(武汉大学)数字测图原理与方法课件-第四章
数字测图原理与方法
数字测图原理与方法数字测图是一种利用数字技术对地理空间信息进行测量和表达的方法，它是地理信息系统（GIS）和遥感技术的重要组成部分，也是现代测绘学的发展方向之一。
数字测图的原理和方法对于地理信息的获取、处理和应用具有重要意义，下面将介绍数字测图的原理和方法。
首先，数字测图的原理是基于地理空间数据的数字化表示和处理。
地理空间数据是指地球表面上各种自然和人文现象的地理位置和属性信息，包括地形、地貌、地物、土地利用、交通网络等。
数字测图的原理是将地理空间数据以数字方式进行表示和存储，通过数字化的手段进行测量、分析和表达，以实现对地理空间信息的有效管理和利用。
其次，数字测图的方法包括地理信息获取、数据处理和空间分析三个方面。
地理信息获取是指通过遥感技术、全球定位系统（GPS）等手段获取地理空间数据，包括影像数据、地面控制点、地物属性等；数据处理是指对获取的地理空间数据进行预处理、配准、拼接等操作，以获取高质量、一致性的地理信息数据；空间分析是指对处理后的地理信息数据进行空间关系分析、空间模型构建、地理空间数据可视化等操作，以实现对地理空间信息的深度挖掘和应用。
最后，数字测图的应用领域包括地理信息系统、城市规划、资源环境管理、农业生态等多个领域。
在地理信息系统中，数字测图可以实现对地理空间数据的管理、查询、分析和可视化展示；在城市规划中，数字测图可以为城市规划设计、土地利用规划、交通规划等提供空间数据支持；在资源环境管理中，数字测图可以为资源调查、环境监测、灾害风险评估等提供空间信息支持；在农业生态领域，数字测图可以为土地利用规划、农田水利管理、生态环境保护等提供空间数据支持。
总之，数字测图的原理和方法是地理信息科学和技术的重要组成部分，它对于地理空间信息的获取、处理和应用具有重要意义。
通过对数字测图的原理和方法的深入理解和应用，可以更好地实现对地理空间信息的有效管理和利用，推动地理信息科学和技术的发展，为经济社会发展和生态环境保护提供更好的支持和服务。
数字测图原理与方法课件
方 大地纬度 过地面某点的椭球面法线与赤道面的夹角，称为该点的大地纬
法 度，用B表示。
规定：从赤道面起算，由赤道面向北为正，从 0°到90°， 称为北纬；由赤道面向南为负，从 0°到90°，称为南纬。
大地高 P点沿椭球面法线到椭球面的距离H，称为大地高， 从椭球面起算，向外为正，向内为负。
图2-4
第2章 测量基本知识 2.2 测量常用坐标系和参考椭球定位
第2章 测量基本知识 2.1 地球形状和大小
2.1.1.2 铅垂线
数 字 测 图 原
地球表面任一质点，都同时受到两个作 用力： 其一是地球自转产生的惯性离心力； 其二是整个地球质量产生的引力。 这两种力的合力称为重力。
理
重力的作用线又称为铅垂线。铅垂
与
线是测量外业所依据的基准线。
方
图2-1
法
2.1.1.3 水准面
原
图。这种测图方法的实质是图解法测图，在测图过程中，数字的精度由于刺点、绘图、
理
图纸伸缩变形等因素的影响会大大降低，而且工序多、劳动强度大、质量管理难。
与
图解法测图的最终成果是地形图，图纸是地形信息的惟一载体。
方
广义的数字测图包括：利用全站仪或其它测量仪器进行野外数字化测图；利用手扶
法
数字化仪或扫描数字化仪对纸质地形图的数字化；以及利用航摄、遥感像片进行数字化
2.2.1.2 空间直角坐标系
数 字 测 图 原
以椭球体中心O为原点；起始子午面与赤 道面交线为X轴；赤道面上与X轴正交的方 向为Y轴；椭球体的旋转轴为Z轴；构成右 手直角坐标系O-XYZ。在该坐标系中，P点 的位置用x，y，z表示。
理 2.2.1.3 WGS-84坐标系
数字测图原理与方法
数字测图原理与方法数字测图是一种利用数字化技术进行测绘和绘图的方法，它可以高效地获取地理空间信息，并进行数字化处理和分析。
数字测图技术的发展，为地图制图和地理信息系统的建设提供了强大的支持，也为各行各业的应用提供了丰富的空间数据资源。
本文将介绍数字测图的原理和方法，以及其在实际应用中的意义和作用。
一、数字测图的原理。
