数字测图原理与方法课程总结

1、第五章 角度、距离测量 5-1角度测量原理角度测量原理 5-2 经纬仪经纬仪 5-3 角度观测方法角度观测方法 5-4 水平角观测的误差水平角观测的误差 5-5 经纬仪的检验经纬仪的检验5-6 钢尺量距和视距法观测钢尺量距和视距法观测5-7 三角高程测量三角高程测量5-1 角度测量原理角度测量原理角度测量是确定地面点为的基本测量工作之一，包括水平角度测量是确定地面点为的基本测量工作之一，包括水平角测量和竖直角用于角度测量的仪器是经纬仪。角测量和竖直角用于角度测量的仪器是经纬仪。水平角观测原理水平角观测原理 所谓水平角就是相交的两直线之间的所谓水平角就是相交的两直线之间的夹角在水平面夹角在水平面

2、 上的投影，角值为上的投影，角值为0360，测量中所要观测的水平角为其在水平面上的测量中所要观测的水平角为其在水平面上的投影，如图所示投影，如图所示=b右右-a右右ABCab 5-2 经纬仪经纬仪经纬仪的基本结构及分类经纬仪的基本结构及分类 经纬仪主要由照准部、水平度盘、基座三部分构经纬仪主要由照准部、水平度盘、基座三部分构成，望远镜与竖盘固连，安装在仪器的支架上。成，望远镜与竖盘固连，安装在仪器的支架上。这一部分仪器的照准部。照准部的竖轴插入仪器这一部分仪器的照准部。照准部的竖轴插入仪器的轴套内，照准部可做水平旋转；水平度盘安装的轴套内，照准部可做水平旋转；水平度盘安装在水平度盘的轴套外围，

3、水平读盘不与照准部旋在水平度盘的轴套外围，水平读盘不与照准部旋转轴接触。转轴接触。经纬仪有光学经纬仪和电子经纬仪经纬仪有光学经纬仪和电子经纬仪经纬仪的安装经纬仪的安装 经纬仪的安装包括对中和整平。对中的目的是使仪器的水平度盘中心与观测站标志中心在同一铅垂线上；整平的目的是使仪器的竖轴竖直，并使水平度盘居于水平位置。水平角观测水平角观测 常用的水平角观测方法有测绘法和方向测绘法两种。测回法仅适用于观测两个方向的形成的单角。一个测站上需观测方向数位2个以上的要用方向观测法。1.测回法上半测回上半测回安置仪器安置仪器 盘左瞄准盘左瞄准C 读取读取C左左顺时针转动照准部顺时针转动照准部 瞄准瞄准A 读

4、取读取左，则盘左位置所得半测回角值左，则盘左位置所得半测回角值为为左左= 左左- C左左下半测回下半测回倒转望远镜成盘右位置，瞄准倒转望远镜成盘右位置，瞄准A A，读取，读取右右逆转，瞄准逆转，瞄准C C，读取，读取C C右，则盘右半测回角值为右，则盘右半测回角值为右右= = 右右- C- C右右用盘左盘右两个位置观测水平角，可以抵消部分仪器误差对测角的用盘左盘右两个位置观测水平角，可以抵消部分仪器误差对测角的影响，同时可作为测量过程中有无错误的检核。影响，同时可作为测量过程中有无错误的检核。=1/2=1/2（ 左左+ + 右）右）5-3 角度观测方法角度观测方法B2方向观测法方向观测法 如图

5、观测如图观测O到到A、B、C、D各方向之间的水平角，用方向观测法操作如下：各方向之间的水平角，用方向观测法操作如下：安置仪器，盘左，瞄准安置仪器，盘左，瞄准A，读，读 顺转，分别瞄准顺转，分别瞄准B、C、D、A，读，读b左、左、c左、左、d左左 、左左 ，计算归零差，计算归零差盘右，瞄准盘右，瞄准A，读，读右右逆转，瞄准逆转，瞄准D、C、B、A，读，读d右、右、c右、右、b右、右、右右,及时计算两倍视准轴误差及时计算两倍视准轴误差2C和归零差；和归零差；若若2C互差和归零差在限差范围内，则计算各方向平均读数互差和归零差在限差范围内，则计算各方向平均读数1/2 (左左+右右180) 、一测回方向

