测量绪论

1第一章測量緒論1.測量之定義所謂「測量」，係用各種適當的儀器及方法以決定點與點間相互之距離、方向、高度等關係之一種學術。另「測設」，係依據已知之距離、方向及高設置點於實地者。不論測量或測設，均可以「測量」稱之。2.測量之分類2.1.以範圍大小分類2.1.1.平面測量：平面測量是指所要測量的面積甚小，可以忽略地球曲度的影響，把地球之平均表面，視為一個平面者，稱為平面測量。在平面測量中，水準線視為直線，地面各點之鉛垂線視為平行線，水平角視為平面角。因範圍（200km2），不必顧及地球曲率及折光等問題。（此係指測量各地物間之平面位置而言，惟於高程測量上，則仍須考慮地球之曲率及折光）。平面測量依用途分類，主要有下列幾種：（一）地形測量(Topographicsurveying)：測定地球表面之起伏形狀(地貌)及人為與天然地物，而繪製成之地形圖。（二）地籍測量(Cadastralsurveying)：測量地籍圖、土地分割或土地重劃、面積計算等。（三）路線測量(Routesurveying)：凡公路、鐵路、運河、隧道、堤防、渠道、管線之測定及各種曲線之測設等均屬之。（四）礦山測量(Minesurveying)：測定礦山之範圍、礦產之數量、礦層之方向等。（五）城市測量(Citysurveying)：測定市區之劃分，都市定樁，建築物之位置，自來水、下水道及電訊電纜之埋設及城市內一切工務設計之測量等。（六）水文測量(Hydrographicsurveying)：測定水道之岸線、斷面、流量、流速、水深、河床性質、湖泊容水量及浮標之位置等。（七）農林測量(Farm-forestsurveying)：測定農場林場之境界、地形、內部區分、林地面積等。2.1.2大地測量：我們所住的地球，形狀像一個旋轉的橢圓體，極軸較赤道軸短一些。測量範圍廣潤，地球的曲度不可忽略，視地面為橢圓面者，稱為大地測量。大地測量主要為精密測算地面點之位置及其高2程，供大規模測製地圖或工程測量等精度較低之控制點測量之依據。大地測量大多為政府機關舉辦，其重要的為國家大地測量局辦理，雖然僅有少數的測量師為國家大地測量局所雇用，可是他們的工作卻對其他的測量師有極端的重要性。他們在全國各地建立起一個由許多測點所構成的圖網，而為任何位置或高程提供非常精確的資料，在這個圖網內，所有精度較低的各式各類的測量，均依此作為準繩。一般言之，乃於地球中心角l5’，測量時可不計其曲度，可直接看作平面，所以在地球中心角15’，所對地表面之距離約27.7公里及其面積605平方公里範圍內測量時，地球表面不考慮其彎曲，不必作為球面，看作平面的測量，就是平面測量，否則就是大地測量。大地測量範圍廣闊（200km2），須顧及地球之曲率及折光，其作業之儀器及方法較嚴密，精度要求較高。2.2.以所在位置分類2.2.1.地下測量2.2.2.地面測量2.2.3.航空測量2.3.以測量之性質分類2.3.1.三角測量2.3.2.基線測量2.3.3.導線測量2.3.4.地形測量2.4.以儀器分類2.4.1.測距儀測量（包括捲尺測量）2.4.2.經緯儀測量2.4.3.水準儀測量2.4.4.平板儀測量2.4.5.羅盤儀測量2.4.6.六分儀測量2.4.7.氣壓計測量2.5.以測量用途分類2.5.1.定線測量2.5.2.地籍測量2.5.3.河海測量2.5.4.礦區測量2.5.5.城市測量2.5.6.建築測量2.5.7.森林測量32.5.8.地森測量3.測量學常用名詞及其定義（一）水準面(Levelsurface)：假設地球表面全部為靜止海水所包圍，而成水平狀態之曲面。如靜止之湖面及平均海水面，均為水準面之例證。（二）水準線(Levelline)：過地球中心之平面與水準面之交線，包含於水準面內。（三）水平面(Horizontalsurface)：切於水準面之平面，地平面即是。（四）水平線(Horizontalline)：切於水準面之直線，包含於水平面內，地平線即是。