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测绘测量学基础知识

发布日期：

2012-02-04 作者：

舒园浏览次数：

核心提示：

测绘是测量和地图制图的统称。

测绘科学研究的对象主要是地球的形状、大小和地球表面的各种固定物体的几何形状和空间位置。

1、什么是测绘

测绘是测量和地图制图的统称。

测绘科学研究的对象主要是地球的形状、大小和地球表面的各种固定物体的几何形状和空间位置。

2、什么是3S技术

全球定位系统（GPS）、遥感（RS）和地理信息系统（GIS）。

3、什么是4D技术

数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM）、数字线划图（DLG）和数字栅格图（DRG）。

4、什么是地形图。

地形图是按一定比例，经过综合取舍，在图纸上按规定的符号和一定的表示方法描绘地物、地貌平面位置和高程的正射投影图。

5、什么是正射投影

所谓正射投影，也叫等角投影，就是将地面点沿铅垂线投影到投影面上，并使投影前后图形的角度保持不变。

6、什么是地图

按一定比例，有选择的在平面上表示地球上若干现象的图称为地图。

7、什么叫做水准面

我们将水在静止时的表面叫做水准面。

8、什么叫做大地水准面

水准面有无穷多个，其中一个与平均海水面重合并延伸到大陆内部的水准面叫做大地水准面。

9、什么叫地球椭球体

人们经过长期精密测量，发现大地体接近于一个两级稍扁的旋转椭球体，这个与大地形状和大小十分接近的旋转椭球体，我们称为地球椭球体。

地球的形状和大小

1、什么是地球的扁率？

是多少？

扁率=（长半径—短半径）/长半径国际1:

289.257

2、地球的半径如何计算，是多少？

R=1/3（长半径+长半径+短半径）≈6371㎞

3、我国的大地原点设在什么地方？

我国新的大地原点设在陕西省泾阳县永乐镇。

测量坐标系的概念

1、什么是地理坐标，地理坐标又分为哪两类？

用经纬度表示地面点位置的球面坐标称为地理坐标。

地理坐标又分为两类；即天文坐标和大地坐标。

以大地水准面和铅垂线为依据建立起来的坐标系统称为天文坐标；以参考椭球面及其法线为依据建立起来的坐标系统称为大地坐标。

2、什么是首子午面？

国际上公认通过英国格林尼治天文台的子午面，称为首子午面或者起始子午面。

3、什么是首子午线？

首子午面与参考椭球面的交线称为首子午线，或称起始子午线、起始经线，亦称本初子午线。

4、什么是纬线？

垂直于旋转轴N（北极）S（南极）的任意一平面与参考椭球面的交线称为纬线（或称纬圈）。

5、什么是赤道面？

过参考椭球中心且垂直于旋转轴的平面，称为赤道面。

6、什么是赤道？

赤道面与参考椭球面的交线，称为赤道。

7、大地坐标由什么组成？

首子午面和赤道面构成大地坐标系统（经度、纬度）的起算面。

8、什么是经度

过参考椭球面上任意一点P的子午面与首子午面的夹角L，称为该点的经度。

简称经度。

经度由首子午面向东180°称为东经，向西180°称为西经。

9、什么是纬度

过P点的法线与赤道的夹角称为纬度。

纬度由赤道向北180°称为北纬，向南180°称为南纬。

10、如何确定平面直角坐标系？

测区范围小于100㎞2时，常把球面投影面看做平面，这样地面点在投影面上的位置就可以用平面直角坐标来确定。

11、什么是平面直角坐标系？

平面直角坐标系是由平面内两条相互垂直的直线组成的坐标系。

12、什么是高斯投影

高斯平面直角坐标系采用高斯投影方法建立。

高斯投影是由德国测量学家高斯首先提出，后由克吕格推导出实用的坐标投影公式，所以又称为高斯—克吕格投影。

高斯投影又称为横轴椭圆柱投影。

13、什么是高斯平面直角坐标系

以中央子午线和赤道的交点O座位坐标原点，以中央子午线的投影为纵坐标轴X，规定X轴向北为正;以赤道的投影为横坐标轴Y，Y轴向东为正，这样形成了高斯平面直角坐标系统。