数字测图是利用遥感技术、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）等现代技术手段，获取地理空间信息，并进行数字化处理和表达的一种测绘方法。
数字测图的原理主要包括地面控制点的获取、影像数据的获取、数字化处理和数据融合等环节。
其中，地面控制点的获取是数字测图的基础，它通过GPS等定位技术获取地面点的坐标信息；影像数据的获取则是利用遥感技术获取地面的影像数据，包括卫星影像、航空影像等；数字化处理则是将获取的地理空间信息进行数字化处理，包括影像的配准、地物的提取等；数据融合则是将不同来源的地理空间信息进行融合，形成完整的数字地图数据。
二、数字测图的方法。
数字测图的方法主要包括遥感影像获取、GPS定位、数字化处理和数据融合等环节。
首先，遥感影像获取是数字测图的基础，它通过卫星、航空等遥感平台获取地面的影像数据；GPS定位则是通过全球定位系统获取地面点的坐标信息；数字化处理则是将获取的地理空间信息进行数字化处理，包括影像的配准、地物的提取等；数据融合则是将不同来源的地理空间信息进行融合，形成完整的数字地图数据。
三、数字测图的意义和作用。
数字测图技术的发展，为地图制图和地理信息系统的建设提供了强大的支持。
它不仅可以高效地获取地理空间信息，还可以进行数字化处理和分析，为各行各业的应用提供了丰富的空间数据资源。
数字测图在城市规划、土地利用、资源调查、环境监测等领域都有着重要的应用价值，可以为决策提供科学依据，为社会经济的发展提供支持。
综上所述，数字测图是一种利用数字化技术进行测绘和绘图的方法，它通过遥感技术、GPS定位等现代技术手段，获取地理空间信息，并进行数字化处理和表达。
数字测图原理与方法
往返观测 取平均可减 小尺子的升 沉误差。
h h往 h返 2
4.4.3外界环境带来的
➢ 大气折光
在晴天，地面温度高，
空气的密度较上面的稀， 光线向上折射。
1）视线高出地面0.3m， 2）选择合适的天气（阴
一对水准尺黑面零点差
设置偶数测站
m居中
0.1
S
m居中
0.1 2
S
4.4.2 观测误差 — 作业过程操作带来的
➢ 调焦误差
4.4.2 观测误差 — 作业过程操作带来的
➢ 水准尺上估读误差：受望远镜的放大率、人眼的 ➢ 局限性，视距长度等影响。
1591 ? 中丝读数： 1592 ?
1593 ?
4.4.2观测误差 — 作业过程操作带来的
K+黑 减 红
高 差 中 数
备 考
2121
2196 后
1934 6621
0
1747
1821 前
2008 6796 -1
2
37.4
37.5 后 - 前 -0074 -0175 +1 -0074.5
-0.1
-0.3
1914
2055 后 5 1726 6513
0
1539
1678 前 6
1866 6554 -1
➢ 水准尺竖立不直 ✓对读数的影响：
a a1 cos1 a2 cos 2 acos a a1 a a2 a a(1 cos )
✓一个测站：
h a b (a' b' )(1 cos ) h' (1 cos )
数字测图原理与方法习题和实验课后习题答案(武汉大学出版)
数字测图原理与方法习题和实验课后习题答案（武汉大学出版）一. 测量学基本知识思考题1.什么是水准面,水准面有何特性,2.何谓大地水准面,它在测量工作中有何作用,3.测量工作中常用哪几种坐标系,它们是如何定义的,4.测量工作中采用的平面直角坐标系与数学中的平面直角坐标系有何不同之处,画图说明。
5.何谓高斯投影,高斯投影为什么要分带,如何进行分带,6.高斯平面直角坐标系是如何建立的,7.应用高斯投影时，为什么要进行距离改化和方向改化,8.地球上某点的经度为东经112?21′，求该点所在高斯投影6?带和3?带的带号及中央子午线的经度,9.若我国某处地面点P的高斯平面直角坐标值为:x=3102467.28m，y=20792538.69m。
问:(1)该坐标值是按几度带投影计算求得。
(2) P点位于第几带,该带中央子午线的经度是多少,P点在该带中央子午线的哪一侧,(3)在高斯投影平面上P点距离中央子午线和赤道各为多少米,10.什么叫绝对高程,什么叫相对高程,11.根据“1956年黄海高程系”算得地面上A点高程为63.464m，B点高程为44.529m。
