数字地形测量学课件第四章 水准测量与水准仪
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数字地形测量学
数字地形测量学数字地形测量学是一门研究数字测图与遥感技术在地形测量中的应用的学科。
数字地形测量技术以数字高程模型（DEM）为基础，综合利用计算机软硬件、数学、地图制图、地理信息系统等学科知识，实现对地球表面形态的数字化测量和表达。
数字地形测量技术的发展历经了传统地形测量、模拟地形测量和数字地形测量三个阶段。
传统地形测量以地面控制点作为基础，通过拓展测距测量、三角测量、水准测量等方法，搜集地形数据并绘制地形图。
但该方法需要大量人力物力，测量精度受限，无法满足精度和效率的要求。
模拟地形测量则通过模拟地形表面，将数字高程模型作为测绘的基础，数学模型为工具，使数据的丰富度和测量精度大大提高。
但模拟地形测量仍然存在很多局限，如样本点位置固定、数据量较大、模型的方式单一等等。
随着计算机和遥感技术的发展，数字地形测量技术应运而生。
数字地形测量技术通过获取遥感图像，将其转换为数字化的高程信息，再处理为DEM。
数字化的高程模型能快速、准确地表现地面特征，可广泛应用于地形分析、水文模拟、生态环境监测等领域，成为现代地形测量的重要手段。
传统地形测量和模拟地形测量技术的方法不够先进，精度和效益较低，增加了人力物力成本，无法满足现代工程建设和生态环境保护等需要。
数字地形测量技术的出现，以高效、精准、快捷、自动化的方式填补了这些缺陷，并实现了数字化测绘与实时地理信息呈现的完美结合。
其主要方法有影像匹配、自动化采样点选取和金字塔层集成。
数字地形测量核心技术——DEM，是数字高程模型，它可以准确的描述地面形态信息，主要包括数字测绘和数字遥感两类。
以数字测绘为例，可以在地面上设置高标或者低标，利用单反相机、偏振照片仪等测绘仪器进行各种校正，得到高程测量数据。
另外，数字遥感可以利用雷达、激光、航摄等遥感设备获取地表高程。
数字化高程模型可以应用于地形特征提取、地形分析与计算、洪涝灾害模拟预测、智慧城市规划、土地资源开发与利用、水土保持、森林资源管理、生态环境评估等方面。
水准测量原理PPT讲稿
a=1445，立于B点的水准尺读数b=1855,求B点高程？
高差法模拟演示
Байду номын сангаасa A
HA
hAB=a-b HB=HA+(a-b）
大地水准面
b B
HB
一测站水准测量两种方法
2、视线高法
先根据已知点上的后尺读数先计算出水准仪水平视线高 度，再减去未知点上前尺读数，从而计算出未知点高程的 方法。 公式：Hi=HA+a;HB=Hi-b 主要应用：地形测量、施工测量等求多个待定点高程的情 况。
视线高法模拟演示
a H视= a + HA
A
b
H1＝ H视-b
c 1
H2＝ H视-c 2
d
H3＝ H视-d
3
讨论：高差法与视线高法的区别与 联系？
• 高差法：根据两点之间水准尺读数直接计算高差，主
要应用于路线水准测量和两点之间求高差的情况。
• 视线高法：根据后尺读数计算视线高，再读取多个待
定点的前尺读数，计算待定点高程。主要应用于施工测量、
水准测量原理
原理：利用水准仪提供的
一条水平视线，通过读取竖 立在两点上的水准尺的读数 来测定地面两点间的高差， 从而由已知点的高程和测得 的高差，求出待定点的高程。
公式：
HAB=a-b; HB=HA+(a-b）
一测站水准测量两种方法
1、高差法
根据两点之间的实测高差计算未知点高程的方法。
• 公式：HB=HA+(a-b） • 主要应用：路线水准测量 • 举例1：已知点A高程为100m，立于A点的水准尺读数为
空盒气压计
数字气压计
高程测量的概念
• GPS高程测量：是利用全球定位系统
高差法模拟演示
Байду номын сангаасa A
HA
hAB=a-b HB=HA+(a-b）
大地水准面
b B
HB
一测站水准测量两种方法
2、视线高法
先根据已知点上的后尺读数先计算出水准仪水平视线高 度，再减去未知点上前尺读数，从而计算出未知点高程的 方法。 公式：Hi=HA+a;HB=Hi-b 主要应用：地形测量、施工测量等求多个待定点高程的情 况。
视线高法模拟演示
a H视= a + HA
A
b
H1＝ H视-b
c 1
H2＝ H视-c 2
d
H3＝ H视-d
3
讨论：高差法与视线高法的区别与 联系？
• 高差法：根据两点之间水准尺读数直接计算高差，主
要应用于路线水准测量和两点之间求高差的情况。
• 视线高法：根据后尺读数计算视线高，再读取多个待
定点的前尺读数，计算待定点高程。主要应用于施工测量、
水准测量原理
原理：利用水准仪提供的
一条水平视线，通过读取竖 立在两点上的水准尺的读数 来测定地面两点间的高差， 从而由已知点的高程和测得 的高差，求出待定点的高程。
公式：
HAB=a-b; HB=HA+(a-b）
一测站水准测量两种方法
1、高差法
根据两点之间的实测高差计算未知点高程的方法。
• 公式：HB=HA+(a-b） • 主要应用：路线水准测量 • 举例1：已知点A高程为100m，立于A点的水准尺读数为
空盒气压计
数字气压计
高程测量的概念
• GPS高程测量：是利用全球定位系统
水准仪课件
案例二：某桥梁施工的水准测量
总结词
大跨度桥梁的高程控制
详细描述