14、什么是投影带

将地球椭球面按一定的经度差分成若干范围不大的带，称为投影带。

带宽一般分为6°，3°，分别称为6°带，3°带。

15、什么是6°带？

6°带：

从首子午线算起（0°），每隔经差6°自西向东划分，即0°—6°为第一带，6°—12°为第二带，依次分成60个带。

从首子午线算起向东为正值，向西为负值。

16、什么是3°带？

3°带：

3°带是在6°带的基础上划分的，原则是3°带的第一个带与6°带的第一个带共用一条中央子午线。

17、什么是1954北京坐标系，采用的椭球元素值是多少？

1954北京坐标系是原苏联1942年普尔科沃大地坐标的延伸，它采用的是克拉索夫斯基椭球元素值，大地原点在原苏联普尔科沃天文台。

采用的长半轴是6378245m，扁率为1：

289.3。

18、什么是1980西安坐标系，采用的椭球元素值是多少？

由于1954北京坐标系的大地原点距我国甚远，在我国范围内该参考椭球面与大地水准面存在明显的差距，在我国东部地区两面的差距最大达69m之多，因此,在陕西泾阳永乐镇建立我国的坐标系统，命名为1980西安坐标系统，采用的椭球元素值是，长半轴为6378140m;扁率为1：

289.257。

19、什么是1956年黄海高程系统？

原点高程值是多少？

我国以青岛验潮站1950~1956年连续验潮的结果求得的平均海水面，作为全国的统一的高程基准面。

由此基准面算起的高程系统，称为“1956年黄海高程系统”。

原点高程值是72.289m.。

20、什么是1985国家高程基准？

原点高程值是多少？

1985年国家测绘局根据1952~1979年连续观测的潮汐资料求得的平均值作为国家的高程基准面。

原点高程值是72.260m。

用水平面代替水准面的限度

1、距离误差

距离D/㎞

100

距离误差△D/㎝

0.82

102

821

相对误差△D/D

1/1220000

1/50000

1/12000

所以，只有在大范围内进行精密量距时，才考虑地球曲率的影响，而在一般地形图测量量距离时，可不必考虑这种误差的影响。

2、角度误差

面积P/㎞2

100

1000

10000

角度误差△a〞

0.02

0.17

1.69

16.91

因此，在几百平方公里的小面积地形测量中可以不考虑角度误差的影响。

3、高程误差

距离D/㎞

0.1

0.5

高程误差△h/㎝

0.1

2.0

7.8

785

在一般高程测量中必须考虑其影响，通常把高程误差称之为地球弯曲差。

必须采用加改正数的办法，或采取一定措施减少其影响。

比例尺

1、什么是比例尺？

图上距离与实地相应水平距离之比称为地形图比例尺。

2、什么是数字比例尺？

用数字表示的比例尺称为数字比例尺。

3、什么是直线比例尺？

用一定长度的线段表示图上距离，且按其所相应的实地平距注记的比例尺称为直线比例尺。

4、什么是复比例尺？

复比例尺，又称为斜线比例尺。

5、比例尺的最大精度是多少？

实地平距按比例尺缩绘到图上时不宜小于0.1mm，这种相当于图上0.1mm的实地水平距离称为比例尺的最大精度。

比例尺

1000

1：

2000

1：

5000

1：

10000

1：

25000

最大精度/m

0.1

0.2

0.5

1.0

2.5

地形图符号

1、什么是地形图图式？

实地的地物和地貌是用各种符号表示在图上的，这些符号总称为地形图图式。

2、地形图符号分为哪几类？

地形图符号有三类:

地物符号、地貌符号和注记符号。

3、什么叫做等高线？

把高程相同的高程点，用直线或者曲线连接起来的线段称为等高线，同一条等高线上的高程相等。

4、等高线的种类有哪几种？

等高线的种类分为：

基本等高线（首曲线）、加粗等高线（计曲线）、半距等高线（间曲线）和辅助等高线（助曲线）四种。

地形图的分幅与编号

1、地形图的分幅方法分为哪几种？

地形图的分幅方法有两种：

一种是按经纬线分幅的梯形分幅法，另一种是按坐标格网分幅的矩形分幅法。

2、梯形分幅的比例尺要求是多大？

1：

1000000至1：

5000采用梯形分幅法分幅。

3、梯形分幅的标准是什么?

