测量学课件(精)

测量学•直线丈量和直线定向•测量学的基本知识•水准测量•角度观测及视距测量•平板仪测量•小地区控制测量•地形测图第一章测量学的基本知识1测量学的任务、分类及其作用2图的类型（平面图、地形图、地图、断面图）3比例尺4图例符号5测量常用的计量单位6地面点位的测定7测量误差概述第一节测量学的任务、分类及其作用一测量学的任务：1概念—是一门度量和研究地球表面的应用科学。2基本任务：①测定研究地球表面局部地区的形状、高低和大小。②测定整个地球的形状和大小，为利用提供依据。③将各种工程建筑物的设计测设于现场（放样）。二测量学的分类：1普通测量学---主要是测量和研究地球表面的局部地区（如：地块边界、形状、面积、大小、高低等）2大地测量学---测区面积较大，半径10km以上。3摄影测量学---主要是应用航空摄影的相片来进行测绘地形图。4工程测量学---主要是工程建设方面的测量。5制图学---主要是研究地图的编制和复制。三测量学的作用：1工程建设方面---兴建工业、修筑铁路和公路、城市建设、水利工程等以测量成果为设计和施工的依据。2国防方面---修建军事工程、部署战役、指挥战斗等。3农业生产方面---①耕地和可开垦荒地的面积大小、地形起伏、土壤类别、肥源和水源的分布等；②农田基本建设、合理设计排灌系统、荒山的综合规划治理等以测量为基础和实施。4园艺、园林、林学基地建设---了解施工地的地物、地貌、植被、面积、土壤、水源等基本情况，通过测量获得相关资料。第二节图的类型地球表面一般分为两类：1地物—是指地面上天然的或人工的固体物质。2地貌—是指地面上天然（自然）形成的高低起伏形状和倾斜缓急的程度。根据图中测量的内容一般分为四类：1平面图—是采用地表面沿铅垂线方向投影到平面上再按一定比例缩小绘成与实物相似的图。2地形图—图中不仅表示出测区内地物的平面位置和方向，而且还用等高线表示出测区的地貌特征。3地图—是采用特殊的投影方法，描绘大面积地区形状和大小的图。4断面图—是表示地面上某一方向起伏和大小的图。一般分为两种：①断面沿水平方向延伸所得的断面图称为纵断面图。②断面沿垂直方向延伸所得的断面图称为横断面图。第三节比例尺一什么是比例尺（简称—缩小的倍数）1概念—图上的直线长度与地面上相应的直线水平距离之比称为图的比例尺。２公式表示：l／Ｌ=１／Ｌ／l=１/m(Ｌ/l=m)注：l—图上直线长度；Ｌ—地面上相应的直线水平距离；m—图的缩小倍数。二比例尺的种类1数字比例尺：以分子为1的数字分式表示的比例尺。①表示方式：a1：500；b1/500.②比例尺的大小（根据分数值的大小）：a大比例尺1/5000以上；b中比例尺1/5000—1/100000；c小比例尺1/100000以下。③l与Ｌ的换算：(Ｌ/l=m)2直线比例尺：①概念—以一定长度的线段和数字注记表示的比例尺。②作用：a减少运算错误；b减少图纸的伸缩误差。③方法：在直线上，以1cm或2cm为基本单位，将直线等分为若干大格，并将左起1至2个大格再分为mm小格，在小格与大格的分界处注以0，在分划线上按比例尺计算出实地水平长度。三比例尺的精度1比例尺的精度—0.1×M（mm）是1/M比例尺所能精确表达的最短限值称为比例尺的精度。或：图上0.1mm相应的实地水平距离为比例尺的精度。（一般用△D，即：△D=0.1×M（mm）.）2不同比例尺的精度测图比例尺：1/500；1/1000；1/5000；1/100000。比例尺精度：0.05m；0.10m；0.50m；10.00m。第四节图例符号一地物符号—以地物的轮廓在图上表示。1比例符号：按比例缩小绘制的地物。特点：①能反映地物的平面位置；②能反映地物的形状和大小。2非比例符号：实际尺寸按比例缩小无法在图上绘制。特点：①只能用符号来表示地物的中心或中线的平面位置。②不能反映地物的实际形状和大小。3半比例符号：地物的长按比例绘制，宽不能按比例绘制。（特点与非比例符号相同）（注：地物符号表示见书上P115.