第三章地圖數(shù)據(jù)源

第三章地圖數(shù)據(jù)源本章教學(xué)要求教學(xué)重點：水準(zhǔn)測量、角度測量、距離測量的基本原理數(shù)據(jù)的分類量表法數(shù)據(jù)預(yù)處理教學(xué)難點角度測量原理量表法數(shù)據(jù)預(yù)處理第三章地圖數(shù)據(jù)源§3.1水準(zhǔn)測量原理與儀器操作§3.2角度測量原理§3.3距離測量原理§3.4制圖數(shù)據(jù)與處理一、基本原理

利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線，測量兩點間高差，從而由已知點高程推算出未知點高程。大地水準(zhǔn)面

hABABHAHB=HA+hAB水平視線水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺ab前進(jìn)方向§3.1水準(zhǔn)測量原理與儀器操作A——后視點a——后視讀數(shù)B——前視點b——前視讀數(shù)1、A、B兩點間高差2.B點的高程3.視線高程大地水準(zhǔn)面

hABABHAHB=HA+hAB水平視線水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺ab前進(jìn)方向hAB=h1+h2+……+hn=(a1-b1)+(a2-b2)+……+(an-bn)=a-b若A、B兩點間布設(shè)一些過渡點（轉(zhuǎn)點）TP1、TP2、TP3…，將其分為n段，則用水準(zhǔn)儀分別測得各段高差為h1，h2…h(huán)n，則有：二、水準(zhǔn)測量的儀器與工具（一）水準(zhǔn)儀(level)1.望遠(yuǎn)鏡(telescope)物鏡目鏡十字絲（上、中、下絲）2.水準(zhǔn)器(bubble)圓水準(zhǔn)器(circularbubble)：用于整平。特性：氣泡始終向高處移動。3.基座(tribrach)（二）水準(zhǔn)尺(levelingstaff)

主要有單面尺、雙面尺和塔尺。

尺面分劃為1cm，每10cm處（E字形刻劃的尖端）注有阿拉伯?dāng)?shù)字。（三）尺墊(staffplate)放在轉(zhuǎn)點上，以防水準(zhǔn)尺下沉。操作程序：安置－粗平－瞄準(zhǔn)－讀數(shù)－記錄－計算

（一）安置：打開三腳架，三長兩短，保持平穩(wěn)。拿出水準(zhǔn)儀，擺放在三腳架上，并旋緊螺旋。三、水準(zhǔn)儀的使用（二）粗平

調(diào)節(jié)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。

1．方法

對向轉(zhuǎn)動腳螺旋1、2——使氣泡移至1、2方向中間——轉(zhuǎn)動腳螺旋3，使氣泡居中。粗平的操作方法示意圖：

a123b312c3122．規(guī)律

氣泡移動方向與左手大拇指運動的方向一致。（三）瞄準(zhǔn)1．方法：先用準(zhǔn)星器粗瞄，再用微動螺旋精瞄。（四）讀數(shù)精平后，用十字絲的中絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)。1．方法：米、分米看尺面上的注記，厘米數(shù)尺面上的格數(shù)，毫米估讀。2．規(guī)律：讀數(shù)在尺面上由小到大的方向讀。故儀器若成倒像的，從上往下讀；若成正像，即從下往上讀。

