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1、工程测量技术课程工程测量技术课程 王小锋王小锋1绪论 了解工程测定与测设的基本原理；掌握了解工程测定与测设的基本原理；掌握水准仪、经纬仪的使用及钢尺量距的方法，水准仪、经纬仪的使用及钢尺量距的方法，了解全站仪的技术特点；能够识读工程地了解全站仪的技术特点；能够识读工程地形图，熟练掌握常见工程结构的测设方法，形图，熟练掌握常见工程结构的测设方法，了解工程测量技术进步趋势。了解工程测量技术进步趋势。2内容：工程测量的分类，发展简史，大地水准面，内容：工程测量的分类，发展简史，大地水准面，坐标，高程，高斯平面坐标系，独立平面坐标系，坐标，高程，高斯平面坐标系，独立平面坐标系，用水平面代替水准面的限度
2、，测量工作的基本原用水平面代替水准面的限度，测量工作的基本原则。则。理解理解：工程测量的分类，发展简史；工程测量的分类，发展简史；熟悉熟悉：高斯平面坐标系，独立平面坐标系，用水平面代高斯平面坐标系，独立平面坐标系，用水平面代替水准面的限度替水准面的限度掌握掌握：大地水准面，坐标，高程，测量工作的基本原则大地水准面，坐标，高程，测量工作的基本原则3任务一水准测量内容：内容：水准测量原理，水准测量原理，DS3级水准仪构造，水准级水准仪构造，水准尺，尺垫，水准仪的使用，水准点。水准测量外尺，尺垫，水准仪的使用，水准点。水准测量外业工程程序，水准测量的校核，水准测量数据的业工程程序，水准测量的校核，水
3、准测量数据的内业处理，精密水准测量，电子水准测量，自动内业处理，精密水准测量，电子水准测量，自动安平水准仪，水准测量的误差分析安平水准仪，水准测量的误差分析理解理解：水准测量原理，：水准测量原理，DS3级水准仪的构造，精级水准仪的构造，精密水准测量，电子水准测量，自动安平水准仪密水准测量，电子水准测量，自动安平水准仪熟悉熟悉：水准测量的误差分析：水准测量的误差分析掌握掌握：水准仪的使用，水准点。水准测量外业工：水准仪的使用，水准点。水准测量外业工程程序，水准测量的校核，水准测量数据的内业程程序，水准测量的校核，水准测量数据的内业处理处理41.1水准测量原理水准测量是用水准测量是用水准仪水准仪和
4、和水准尺水准尺测定两固定点间高差测定两固定点间高差,进而求得待测点高程。进而求得待测点高程。如图所示，在如图所示，在如图所示，在如图所示，在A A、B B两点竖立水准尺，利用水准仪两点竖立水准尺，利用水准仪两点竖立水准尺，利用水准仪两点竖立水准尺，利用水准仪提供一条提供一条提供一条提供一条水平视线水平视线水平视线水平视线，水准尺上读数分别为，水准尺上读数分别为，水准尺上读数分别为，水准尺上读数分别为a a、b b。 若若若若A A点高程点高程点高程点高程HAHA已知已知已知已知, ,则将则将则将则将A A称为称为称为称为后视点后视点后视点后视点，a a为为为为后视读数后视读数后视读数后视读数；
5、未知高程点；未知高程点；未知高程点；未知高程点B B为为为为前视点前视点前视点前视点，b b为为为为前视读数前视读数前视读数前视读数。则则则则A A、B B两点高差为后视读数减前视读数，即：两点高差为后视读数减前视读数，即：两点高差为后视读数减前视读数，即：两点高差为后视读数减前视读数，即： h AB=a-b=HB-HA5 1.1.1、高差法 依据两点高差求待定点依据两点高差求待定点B高程，称为高差法。高程，称为高差法。HHB B=H=HA A+ h + h ABAB1.1.2、仪高法、仪高法 利用利用利用利用视线高视线高视线高视线高求高程的方法，称为仪高法。求高程的方法，称为仪高法。求高程的
6、方法，称为仪高法。求高程的方法，称为仪高法。假设仪器的视线（视准轴）高程为假设仪器的视线（视准轴）高程为假设仪器的视线（视准轴）高程为假设仪器的视线（视准轴）高程为HHi：HHi i=H=HA A+a=H+a=HB B+b+bHHB B=H=Hi i-b-b 在同一测站上，需要观测几个前视点的高在同一测站上，需要观测几个前视点的高程时，用仪高法是比较方便的。程时，用仪高法是比较方便的。61.2 水准仪的使用水准仪的使用按以下五个步骤进行：水准仪的使用按以下五个步骤进行： 安置仪器安置仪器 粗平粗平 瞄准瞄准 精平精平 读数读数 粗平仪器粗平仪器 71.2.1、安置仪器、安置仪器在测站安置三脚架