6、值一测回方向值各测回同一方向值互差小于规定限差时，计算各测回平均方向；各测回同一方向值互差小于规定限差时，计算各测回平均方向；由于半测绘中零方向有前后两次读数。两次读数之差称为半测回归零差。由于半测绘中零方向有前后两次读数。两次读数之差称为半测回归零差。2C=L-（R 180） L为盘左读数为盘左读数 R为盘右读数为盘右读数O ABCD竖直角观测竖直角观测1 竖角计算竖角计算视线上倾时竖盘读数增加，则竖角视线上倾时竖盘读数增加，则竖角=瞄准目标时读数瞄准目标时读数-线水平视时读数线水平视时读数视线上倾时竖盘读数减少，则竖角视线上倾时竖盘读数减少，则竖角=线水平视时读数线水平视时读数-瞄准目标时

7、读数瞄准目标时读数2 竖盘指标差竖盘指标差由于竖盘指标偏离了正确位置，使视线水平时度盘读数增加了或减少了一个由于竖盘指标偏离了正确位置，使视线水平时度盘读数增加了或减少了一个数值数值X，这个，这个X为竖盘指标差。为竖盘指标差。X=1/2(L+R)-360 用盘左、盘右观测去平均值可消除竖盘指标差的影响。用盘左、盘右观测去平均值可消除竖盘指标差的影响。5-4 水平观测的误差水平观测的误差水平观测的误差有水平度盘偏心差、视准轴误差、横轴和竖轴倾斜误差。仪器对水平观测的误差有水平度盘偏心差、视准轴误差、横轴和竖轴倾斜误差。仪器对中误差。目标偏心误差。中误差。目标偏心误差。 5-5 5-5 经纬仪的检

8、验经纬仪的检验一、经纬仪主要轴线之间应满足的条件一、经纬仪主要轴线之间应满足的条件 照准部水准管垂直于竖轴照准部水准管垂直于竖轴 视准轴垂直于横轴视准轴垂直于横轴横轴垂直于竖轴横轴垂直于竖轴十字丝竖丝垂直于横轴十字丝竖丝垂直于横轴二、检验二、检验1 照准部水准管垂直于竖轴的检验：先大致整平仪器，转动照准部水准管与任意照准部水准管垂直于竖轴的检验：先大致整平仪器，转动照准部水准管与任意两个脚螺旋转线平行，转动这个脚螺旋使气泡居中，将照准部旋转两个脚螺旋转线平行，转动这个脚螺旋使气泡居中，将照准部旋转180，如，如气泡居中，说明满足条件气泡居中，说明满足条件2 十字丝竖丝垂直于横轴的检验：整平仪器

9、用十字丝瞄准一清晰点，固定照准部，十字丝竖丝垂直于横轴的检验：整平仪器用十字丝瞄准一清晰点，固定照准部，使望远镜上下微动，则说明十字丝垂直横轴使望远镜上下微动，则说明十字丝垂直横轴3 视准轴垂直横轴的检验：整平仪器，选择一个与仪器同高的点视准轴垂直横轴的检验：整平仪器，选择一个与仪器同高的点A，用盘左盘右，用盘左盘右观测，盘左为观测，盘左为L，盘右为，盘右为R，若，若R=L180则视准轴垂直横轴。则视准轴垂直横轴。4 横轴垂直数轴的检验在离墙横轴垂直数轴的检验在离墙20-30M处安置仪器，盘左照准墙上高处一点处安置仪器，盘左照准墙上高处一点P(仰仰角角30左右），放平望远镜，在墙上标出十字丝交

