测量基础知识课件

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1、测测 量量 基基 础础1第第1 1章章 测绘基础知识测绘基础知识23第第1 1章章 测绘基础知识测绘基础知识 1.11.1测绘学的任务及作用测绘学的任务及作用测绘学的内容和任务测绘学的内容和任务 测绘测绘是指对自然地理要素或者地表的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集、表述以及获取的数据、信息、进行处理和提供的活动。 测绘学测绘学研究的主要对象是地球的自然表面，研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形态和人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地球分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术的学科。它是地球科学的重要组成部

2、分。 4第第1 1章章 测绘基础知识测绘基础知识 1.11.1测绘学的任务及作用测绘学的任务及作用 测绘学研究的具体内容测绘学研究的具体内容： （）测量学（）测量学研究地球形状和大小研究地球形状和大小( (包括地球重力场包括地球重力场) )确定地面点的空间位置确定地面点的空间位置( (含地下和空间含地下和空间) ) （）地图制图学（）地图制图学研究社会和自然信息的地理分布研究社会和自然信息的地理分布绘制全球和局部地区各种比例尺的地形图绘制全球和局部地区各种比例尺的地形图5第第1 1章章 测绘基础知识测绘基础知识 1.11.1测绘学的任务及作用测绘学的任务及作用 测绘学的分科测绘学的分科大地测量

3、学大地测量学摄影测量与遥感学摄影测量与遥感学工程测量学工程测量学海洋测量学海洋测量学地图制图学地图制图学测绘仪器学测绘仪器学普通测量学普通测量学 几何几何(天文天文)大地测量学、物理大地测量学、物理(重力重力) 大地测量学、卫星大地测量学、卫星(空间空间)大地测量学大地测量学地面地面(近景近景)摄影测量学、航空摄影测量学、航空 摄影测量学、航天遥感测量学摄影测量学、航天遥感测量学 普通工程测量学（包含土木、建筑、普通工程测量学（包含土木、建筑、 水利、交通、矿山测量等）、精密工水利、交通、矿山测量等）、精密工 程测量学、特种工程测量学程测量学、特种工程测量学 海洋水体测量学、水下地形测量学、海

4、洋水体测量学、水下地形测量学、 航道测量航道测量地图学与地图学与GIS、地图制图工程、地图制图工程光学测绘仪器学、电子测绘仪器学光学测绘仪器学、电子测绘仪器学局部地区地形测量与一般工程测量局部地区地形测量与一般工程测量6第第1 1章章 测绘基础知识测绘基础知识 1.11.1测绘学的任务及作用测绘学的任务及作用在国家经济建设中的作用在国家经济建设中的作用 1. 工程建设的工程建设的尖兵尖兵 2. 军事作战的军事作战的眼睛眼睛 3. 科学研究的科学研究的工具工具 4. 现代管理的现代管理的基础基础 （数字地球、数字中国和数字城市）（数字地球、数字中国和数字城市）7第1章 测绘基础知识 1.2 地球

5、的形状和大小8第1章 测量学的基础知识 1.2 地球的形状和大小9第1章 测量学的基础知识 1.2 地球的形状和大小10第1章 测量学的基础知识 1.2 地球的形状和大小11第1章 测量学的基础知识 1.2 地球的形状和大小一、地球形状和大小一、地球形状和大小 1.1. 地球是一个表面起伏较大的椭球地球是一个表面起伏较大的椭球 地球表面最高峰：地球表面最高峰： 8844.43m8844.43m 海洋底部最深处海洋底部最深处: 11022.00m: 11022.00m 地球表面最大高差近地球表面最大高差近20km20km 2. 2. 地球又是一个近似光滑的水球地球又是一个近似光滑的水球 大陆面积

6、大陆面积: : 占占29%29% 海洋面积海洋面积: : 占占71 %71 % 3. 3. 地球平均半径地球平均半径: 6371km: 6371km 26 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系12测量工作是在地球表面进行测量工作是在地球表面进行的。地球表面虽然很不规则，有的。地球表面虽然很不规则，有高山、平原、丘陵、海洋等。但高山、平原、丘陵、海洋等。但这些起伏相对于地球本身十分微这些起伏相对于地球本身十分微小。小。13一、地球的形状一、地球的形状14 1.2 地球的形状和大小二、基本概念二、基本概念1. 重力方向线重力方向线 即铅垂线即铅垂线, 是测量工作的是测量工作的基准线基准线

7、2. 水准面水准面 自由静止的水面自由静止的水面; 是等位面是等位面, 有无数个有无数个地心地心O O离心力离心力地心引力地心引力重力重力G G重重力力的的方方向向线线称称为为铅铅垂垂线线15 设想当海洋处于静止均衡状态时，将它设想当海洋处于静止均衡状态时，将它延伸到陆地内部所形成的封闭曲面。延伸到陆地内部所形成的封闭曲面。大地水准面静静 止止 海海 水水面面陆地陆地大地水准面大地水准面16地球表面地球表面大地水准面大地水准面大地水准面和铅垂线示意图17地心地心OOG格林尼治天文台格林尼治天文台G G地球自转轴地球自转轴起始天文起始天文子午面子午面地球自然表面地球自然表面大地水准面大地水准面E

8、18WDM94模型描述的地球形状19 1.2 地球的形状和大小二、基本概念二、基本概念3. 3. 大地水准面大地水准面 静止平衡状态下的平均海水面静止平衡状态下的平均海水面, 向大陆岛屿延向大陆岛屿延伸而形成的闭合水准面伸而形成的闭合水准面 特性特性: 唯一性、等位面、唯一性、等位面、 不规则曲面不规则曲面 作用：作用：测量野外工作的测量野外工作的基准面基准面4. 4. 大地体大地体 由大地水准面包围的地球形体，是不规则球体。由大地水准面包围的地球形体，是不规则球体。20二、基本概念二、基本概念5. 旋转椭球旋转椭球 与大地体非常接近的与大地体非常接近的 数学椭球数学椭球 长半径为长半径为a，

9、短半径为，短半径为b 扁率扁率 数学模型数学模型 地球平均半径地球平均半径 R=6371km 1.2 地球的形状和大小ZYX21 1.2 地球形状和大小旋转椭球理论上是唯一的数旋转椭球理论上是唯一的数学球体学球体旋转椭球参数，难以全球统旋转椭球参数，难以全球统一确定；各国自己测定并采一确定；各国自己测定并采用的旋转椭球称为用的旋转椭球称为参考椭球参考椭球同时顾及地球几何参数和物同时顾及地球几何参数和物理参数的旋转椭球称为地球理参数的旋转椭球称为地球椭球体，又称为椭球体，又称为参考椭球体参考椭球体参考椭球面参考椭球面是测量计算和制是测量计算和制图的基准面图的基准面 22 1.3 测量中常用的坐标

10、系统 地面点位的坐标与选用的地球椭球和坐标系统有关，测量中常用的坐标系统有：天文坐标系、大地坐标系、高斯平面直角坐标系、独立平面直角坐标系一、天文坐标系一、天文坐标系 球面坐标，称为地理坐标球面坐标，称为地理坐标 基准面基准面：大地水准面：大地水准面 基准线基准线：铅垂线：铅垂线 地面点位用天文经度和天地面点位用天文经度和天文纬度来表示文纬度来表示23二、大地坐标系二、大地坐标系 基准面基准面：参考椭球面：参考椭球面 基准线基准线：法线：法线 地面点位用大地地面点位用大地经度经度和和大地大地纬度纬度来表示来表示1.19541.1954年北京坐标系年北京坐标系2.19802.1980国家大地坐标

11、系国家大地坐标系3.WGS-843.WGS-84世界大地坐标系世界大地坐标系 1.3 测量中常用的坐标系统三、三、空间直角坐标系空间直角坐标系 三维坐标三维坐标(X,Y,Z)2419801980国家大地坐标系国家大地坐标系大地原点大地原点位于陕西省泾阳县永乐镇位于陕西省泾阳县永乐镇25 1.3 测量中常用的坐标系统四、大地坐标和空间直角坐标的转换四、大地坐标和空间直角坐标的转换五、高斯投影和高斯平面直角坐标系五、高斯投影和高斯平面直角坐标系1.高斯投影高斯投影横切椭圆柱正形投影。又称为高斯横切椭圆柱正形投影。又称为高斯克吕格投影。同时满足等角和高斯投影条件。克吕格投影。同时满足等角和高斯投影条

12、件。 目的：目的：将球面坐标转换为平面坐标。将球面坐标转换为平面坐标。26OSN赤道面中央子午线M高斯投影的概念高斯投影的概念271.高斯投影中央子午线和赤道中央子午线和赤道投影后成相互垂直投影后成相互垂直的直线。的直线。中央子午线长度不中央子午线长度不变，离中央子午线变，离中央子午线越远变形越大。越远变形越大。为保证投影精度，为保证投影精度，必须采用必须采用分带投影分带投影。6度投影带度投影带：中央子午线经度为中央子午线经度为282.高斯投影分带高斯投影分带（1）6度投影带度投影带：中央子午线经度为中央子午线经度为（2）3度投影带度投影带：中央子午线经度为中央子午线经度为29五、高斯投影和高