7、，使其高度适中，架头大致水平。调在测站安置三脚架，使其高度适中，架头大致水平。调整水准仪三个脚螺旋大致等高，用连接螺旋将其安装在整水准仪三个脚螺旋大致等高，用连接螺旋将其安装在架头上。架头上。1.2.2、粗平、粗平调节调节圆水准器圆水准器气泡居中，从而视准轴粗略水平。调整步气泡居中，从而视准轴粗略水平。调整步骤如图骤如图2.3-1所示，在整平过程中，所示，在整平过程中， 气泡的移运方向与左气泡的移运方向与左手大拇指运动方向一致。手大拇指运动方向一致。1.2.3、瞄准、瞄准首先进行目镜对光，使十字丝清晰（因人而异）；然后首先进行目镜对光，使十字丝清晰（因人而异）；然后进行物镜对光，使水准尺清晰，
8、并消除视差。进行物镜对光，使水准尺清晰，并消除视差。81.2.4、精平、精平调整调整微倾螺旋微倾螺旋，使符合水准器的气泡两个半边影像符合，使符合水准器的气泡两个半边影像符合，以使视准轴精密水平。以使视准轴精密水平。左侧影像移动方向与右手大拇指转左侧影像移动方向与右手大拇指转动的方向相同。动的方向相同。水准管未调平时水准管未调平时 水准管调平时水准管调平时91.2.5、读数在视准轴精密水平时，用中丝在水准尺上读数。读数后，应立即查看符合水准器的气泡两个半边影像是否仍然符合，否则，应重新使气泡符合后再读数。读数时，先估读毫米数，然后报出全部读数。如读数为1.234米，习惯上只念“1234”四位数而
9、不读小数点，即以毫米为单位。101.3水准测量结果检校测量工作的基本原则之是测量工作的基本原则之是“本步不作检核不作下一步测量本步不作检核不作下一步测量”，以保证观测精度。以保证观测精度。 测量结果检核有三种常用方法：测量结果检核有三种常用方法：（1） 测站检核测站检核为了避免离开测量现场后发现有不可弥补的错误，在每一个为了避免离开测量现场后发现有不可弥补的错误，在每一个测站都必须进行测站检核。具体方法有变仪高法和双面尺法测站都必须进行测站检核。具体方法有变仪高法和双面尺法两种。两种。（a）变仪高法：在同一测站位置上，采用两种不同的仪器）变仪高法：在同一测站位置上，采用两种不同的仪器视线高度视
10、线高度测量高差。两次仪高通常相差测量高差。两次仪高通常相差10cm以上。以上。当两次结果符合一定的误差限值时（四等水准测量，两次高当两次结果符合一定的误差限值时（四等水准测量，两次高差之差的绝对值不超过差之差的绝对值不超过5mm），取平均值作为最终结果。），取平均值作为最终结果。11任务2.角度测量角角度度测测量量分分为为水水平平角角（horizontal angle）测测量量与与竖竖直直角角( (vertical angle) )测测量量。常常用用仪仪器器是是光光学学经经纬纬仪仪 ( (theodolite) )、 电电 子子 经经 纬纬 仪仪 ( (electronic theodolit
11、e, 简简记记为为ET) )及及全全站站仪仪( (total station, 简简记记为为TS) )等等。水水平平角角测测量量用用于于求求算算点点的的平平面面坐坐标标，竖竖直直角角测测量量用用于于测测定定高高差差或或将将倾倾斜斜距距离离改改化化成成水水平距离等。平距离等。12 2.1水平角测量原理水平角测量原理 地面上一点至两目标的两条方向线在水平面上投影地面上一点至两目标的两条方向线在水平面上投影的夹角，称为的夹角，称为水平角。水平角。 工程测量中水平角通常用工程测量中水平角通常用表示，其取值范围为表示，其取值范围为0360。 如如图图所所示示，为为了了测测出出地地面面上上一一点点C与与两
12、两目目标标A和和B所所夹夹的的水水平平角角，以以过过C点点的的铅铅垂垂线线上上任任一一点点O为为中中心心，水水平平地地放放置置一一个个带带有有刻刻度度的的圆圆盘盘，通通过过CA、CB，各各作作一一竖竖直直面面，设设这这两两个个竖竖直直面面在在刻刻度度盘盘上上截截取取的的读读数数分分别别为为a和和b，则则所所求求水水平平角角之之值为值为 = =b- -a。水平角测量原理水平角测量原理13 2.2DJ6DJ6级光学经纬仪级光学经纬仪 经经纬纬仪仪的的种种类类繁繁多多，如如按按工工作作原原理理区区分分，可可以以分分成成光光学学经经纬纬仪仪和和电电子子经经纬纬仪仪。现现在在工工程程中中大大量量使使用用
