数字测图第四章地形图数字化
数字测图 第四章 地形图数字化
内容提要4.1地形图定位线性正形变换仿射变换地形图定位方法4.2手扶跟踪数字化数字化仪概述手扶跟踪数字化地形图数字化方法数字化精度地形图的扫描数字化扫描仪概述扫描屏幕数字化的作业过程
内容提要 4.1地形图定位 一、线性正形变换 二、仿射变换 三、地形图定位方法 4.2手扶跟踪数字化 一、数字化仪概述 二、手扶跟踪数字化地形图数字化方法 三、数字化精度 4.3 地形图的扫描数字化 一、扫描仪概述 二、扫描屏幕数字化的作业过程
4.1地形图定位当使用数字化仪对地图进行数据转换时，数字化仪所发送的坐标数据是数字化仪坐标系的坐标，与地图坐标系不一致，因此必须把数字化仪坐标系的坐标数据转换成地图坐标系的坐标数据。地形图定位就是求出两个坐标系之间的转换参数，同时还要能有效地克服图纸的变形误差，以提高数字化的精度现介绍两种变换模型：一、线性正形变换和数字化仪坐标（）进对于任一已知点P的地图坐标（行线性正形变换的数学模型为：
4.1地形图定位 • 当使用数字化仪对地图进行数据转换时，数字化仪所发送 的坐标数据是数字化仪坐标系的坐标，与地图坐标系不一 致，因此必须把数字化仪坐标系的坐标数据转换成地图坐 标系的坐标数据。 • 地形图定位就是求出两个坐标系之间的转换参数，同时还 要能有效地克服图纸的变形误差，以提高数字化的精度。 现介绍两种变换模型：。 • 一、线性正形变换 • 对于任一已知点P的地图坐标（）和数字化仪坐标（）进 行线性正形变换的数学模型为： X ,Y
XYy(X,Y)Pa(x,y)yoao.yX1-IxXoY0yX -X = a(x- x)cosα + (y- yo)sin αY-Y, = a(xo - x)sin α + a(y-yo)cosα
( )sin ( ) cos ( ) cos ( )sin 0 0 0 0 0 0 Y Y y y X X y y − = − + − − = − + −
(LX-Lxa-yJb)a+xb一Y-XY由公式（4-4）可计算出4个定向系数。根据式（4-3）及式（4-6），可求出定位中误差。中误差在允许范围内，则确认此4个定向系数；若超限，则需重新进行图纸定位
2 2 2 2 2 2 2 2 ( ) 1 ( ) 1 n y y n yX Y y X Y b n y y n X yY X y Y a Y y a b n Q X a y b n Q y + − − + − − = + − − + − − = = − + = − − 由公式（4-4）可计算出4个定向系数。根据式（4-3）及 式（4-6），可求出定位中误差。中误差在允许范围内， 则确认此4个定向系数；若超限，则需重新进行图纸定位
仿射变换与线性正形变换相比，仿射变换还顾及到了两个方向比例变化的不一致性，其数学模型为：=ax+a2y+ao=bx+by+b分别求解式（4-9）和（4-10），便可求得六个变换参数。按前述步骤，即可求得数字化点的地图坐标
二、仿射变换 • 与线性正形变换相比，仿射变换还顾及到了两个方向 比例变化的不一致性，其数学模型为： • 分别求解式（4-9）和（4-10），便可求得六个变换参 数。按前述步骤，即可求得数字化点的地图坐标。 1 2 0 1 2 0 Y b b y b X a a y a = + + = + +