表8-2）二地貌符号：所有的地貌符号一般都用等高线。第五节测量常用的计量单位测量上应用的计量单位为国际公制，主要单位：1长度单位（计量长度）主要单位：km，m，dm，cm，mm.2面积单位（计量面积）主要单位：平方公里，公顷，公亩，平方米。（1公顷=15亩；1亩=666.7平方米）3角度单位（计量角度）主要单位：度，分，秒。（表示：°′″）1圆周角等于360°（60进位）第六节地面点位的测定测量地物和地貌主要是测其特征点，确定地面点位的三要素：1水平距离；2水平角度；3高程（高差）。地形图的测量由上可知，整个测量工作应遵循的基本原则是：①程序上——先控制后碎部；②布局上——由整体到局部；③精度上——从高级到低级。第七节测量误差的概述测量误差按其性质分为：一系统误差1概念—在相同的观测条件下，进行一系列测量，其误差常保持同一数值和同一正负号，并随观测条件不同按一定的规律变化称为系统误差。2特点：a具有累积性；b有明显的规律性。二偶然误差1概念—在相同的观测条件下，进行一系列测量，其误差的数值和正负符号都不一致，无规律性变化的误差称为偶然误差。2原因：仪器、人为因素、环境条件。3特点：①有限性：在一定的观测范围内，偶然误差的绝对值不会超过一定的数值（累积值较小）。②大小性：绝对值小的比绝对值大的出现的次数多。③对称性：绝对值相等的正负数是相等的（即：＋与﹣是相等）。④抵偿性：在等进度的测量中，偶然误差的算术平均值之和随着测量次数的增加而接近于零。⑤无规律性：偶然误差无明显的规律性变化。三多余观测1概念—对于同一个量进行多于必需次数的观测。2作用：检测测量结果，减少错误和误差，提高精度。本章作业：1书上P17，第7题。2什么是比例尺和比例尺的精度？数字比例尺和直线比例尺各有何特点？3实地180m的水平线段在图上为7.2cm，试求该图的比例尺精度？4比例符号与非比例符号有何区别？第二章直线丈量和直线定向1直线丈量的概念2直线定线和直线丈量3直线丈量的误差来源及其丈量时应注意事项4直线定向的概念5罗盘仪及其应用第一节直线丈量的概念一地面点的标志1短期标志（几天-几个月）2长期标志（6个月以上）二丈量工具1现代工具（手持测距仪）2普通工具（钢尺、皮尺、测绳等）3辅助工具（测钎：11根一组）作用①标志尺段位置；②计算丈量过的整尺段数。第二节直线定线和直线丈量一直线定线1概念—在丈量A、B两点间距离时，如距离较长，为了使尺段沿直线方向进行丈量，需要在A、B两点间的直线再标定一些花杆，这一工作称为直线定线。2方法：①目测定线；②仪器定线（经纬仪）。二目测定线的方法：1两点间定线2延长直线的定线三直线丈量1平坦地面的直线丈量①丈量方法直线全长的计算公式：D=n×l+q②丈量精度的评定（K—相对误差）公式表示：K=1／平均长度／较差评定要求（K）—平地≦1/3000；山地≦1/20002倾斜地面的直线丈量①分小段丈量，最后计算全长。②公式计算法（倾斜地面坡度较均匀的地段）aD=L×cosα(cosα=D／L)b22hLD第三节直线丈量的误差来源及丈量时注意事项一误差来源1尺长误差①概念②改正方法公式△Ll=L○1－L○注：△Ll—尺长改正数，“＋”加上此数、“－”减去此数；L○1—鉴定时实际长度（理论长度）；L○—钢尺的名义长度（标定长度）。2定线误差①概念②消除方法3丈量本身的误差（包括：尺的零点没有对准起点或测钎中心、尺的拉力不均匀、余长读数不准确。）二注意事项：①丈量前检验丈量工具，认清尺的零点位置。②先定线后丈量（按定线要求进行）。③每尺拉力要均匀，尺应放在测钎或标杆的同一侧。④读余长数值时注意尺的方向。⑤不足一整尺长应计为余长。⑥记录的数据要清晰不要涂改，记好后要读出数据进行核对（即：回读），防止错误。⑦爱护丈量的仪器和工具，保持钢尺的尺面刻度清晰。第四节直线定向的概念一直线定向定义：确定一根直线与标准方向之间的水平角称为直线定向。