若改用“1985国家高程基准”，则A、B两点的高程各应为多少,12.用水平面代替水准面，地球曲率对水平距离、水平角和高程有何影响,13.什么是地形图,主要包括哪些内容,14.何谓比例尺精度? 比例尺精度对测图有何意义,试说明比例尺为1?1000和1?2000地形图的比例尺精度各为多少。
15.试述地形图矩形分幅的分幅和编号方法。
《数字测图原理与方法实验与习题》部分习题参考答案一、测量学基本知识8. 6?带 N=19 L=111?3?带 n=37 l =111?9. (1) 6 ?带;(2)第20带，L20 =117?E，东侧;( 3)距中央子午线292538.69 m ，距赤道 3102467.28 m11. HA =63.435 m ; HB =44.500 m14. 1?1000 0.1m ; 1?2000 0.2m15. 12.356cm , 6.178cm16. 22400m217. -16′46″18. αAB =178?48′19. Am =263?10 ′20. ?1=αBA - αBD ; ?2=αCB - αCA ; ?3=αDC - αDB21. αAC =301?58′31″; αAD =39?27′26″;αBC =227?55′19″; αBD =122?59′32″24. H50H16304025. 1?10万;L=97?E ，B=38?N二. 测量误差基本知识思考题1.何谓真误差,试举例说明。
数字测图原理与方法复习提纲(1-4章)
第一章绪论1.测绘学P1测绘学是研究和推算地面的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形态和人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地球分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术的学科。
2.测量学P2测量学研究地球表面局部地区内测绘工作的基本理论、技术、方法及应用。
3.测绘学研究的对象及任务P1测绘学分支学科：大地测量学、摄影测量学、地图学、工程测量学、海洋测绘学。
4.广义的数字测图包含的内容P31）地面数字测图：利用全站仪或其他测量仪器进行野外数字化测图。
2）地图数字化：利用数字化仪对纸质地形图的数字化。
3）数字摄影测量：利用航摄、遥感相片进行数字化测图。
5.数字测图的发展概况P31）1950s开始自动化问题研究、制图自动化配套设备研制与开发。
1970初制图自动化规模生产，美、加、欧各国相继出现硬件自动制图系统。
2）大比例尺地面数字测图是20世纪70年代电子速测仪问世后发展起来的，80年代初全站型电子速测仪的迅猛发展加速了数字测图的研究和应用。
3）20世纪90年代：基于载波相位差分的RTK实时动态定位技术。
我国：1）第一阶段：利用全站仪采集数据，电子手簿记录，同时人工绘制标注测点点号的草图，到室内将测量数据直接由记录其传输到计算机，再由人工按草图编辑图形文件，并键入计算机自动成图，经人机交互编辑修改，最终生成数字地形图，由绘图仪绘制地形图。
2）仍采用野外测记模式。
开发了智能化的外业数据采集软件；计算机成图软件能直接对接收的地形信息数据进行处理。
目前国内利用全站仪配合便携式计算机或掌上电脑，以及直接利用全站仪内存的大比例尺地面数字测图方法已得到广泛应用。
第二章测量坐标系和高程1.水准面及特性1)处于静止状态的水面称为水准面。
2)特点：1）是一个重力等位面；2）水准面上处处与重力方向垂直；3）水准面有无数个。
2.大地水准面及其在测量中的作用1)把一个假想的、与静止的平均海平面重合并向陆地延伸且包围整个地球的特定重力等位面称为大地水准面。
第4章立体测图的原理与方法ppt课件
S1S2：摄影中心 S1′S2′：投影中心
B：摄影基线
b：投影基线
摄影时关键（条件）：恢复测绘时投影光束的方位，使 其与摄影时的方位相同，从而建立立体模型进行测图
S1a1A S2a2A B 三个矢量要共面 模拟时也要三线共面即保证所有同名光线对对相交。
实质：确定一张像片的空间位置要知道它的内、外方位 元素。
④动bx使（N4）与N4垂直方向重合（即 使N1(N4)=N1N4）【解决了λ】
