测量学笔记复习.docx

测 量 学主讲:蔡学成园林设计效果图园林设计总图第一章 绪 论测量学是一门量度地球表面的应用科学。第一节 测量学的任务与作用一、测量学的任务1、测定：将地面上的点按一定的规则绘制在图纸上。问题：比例尺投影方式投影方式：正射投影。示意比例尺 1：10002、测设（放样）将图纸上设计好的点在地面上标定。比例尺 1：1000二、测量的基本工作房屋的测绘测图、绘图示意测量的基本工作1、测角2、量边3、测高程4、绘图三、测量学的分类 可展曲面 不可展曲面1、普通测量学：研究对象：半径小于10km的区域。 特点：不考虑地球的曲率。（曲面当平面）2、大地测量学：研究整个地球的形状和大小以及地球曲率对测量结果的影响。3.摄影测量学中心投影中心投影与正射投影的区别航片与地形图的区别1、航片是中心投影，地形图是正射投影。2、一幅地形图有统一的比例尺，而航片比例尺不统一。3、航片直观易懂，而地形图抽象不易识别。4.遥感（RS） 遥感：Remote Sensing一词 的含义是遥远的感知。其特征是不直接接触被研究的目标，感测目标的特征信息(一般是电磁波的反射、辐射)，经过传输、处理，从中提取人们感兴趣的信息，这个过程叫做遥感四、 仪器发展史1、量距 尺子：D=d1+d2+ +dn 测距仪：D=(t2-t1) c/22、测角 罗盘仪、经纬仪3、现代测量仪器 全站仪 GPS（全球定位系统）GPS定位原理：至少能同时观测四颗卫星五、测量学的应用1、在工程技术中的应用施工2、在军事上的应用3、森林火灾山林火灾监测火点在俄罗斯境内火点扩展到中国境内火点在中国境内失控火灾迹地4、在农林建设中的应用第二节 地球的形状及大小一、地球的自然表面陆地：29%、 海洋：71% 、 最高：珠穆朗玛峰8844.43m、最低：马里亚纳海沟-11022m二、大地水准面1、水准面 假定一个静止的海水面向陆地延伸形成一个封闭的曲面，这个曲面称为水准面。2、大地水准面 通过静止的平均海水面的水准面称为大地水准面。 作用：1）代表地球的形状。2）作为高程起算面。 特性：处处与铅垂线垂直。三、参考椭球体一个与大地水准面非常接近能用数学公式表达的规则曲面。长半径 a=6378.245km、短半径 b= 6356.863km、扁 率 e=1:298.3 第三节 地面点位置的表示一、地理坐标1、经度（L）1）子午面：地面点与地球自转轴所构成的平面。2）子午线：子午面与地球表面的交线。3）首子午面：通过格林尼治天文台的子午面。4）首子午线：通过格林尼治天文台的子午线。5）经度某点子午面与首子午面的夹角。由首子午线向东计称为东经，范围为：0180。由首子午线向西计称为西经，范围为：0180。表示方法：东经1061624（E 1061624）2、纬度 地面某点的法线与赤道面的夹角，称为该点的纬度。赤道以北称为北纬，赤道以南称为南纬，范围：090。表示方法：北纬261824（N261824 ） 二、平面直角坐标一）、假定平面直角坐标 数学 测量假定平面直角坐标建立方法：坐标原点选在测区的西南角外侧。二）、高斯坐标高斯坐标 可展曲面、不可展曲面1、高斯投影（1）、等角投影。（2）、中央经线长度不变形。（3）、赤道投影后与中央经线垂直。2、高斯坐标以中央经线为纵轴、赤道为横轴。3、投影带1）、6带 2)、3带4、高斯坐标的表示方法 A（2346.128 km, 123.587km）是唯一点吗？ 在表示时，为了避免Y值出现负值，中央经线西移500km,同时Y值的前面冠以投影带带号例：图上查得某点通用坐标为X=2346.126km,Y=19356.487km,此点的实际坐标是什么？解：此点的实际坐标是 X=2346.126km Y=356.487500 =-143.513km 在第19投影带，中央经线是111第四节 平面图、地图、地形图和断面图一、平面图：是地面图形在水平面上投影的缩小图形。 特点：图形相似，对应角度相等，相应边长成比例。二、地图：将大范围的参考椭球面上的图形，按地图投影的方法，绘制成的平面图形。三、地形图：在图上既表示地物，又表示地貌的图。四、断面图：表示地面某一方向上地形起伏的图。 第五节 测量工作的基本内容和程序一、测量工作的基本内容二、测量工作应遵循的原则：1.在布局上：从整体到局部。2.在精度上：从高级到低级。3.