《测量学（地理信息科学）》课程教学大纲

1、测量学课程教学大纲课程英文名称：General Surveying and Mapping课程编号：133116030 课程类别：专业课课程性质：必修课学 分：4.5 学 时：72（其中：讲课学时：60 实验学时：12 上机学时:0 ）适用专业： 地理信息科学开课部门：环资学院 一、课程教学目的和课程性质测量学传统意义上是研究定位确定地面点位在某一参照系中的位置的科学；在当前信息社会，测量学是研究与地球有关的基础空间信息的采集、处理、显示、管理和利用的科学与技术。从目前对地理信息系统学科和现代测绘学科两者的定义、科学目标、研究内容、应用领域等等方面，不能说完全相同，至少有很多相似之处，特别是地

2、图制图与地理信息工程（测绘科学与技术）同地图学与地理信息系统（地理学）两者几乎一样 ，因此，国内外均有学者建议把两者用“Geomatics”一词加以概括。数据在地理信息系统建设中有至关重要的作用，我校地理信息科学专业将“空间数据采集与处理”作为专业方向之一。本课程是地理信息科学专业学生的学科基础必修课程。通过本课程的教学，主要使学生掌握测量学的基本概念、角度测量、直线丈量与定向、高程测量、测量误差基础、图根控制的建立、地形图的基本知识和大比例尺地形图的测绘等，为将来进一步学习其它专业课打下坚实的基础。二、本课程与相关课程的关系先修地理信息系统基础，后修数字化测图、摄影测量学、工程测量学等。三、

3、课程的主要内容及基本要求（一）理论学时部分第一单元 绪论（4学时）知 识 点1、测量学在地理信息科学专业中的地位与作用；2、确定地面点位的方法和基本要素；用平面代替水准面的限度；3、测量工作的原则和程序。重 点 大地水准面；大地体；旋转椭球面；旋转椭球体；天文坐标；大地坐标；高程；绝对高程（海拔）；相对高程（假定高程）；水准原点；测定和测设的区别；测量工作的基准线和基准面；确定地面点位的三个基本要素（测量的三项基本工作）；测量坐标系；高斯平面直角坐标的纵轴、横轴如何投影形成；进行分带投影的原因；测量工作的基本原则；水平面代替水准面对水平距离、水平角、高差测量的影响。难 点 测量坐标系的建立。基

4、本要求 1、确定地面点位的方法和基本要素 （1）识记：水准面、大地水准面、大地体、旋转椭球体、高程、绝对高程、相对高程、高差、地理坐标、平面直角坐标、高斯直角坐标、测定地面点位的基本要素。 （2）领会：高差的概念、测量平面直角坐标系与数学直角坐标系的区别、高斯平面直角坐标系中坐标轴的含义。 2、用平面代替水准面的限度 （1）领会地球曲率对水平距离的影响。 （2）领会地球曲率对高程的影响。 3、测量工作的原则和程序 （1）识记并领会测量工作的原则与程序。 第二单元 角度测量（8学时）知 识 点 1、经纬仪的构造和使用。 2、水平角测量的原理和实施。 3、竖直角测量的原理和实施。 4、经纬仪的检验

5、和校正。 5、角度测量误差及注意事项。重 点 1、概念：水平角、视准轴、视差、经纬仪对中、盘左 测回法、方向观测法、测回、半测回归零差、两倍照准误差、竖直角、竖盘指标差 2、经纬仪主要由哪三部分构成？ 3、经纬仪有哪四条主要轴线，在测水平角时它们应满足什么条件？ 4、用经纬仪测角怎样减弱各种误差的影响？ 5、如何得出不同注记形式竖盘的竖角计算公式？ 6、通过对盘左盘右所测的角度取平均值的做法能消除哪些仪器误差？难 点 1、测回法与方向法进行水平角观测的操作程序和计算。 2、如何识别竖盘的注记形式。 3、竖直角的观测与计算。 4、经纬仪的主要轴线及其应满足的关系。基本要求 1、光学经纬仪的构造和