2.模型置平：
①航向置平：取去底图，用测绘台测 标升（降）切准模型上的（N1）点， 读高程读数Z(N1)扭动读数盘，使 Z(N1)=ZN1=H1/M【解决了Zs】
再用测标切准（N2）升降Φ螺丝，直 至Z(N2)=ZN2＝H2/M【解决了Φ 】
Q＝Y2-Y1
y1
y2
x
方法
1. 单独像对相对定向 2. 连续像对相对定向
单独像对相对定向元素
取垂直于X轴方向
单独像对相对定向元素
单独像对相对定向元素
单独像对相对定向元素
在这样的坐标系下： 单独像对相对定向元素：1 2 1 2 2
注意：
①这里的 与外方位角元素不同。 ②b只确定模型大小。与两像片相关位置无
在像对的四个角各选一个已知
地面平高点）。将已知地面点
按坐标依成图比例尺展绘出来
②将图底置于仪器承影面（桌面）上， 用测标使（N1）垂直对准N1（可以拖 动图纸）说明x、y已经对准，（N1） 与N1的起点一致。【解决了XS、YS】
③测标对准（N4）垂直下来，图底上垂 足落在N1N4的连线（或延长线）上 （转动图纸）（以N1点为圆心，解决 了整个模型的转动）【解决了K】
关。（纳入到绝对定向元素） ③这样坐标系对于某像对是独立的，与其他
数字测图原理及方法
三、测绘科学的应用范围
3、在科学研究方面，诸如航天技术、地壳形变、地震预报、 气象预报、滑坡监测、灾害预测和防治、环境保护、资源调查以 及其他科学研究中，都要应用测绘科学技术，需要测绘工作的配 合。
数字测图原理及方法
四、测绘科学的应用实例
GPS在大坝外观及滑坡监测中的应用
数字测图原理及方法
激光跟踪
1.2 地球的形状和大小
数字测图原理及方法
一、地球的自然表面
地球的自然表面：地球的自然表面高低起伏，其形状十分复杂。海洋
的面积占71%,陆地的面积占29%。 珠穆朗玛峰高达8848.13m 马里亚纳海沟深达11022m
数字测图原理及方法
一、测量学简介
测绘学是研究测定和推算地面的几何位置、地球形状
及地球重力场，据此测量地球表面自然形态和人工设施的
几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地球分布，
编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论
和技术的学科。是地球科学的重要组成部分。
地球上一点（三维坐标系）XYZ
数字测图原理及方法
二、测量学内容
4、海洋测绘学
海洋测绘学是以海洋水体和海底为对象, 研究海洋定位、 测定海洋大地水准面和平均海面、海底和海面地形、海洋重 力、海洋磁力、海洋环境等自然和社会信息的地理分布，及
编制各种海图的理论和技术的学科。 以海洋和陆地水域 为对象进行的测量工作。
5、矿山测量学 研究如何保护矿产资源的合理开发、安全生产
现代的测量学作为一门能采集和表示各种地物和地貌的形状、大 小、位置等几何信息，以及能把设计的建筑物、设备等按设计的 形状、大小和位置准确地在实地标定出来的技术，在各种工程建 设中的应用愈来愈广泛。
数字测图原理与方法
数字测图原理与方法§1.1 测绘学的任务及作用一、测绘学定义、内容、任务：研究测定和推算地面的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形态和人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地球分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术的学科。
是地球科学的重要组成部分。
二、测绘学分支学科：大地测量学、测量学、摄影测量与遥感学、地图制图学、工程测量学、海洋测绘学。
1 、大地测量学大地测量学是研究和确定地球的形状、大小、重力场、整体与局部运动和地表面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科。
2 、摄影测量与遥感学摄影测量与遥感学是研究利用电磁波传感器获取目标物的影像数据，从中提取语义和非语义信息，并用图形、图象和数字形式表达的一门学科。
3 、地图制图学地图制图学是研究模拟和数字地图的基础理论、设计、编绘、复制的技术方法以及应用的学科。