a0.725水準(zhǔn)儀讀數(shù)實例：6.2521.4770.725

bc

a（五）記錄測站點號水準(zhǔn)尺讀數(shù)高差h(m)高程H（m）后視（m）前視(m)1BMA1.134TP11.677∑∑a=∑b=∑a-∑b=

hABAB水平視線水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺1.1341.677前進(jìn)方向測站1測點測點四、水準(zhǔn)測量檢核⑴變動儀高法——是在同一個測站上用兩次不同的儀器高度(>10cm)，測得兩次高差以相互比較進(jìn)行檢核。兩次所測高差之差不超過容許值(等外水準(zhǔn)測量容許值為6mm)。否則必須重測。⑵雙面尺法——:是儀器的高度不變，而立在前視點和后視點上的水準(zhǔn)尺分別用黑面和紅面各進(jìn)行一次讀數(shù)，測得兩次高差，相互進(jìn)行檢核。若同一水準(zhǔn)尺紅面與黑面讀數(shù)(加常數(shù)后)之差，不超過3mm；且兩次高差之差，又未超過5mm,則取其平均值作為該測站的觀測高差。否則，需要檢查原因，重新觀測。測站點號水準(zhǔn)尺讀數(shù)高差h(m)高程H（m）后視（m）前視(m)1BMA1.1343.175TP11.6772TP11.444TP21.3243TP21.822TP30.8764TP31.820TP41.4355TP4BMB∑∑a=∑b=∑a-∑b=1.4441.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前進(jìn)方向1.1341.677TP1h1=-0.543BMABMB12345（六）計算測站點號水準(zhǔn)尺讀數(shù)高差h(m)高程H（m）后視（m）前視(m)1BMA1.1343.175TP11.6772TP11.444TP21.3243TP21.822TP30.8764TP31.820TP41.4355TP4BMB∑∑a=∑b=∑a-∑b=/v_show/id_XMTczNDQxMjA4.html

§3.2角度測量原理一、角度測量原理：水平角(horizontalangle)測量豎直角(verticalangle)測量1、水平角(horizontalangle)概念：

從一點出發(fā)的兩條空間直線在水平投影面上的夾角。范圍：順時針0~360°

水平面abcABC0ca水平度盤(horizontalcircle)090180270090180270水平度盤上：∠=∠CBO-∠ABO090180270090180270水平面abcABC0ca水平度盤(horizontalcircle)O2、豎直角(verticalangle)天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°概念：在同一豎直面內(nèi)，傾斜視線與水平視線間的夾角。

范圍：=090度，仰角為正，俯角為負(fù)。二、光學(xué)經(jīng)緯儀

(optical

theodolite)

1、照準(zhǔn)部(alidade)、豎直度盤2、水平度盤(horizontalcircle)3、基座(tribrach)望遠(yuǎn)鏡上下制動螺旋望遠(yuǎn)鏡上下微動螺旋光學(xué)對中器豎直度盤豎直指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋水平制動、微動螺旋

兩個基本概念：盤左盤右盤左觀測盤右觀測豎直度盤豎直度盤三、測量方法及記錄測回法及記錄方向觀測法及記錄（一）測回法及記錄

1.適用：兩個方向的單角（∠AOB）

2.步驟：（1）盤左瞄準(zhǔn)左邊A，配度盤至0°0X′，讀取a1。（2）順時針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b1。則上半測回角值:β1=b1-a1OAB（3）倒鏡成盤右，瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b2。（4）逆時針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)左邊A，讀取a2。則下半測回角值:β2=b2-a2（5）計算角值

若：β1-β2≤±36″（圖根級）則有：

β=（β1+β2）/2OAB3、測回法記錄格式254

24

06180

05

0074

1906右ABO左AB00

04

1874

234274

192474

19

15ABO測站豎盤位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值示意圖以上步驟為一測回觀測，若需要觀測n測回，則每測回間改變度盤起始位置,為180

/n計算各測回角值差，

24，取各測回角值的平均值為最后結(jié)果。測站?＇

"豎盤目標(biāo)水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值各測回角值備注?＇

"?＇

"?＇

"第一測回

O第二測回

O左左右右MNMNMNMN00036684248

6842126842091800024

2484230684206684215901012158523027010183385242684218684224684221測回法觀測手簿表3.1（二）方向觀測法及記錄

1．適用：在一個測站上需要觀測兩個以上方向。

2．步驟：（例有四個觀測方向）ABOCD（1）上半測回選擇一明顯目標(biāo)A作為起始方向（零方向），用盤左瞄準(zhǔn)A，配置度盤，順時針依次觀測A、B，C，D，A。盤左零方向（2）下半測回