在程序上：从控制到碎部。为了防止误差积累，提高测量精度 。第六节 直线定向 确定地面上一直线与标准方向的角度关系，称为直线定向。一、标准方向的种类：1、真子午线方向（真北方向）： 通过地面上一点的真子午线的切线方向。2、磁子午线方向（磁北方向）：磁针水平静止时的轴线方向。3、坐标纵轴方向（X轴方向）： 中央经线方向。 二、方位角（）：由标准方向的北端顺时针量至已知直线的水平角。范围：0-360。表示方法：=12313361、真方位角： 标准方向是真北方向的方位角。2、磁方位角：标准方向是磁北方向的方位角。3、坐标方位角：标准方向是X方向的方位角。三、象限角（R ）：由标准方向的北端或南端量至直线的锐角。范围：0-90。表示方法： 北东3015或 N3015E ： 南东3015或 S3015E ： 南西3015或 S3015W ：北西3015或 N3015W四、方位角与象限角的关系 =360R =R=180R =180R 五、真方位角与磁方位角的关系磁偏角：真子午线方向与磁子午线方向的夹角。六、正反坐标方位角的关系BA=AB 180、正=反 180 第七节 罗盘仪测绘平面图一、罗盘仪导线测量（控制测量） （一）、选点：1、导线点应选在地势开阔、便于安置仪器、方便量距的地方。2、相邻点要互相通视，坡度尽量均匀。3、控制图形尽量布设为为闭合图形。（二）、测量1、测角：测定每条边的正反方位角。 理论上：正=反 180 实测： a=正（反 180）a容=30，如果aa容2、量边：往返测定每边的边长。 L=L往L返，K容=1/200，如果： K1/200， （三）、绘图 精度要求：K=f/L 、K容=1/300（四）、平差原则：1、起点无误差。2、误差分配原则：（四）、平差二、罗盘仪碎部测量（一）、极坐标法aA1 、 LA1（不需往返测）（二）、前方交会法 第二章 水准测量高程：点到大地水准面的距离。高差：两点间的高程差。 1956黄海高程系：H0=72.289m1985年国家高程基准： H0=72.2604m第一节 水准测量原理一、高程测量确定地面点高程的工作。 1、气压高程测量。 2、三角高程测量。 3、水准测量。1、气压高程测量仪器：海拔表。精度：10m。优点：简便易测。缺点：精度低、受气候影响。使用：在已知点校正。2、三角高程测量h=DtgaHB=HAhAB二、水准测量原理 大地水准面水准测量原理如果A点高程HA已知，则： HB=HA+hAB hAB=ab HB=HA（ab） （ 高差法） HB=（HAa）b 令 HAa=H仪 HB=H仪b （仪器高程法）第二节 水准测量的仪器和工具一、微倾水准仪DS3型水准仪D-大地测量仪器S-水准仪3标称精度（） 1653 6340二、水准尺和尺垫 （6440）双面水准尺起点：黑面：0红面：4687、4787红黑=4687（4787）第三节 水准仪的使用实验课程讲授第四节、水准测量的实施方法一、水准点二、水准仪的使用1、测站的选定 测站应选在土质坚实、通视良好、便于安置仪器、少受震动影响、前后视线长度尽量相等的地方。2、水准仪的安置（1）粗平（圆气泡居中）（2）精平（长气泡居中）水准测量的实施方法3、读数后尺：黑、红。检验：红黑=4687（4787）前尺：黑、红。检验：红黑=4787（4687）4、记录与计算：水准测量记录手簿第五节、 水准测量的精度要求及高程计算一、水准测量的测站校核方法及平差1、双面尺法（双面水准尺）：1）、读数校核2）、高差校核h=a-b（红红，黑黑）检验3）、平差2、双仪高法（单面水准尺）h=ab, h=abhh8二、水准测量的路线校核与平差1、往返测校核：n:测站数（适用于山区）L：两点间距离（适用于平原，单位为公里）平差：如果：f hfh 容2、闭合水准路线校核：平差：如果：f hf h 容，可以平差。每段改正数：闭合水准路线闭合水准路线平差表3、附合水准路线校核：作业：已知A点高程为1046.720m，请根据示意图平差后计算各点的高程。第九节、 水准测量的误差分析及减弱措施一、i角误差视准轴：十字丝中心与物镜光心的连线。水准轴：长气泡顶端的切线。i角误差:水准轴不平行视准轴引起的读数误差。 h=ab, h=abh=(a+1) (b+2)=(ab)+(12) =h+(D后tgi1D前tgi2)如果：D前=D后，i1=i2 则 h=h1、检验方法h=ab, h=ab如果h=h，则无i角误差。