13、的的是是光光学学经经纬纬仪仪，但但电电子子经经纬纬仪仪发发展展很很快快，且且在在价价格格上上已已与与同同级级光光经经纬纬仪仪相相当当甚甚至至更更低低，具具有很大的发展潜力。有很大的发展潜力。 我我国国对对经经纬纬仪仪编编制制了了系系列列标标准准，分分为为DJ07DJ07，DJ1DJ1、DJ2DJ2、DJ6DJ6等等级级别别。其其中中D D、J J分分别别为为“大大地地测测量量”和和“经经纬纬仪仪”的的汉汉语语拼拼音音第第一一个个字字母母，0707，2 2、6 6等等数数字字，表表示示该该仪仪器器所所能能达达到到的的精精度度指指标标。如如DJ6DJ6表示一测回水平方向中误差不超过表示一测回水平方
14、向中误差不超过6 6。14DJ6级光学经纬仪是目前工程上使用最为广泛的经纬仪。它由级光学经纬仪是目前工程上使用最为广泛的经纬仪。它由基座基座、水平度盘水平度盘和和照准部照准部三部分组成。三部分组成。 15 2.2.2、读数方法、读数方法 读读数数的的主主要要设设备备为为读读数数窗窗内内的的分分微微尺尺。上上面面的的窗窗格格里里是是水水平平度度盘盘及及分分微微尺尺的的影影像像，用用“Hz”表表示示；下下面面的的窗窗格格里里是是竖竖直直度度盘盘和和分分微微尺尺的的影影像像，用用“V ”表表示示。水水平平度度盘盘与与竖竖直直度度盘盘上上1的的分分划划间间隔隔，成成像像后后与与分分微微尺尺的的全全长长
15、相相等等，分分微微尺尺分分成成60等等分分，每每格格表表示示 1，可可估估读读到到0.1，即即6，所以，所以，DJ6级经纬仪读到的秒值必是级经纬仪读到的秒值必是6的整数倍。的整数倍。 16 读读数数时时，首首先先由由落落在在分分微微尺尺上上的的度度盘盘分分划划值值读读出出整整度度数数；再再由由分分微微尺尺读读出出其其零零线线至至该该度度盘盘刻刻划划线线间间的的整整分分值值及及估估读读的的秒秒值值；最最后后，将将两两者者相相加加，即即得得最最终终读读数数值值。图图中中，平平盘盘的的读读数数值值是是2145442， 而而 竖竖 盘盘 的的 读读 数数 是是790530 工工程程测测量量中中要要求求
16、分分和和秒秒的的值值必必须须写写成成两两位位，以以减减少错误。少错误。17 2.3 2.3 竖直角观测竖直角观测2.3.12.3.1、竖直角测量原理、竖直角测量原理 竖竖直直角角是是同同一一竖竖直直面面内内视视线线与与水水平平线线间间的的夹夹角角，取取值值范范围围为为90909090，视视线线向向上上倾倾斜斜，竖竖直直角角为为仰仰角角，符符号号为为正正；视视线线向向下下倾倾斜斜，竖竖直直角角为为俯俯角角，符符号号为为负（如图所示）。负（如图所示）。竖直角测量原理竖直角测量原理 18竖直角与水平角一样，其角值也是度盘上两个方向读数之差。竖直角与水平角一样，其角值也是度盘上两个方向读数之差。不同的
17、是：竖直角两个方向中必有一个是水平方向。不同的是：竖直角两个方向中必有一个是水平方向。工程工程中常用的经纬仪，当望远镜视准轴水平时，其竖盘读数是中常用的经纬仪，当望远镜视准轴水平时，其竖盘读数是一个固定值一个固定值(90或或270)，称为，称为始读数始读数。因此，在观测竖直。因此，在观测竖直角时，只要观测目标点一个方向并读取竖盘读数，便可求角时，只要观测目标点一个方向并读取竖盘读数，便可求得该目标点的竖直角，而不必观测水平方向。得该目标点的竖直角，而不必观测水平方向。19 2.3.2、竖直度盘、竖直度盘 光学经纬仪竖盘装置包括：光学经纬仪竖盘装置包括：竖盘竖盘、竖盘指标竖盘指标、竖盘指标水竖盘
18、指标水准管准管、竖盘指标水准管微动螺旋竖盘指标水准管微动螺旋。202.3.32.3.3、竖直角的观测和计算、竖直角的观测和计算 以下讨论竖直角的观测方法。以下讨论竖直角的观测方法。 （1 1）、观测）、观测（a a）、）、仪器安置于测站点仪器安置于测站点O上，上，盘左盘左使十字丝瞄准目标使十字丝瞄准目标 点点M。（b b）、）、旋转竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准旋转竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准 管气泡居中（有竖盘指标自动归零装置时，本步可管气泡居中（有竖盘指标自动归零装置时，本步可 省略）。读取竖盘读数省略）。读取竖盘读数L=715506=715506，记入竖直记入竖直 角观