三、地形图定位方法地图定位按已知点的类别可分为图廓点定位和控制点定位两种方式。当图幅内没有已知控制点，或虽有控制点但控制点不满足地图定位要求（点数不够，或点数分布不均，或点位不清晰等），一般采用四个内图廓点作为已知点进行地图定位，四个内图廓点的地图坐标，由地图可直接读取。当采用然控制点进行地图定位时应首先确定好控制点的图上点位，后输入对应的控制点的坐标。1、按图廓点的地形图定位先输入图幅左下角和右上角的地图坐标，单位为米。然后由数字化仪游标分别对准左上角、左下角、右下角和右上角图廓点依此输入这四个图廓点的数字化坐标。为了保证地图定位的正确性，须重复做一次，两次定位结果符合限差要求，则地形图定位结束，否则重新进行地形图定位
三、地形图定位方法 • 地图定位按已知点的类别可分为图廓点定位和控制点定位两 种方式。当图幅内没有已知控制点，或虽有控制点但控制点 不满足地图定位要求（点数不够，或点数分布不均，或点位 不清晰等），一般采用四个内图廓点作为已知点进行地图定 位，四个内图廓点的地图坐标，由地图可直接读取。当采用 控制点进行地图定位时应首先确定好控制点的图上点位，然 后输入对应的控制点的坐标。 1、按图廓点的地形图定位 先输入图幅左下角和右上角的地图坐标，单位为米。然后 由数字化仪游标分别对准左上角、左下角、右下角和右上 角图廓点依此输入这四个图廓点的数字化坐标。为了保证 地图定位的正确性，须重复做一次，两次定位结果符合限 差要求，则地形图定位结束，否则重新进行地形图定位
2、按控制点的地形图定位在图幅内选择3～5个控制点，控制点均匀分布，然后对控制点分别进行数字化。将数字化仪游标十字丝对准控制点输入控制点数字化坐标，同时由计算机键盘输入该控制点的地图测量坐标，控制点数字化完后同样须重复一次
• 2、按控制点的地形图定位 • 在图幅内选择3～5个控制点，控制点均匀分布，然后 对控制点分别进行数字化。将数字化仪游标十字丝对 准控制点输入控制点数字化坐标，同时由计算机键盘 输入该控制点的地图测量坐标，控制点数字化完后， 同样须重复一次
第二节手扶跟踪数字化一、数字化仪概述如何将图上的图形转换成坐标值，并且把它们分门别类地存储起来，就是从图上采集数据的基本内容。从图上获取数据的过程称为图数转换或模数转换，也称数字化。实现这种转换的仪器称为数字化仪。从原图进行数据采集，是当前数字化测图获取数据的一个重要手段。1、数字化仪的结构原理跟踪数字化仪主要由：数字化板、图形操作定标器控制结构（含接口装置）三大部分组成，如图4-2所示
第二节 手扶跟踪数字化 • 一、数字化仪概述 • 如何将图上的图形转换成坐标值，并且把它们分门别 类地存储起来，就是从图上采集数据的基本内容。从 图上获取数据的过程称为图数转换或模数转换，也称 数字化。实现这种转换的仪器称为数字化仪。从原图 进行数据采集，是当前数字化测图获取数据的一个重 要手段。 • 1、数字化仪的结构原理 • 跟踪数字化仪主要由：数字化板、图形操作定标器、 控制结构（含接口装置）三大部分组成，如图4-2所示
数字化板，一般厚约2cm，其塑料表面平整光滑，表面下平板之中嵌入了一组互相垂直规则的栅格状导线。图形操作定标器，作业时将图纸固定在数字化板上的有效范围内，为采记下图形某一点的位置，只要将定标器上的十字丝对准该点并操作定标器上相应的按键，便可测定和记录下该点在数字化板上的坐标，经转换即可得到该点的图上坐标。控制机构，起到由点信号到数字变换的枢纽作用数字化板定标器（鼠标）控制机构
• 数字化板，一般厚约2cm，其塑料表面平整光滑，表面下平板之中 嵌入了一组互相垂直规则的栅格状导线。 • 图形操作定标器，作业时将图纸固定在数字化板上的有效范围内， 为采记下图形某一点的位置，只要将定标器上的十字丝对准该点， 并操作定标器上相应的按键，便可测定和记录下该点在数字化板 上的坐标，经转换即可得到该点的图上坐标。 • 控制机构，起到由点信号到数字变换的枢纽作用