6、使用 （1）识记：经纬仪各组成部分的名称和用途。 （2）识记：经纬仪对中、整平、读数等基本操作。 2、水平角测量的原理和实施 （1）领会：水平角测量的目的和作用。 （2）识记：水平角的概念。 （3）简单应用：测回法与方向法进行水平角观测的操作程序和计算。 3、竖直角测量的原理和实施 （1）领会：竖直角测量的目的和作用。 （2）识记：竖直角的概念。 （3）简单应用：如何识别竖盘的注记形式。 （4）识记：竖盘指标差的概念及计算。 （5）简单应用：竖直角的观测与计算。 4、经纬仪的检验和校正 （1）识记：经纬仪的主要轴线及其应满足的关系。 5、角度测量误差及注意事项 （1）识记：角度测量的主要误差来

7、源。 （2）简单应用：角度测量的注意事项。第三单元 距离测量与直线定向（6学时）知 识 点 1、钢尺量距的一般方法。 2、视距测量的原理与实施。 3、光电测距的原理与实施。 4、距离丈量误差与注意事项。 5、有关直线定向的基本概念。 6、坐标方位角的推算。重 点 1、概念直线定线、直线定向、真方位角、磁方位角、坐标方位角、正坐标方位角、反坐标方位角 2、确定直线的方向可选用哪三种方向作为标准方向？ 3、常见的方位角有哪些？它们之间有什么关系？ 4、光电测距的基本原理 5、坐标方位角的推算难 点 光电测距的基本原理；坐标方位角的推算。基本要求 1、钢尺量距的精密方法 （1）识记：钢尺量距的精密方

8、法的实施。 （2）简单应用：钢尺量距的精密方法的成果整理。 2、视距测量的原理与实施 （1）领会：视距测量的基本原理。 （2）简单应用：通过视距测量的公式求两点间的水平距离与高差。 3、光电测距的原理与实施。 （1）领会：光电测距的基本原理。 4、距离丈量误差与注意事项 （1）识记：距离丈量的主要误差来源。 （2）简单应用：距离丈量的主要注意事项。 5、有关直线定向的基本概念 （1）领会：直线定向。 （2）识记：标准方向的种类、表示直线方向的方法。 （3）简单应用：几种方位角之间的关系。 6、 坐标方位角的推算 （1）综合应用：根据已知边的坐标方位角和转角推算未知边的坐标方位角。第四单元 高程

9、测量（10学时）知 识 点 1、水准测量的原理。 2、水准仪的基本组成与使用。 3、水准测量的内业计算。 4、水准仪应满足的条件及其检验与校正。 5、水准测量的实施。 6、水准测量的误差及注意事项。重 点 1、概念：测站、测段、水准路线 2、单一水准路线可布设成哪三种形式？ 3、怎样对三、四等水准测量的结果进行检核？ 4、什么是水准路线高差闭合差？如何分配？ 5、水准测量的主要误差来源有哪些？怎样减小或削弱这些误差？ 6、进行三角高程测量应注意哪些问题？难 点 水准测量的内业计算基本要求 1、水准测量的原理 （1）领会：水准测量的基本思想。 （2）识记：后视读数、前视读数、视线高。 2、水准仪

10、及其使用 （1）识记：视准轴、水准管轴。 （2）领会：水准仪的构成及各组成部分的作用。 （3）简单应用：水准仪的使用。 3、 水准测量的内业计算 （1）简单应用：水准路线高差闭合差的计算、水准路线高差闭合差容许值的计算。 （2）综合应用：高差闭合差的分配与高程计算。 4、水准仪应满足的条件及其检验与校正 （1）简单应用：水准仪应该满足的条件。 5、水准测量的实施。 （1）水准路线的布设。 （2）综合应用：四等水准测量的实施。 6、水准测量的误差及注意事项。 （1）综合应用：水准测量误差的三大来源及减弱其影响的方法。第五单元 测量误差理论基础（8学时）知 识 点 1、测量误差的三大来源、分类。

