《摄影测量学》（下）第六章

数字测图数字测图数字测图数字测图

武汉大学武汉大学遥感信息工程学院 摄影测量教研室

武汉大学武汉大学遥感信息工程学院 摄影测量教研室

主要内容

矢量数据采集矢量数据编辑矢量数据的图形化输出

计算机辅助测图（数字测图）

计算机辅助测图是在计算机的辅助下，完成除了人工立体观测值之外的其它大部分操作，包括数据采集、数据处理、形成数字地面模型与数字地图并存入磁带、磁盘或光盘中。

矢量数据采集设备与过程

矢量数据采集

解析测图仪或模拟光机型测图仪与计算机相联的机助系统

DPW 直接利用计算机的显示器进行影像的立体观测

采用液晶闪闭式立体眼镜外加 发射器；

利用偏振光眼镜，

立体反光镜在双窗口上进行立体观测

采用红绿眼镜进行观测，

矢量数据采集主要过程

结束

地物量测

内定向

相对定向

绝对定向

输入参数

输入属性

联机编辑

基本参数：如测图比例尺、图廓坐标、测图窗口参数等

矢量数据采集与存储

属性码编码

类别编码

顺序编码

属性码输入方式

键盘输入

菜单输入

音响输入

由作业人员对照编码表，从键盘输入相应的属性码。其优点是软件设计较简单。

仪器面板菜单 ；数字化仪菜单：屏幕菜单：

属性码表 AC

每一地物与表中的一行相对应，表的行数即地物的序号

在对每一地物进行采集前，输入其属性码。

属性码

首点指针

删除标志

公共边指针

注记指针

…….

C= 1 ，不连接 C= 2 ，直线连接 C= 3 ，曲线连接

坐标表 CL量测数据每一点的三维坐标（ X ，Y ， Z ）是数字测图数据的主体

X Y Z 连接码

后向链指

针

前向链指

针

矢量数据采集基本算法

封闭地物的自动闭合

1xxn

角点的自动增补

1 2

4 3

/)()(

/)()(

1111

1111

dYdYYdXXdXdYXdXYY

dYdYXdXYdXdYYdXXX

nnn

nnn

)( 112

121 XX

YY

XXYY

)( 112

121 XX

XX

YYYY

遮盖房角的量测

)( 112

121 XX

XX

YYYY

1 2

3

)( 312

123 XX

YY

XXYY

/)()(

/)()(

3311

1133

dYdYYdXXdXdYXdXYY

dYdYXdXYdXdYYdXXX

公共边只应当量测一次。后量测的地物公共边上的有关信息，可通过有关指针指向先量测的地物的有关记录，并设置相应的标志，以供编辑与输出使用。

公共边

矢量数据编辑

矢量数据的图形显示

h

w (Xo,Yo)

坐标转换

每个像素代表地面的范围

显示设备

数字地图

YYYy

XXXx

/)(

/)(

0

0

YYYhy /)( 0

每一像素的长与宽对应地面坐标系的长与宽分别为 X 与 Y ，

图形放大

)(

)(

0

0

yyky

xxkx

将窗口中的每一点（像素）变成几个点，放大 2 倍则一变四，放大 3 倍则一变九

利用鼠标取一矩形对角线上的两点，重新计算 X 与 Y ，

w

w

yyy

xxx

0

0

yYYy

xXXx

w

w

/)(

/)(

0

0

xo,yo

图形窗口

图形漫游

yyy

xxx

图形编辑

屏幕检索表 : 根据光标在屏幕上的 位 置 ， 检 索 出 光 标 所 指 物体（或点、线）的序号

将图形窗口划分为一个 m 行 n列的矩形格网，每一格网对应屏幕检索表的一行。

地物序号 BP

6001 0

7001 -1

7001 21

屏幕检索表

图形窗口

1

2

3

图 形 编辑删除

• 删除当前所测的点 , 任意一点 , 终点

属性码

首点指针

删除标志

公共边指针

注记指针

…….

X Y Z 连接码

后向链指

针

前向链指

针

插入

插入任意一点 , 两点之间 , 终点之后 , 任意线段

修改任意一点

将光标移至正确点为采集该点的坐标，代替原来的坐标即可

其它图形编辑功能

直角化处理

0 kjji PPPP

i

j k

))(())(( jkjijkji

jk

jk

T

ji

ji

kjji

YYYYXXXX

YY

XX

YY

XXPPPP

线性化 误差方程

0)()()2(

)2()()(

000000

00000

ijkYjiXjiYkijo

koijYjkXjko

WVYYVXXVYYY

VXXXVYYVXX

kkj

ii

))(())(( 00000000 jkjijkjiijk YYYYXXXXW

0WVAT

WAPAkAkPV T 111 )(;