不等则有。2、校正方法：hh,视准轴向上倾斜； h0.1 M 10000,比例尺应取1/5000或1/2000 第二节 地物地貌在地形图上的表示方法一、地物符号 表示房子、河流、道路、水井等物体的符号称为地物符号。地物符号（一）、依比例符号既表示地物的位置，又表示其形状和大小的符号。（二）、不依比例符号只表示地物的位置，不表示其形状大小的符号。（三）、半依比例符号表示地物的位置和长度，不表示地物的宽度的符号。二、地类符号：水田：旱地：林地：草地：灌木林：灌木丛：三、控制点的表示方法三角点： 点名 例： 威虎山 高程 1987.365导线点： A 1014.258 地形图五、地貌符号（一）、等高线地面上高程相等并相邻的点的连线。雪山等高线（二）、等高线的特性1、同一条等高线上各点高程相等。2、等高线都是闭合曲线3、等高线一般不重合、也不相交，如果重合则表示峭壁，相交表示悬崖。峭壁 悬崖4、山丘和盆地的等高线都是闭合曲线，示坡线向外表示山头，示坡线向内表示盆地。（示坡线：表示坡降方向的小短线。）山脊 鞍部 山谷5、山脊的等高线由高处向低处突出，山谷的等高线则由低处向高处突出。6、鞍部的等高线是两组相对的山丘与山谷等高线对称的组合。7、等高线密集表示地势陡峻，稀疏表示地势平缓，密度均匀表示地面倾斜一致。（三）、等高线的分类1、首曲线：H=nH，细实线。2、计曲线：H=n 5H，粗实线。3、间曲线：H=n H，长虚线。间曲线 鞍部 山体 山脊 地形第三节 测图前的准备工作一、图幅的划分 标准图幅：5050 5040自由图幅：Max:120180二、测图板的准备（一）图纸 1、聚脂薄膜 2、绘图纸（二）打方格网（三）、展绘控制点 A（912.34m,723.85m)第五节 大比例尺地形图的测绘一、选碎部点：拐点二、测绘碎部点1、在测站上安置经纬仪，对中、整平，量仪器高，盘左。2、归零。（将经纬仪对准起始方向，水平度盘读数调为000。）3、视距测量。4、计算碎部点高程。测绘碎部点H=1m三、插绘等高线光滑曲线连接对应点，获得等高线。第十章地形图的识读与应用第一节 地形图的分幅与编号地形图的分幅与编号一、1：100万地图的分幅和编号将地球按经差6分成60列、纬差4分成22行。花溪：东经1063940、北纬262615花溪：东经1063940、北纬262615（一）、查表法：（二）、计算法：花溪1：100图的编号：G48二、1：10万的地形图的分幅与编号将一幅1：100万的图按经差30、纬差20分成1212=144幅。1：10万的地形图的分幅与编号花溪：东经1063940、北纬262615（一）、查表法：花溪：G4858（二）、计算法：花溪：东经1063940、北纬262615三、1：5万地形图的分幅与编号将一幅1：10万的图按经差15、纬差10分成四幅，以A、B、C、D表示。 G-48-58花溪：G-48-58-C四、1：2.5万地形图的分幅与编号将一幅1：5万的图按经差7.5、纬差5分成四幅，以1、2、3、4表示。花溪：G-48-58-C-2五、1：1万地形图的分幅与编号（旧）：将一幅1：2.5万的图按经差345、纬差230分成四幅，以（1）、（2）、（3）、（4）表示。花溪：G-48-58-C-2-（3）东经1063940、北纬262615六、1：1万地形图的分幅与编号（新）：将一幅1：10万的图按经差345、纬差230分成88=64幅，以（1）、（2）、（3）、（64）表示。计算法：第三节 地形图的一般应用国家基本图：1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万的地形图。第一节 地图投影的概念高斯投影：1、等角投影。2、中央经线长度不变形。3、中央经线投影后与赤道垂直。地形图的应用一、在地形图上求某点的坐标1、地理坐标2、直角坐标3、高程二、某线路的坡度三、某坡面的坡向四、确定某一坡度的线路公路设计规定，公路坡度不能大于10%五、某路线的断面图六、水库的汇水面积第四节 视距导线测量视距导线测量是利用视距测量的原理，同时测定两点间距离和高差的方法。注：起点坐标（X1，Y1，H1）已知一、视距导线外业 （一）、选点（二）、测水平角（三）、测起始边方位角（四）、