13、斯平面直角坐标系五、高斯投影和高斯平面直角坐标系3.高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系x坐标坐标：中央子午线向西：中央子午线向西平移平移500km，向北为正。，向北为正。y坐标坐标：赤道，向东为正。：赤道，向东为正。为区分点位所在的高斯投为区分点位所在的高斯投影带，在影带，在Y坐标前必须加坐标前必须加两位数的两位数的带号带号。如：如： 我国六度带带号我国六度带带号 N=1323，三度带带号，三度带带号 n=254530 x y 高斯平面直角坐标系 y x 笛卡尔平面直角坐标系 3. 测量测量高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系与与 数学数学笛卡尔笛卡尔平面直角坐标系的区别平面直角坐标系的区别

14、 31六、墨卡托投影六、墨卡托投影等角正圆柱投影等角正圆柱投影七、独立平面直角坐标系七、独立平面直角坐标系在在半径半径R15的卫星 4 颗以上GPS卫星（目前轨道上实际运行的卫星个数已经超过了32颗）116GPS 卫星在轨道上的分布卫星在轨道上的分布 宁夏国土资源厅11726 七月 2024 118GPS 地面监控地面监控部分部分控控 制制 部部 分分 1 个个 主主 控控 站站 3 个个 注入站注入站 5 个个 监监 控控 站站119GSP地面控制站一个主控站一个主控站：科罗拉多斯必灵司三个注入站：三个注入站：阿松森(Ascencion)大西洋 迭哥伽西亚(Diego Garcia)印度洋

15、卡瓦加兰(kwajalein)太平洋五个监测站五个监测站 = 1个主控站+3个注入站+夏威夷(Hawaii)5555HawaiiAscencionDiego GarciakwajaleinColorado springs120 GPS 用户部分用户部分 宁夏国土资源厅26 七月 2024 121 1. GPS接收机的功能跟踪、接收、放大、处理卫星信号，测量出信号从卫星到天线的传播时间。解译导航电文，实时解算测站三维位置。2. GPS接收机的类型3. GPS接收机的发展1981年GPS接收机问世测地型已从第一代发展到第三代,目前还在飞速发展。 （2）按信号频率分： 单频（L1） 双频（L1和L2

16、）（1）按用途分：导航型授时型测地型122GPS天线天线部分部分将微弱的卫星电将微弱的卫星电磁波信号转变为磁波信号转变为电信号电信号,并放大并放大GPS主机主机部分部分1.变频器变频器2.信号通道信号通道3.微处理器微处理器4.存储器存储器5.显示器显示器GPS电源电源部分部分123测地型GPS接收机导航型GPS接收机一般情况下无数据输出的记录存储设备(手持机)天线天线天线天线前置放大器前置放大器前置放大器前置放大器电源部分电源部分电源部分电源部分射电部分射电部分射电部分射电部分微处理器微处理器微处理器微处理器数据存器数据存器数据存器数据存器显示控制器显示控制器显示控制器显示控制器供电信号信息

17、命令数据供电，控制供电数据控制 124（四）GPS的功能导航 海空导航、车辆引行、导弹制导等测速 其精度可达0.1m/s测时与授时 其精度可达340ns（1纳秒=10-9秒）定位125Time (0)AmbiguityTime (i)AmbiguityCounted CyclesPhase Measurement 宁夏国土资源厅12626 七月 2024 （一） GPS 坐坐 标标 系系1.WGS-84坐标系World Geodetic System-1984坐标是GPS所采用的坐标系统，GPS发布的星历参数都是基于此坐标系的。 WGS-84的椭球参数：a=6378137m, 1/f=298.

18、2572.1954北京坐标系(C54) 克拉索夫斯基椭球参数： a=6378245m, 1/f=298.33.1980西安坐标系(C80) IUGG1975椭球参数： a=6378140m, 1/f=298.25712726 七月 2024 X轴轴=0经度经度X轴在赤道平面内轴在赤道平面内Y轴轴=东经东经90度度Y轴在赤道平面内轴在赤道平面内地心坐标为（地心坐标为（0，0，0）Z轴轴=旋转轴（极轴旋转轴（极轴BIH1984.0）地球质心为原点的坐标系统（空间直角坐标系）12826 七月 2024 依定位时的状态依定位时的状态动态定位动态定位静态定位静态定位依定位模式依定位模式绝对定位（单点定位

19、）绝对定位（单点定位）相对定位相对定位差分定位差分定位依定位采用的观测值依定位采用的观测值伪距测量（伪距定位）伪距测量（伪距定位）载波相位测量载波相位测量依时效依时效实时定位实时定位事后定位事后定位（二）（二）GPSGPS测量定位的分类测量定位的分类12926 七月 2024 GPS定位的误差来源v与GPS卫星有关的因素 SA技术：人为的降低广播星历精度(技术，2000年5月取消), AS技术：防电子欺骗技术；卫星星历误差； 卫星钟差v与传播途径有关的因素 电离层延迟； 对流层延迟； 多路径效应v与接收机有关的因素 接收机钟差； 天线相位中心误差； 接收机软件和硬件误差另外有接收机的对中、整平

20、误差等13026 七月 2024 常规常规GPS的测量方法，如静态、快速静态、动的测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分量方法，它采用了载波相位动态实时差分(Real - Time Kinematic)方法，是方法，是GPS应用的重大里程碑，应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。来了新曙

21、光，极大地提高了外业作业效率。 RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数定位时要求基准站接收机实时地把观测数据据(伪距观测值，相位观测值伪距观测值，相位观测值)及已知数据传输给流及已知数据传输给流动站接收机。动站接收机。什么是什么是RTK技术技术13126 七月 2024 发射电台GPS主机基准站基准站移移动动站站GPS主机RTK测量原理图测量原理图采集器接收电台13226 七月 2024 26 七月 2024 133第第6 6章章 控制测量控制测量13426 七月 2024 1356-1 6-1 控制测量概述控制测量概述一一. .控制测量的概念控制测量的概念二二. .平面控制测量平面控制测

22、量三三. .高程控制测量高程控制测量第第6 6章章 控制测量控制测量26 七月 2024 136一一. .控制测量的概念控制测量的概念1.1.目的与作用目的与作用为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高程控制为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高程控制网网控制误差的积累控制误差的积累作为进行各种细部测量的基准作为进行各种细部测量的基准2.2.控制测量分类控制测量分类 按内容分：平面控制测量、高程控制测量按内容分：平面控制测量、高程控制测量 按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级级 按方法分：天文测量、常规测量按方法分：天文测量、常规

23、测量(三角测量、导线测量、三角测量、导线测量、水准测量水准测量)、卫星定位测量、卫星定位测量26 七月 2024 137控制点：对整个测区起控制作用的测量标志点。控制点：对整个测区起控制作用的测量标志点。控制网：由按一定规范布设，由一系列相互联系的控制网：由按一定规范布设，由一系列相互联系的控制点所构成的网状几何图形。控制点所构成的网状几何图形。图根控制网：直接为测图而建立的控制网。图根控制网：直接为测图而建立的控制网。图根点：图根点： 图根控制网中的控制点。图根控制网中的控制点。3.3.有关名词有关名词一一. .控制测量的概念控制测量的概念控制测量：控制测量： 为建立控制网所进行的为建立控制

24、网所进行的测量工作测量工作。26 七月 2024 138二二. .平面控制测量平面控制测量建立平面控制网，测定各平面控制点的坐建立平面控制网，测定各平面控制点的坐 标标X X、Y Y。1.1.一般概念一般概念 等级关系：等级关系：分一等、二等、三等、四等，前一等分一等、二等、三等、四等，前一等级作为以后各等的控制基准；小地区级作为以后各等的控制基准；小地区 内布置一级、二级、三级和图根控制。内布置一级、二级、三级和图根控制。 布置形式：布置形式：三角锁、三角网三角锁、三角网( (三边网、边角网三边网、边角网) )、 导线网、交会定点、导线网、交会定点、GPSGPS测量等。测量等。 布网原则：布

25、网原则：从整体到局部，由高级到低级，分级从整体到局部，由高级到低级，分级 布网，布网，逐级控制。逐级控制。26 七月 2024 1392.2.常规常规平面控制平面控制测量测量的等级关系的等级关系 城市平面控制网的等级关系城市平面控制网的等级关系三角三角(三边三边)网网城市导线城市导线控制范围控制范围 二等二等三等三等三等三等 四等四等四等四等一级小三角一级小三角一级导线一级导线二级小三角二级小三角二级导线二级导线 三级导线三级导线城市基本控制城市基本控制小地区首级控制小地区首级控制图根控制图根控制图根导线图根导线图根三角图根三角26 七月 2024 140 一等三角锁为全国平面控制网的基础一等

