测绘学基础课程设计.docx

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测绘学基础课程设计

《测绘学基础课程设计》

1.设计的任务及目的..................................................2

2.测区的概况........................................................2

3.施工进度计划表....................................................3

4.图根控制网的布设..................................................3

4.1平面图根控制网布设....................................................3

4.1.1首级控制网的布设..............................................3

方案一：

布设闭合导线控制网.........................................5

附录一：

首级闭合导线控制网..........................................5-1

方案二：

布设附合导线控制网..........................................7

附录二：

首级附合导线控制网..........................................7-1

4.1.2首级控制点布网形式的选择.........................................8

4.1.3二级加密控制点的推算............................................8

4.2高程控制网的布设................................................8

5.分幅和编号（附录三）.............................................9-1

6.附录四：

二级加密控制点的布设.......................................9

7.测图方法...........................................................9

方案一：

小平板+经纬仪测图................................................9

方案二：

全站仪全野外数据采集................................................11

方案一与方案二的比较........................................................13

8.经费预算...........................................................14

9.课程设计总结.......................................................15

10.附录五：

内**西校区平面图（最新）

1.设计的任务及目的

任务：

作**校园平面图的测图的课程设计

目的:

本次课程实习是在完成《测绘学基础》理论学习和地形测量实习的基础上进行的，通过本次实习，使学生能够把学到的理论知识和实际有机的结合起来，充分提高对本专业的理论认识，培养学生综合利用所学测量理论知识，分析和解决本专业一般测量问题的能力。

并且，通过对所学知识系统的复习和巩固，使学生进一步掌握小地区大比例尺地形图测绘的程序和方法，从而使学生在遇到专业性的测量问题时，合理的处理这些问题的能力得到提高。

2.测区的概况

地形：

我们实习的测区也就是我们的学校，内**坐落在首批全国文明城市、美丽的草原钢城―包头。

她始建于1956年，最初为包头钢铁工业学校和包头建筑工程学校，1958年两校合并组建包头工学院，1960年更名为包头钢铁学院，隶属原冶金工业部，1998年划归内蒙古自治区管理，成为中央与地方共建的高校，1999年内蒙古煤炭工业学校并入，2003年更名为内**。

其位于内蒙古包头市昆都仑区阿尔丁大街7号，离包头火车站大约一公里的地方，目前，学校占地121万平方米，建筑面积65万平方米，其中教学行政用房31万平方米。

学校固定资产总值约5.8亿元，其中教学科研仪器设备总值1.03亿元。

教学试验设施完备，各类体育运动设施齐全，校园网络系统运行可靠、利用率高，基于网络管理平台控制的多媒体教室应用效果好，现代化的图书馆初步实现了馆藏资源数字化和网上资源馆藏化，馆藏各类图书总数204万册，面向全体师生开通了学术期刊文献等多个专向检索服务系统。

