本书作为普通高等学校测绘工程专业和地理信息系统专业本科基础课的通用教材，力求反映现代测绘科学技术一体化、数字化、自动化、智能化的发展趋势，并以数字测图工程项目作业流程为主线，参照我国现行数字测图相关规范，系统介绍数字测图的理论、技术和方法。本书内容主要包括数字测图的有关概念、数字测图的基本过程、数字测图系统的硬件设备、数字测图技术设计、野外数据采集、矢量地形图数据库建立、计算机绘图原理、数字测图内业成图、数字测图质量控制、数字测图成果的应用，而且各章后均附有思考题与实训任务，以便学生进行复习巩固和实践练习。
本书是作者在多年从事数字化测绘理论与实践教学、研究的基础上编著的，注重理论与应用并重，具有较强的系统性、实用性、先进性和通用性。本书除了可以作为测绘工程、地理信息系统专业的本科教材外，也可作为土地管理、水利水电工程、道路与桥梁工程、土木工程、地质工程、采矿工程等相关专业学生以及从事数字化测绘工作的专业技术人员的学习参考书。
随着计算机、全站仪、实时动态差分(RTK)及数字化测图软件应用的普及，地形图成图方法正逐步由传统的平板测图向数字化测图方向发展。作为反映测绘技术现代化水平的重要标志，数字化测图目前已占据大部分地形图测绘市场，成为应用最广泛、技术最普及的现代测绘新技术。
近年来，地理信息系统(GIS)产业的迅速发展对测绘保障能力和服务水平提出了更高的要求，地形图测绘呈现出新的活力。数字测图除了要满足测绘部门地形图输出使用外，还要为其他专业部门提供GIS基础数据，而且现已成为基础地理空间框架最主要的数据源。基于此，本书在充分吸收传统教材内容体系的基础上，对地形图数据库的设计、建立等内容加以补充和完善，从测绘产品应用的角度构建完整的技术体系。本书在编写过程中，紧密围绕高等院校应用型人才培养目标，在广泛调研和征求各参编人员意见的基础上，本着科学、实用、先进的编写指导思想，优化重组了知识结构，突出了能力培养和技能训练。全书以大比例尺地面数字测图的作业过程为主线，教材内容力求做到简明扼要、深入浅出，贴近生产实际。
全书共分12章，第1、2章是概述和数字测图作业模式及软硬件环境，属于预备知识；第3～6章是数字测图外业数据采集部分，重点论述全站仪、RTK碎部测量的实施方法；第7、8章是地形图数据库的设计、数据预处理与入库，重点论述地形图数据库的建立；第9～11章是数字测图内业数据处理部分，重点论述计算机绘图原理及数字地形图的输出；第12章是数字地形图的具体应用。边志华(郑州测绘学校)参与了第2章和第3章的编写工作，黄诚义(国家海洋局北海海洋工程勘察研究院)、邵春丽(青岛勘察测绘研究院)参与了第4章的编写工作，艾波(山东科技大学)、边志华(郑州测绘学校)参与了第5章和第6章的编写工作，唐旭(武汉大学)参与了第9章和第10章的编写工作，汤青慧、于水(青岛理工大学)参与编写了全书各章内容，并负责最后统稿。
本书由青岛理工大学朱珊教授审定，提出了许多富有建设性的宝贵意见，在此表示衷心感谢。由于作者编写水平和实践经验有限，书中错误和不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。
编 者
第1章 数字测图概述1
1.1 数字测图的概念及特点2
1.1.1 数字测图的概念2
1.1.2 数字测图的特点3
1.2 数字测图的基本过程4
1.2.1 数据采集4
1.2.2 数据处理4
1.2.3 数据输出5
1.3 数字测图的发展与展望5
1.3.1 数字测图的发展历程5
1.3.2 数字测图的发展趋势6
思考题8
第2章 数字测图系统的组成
及作业模式9
2.1 数字测图的硬件系统10
2.1.1 全站仪10
2.1.2 GPS接收机17
2.1.3 电子手簿20
2.1.4 数控绘图仪21
2.2 数字测图的软件系统22
2.3 数字测图常规作业模式27
实训任务——全站仪的认识与操作28
思考题30
第3章 数字测图的准备工作31
3.1 数字测图工作的前期准备32
3.1.1 图根控制测量32
3.1.2 仪器器材与资料准备36
3.1.3 测区划分36
3.1.4 人员配备37
3.2 大比例尺数字地面测图的技术设计38
3.2.1 概述38
3.2.2 技术设计的内容38
实训任务——GPS图根控制测量39
思考题40
第4章 碎部测量41
4.1 碎部点的选择42
4.1.1 地物点的选择及地物轮廓线
的形成42
4.1.2 地貌特征点的选择42
4.2 碎部点的测算方法及数学原理43
4.2.1 全仪器法43
4.2.2 半仪器法(方向交会法)45
4.2.3 勘丈法47
4.2.4 计算法50
4.3 地物和地貌测绘53
4.3.1 地物测绘53
4.3.2 地貌测绘54
4.4 地形图测绘的综合取舍56
实训任务——经纬仪测绘法59
思考题60
第5章 全站仪野外数据采集63
5.1 草图法64