26、三角锁为全国平面控制网的基础3.各级平面控制网布置形式各级平面控制网布置形式 二等连续网充填一等三角锁，成为全国平面控制网的骨干。二等连续网充填一等三角锁，成为全国平面控制网的骨干。一等三角锁 二等连续网26 七月 2024 141 三等、四等三角网和导线网三等、四等三角网和导线网,根据测区的需要，在二根据测区的需要，在二 等三角网的基础上进行加密，基本图形如下：等三角网的基础上进行加密，基本图形如下：图7-3 三角网或三边网图7-4 导线网 26 七月 2024 1424.4.常规常规平面控制平面控制测量测量的主要技术要求的主要技术要求城市三角测量的主要技术要求表表7-27-226 七月 2

27、024 143城市三边网的主要技术要求表表7-37-326 七月 2024 144表表7-47-4城市导线控制测量的主要技术要求26 七月 2024 145图根导线的技术要求图根导线的技术要求 测图测图 附合导附合导 平均边平均边 测距相对测距相对 测测 角角 测回数测回数 导线全导线全 方位角方位角比例尺比例尺 线长度线长度 长长(m) (m) 中误差中误差 中误差中误差 DJDJ6 6 长相对长相对 闭合差闭合差 (km) (mm) (km) (mm) ( ) ) 闭合差闭合差 1:500 500 75 1:500 500 75 一般地区一般地区1:1000 1000 110 1:1000

28、 1000 110 1/30001/3000 20 1 1/2000 20 1 1/2000 6060 n n1:2000 2000 180 1:2000 2000 180 26 七月 2024 146三三. .高程控制测量高程控制测量建立高程控制网，测定各控制点的高程建立高程控制网，测定各控制点的高程H H。 主要方法：主要方法：水准测量水准测量另外方法：另外方法：三角高程测量、电子全站仪高程测量。三角高程测量、电子全站仪高程测量。 等级关系：等级关系：分一等、二等、三等、四等，前一等作分一等、二等、三等、四等，前一等作 为以后各等的控制基准；地形测量时，为以后各等的控制基准；地形测量时，

29、布设图根水准布设图根水准( (也称等外水准也称等外水准) )。 布网原则：布网原则：从整体到局部，由高级到低级，分级从整体到局部，由高级到低级，分级 布网，逐级控制。布网，逐级控制。 宁夏国土资源厅26 七月 2024 147城市水准网主要技术要求城市水准网主要技术要求城市水准网主要技术要求注：注：R R为测段的长度；为测段的长度；L L为附合路线的长度，均以为附合路线的长度，均以kmkm为单位。为单位。等级每公里高差中误差 (mm)附合路线长度 (km) 水准仪级别测段往返测高差不符值(mm) 附合路线或环线闭合差(mm)二等 2400DS14 4三等 645DS31212四等1015DS3

30、2020等外208DS104026 七月 2024 1487-27-2导线测量导线测量6-26-2 导线测量导线测量一一. .导线测量概述导线测量概述二二. .导线测量的外业导线测量的外业三三. .导线测量的内业计算导线测量的内业计算26 七月 2024 149导线测量是平面控制测量中最常 用的方法。导线测量概述导线测量概述导线的已知点和新建点组成的若 干条直线(即导线边)联结成一系 列折线或闭合多边形。附合导线闭合导线单结点导线闭合导线和附合导线也称为单导单导 线，线，结点导线和两个环以上的导 线称为导线网导线网。导线测量概述导线测量时，通常只需要前后两 点相互通视。26 七月 2024 1

31、50一一. .单导线的单导线的布置形式布置形式一一. .单导线的布置形式单导线的布置形式1.1.闭合导线闭合导线2.2.附合导线附合导线3.3.支导线支导线26 七月 2024 1511.1.闭合导线闭合导线已知数据已知数据：AB，XB，YB观测数据：连接角B； 导线转折角0，1，,5； 导线各边长DB1，D12，D51。1.1.闭合导线闭合导线DB1D12D23D34D45D51B012345(XB,YB)AB12345闭合导线图 A、B为已知点，1、2、3、4、5为新建导线点。26 七月 2024 1522.附合导线图2.2.附合导线附合导线AB1234CD已知数据：AB,XB,YB；CD

32、,XC,YC。AB、CD为已知边，点1、2、3、4为新建导线点。ABCD(XB,YB)观测数据观测数据：连接角B 、C ； 导线转折角1, 2, 3 ,4 ； 导线各边长DB1，D12，D4C。(XC,YC)BC1234附合导线图附合导线图DB1D12D23D34D4C26 七月 2024 1533.3.支导线支导线3.支导线图AB12A、B为已知边，点1、2为新建支导线点。观测数据观测数据：转折角B, 1 边长DB1，D12已知数据：AB,XB,YBAB(XB,YB)B1DB1D1226 七月 2024 154二二. .导线测导线测量的外业量的外业二二. .导线测量的外业导线测量的外业1.1

33、.踏勘选点（选点）踏勘选点（选点）2.2.导线边长测量（测边）导线边长测量（测边）3.3.导线角度测量（测角）导线角度测量（测角）4.4.导线连接测量（连测）导线连接测量（连测）26 七月 2024 155导线测量外业的准备工作导线测量外业的准备工作准备工作：准备工作： 收集资料：测区旧地形图、已知点(平面和程控制 点)资料、测量规范； 仪器工具：所用仪器(包括仪器的检验和校正)、工 具、记录手簿、材料。1.1.踏勘踏勘选点选点及建立标志及建立标志(1).踏勘测区 实地了解测区地形； 了解已知点状况。(2).图上(指原有旧图)设计布网方案 导线网形、等级； 导线边长、总长、点位密度等符合规范要

34、求。1.1.踏勘选点及建立标志踏勘选点及建立标志26 七月 2024 156(3).实地选点(4).建立标志 (3).实地选点(考虑以下因素)：(4).建立标志 永久性标志永久性标志 通视良好，便于测角；地面平坦，便于量距(用测距仪不考虑)；视野开阔，便于测图(重要)；点位稳定，便于保存；边长适当，足够密度； 便于安置仪器。26 七月 2024 157临时性标志临时性标志木桩木桩泥土地大铁钉大铁钉沙石路、沥青、砖石缝凿刻凿刻水泥地、岩石红油漆标志红油漆标志油漆不易剥落处临时性标志图26 七月 2024 158(5).绘制点位图 在现场丈量23个攀距，便于以后寻找或确定点位。 用红油漆标出攀距出

35、发点，并写点号与攀距尺寸。 画出攀距关系的平面示意图，作为控制点资料。 攀距交会角度要好。(5).绘制点位图 电杆房屋道路控制点 D512.36m D58.75m26 七月 2024 159 点 号 D5 桩 别 大铁钉埋设日期 1999年5月20日 备 注导线点的点位图导线点的点位图导线点的点之记大庆路中 山 路12.36m8.75m食品店 中西 18-1D5北26 七月 2024 1602.2.导线边长测量导线边长测量 测定导线各边长(往返丈量)。精度要求：符合规范规定。精度要求：符合规范规定。2.导线边长测量例：图根导线测距方法： 钢尺量距 电磁波测距26 七月 2024 1613.3.

36、导线角度测量导线角度测量 观测导线各转折角、连接角。DJ6一个测回(图根导线)。边长较短时，采用光学对点。全部测左角，或全部测右角；闭合导线测内角。4.4.导线连接测量导线连接测量 导线定向（包括连接角和连接边测量）AB1234526 七月 2024 162三三. .导线测量的导线测量的内业计算内业计算三三. .导线测量的内业计算导线测量的内业计算1.1.附合导线的计算附合导线的计算2.2.闭合导线的计算闭合导线的计算3.3.支导线计算支导线计算4.4.无定向附合导线的特点无定向附合导线的特点导线计算目的：计算各导线点的坐标。要求：合理分配测量误差，评定导线测量的精度。26 七月 2024 1

37、63三、导线测量的内业计算三、导线测量的内业计算思路：由水平角观测值，计算方位角；由方位角、边长D，计算坐标 增量X 、 Y；由坐标增量X 、 Y，计算X、Y。（计算前认真检查外业记录，满足规范 限差要求后，才能进行内业计算）26 七月 2024 1641 1、坐标计算公式：、坐标计算公式：（1 1） 坐标正算（由坐标正算（由、D，求求 X X、Y Y） 已知A（ ）， ， 求B点坐标 。 OyxAB26 七月 2024 165注：计算出的注：计算出的 ABAB ，应根据，应根据X X 、 Y Y的正负，的正负， 判断其所在的象限。判断其所在的象限。（2 2） 坐标反算（由坐标反算（由X X、

38、Y Y，求求、D， ）OyxAB已知A（ ）、B（ ）求求 。26 七月 2024 1662、附合导线的计算 如图，如图，A A、B B、C C、D D是已知点，起始边的是已知点，起始边的方位角方位角 和终止边的方位角和终止边的方位角 为已知。外业观测资料为导线边距离和各转折角。为已知。外业观测资料为导线边距离和各转折角。例：例：C1D423BA125.36m98.76m114.63m116.44m156.25m前进方向前进方向26 七月 2024 167+）BD4231CA（1）计算角度闭合差：如图：以右转折角为例 计算 。一般公式：同理：以左角计算26 七月 2024 168即：（各级导线