19、测手薄。角观测手薄。（c c）、）、盘右盘右位测量，读取竖盘读数位测量，读取竖盘读数R=2880506=2880506， 记入手薄。记入手薄。（d d）、）、重复以上步骤，可测量出目标点重复以上步骤，可测量出目标点N处数据，记入手薄。处数据，记入手薄。21任务3距离测量内容内容：钢尺量距的一般方法，钢尺精密量距的方：钢尺量距的一般方法，钢尺精密量距的方法，钢尺的检定，钢尺量距的误差分析，光电测法，钢尺的检定，钢尺量距的误差分析，光电测距原理，全站仪的构造及使用；直线定向的方法，距原理，全站仪的构造及使用；直线定向的方法，标准方向的种类，方位角，三种方位角之间的关标准方向的种类，方位角，三种方位
20、角之间的关系，罗盘仪，陀螺经纬仪。系，罗盘仪，陀螺经纬仪。理解理解：钢尺的检定，光电测距原理，全站仪的构：钢尺的检定，光电测距原理，全站仪的构造，三种方位角之间的关系，罗盘仪，陀螺经纬造，三种方位角之间的关系，罗盘仪，陀螺经纬仪仪熟悉熟悉：钢尺量距的误差分析：钢尺量距的误差分析掌握掌握：钢尺量距的一般方法，钢尺精密量距的方：钢尺量距的一般方法，钢尺精密量距的方法，直线定向的方法，标准方向的种类，方位角。法，直线定向的方法，标准方向的种类，方位角。22 距离测量就是测量地面两点之间的距离测量就是测量地面两点之间的水平距离水平距离。依所用仪器不同，测量方法有依所用仪器不同，测量方法有视距测量视距测
21、量、钢尺量距钢尺量距和和光电测距仪测距光电测距仪测距。 由于视距测量精度低，在工程测量中应用较少，由于视距测量精度低，在工程测量中应用较少，本章主要介绍钢尺量距和光电测距仪测距。前者适本章主要介绍钢尺量距和光电测距仪测距。前者适用于短距离测量，后者适用于长距离测量用于短距离测量，后者适用于长距离测量 直线定向就是测量直线与标准方向（直线定向就是测量直线与标准方向（真北、磁真北、磁北、坐标轴北北、坐标轴北）之间的水平夹角，为坐标推算提供）之间的水平夹角，为坐标推算提供条件。条件。23 3.1钢尺量距的一般方法钢尺量距的一般方法3.1.1、钢尺量距的工具、钢尺量距的工具（1）、钢钢尺尺 ：钢钢尺尺
22、是是钢钢制制的的带带状状尺尺，宽宽1015mm，厚厚0.20.4mm；其其长长度度有有20m、30m、50m等等几几种种。钢钢尺尺的的基基本本分分划划为为厘厘米米，在每米及每分米处有数字注记。在每米及每分米处有数字注记。 （2）、皮皮尺尺：皮皮尺尺是是用用麻麻布布织织入入金金属属丝丝制制成成，伸伸缩缩性性较较大大，只只能能用用于于较较低低精精度度的的量量距距工工作作，皮皮尺尺有有20m、30m、50m三三种种，全全尺尺刻刻划划到到厘米。厘米。（3）、标标杆杆：标标杆杆长长23m，直直径径34cm，杆杆上上涂涂以以20cm间间隔隔的的红、白油漆（故也称花杆），以便远处清晰可见，用于标定直线。红、
23、白油漆（故也称花杆），以便远处清晰可见，用于标定直线。（4）、测测钎钎：测测钎钎用用粗粗铁铁丝丝制制成成，长长3040cm，一一般般6或或11根根为为一一组组，套套在在一一个个圆圆环环上上。测测钎钎主主要要用用来来标标定定尺尺段段的的起起、止止点点和和计计算算已已量过的整尺段数。量过的整尺段数。（5）、弹簧秤：用来控制钢尺的拉力。）、弹簧秤：用来控制钢尺的拉力。（6）、温度计：用来测定量距时的环境温度。）、温度计：用来测定量距时的环境温度。24 3.2、量距方法、量距方法 工工程程测测量量中中，钢钢尺尺量量距距通通常常仅仅限限在在平平坦坦地地面面进进行行。丈丈量量工工作作一一般般由由两两人人进
24、进行行，后后尺尺手手甲甲持持钢钢尺尺零零端端站站在在起起点点A处处，前前尺尺手手持持钢钢尺尺末末端端沿沿直直线线方方向向前前进进，至至一一尺尺段段处处停停下下。甲甲指指挥挥乙乙将将钢钢尺尺拉拉在在AB直直线线上上，甲甲把把钢钢尺尺的的零零端端对对准准起起点点A,甲甲、乙乙两两人人同同时时用用力力（30m钢钢尺尺用用100N拉拉力力，50m钢钢尺尺用用150N拉拉力力）将将钢钢尺尺抖抖直直、拉拉紧紧、拉拉平平，乙乙将将测测钎钎对对准准钢钢尺尺末末端端刻刻划划垂垂直直插插入入地地面面（在在坚坚硬硬地地面面处处，可可用用铅铅笔笔在在地地面面划划线线作作标标记记）。量量完完第第一一尺尺段段后后，甲甲、