5.1.1 草图法概述64
5.1.2 草图法野外数据采集步骤64
5.1.3 草图绘制66
5.2 编码法67
5.2.1 数据编码概述67
5.2.2 数据编码方案67
5.2.3 图形信息码的输入74
实训任务——草图法野外数据采集76
思考题77
第6章 GPS RTK野外数据采集79
6.1 概述80
6.1.1 GPS RTK定位概念80
6.1.2 GPS RTK定位系统的组成81
6.2 GPS RTK测量基本原理82
6.2.1 基准站的观测点位选择和系统设置82
6.2.2 流动站GPS的设置及定位原理83
6.2.3 中继站电台的设立84
6.3 GPS RTK测量操作流程85
6.3.1 建立新工作项目85
6.3.2 对工作项目进行配置88
6.3.3 配置RTK基准站89
6.3.4 配置RTK流动站91
6.3.5 点测量92
6.3.6 点校正93
实训任务——GPS RTK地形测量95
思考题96
第7章 大比例尺矢量地形图
数据库设计97
7.1 数据库技术及其发展98
7.2 地形图数据库及其特点99
7.3 地形图数据库设计100
7.3.1 用户需求分析100
7.3.2 地形图要素的分层设计101
7.3.3 地形图要素数据字典的结构设计102
7.3.4 地形图符号库的设计103
7.3.5 地形图元数据库的结构设计107
7.3.6 地形图数据库的功能设计108
实训任务——基于ArcGIS的城市空间
数据库设计109
思考题110
第8章 矢量地形数据处理与入库111
8.1 地形图数据入库前的质量检查112
8.1.1 入库数据质量要求112
8.1.2 入库地形数据检查与预处理113
8.2 地形图数据入库的常用方法114
8.3 入库地形图数据的后处理115
8.3.1 跨图幅地形图线、面要素的合并115
8.3.2 唯一代码编制115
8.3.3 入库数据检查116
8.4 地形图数据归档116
实训任务——基于南方CASS的全要素
地形图数据入库整理116
思考题117
第9章 计算机绘图原理119
9.1 基本图形的绘制120
9.1.1 直线120
9.1.2 圆122
9.1.3 字符的生成123
9.1.4 图形裁剪125
9.2 地物符号的自动绘制127
9.2.1 独立符号的自动绘制127
9.2.2 线状符号的自动绘制128
9.2.3 面状符号的自动绘制130
9.3 等高线的自动绘制132
9.3.1 距离加权平均法求格网点高程133
9.3.2 三角形网的连接133
9.3.3 等高线点的寻找134
9.3.4 在网格上等高线点的追踪136
9.3.5 三角形网上等高线点的追踪137
9.3.6 等高线的光滑137
9.4 图形显示的分层处理138
9.4.1 层的概念138
9.4.2 图形分层显示方法138
实训任务——三角网法自动绘制等高线139
思考题139
第10章 数字测图内业成图141
10.1 地形图基本知识142
10.1.1 地形图的比例尺142
10.1.2 地形图的分幅和编号143
10.1.3 地形图图外注记144
10.1.4 地形图图示147
10.2 数字地形图绘制155
10.2.1 数据通信155
10.2.2 数字地形图成图模式160
实训任务——“点号定位”地形图成图170
思考题171
第11章 电子平板法测图173
11.1 概述174
11.2 CASS电子平板测图系统174
11.2.1 录入测区的已知坐标174
11.2.2 安置仪器175
11.2.3 定显示区176
11.2.4 测站准备工作176
11.2.5 实际测图操作177
11.3 SV300电子平板测图系统180
11.3.1 作业准备180
11.3.2 作业流程181
11.3.3 作业方法183
实训任务——CASS电子平板测图186
思考题186
第12章 数字地形图的应用187
12.1 数字地形图的工程应用188
12.1.1 基本几何要素查询188
12.1.2 土方量计算190
12.1.3 断面图的绘制195
12.1.4 其他应用197
12.2 数字地面模型的建立及应用201
12.2.1 数字地面模型的建立201
12.2.2 数字地面模型的应用205
实训任务——基于数字地形图进行
工程土方量计算206
思考题207
附录 有关标准及资料209
附录1 1∶500、1∶1000、1∶2000
外业数字测图技术规程
(GB\T 14912—2005)210
附录2 1:500数字化地形图测绘技术
设计书227
附录3 GPS RTK测量技术规程233
附录4 数字地形图产品基本要求
(GB/T 17278—2009)244
参考文献255
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