39、的限差见规范）检核：（2）闭合差分配（计算角度改正数）：式中：n 包括连接角在内的导线转折角数26 七月 2024 169（3）计算改正后的角度改：计算检核条件：（4）推算各边的坐标方位角： （用改正后的改）计算出的计算出的 ， 否则，需重算。否则，需重算。26 七月 2024 170（5）计算坐标增量X、Y：（6）计算坐标增量闭合差：由于 的存在，使导线不能和CD连接，存在导线全长闭合差 ：导线全长相对闭合差：26 七月 2024 171（7）分配闭合差 ：检核条件：检核条件：检核条件：检核条件：（8）计算改正后的坐标增量：检核条件：检核条件：检核条件：检核条件：26 七月 2024 172

40、（9）计算各导线点的坐标值： 依次计算各导线点坐标，依次计算各导线点坐标，最后推算出的终点最后推算出的终点最后推算出的终点最后推算出的终点C C C C的的的的坐标，应和坐标，应和坐标，应和坐标，应和C C C C点已知坐标相同。点已知坐标相同。点已知坐标相同。点已知坐标相同。26 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系173205 36 48290 40 54202 47 08167 21 56175 31 25214 09 331256 07 44-13-13-13-13-13-12-77205 36 35290 40 42202 46 55167 21 43175 31 1221

41、4 09 201256 06 25236 44 28211 07 53100 27 1177 40 1690 18 3394 47 2160 38 01125.3698.71114.63116.44156.25641.44 +0.04-107.31 +0.03 -17.92 +0.04+30.88 +0.03 -0.63 +0.05 -13.05-108.03 -0.02 -64.81 -0.02 +97.12 -0.02+141.29 -0.02+116.44 -0.03+155.70+445.74-107.27-17.89+30.92-0.60-13.00-64.83+97.10+141.

42、27+116.42+155.67+445.63点点号号观测角观测角（右角）（右角） 改改正正数数 改正角改正角 A1B234CD辅辅助助计计算算坐标坐标方位角方位角 距离距离 D m点点号号A1B234CD增量计算值增量计算值改正后增量改正后增量坐标值坐标值x my mx my mxmym1536.86 837.541429.59 772.711411.70 869.811442.621011.081442.02 1127.501429.021283.17-107.8426 七月 2024 1743.3.闭合导线的计算闭合导线的计算 闭合导线的计算步骤与附合导线基本相同，需要强闭合导线的计算步

43、骤与附合导线基本相同，需要强调以下两点：调以下两点：(1)(1)角度闭合差的计算角度闭合差的计算n n边形闭合导线内角和的理论值应为：边形闭合导线内角和的理论值应为：26 七月 2024 175（2 2）坐标增量闭合差的计算）坐标增量闭合差的计算根据闭合导线本身的特点：根据闭合导线本身的特点：理论上理论上实际上实际上北北214378.16m105.22m129.34m80.18m26 七月 2024 176辅辅助助计计算算点点号号观测角观测角（右角）（右角） 改改正正数数 改正角改正角 1234坐标坐标方位角方位角 距离距离 D m点点号号1234增量计算值增量计算值改正后增量改正后增量坐标值

44、坐标值x my mx my mxmym1212闭闭 合合 导导 线线 坐坐 标标 计计 算算 表表107 48 3089 36 3089 33 5053 18 43125 30 0073 00 20+13+13+12+12+50359 59 10107 48 4373 00 3289 34 0289 36 43360 00 00125 30 00306 19 15215 53 17105.2280.18129.3478.16392.90 -0.02 -61.10 -0.02 +47.90 -0.03 +76.61 -0.02 -63.32 +0.02 +85.66 +0.02 +64.30 +

45、0.02-104.21 +0.01 -45.82+0.09-0.07+64.32+47.88+76.58-104.19-45.81-63.34-61.12+85.680.000.00585.68545.81563.34438.88650.00486.76500.00 500.00500.00500.0026 七月 2024 1771.附合导线的计算 计算器的角度及坐标计算计算器的计算器的角度运算角度运算计算器直角坐标与极坐标换算功能计算器直角坐标与极坐标换算功能26 七月 2024 178计算器的角度运算计算器的计算器的角度运算角度运算例：1234562=250952(1). CASIO、SH

46、ARP计算器角度输入、运算、显示：计算器：CASIO -570AD 角度运算输入、操作显 示12 ”34 ”56 ”=212.12.5666666712.5822222225.16444444SHIFT ”25952.该计算器在度、分、秒显示状态或以度为单位的 显示状态下，均能进行角度运算。26 七月 2024 179SHARP EL5812 角度运算例例：1212343456562=2=252509095252 (2).(2).计算器计算器SHARPSHARP ELEL5812 5812 角度运算角度运算输入、操作输入、操作显显 示示该计算器在以度为单位的显示状态下，才能进行该计算器在以度为

47、单位的显示状态下，才能进行 有关角度的运算。有关角度的运算。12.345612.3456= =2 212.345612.345612.5822222212.5822222225.1644444425.16444444DEGDEG2nd2ndF FDEGDEGD D. . MSMS25.0951999925.0951999926 七月 2024 180计算器直角坐标与极坐标换算功能计算器直角坐标与极坐标换算功能例：坐标正算例：坐标正算 D=67.580D=67.580， =341=34105055454 ，求，求 x x、 y y输入、操作输入、操作显显 示示= =341.0983333341.

48、0983333SHIFTSHIFT67.5867.5867.5867.58 P RP R67.5867.5834134105055454 = =x x63.9358117663.93581176SHIFTSHIFTX XY Y-21.89219895 -21.89219895 = =y y(1).(1).计算器：计算器：CASIOCASIO -570AD -570AD D.D. x.x. y y. .26 七月 2024 181输入、操作输入、操作显显 示示例例：坐标反算 x=+63.936、y=-21.892，求D、：SHIFT ”341554.76(2).(2).计算器：CASIOCASI

49、O -570AD x.x. y y. . D.D. -21.892SHIFT63.93663.936+R P63.93621.892=67.58011364 =SHIFTXY-18.90145539 =+360341.098544626 七月 2024 182SHARP 极坐标直角坐标例例：坐标正算 D=67.58，=3410554，求x、y输入、操作输入、操作显显 示示(3).(3).计算器： SHARPSHARP EL5812 D.D. x.x. y y. .341.098333367.5867.58341.05540. DEG63.935811762ndF(xyx-21.89219895

50、 y26 七月 2024 183SHARP 直角坐标极坐标例例：坐标反算 x=+63.936, y=-21.892,求D、:输入、操作输入、操作显显 示示(4)(4)计算器 SHARPSHARP EL5812 x.x. y y D.D. 63.93663.9360.21.892 -21.89267.580113642ndFD(-18.90145539+=360341.09854462ndFDEGD. MS341.05547626 七月 2024 1844.4.支导线计算支导线计算 AB12AB(XB,YB)B1SB1S12已知数据：AB,XB,YBA、B为已知边，点1、2为新建支导线点。 支导

51、线没有多余观测值,因此不会产生闭合差,从而 无须进行任何改正。3.支导线计算 由于支导线没有多余观测值,因此没有检核条件，无 法检验观测值的差错，施测与计算时必须十分小心必须十分小心。观测数据：转折角B, 1 ；边长SB1，S12。26 七月 2024 185支导线的计算步骤 AB12AB(XB,YB)B1SB1S12(1).推算各边方向角前=后+(左)-180(2).计算各边坐标增量 X=Scos Y=Ssin(3).推算各点坐标 X前=X后+X Y前=Y后+Y支导线的计算步骤26 七月 2024 186四、查找导线测量错误的方法四、查找导线测量错误的方法1 1、个别测角错误的检查、个别测角

52、错误的检查基本方法：通过按一定比例展绘导线来发现测基本方法：通过按一定比例展绘导线来发现测 角错误点。角错误点。闭合导线闭合导线闭合导线闭合导线附合导线附合导线附合导线附合导线421314AD2233455B(1)C(6)CB26 七月 2024 1872 2、个别边错误的检查、个别边错误的检查例：例：21341455 导线全长闭合差导线全长闭合差f f 的坐标方位角的坐标方位角凡坐标方位角与凡坐标方位角与 或或 相接近的导线边，相接近的导线边，是可能发生量边错误的边。是可能发生量边错误的边。26 七月 2024 1886-3 6-3 控制点加密控制点加密需要加密个别控制点时，可用交会定点的方