4 、工程测量学工程测量学是研究工程建设和自然资源开发中，在规划、勘测设计、施工和运营管理各个阶段进行的控制测量、大比例尺地形测绘、地籍测绘、施工放样、设备安装、变形监测及分析与预报等的理论和技术的学科。
5、海洋测绘学海洋测绘学是以海洋水体和海底为对象, 研究海洋定位、测定海洋大地水准面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力、海洋磁力、海洋环境等自然和社会信息的地理分布，及编制各种海图的理论和技术的学科。
三、测绘科学技术的地位和作用测绘科学技术的应用范围非常广阔，测绘科学技术在国民经济建设、国防建设以及科学研究等领域，都占有重要的地位，对国家可持续发展发挥着越来越重要的作用。
测绘工作常被人们称为建设的尖兵，不论是国民经济建设还是国防建设，其勘测、设计、施工、竣工及运营等阶段都需要测绘工作，而且都要求测绘工作“先行”。
1 、在国民经济建设方面，测绘信息是国民经济和社会发展规划中最重要的基础信息之一。
测绘工作为国土资源开发利用，工程设计和施工，城市建设、工业、农业、交通、水利、林业、通信、地矿等部门的规划和管理提供地形图和测绘资料。
数字测图原理与方法
数字测图原理与方法数字测图原理与方法一、比例尺的概念及比例尺的分类。
比例尺：图上长度与相应的实地水平长度之比，称为该图的比例尺。
比例尺的分类①小比例尺：1:25万、1:50万、1:100万②中比例尺：1:2.5万、1:5万、1:10万③大比例尺：1:500、1:1000、1:2000、1:5000、1:1万二、白纸测图与数字测图的基本概念。
(1)白纸测图：传统的地形测量是利用测量仪器对地球表面局部区域内的各种地物、地貌（总称地形）的空间位置和几何形状进行测定，以一定的比例尺并按图式符号绘制在图纸上，即通常所称的白纸测图。
(2)数字测图：广义地讲，生产数字地图的方法和过程就是数字测图。
数字测图实质上是一种全解析机助测图方法。
它以计算机为核心，在相关输入输出设备的支持下，对地形空间数据进行采集、存贮、处理、输出和管理。
三、什么是大比例尺数字地图？贮存在数据载体(磁带、磁盘或光盘)上的数字形式的大比例尺地图。
四、大比例尺数字地图的特点。
（1）以数字形式表示地图的内容。
（2）具有良好的现势性。
（3）以数字形式贮存的1:1的数字地图，不受比例尺和图幅的限制。
（4）具有较高的位置精度且精度均匀。
（5）为与空间位置有关的信息系统提供基础数据。
（6）地图的建立需要较大的费用和较长的时间。
（7）读写需要相应的软硬件的支持。
五、数字测图技术特点。
（1）精度高（2）自动化程度高、劳动强度小（3）更新方便、快捷（4）便于保存与管理（5）便于应用（6）易于发布和实现远程传输六、数字测图系统的工作过程及作业模式。
数字测图（digital surveying and mapping，简称DSM）系统是以计算机为核心，在外连输入输出设备硬、软件的支持下，对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘系统。
大比例尺数字测图分为三个阶段：数据采集、数据处理和地图数据的输出。
广义地理解数字测图系统:采集地形数据输入计算机，由机内的成图软件进行处理、成图、显示，经过编辑修改，生成符合国标的地形图，并控制数控绘图仪出图。
数字测图原理与方法-武汉大学
六、上交成果
1.各组读数练习记录手簿一份。 2.各组普通水准测量原始记录表一份。
记录： 李 二
高程/m 46.215 备注
42.613 42.613
43.604
三、试验组织和仪器设备
1.分 组
每组4人，一人观测、一人记录、两人扶尺。
2.学
时
课内4学时，课外2学时
3.仪器及用具
每组借DS3水准仪l台、水准尺1对、尺垫2个，记 录板1块。
四、试验任务
1、使用DS3型微倾式水准仪进行黑红面读数，每人完 成10组，要求黑红面读数差小于6mm； 2、使用DS3微倾式水准仪完成一4个测站的闭合环线 观测，要求每人完成一个测站的观测和记录，各 测站高差之和小于40(√n) mm。
五、注意事项