学校地势平坦，建筑物比较规整，部分建筑正在装修可能无法测定，但总体测图难度不大。

气候：

包头位于内蒙古自治区西部，地处渤海经济区与黄河上游资源富集区交汇处，北部与蒙古国接壤，南临黄河，东西接沃野千里的土默川平原和河套平原，阴山山脉横贯中部。

包头的地理坐标是东经109度50分至111度25分、北纬41度20分至42度40分，面积为27691平方公里。

这里气候干旱，常年少雨，一到春秋季节，这里黄沙漫天，使人窒息，种的草必须天天浇水，并且这里常年不缺风。

大青山、乌拉山（以昆都仑河为界），山峰平均海拔2000米，最高峰海拔2324米。

全市由中部山岳地带、山北高原草地和山南平原三部分组成，呈中间高，南北低，西高东低的地势。

黄河流经包头市境内214公里，公路、铁路两桥并行飞架黄河南北。

包头属半干旱中温带大陆性季风气候。

3.进度计划表

内容

时间

查阅原有测量资料，实地勘察测区，

熟悉测区地理概况

1天

根据图根平面控制网的布网设计进行

首级图根控制测量（内业和外业）

2天

二级加密图根控制点测量（内业和外业）

2天

测绘前的准备工作

1天

碎步测量

5天

地形图拼接、检查、整饰

1天

4.图根控制网的布设

4.1平面图根控制网布设

4.1.1首级控制网的布设

1、平面控制网坐标系的选择

平面控制网坐标系的确定，宜满足测区内投影长度变形值不大于2.5cm/km。

根据我们测区所处地理位置和平均高程，在小测区范围内不至于产生超限的投影长度变形，因此，小组讨论决定采用高斯正形投影3°带平面直角坐标系。

2、导线的布设

1）导线应尽量布设成直伸形状，相邻边长不宜相差过大

2）当导线平均边长较短时，应控制导线边数。

测量精度应符合国家的相关限差规定。

3、导线布设形式

1）闭合导线：

从一个已知边的一个点出发，最后仍回到这个已知点上。

2）附合导线：

由一个已知边的一个已知点出发，最后附合到另一已知边的一个已知点上。

4、首级图根控制点的选择

1）便于测角、量边，相邻点之间必须通视，点位能长期保存

2）便于加密、扩展和寻找

3）观测视线超越（或旁离）障碍物应在1.3m以上

4）便于地形测绘，点位要选在视野辽阔，易于扩展、土层坚实、易于排水的地方

5）边长适宜，各导线边长最好大致相等，并尽量避免由短边突然转到长边，短边应尽量的少，以减少对测角精度的影响

6）图根控制点的密度要求

测图比例尺

500

1000

2000

5000

图根点密度（点/km2）

150

5、建立标志

6、测角

经纬仪的对中误差不应大于1mm，导线的转折角有左角和右角，附合导线一般观测左角，但闭合导线观测内角。

图根导线的水平角观测应采用不低于DJ6型经纬仪，观测一个测回，两个半测回之间的观测值的差数，不得超过40″。

在每站观测工作结束前，需当声进行检查计算，若发现观测结果超限或有错误时，应立即重新观测，直至符合要求后，方可迁站。

7、量边

导线边长可使用经过检验的30m或50m钢尺进行往返丈量，往返测量的较差率在一般地区应不大于1/2000，量距困难地区应不大于1/1000。

如果较差凝滞满足要求，则取往返测量的平均值作为边长测量的结果。

如果观测的是两点间的斜距，还应将其换算成平距。

导线边长也可用电磁波测距仪观测，如果测量的是斜距，则应观测垂直角，以进行倾斜改正。

8、导线测量记录

导线测量外业记录要求端正、清楚，不能涂改。

9、经纬仪导线测量内业计算

方案一：

布设闭合导线控制网

闭合导线坐标计算方法：

1）角度闭合差的计算与调整

根据平面几何学，n边形内角和的理论值应为（n－2）×180°。

但由于观测条件的限制，观测角不可避免含有误差，致使实测的内角和不等于理论值，从而产生角度闭合差：

fβ＝∑β测－∑β理＝∑β测―（n―2）×180°

对于图根导线，角度闭合差的容许值fβ容＝±40″√n，其中n为测站数。

只有当fβ≤fβ容时，才可将角度闭合差反号平均分配给各个观测角，得到改正后的角度值。

改正后的内角和应与理论值相等，以作计算校核。

2）推算坐标方位角

沿导线前进方向左侧的称左角，右侧的称右角。

根据超始边的已知坐标方位角及改正后的内角按下列公式推算各导线边的坐标方位角：

α前＝α后﹢β左－180°（适用于测左角）

α前＝α后－β左－180°（适用于测右角）

推算过程中必须注意：

如果算出的α前≥360°时，则应减去360°；

如果α前＜0°时，则应加360°；最后推算出的起始边坐标方位角应与原有的已知坐标方位角值相等，否则应重新检查计算。

3）坐标增量的计算

坐标增量是相邻两点坐标的差值，也是一个线段在坐标轴上的投影长度。

其中坐标增量的计算为：

△XAB＝XB－XA＝lABcosαAB