（五）水平角(Horizontalangle)：水平面內二直線之夾角。（六）水平距離(Horizontaldistance)：在水平面上所量之距離(雖實際在傾斜面上所量者，亦必須改算平距)。（七）垂直線(Verticalline)：垂直於水平面之直線，鉛垂線即是。（八）垂直面(Verticalplane)：包含有垂直線之平面，亦即垂直於水平面之平面。（九）垂直角(Verticalangle)：垂直面內二直線之交角，但二線中其一為水平線。（十）基準面(Datumplane)：標高起算之水準面，可以任意假定，但欲求真高，則以平均海水面為基準面。（十一）平均海水面(Meansealevel)：取多年觀測潮位之平均表面或稱中等潮位。（十二）標高(Elevation)：自基準面至地面上一點之垂直距雖，又稱高度或高程。（十三）真高或海拔(Aboveofthemeansealevel)：以平均海水面為基準面至地面之垂直距離。（十四）比高(Differenceinelevation)：兩點間之垂直距離，又稱高程差或高差。（十五）水平曲線(Contours)：將地面上標高相同各點相連成之曲線，又稱等高線。（十六）標準子午面(Standardmeridianplane)：一般以通過英國格林威治(Greenwich)天文台之子午面為準。（十七）子午線(Meridian)：通過地面上一點與兩極連線之平面，為該點之子午面；子午面與地表之交線為該點之子午線或稱子午圈。（十八）經度(Longitude)：過一點之子午面與標準子午面所成之角，為該點之經度。標準子午面以東者為東經，以西者為西經：東西經各180度。（十九）緯度(Latitude)：地面上一點之垂線與赤道平面所成之角，為該點之緯度。在赤道以北者謂之北緯，以南者謂之南緯；南北緯各90度。44.比例尺比例尺又稱縮尺(Scale)：測繪各種地圖或斷面圖表等，必須把實地距離縮小，使成一定比例，故比例尺是圖上距離與實地距離之比。比例尺之表示，常用者有分數比例尺與圖示比例尺二種。（一）分數比例尺：以分數表示比例，恒以1為分子，以10之倍數為分母，分母愈大，比例尺愈小，分母愈小，比例尺愈大。如1：1000或1/1000表示圖上一個單位長，等於實地一千個單位長。該實地距離以D表示，圖上距離以d表示，比例尺分母以m表示則得下式：d/D＝1/m………………………………………………………………………(1-1)例1：設比例尺為1/1200，如實地長為180公尺，求圖上長？解：代入(1-1)式∵d/D＝1/m得d＝180m/1200＝15cm故得圖上長為I5公分。例2：設比例尺為1/3000，如圖上長為5公分，求實地距離多少？解：代入(1-1)式得D＝d×m＝5cm×3000＝5000cm＝150m故得實地距離為150公尺。（二）圖示比例尺：以適當之長度單位，分一線段為若干等分，表示圖上長度，並註明實地相應長度之數字於圖上。用圖示比例尺須兼用分數比例尺或用文字說明其比例尺之大小。圖示比例尺之優點，為便於量取距離而不受圖紙伸縮之影響。5.測量之原理測量之基本原理如何求得「點」位，其法有下列七種：（一）邊前方定位法：A、B二點已知，欲求C點，可量AC及BC而定之。5（二）支距法：A、B二點已知，由C點或D點作CD┴AB，並量CD，決定C點之位置；此為支距法，小面積之工程測量及地形測量中應用之。（三）交會法：若A、B、C、D四點已知，則可求AB、CD直線交點E。（四）導線法：由已知二點A、B量AC及CAB，可定C點。（五）半導線法：已知A、B二點，惟A、C之距離無法量時，測量CAB再量BC亦可得C點；但此法可能產生C及C’兩點，應參考現場實際情形，予以確定。使用此法時，若BCA接近900，則誤差極,大應使用他法。（六）角前方交會法：已知A、B二點，若AC，BC之距離同為不可測量時，測量CAB及CBA兩角度，可定得C。（七）後方交會法：若A、B、C三點已知，則測α、ß二角即可定得D點。