倒鏡成盤右，逆時針依次觀測A，D，C，B，A。（3）各方向盤左、盤右讀數(shù)的平均值平均值=[盤左讀數(shù)+（盤右讀數(shù)±180o）]/2ABOCD盤右零方向四、儀器的使用安置（對中、整平）→瞄準(zhǔn)→讀數(shù)→記錄→計算（一）安置經(jīng)緯儀的安置包括對中(centering)和整平(leveling)粗對中與粗平：平移三腳架(應(yīng)注意保持三角架頭面基本水平)，使垂球尖大致對準(zhǔn)測站點的中心，將三腳架的腳尖踩入土中。B精對中：垂球尖準(zhǔn)確對準(zhǔn)測站點，垂球?qū)χ械恼`差應(yīng)小于3mm。精平：使管水準(zhǔn)氣泡在相互垂直的兩個方向上居中。注意，旋轉(zhuǎn)腳螺旋精平儀器時，不會破壞前已完成的垂球?qū)χ嘘P(guān)系。（二）瞄準(zhǔn)目鏡對光：松開望遠(yuǎn)鏡制動螺旋和水平制動螺旋，將望遠(yuǎn)鏡對向明亮的背景(如白墻、天空等，注意不要對向太陽)，轉(zhuǎn)動目鏡使十字絲清晰。粗瞄目標(biāo)：用望遠(yuǎn)鏡上的粗瞄器瞄準(zhǔn)目標(biāo)，旋緊制動螺旋。精確瞄準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動物鏡調(diào)焦螺旋使目標(biāo)清晰，旋轉(zhuǎn)水平微動螺旋和望遠(yuǎn)鏡微動螺旋，精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)?？捎檬纸z縱絲的單線平分目標(biāo)，也可用雙線夾住目標(biāo)。（三）讀數(shù)讀數(shù)時先打開度盤照明反光鏡，調(diào)整反光鏡的開度和方向，使讀數(shù)窗亮度適中，旋轉(zhuǎn)讀數(shù)顯微鏡的目鏡使刻劃線清晰，然后讀數(shù)。J6光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法水平度盤讀數(shù)：

73°04′24″0173（1）分微尺的分劃值為1′，估讀到X″。（2）“H”——水平度盤讀數(shù)，“V”——豎直度盤讀數(shù)。

讀數(shù)練習(xí)V0123456013456H2HV01234562013456115787879116115（四）記錄254

24

06180

05

0074

1906右ABO左AB00

04

1874

234274

192474

19

15ABO測站豎盤位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值示意圖§3.3距離測量原理距離丈量是指運用鋼尺、皮尺等丈量工具直接或間接獲取地面上兩點間水平距離的測量工作。不同高程的兩點間的距離稱為斜距；水平面上兩點間的距離稱為平距；測量上一般用“米”作距離的單位一、量距工具有：鋼尺(steeltape)、標(biāo)桿(measuringbar)、垂球(plumbbob)、測釬(measuringrod)、溫度計(thermometer)、彈簧秤(springbalance)。二、鋼尺量距

基本要求——平、準(zhǔn)、直。按精度分：一般量距和精密量距（一）一般量距步驟1．定線(linealignment)按精度分：目估法和經(jīng)緯儀法。

2．丈量（1）喊“預(yù)備”、“好”前后尺手同時讀數(shù)，相減。（2）在山區(qū)，可用平量法、斜量法。

平量法斜量法AB測釬SAB=n+

為整尺段長

為余長3．內(nèi)業(yè)成果整理

（1）丈量精度用“相對誤差”來衡量：要求：一般量距：K≤1/3000(平坦)，≤1/1000（山區(qū)）。

/v/b/25115529-1221912365.html§3.4制圖數(shù)據(jù)與處理一、地理資料二、數(shù)據(jù)的預(yù)處理一、地理資料（一）數(shù)據(jù)類型（二）數(shù)據(jù)變換（一）數(shù)據(jù)類型1.定性數(shù)據(jù)和定量數(shù)據(jù)定性數(shù)據(jù)表示空間或時間上事物的性質(zhì)上的差異，不考慮它的數(shù)量變化。