△XAB＝yB－yA＝lABsinαAB

4）坐标增量闭合差的计算及其调整

由于测角、量边的误差和角度闭合差调整后的残余误差而产生的纵坐标增量闭合差与横坐标增量闭合差为：

fx＝∑△x测－∑△x理＝∑△x测

fy＝∑△y测－∑△y理＝∑△y测

导线全长闭合差为：

f＝√（f2x＋f2y）

导线测量精度以导线全长相对闭合差K表示，即：

K＝f／∑l，式中∑l为导线全长，m。

经纬仪导线测量应满足精度要求：

一般地区的导线全长闭合差不大于1／2000，量距困难地区不大于1／1000。

满足精度要求后，方可进行坐标增量闭合差的分配。

坐标增量闭合差按与边长成正比的原则进行分配，则第i测段坐标增量改正数为：

Vxi＝-（fx／∑l）·li，Vyi＝-（fy／∑l）·li

分配后所得改正数应满足：

∑Vxi＝-fx，Vyi＝-fy

改正后的坐标增量为：

△Xi改＝△Xi＋Vxi　，△Yi改＝△yi＋Vyi

5）坐标计算

根据已知点坐标和各测段改正扣的坐标增量逐点推算各点坐标，最终推算的已知点坐标应与已知坐标相等，以作检核。

X前＝X后＋△X改，y前＝y后＋△y改

方案二：

布设附合导线控制网

附合导线坐标计算方法：

1）角度闭合差的计算

如上图附合导线形式图，依据实际测量转折角所推算最后一已知边的坐标方位角为：

α′EF＝αBA＋n·180°＋∑β左

式中，∑β左为未改正的观测左角和

由因得到推算所得方位角与已知方位角不一致而产生的角度闭合差

fβ＝α′EF－αEF

2）坐标方位角的推算

角度闭合差分配后，根据起始边坐标方位角αBA和改正后的角度值，推算各边的坐标方位角，最后推算的EF边坐标方位角α′EF应与已知方位角相同，作为计算过程的检核。

3）坐标增量的计算

根据各导线边的连长和坐标方位角计算坐标增量，其计算方法与闭合导线相同。

4）坐标增量闭合差的计算与调整

理论上，△x理＝X终－X起

△y理＝y终－y起

实际测量中产生坐标增量闭合差fx和fy

fx＝∑△x测－∑△x理

fy＝∑△y测－∑△y理

5）计算坐标

坐标增量闭合差分配后，根据起始边一高级控制点的坐标，以及改正后的坐标增量，按照与闭合导线计算相同的方法，逐点计算各导线点的坐标。

最后计算的附合边高级控制点的坐标应与已知坐标相同，以此作为计算检核。

4.1.2首级控制点布网形式的选择

首级控制点布网形式的选择：

我们所测范围，建筑物密集，树木较多，相邻两点间的通视受到影响，使得相邻控制点间的距离受到限制。

对于附合导线网，需要布设的点并不比布设闭合导线少，而且导线较长，降低了精度；因此，经讨论，首级控制点的布设采用闭合导线的形式。

4.1.3二级加密控制点的推算

①前方交会方法

如图所示，通过两已知控制点加密出一个二级控制点P的

计算公式为：

②利用首级控制点，布设闭合导线或附合导线，进行二级加密控制点的推算

两方法的对比：

根据我们所在测区范围的实际情况，建筑物密集，树木较多，前方交会法需要三个已知点与加密点通视，才能完成推算和检核过程，显然，此方法不是最优的加密方法，因此，经过讨论，通过布设闭合导线的方法来加密二级控制点。

4.2高程控制网的布设

根据首级控制网的布设，在闭合或附合导线网的基础上布设高程控制网。

高差闭合差的计算:

fh=∑h测－∑h理

《城市测量规范》规定：

对于图根水准测量，在平坦地区容许的高差闭合差为

fh容=±40″√L（mm）

式中L——水准路线总长度，km。

高差闭合差的分配原则是按与路线长度L成正比的原则，将高差闭合差反号进行分配。

其数学公式表示为

Vi=-fh/L*（Li）

式中L——水准路线总长度，km；

Li——第i测段的路线长度，km；

Vi——分配给第i测段观测高差hi上的改正数，mm。

高差闭合差分配后应该进行校核计算，若

∑Vi＝-fh，则说明计算无误。

最后计算改正后的高差

h改=hi+Vi

5.分幅和编号

6.附录四：

二级加密控制点的布设

7.测图方法

方案一：

小平板+经纬仪测图

按要求，测绘一幅1：

500图，分幅按40*50cm，按校园大小可分为12幅图进行测绘。

1、图纸要求

使用一面打毛的乳白色半透明聚脂薄膜图纸，厚度0.07~0.1㎜，经热定开型处理后变形率小于0.4‰。

2、绘制坐标格网要求

先在图纸上精确绘制10㎝×10㎝的坐标格网，要求10㎝方格边长误差不超过0.2㎜，小方格对角线长度误差不超过0.3㎜，对角线各点应在一条直线上，偏离不大于0.2㎜。

检查合格后在对应格网处注明坐标值和图幅编号。

3、控制点展绘要求

全部控制点展绘好后，用比例尺量取所绘控制点之间的相邻距离，比较与实际距离的差距，限差不超过0.3㎜，符合要求后用细针刺出点位，刺孔应小于0.1㎜，并按图式规定注记点号和高程。