25、乙乙举举尺尺前前进进，同同法法丈丈量量第第二二尺尺段段。依依此此丈丈量量，直直到到最最后后不不足足一一整整尺尺段段时时，在在钢钢尺尺上上读读取取余余长长q，将丈量数据填入表中。，将丈量数据填入表中。A、B两点间的距离为：两点间的距离为：式中：式中： n整尺段数；整尺段数； l钢尺整尺段长度；钢尺整尺段长度； q不足一整尺的余长。不足一整尺的余长。25 3.2钢尺量距的精密方法钢尺量距的精密方法 用用一一般般方方法法量量距距，精精度度只只能能达达到到1/30001/5000，当当量量距距精精度度要要求求更更高高时时，如如1/100001/40000,就需要用精密的方法进行丈量。就需要用精密的方法
26、进行丈量。直线定线直线定线 量距量距 测量相邻桩顶高差测量相邻桩顶高差 测量结果修正测量结果修正26任务4小地区控制测量内容：各级控制网的概念和原理，导线控内容：各级控制网的概念和原理，导线控制网的建立，三、制网的建立，三、 四等水准测量程序，四等水准测量程序，全站仪三角高程测量。全站仪三角高程测量。理解：各级控制网的概念和原理理解：各级控制网的概念和原理熟悉：全站仪三角高程测量的方法熟悉：全站仪三角高程测量的方法掌握：导线测量的外业和内业，四等水准掌握：导线测量的外业和内业，四等水准测量程序和数据处理方法。测量程序和数据处理方法。27平面控制网示意图平面控制网示意图 高程控制网示意图高程控制
27、网示意图28 三三角角测测量量的的特特点点是是测测角角工工作作量量大大，而而量量边边工工作作量量小小，适用于通视条件好但地形复杂，测距不便的环境适用于通视条件好但地形复杂，测距不便的环境。 一一等等三三角角锁锁是是国国家家平平面面控控制制网网的的骨骨干干。二二等等三三角角网网布布设设于于一一等等三三角角锁锁环环内内，是是国国家家平平面面控控制制网网的的全全面面基基础础。三、四等三角网为二等三角网的进一步加密。三、四等三角网为二等三角网的进一步加密。 一一等等水水准准网网是是国国家家高高程程控控制制网网的的骨骨干干。二二等等水水准准网网布布设设于于一一等等水水准准环环内内，是是国国家家高高程程控
28、控制制网网的的全全面面基基础础。三三、四等水准网为国家高程控制网的进一步加密。四等水准网为国家高程控制网的进一步加密。 建立国家高程控制网，采用建立国家高程控制网，采用精密水准测量方法精密水准测量方法。 29 导线测量导线测量 将将测测区区内内相相邻邻控控制制点点连连成成折折线线从从而而构构成成的的线线路路，称称为为导导线线(traverse)。这这些些控控制制点点，称称为为导导线线点点。导导线线测测量量就就是是依依次次测测定定各各导导线线边边的的长长度度和和各各转转折折角角值值，根根据据起起算算数数据据，推算各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标。推算各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐
29、标。 用经纬仪测量转折角，用钢尺测定边长的导线，称为用经纬仪测量转折角，用钢尺测定边长的导线，称为经纬仪导线经纬仪导线，若用光电测距仪测定导线边长，则称为，若用光电测距仪测定导线边长，则称为电磁电磁波测距导线波测距导线。 不同类型的导线，其精度控制指标不同。不同类型的导线，其精度控制指标不同。 30（1）、闭合导线）、闭合导线 起起讫讫于于同同一一已已知知点点的的导导线线，称称为为闭闭合合导导线线。导导线线从从已已知知高高级级控控制制点点B和和已已知知方方向向AB出出发发，经经过过1、2、3、4点点，最最后后仍仍回回到到起起点点B，形形成成一一闭闭合合多多边边形形。构构建建闭闭合合导导线线是是