1、水准仪架设时要旋紧中心连接螺旋，严防仪器从脚 架上掉下摔坏。 2、在读数前，注意消除视差；必须使符合水准器气泡 居中（微倾式水准仪水准管气泡两端影象符合）。 3、注意倒像望远镜中水准尺图形与实际图形的变化。 4、记录员听到观测员读数后必须向观测员回报，经观 测员默许后方可记人手簿，以防听错而记错。 5、手簿记录、计算一律取至mm。
2)基座 3水准仪使用的水准尺及其读数
中丝读数用来计算高差 上、下丝读数可用来计算前后视距
S K l ；K=100
l 下丝读数 上丝读数 , 或 上丝读数 下丝读数；
二、试验内容
3、DS3光学水准仪的使用方法
1）安置仪器 2）粗平：移动一个脚架腿使圆水准器泡居中； 3）瞄准水淮尺：消除视差并使十字丝的竖丝对准 水准尺或靠近水准尺的一侧。 4）精平：调节微倾螺旋使水准管气泡居中，自动 安平水准仪没有这一步骤。 5）读数：中丝读数算高差，上下丝读数算视距。
第4章数字测量方法v24优秀课件
数字电压表
（2）积分型数字电压表 基本原理是利用积分原理将被测电压首先转换成时
间或频率，然后再转换成数字量。故积分型数字电压表 实质上是将被测电压与基准电压间接地进行比较，故又 叫间接比较型数字电压表。
特点是抗干扰能力强、成本低，但测量速度较慢。
（3）复合型数字电压表 基本原理是将比较型和积分型数字电压表结合起来，
各取其优点，综合运用。 特点成本较高，多用于高精度测量的场合。
4.1 电压测量的数字化方法 4.2 直流数字电压表 4.3 多用型数字电压表 4.4 频率的测量 4.5 时间的测量
4.1 电压测量的数字化方法
数字化测量：将连续的模拟量转换成断续的数字量，然 后进行编码、存储、显示及打印等。 转换器
数字电压表
➢ 数字电压表（DVM）是采用模—数（A/D）转换原理，将 被测模拟电压转换成数字量，并将转换结果以数字形式显示出 来的一种电子测量仪器。
➢ 数字电压表的种类：
• 按精确度这个标准来划分有，高精度(≤0.001％)、中精度 (≤0.01%)、低精度（>0.01）。
• 按测量速度这个标准来划分有，高速的(几百～几万次／s)、 中速的(几十～几百次／s)、低速的(零点几～十几次／s)。
如上述的DVM在最小量程200mV上分辨力为0.1mV，
则分辨率为：
0.1mV100%0.05% 200mV
分辨率也可直接从显示位数得到（与量程无关），如3
位半的DVM，可显示出1999，则分辨率为：
1 100%0.05% 2000
二、主要性能指标：
4、测量精度
取决于DVM的固有误差和使用时的附加误差（温度等）
固有误差表达式： V (% V x% V m )
数字测图原理及方法
7.1 碎部测图方法
• 4 数字测图
• 广义的数字测图主要包括：地面(野外)数字测图、地图数字化成图、摄影 测量和遥感数字测图。
• 狭义的数字测图指地面数字测图。 ——地面数字测图 • 依据采集数据的手段不同，分为：
– 地面数字测图（野外数据采集）
• 全站仪测量模式：用全站仪进行实地测量，将野外采集的数 据自动传输到内存、电子手簿、掌上电脑或便携机内记录， 利用数字测图软件自动生成数字地图，并控制绘图仪自动绘 制地形图。
数字测图原理及方法
7.1 碎部测图方法
——地形图的拼接方法
拼接时用宽5.6cm的透明纸蒙在左图幅的接图边上，用铅笔把坐 标格网线、地物、地貌描绘在透明纸上，然后再把透明纸按坐标 格网线位置蒙在右图幅衔接边上，同样用铅笔描绘地物和地貌； 当用聚脂薄膜进行测图时，不必描绘图边，利用其自身的透明性， 可将相邻两幅图的坐标格网线重叠；若相邻处的地物、地貌偏差 不超过规定的要求时，则可取其平均位置，并据此改正相邻图幅 的地物、地貌位置。
仙台镇南 第三小学
小庙村
热电厂 10.0-21.0
测 绘 机 关 全 称 10.0
21.0
1988年5月 测图。
任意直角坐标系，坐标起点以 为原点起算。
1985年国家高程基准，等高距1m。 1993年图式。
1:1000
数字测图原理及方法
密级
22.0 10.8
附 注 ：
10.0 22.0
测量员 绘图员 检查员
4) 用个圆量角器和直尺，按极坐标法将碎部点图解展绘至图纸上，并 注记该点高程值。