1：

1000000（100万）梯形分幅的标准是以赤道分别向南向北，每纬差4°为一行，至北纬88°分为22行用大写拉丁字母（字符码）A，B，C，…,V表示行号。

从180°经线起，自西向东每经差6°为一列，依次用阿拉伯数字（数字码）1，2，3，…，60表示其列号。

1：

500000（50万）是在1：

（100万）分幅基础上分幅的，将1：

1000000（100万）分为2行2列，共4幅1：

500000（50万）地形图，分别以A,B,C,D来表示。

例如：

1：

1000000图号为J—51，则1：

500000图号为J—51—A。

250000（25万）是在1：

1000000（100万）分幅基础上分幅的，将1：

1000000（100万）分为4行4列，共16幅1：

250000地形图，分别以[1],[2],[3],…[16]来表示。

例如：

1：

1000000图号为J—51，则1：

250000图号为J—51—[1]。

100000（10万）是在1：

1000000（100万）分幅基础上分幅的，将1：

1000000（100万）分为12行12列，共144幅1：

100000地形图，分别以1，2，3,…144来表示。

例如：

1：

1000000（100万）图号为J—51，则1：

250000图号为J—51—1。

1：

50000（5万）是在1：

100000（10万）分幅基础上分幅的，1：

（10万）地形图可分为4幅1：

（5万）地形图，分别以A,B,C,D来表示，例如：

1：

100000（10万）图号为J—51—5，则1：

50000（5万）图号为J—51—5—A。

1：

25000（2.5万）是在1：

50000（5万）分幅基础上分幅的，1：

（5万）地形图可分为4幅1：

（2.5万）地形图，分别以1,2,3,4来表示，例如：

1：

50000（5万）图号为J—51—5—A,则1：

250000（2.5万）图号为J—51—5—A—4。

1：

10000（1万）是在1：

100000（10万）分幅基础上分幅的，1：

（10万）地形图可分为8行8列，共64幅1：

（1万）地形图，分别以

（1）,

（2）,（3）,…（64）来表示，例如：

1：

100000（10万）图号为J—51—1,则1：

10000（1万）图号为J—51—1—（4）。

1：

5000（5千）是在1：

10000（1万）分幅基础上分幅的，1：

（1万）地形图可分为4幅1：

（5千）地形图，分别以a,b,c,d来表示，例如：

1：

10000（1万）图号为J—51—1—（4）,则1：

5000（5千）图号为J—51—1—（4）—a。

4、新的国家基本比例尺地形图分幅与编号

新的国家基本比例尺地形图分幅与编号表

分幅基础图

分出新图幅

比例尺

经差

纬差

幅数

比例尺

经差

纬差

序号

图幅编号

1：

100万

6°

4°

1：

50万

3°

2°

A,B,C,D

J—51—A

1：

100万

6°

4°

1：

25万

1°30′

1°

[1],[2],…[16]

J—51—[1]