30、因因为它本身存在着严密的几何条件，具有检核功能。为它本身存在着严密的几何条件，具有检核功能。 导导线线测测量量是是建建立立小小地地区区平平面面控控制制网网惯惯用用的的方方法法，特特别别适适用用于于城城市市范范围围内内地地物物分分布布较较复复杂杂的的建建筑筑区区、视视线线障障碍碍较较多多的的隐隐蔽蔽区区和和带带状状地地区区等等。根根据据测测区区的的不不同同情情况况和和要要求求，导线可布设成下列三种形式：导线可布设成下列三种形式：（1）、闭合导线）、闭合导线; （2）、附合导线）、附合导线 ; （3）、支导线）、支导线31任务5.大比例尺地形图的测绘和应用内容：地形图的比例尺，地物表示，地貌表示；
31、点位坐标内容：地形图的比例尺，地物表示，地貌表示；点位坐标和高程的确定，直线长度，方位角、坡度的确定，图形面和高程的确定，直线长度，方位角、坡度的确定，图形面积的确定，按一定方向绘制断面图，按指定坡度选线，确积的确定，按一定方向绘制断面图，按指定坡度选线，确定汇水面积，定汇水面积，GIS系统组成及其功能，电子地图的应用。系统组成及其功能，电子地图的应用。理解：理解：GIS系统组成及其功能系统组成及其功能熟悉：点位坐标和高程的确定，直线长度，方位角、坡度熟悉：点位坐标和高程的确定，直线长度，方位角、坡度的确定，图形面积的确定，按一定方向绘制断面图，按指的确定，图形面积的确定，按一定方向绘制断面图
32、，按指定坡度选线，确定汇水面积定坡度选线，确定汇水面积掌握：地形图的比例尺，地物表示，地貌表示，电子地图掌握：地形图的比例尺，地物表示，地貌表示，电子地图的应用的应用32 5.1 地形图地形图5.1.1、地形图比例尺、地形图比例尺 地地物物( (ground object) )是是地地面面上上天天然然或或人人工工形形成成的的物物体体，如湖泊、河流、房屋、道路等。如湖泊、河流、房屋、道路等。 地地貌貌( (relief) )是是指指地地球球表表面面的的高高低低起起伏伏状状态态，包包括括山地、丘陵和平原等。山地、丘陵和平原等。 地地形形图图( (relief map) )是是按按一一定定的的比比例
33、例尺尺，用用规规定定的的符符号表示地物、地貌平面位置和高程的正射投影图。号表示地物、地貌平面位置和高程的正射投影图。33 地地形形图图上上任任意意一一线线段段的的长长度度与与地地面面上上相相应应线线段段的的实实际际水水平平长长度度之之比比，称称为为地地形形图图的的比比例例尺尺（scale）。比比例例尺尺的的大大小小是是由由比比例例尺尺的的比比值值来来衡衡量量的的，分分数数值值越越大大（即即分分母母M越越小小）时时，比比例例尺尺越越大大。比比例例尺尺通通常常有有数数字字比比例例尺尺和和图图示示比比例尺两种形式。例尺两种形式。 国国家家基基本本比比例例尺尺地地图图系系列列，是是按按照照国国家家规规
34、定定的的测测图图技技术术标标准准（规规范范）、编编图图技技术术标标准准、图图式式和和比比例例尺尺系系统统，测测量量和和编编制制的的若若干干特特定定规规格格比比例例尺尺的的地地图图系系列列。我我国国的的国国家家基基本本比比例例尺尺地地图图系系列列包包括括：1 500、1 1000、1 2000、1 5000、1 1万万、1 2.5万万、1 5万万、1 10万万、1 20万万、1 50万万、1 100万万比比例例尺尺地地图图。其其中中比比例例尺尺大大于于1 1万万的的地地形形图图称为大比例尺地形图，是土木工程各类专业常用的地形图。称为大比例尺地形图，是土木工程各类专业常用的地形图。341）除1：1
35、00万地形图外，我国基本比例尺地形图（1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1：1万、1：5000）均采用高斯-克吕格投影为地理基础；2）我国1：100万地形图采用了Lambert投影，其分幅原则与国际地理学会规定的全球统一使用的国际百万分之一地图投影保持一致；3）我国大部分省区图以及大多数这一比例尺的地图也多采用Lambert投影和属于同一投影系统的Albers投影。35 通通常常把把图图上上0.1mm所所对对应应的的实实地地水水平平长长度度称称为为比比例例尺尺的的精精度度，据据此此可可以以确确定定在在测测图图时时量量距距应应准准确确到到什什么么尺尺度度。例例如如，当当