53、法需要加密个别控制点时，可用交会定点的方法一一. .前方交会前方交会二二. .后方交会后方交会26 七月 2024 189一一. .前方交会的前方交会的计算计算一一. .前方交会的计算前方交会的计算 ABP 已知点： A(XA,YA)、B(XB,YB) 待定点： P 观测数据：、,( =180-)26 七月 2024 190前方交会计算公式直接计算待定点坐标的公式：直接计算待定点坐标的公式：ABP余切公式正切公式26 七月 2024 191A、B、C、P处于共圆(也称危险圆)时，无法确定 P点坐标。二.后方交会计算二二. .后方交会计算后方交会计算在待定点P观测三个已知点的水平方向值Ra、Rb

54、、 Rc(用以计算夹角、 ) ，以计算待定点P的坐 标。BCAP(XB,YB)(XC,YC)(XA,YA)BCAP26 七月 2024 192后方交会的图形编号(三种情况)ABCPABCPABCP、取负值26 七月 2024 193后方交会计算方法后方交会计算方法重心公式重心公式：ABCPRaRbRcA、B、C由A、B、C坐标反算得。26 七月 2024 1947-5 三、四等水准测量6-4 6-4 三、四等水准测量 三、四等水准测量一般用于建立小地区测图以及 一般工程建设场地的高程首级控制。一、一、三三. .四等水准测量及其技术要求四等水准测量及其技术要求 三、四等水准点的高程应从附近的一、

55、二等水 准点引测；如在独立地区，可采用闭合水准路 线； 三、四等水准点一般须长期保存，点位须建立 在稳固处。三、四等水准测量可用精密水准测量方法进行， 而本节主要介绍用S3水准仪进行三、四等水准测 量的方法；26 七月 2024 195三、四等水准测量的技术要求表7-11 三、四等水准测量测站技术要求 等 级视线长度(m)前、后视 距离差(m)前、后视距离累积差(m)红、黑面读 数 差(mm)红、黑面高差之差(mm)三 等 75 3 5 2 3四 等 100 5 10 3 5表7-5 三、四等水准测量主要技术要求等级 每公里高 附合路 水准仪 测段往返测 附合路线或 差中误差 线长度 级别 高

56、差不符值 环线闭合差 (mm) (km) (mm) (mm)三等 6 45 DS3 12R 12L四等 10 15 DS3 20R 20L注：R为测段的长度；L为附合路线的长度，均以km为单位。26 七月 2024 196二、二、三三. .四等水四等水准测量作业方法准测量作业方法二、二、三四等水准测量作业方法三四等水准测量作业方法1.1.采用双面尺法作测站检核采用双面尺法作测站检核2.2.每站观测次序：每站观测次序： 后视后视( (黑面黑面) ) 上丝读数，下丝读数，中丝读数上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视前视( (黑面黑面) ) 上丝读数，下丝读数，中丝读数上丝读数，下丝读数，中丝读数 前

57、视前视( (红面红面) ) 中丝读数中丝读数 后视后视( (红面红面) ) 中丝读数中丝读数后视尺前视尺26 七月 2024 197三三 、四四等等水水准准测测量量记记录录26 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系198测测站站编编号号点号点号后后尺尺前前尺尺下丝下丝上丝上丝下丝下丝上丝上丝后视距后视距前视距前视距视距差视距差d(m)d(m)方向方向及尺及尺号号水准尺读数水准尺读数 （ m）黑面黑面红面红面K+黑黑-红红平均平均高差高差（m）备备注注K为尺为尺常数：常数：K5=4.787K6=4.687三、四等水准测量记录（双面尺法）三、四等水准测量记录（双面尺法）（1）（4）（2）

58、（5）（9）（10）（11）（12）后后前前后后-前前（3）（6）（8）（7）（15）（16）（14）（13）（17）（18）12BM.1-TP.1TP.1-TP.21.5360.94758.9+0.11.9541.37358.1-0.21.0300.44258.8+0.11.2760.69458.3-0.1后后5前前6后后-前前后后6前前5后后-前前1.2420.736+0.5066.0305.422+0.6081.6640.985+0.6796.3505.773+0.577-1+1-2+0.5070+1-1+2+0.678026 七月 2024 199三、四等水准测三、四等水准测量成果整理

59、量成果整理三、三四等水准测量成果整理三、三四等水准测量成果整理附合水准路线、闭合水准路线的计算方法与等外水准路线相同。结点水准路线、水准网的平差计算，要考虑“权”。26 七月 2024 2007-6 三角高程测量6-5 6-5 三角高程测量三角高程测量是一种间接测定间接测定两点之间高差高差的方法 要求观测观测两点之间的水平距离水平距离D(或斜距S)以及两点 之间的垂直角垂直角 。 使用于山区或不便于进行水准测量的地区。一、三角高程测量原理二、较远距离的三角高程测量三、三角高程测量的其他特点26 七月 2024 201一.三角高程测量原理一、三角高程测量原理A点高程已知，在测站A观测 AB水平距

60、离D和 垂直角，则：或B点的高程：26 七月 2024 202二.较远距离的三角高程测量二、较远距离的三角高程测量距离较远时，考虑地球曲率差和大气折光差对高差的影响，应对观测得到的高差加“两差”改正：球差改正：气差改正：两差改正：o26 七月 2024 203球差改正：气差改正：两差改正：三角高程测量中的三角高程测量中的“球气差球气差”改正改正经研究，因大气折光引起经研究，因大气折光引起的视线曲率半径约为地球的视线曲率半径约为地球曲率半径的曲率半径的7倍，倍，取取k=1/7上式中地球半径上式中地球半径R=6371 km ，水平距离，水平距离D以以km为单位为单位26 七月 2024 204三.

61、三角高程测量的其他特点三角高程测量两点距离较远时，应考虑加两差改正；两点间对向观测高差取平均，能抵消两差影响；三角高程测量通常组成附合或闭合路线，以检验精度；三角高程测量通常用于代替等外水准测量，而不用 于代替等级水准测量；据有关资料称，用电子全站仪进行三角高程测量，能 代替四等水准测量。三、三角高程测量的其他特点三、三角高程测量的其他特点 GPS静态定位主要用于建立各级测量控制网，其优点为：定位精度高，其基线的相对精度非常高选点灵活、不需要造标、费用低全天候作业观测时间短观测数据处理自动化6-6 6-6 GPS 用于控制测量用于控制测量1、GPS静态定位的主要应用领域26 七月 2024 2

62、05 在在 15 15 截止高度角以上不存在障碍物截止高度角以上不存在障碍物 周围没有反射面，不致引起多路径效应周围没有反射面，不致引起多路径效应 安全避开过往行人和车辆安全避开过往行人和车辆 附近不应该有强辐射源附近不应该有强辐射源( (如无线电台、电视发射天线等如无线电台、电视发射天线等) ) 可靠的电源供应可靠的电源供应 足够的内存容量足够的内存容量 正确的配置参数正确的配置参数 ( (观测类型、记录速率观测类型、记录速率) ) 检查天线高和偏差检查天线高和偏差 仪器的正确检测仪器的正确检测2、GPS测量前注意事项26 七月 2024 206 GPS网的精度指标，通常以网中相邻点之间的距

63、离误差来表示的，其具体形式如下：=a2 + (bd)2距离中误差(mm) a固定误差(mm)b比例误差系数(ppm) d相邻点的距离(Km)3、GPS布网方法充分考虑建立GPS控制网的应用范围采用分级布网的原则GPS测量的精度标准26 七月 2024 207 国家测绘局1992年制订的我国第一部“GPS测量规范”将GPS的精度分为AE五级(见下表)。其中A、B两级一般是国家GPS控制网。C、D、E三级是针对局部性GPS网规定的。26 七月 2024 208 GPS网设计的一般原则网设计的一般原则J应通过独立观测边构成闭合图形，以增加检核条件，提高网的可靠性。J应尽量与原有地面控制网相重合，重合

64、点一般不少于3个，且分布均匀。J应考虑与水准点相重合，或在网中布设一定密度的水准联测点。J点应设在视野开阔和容易到达的地方，联测方向。J可在网点附近布设一通视良好的方位点，以建立联测方向。根据GPS测量的不同用途，GPS网的独立观测边均应构成一定的几何图形，基本形式有：1. 三角形网2. 环形网3. 星形网26 七月 2024 209(1)、三角形网、三角形网优点：优点：图形几何结构强，具有较多的检核条件，平差后网中相邻点间基线向量的精度比较均匀。缺点：缺点：观测工作量大。一般只有在网的精度和可靠性要求较高时，才单独采用这种图形。26 七月 2024 210(2)、环形网、环形网优点：优点：观

65、测工作量较小，且具有较好的自检性和可靠性。缺点：缺点：非直接观测基线边(或间接边)精度较直接观测边低，相邻点间的基线精度分布不均匀。是大地测量和精密工程测量中普遍采用的图形，通常采用上述两种图形的混合图形。26 七月 2024 211(3)、星形网、星形网优点：优点：观测中只需要两台GPS接收机，作业简单。缺点：缺点：几何图形简单，检验和发现粗差能力差。广泛用于工程测量、边界测量、地籍测量和碎部测量等。26 七月 2024 2124、野外记录手簿内容、野外记录手簿内容点标识: 日期: 天气:接收机序列号:设站类型:天线高读数:天线高偏差:跟踪开始时间:跟踪结束时间:观测历元数:观测卫星数(卫星