1：

100万

6°

4°

144

1：

10万

30′

20′

1，2，…144

J—51—1

1：

10万

30′

20′

1：

5万

15′

10′

A,B,C,D

J—51—5—A

1：

10万

30′

20′

1：

1万

3′45″

2′30″

（1）,

（2）,…（64）

J—51—1—（4）

1：

5万

15′

10′

1：

2.5万

7′30″

5′

1,2,3,4

J—51—5—A—4

1：

1万

3′45″

2′30″

1：

5000

1′52.5″

1′15″

a,b,c,d

J—51—1—（4）—a

5、比例尺代码表

比例尺

1：

50万

1：

25万

1：

10万

5万

2.5万

1：

1万

1：

5000

代码

6、1：

1000000（100万）~1：

5000地形图的行列编号

XXXXXXXXXX

1：

（100万）地形图

图幅行号（字符码）图幅行号（数字码）

1：

（100万）地形图

图幅列号（数字码）图幅行号（数字码）

比例尺代码

7、国家基本比例尺地形图分幅编号关系

比例尺

1：

100万

1：

50万

1：

25万

1：

10万

1：

5万

1：

2.5万

1：

1万

1：

5000

图幅

范围

经差

6°

3°

1°30′

30′

15′

7′30″

3′45″

1′52.5″

纬差

4°

2°

1°

20′

10′

5′

2′30″

1′15″

行列数量关系

行数

192

列数

192

图幅数量关系

144

576

144

2304

576

144

9216

2304

576

36864

9216

2304

256

地形测量作业概述

1、地形测量作业的目的是什么？

地形测量作业的目的是获得精确的地形图点位资料，供有关部门使用。

2、测量作业的原则是是什么？

测量作业中必须遵循：

在布局上“由整体到局部”，在精度上“由高级到低级，分级布网，逐级控制”，在程序上“先控制后测图”的原则进行。

3、什么叫测区？

我们通常把需要进行测量的区域叫做测区。

角度测量原理

1、什么是水平角？

相交两直线之间的夹角在水平面上的投影称为水平角。

2、什么是竖直角？

同一竖直面内目标方向与一特定方向之间的夹角称为竖直角。

3、什么叫天顶距？

目标方向与天顶方向（即铅垂线的反方向）所构成的夹角，称为天顶距。

4、什么是盘左观测？

刻度盘在左侧时进行水平角观测称为盘左观测。

5、什么是盘右观测？

刻度盘在右侧时进行水平角观测称为盘右观测。

6、什么叫半测回，什么叫一测回？

水平角观测时只使用盘左或盘右进行水平角观测称为半测回。

水平角观测时同时使用盘左、盘右进行水平角观测称为一测回。

7、什么是2C?

如何计算?

每半测回结束后的归零差称为2C。

2C=L—（R±180°）L：

为盘左，R：

为盘右。

8、什么是指标差？

如何计算？

竖盘指标偏离正确位置，使视线水平时的竖盘读数大了或小了一个数值x，这个偏离值称为竖盘指标差。

计算方法为：

a左=90°—（L—x）；a右=（R—x）—270°;平均值：

x=1/2[（L+R）—360°]

9、什么是真北？

地面上任意一点指向北极的方向称为真北。

10、什么是磁北？

地面上任意一点指向磁针所指的方向称为磁北。

11、什么是坐标北？

坐标纵轴（x轴）所指的方向称为坐标北。

12、测量工作使用的三种标准方向是？

测量工作使用的三种标准方向为真子午线方向、磁子午线方向和坐标纵轴方向。

13、三种方位角之间的换算关系？

根据：

子午线收敛角γ和磁偏角δ推算

A=a+γa=Am+δ+γ

A为真方位角；Am为磁方位角；a为坐标方位角。

测绘基础知识-隧洞贯通测量

发布日期：

2012-02-04 作者：

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核心提示：

是坑道施工中和贯通后的测量。

前者是为确保掘进的坑道（或竖井）能按设计准确贯通而进行的，一般包括：

地面联测、地下导线测量和坑道掘进测量、放样掘进方向和坡度，并常检查其正确性；

贯通测量（breakthroughsurvey）是坑道施工中和贯通后的测量。

前者是为确保掘进的坑道（或竖井）能按设计准确贯通而进行的，一般包括：

地面联测、地下导线测量和坑道掘进测量、放样掘进方向和坡度，并常检查其正确性；后者是在隧道贯通后，测定实际的横向、纵向和竖向贯通误差。

目的是为获取实际的贯通误差值，作为下一步调整施工中线的依据，以获得一条调整后的隧道中线，作为扩大断面、衬砌以及在铁路隧道中铺设铁轨的依据。

贯通测量包括平面贯通测量和高程贯通测量。

前者是测定实际的横向和纵向贯通误差，测量方法随洞内控制的形式而异：

对于采用中线法施工的隧道贯通之后，应从相向测量的两个方向各自向贯通面延伸中线，并各钉一临时桩，量取两桩之间的距离，即得隧道的实际横向贯通误差，两临时桩的里程之差即为隧道的实际纵向贯通误差；采用单导线作为洞内控制时，贯通之后在贯通面上钉一临时桩，从相向测量的两个方向各自向临时桩进行支导线测量，分别测取临时桩点的平面坐标，将两组坐标的差值分别投影到贯通面上和隧道中线上，则贯通面上的投影即为横向贯通误差，在中线上的投影即为纵向贯通误差。