10、点的位置左右），放平望远镜，在墙上标出十字丝交点的位置m1;盘右在瞄准盘右在瞄准P后，后，平放望远镜，在墙上标出十字丝交点位置平放望远镜，在墙上标出十字丝交点位置m2，若，若m1m2重合，则表明横轴垂重合，则表明横轴垂直竖轴，否则计算直竖轴，否则计算i角：角：i=d /2Dtan D 为仪器至为仪器至d点的水平距离，点的水平距离，d为为 m1m2距离，距离，为竖角为竖角 =206265。 5-6刚尺量距和视距法测距刚尺量距和视距法测距一一 钢尺量距钢尺量距钢尺量距一般包括：钢尺量距一般包括：定线定线量距量距测量定向桩之间的高差测量定向桩之间的高差成果整理。成果整理。二二 视距法测距视距法测距1

11、视距法测距是一种根据几何先学原理，用简单操作方法即能迅速测出两点间距视距法测距是一种根据几何先学原理，用简单操作方法即能迅速测出两点间距的方法，视距测量是一种间接测距方法，普通视距测量所用的视距装置是测的方法，视距测量是一种间接测距方法，普通视距测量所用的视距装置是测量仪器望远镜内十字丝分划板上的视距丝，视距丝是与十字丝横丝平行且间量仪器望远镜内十字丝分划板上的视距丝，视距丝是与十字丝横丝平行且间距相等的上下两根短丝，普通水准测量是利用十字丝分划板上的十字丝和刻距相等的上下两根短丝，普通水准测量是利用十字丝分划板上的十字丝和刻有原来分划的视距尺有几何光学原理，测定两点间的距离。有原来分划的视距

12、尺有几何光学原理，测定两点间的距离。2 普通视距测量视距公式。普通视距测量视距公式。视准轴水平的视距公式视准轴水平的视距公式S=KL=100L视准轴倾斜的视距公式视准轴倾斜的视距公式S=KLCOS 5.75.7三角高程测量三角高程测量原理原理hab=Staniv若已知若已知HA,则则HB=HA+hAB=HA=Stan iviMvhabs第七章第七章 控制测量控制测量 7.1控制测量概述控制测量概述 7.2导线测量导线测量 7.3 交会测量交会测量 7.4高程控制测量高程控制测量由于任何一种测量工作都会产生误差，必须采取一定的测量原则，由于任何一种测量工作都会产生误差，必须采取一定的测量原则，因

13、此，为了防止误差的积累，提高测量精度，必须遵循由整体到局部因此，为了防止误差的积累，提高测量精度，必须遵循由整体到局部，先控制后碎部，由低级到高级，步步有检核的原则，在测量工作中，先控制后碎部，由低级到高级，步步有检核的原则，在测量工作中有控制一样的点称为控制点，有控制点组成的几何图形为控制网，对有控制一样的点称为控制点，有控制点组成的几何图形为控制网，对控制网进行布局，观测，计算，确定控制点位置的工程称为控制测量控制网进行布局，观测，计算，确定控制点位置的工程称为控制测量 7.27.2导线测量导线测量一、导线的布设形式一、导线的布设形式导线可布设成单一导线和导线网，单一导线可布设为附和导线，

14、闭合导线可布设成单一导线和导线网，单一导线可布设为附和导线，闭合导线和支导线，导线网可布设程自由，附和导线网。导线和支导线，导线网可布设程自由，附和导线网。二、导线的观测二、导线的观测1 1具有两个连接角的附和导线的计算。具有两个连接角的附和导线的计算。. .角度的闭合差的计算与调整角度的闭合差的计算与调整f f =BN -BN=n180BNMABN = MA n180 vi= f f /n(左角取左角取-号，右角取号，右角取+号号) 7.17.1控制测量概述控制测量概述推算各边的方位角推算各边的方位角AMAP BNAMAP BN计算各边的坐标增量计算各边的坐标增量x ij=S ij cos

15、aijx ij=S ij cos aijy ij= S ij sin aijy ij= S ij sin aij坐标闭合差的计算与调整坐标闭合差的计算与调整fx=fx=xij-xij-（XB-XAXB-XA） v v x ij=- fxS ij x ij=- fxS ij S Sfy=fy=yij-yij-（yB-yAyB-yA） v v y ij=- fyS ij y ij=- fyS ij S S检核检核K=fsK=fsSijSij2.2.无连接角附和导线计算无连接角附和导线计算. .假定第一条边的坐标和方位角，推算各边假定坐标及方位角假定第一条边的坐标和方位角，推算各边假定坐标及方位角由