5) 重复2-4步骤，测给其它碎部点。 仪器搬至其它控制点上后，应复测上一测站所测的若干碎部点，检查确 认无误后，再在新测站上开始测绘。
武汉大学数字测图原理与方法全套PPT学习教案
图2-4大地坐标系
P点沿椭球面法线到椭球面的距离H，称为大地高，从椭球面起算，向 外为正，向内为负。
P点的大地经度、大地纬度，可用天文观测方法测得P点的天文经度λ、 天文纬度φ，再利用P点的法线与铅垂线的相对关系（称为垂线偏差）改算 为大地经度L、大地纬度B。在一般测量工作中，可以不考虑这种改化。
地球表面任一质点，都同时受到两个作用 力，其一是地球自转产生的惯性离心力；其二 是整个地球质量产生的引力。这两种力的合力 称为重力。引力方向指向地球质心；如果地球 自转角速度是常数，惯性离心力的方向垂直于 地球自转轴向外，重力方向则是两者合力的方 向（图2-1）。重力的作用线又称为铅垂线， 用细绳悬挂一个垂球，其静止时所指示的方向 即为铅垂线方向。
武汉大学数字测图原理与方法全套
会计学
1
§ 2.1 地 球 形 状 和大 小 The Shape and size of the Earth
一、大地水准面
测量学的主要研究对象是地球的自然表面，但地球表面极不规则，
有高山、丘陵、平原、河流、湖泊和海洋。测量中把地球形状看作 是由静止的海水面向陆地延伸并围绕整个地球所形成的某种形状。
方法称为单点定位法。
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在领土辽阔的国家，在国家大地控制网布设到一定阶段，掌握了一定数 量的天文大地和重力测量数据后，就可利用天文大地网中许多天文点的天 文观测成果和已有的椭球参数进行椭球定位，这种方法称为多点定位法。 多点定位的结果使在大地原点处椭球的法线方向不再与铅垂线方向重合， 椭球面与大地水准面不再相切，但在定位中所利用的天文大地网的范围内 ，椭球面与大地水准面有最佳的密合。
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第4章 水准测量和水准仪 4.1 水准测量原理与方法
4.1.3.1 地球曲率对一根水准尺上读数的影响
设通过仪器中心Ｉ的水准面的半径为Ｒ，仪器至水准尺的弧长为Ｓ，仪器至水准
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
2）移动十字丝的“补偿”装置
数
字
测
• 视准轴始终是铅垂位置，
图
• 两个反光镜构成45度角，
原
视准轴经两次反射后射出望远镜的光
理
线必是水平光线．因此十字丝交点上始终
与
得到水平视线的渎数。
方
法
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
4.2.5.2 补偿器的补偿原理
与
方
法
观测者的眼睛作上、下（或左、右）移动，若发觉目标像与十字丝之间有相对移 动，这种现象称为“视差”。
消除视差的方法
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
4.2.3 水准器及其灵敏度
4.2.3.1 水准管
数
字
测
图
原 理
水准管的零点
与
水准管轴
方 气泡居中
法
水准管分划值τ 水准管上两相邻分划线间 的圆弧（弧长为2mm）所对的圆心角，
水准测量是测定地面点高程的主要方法之一。水准测量是使用水准仪和水准尺，
数 根据水平视线测定两点之间的高差，从而由已知点的高程推求未知点的高程。
字
测
4.1.1 水准测量原理
图 原
H B H A hAB
理
设水准测量的
与
前进方向是由A点向
方
B点，则规定A点为
法
后视点，其水准尺 读数为a，称为后视
读数；B点为前视点，
n1
n1 n1
(a b) a b
1
1
1
第4章 水准测量和水准仪 4.1 水准测量原理与方法
４.1.3 地球曲率和大气折光的影响
数 字 测 图 原 理 与 方 法
为了讨论地球曲率对水准尺上读数的影响，现把水准面看作圆球面。地球曲率 对水准尺上读数的影响分别用 p1，p2表示（称为球差改正）。
N3精密水准仪
S1型水准仪
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