11、2、偶然误差的统计特性。 3、衡量精度的标准。 4、误差传播定律及其应用。 5、等精度观测值的算术平均值及精度评定。重 点 1、概念：观测条件、系统误差、偶然误差、真误差、中误差、极限（容许）误差、相对误差 2、测量误差的产生，概括起来有哪三方面的影响？ 3、什么是等精度观测？什么是非等精度观测？ 4、系统误差具有什么性质？如何尽量减小或消除系统误差？ 5、偶然误差具有什么统计特性？用什么方法来研究偶然误差？难 点 1、根据实际要求确定观测精度和观测方法。 2、由改正数计算观测值的中误差公式及其应用。基本要求 1、测量误差的三大来源、分类 （1）领会：误差的三大来源 （2）识记：观测条件、等精

12、度观测、非等精度观测、系统误差、偶然误差。 2、偶然误差的统计特性 （1）识记：偶然误差的统计特性。 （2）领会：研究偶然误差的方法。 3、衡量精度的标准 （1）识记：精度、方差、中误差、极限误差（容许误差）、相对误差。 （2）领会：中误差的概念。 （3）综合应用：中误差的计算。 4、误差传播定律及其应用 （1）领会：误差传播定律。 （2）简单应用：应用误差传播定律推算水准测量、距离测量、水平角测量的精度。 （3）综合应用：根据实际要求确定观测精度和观测方法。 5、等精度观测值的算术平均值及精度评定 （1）识记：算术平均值。 （2)简单应用：算术平均值的中误差计算公式。 (3)综合应用：由改正

13、数计算观测值的中误差公式及其应用。第六单元 工程控制测量（12学时）知 识 点 1、控制测量、控制网、国家基本控制网、小地区控制网、图根控制等概念。 2、导线测量的外业工作。 3、导线测量的内业计算。 4、全站仪的测角原理与使用 5、交会定点 6、卫星定位重 点 1、概念：坐标正算、坐标反算 2、导线的布设形式有哪些？其外业工作主要包括哪些？ 3、什么是控制点？控制点的选择应注意哪些问题（以图根导线测量为例）？ 4、什么是闭合导线的角度闭合差？如何分配？ 5、什么是附合导线的方位角条件闭合差？如何分配？ 6、什么是坐标增量闭合差？如何分配？ 7、什么是导线全长相对闭合差？ 8、什么是后方交会的

14、危险圆？ 9、GPS定位的基本原理是什么？ 10、GPS的基本组成部分是哪些？ 11、测地型GPS接收机是怎么实现高精度定位的？ 12、我国的北斗导航系统预计在什么时候全面建成？和GPS相比，北斗导航系统有什么优势？难 点 1、导线测量的外业观测。 2、导线测量的内业计算。基本要求 1、控制测量、控制网、国家基本控制网、小地区控制网、图根控制等概念 （1）识记：控制测量、控制网、国家基本控制网、小地区控制网、图根控制等概念。 2、导线测量的外业工作 （1）识记：导线测量的作用、分类。 （2) 领会：导线测量外业工作的内容和要求 3、导线测量的内业计算 （1）识记：坐标正算、坐标反算。 （2）简

15、单应用：坐标计算的基本公式。 （3）综合应用：附合导线、闭合导线的计算 4、全站仪的测角原理与使用 （1）综合应用：用全站仪进行导线测量 5、交会定点 （1）识记：前方交会、侧方交会、后方交会、距离交会。 （2）简单应用：后方交会的危险圆。 6、卫星定位 （1）识记：GPS定位的原理、GPS系统的基本组成。 （2）综合应用：测地型GPS接收机如何实现高精度定位。 （3）一般应用：北斗导航系统的特点与优势。第七单元 地形图的测绘和应用（8学时）知 识 点 1、概念。 2、展绘控制点的方法与要求。 3、经纬仪测绘法进行碎部测量。 4、根据碎部点勾绘等高线。 5、地形图的拼接、检查、整饰与清绘 6、

16、地形图的应用。重 点 1、地物符号有哪几种？ 2、地貌特征线是指什么？ 3、什么是等高距？什么是等高线平距？ 4、等高线平距与地面坡度有什么关系？ 5、等高线的基本特性有哪些？ 6、地图的分幅和编号方法有哪两种？1：100万的地图如何统一编号？ 7、根据国家基本比例尺地形图分幅与编号（GB/T13989-92），地形图编号由哪几部分组成，各自有什么含义？ 8、碎部测量时选择碎部点应注意什么？ 9、什么是比例尺精度？它有什么用途？ 10、测图前如何展绘控制点？如何检查控制点的展绘是否合乎要求？ 11、地形图的应用包括哪些方面？难 点 1、比例尺的精度及其用途。 2、等高线表示地貌的原理、等高距、