66、号):GDOP:导航定位解: 经度. 纬度. 高程作业员：26 七月 2024 2135、时间和基线长度观测时间取决于:基线长度卫星数卫星几何图形(GDOP)电离层电离层扰动随时间、日夜、月、年、地点而变化，静态或快速静态最短观测时间不要少于15分钟。根据实践经验，基线观测时间应该是基线长度每公里5分钟加上最短15分钟。26 七月 2024 214基线长与同步观测时间长短的关系根据经验，不同基线长所需同步观测时间如下：12公里 3060分钟25公里 4090分钟510公里 90120分钟1020公里 120分钟以上单频GPS一般只测20公里以内的基线26 七月 2024 215一一 种种 描描

67、 述述 纯纯 粹粹 因因 卫卫 星星 几几 何何 因因 素素 对对 定定 点点 精精 度度 的的 影影 响响精精 度度 因因 子子 指指 出出 在在 测测 量量 时时 被被 跟跟 踪踪 卫卫 星星 几几 何何 结结 构构 上上 的的 强强 度度 GDOP GDOP (Geometrical) 包包 括括 经经 度度, 纬纬 度度, 高高 程程 和和 时时 间间 等等 因因 子，子， 称称 为为 几几 何何 精精 度度 因因 子子 PDOP PDOP (Positional)包包 括括 经经 度度, 纬纬 度度 和和 高高 程程 等等 因因 子，子，称称 为为 空空 间间 位位 置置 精精 度度

68、 因因 子子 HDOP HDOP (Horizontal)包包 括括 经经 度度 和和 纬纬 度度 等等 因因 子，称子，称 为为平平 面面 位位 置置 精精 度度 因因 子子 VDOP VDOP (Vertical)仅仅 包包 括括 高高 程程 因因 子，称子，称 为为 高高 程程 精精 度度 因因 子子较好的较好的较好的较好的 DOPDOP精精 度度 因因 子子 (DOP) 26 七月 2024 216一一 种种 描描 述述 纯纯 粹粹 因因 卫卫 星星 几几 何何 因因 素素 对对 定定 点点 精精 度度 的的 影影 响响精精 度度 因因 子子 指指 出出 在在 测测 量量 时时 被被

69、跟跟 踪踪 卫卫 星星 几几 何何 结结 构构 上上 的的 强强 度度 GDOP GDOP (Geometrical) 包包 括括 经经 度度, 纬纬 度度, 高高 程程 和和 时时 间间 等等 因因 子，子， 称称 为为 几几 何何 精精 度度 因因 子子 PDOP PDOP (Positional)包包 括括 经经 度度, 纬纬 度度 和和 高高 程程 等等 因因 子，子，称称 为为 空空 间间 位位 置置 精精 度度 因因 子子 HDOP HDOP (Horizontal)包包 括括 经经 度度 和和 纬纬 度度 等等 因因 子，称子，称 为为平平 面面 位位 置置 精精 度度 因因 子

70、子 VDOP VDOP (Vertical)仅仅 包包 括括 高高 程程 因因 子，称子，称 为为 高高 程程 精精 度度 因因 子子 精精 度度 因因 子子 (DOP) 较差的较差的较差的较差的 DOPDOP26 七月 2024 2176. GPS的数据处理数据传输基线向量解算闭合环检核(同步环和异步环)重复基线检核WGS-84自由网平差和三维约束平差二维约束平差(在C80或C54坐标系)高程拟合26 七月 2024 2187. GPS高程拟合q测量中常用的高程系统有大地高系统、正高系统、正常高系统大地高系统是以参考椭球面为基准面的高程系统。某点的大地高是该点到参考椭球面的垂直距离。大地高也

71、称为椭球高，一般用H 表示。正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统。某点的正高是该点到大地水准面的垂直距离，一般用符号Hg 表示。正常高系统是以似大地水准面为基准面的高程系统。某点的正常高是该点到似大地水准面的垂直距离26 七月 2024 219高程系统间的转换高程系统间的转换EllipsoidEllipsoidh hP PTopographyTopographyH HGeoidGeoidN N 似大地水准面到参考椭球面的距离称为高程异常，似大地水准面不规则，造成了各地高程异常值的不确定性。26 七月 2024 220GPS高程拟合的方法在国内一般适用高程拟合法求水准高。已知点为一个把已知点

72、上的高程异常改正到其它点上去已知点为两个定义了高程平差面，此平面沿着直线方向前进已知点为三个定义了高程平差面多于三个二次曲面拟合定义了曲面26 七月 2024 2212012年6月第第7 7章章 基础地理信息采集基础地理信息采集 及成图方法及成图方法22226 七月 2024 223第7章 基础地理信息采集及成图方法 7.1 基础地理信息概述 7.2 地形图的基本知识 7.3 大比例尺地形图的传统测绘方法 7.4 数字化测图方法 7.5 普通地形图的数字化 26 七月 2024 224一、信息与地理信息客观性 传输性 共享性适用性 时效性 不完全性1. 信息：客观事物在人们大脑中的反映。7.1

73、 基础地理信息概述 信息与数据的关系： 信息由数据来表达；数据是对客观事物进行定位、定性、定量描述的原始材料；信息来源于数据；数据是信息的载体。 信息的本质特征：26 七月 2024 225一、信息与地理信息2. 地理信息：与空间地理分布有关的信息 。7.1 基础地理信息概述 地理信息不仅包含所研究实体的地理空间位置、形状，还包括对实体特征的属性描述。因此地理信息还具有区域性和多维数据结构的特征，并能实现动态变化。 它是地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、属性、规律和相互联系的数字、文字、影像和图形等的总称。 地理信息系统GIS：Geographic Information System

74、26 七月 2024 226二、地理空间数据与地图 1. 地理空间数据：表示地球表面地物和地貌空间位置的数据。是基础地理信息的载体，GIS的基础。 2. 地图：由数学所表达的经过综合概括并用特定符号表示的地球表面地物和地貌在平面上的图形。地图通常是经正射投影得到的等角投影图。地图三要素：数学要素映射函数关系； 地形要素统一规范的地形符号； 地图综合合理取舍和综合概括。26 七月 2024 2271.按用途分类： (1) 地形图（全要素地图） (2) 平面图（地物图） (3) 专题地图（行政区划图、交通图、地籍图等） 地图的种类2. 按介质分类： (1) 白纸地图 (2) 电子地图 (3) 数字

75、地图 26 七月 2024 228 某城市地图26 七月 2024 229 某市住宅小区分布图26 七月 2024 230 某城市主要交通图26 七月 2024 231 某市自来水管网分布图26 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系232 某城市局部商业规划图人口现状分布图26 七月 2024 233 航测或遥感正射影像图26 七月 2024 234 某学校校园数字化地形图（局部）26 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系235地 形 图 样 例26 七月 2024 236地形图样例26 七月 2024 237一、概述二、地形图的比例尺三、地形图的图式符号四、地形图的分幅与

76、编号7-2 地形图的基本知识26 七月 2024 238一.概 述26 七月 2024 239地形图按一定的投影方法和比例关系，将地面上 所有的地物、地貌，经综合取舍、用规定 的符号，按相似的原理，缩绘在图纸上的 技术资料。 图上仅表示地物，而无等高线表示的地 貌时，也称平面图或地物图。地形图的定义：投影方法：按垂直投影方法；比例关系：按测图比例尺；地物：地面上所有有明显轮廓的，固定性的，自然 或人工建筑的物体。(如：房屋、道路、河 流、田野、森林。)地貌：地面高低起伏的状态。(高山、丘陵、平原、洼 地等。)26 七月 2024 240地形图的定义 注解综合取舍：可选择欲反映的信息，可满足众多

77、方面 的要求(制成多种地图产品)。规定的符号： 由国家测绘局统一制定各地物、地貌表示在地 形图上的符号，即地形图图式。运用图式 符号，使地形图形象生动(相似性)，简单明了。（我国目前使用由国家技术监督局发布的地形图图 式，编号“GB/T 7929-1995”，1996年5月1日实 施 ）26 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系241地形图图例26 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系242地形图图例26 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系243地形图图例26 七月 2024 24426 七月 2024 245比例尺的定义比例尺的表示方法比例尺的分类与大小比例尺

78、精度比例尺选用二、地形图的比例尺26 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系2461.比例尺的定义M= 称为比例尺分母Dd比例尺= = = = 图上长度 d 1 1实地水平距离 D D/d M数字比例尺：1500，1 1000，1 5000， 2.比例尺的表示形式10 5 0 10 20 30 40m2cm1500图示比例尺(直线比例尺)：26 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系2473.比例尺的分类和大小3.比例尺的分类和大小1 500 1 1000 1 2000 1 5000 大比例尺地形图1 1万 1 2.5万 1 5万 1 10万 中比例尺地形图1 25万 1 50

