像采集更新，一般用来生产DOM、DLG数据的更新以及土地利用的调查和现状库的更新。l遥感数据的收集与选取；l遥感数据几何纠正和辐射纠正；l遥感数据融合与色彩平衡；l遥感数据的镶嵌；l遥感数据的裁剪生成DOM；与DLG数据的套合采集更新。我院的数字化测绘生产业务介绍d、采集编辑平台设备矢量化及编辑软件：基于Autodesk map5平台开发的系统程序，南方公司CASS系列程序，吉奥公司GEOWAY等全数字摄影测量系统：JX4、VIRTUOZO遥感影像处理软件：ERDOS地理信息建库软件：ARCINFO国土资源调查规划项目：MAPGIS我院的数字化测绘生产业务介绍c、基于卫星遥感影像采集更新，一般用来生产DOM、DLG数据的更新以及土地利用的调查和现状库的更新。l遥感数据的收集与选取；l遥感数据几何纠正和辐射纠正；l遥感数据177融合与色彩平衡；l遥感数据的镶嵌；l遥感数据的裁剪生成DOM；与DLG数据的套合采集更新。数字线划图（DLG）产品检测与评价一、检验依据：图式、标准规范及技术设计书如：1500、11000、12000地形图式式；1500、11000、12000地形图要素类与代码；数字测绘产品检查验收规定和质量评定；基础地理信息数字产品数据文件命名规则基础地理信息数字产品元数据 项目技术设计书 ；数字线划图（DLG）产品检测与评价一、产品质量元素数字线划图数据（DLG）的质量主要是通过表1规定的质量元素来评价的。表表1 数字数字线划图质量元素数字数字线划图质量元素一级质量元素一级质量元素二级质量元素二级质量元素基本要求文件名称、数据格式数学精度数学基础平面精度高程精度接边精度属性精度要素分类与代码的正确性要素属性值的正确性属性项类型的完备性数据分层的正确及完整性逻辑一致性拓扑关系的正确性多边形闭合精度结点匹配精度要素的完备性要素的完备性注记的正确与完整性附件质量文档资料的正确、完整性元数据文件的正确、完整性数字线划图（DLG）产品检测与评价二、检查内容：1 基本要求a.检测文件命名是否符合CH/T 1005-2000的规定，检测数据格式是否符合数字线划图产品标准的要求。2数学精度2.1检测数学基础检测产品的大地基准、高程基准、地图投影方式、分带情况是否符合数字线划图产品标准的要求。根据GB/T 13989 的规定，检测图幅西南角点的经纬度坐标，控制点X、Y、Z坐标值是否正确。图廓点X、Y坐标值取位到厘米，检测其坐标值与国家大地数据处理中心提供的坐标值是否一致。检测不同坐标系间的坐标转换关系是否符合国家大地数据处理中心的规定。 2.2 平面精度和高程精度a.检测1:10000数字线划图数据产品平面精度和高程精度是否满足CH xxxx-xxxx 基础地理信息1:50000、1:10000数字线划图的规定。基于扫描数字化或数字正射影像图成图时平面精度为检测点相对影像同名点位移中误差不得大于1m，最大位移误差为两倍位移中误差。平面和高程检测点应是均匀分布、随机选取的明显地物点，检测点的精度不能低于成图精度。平面和高程检测点的数量视地物复杂程度确定，每幅图一般各选取2050个点。选取特别困难的地区可以按测区进行，但是每幅图不能少于一个点。没有明确的原因，不能取消已选定的检测点。 数字线划图（DLG）产品检测与评价2.3 检测接边精度检测要素是否几何接边；检测接边要素的几何形状是否合理；检测要素几何接边后，属性是否一致，拓扑关系是否正确；检测跨带接边是否准确。 3 属性精度检查各个层的名称是否正确，是否有漏层；逐层检查各属性表中的属性项类型、长度、顺序等是否正确，有无遗漏；检查各要素的分层、分类代码、属性值是否正确或遗漏。 4 逻辑一致性检查各层拓扑关系的正确性，检查各层是否有重复的要素，检查有向点、有向线的方向是否正确，检查面状要素的闭合关系正确或不正确，检查要素的结点匹配关系是否正确。 5 要素完整性检测要素有无遗漏。 6 附件质量检测元数据文件内容是否正确、完整，文档资料是否正确、完整。 数字线划图（DLG）产品检测与评价三、质量评价 1 产品缺陷分类 产品的缺陷分为严重缺陷、重缺陷、轻缺陷。