4、经纬仪测绘法进行碎部测量

当视线水平时，两点间的水平距离计算公式：

D＝100l

两点间的高差计算公式：

h＝i－v

式中，l，i，v分别为视距尺间隔、仪器高和觇标高，m。

当视线倾斜时，两点间的水平距离计算公式：

D＝100lcos2δ

两点间的高差计算公式：

h＝Dtanδ＋i－v

式中，δ为竖直角。

由此，可得碎部点高程为：

H碎＝H站＋h

5、碎部点的测量与展绘要求

每观测20~30个碎部点后，应瞄准起始方向检查其变化，经纬仪测绘法起始方向度盘读数偏差要小于4′；绘图员应注意图面整洁、注记清楚，随测随绘随检查；地物按图式符号表示，用铅笔绘制。

6、地形图的拼接要求

地区类别

点位中误差（图上）/㎜

邻近地物点间中误差（图上）/㎜

等高线高程中误差

平地

丘陵

山地

高山地

平地、丘陵和城市建筑区

0.5

0.4

1/3

1/2

2/3

我们所在测区属于城市建筑区，地势平坦，因此需要满足点位中误差0.5㎜，邻近地物点间中误差0.4㎜，等高线高程中误差1/3。

7、地形图检查与整饰

检查地物、地貌是否清晰易读，符号注记是否正确，地形点高程与等高线是否相符拼接有无问题、有无矛盾可疑之处，检查地物、地貌有无遗漏、符号注记是否正确、等高线是否逼真，同时对本站所测地形进行检查，看原测地形图是否符合要求。

在拼接和检查的工作基础上，对图进行整饰，使图面清晰、美观、合理。

整饰顺序是先图内后图外、先地物后地貌、先注记后符号。

再按图式要求写出图名、图号、比例尺、坐标系统、高程系统、测绘单位、测绘者和测绘日期。

方案二：

全站仪全野外数据采集

一）仪器工具

全站仪，反光棱镜，小钢卷尺，纸张，铅笔等。

（二）作业方法

①置仪：

在控制点上安置全站仪，检查中心连接螺旋是否旋紧，对中、整平、量取仪器高、开机。

②创建文件：

在全站仪Menu中，选择“数据采集”进入“选择一个文件”，输入一个文件名后确定，即完成文件创建工作，此时仪器将自动生成两个同名文件，一个用来保存采集到的测量数据，一个用来保存采集到的坐标数据。

③输入测站点：

输入一个文件名，回车后即进入数据采集之输入数据窗口，按提示输入测站点点号及标识符、坐标、仪高，后视点点号及标识符、坐标、镜高，仪器瞄准后视点，进行定向。

④测量碎部点坐标：

仪器定向后，即可进入“测量”状态，输入所测碎部点点号、编码、镜高后，精确瞄准竖立在碎部点上的反光镜，按“坐标”键，仪器即测量出棱镜点的坐标，并将测量结果保存到前面输入的坐标文件中，同时将碎部点点号自动加1返回测量状态。

再输入编码、镜高，瞄准第2个碎部点上的反光镜，按“坐标”键，仪器又测量出第2个棱镜点的坐标，并将测量结果保存到前面的坐标文件中。

按此方法，可以测量并保存其后所测碎部点的三维坐标。

同时绘制草图，并保持观测点的点号与草图上的点号一致。

⑤临时测站点的测量：

在数据采集过程中，有些碎部点用已有的控制点无法测到，这时需临时增加一个测站点，临时测设点的测量是根据前述的碎部点测量中的（侧视）菜单进行，只是在测量之前要输入临时测站点的测站名而已，方法不变。

其所得到的坐标数据同样被保存在文件中。

（三）作业要求

测绘等高线时高程点的密度应比白纸测图的密度大，对1：

500比例尺测图一般丘陵地区间距为10～15m，地形突变的地方应加密至6～8m。

观测员与绘草图员相互配合，机内记录点的点号与草图上的点号相对应。

图形编辑成图

1.数据传输、图形编辑

（一）仪器工具

全站仪，计算机，传输线，草图

（二）作业方法

1．下传碎部点坐标：

完成外业数据采集后，使用通讯电缆将全站仪与计算机的COM口连接好，启动通讯软件，设置好与全站仪一致的通讯参数后，执行下拉菜单“通讯/下传数据”命令；在全站仪上的内存管理菜单中，选择“数据传输”选项，并根据提示顺序选择“发送数据”、“坐标数据”和选择文件，然后在全站仪上选择确认发送，再在通讯软件上的提示对话框上单击“确定”，即可将采集到的碎部点坐标数据发送到通讯软件的文本区。