（八）側方交會法：若A、B己知，在A及B未知點C上觀測α、γ二角度，可定得C點。（九）雙點定位法：若A、B己知，在未知點上觀測α1、α2、β1、β2，可定得P1、P2二點。CC’BAαBACβαBACβαDBACBACDABCEDCAB66.測量之基準為求統一性之測量成果，規定有統一性之測量基準。（一）形狀基準：我國現採用地球形狀，為1967年大地測量及地球物理學會所決定的國際地球形狀基準值。其數據為：長半徑a=6,378,160m短半徑b=6,356,774m扁平率f=（a-b）/a=1/298.25離心率e2=（a2-b2）/a2=0.00669454185（二）位置基準（1）地球上點位通常以經緯度表示，緯度以赤道為準，向南北極各為900，經度以英國格林威治（Greenwish）天文台子什線為準，向東西各為1800。（2）我國測量之位置基準為南京天文台，其位置在東經118046’57.”2325，北緯32003’26.”1480，對紫金山之方位角為72037’22.”570。（3）台灣地區之位置基準，分成地籍測量及地形測量二種不同系統。地籍測量基準點在台中市公園內，座標為零，以平面直角座標推展至全省。現因地籍重測之需，原地籍三角點成果，經改算成橫麥卡脫投影座標系統。地形測量的三角基準點在南投縣埔里鎮虎子山，其位置在東經120058’25.”975，北緯23058’32〈寺埔里基南之方位角為243047’21.”611。（三）高程基準（1）我國以上海吳淞口，浙江坎門，青島市之平均海水面作為水準高程零點。在南京明孝陵，設有水準基點，其高程為54.3042m。（2）台灣地區以基隆港平均海水面為水準高程零點，以基隆B.M.8水準點為水準基點，其高程為2.9628M。γαBACβ2β1α2α1P2P1BA77.測量儀器簡說測量所用儀器，種類繁多，就其大概，列舉如下：（一）距離測量儀器：卷尺、步測計、視距儀、電子測距儀等。（二）角度測量儀器：直角儀、光矩、經緯儀、羅盤儀、六分儀等。（三）高程測量儀器：水準儀、氣壓計等。（四）地形測量儀器：大平板儀、小平板儀等。（五）製圖儀器：繪圖儀、縮放儀、三桿分度儀、求積儀等。8.儀器使用及維護概要（一）儀器向管理員借領時，應當面檢查有無缺損，繳還時亦同。（二）儀器自箱內取出前，應先察其相關位置，待重放回時，不致發生困難。（三）儀器裝於架首時，以一手持儀器，一手轉底盤螺旋至穩妥為度。（四）要先瞭解各部分螺旋之作用後，方可操作，不可租魯從事。（五）各螺絲不能旋得太緊，以免傷害螺紋。（六）凡儀器之鏡面如有灰塵，不可以用手指或粗布擦拭，應以附屬之毛刷或皮輕拂之。（七）在炎熱大太陽下，應張傘以防日曬，更應避免淋雨。（八）儀器置於測站，不可無人照顧。（九）磁針不用時或移動時，應旋緊固定螺絲，以免軸尖磨損。（十）短距離之移動，可連三腳架收攏一起移動，一手夾腳架於腋下，一手托儀器使儀器在前，如遠距離或通過樹林等崎嶇之地，則須收好裝箱，背負徐行。7.測量工作程序測量作業可分為外業與內業。凡角度、距離、高低及地形等地在野外施行測量者，均稱外業(Fieldwork)；計算及製圖等項工作，於室內完成者，謂之內業(Officework)，內、外業均為測量基本工作。外業須選擇良好天氣或季節實施，雨天或有風有霧均不宜外業，外業工作除了測角度、距雜、高低之外尚包括下列工作：（一）儀器之檢查改正及維護。8（二）測量標誌設立。外業實施時，司儀器者常須指揮尺手、標桿手、標尺手，使其所持標桿或標尺正確移至測點上，或通知測觀完畢等。除非距離甚短，以口頭呼叫，否則測量者，常以固定之手勢(Signals)指揮，以代替呼叫，以提高工作效率。常用之手勢如下：（1）向左或向右(Rightorleft)：以相應之手臂指向移動之方向，長而慢的揮動表示移動距離大，短而快的揮動表示移動距離短。（2）向上或向下(Upordown)：將手腕伸直，手臂上下揮動，當所需之移動停止，則手臂平伸。（3）工作完畢