缺陷扣分及分类规定见下表 质量质量元素元素严严 重重 缺缺 陷陷重重 缺缺 陷陷轻轻 缺缺 陷陷基本要求a.数据文件不齐全b.文件名称有误或数据记录 格式不符合规定a.上交产品无法读取数据数学精度a.空间定位参考系统采纳错误b.控制点坐标错误c.地物点平面位置中误差或 高程点、等高线中误差超限a.地物点平面位置误差或高程误差超过最大误差限一处b.要素几何图形不接边或属性不接边三处缺陷类别严重缺陷重缺陷次重缺陷轻缺陷扣分值4212/t4/t1/t数字线划图（DLG）产品检测与评价三、质量评价 1 产品缺陷分类 产品的缺陷分为严重缺陷、重缺陷、轻缺陷。缺陷分类规定见表2 属 性 精 度a.点、线、面要素属性表中， 字段名、字段类别、字段长度等有误或有遗漏b.国界、未定国界、特别行政区界以及相应的界桩、界碑放错层或属性数据错、漏c.点、线、面要素拓扑关系未建立或建立错误a.国家一、二等级三角点、水准点及城市I级控制以上高等级点属性数据错或放错层b.数据分层不完整或不正确c.图上长度在3cm以上的国家主要铁路属性数据错或放错层d.县或县以上境界放错层或属性数据错、漏e.图上长度在cm以上的县级及县级以上公路或技术等级四级以上公路属性数据错、漏或放错层f.层名不正确或层的颜色不符合规定g.实体元素线型、线宽有误h.高程注记米以上数字错a.图上面积在4cm2以上的面状要素属性错或漏一处；面积小于4cm2的二处计为1个b.一般要素放错层或属性值错c.公共边或辅助线放错层或属性值有误d.等高线赋值错数字线划图（DLG）产品检测与评价三、质量评价 1 产品缺陷分类 产品的缺陷分为严重缺陷、重缺陷、轻缺陷。缺陷分类规定见表2 逻 辑一致性a.国界、未定国界附近地名 注错或其他错误造成主权归属错误a. 面状要素未封闭二处b. 面状要素无标识点或不止一个标识点二处a.出现悬挂节点、结点匹配精度超限等五处计为1个b.同一要素重复输入c.要素间关系不合理d.有向要素方向有误e.有注记无高程点或高程点无注记三个计为1个完 备 性a. 国界、未定国界、特别行政区界或相应的界桩、界碑有遗漏a.县或县级以上地名错或漏b.全国一级河流、山脉等名称错、漏c.图上长度在3cm以上的国家主要铁路、县级或县级以上公路或技术等级四级以上的公路漏绘d.作为图名的图内注记错、漏e.计曲线漏绘长度超过图上5cm 一 处a.一般地名注记错或漏b.面积在4cm2以上的水库、双线河流、湖泊等名称错、漏一处；面积小于4cm2的二处计为1个c.一般要素漏三处计为1个数字线划图（DLG）产品检测与评价三、质量评价 1 产品缺陷分类 产品的缺陷分为严重缺陷、重缺陷、轻缺陷。缺陷分类规定见表2 附件质量a.上交文档不齐全b.元数据文件中漏或错信息二项计为1个c.文档资料填写有漏或错信息二项计为1个常见质量问题错误描述错误描述错误累计错误累计错误概率错误概率说明说明图外整饰错误160100.0%接边错误5932.8%注记位置不当23959.0%地名错漏3736.1%说明注记错漏15549.2%植被错漏11741.0%其他要素错漏41885.2%主要包括流向、高程点、比高点、涵洞和计曲线注记点线矛盾21042.6%符号表示错误74096.7%主要包括曲线未修剪、线欠头、坎埂不分、线粗错线要素线型错误2832.8%常见质量问题要素归错层15370.5%注记字高错误2639.3%图层未清理41.0%字体设置错误49.2%未接边36.1%符号比例错误16.4%曲线未光滑抽点18.0%高程点注记小数位错为211.5%房檐改正错误4.9%曲线过坎、斜坡、房屋未修剪6.6%质量问题原因分析A、人为疏忽；B、没有认真对照调绘片做图；C、对规范图式要求不熟悉。特别是对注记位置、注记字高、要素相互关系等要求不熟悉；D、作业员对技术设计书学习不够，对要求不熟悉；E、对软件不熟悉，如对AutoCAD软件字体设置不清楚，对Autocad软件中各种比例尺地形图的线型比例及块比例因子的概念不清，对Autocad软件中各种比例尺地形图的实地长度与出图长度混淆。其他信息