16、假定的坐标方位角和边长计算各边的坐标增量，推算由假定的坐标方位角和边长计算各边的坐标增量，推算B B点的假定点的假定坐标坐标. .计算相对闭合差计算相对闭合差fs=S fs=S ABAB-S-SABAB计算旋转角计算旋转角= = ABABABABMA(P1)P2P3BNAA1A112345BB 7.3 7.3 交会测量交会测量后方交会后方交会仅在待测点站，向三个已知控制点观测两个水平夹角仅在待测点站，向三个已知控制点观测两个水平夹角a，b，从而计算，从而计算待定点的坐标，称为后方交会待定点的坐标，称为后方交会XP=(PAXA+PBXB+PCXC)/(PA+PB+PC)XP=(PAXA+PBXB

17、+PCXC)/(PA+PB+PC)Pi=1/(coti-cot)前方交会前方交会根据已知的点坐标，和观测角值，计算待定点根据已知的点坐标，和观测角值，计算待定点p的坐标称为前方交会的坐标称为前方交会Xp=XA+SAPcosAPYp=YA+SAPsinAPABCPABP 7.47.4高程控制测量高程控制测量单一水准路线的计算单一水准路线的计算1.计算高程闭合数。计算高程闭合数。fh=h-h2.计算各测段改正数计算各测段改正数Vi=-fhSij/s3.逐点计算的高程逐点计算的高程Hi=HA+h1+h2+hi4.精度评定精度评定 8-1 地形图的内容地形图的内容 8-2地物符号和等高线地物符号和等高

18、线 8-3地形图的分幅和编号地形图的分幅和编号8-1 8-1 地形图的内容地形图的内容地形图：地形图：按一定的比例尺，表示地物、地貌平面位置和高程的正射按一定的比例尺，表示地物、地貌平面位置和高程的正射投影图。地貌一般用等高线表示，地物用图式符号加注记表示。投影图。地貌一般用等高线表示，地物用图式符号加注记表示。地形地形 地物：地面各种固定物体：房屋，道路等地物：地面各种固定物体：房屋，道路等 地貌：地面高低起伏的形态：高山，悬崖等地貌：地面高低起伏的形态：高山，悬崖等一一 .地图比例尺地图比例尺1 1、比例尺的定义：、比例尺的定义：图上某一线段的长度图上某一线段的长度d d与其代表的实地水平

19、距离与其代表的实地水平距离D D之比，常用之比，常用一个分子为一个分子为1 1，分母为一正整数，分母为一正整数M M的分数式来表示。的分数式来表示。 分数的值越大（或分母分数的值越大（或分母M M越小），则比例尺就越大。反之，其比例越小），则比例尺就越大。反之，其比例尺就越小。尺就越小。 dDDdM112 2、地形图比例尺的分类、地形图比例尺的分类（1 1）数字比例尺）数字比例尺（2 2）图示比例尺）图示比例尺3 3、比例尺精度、比例尺精度相当于图上相当于图上0.1mm0.1mm的实地水平距离称为比例尺精度。的实地水平距离称为比例尺精度。 比例尺精度的用途：比例尺精度的用途： （1 1）测图前

20、根据测量地物的精确程度确定合适的比例尺）测图前根据测量地物的精确程度确定合适的比例尺 （2 2）测）测 图过程中确定地物的取舍图过程中确定地物的取舍。 8-2地物符号和等高线一、地物符号 地形是地物和地貌的总称。 地物是地面上天然或人工形成的物体，如湖泊、河流、房屋、道路等。 二、等高线等高线等高线是地面上高程相同的等高线是地面上高程相同的相邻各点连成的闭合曲线相邻各点连成的闭合曲线 。等高距等高距相邻两高程不同相邻两高程不同的等高线之间的高差的等高线之间的高差h等高线平距等高线平距 相邻等高相邻等高线之间的水平距离线之间的水平距离d地面坡度地面坡度tanDhi三、三、 等高线的分类等高线的分