4.2.5 自动安平水准仪
4.2.5.1 自动安平水准仪的原理
数
字
1）在光路中装置—个“补偿器”．使光线偏转而通过十字丝交点
测
图
原
理
与
方
法
f s
4
适当地选择补偿器的位置，可使水平光线正好通过十字丝的交点。
数 字
数字测图原理与方法
测
图
第四章 水准测量和水准仪
原
理
与 方
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退出
第4章 水准测量和水准仪
数 字
4.1 水准测量原理与方法
测 图
4.2 水准仪和水准尺
原
理
4.3 水准测量外业施测
与
方
4.4 水准测量的误差分析
法
4.5 水准仪的检验和校正
退出
第4章 水准测量和水准仪
4.1 水准测量原理与方法
2
R
4.2.3.2 圆水准器
圆心Ｏ是圆水准器的零点，通过零点和球心的连线（点的法 线），称为圆水准轴。
目录
当气泡居中时，圆水准轴就处于铅垂位置。可使水准仪的
纵轴大致处于铅垂位置
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
4.2.4 带有光学测微器装置的水准仪
数 字 测 图 原 理 与 方 法
字 测
hAB hBA
图
原
• 直接利用高差hAB计算B点高程的方法称为高差法。
理
与 方
• 利用仪器视线高程Hi计算B点高程的方法称为视线高法。
法
Hi ＝ HA＋a
HB＝HA＋（a－b）＝Hi－b
当安置一次水准仪，根据一个已知高程的后视点，需求出若干个未知点的高程时，
用上式计算较为方便，这在建筑工程中经常用到。
其水准尺读数为b，
称为前视读数。则A、
B两点间的高差为
hAB a b
H B H A (a b)
第4章 水准测量和水准仪 4.1 水准测量原理与方法
为了避免计算高差时发生正、负号的错误，在书写高差时必须注意下标的写法。
数
例如hAB是表示由A点至B点的高差；而hBA表示由B点至A点的高差，即
第4章 水准测量和水准仪 4.1 水准测量原理与方法
4.1.2 水准测量方法
如果两点之间的距离较远，或高差较大时，仅安置一次仪器便不能测得它们的高
数
差，这时需要加设若干个临时的立尺点，作为传递高程的过渡点，称为转点。每安置
字
一次仪器，称为一个测站 。
测
图
原
理
与
方
法
高差hAB由下式算得：
hAB (a1 b1 ) (a2 b2 ) (an1 bn1 )
4.2 水准仪和水准尺
４.２.１水准仪的基本部件
数
水准仪系列型号
DS05
DS1
DS3
DS10
字
每千米往返测高差中
≤0.5mm
测
数偶然中误差
≤1mm
≤3mm
≤10mm
图
主要用途
国家一等水准测量 国家二等水准 国家三、四等水 一般工程水准测量
原 理 与
及地震监测
测量及其他精 准测量及一般工
水准仪的构造 密水准测量
K
地球曲率与大气折光对读数的联合影响用r表示，称为球气差改正，简称两差改正。
目录
r p f (1 K) S 2 2R
hAB (a f1 p1) (b f2 p2 )
hAB (a b) (r1 r2 )
当前、后视距离相等时，r1与r2互相抵消。
第4章 水准测量和水准仪
补偿器的具体结构类型有多种，但一般均采用吊挂光学零件的方法，借助重力的
数
作用达到视线自动补偿的目的。
字
测 图
物镜端 A
B 目镜端 α
原
理
与
γ
α
数
尺的切线长为t，地球曲率对水准尺上读数的影响为p。得
字 测
p S2
图
2R
原
4.1.3.2 大气折光对一根水准尺上读数的影响
理
设弯曲视线的曲率为 R' R ，此处k为折光系数。由于R′远远大于R，故k小于1，
与 通常取平均值 k=0.11
K
方 法
f S2 K S2 2( R ) 2R
程水准测量
下图为一种S3微倾式水准仪的外形和各部件名称。它主要由望远镜、水准器和基座三
方
部分组成。
法
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
4.2.2 测量望远镜的构造及其成像和瞄准原理
数
字
测
图
原
1.物镜；2.目镜；3.调焦透镜；4.十字丝分划板；5.物镜调焦螺旋；
理
6.目镜调焦螺旋；7.十字丝放大像