《计算机地图制图》实验指导书测绘1314李兰勇.docx
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《计算机地图制图》实验指导书测绘1314李兰勇
《计算机地图制图》实验指导书
(适用于测绘工程13级)
测绘学院测绘工程系
2013年9月8日
1、实验项目一:
栅格图像的地理配准
1)目的
理解栅格地图的坐标配准的原理,掌握栅格地图的坐标配准和分析的方法。
2)内容安排与组织
(1)实验时间及安排
①实验学时数2学时。
②实验地点在机房,每人一机,实验软件AutoCAD,栅格图像。
(2)主要内容
在理解栅格地图的坐标配准的几何原理基础上,利用AutoCAD软件,使用image、move、rotate、scale、line、units、list等命令,获得配准转换参数,实现栅格地图的坐标配准,后采用误差理论,计算配准精度,并对配准精度进行分析。
(3)基本原理
栅格图像可以通过扫描仪获取,它的误差来源两个方面:
①扫描图件的变形误差
地形图的材质主要是薄膜,但仍有一少部分是纸图,由于制图时间较长,有不少图件不同程度发生变形,这是误差的主要来源。
②扫描仪的误差
在扫描过程中,由于使用CCD扫描仪,会引入误差,主要有扫描仪的分辨率误差、光学误差、机械运动和速度不均所造成的直线、线阵方向与扫描方向不垂直引起的误差等。
所有以上这些误差引起的几何变形,可看成平移、旋转、缩放、放射,以及各种更高变形的综合结果。
栅格图像要使用,就必须对误差进行纠正,在实际操作中,很难对所有的误差一一进行变形改正,只能综合考虑它们的影响,综合校正。
若栅格图像的变形比较均匀,可以简单的对图像进行平移、旋转、缩放纠正。
(4)CAD中栅格图像地理配准的主要步骤
①使用Image命令将要地理配准的影像插入到CAD中;
图1插入栅格图像
②运行units命令,设置角度和长度精度,小数点后4位;
图2图形单位设置
③在图像已知坐标两点画line线;
④用list命令查看绘制line线的角度和长度,根据已知坐标两点的真实坐标计算角度和长度,求出旋转角度和放缩比例;
图3获取实体信息
⑤对图像用move命令选定某已知点作为基点,移动图像到真实坐标处;
⑥用rotate命令以已知点为基点根据④计算的旋转角度进行旋转;
⑦用scale命令以已知点为基点根据④计算的放缩比例进行缩放。
(5)实验报告的要求
①要写明自己实验的过程,以及实验过程中计算的具体数据
②填写误差统计表
图像纠正误差统计表
图幅名称
图幅编号
控制点理论坐标
纠正后实际坐标
误差
X坐标
Y坐标
X坐标
Y坐标
△X
△Y
中误差
误差原因分析说明:
附:
2、实验项目二:
数据文件读写
1)目的
理解AutoLISP语言的语法规则和基本编程方法,掌握利用AutoLISP语言实现对文本文件的读写操作。
2)内容安排与组织
(1)实验时间及安排
①实验学时数2学时。
②实验地点在机房,每人一机,实验软件AutoCAD。
(2)主要内容
在理解AutoLISP语言的语法规则和基本编程方法的基础上,掌握文件打开与关闭函数、文件的读行和写行函数、常用的字符串处理函数、命令函数、常用的表处理函数、常用的实体访问类函数的使用方法,实现数据文件读写程序编写。
(3)读取文本文件展绘碎部点
根据实验提供的展点数据文件,编制读取文本文件展绘碎部点程序。
图1展点数据文件
图2展绘碎部点图
(defunC:
zhsbd(/)
(setqpf(getfiled"pathFile""""txt"2))
(ifpf
(progn
(setqfp(openpf"r"))
(setqreco(read-linefp))
(whilereco
(setqdh(substrreco12))
(setqx(substrreco67))
(setqy(substrreco147))
(setqz(substrreco226))
(setqpt(list(atofx)(atofy)))
(command"layer""m""yuan""c"67"""")
(command"circle"pt0.5)
(command"layer""m""dh""c"90"""")
(command"text""r"(polarptpi1)20dh)
(setqreco(read-linefp))
)
)
)
(princ)
(closefp)
(command"zoom""e")
)
(4)提取高程点写入文本文件
根据实验提供的高程点数据文件,提取高程点坐标,写入文本文件。
图3离散高程点图
图4提取出的离散高程点数据文件
(defunC:
tqgcd(/)
(setqpf(getfiled"保存数据文件""""txt"4))
(ifpf
(progn
(setqfp(openpf"w"))