21、类 首曲线首曲线 按规定的等高距描绘的等高线称首曲线，也称基本等高线。它是宽按规定的等高距描绘的等高线称首曲线，也称基本等高线。它是宽度为度为015mm的细实线。的细实线。 计曲线计曲线 为了读图方便，凡是高程能被为了读图方便，凡是高程能被5倍基本等高距整除的等高线加粗描倍基本等高距整除的等高线加粗描绘，称为计曲线绘，称为计曲线间曲线间曲线四、四、 等高线的特性等高线的特性 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。 等高线是闭合曲线，如不在本图幅内闭合，则必在图外闭合。等高线是闭合曲线，如不在本图幅内闭合，则必在图外闭合。 除在悬崖或绝壁处外，等高线在图上不能相交或重合

22、。除在悬崖或绝壁处外，等高线在图上不能相交或重合。 等高线的平距小，表示坡度陡，平距大表示坡度缓，平距相等高线的平距小，表示坡度陡，平距大表示坡度缓，平距相等则坡度相等。等则坡度相等。 等高线与山脊线、山谷线成正交。等高线与山脊线、山谷线成正交。 8-3地形图的分幅和编号地形图的分幅和编号一、梯形分幅与编号一、梯形分幅与编号 1:100万地形图的分幅：从180 经线开始，纬度060：经差6纬差4； 纬度6076：经差12纬差4 ； 纬度7688：经差24纬差41：100万编号由行号（字符码）与列号（数字码）组合而成。1：100万地形图编号的计算：602 , 1301)6int(,1)4int(

23、，LVBAB对应的数字列号对应的大写英文字母行号行号自上而下编号，3位数，从001开始编号列号自左而右编号， 3位数，从001开始编号图幅编号(10位)：1：100万的编号(3位)+比例尺代码(1位)+行号(3位)+列号(3位)图幅编号的计算：万图幅的最西端的经度：万图幅的最北端的纬度：列号行号1001L10011)int(1)int(WLLLWNNBBBB二、矩形分幅与编号二、矩形分幅与编号 图幅的大小有50cm50cm、40cm40cm、40cm50cm 编号：以图幅西南坐标作为图号，纵坐标在前，横坐标在后，1：5000取至km，1：2000和1：1000取至0.1 km，1：500取至0

24、.01 km。第九章碎部测量第九章碎部测量91碎部测图方法碎部测图方法92测定碎部点的基本方法测定碎部点的基本方法93地物和地貌测绘地物和地貌测绘91碎部测量的方法碎部测量的方法一、经纬仪配合小平板测图一、经纬仪配合小平板测图 （一）（一） 测图前的准备工作测图前的准备工作 仪器、工具、资料仪器、工具、资料 测图板（准备图纸，绘制坐标格网及展绘控制点）测图板（准备图纸，绘制坐标格网及展绘控制点） 1、图纸准备、图纸准备 聚脂薄膜聚脂薄膜 厚度为厚度为00701mm 透明度好、伸缩性小、不怕潮湿、牢固耐用透明度好、伸缩性小、不怕潮湿、牢固耐用 易燃、易折、易老化易燃、易折、易老化 注意防火防折注

25、意防火防折2、 绘制坐标格网绘制坐标格网 对角线法绘制对角线法绘制10cm10cm的直角坐标格网的直角坐标格网例：展绘控制点例：展绘控制点A(647.43, 634.52,4.50)； B(913.46,748.63,6.45）3、展绘控制点、展绘控制点 1、确定格网线的坐标、注记。2、确定控制点所在的方格，按比例尺展出。3、检查：在图上量取相邻控制点间的距离。 其与理论值之差。碎部测量方法示意图碎部测量方法示意图测图工具：测图工具：经纬仪、小平板、比例尺、量角器、计算器、铅笔、橡皮经纬仪、小平板、比例尺、量角器、计算器、铅笔、橡皮D=KLCOS H=Dtan iL+H经纬仪测图法一个测站上步