79、万 1 100万 小比例尺地形图*比例尺的大小即比例尺分数值的大小。 *图的比例尺越大，其表示的地物、地貌越详细，图上点位精 度越高；但一幅图所代表的实地面积也愈小。并且测绘的工 作量会成倍增加。图上0.1mm所代表的实地长度(受人眼判断力限制所致)。比 例 尺比例尺精度（cm）1 500 1 1000 1 2000 1 5000 1 10000 5 10 20 50 100表9-14.比例尺精度26 七月 2024 2485. 地形图比例尺的选用*主要考虑实用、经济地形图比例尺的选用比 例 尺1 100001 50001 20001 10001 500城市总体规划、厂址选择、区域布置、方案比

80、较城市详细规划及工程项目初步设计建筑设计、城市详细规划、工程施工图设计、竣工图用 途26 七月 2024 249三、地形图的图式符号(一)地物符号(二)地貌符号 地形图图式是由国家测绘局统一制定的地物、地貌符号的总称(见表9-2)。图式符号分以下两类：26 七月 2024 250(一)地物符号1.比例符号轮廓大，按比例缩小；3.半比例符号也称线形符号，即长度按比例、 宽度不依比例。四类专用符号： 几何图形符号，地物中心即几何图形中心； 宽底符号，底线中心即地物中心； 直角形底符号，其直角顶即地物中心； 不规则几何图形符号，其下方端点连线中心即 地物中心。2.非比例符号轮廓小，重要，用专用符号表

81、示；4.地物注记用文字、数字对地形符号加以说明。26 七月 2024 25126 七月 2024 25226 七月 2024 2534. 地物注记 用文字、数字对地形符号加以说明。地名、路名、厂名、河流名等；地面高程注记；植被注记等。26 七月 2024 254（二）地貌符号等高线 1用等高线表示地貌的原理2等高距、等高线平距、地面坡度3等高线分类4用等高线表示的典型地貌5等高线特性26 七月 2024 255 地貌是指地球表面的各种起伏形态，它包括山地、丘陵、高原、平原、盆地等。在地形测绘中，表示地貌的方法很多，对于大比例尺地形图通常用等高线表示。 （1）等高线的概念 等高线是地面上高程相等

82、的相邻点连接而成的闭合曲线。 用等高线表示地貌的原理26 七月 2024 256等高距、等高线平距、地面坡度d1 d2 d3 d4 d5 d6等高距相邻等高线之间的高差h，也称 等高线间隔。同一幅地形图中， 等高距h相等。等高线平距相邻等高线之间 的水平距离d。等高 线平距d随地面坡 度变化而变化。由于h为定值，所以 i 与d成反比，即： d大(等高线稀)， i 小(地面坡度小,缓和) d小(等高线密)， i 大(地面坡度大,陡峭)hhhhhh山坡线i地面坡度i：(为地面倾角)i=hd= tan26 七月 2024 257等高线分类（1）首曲线基本等高线，按测图规定的基本等 高距勾绘(线粗0.

83、15mm)。（3）间曲线局部加绘，使地貌更祥细。 采用1/2等高距，用长虚线表示。注意：在同一幅地形图中间曲线与助曲线可不闭合（2）计曲线将高程能被五倍基本等高距整除的 等高线加粗(线粗0.25mm)，并注记 高程。便于读图。（4）助曲线局部加绘，使地貌更祥细。 采用1/4等高距，用短虚线表示。26 七月 2024 2583等高线分类26 七月 2024 259等高线图例1等高线图例26 七月 2024 260用等高线表示的几种典型地貌26 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系261用等高线表示的几种典型地貌地貌的基本组成26 七月 2024 262（1）山头与洼地地形相反，地貌图相

84、似：山头向中心 越高，洼地反之。示坡线指向低处，便于区分。示坡线26 七月 2024 263（2）山脊与山谷山脊：向一个方向延伸的高地，其最高棱线称为 山脊线。山脊线山谷：两个山脊之间的凹地为山谷，其最低点连线 为山谷线。山谷线26 七月 2024 264雨水垂直于等高线、向下坡方向流淌。因此，山 脊线成为分水线、山谷线成为集水线。一系列山脊线可作为汇水范围的边界线。雨水流淌方向分水线与集水线 26 七月 2024 265（3）鞍部两个山头间的低凹处，一般也是两个山脊和两个山谷的会聚处。26 七月 2024 266（4）绝壁与悬崖(a)陡崖:坡度在70以上。(a)符号表示符号表示(b)(b)绝

85、壁:上下垂直的陡崖，也称断崖。(c)悬崖:崖口倾斜到陡壁外面而悬空。等高线表 示(c)26 七月 2024 267等高线的特性（1）同一条等高线上高程必相等。(等高)（2）各条等高线必然闭合，如不在本幅图闭合，必定在相邻的其他图幅闭合。(闭合)（3）只有在悬崖处，等高线才相交，但交点必成双。 (不相交)（4）同一幅图内等高距为定值，所以，地面缓和处等高线平距大、陡峭处平距小。(稀缓密陡)（5）等高线与山脊线、山谷线成正交。(正交性)26 七月 2024 268四、地形图的分幅编号与图廓注记便于地形图的管理与使用。两种分幅方法： 梯形分幅用经线、纬线划分图幅范围。 矩形分幅用纵横坐标格网线划分图

86、幅范围。统一编号或根据实际需要编号。1.地形图的图名、图号和图廓2.矩形分幅与编号方法3.梯形分幅与编号方法26 七月 2024 2691. 地形图的图名、图号和图廓 26 七月 2024 270地 形 图 样 例26 七月 2024 2712.矩形分幅与编号以坐标格网线划分图幅范围，通常使用于 1:5000以下的大比例尺地形图分幅。(1)采用图幅西南角坐标公里数编号的正方形分幅基本分幅： 1:5000比例尺1:50001:20001:10001:500图幅大小(厘米)4040505050505050实地面积(平方公里)410.250.0625图幅数 1 4166426 七月 2024 合肥工

87、业大学土建学院测量工程系272分幅与编号1:50020-10- - -基本分幅： 1:50001:500010 11 1222212020-101:500010 11 1222212020-101:200020-10-1:100020-10- - 矩形分幅与编号法26 七月 2024 2732.任意分幅例：某小测区1:1000地 形图的任意分幅和 编号方法。(2)任意分幅 在较小测区内，为减少破幅数，可采用任意分幅。任意分幅时，图幅大小一般仍按标准，编号以实用为标准。200040003500300025001000 1500 2000 2500 3000 3500130023002.3-2.3

88、 2.3-2.83.3-1.3 3.3-1.8 3.3-2.3 3.3-2.82.8-1.3按原分幅为20幅按现分幅为12幅26 七月 2024 2743.梯形分幅与编号梯形分幅法： 地图的梯形分幅又称国际分幅，由国际统一规定的经线为图的东西边界，统一规定的纬线为图的南北边界。由于子午线向南北极收敛，因此，整个图幅呈梯形。其划分的方法和编号，随比例尺不同而不同。 26 七月 2024 2753.梯形分幅与编号梯形分幅法的目的和作用 便于地形图的测绘、管理、检索和使用。国家基本地形图就是梯形分幅地形图， 包括： 1：100万、1：50万、1：25万、1：10万、 1：5万、 1：2.5万、 1：

89、1万、1：5000等。 26 七月 2024 2761:100万比例尺地图的分幅和编号1：100万地形图分幅与编号采用国际l:100万地图会议(1913年，巴黎)的规定进行。标准分幅的经差是6，纬差是4。 1:100万比例尺地图的分幅是从地球赤道(纬度0)起，分别向南北两极，每隔纬差4为一横行，依次以拉丁字母A、 B、 C、 D、V表示；由经度180起，自西向东每隔经差 6为一纵列，依次用数字1、 2、 3、60表示。每幅图的编号，先写出横行的代号，中间绘一横线相隔，后面写出纵列的代号。26 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系277下图所示为东半球北纬1:100万地图的国际分幅和编

90、号26 七月 2024 278北京某处的纬度为北纬 395623，经度为东经 1162253，则所在的1:100万比例尺图的图幅号是J-5026 七月 2024 2791：50万、1：25万、1；10万地形图的分幅与编号这三种地图编号都是在l：100万图号后分别加上自己的代号所成。按经差3、纬差2可划分成4幅1：50万的图（ A、B、C、D） 按经差1 30 、纬差1 划分为16幅1：25万的图（ 1、2。16 ） 按经差30、纬差20划分为144幅 1：10万的图（1，2，3。144） 1：100万一分四一分九3.梯形分幅与编号（1）旧的国家基本比例尺地形图的分幅与编号 26 七月 2024