(setqss(ssget"X"'((0."TEXT")(8."p831"))))
(ifss
(progn
(setqn(sslengthss)i0)
(while( (setqdata(entget(ssnamessi))) (setqdata1(assoc10data)) (setqx(rtos(cadrdata1)24)) (setqy(rtos(caddrdata1)24)) (setqstr(cdr(assoc1data))) (setqi(+i1)) (setqstr(strcat(itoai)""y""x""str)) (write-linestrfp) ))) ) ) (closefp) (prompt(strcat"\n共提取"(itoai)"高程点")) ) 3、实验项目三: 符号制作 1)目的 理解CAD软件制作地形图符号的原理,掌握点状、线状和面状符号的制作方法。 2)内容安排与组织 (1)实验时间及安排 ①实验学时数4学时。 ②实验地点在机房,每人一机,实验软件AutoCAD。 (2)主要内容 在理解CAD软件制作地形图符号的原理的基础上,利用CAD软件,结合点状、线状和面状符号的制作方法,制作相应的地形图符号。 (3)点状符号的制作 利用图块建立下水井、路灯、纪念碑等独立符号。 图1下水井(定位点: 圆心) 图2路灯(定位点: 下方圆形的圆心) 图3纪念碑(定位点: 下方直线的中点) (4)线状符号的制作 ①定制线型法 每个线型文件可定义多个线型,每个线型有一个标题行和一个定义行。 a)标题行的格式如下: *ltype-name[,description] 其中,“*”是标记行的标记,它后面紧跟线型名,逗号之后是对这个线型的注释。 b)定义行的格式如下: A,dash-1,dash-2,…,dash-n 其中,“A”表示为两端对齐方式,dash-1,dash-2、…为短划线序列的每段长度。 当dash-i>0,表示是实线段;dash-i<0,表示是空白线段;当dash-i=0,表示是一个点。 c)小路符号的建立如下: *XIAOLU———— A,4,-1 图4小路符号 图5点划线符号 *DASHDOT,_____._____._____ A,0.5,-0.25,0,-0.25 ②复合线型的开发 复合线型定义的具体格式如下: *线型名[,线型描述] Alignment,dash-1,dash-2,…[嵌入的文本字符串或形定义],dash-n,… 其中,嵌入文本字符串的定义语法为: [“string”,style,R=n,A=n,S=n,X=n,Y=n] 嵌入形的定义语法为: [Shapename,shape_file,R=n,A=n,S=n,X=n,Y=n] string是双引号中的由一个或多个字符组成的文本字符串,shapename是shape_file文件的形名。 Shape_file文件中必须有形,否则AutoCAD不允许用户用此线型。 Style是文本式样的名字,shape_file为AutoCAD的.SHX形文件。 如果当前图形中没有style,AutoCAD则不允许使用此线型。 如果shape_file文件没有位于库搜索路径中,AutoCAD会提示并要求用户选择另外一个.SHX文件。 在shape_file文件中可包含路径。 其余5个字段R=、A=、S=、X=和Y=为可选择的转换分类。 每个转换分类后面的n表示所需数字。 R(Rotate)=n表示文本或形相对于当前线段方向的转角。 缺省时为零,表示AutoCAD文本或形的方向与所给线段方向一致。 A(Angle)=n表示文本或形相对于世界坐标系的X轴的绝对的转角。 当希望文本或形总是以水平形式出现而与线段的方向无关时,可采用A=0。 用户可以指定R和A,但两者不能同时指定值。 如果两个都没有指定值,则AutoCAD采用R=0。 R和A以度为单位。 如果希望以弧度或梯度作为单位,那么数字后面必须加R和G。 S=n确定文本或形的比例系数。 X=n和Y=n为可选项,它们确定相对于线型分类中的当前点的偏移量。 缺省时AutoCAD将文本字符串的左下角点或形的插入点放在此当前点。 两个偏移量分别沿着当前线段方向(对于X)和沿着与当前线段方向垂直的方向(对于Y)度量,就像有一个局部坐标系,它的X轴从当前线段的第一个端点指向第二个端点。 因此正的X偏移量会使文本或形朝着当前线段的第二个端点的方向移动,正的Y偏移量使文本或形沿着正X方向的90度方向(逆时针)移动。 这两个偏移量将使文本或形的定位更精确。 例如: 定义栅栏符号 图6栅栏符号 例1: 定义形文件aaa.shp,编译compile。 *2,3,2 1,01C,0 *3,7,3 3,2,1,10,1,000,0 同时建立文件zhalan1.lin *zhalan1,--|---@---|---@---|---@---|---@---|---@---|---@------ A,4.5,[2,c: \aaa.SHX,Y=1],4.5,-0.5,[3,c: \aaa.SHX,X=0.5],-0.5 例2: 定义形文件bbb.shp,编译compile. *2,3,2 1,01C,0 *3,9,3 3,2,2,010,1,10,1,000,0 同时建立文件zhalan2.lin *zhalan2,--|---@---|---@---|---@---|---@---|---@---|---@------ A,4.5,[2,c: \bbb.SHX,Y=1],4.5,-0.5,[3,c: \bbb.SHX],-0.5 ③编程开发法 图7栅栏符号 (defunC: zl(/p1p2p3p4sfs0ni) (setqp1(getpoint"\n请指定点1")) (setqp2(getpointp1"\n请指定点2")) (setqs(distancep1p2)f(anglep1p2)) (setqn(+(fix(/s10.0))1)) (setqs0(/sn)) (setqi0) (while( (command"circle"p10.5) (command"line"(polarp1f0.5)(polarp1f(-s00.5))"") (setqp3(polarp1f(/s02))p4(polarp3(+f1.57)1)) (command"line"p3p4"") (setqp1(polarp1fs0)) (setqi(1+i)) ) (command"circle"p10.5) (princ) ) (5)面状符号库的制作 ①图案填充法 一个图案的文件可存放多个图案的定义。 每个图案有一个标题行和若干个定义行。 标题行的格式如下: *pattern-name[,description] 其中,“*”是标题行的标记,它后面紧跟图案名,图案名之后是关于这个图 案的注释。 定义行的格式如下: angle,x-origion,y-origion,delta-x,delta-y[,dash-1,dash-2,…,dash-n] 图案的定义行解释如下: angle: 该组平行线与水平方向的夹角。 x-origin、y-origin: 该组平行线中必有一条经过此点。 delta-x: 相邻两平行线沿线本身方向的偏移。 delta-y: 相邻两平行线的距离。 [,dash-1,dash-2,…,dash-n]: 该组平行线的线型。 若为实线,无此部分。 a)草地图案定义 图8草地符号 *H142,Caodi 90,0,0,0.01,0.01,0.0015,-0.0185 90,0.0008,0,0.01,0.01,0.0015,-0.0185 b)特种房屋图案定义 图9特种房屋符号 *H251,TezhongFangwu 45,0,0,0,0.0015 135,0,0,0,0.0015 4、实验项目四: 格网DEM建立 1)目的 理解格网DEM的基本原理,掌握距离反比法插值算法原理,编程实现格网DEM的生成。 2)内容安排与组织 (1)实验时间及安排 ①实验学时数4学时。 ②实验地点在机房,每人一机,实验软件AutoCAD,离散高程点图。 (2)主要内容 在理解格网DEM的基本原理的基础上,利用距离反比法插值算法,编程实现格网DEM的建立。 (3)格网DEM建立 ①根据离散高程点图,采用AutoLISP语言提取高程点信息,利用距离反比插值算法生成格网DEM。 图1离散高程点图 图2距离反比法插值算法 五、座谈与反馈 针对学生实验过程中存在的疑问、报告存在的问题以及对今后的课程学习与就业等相关问题,进行座谈。 六、评价方式 1.评价内容: 实验成绩主要考核学生的实验软件操作熟练程度、实际操作表现、实验完成情况以及实验报告中对实验结果的分析与总结。 2.成绩构成: 实验成绩满分100分,每个实验25分,共计100分。 七、注意事项 1、实验过程中,按要求时间到达指定场地。 2、服从指导教师的调度,班长、学委要辅助教师组织同学,保证实习顺利进行。 3、实验中保持良好的纪律,尊重作报告者的劳动。 4、听报告时要认真做好笔记,为编写实习报告准备资料。 5、实验报告要亲自编写,锻炼提高自己。 虽然实验项目相同,但是每个人的语言特点、组织方式是不相同的,严谨互相抄袭,情节严重者本次实验成绩按不合格处理。 6、注意请假制度,没有参加实验的学时超过学校规定的学时,本次实验成绩按不合格处理。 7、遵守实验的纪律,违反纪律严重者,指导教师有权终止该生的实验,成绩不合格,并要上报院里作行政处理。 撰写人: 李兰勇 教研室主任: 吉长东 测绘学院教学院长: 王崇倡
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