2．格式转换：

将保存的数据文件转换为成图软件（如CASS）格式的坐标文件格式。

执行下拉菜单“数据/读全站仪数据”命令，在“全站仪内存数据转换”对话框中的“全站仪内存文件”文本框中，输入需要转换的数据文件名和路径，在“CASS坐标文件”文本框中输入转换后保存的数据文件名和路径。

这两个数据文件名和路径均可以单击“选择文件”，在弹出的标准文件对话框中输入。

单击“转换”，即完成数据文件格式转换。

3．展绘碎部点、成图：

执行下拉菜单“绘图处理/定显示区”确定绘图区域；执行下拉菜单“绘图处理/展野外测点点位”，即在绘图区得到展绘好的碎部点点位，结合野外绘制的草图绘制地物；再执行下拉菜单“绘图处理/展高程点”。

4、选择“测点坐标”定位，使用屏幕右侧菜单区内的“测点点号”项，按提示输入采集文件，并确认。

5、绘平面图：

根据野外所绘草图，利用屏幕右侧菜单逐点绘制，（在绘第一点之前，根据提示要输入绘图比例尺，如1：

500后回车）。

以作居民地为例讲解，移动鼠标至右侧菜单“居民地”处按左键，系统便弹出如图2所示的对话框。

再移动鼠标到“四点房屋”的图标处按左键，图标变亮表示该图标已被选中，然后移鼠标至OK处按左键。

如有操作失误可按回退继续操作。

6、加注记：

利用屏幕右侧菜单的“文字注记”，在左边的文字框或右边的图块框都可以选取，并依照提示完成有关文字的注记。

7、编辑和修改：

对于图形的编辑，CASS5.0提供“编辑”和“地物编辑”两种下拉菜单。

其中，“编辑”是由AutoCAD提供的编辑功能：

图元编辑、删除、断开、延伸、修剪、移动、旋转、比例缩放、复制、偏移拷贝等，“地物编辑”是由南方CASS系统提供的对地物编辑功能：

线型换向、植被填充、土质填充、批量删剪、批量缩放、窗口内的图形存盘、多边形内图形存盘等。

（三）作业要求

1、数据传输时全站仪和计算机的参数设置要匹配，否则无法传输。

2、在图形编辑时，要使用一切编辑命令，特别是捕捉命令的使用。

2.图幅整饰、图形输出

（一）仪器工具

计算机、数控绘图仪、图纸

（二）作业方法

1、绘图框：

利用“绘图处理”菜单下的“标准图幅”，并依据提示填入图名、测量员、绘图员、检查员的姓名，图廓西南角点坐标并回车，在“删除图框外实体”前打勾，确认后即可完成一幅图形的绘制。

2、图形文件保存：

根据文件菜单下的图形保存菜单对图形进行保存。

3、打印图形：

在“文件/图形输出”菜单下，根据图纸大小对页面进行设置，打印适当比例尺的地形图。

4、提交成果：

数据采集坐标文件、图形文件、打印平面图。

5、绘图仪地图输出：

选择“文件（F）”菜单下的“绘图输出…”项，进入“打印”对话框。

具体输出地图步骤如下：

①“打印设备”选项卡

②“打印设置”选项卡

③单击“完全预览（W）。

。

”按钮对打印效果进行预览，最后单击“确定”按钮打印。

（三）作业要求

1．数据处理时，要熟悉所采用软件的工作环境及基本操作要求。

2．用电缆连接全站仪和计算机时，应选择与全站仪型号相匹配的电缆，小心稳妥地连接

方案一与方案二的比较

方案一与方案二相比测量和计算相对工作量要大，而且也没有方案二快捷，方便，准确的优点。

且平板测图的图纸相对于数字地形图，易变形，易损坏，因此综合各方面因素，选择方案二——全站仪全野外观测法。

8.经费预算

2、工期

本设计所需工期为12天

3、人员

本设计需仪器操作1人、绘图1人、立尺2人、计算1人、记录1人，共6人。

4、仪器

全站仪，反光棱镜，小钢卷尺，纸张，铅笔粉笔、砖石块、已测校园平面图一张（旧图）等。

5、工费预算

仪器所需租赁费按市场现行价格支付；劳工费按当地物价水平及当地劳动市场价支付。

经费

项目

金额（元）

天数

合计