植被類型：針葉林、闊葉林、草原等定量數(shù)據(jù)：是用可計數(shù)的值表示某一事物。人口（如右圖）國家（地區(qū)）人口密度（人口/每平方公里）澳門18811摩納哥16403.6新加坡6428.1香港6,350馬耳他1257.9馬爾代夫1067.2巴林987.1孟加拉926.2巴巴多斯641.8臺灣637.1毛里求斯588.3瑙魯587.1韓國490.72.自然資源和社會-經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)自然資源數(shù)據(jù)：包括位置、氣候、地勢、水文、土壤、植被等所有表征自然資源和環(huán)境的數(shù)據(jù)。社會-經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)：最典型的是人口、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。/jstj/jsnj/2008/nj20.htmhttp:///3.空間數(shù)據(jù)——對地理數(shù)據(jù)的泛稱，包括空間、時間和屬性?？臻g數(shù)據(jù)：表示現(xiàn)象的空間位置或所處的地理空間。屬性：表示現(xiàn)象或事件的名稱、類別、變量或數(shù)量等。（二）數(shù)據(jù)變換1.定性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成定量數(shù)據(jù)2.數(shù)據(jù)本身轉(zhuǎn)換二、數(shù)據(jù)的預(yù)處理——就是對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，或?qū)?shù)據(jù)壓縮、增加、保留主要特征；或?qū)?shù)據(jù)的使用進(jìn)行取舍，以期適用于符號化或地圖作業(yè)。（一）數(shù)據(jù)分布的量表（1）1.定名量表眾數(shù)是最佳的數(shù)字統(tǒng)計量，以一個群體中出現(xiàn)頻率最大的類別定名。名稱A/hm2B/hm2小麥4721棉花12532玉米63324薯類973A區(qū)：棉花>玉米>小麥>薯類A區(qū)：棉花B區(qū)：玉米>薯類>棉花>小麥B區(qū)：玉米注：用變率檢驗處理效果，值越小表示命名的代表性越大。V=1-(眾數(shù)的頻率F/總數(shù)N)（一）數(shù)據(jù)分布的量表（2）2.順序量表按某種標(biāo)志將制圖對象排序，表現(xiàn)為相對等級,沒有絕對的零值。分位法是其中一種常用的定量分類方法。四分位法是選擇中位數(shù)，研究數(shù)據(jù)的排序位置并進(jìn)行分類的方法。鄉(xiāng)名數(shù)值排序產(chǎn)量/kg大南13726多良22174吳雨31967陳李莊41213沙峪5876壁店6534尚里7329梓南8137粹西998三合1072宜良1159萬合1223Q2=（N6+N7）/2=(543+329)/2=436Q1=（N3+N4）/2=(1967+1213)/2=1590Q3=（N9+N10）/2=(98+72)/2=85>Q1,即>

1590，產(chǎn)量：優(yōu)Q2～Q1,即436～1590，產(chǎn)量：良Q3～Q2,即85～436，產(chǎn)量：中<Q3,即<

85

，產(chǎn)量：差（一）數(shù)據(jù)分布的量表（4）4.比率量表L,kLr,kLr2,kLr3,kLr4,kLr5,…,H等比數(shù)列是常用的方法之一（一）數(shù)據(jù)分布的量表（3）3.間距量表常用的統(tǒng)計量是算術(shù)平均值X和標(biāo)準(zhǔn)差d∑Xx=———nx-2d，x-d，x，x+d，x+2d

±∑(X-x)2d=———————n√分級間隔值：鄉(xiāng)名產(chǎn)量鄉(xiāng)名產(chǎn)量黃玉2136丈洲2481張棚2701王壯976長東1423府前1223小莊1275府右1549加魚2343石拌1038有剎1691三門1149石留1881危生1539樂平1924東引1710單位：kg/hm2∑Xx=———n

=(2136+2701+1423……+1710)/16=1690±∑(X-x)2d=———————n√=507若間距為δ，則間距數(shù)值有：676、1183、1690、2197、2704其分類標(biāo)準(zhǔn)為：676~1183、1183~1690、1690~2197、2197~2704若間距為0.5δ,則間距數(shù)值有：928、1182、1436、1690、1944、2198、2452、2706比率量表間距量表順序量表定名量表市年末戶籍人口

（萬人）

#女年平均人口

（萬人）出生人數(shù)（人）死亡人數(shù)（人）人口自然

增長率（‰)南京市617.17302.47612.2051410340342.84無錫市461.74230.94459.7733395302740.68徐州市940.95456.39937.84102911133825-3.30常州市357.38177.65356.0327236238110.96蘇州市624.43315.86620.2648552405031.30南通市766.13386.01767.964671559656-1.69連云港市482.23231.98480.8265142646370.11淮安市534.00259.98533.3861310542661.32鹽城市809.79393.19807