平行化处理

0))(())(( ijklklij YYXXYYXX i

l

j

k

0)()(

)()()(

)()()(

0000

000000

000000

ijklYjiXij

YijXjiYkl

XlkYlkXkl

WVXXVYY

VXXVYYVXX

VYYVXXVYY

ll

kkj

jil

))(())(( 00000000 klijijklijkl YYXXYYXXW

线性化

Snap功能

点的吻合较简单。将光标移到要吻合 点 的附近，选择 Snap（或 Pick ）功能 , 取出距离最小的点作为当前要测的点。

复制（拷贝）

)21( ni

ZZZ

YYY

XXX

ii

ii

ii

，，，

)/()arctan()''/()''arctan( 12121212 XXYYXXYY

拷贝的物体 平面坐标为：

)21(cossin

sincosni

YXY

YXX

iii

iii ，，，

字符编辑

绝大部分的注记内容应在矢量数据编辑中产生，高程点的注记一般也应在矢量数据采集时形成。

矢量数据的图形化输出 图板定向 ; 绘图廓与公里格网 ;绘制各种独立制图符号；绘制各种类型的线 ; 曲线拟合与光滑 ;绘已知线的平行线 ; 进行闭合区域内的 符号填充 ; 各种方位、不同型号的中、西文及

数字注记 ;

绘图基本算法

曲线拟合

分段三次多项式

)()( 11 iiii xfyxfy

)()( 11 iiii xfyxfy

3

32

210

33

2210

tbtbtbby

tatataax

ai ， bi 为待定常数，当参数 t 从 0

变到 1时，曲线从点 i移到点 i＋1 。 当 t=0时

sincos rdt

dyr

dt

dxyyxx iii

当 t=1时

1111 sincos iiii rdt

dyr

dt

dxyyxx

；；； ； ；；；

ixa 0 ira cos1

iyb 0 irb sin1

)sin2(sin)(3 112 iiii ryyb

分段圆弧

),( iii yxp ),( 111 iii yxp

iik tan 11 tan iik

2

112

1

cos1

cos1

)sincos1

cos1/(sin

a

arr

aa

aadr

进而可解算 O1 与 O2 的坐标以及 O1Pi 与 O2Pi+1 的方位角。

切线方向

)arctan(arctan2

1

2 1

1

1

1

ii

ii

ii

iii xx

yy

xx

yy

i-1 i+1

i

·三点法

假定点处的 切线方向等 于其相邻两点确定的 方向

i

i-1 i-2

11

11tan

ii

iii xx

yy

五点法

rl

ii

iir

ii

iil

i PP

xx

yyP

xx

yyP

1

1

1

1 tantan

tan

ii

ii

ii

iir

ii

ii

ii

iil

xx

yy

xx

yyP

xx

yy

xx

yyP

1

1

12

12

21

21

1

1

tantan

tantan

i

i-1 i+1i-2 i+2

Pl

Pr

平行线

直线段的平行线

)2

sin(

)2

cos(

ayy

axx

aa

aa

A

B

A’

B’

曲线的平行线

)(

)(

tyy

txx

dt

dxyy

dt

dyxx

i

i

法 线方程

d

晕线

cossin

sincos

iii

iii

yxy

yxx

），， 21(1

min

jdyy

yy

jj

o

2211 jjjj yxyx ，，， 2211 jjjj yxyx ，，，

X

Y

X’

Y’

区域符号填充

计算两组晕线，分别和 x ， y 轴平行。计算这两组晕线的交点。选择对角线方向的相邻格网交点，拷贝独立符号

X

Y

o

图板定向

图板定向的 目的是建立空间坐标系与绘图坐标系之间的变换关系

00

00

/)(

/)(

yMYYy

xMXXx

由绘图比例尺确定变化关系

根据控制点图廓点确定变换关系

iii

iii

YbXbby

YaXaax

210

210

用最小二程乘法可解算变换系数若要考虑图纸的非线性变形，可采用双线性或完 整的二次变换公式

图式符号的绘制 点状符

点状符号数字化 点状符号库数据结构

图 8-3-5 点状符号库数据结构

线状符号与面状符号

绘曲线；绘平行线，宽度；分段，间隔；垂线，长度；填充。

线状符号与面状符号的绘制

绘制一松林区，取出边界的各点坐标进行曲线拟合，从点符号库中取出松树的符号，按所给间隔，

裁剪与注记

窗口外裁剪窗口内裁剪

)(4

1

)(4

1

43210

43210

yyyyy

xxxxx

0)()()(

0)()()(

0)()()(

0)()()(

0041414

0034343

0023232

0012121

yxfyxfyx

yxfyxfyx

yxfyxfyx

yxfyxfyx

，，，，，，，，，，，，

0)()()()()(

0)()()()()(

0)()()()()(

0)()()()()(

441441414141

312334343434

223223232323

112112121212

yxxxyyyxxxyyyxf

yxxxyyyxxxyyyxf

yxxxyyyxxxyyyxf

yxxxyyyxxxyyyxf

，，，，

图廓的直线方程

符号判断法