36、要要求求图图上上能能分分辨辨的的最最小小长长度度为为0.5m时时，则则采采用用的的比例尺应不小于比例尺应不小于1 5000。 为为了了实实现现对对地地形形图图的的科科学学检检索索，工工程程上上将将各各种种不不同同比比例例尺尺的的地地图图按按照照不不同同的的方方法法进进行行分分幅幅和和编编号号。小小比比例例尺尺地地形形图图通通常常按按经经纬纬线线划划分分的的梯梯形形分分幅幅法法编编号号；大大比比例例尺尺地地形形图通常按坐标格网划分的图通常按坐标格网划分的矩形分幅法矩形分幅法编号。编号。36 5.1.2、地物表示、地物表示 根根据据国国家家规规范范1:500 1:1000 1:2000地地形形图图
37、图图式式(修修订订) GB/T 7929-1995有关规定，地物符号主要有以下四种。有关规定，地物符号主要有以下四种。 1、比比例例符符号号: 尺尺度度较较大大的的地地物物可可以以按按测测图图比比例例尺尺缩缩小小，并并 按按规规定定的的符符号号绘绘制制在在图图纸纸上上，这这种种符符号号称称为为比比例例符符号号，如如湖湖泊、建筑物等。泊、建筑物等。 2、半半比比例例符符号号: 一一些些带带状状延延伸伸地地物物，其其长长度度可可以以按按比比例例缩缩绘绘，但但其其宽宽度度无无法法按按比比例例尺尺表表示示，这这种种地地物物符符号号称称为为半半比比例例符号，如道路、管道等。符号，如道路、管道等。 3、非
38、非比比例例符符号号: 尺尺度度较较小小的的重重要要地地物物，无无法法将将其其形形状状和和大大小小按按比比例例绘绘到到图图上上，则则不不考考虑虑其其实实际际大大小小，而而采采用用规规定定的的符符号表示，这种符号称为非比例符号，如地面的消防栓等。号表示，这种符号称为非比例符号，如地面的消防栓等。 4、地地物物注注记记: 用用文文字字、数数字字或或特特有有符符号号对对地地物物加加以以说说明明者者，称为地物注记，如河流、道路的名称等。称为地物注记，如河流、道路的名称等。37等高线具有如下特性：等高线具有如下特性： p（1）、同一条等高线上各点的高程都相等；）、同一条等高线上各点的高程都相等；p（2）、
39、等等高高线线都都是是闭闭合合曲曲线线，不不在在本本图图幅幅内内闭闭合合，则则必必在图外闭合；在图外闭合；p（3）、除除在在悬悬崖崖或或绝绝壁壁处处外外，等等高高线线在在地地形形图图上上不不能能相相交或重合；交或重合；p（4）、等等高高线线的的平平距距小小，表表示示坡坡度度陡陡；平平距距大大表表示示坡坡度度缓；平距相等则表示坡度相等；缓；平距相等则表示坡度相等；p（5）、等高线与山脊线、山谷线正交。）、等高线与山脊线、山谷线正交。38任务6全站仪及其应用全站仪具有全站仪具有测距、测角、记录、计算和储存测距、测角、记录、计算和储存等多项功能，其等多项功能，其主要特点是：主要特点是： u（a）、只只
40、要要一一次次照照准准反反射射棱棱镜镜，即即可可测测出出水水平平角角、竖竖直直角角、 斜斜距距和和水水平距离，算出镜站的相对坐标和高程，可记录并计算测量数据。平距离，算出镜站的相对坐标和高程，可记录并计算测量数据。u（b）、通通过过全全站站仪仪的的主主机机或或电电子子手手簿簿的的标标准准通通讯讯接接口口，可可实实现现全全站站仪仪与与计计算算机机或或其其它它外外围围设设备备之之间间的的数数据据通通讯讯，从从而而使使测测量量数数据据的的获获取取、管管理理、计算和绘图形成一个完整的自动化测量系统。计算和绘图形成一个完整的自动化测量系统。u（c）、利利用用全全站站仪仪的的微微处处理理器器来来控控制制全全
41、站站仪仪的的测测量量与与计计算算，配配合合相相应应的的应应用用软软件件实实现现气气象象改改正正、导导线线测测量量、前前后后方方交交会会、碎碎部部测测量量和和施施工工放放样样等等计算任务。计算任务。u（d）、仪仪器器内内部部有有双双轴轴补补偿偿器器，可可自自动动测测量量仪仪器器竖竖直直和和水水平平轴轴的的倾倾斜斜误误差，并对角度观测值自动施加改正差，并对角度观测值自动施加改正39仪器部件名称图（一）仪器部件名称图（一）40三三. 全站仪的操作全站仪的操作1. 键盘基本操作键盘基本操作 l 开机：按开机：按【 】； 关机：长按关机：长按【 】超过超过 2 秒。秒。l【F1】【F4】：选取对应的功能