其他类型的控制图形可据实际情况设计适合的方法。

高程贯通测量是测定实际的竖向贯通误差，通常采用水准测量方法，从隧道两端洞口附近的水准点开始，各自向洞内进行，分别测出贯通面上同一点的高程，即获此点的两个高程之差。

测绘基础知识-变形观测

发布日期：

2012-02-04 作者：

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核心提示：

变形监测又称为变形测量或变形观测，变形测量则是对设置在变形体上的观测点进行周期性地重复观测，求得观测点各周期相对于首期的点位或高程的变化量。

变形观测的概念：

变形是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时间域或空间域的变化。

变形体用一定数量的有代表性的位于变形体上的离散点（称监测点或目标点）来代表，监测点的变形可以描述变形体的变形。

变形分类：

1）变形体自身的形变。

变形体自身的形变包括：

伸缩、错动、弯曲和扭转四种变形，

2）变形体的刚体位移。

刚体位移则含整体平移、整体升降、整体转动和整体倾斜。

变形监测分类：

（1）静态变形监测，静态变形是时间的函数，观测结果只表示在某一期间内的变形，静态变形通过周期测量得到。

（2）动态变形监测，动态变形指在外力（如风、阳光）作用下产生的变形，它是以外力为函数表示的，动态变形需通过持续监测得到。

变形观测对象

1）研究全球性变形，如监测全球板块运动、地极运动、地球自转速率变化、地潮等；

2）区域性变形研究，如地壳形变监测、城市地面沉降；

3）工程和局部性变形研究，工程变形监测一般包括工程（构）建筑物及其设备以及其他与工程建设有关的自然或人工对象，这是本课程研究的主要内容。

工程变形的原因

一、自然条件及其变化；

二、与建筑物本身相联系的原因；

三、勘测设计、施工及运营管理工作做的不合理，也会引起建筑物额外的变形。

变形监测的内容

1）垂直位移（沉降）监测

2）水平位移监测

3）倾斜监测

4）裂缝监测

5）挠度监测

6）日照和风振监测等

变形观测的意义

（1）首先是实用上的意义，主要是掌握各种工程建筑物的地质构造的稳定性，为安全诊断提供必要的信息，以便发现问题并采取措施；

（2）其次是科学上的意义，包括更好地理解变形的机理，验证有关设计的理论和地壳运动的假说，进行反馈设计以及建立有效的预报模型

对于工程的安全来说：

监测是基础，分析是手段，预报是目的。

工程变形监测技术

在工程和局部变形监测方面，地面常规测量技术、地面摄影测量技术、特殊和专业的测量手段、以及以GPS为主的空间定位技术等均得到了较好的应用。

（1）常规大地测量方法

常规大地测量方法的完善与发展，其显著进步是全站型仪器的广泛使用，尤其是全自动跟踪全站仪（RTS,RoboticTotalStations），有时也叫测量机器人（Georobot）,为局部工程变形的自动监测或室内监测提高了一种良好的技术手段，它可以进行一定范围内无人值守、全天候、全方位的自动监测。

实际工程试验表明，测量机器人监测精度可达亚mm级。

最大的缺陷是受测程限制，测站点一般都在变形区域的范围之内。

（2）地面摄影测量

地面摄影测量技术在变形监测中的应用虽然起步较早，但是由于摄影距离不能过远，加上绝对精度较低，使得其应用受到局限，过去仅大量应用于高塔、烟筒、古建筑、船闸、边坡体等的变形监测。

近几年发展起来的数字摄影测量和实时摄影测量为地面摄影测量技术在变形监测中的深入应用开拓了非常广泛的前景。

（3）特殊的测量手段

光、机、电技术的发展，研制了一些特殊和专用的仪器可用于变形的自动监测，它包括应变测量、准直测量和倾斜测量。

例如，遥测垂线坐标仪，采用自动读数设备，其分辨率可达0.01mm；采用光纤传感器测量系统将信号测量于信号传输合二为一，具有很强的抗雷击、抗电磁干扰和抗恶劣

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