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1、1.前言地图制图学是研究地图编制及其应用的一门学科。随着现代科学技术的发展，地图制图学作为一门区域性学科，其重点已由普通地图制图转移到专题地图制图，并向综合制图、实用制图、解析制图和系列制图方向发展，作为一门技术性学科，正在向计算机地图制图方向发展。 计算机地图制图是以传统的地图制图原理为基础，以计算机及其外围设备为工具，采用数据库技术和图形数字处理方法，实现地图信息的获取、变换、传输、识别、存贮、处理、显示和绘图的应用科学。计算机地图制图改变了传统的地图生产方法，由手工编绘地图转向了计算机智能制图。应用了自动制图技术，改进地图生产工艺，加快生产的速度。计算机地图制图使得地图内容变得更加丰富而
2、生动，表达手段多样化。机助制图是一门地图编制和生产的新技术，特别是地图信息的表达、传输和管理，完全建立在一种全新格局基础上，即地图的计算机信息化。计算机地图制图将纸质地图转变为数字地图，易于贮存，并保证了贮存中的不变形性，从而提高了地图的使用精度。且计算机地图制图中的数字地图易于校正、编辑和更新，增加地图的适应性、实用性和用户的广泛性。计算机地图制图也提高了成图速度，缩短了成图周期，改进了制图和制印工艺，增加了地图品种，拓宽了服务领域。数字地图的容量大，它只受计算机存贮器的限制，可以包含比一般模拟地图多得多的地理信息。另外，用绘图机绘图不仅减轻了制图人员的劳动强度，而且减少了制图人员的主观随意
3、性而产生的偏差，为地图制图进一步标准化、规范化铺平了道路。1.1 实习目的1.1.1 掌握地图扫描过熟练掌握应用扫描仪，将地形图图像转化为计算机中TIFF格式的图像文件的过程。1.1.2 掌握地图数字化的过程掌握cass7.0数字化成图软件的功能，利用cass7.0数字化成图软件，将大比例尺地图数字化、分层、编辑，并进行图幅整饰，加上图框信息等，最后对分幅地图进行接边处理的过程。1.1.3 掌握地图输出过程熟练掌握应用打印机，绘制出数字化的地形图的过程。1.2 实习要求1.2.1 绘图软件的安装本次实习需要安装AutoCAD2004以及CASS7.0软件进行数字化地形图。1.2.2 地图符号的
4、识别数字化地形图要求能识别图幅上的地物符号，并能区别各符号的归类，准确应用符号的绘制方法。1.2.3 地物符号的分层掌握CASS软件中图层的分类方法，并将数字化的地物根据类别存放在CASS中相应的图层里。2.数字化软件的功能简介CASS7.0数字化成图软件是基于AutoCAD平台技术的数字化测绘数据采集系统。广泛应用于地形成图、地藉成图、工程测量应用、空间数据建库等领域，全面面向GIS，使用骨架线实时编辑、简码用户化、GIS无缝接口等先进技术。CASS7.0是以AutoCAD2004为平台，完善了等高线、电子平板、断面设计、图幅管理等技术，并且增加了针对土地详查、土地勘测定界的需要开发了很多专
5、业实用的工具。在空间数据建库的前端数据的质量检查和转换上提供更灵活更自动化的功能。CASS7.0的“地物绘制菜单”是根据规范开发的，包括文字注记、控制点、居民地、独立地物、交通设施、管线设施、水系设施、境界线、地貌土质、植被园林和市政部件，地物绘制菜单中几乎包括1：500、1：1000、1：2000地形图图式的各种类型地物符号，数字化时根据需要去选择地物符号，cass7.0还提供入库检查功能，可以对编码、属性、图层、符号线形线宽、线自相交、高程点注记、建筑物注记、面状地物封闭、复合线重复点的正确性检查和批量修改。CASS支持展点、添加图幅功能，地籍测量、等高线绘制、土地利用、地物编辑，支持工程
6、上的土方量计算和断面图的绘制，还具有距离和面积计算功能，CASS7.0不仅具有测绘成图的工具，还完全兼容CAD原有的功能。在交互式成图软件中，CASS软件功能齐全，稳定性强。3.实习内容3.1 图幅概况本次实习中数字化图幅的名称为交警双台子大队，隶属于辽宁省盘锦市城市规划管理。该图幅采用1954年北京坐标系和1956年黄海高程系，为1:500比例尺图，图幅位于1954年北京坐标系下的点（61000,20250）处。该图幅区域为城区，高程在1m-4m，地形平坦，图幅内容主要为学校、工厂、房屋建筑、电力线、通讯线、道路、花圃、斜坡、陡坎、栅栏等地物。3.2 数字化方案设计将塑料薄膜矢量图纸扫描到计