17、等高线平距。 3、等高线的特性。 4、经纬仪测绘法进行碎部测量的基本原理与计算公式。 5、根据碎部点勾绘等高线的原理与方法。基本要求 1、概念 （1）识记：地物、地貌、地形、比例尺、地物符号的分类、典型地貌的等高线、等高线的分类。 （2）领会：比例尺的精度及其用途、等高线表示地貌的原理、等高距、等高线平距、等高线的特性、地形图的分幅与编号方法。 2、展绘控制点的方法与要求 （1）识记：展绘控制点的方法。 （2) 识记：检核控制点的展绘是否合乎要求。 3、 经纬仪测绘法进行碎部测量 （1）识记：碎部点的选择。 （2）领会：经纬仪测绘法进行碎部测量的基本原理与计算公式。 （3）综合应用：经纬仪测绘

18、法进行碎部测量的操作。 4、根据碎部点勾绘等高线 （1）领会：根据碎部点勾绘等高线的原理与方法。 5、地形图的拼接、检查、整饰与清绘 （1）简单应用：地形图的拼接、检查、整饰与清绘 6、地形图的应用 （1）领会：利用地形图求点的坐标与高程。 （2）领会：利用地形图画纵断面图、求汇水面积。 （3）综合应用：利用地形图进行土方量的计算。 学时分配知识单元理论学时第1单元 绪论4第2单元 角度测量8第3单元 距离测量与直线定向6第4单元 高程测量10第5单元 测量误差理论基础8第6单元 工程控制测量12第7单元 地形图的测绘和应用8期末复习4合计60（二）实验学时部分实验教学环节作用及目的测量学是一

19、门实践性很强的课程，通过实验教学，可以培养学生的专业技能，提高其动手能力和团队合作能力。在专业技能方面，要求学生掌握经纬仪的使用和水平角、竖直角的观测；掌握水准仪的使用、水准路线的布设和四等水准测量的外业观测与内业计算；掌握全站仪的使用、导线测量的外业观测与内业计算。实验教学环节培养学生能力标准 在实验教学过程中应着重培养学生的实践动手能力，主要是使用经纬仪、全站仪、水准仪等测绘仪器采集符合要求的测量数据的外业观测能力和处理测量数据的内业计算能力。此外，测量学实验全部在野外以小组为单位进行，通过实验，也可以培养学生吃苦耐劳的精神和团队合作的能力。实验项目、内容、学时分配及实验类型1、必开实验序

20、号实验项目实验内容学时实验类型(演示、验证、综合、设计研究)组数每组学生人数1经纬仪的认识和水平角测量经纬仪认识、安置和水平角测量2验证2-32全站仪的使用全站仪的设置、测角与测距2验证4-53四等水准测量水准仪认识、四等水准测量4综合4-54图根导线测量经纬仪视距法导线测量4综合4-52、选开实验序号实验项目实验内容学时实验类型(演示、验证、综合、设计研究)组数每组学生人数1碎部测量地物、地貌点采集及上点绘图4综合4-53、主要仪器设备经纬仪、全站仪、水准仪、水准尺、测钎、三脚架、钢尺、皮尺等四、教学方法与手段1、坚持理论联系实际的教学方法。测量学的实践性很强，在老师讲解、仪器演示和视频教学的基础上，一定要让学生多操作，培养学生的实际动手能力。2、坚持传统教学手段与现代教学手段相结合，教学内容安排要突出重点和难点，积极应用多媒体教学技术，尽可能把抽象的理论具体化，使复杂的理论变得简单、直观，力求化难为易，努力提高学生的学习兴趣。3、注重应用启发式教学、开展课堂讨论等教学方法，引导学生积极思考问题、分析问题，拓展学生的思维。4、注重课后练习，大力培养学生动脑、动手、独立解决问题的能力，提高学生的计算能力。5、测量学虽然是一门学科基础课，但相关仪器和方法发展仍比较迅速，教师应关注相关最新资讯并及