二标准方向的种类1真子午线方向2磁子午线方向3坐标纵轴线方向三直线方向的表示方法1方位角（用α表示）：范围0--360°2象限角（用R表示）：范围0--90°三种方向的换算：①A真=A磁+δ②A真=A坐+ｒ③A磁=A坐+ｒ-δ④A坐=A磁+δ-ｒ第五节罗盘仪及应用一罗盘仪的构造1罗盘（磁针和刻度盘）2望远镜3水准器二磁方位角的测定1对中2整平3观测（瞄准和读数）方位角的计算：ａ=1／2[ａ正+（ａ反+180°）]（注：︱ａ正-ａ反︱≤最小读数，一般是0.5°）本章作业：1书上P63，第4、6、7题。2设用一根钢尺往返丈量AB和CD两根直线，分别量得AB距离为154.235m和154.240m，CD距离为200.185m和200.170m，问哪条直线丈量的精度高？3已知AB边的坐标方位角为50°08′，∠ABC为80°14′，求BC边的坐标方位角？第三章水准测量1概述2水准测量原理3水准测量的仪器及工具4普通水准测量的方法及注意事项5水准测量的精度要求及校核方法第一节概述水准测量中的主要概念：1高程测量—是用水准仪测定地面各点间的高度差称为高程测量。2水准面—静止的海洋面所表示的曲面叫做水准面。3水平面—与水准面相切的面叫做水准面。4绝对高程和相对高程：①绝对高程—从大地水准面起算的高程。②相对高程—从任一假定水准面起算的高程。5高差—两点间高程差。一般用“h”表示。6水准点—地面标高点。（地面设立的固定标志）第二节水准测量原理一基本原理：是利用水准仪提供的水平视线来测定两点间的高程差（高差）。二基本方法：计算公式：1高差=后视读数-前视读数：hAB=a–b2未知点高程=已知点高程+高差：HB=HA+hAB或HB=HA+（a–b）3视线高程=已知点高程+后视读数：Hi=HA+a4未知点高程=视线高程-前视读数：HB=Hi–b视线高程（(Hi)—水平视线与大地水准面之间的垂直距离。高差计算值可以是正值或负值，决不都是正值。在计算时，决不可用前视读数减去后视读数。（即：h=b-a）第三节水准测量的仪器及工具一水准仪的种类：1光学（微倾）水准仪：DS05、1、3、10等。2自动安平水准仪：AL—28、30、32等。3电子激光水准仪（数字水准仪）。二水准仪的构造1望远镜—由物镜、目镜、对光透镜、十字丝环、调焦螺旋组成。2水准器—由圆水准器、管状水准器两种组成。3基座—由轴座、脚螺旋、托板（连接板）组成。三工具1水准尺①普通水准尺（整尺、折尺、塔尺）②条码尺（电子激光水准仪）2尺垫（铸铁制成的三角形或圆形，中央突起的底座。）第四节普通水准测量的方法及注意事项一水准测量的方法1水准仪的安置（支三脚架、架水准仪、整平）2瞄准目标（目镜对光、瞄准目标、物镜对光、精确照准）3读水准尺（即：读至0.001米）二求测两点间高差由上图可求得各分段的高差：A→1的高差h1=a1-b11→2的高差h2=a2-b2n→B的高差hn=an-bn即：hAB=∑h=h1+h2+hn=(a1-b1)+(a2-b2)+(an-bn)=∑a-∑b高差=后视总和-前视总和=各站高差总和=终点高程-始点高程公式表示：hAB=∑a-∑b=∑h=HB-HA三水准测量误差和减少或消除其影响的方法：1仪器校正不完善产生的误差2地球曲率和折光影响3仪器下沉和水准尺下沉产生的影响4水准尺不竖直产生的误差5仪器距尺太远产生的读数误差四水准测量的注意事项：1观测读数时气泡必须居中。2测量中不要碰撞仪器及三脚架。3仪器脚尖要踩人土中，安稳仪器。4仪器距前、后视的距离进行步测（或视距测量），要求大致相等。5观测、记录、立尺人员认真配合与协作。6每观测一站应及时校核（采用双面尺或改变仪器高度等方法）。第五节水准测量的精度要求及校核方法一测站校核（目的是及时发现，及时改进）1采用双面水准尺（尺的两面零点数值不同，尺面一般标为红与黑）2改变仪器高：升高或降低仪器10cm以上。二路线校核1往返观测（A→B、B→A）2附合路线（A→1→2→3→4→B.hAB=hab）改正数的计算：①②3闭合路线（A→