7、算机中，存放格式为TIFF文件格式。用CASS7.0数字成图软件，插入光栅图像，利用CAD下旋转、缩放、移动命令对图幅进行纠正，纠正误差符合要求后方能进行数字化。认识并区别各类地物符号，并用CASS7.0下相应的地物符号进行绘制，分层编辑各类地物，完成图幅数字化过程。对分幅地图按照图幅编号进行接边处理。最后加入图框信息整饰地图，并打印输出数字化后的地图。3.3 数字化步骤3.3.1图纸的扫描纸质地图是扫描数字化较常用的介质，虽然图纸在储存过程中受空气和水分的影响变形较大，但一般伸缩变形有一定规律，通过图像纠正可以减小变形，但需要扫描的地图不能有褶皱或明显的变形。扫描时，将图纸平放在扫描仪的操作
8、平台上，保存图纸平整，双手轻轻地将地图推进滚筒中，等扫描仪的滚筒卡住图纸后，点击点脑上的“扫描”按钮，扫描仪就自动的将纸质地图扫描成以像素信息存储的栅格数据结构信息。扫描仪分平台式扫描仪、滚筒式扫描仪和手持式扫描仪，扫描地图使用的是滚筒式扫描仪。扫描仪的技术指标主要包括分辨率、灰度级、色彩数、扫描速度、扫描幅面。其中分辨率是扫描仪最重要的技术指标，也是选择扫描仪时最应该考虑的因素，它表示扫描仪对图像细节上的表现能力，即决定了扫描仪所记录图像的细致度，其单位为dpi，虽然分辨率越大，图像越清楚，但由于分辨率太大时，图像文件也增大，会导致图像文件不易处理，在地图数字化时一般选用600dpi左右的分
9、辨率，实习时使用的是CONTEX HD3630扫描仪，色彩位数24bit，分辨率是600dpi，可以扫描最大图幅A0的地图。图纸扫描主要有以下步骤：开启CONTEX HD3630扫描仪并打开扫描仪自带的Nextimage软件；两指将纸质地图轻轻地推到滚筒中，滚筒将图纸倒出一小部分再收回滚筒表示放入图纸成功，放置图纸时不超过A0线；预览图像，将地图上的图幅编号输入软件中，以图幅号命名扫描的图像；点击电脑右下方的绿色按钮“扫描”，扫描仪自动扫描图像；扫描完成后，左手拿着图纸，右手按着扫描仪后边的出图按钮，取出图纸。3.3.2数字化软件的功能要求软件是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合，
10、而应用软件是根据用户和服务的领域提供不同的功能，所以数字化软件的功能一定要满足地图数字化工作的需要，它应具备数据处理、绘图处理、等高线绘制、实体检查、地物编辑等几大项功能，还应有完善的地物分类编码并与测量规范相相一致，数字化软件功能是否强大取决于软件自身包含工具的多少，还与软件的自动化程度有关。3.3.3作业精度要求对一般的薄膜图来讲，定位误差在应在 图上0.1毫米以内（1:500图是0.05米）,但考虑到图廓本身的精度和数字化时人眼的视觉误差及数字化仪的分辨率等，一般要求在图上0.2毫米以下，超过该值的话用户需要重新定位，仍然超限的话可能是图廓精度太低的缘故。3.3.4扫描图纸的纠正图像经过
11、扫描后的图像的坐标系和图纸变形带来误差。纠正误差的主要方法有仿射变换、相似变换和二次变换，实习中图像纠正采用的是仿射变换。经仿射变换后，直线仍为直线；平行线变换后仍为平行线，并保持简单的长度比；不同方向上的长度比发生变化。仿射变换至少需要3个已知点，实际应用时选择四个已知点，并按最小二乘法原理来求解待定参数，实习时，选择图幅的四个角点为已知点进行仿射变换纠正，纠正后的点位中误差不超过0.1m。根据图像的图面坐标与在CAD下显示的坐标的数值，计算出缩放比例与旋转角度，再将基准点的坐标平移到给定栅格图像的图面坐标处，实现图面坐标与CAD下显示坐标的一致性，完成配准。地图数字化图像纠正误差统计表姓名
12、 班级：图幅名称交警双台子大队图幅编号 盘山-59-丁控制点理论坐标纠正后实际坐标误差X坐标Y坐标待添加的隐藏文字内容1X坐标Y坐标XY中误差误差原因分析说明：1 图像纠正配准是要削减图像扫描后的坐标系统和图纸存放变形的误差。尽管现在图纸使用塑料薄膜，但难免也会有变形，使得图像使用过程中产生误差，精度降低。2 图像扫描过程中可能有图纸的褶皱，而且在扫描时不可能完全整齐地将图进行扫描。因此，扫描后的图像与实际图像之间也会有误差。3 纠正配准的过程中，人眼定十字叉纠正参照线的时候不可能精确到准确的坐标点，因此，也会有偏差，其参照线的信息数据也会产生误差。3.3.5图纸的数字化我数字化的地图是盘锦市
13、交警双台子大队图。图中有房屋、工厂、花圃、道路、路灯、独立树、雕塑、电力线、通讯线、烟囱、栅栏、沟渠等地物。这些地物按照地物类型分层：文字注记、居民地、独立地物、交通设施、管线设施、水系设施、地貌土质、植被园林等。在CASS中根据地物的类别相应的分成居民地（JMD）、管线设施（GXYZ）、独立地物（DLDW）、交通设施（DLSS）、高程点（GCD）和注记等几个图层。3.3.6数字图编辑在数字化完图纸后，再次打开图时可能会不显示地物符号特征了，此时应用regen命令重新生成模型，使图幅显示完整地理信息。有时会打不开地图，提示错误信息，此时应用文件菜单下修复破坏的图形命令恢复图形的完整显示。符号显