91、 2803.梯形分幅与编号（1）旧的国家基本比例尺地形图的分幅与编号 1:100万分出： 1:50万; 1:25万; 1:10万1:10万分出： 1:5万; 1:2.5万; 1:1万A3A326 七月 2024 281 （2）新的国家基本比例尺地形图的分幅与编号 新的标准中，分幅方法与前面相同。编号方法则更加简单， 仍然以1：100万地形图为基础，以不同比例尺分1：100万的行列数加以编号。 * * * * * 1:100万 1:100万 比例尺 图幅所 图幅所 的行号 的列号 代码 在行号 在列号3.梯形分幅与编号CD26 七月 2024 282 001001 001002 002001 0

92、02002114381171204036J501：50万地形图编号1143011712032281：25万地形图编号002004003001H502931J50B001001H50C002004H50C00300126 七月 2024 283地形图的识读-图外注记识读 (一)图外注记识读 1. 图号、图名和 接图表2. 比例尺3. 经纬度与坐标格网4.坐标系统 高程系统 图式、测图日期 测图者26 七月 2024 284地形图的识读-图外注记识读 (二) 三北方向线关系图三北方向是指真子午线北方向N、磁子午线北方向和高斯平面坐标系的纵轴方向（+x）。三个方向间的角度关系图一般绘制在中、小比例尺

93、图的东图廓线的坡度比例尺上方。(三) 坡度尺26 七月 2024 285地形图的成图方法一 大比例尺地形图的传统测绘方法三 普通地形图的数字化二 数字化测图方法26 七月 2024 286地形图的成图方法一、 地形图的传统测绘方法 1.平板仪测图(包括大平板仪与小平板仪测图) 2.小平板仪与经纬仪联合测图 3.经纬仪测图 4.传统航空摄影测量二、 数字化测图方法 1.全站仪野外数字测图 2.数字摄影测量 3.卫星遥感成图 4.地形原图的数字化(数字化仪和扫描仪) 宁夏国土资源厅26 七月 2024 287一、测图前的准备工作1.图纸准备2. 绘制坐标方格网3. 展绘控制点一 大比例尺地形图的传

94、统测绘方法二、野外测图（碎部测量）三、地形图的拼接、整饰和检查26 七月 2024 2882.绘制坐标方格网方格网的大小： 40cm50cm或50cm50cm方格的大小：10cm10cm目的：精确展绘控制点方格网绘制方法：对角线法用金属直尺绘制oa bcd画对角线取等距oa=ob=oc=od连接abcd成矩形沿各边截取10厘米 等距标记连接相应等距标记 成方格网26 七月 2024 289方格网精度要求各方格的对角线长 (141.4mm)，误差应 0.2mm。 方格网对角线长，误差0.3mm；沿方格网对角线的方格交点，偏离对角线0.2mm；方格网线条要求 方格网线条粗0.10.15 mm，要使

95、用4H、5H 绘图铅笔绘制。26 七月 2024 2903.展绘控制点1.注记坐标格网线的坐标值： 根据分幅范围及测图比例尺确定格网线的坐标注记。1:10000.50.51000 900 800 700 600 500500 600 700 800 900 100026 七月 2024 2911:10000.50.51000 900 800 700 600 500500 600 700 800 900 1000例：将控制点A(xA=647.43m, yA=634.52m)；B(xB=913.46m, yB=748.63m),展绘到测图纸上。作法：确定A点所在方格；用比例尺向x方向量47.43m

96、， 作标记；用比例尺向y方向量34.52m， 作标记；连接相应点交点为A；注记点号。同理展绘B点。3.展绘控制点A4.506.45B检查：用比例尺量取AB距 离，距离读数与理论值之 差图上0.3mm。26 七月 2024 292二、地形图的成图方法 目前，计算机技术迅速发展。几乎所有用图单位都需要数字化地形图，以便用计算机进行对图纸的专业管理、规划和设计，等。即使供张贴、悬挂的图纸(主要指全国地图、省图，等)，以及交通图、旅游图等，也主要通过用数字化地形图编绘而成。因此，现在各测绘部门都生产数字化地形图。 以前，测绘部门提供的地形图就是图纸经制版、印刷的地图或地形图；或者是由透明原图晒成的蓝图

97、(多用于规划及工程设计等，作为设计图纸的基础)。 地形图使用于国防建设和国民经济建设的各个领域，而 各行业对所用图纸的要求也不相同。地形图的成图26 七月 2024 293三、 地形图的拼接、检查和整饰(一).图的拼接即相邻图幅的接边。由于测量误差，使相邻两幅图边同一线条不重合。 如偏差在允许范围内，要将线条接顺。数字化地形图测绘时，不受图廓线限制，但相邻测 站的内容须衔接， 一般在CAD图上由 人工修饰。图幅 划分通过软件完 成。26 七月 2024 294等高线勾绘(一).基本等高距的规定基本等高距的规定表9-11比例尺丘陵基本等高距（m）山地基本等高距（m）1 500 0.5 0.51

98、1000 0.5 11 2000 1 21 5000 2 51.基本等高距的规定26 七月 2024 295地貌特征点反映在图纸上的仅仅是一些不同高程(且大部分不 是整米数)和不同位置的点，以及一些地性线的走向。相邻地形点之间坡度相等，因此可用“内插法”勾绘等高线。首先定出相邻 地形点之间， 整米等高线通 过的位置，即 内插点。然后用光滑曲 线连接相同高 程的内插点， 完成等高线勾 绘。2.等高线内插过程26 七月 2024 296(二).等高线勾绘原理设：量得图上： ab=25mm 而AB高差： h=3.6mab 25d=h=3.6=6.94mm则1米高差的等高线平距为： a1=0.4d=2

99、.8mm 4b=0.2d=1.4mm三等分14，得2、3P244 图8-401.等高线勾绘原理(计算法)例：如图，已知等高距为1米，在地形点A、B之间内插 整米等高线通过的位置。66656463 宁夏国土资源厅26 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系2972.图解法透明纸法1110 9 8 7 6 5 4 3 2 1 02.图解法透明纸法1110 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0原理：一组等间隔的平行线切割直线得等线段。方法：在透明纸上画一组等间隔的平行线并编号；移动透明纸，使a、b点分别位于线条的2.6和6.2处。得平行线与ab直线的交点，即等高线通过的位置。.62.666

100、.2ab.63646566平行线间隔的大小，视等高线平距的大小而定，一般取23mm 为宜(应稍小于等高线平距)，而线条长度适当增加。26 七月 2024 2983.目估法目估内插。一般先内插勾绘计曲线，然后内插勾绘首曲线。4.计算机勾绘等高线用全站仪野外采集地貌特征点的三维坐标（x,y,H）用计算机等高线勾绘软件，根据地貌特征点的三维 坐标自动生成等高线。 26 七月 2024 299数字化地形图例数字化地形图的常用成图方法数字化地形图的精度数字化地形图的比例尺9.4 数字化地形图概述26 七月 2024 3001.数字化地形图的常用成图方法 数字化地形图是以计算机磁盘为载体的地形信息，为Au

101、toCAD图形文件，可供各设计或管理部门进行计算机处理，也可随时输出于图纸。 图纸计算机将图纸上的地形内容，用“手扶式数字化仪”逐点输入计 算机，编辑成数字化地形图。将图纸地形图，经扫描仪扫描成光栅图，然后用计算机进 行线条的矢量化处理，编辑成数字化地形图。数字化测图设备计算机 应用数字化测图软件，通过全站仪野外地形信息的数据采 集，输入计算机，编辑成数字化地形图。 应用数字化测图系统，即“电子平板”，现场进行数字化 地形图的测绘与编辑。26 七月 2024 3012.数字化地形图的精度 数字化地形图没有比例尺精度的概念(不受人眼 判断力所限)，其地形特征点的精度主要取决于其 成图方法。当成图

102、方法为图纸计算机时，数字化地形图的 精度不高于原图纸地形图的精度； 当成图方法为数字化测图设备计算机时，其地 形特征点的精度取决于数据采集的测量精度。26 七月 2024 3023.数字化地形图的比例尺 数字化地形图可以编辑成任意比例尺的地形 图输出，但编辑时必须考虑：精度必须符合相应比例尺地形图的规范要求；地形信息内容、图式，必须符合相应比例尺 地形图的规范要求。26 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系3039.4 电子全站仪数字化测图测站A 后视B测点P数字化测图方法A、B坐标和高程以及测站 数据预置于全站仪内。测站A安置全站仪，后视B；将全站仪内数据文件输 入计算机，经测图软件 处理、编辑成数字化地 形图。测点P放置棱镜，对P点 进行坐标测量，全站仪 自动记录P点的三维坐 标 (测点代码须输入)， 逐点观测。SOKKIA SET2000全站仪能储存3000个点的数据。26 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系304全站仪野外数字化测图流程图全 站 仪控制点成果预置于机内电子平板(便携机 )机内数据文件电子手簿计 算 机测图软件 自 动 成 图人工编辑显示屏打印机绘图仪软 盘输出碎部测量 小小 结结 通过半天的时间，概略讲述了测绘各工种应掌握的基础知识，主要依据测量基础，并根据个人的思路略有增减，若有不妥之处敬请谅解！305