26、骤经纬仪测图法一个测站上步骤（1）安置仪器：在控制点）安置仪器：在控制点A安置经纬仪，量取仪器高。安置经纬仪，量取仪器高。（2）定向：后视）定向：后视(盘左瞄准盘左瞄准)控制点控制点B，度盘置零。，度盘置零。（3）立尺：立尺员把塔尺立到地形、地貌特征点上。）立尺：立尺员把塔尺立到地形、地貌特征点上。（立尺前，立尺员应弄清实测范围和实地情况，选定立（立尺前，立尺员应弄清实测范围和实地情况，选定立尺点，并与观测员、绘图员共同商定跑尺路线。）尺点，并与观测员、绘图员共同商定跑尺路线。）（4）观测：）观测：观测员转动经纬仪照准部，瞄准观测员转动经纬仪照准部，瞄准碎部点上的碎部点上的标尺标尺，读三丝读数

27、、竖盘读数及水平角，读三丝读数、竖盘读数及水平角。（5 5）记录与计算测站点至碎部点的水平距离和碎部点高）记录与计算测站点至碎部点的水平距离和碎部点高程。程。（6）展绘碎部点，描绘地物地貌。）展绘碎部点，描绘地物地貌。测站点测站点:G21:G21仪器高仪器高:1.54:1.54观测员观测员定向点定向点:G14:G14测站高测站高:46.20:46.20记录员记录员目标目标点点尺间格尺间格中丝读数中丝读数水平度盘水平度盘读数读数竖盘读竖盘读 水平距水平距离离m m高程高程m m备注备注1 113.213.211341134220 30220 30 90 3090 3013.213.246.494

28、6.495#5#墙角墙角2 28.48.415581558236 21236 21 91 3991 398.48.445.9445.9493地物和地貌测绘地物和地貌测绘地物测绘地物测绘地物的特征点就是决定地物形状的地物轮廓线上的转折点、地物的特征点就是决定地物形状的地物轮廓线上的转折点、交叉点、弯曲点及独立地物的中心点交叉点、弯曲点及独立地物的中心点1 1、居民地测绘、居民地测绘准确测绘其外部轮廓，并注记建筑材料和楼房层数。准确测绘其外部轮廓，并注记建筑材料和楼房层数。其附属物也应测绘。其附属物也应测绘。2 2、独立地物的测绘、独立地物的测绘准确测定其中心位置，并用相应的非比例符号表示之。准确

29、测定其中心位置，并用相应的非比例符号表示之。3 3、道路测绘、道路测绘1 1）铁路测绘应立尺于铁轨的中心线，对于大比例尺，依比例绘制）铁路测绘应立尺于铁轨的中心线，对于大比例尺，依比例绘制铁路符号。铁路线上应测绘轨顶高程，路堤、路堑应测定坡顶、铁路符号。铁路线上应测绘轨顶高程，路堤、路堑应测定坡顶、坡脚的位置和高程，铁路两旁的附属筑物都应按实际位置测绘。坡脚的位置和高程，铁路两旁的附属筑物都应按实际位置测绘。2 2）公路应实测路面位置，并测定道路中心高程，路堤、路堑均应）公路应实测路面位置，并测定道路中心高程，路堤、路堑均应按实地宽度绘出边界，并应在其坡顶、坡脚适当注记高程。按实地宽度绘出边界，并应在其坡顶、坡脚适当注记高程。公路要以文字注记标明路面材料，路面材料改变处应实测其位置并用点线分离。公路要以文字注记标明路面材料，路面材料改变处应实测其位置并用点线分离。3 3）其他道路测绘：一般在中心线上取点立尺，道路宽度有依比例表示时，按道）其他道路测绘：一般在中心线上取点立尺，道路宽度有依比例表示时，按道路宽度的一半在两侧绘平行线。对于宽度在图上小于路宽度的一半在两侧绘平行线。对于宽度在图上小于0.6mm0.6mm的小路，选择路中的小路，选择路中心线立尺测定，并用半比例尺符号表示。心线立尺测定，并用半比例尺符号表示。4 4）桥梁测绘：实测桥头