42、：选取对应的功能,该功能键随模式不同该功能键随模式不同而改变。而改变。 l【ESC】：取消输入或返回至上一状态。：取消输入或返回至上一状态。l【SET】：取消输入：取消输入 l【BS】： 删除光标左侧的一个字符。删除光标左侧的一个字符。l【PNC】：测量菜单翻页：测量菜单翻页 41【CAP 】：在输入大写字母或小写字母间】：在输入大写字母或小写字母间进行切换。进行切换。 【0】【】【9】：在输入数字时，输入按键】：在输入数字时，输入按键对应的数字；对应的数字； 输入字母时，输入按键上方对应的字母。输入字母时，输入按键上方对应的字母。光标操纵键光标操纵键 ：操作该键可上下左右移动光：操作该键可上
43、下左右移动光标标,用于数据输用于数据输 入、选取选择项入、选取选择项42任务7GPS测量7.7.7.7.GPSGPSGPSGPS的定义及历史的定义及历史的定义及历史的定义及历史1 1 1 1定义定义定义定义 全球定位系统全球定位系统全球定位系统全球定位系统GPSGPSGPSGPS（Global Positioning Global Positioning Global Positioning Global Positioning SystemSystemSystemSystem）, , , ,是一种可以授时和测距的空间交会定点是一种可以授时和测距的空间交会定点是一种可以授时和测距的空间交会定点
44、是一种可以授时和测距的空间交会定点的导航系统的导航系统的导航系统的导航系统, , , ,可向全球用户提供连续、实时、高精可向全球用户提供连续、实时、高精可向全球用户提供连续、实时、高精可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息度的三维位置，三维速度和时间信息度的三维位置，三维速度和时间信息度的三维位置，三维速度和时间信息437.GPS的组成 GPSGPS定位系统由定位系统由GPSGPS卫星空间部分、地面控制部分和用户卫星空间部分、地面控制部分和用户GPSGPS接收机接收机三部分组成。三部分组成。 44任务8建筑施工测量内容内容：建筑基线的布设形式，建筑方格网布设，：建筑基
45、线的布设形式，建筑方格网布设，建筑场地的高程控制，工业与民用建筑测设精度，建筑场地的高程控制，工业与民用建筑测设精度，多层民用建筑施工测设，高层民用建筑施工测设，多层民用建筑施工测设，高层民用建筑施工测设，单层工业厂房施工测设。单层工业厂房施工测设。理解理解：建筑基线的布设形式，建筑方格网布设：建筑基线的布设形式，建筑方格网布设熟悉熟悉：高层民用建筑施工测设，单层工业厂房施：高层民用建筑施工测设，单层工业厂房施工测设工测设掌握掌握：工业与民用建筑测设精度，多层民用建筑：工业与民用建筑测设精度，多层民用建筑施工测设施工测设45任务9管道工程测量内容内容：主要介绍管道中线测量的方法和内：主要介绍管
46、道中线测量的方法和内容，管道纵、横断面测量的方法和内容，容，管道纵、横断面测量的方法和内容，管道施工测量的方法和内容和管道施工测管道施工测量的方法和内容和管道施工测量内容。量内容。理解理解：管道中线测量：管道中线测量熟悉熟悉：纵横断面图测量和绘制断面图：纵横断面图测量和绘制断面图掌握掌握：管道施工测量的内容并能进行施工：管道施工测量的内容并能进行施工测量测量46任务10道路工程测量内容内容：本任务介绍道路中线测量、道路施：本任务介绍道路中线测量、道路施工测量和道路竣工测量的内容，详细介绍工测量和道路竣工测量的内容，详细介绍了圆曲线和缓和曲线的主点、详细测设公了圆曲线和缓和曲线的主点、详细测设公
47、式、测设方法和边坡放线。式、测设方法和边坡放线。熟悉熟悉：道路交点测设、圆曲线和缓和曲线：道路交点测设、圆曲线和缓和曲线主点桩号和详细测设的计算及实地测设，主点桩号和详细测设的计算及实地测设，能够进行边坡放样及竣工测量。能够进行边坡放样及竣工测量。47任务11建筑物变形观测内容内容：本任务主要讲述变形观测的概念、：本任务主要讲述变形观测的概念、表现形式、基准点和变形点的布设、沉降表现形式、基准点和变形点的布设、沉降观测的原理和方法、水平位移和倾斜观测观测的原理和方法、水平位移和倾斜观测的原理和方法、裂缝观测的原理和方法以的原理和方法、裂缝观测的原理和方法以及观测成果的处理。及观测成果的处理。熟悉熟悉：变形的原理和方法：变形的原理和方法掌握掌握：布设基准点和水准点，能对建筑物：布设基准点和水准点，能对建筑物进行沉降观测、水平位移观测、倾斜观测、进行沉降观测、水平位移观测、倾斜观测、裂缝观测和数据处理裂缝观测和数据处理48