14、示规则可用pedit命令，也可以使图形拟合。3.3.7数字图的接边CASS中地图接边有全自动、半自动、手动三种方式、实习时采用自动接边，CAD的数据格式为dwg，实质上就是一个“块”，接边时先将相邻的地图以块插入的方式插入到cass中，在cass的命令行中输入“insert”，在弹出的窗口的名称中选择相邻地图的dwg文件，指定插入点为（0，0），X、Y 方向上的缩放比例都为1，旋转角度为0，插入相邻图后，对两幅图各改正一半，即选取需要接边的两点的中点，平均法接边。接边完成后保存文件，退出cass重新进入，选择“文件”下的“清理图形”，在命令栏中回车后输入N,删除无用的图层、块、形。在数字地图中
15、接边问题是通过CAD的“插块”命令来实现的，具体方法举例说明如下：假设图A已经数字化完成，图边均以裁剪（延伸）完毕（文件名为A.DWG），图B与图A相邻，当我们要数字化图B时，在进入CAD、图板定位、菜单定义等准备工作做完后，键入“INSERT”命令把图A以“块”的形式插入到当前图B中来，该命令的提示及回答如下：INSERTBlock name (or ?): A 输入图的文件名，Insertion point:0,0 输入插入点（0,0）X scale factor /corner /XYZ; 输入方向的缩放比例，默认为Y scale factor (default=X): 方向的缩放比例，
16、默认与同rotation angle : 输入旋转角度，默认为 则图A插入到图B中来，在数字化时，假设有一条等高线与图接边，在数字化时该接边点时必须用CAD提供的端点捕捉(END)功能，到图中捕捉而不是在图数字化，这样可确保图A和图B在接边点的坐标是唯一的，从而保证了接边的正确性。以上接边方法建立在图A与图B接边精度在允许范围内这一前提下，如果图A的接边点与图B的数字化点相差太大的话，就要分析原因，可重新对图B进行定位。如果确保图A是正确的话，可对图B强行接边，反之该接边点以图B为准，以后编辑图A时与图B接边，如果不能确定哪幅图是准确的话，可以每幅图各改正一半。如果当前图幅涉及到与周围多幅图接
17、边的话，方法同上。当接完图边后，必须把插入的图块一一删除，最好是存盘后退出，重新调入该图，马上用“purge” “all”命令进行清理，用“Y”回答一切提示，以删除一切无用的层、块等，然后重新存盘，可减少文件所占的空间，提高运行速度。4.结束语4.1 实习体会在两周的计算机地图制图实习中，对于整个地图制图过程有了更深的认识。学会了使用扫描仪扫描纸质地图的过程和方法，也掌握了打印机输出数字化后的地图的基本流程。也熟练掌握了CASS7.0数字化成图软件的功能和使用方法，但CASS软件的使用是以CAD绘图软件为辅助工具的。因此，实习中也掌握了不少的CAD命令的使用，并且要将所描绘地符号与原地图上的地
18、物拟合需要灵活地运用这些CAD命令。而成图过程中最重要的是地图符号的认识和分类识别。数字化地图过程中，对地物符号的识别分类分层比较困难，这主要取决去对地图符号的认识，因此，计算机地图制图也是综合了地图学的一门学科。在实习中，不管是通过同学间交流，还是通过请教老师，或是查阅地图符号的书籍，这个过程使得自己对地图符号的认识和记忆更加牢固，对地图学这门学科的学习也更加重视。在地图整饰的部分，掌握了加图框以及图框信息等。一个完整的数字化地图的过程是比较繁琐的一项工作，外业工作者需要的是坚忍不拔地精神，而在处理内业时更需要耐心。4.2见解与建议作为大三学生的我，也进行过学校的几次实习，整体来说，测绘工作就是完善个人意志和能力的一项工作。之前的实习主要是锻炼我们外业测绘的能力，比如水准仪、经纬仪、全站仪、GPS机的使用，都属于外业测量的范畴。而此次实习是训练我们的内业测图能力，用到的是CASS7.0软件和CAD软件测图。本学期学校也组织了一次测量技能大赛，比赛内容既包括了外业测量，也包括了内业的成图处理过程。这种综合技能的比赛测试，对我们来说受益匪浅，不只是在个人技能方面有所领悟和提升，对于团队意识也更加强烈。因此，希望学校或班级可以多组织这样的活动，毕竟，实战才能提高个人技能，只凭借单薄的书本知识是不够的，还需要实践去丰富知识和经验，更能够增强团队合作意识，为以后的工作打下坚实的基础。