在某大型桥梁施工中，为了确保桥梁的线性和高程精度，采用水准仪进行了高程测量。通过在桥墩施 工、梁板安装等关键环节进行精确测量，有效控制了桥梁的线性和跨度，保证了桥梁的安全性和稳定 性。
案例三：某地质勘测的水准测量
总结词
复杂地形下的地质勘测
建筑、交通、农业等。
高精度与高稳定性
追求更高精度和更稳定的测量性 能，满足各种高标准测量需求。
智能化与自动化
加强智能化和自动化技术的研发 与应用，提高测量效率和精度。
05
案例分析与实践操作
案例一：某建筑工程的水准测量
总结词
复杂环境下的高精度测量
详细描述
在某高层建筑工程中，为了确保建筑物的垂直度和沉降量控制，采用水准仪进行 了高精度测量。通过在施工前和施工过程中的测量数据对比，及时发现并纠正了 施工误差，保证了工程质量。
尺子
用于测量距离和高程。
操作步骤
01
02
03
04
安置仪器
将水准仪放置在稳固的地面上 ，调整脚螺旋使仪器处于水平
状态。
瞄准目标
使用望远镜瞄准目标，确保十 字丝或测微器对准目标。
读数记录
读取水准器的角度读数，并记 录下来。同时，读取尺子上的
距离和高程数据。
移动仪器
将仪器移动到下一个位置，重 复上述步骤。
水准仪课件
• 水准仪简介 • 水准仪的构造与使用 • 水准仪的校准与维护 • 水准仪的发展趋势与展望 • 案例分析与实践操作
01
水准仪简介
定义与特点
定义
水准仪是一种用于测量两点之间 高差的测量仪器。
数字测量与地图学课程作业指导(2012版)
《数字测量与地图学》作业指导
（内部资料）
（2012 版）
信阳师范学院 城市与环境科学学院
0
特别说明 本作业指导材料为教师个人资料，仅供教学使用。 任何同学不得以任何方式对其内容进行修改传播。
1
目录 第一部分《数字测量》
作业一：绪论部分 ...................................................................................................................1 作业二：测量坐标和高程 .......................................................................................................1 作业三：测量误差基本知识 ...................................................................................................1 作业四：水准测量与水准仪 ...................................................................................................2 作业五：角度、距离测量与全站仪 .......................................................................................3 作业六：卫星定位与全球定位系统 .......................................................................................5 作业七：控制测量 ...................................................................................................................5 作业八：地形图基本知识 .......................................................................................................7 作业九：碎部测量 ...................................................................................................................7
（内部资料）
（2012 版）
信阳师范学院 城市与环境科学学院
0
特别说明 本作业指导材料为教师个人资料，仅供教学使用。 任何同学不得以任何方式对其内容进行修改传播。
1
目录 第一部分《数字测量》
作业一：绪论部分 ...................................................................................................................1 作业二：测量坐标和高程 .......................................................................................................1 作业三：测量误差基本知识 ...................................................................................................1 作业四：水准测量与水准仪 ...................................................................................................2 作业五：角度、距离测量与全站仪 .......................................................................................3 作业六：卫星定位与全球定位系统 .......................................................................................5 作业七：控制测量 ...................................................................................................................5 作业八：地形图基本知识 .......................................................................................................7 作业九：碎部测量 ...................................................................................................................7
四等水准测量课件
量的重要研究方向，需要发展更为高效和智能的数据处理算法和技术。
03
技术创新与人才培养
技术创新和人才培养是四等水准测量的持续发展动力，需要加强相关领
域的研究和投入，培养高素质的专业人才。
THANKS
感谢观看
06
四等水准测量的未来发展与展望
新型测量技术的出现与应用
无人机测量技术
无人机测量具有高效、灵活、快速等优点，可应用于地形 复杂、人员难以到达的区域，提高测量效率和精度。
激光雷达测量技术
激光雷达通过向目标发射激光并接收反射回来的信号，能 够快速获取高精度三维地形数据，为四等水准测量提供新 的技术手段。
通过加强观测者的技能训练， 提高其读数准确性和反应速度 ，以减少观测误差。
采取适当的观测方法
如采用往返观测、闭合环观测 等方法，消除或减小误差影响 。
避免不利条件
选择适当的观测时间和地点， 避免不利天气和地形等因素的
影响。
提高测量精度的措施
多次测量求平均值
通过多次测量并取平均值的方法，减小偶然误差的影响。
详细描述
通过四等水准测量，可以获取高精度的地面点高程数据，为各种工程和科学研究 提供基础数据支持。这些数据对于地形分析、城市规划、水利工程、交通建设等 领域具有重要意义，能够为相关领域的决策提供科学依据。
四等水准测量的原理
总结词
四等水准测量的原理是利用几何学中的相似三角形原理，通过水准仪和标尺的配合使用来测定地面点的高程。
观测误差
由于观测者的感觉器官的不完全灵敏、反应速度和判断能力的限制 ，以及疲劳、不注意等因素引起的误差。
外界条件的影响
如温度、湿度、风力等因素的变化，以及地面震动和大气折射等， 都可能对测量结果造成影响。
水准测量原理
第二章
水准测量
L′
（1）圆水准器：粗略整平仪器 ）圆水准器： 它是一个密封玻璃圆 盒 ， 装有液体并形成 一个气泡， 一个气泡 ， 其顶面为 球面， 球面 ， 球面中央小圆 圈中心为圆水准器零 点 ， 过零点的球面法 线 L′L′， 称为圆水准 ， 器轴。 器轴。
L′
气 泡
第二章
水准测量
（2）管水准器 ） 管水准器（亦称水准管） 管水准器（亦称水准管）用于精确 整平仪器。 整平仪器
上节复习
地 面 点 位 确 定 示 意 图
返回概念
上节复习
二、平面坐标系统
平面直角坐标系 高斯平面直角坐标系
返回
小结
第二章
三、高程系统
水准测量
1.绝对高程（海拔） 绝对高程（海拔） 绝对高程 地面点到大地水准面的铅垂距离， 地面点到大地水准面的铅垂距离，称 为该点的绝对高程，简称高程， 表示。 为该点的绝对高程，简称高程，用H表示。 表示 2.相对高程 相对高程 地面点到假定水准面的铅垂距离， 地面点到假定水准面的铅垂距离，称 为该点的相对高程， 表示。 为该点的相对高程，用H/表示。
十 字 尺 像 丝 像 尺
十 字 丝
第二章
水准测量
视差消除的方法:重新调焦 视差消除的方法 重新调焦
第二章
水准测量
4、精平：每次读数前必须转动微倾螺 、精平： 使水准管气泡符合， 旋，使水准管气泡符合，则视线水平
5、读数 、
读 数 练 习 9
6
7
第二章
（三）注意事项
水准测量
1、水准尺要竖直 2、取仪器是要看清仪器在箱中的位置， 取仪器是要看清仪器在箱中的位置， 以便放回仪器， 以便放回仪器，空箱要加锁 3、连接螺丝要紧而不松 土地上脚架要踩实， 4、土地上脚架要踩实，防止仪器下沉 仪器周围不要打闹，防止碰动仪器， 5、仪器周围不要打闹，防止碰动仪器， 仪器不能离人
测量学课件(第四章,距离测量与直线定向)
间各自读出尺上读数，记录员将两个读 数分别记在手薄中。如前尺手读数为 29.430m，后尺手读数为0.058m，这一尺 段的长度为：
29.430m－0.058m＝29.372m
为了提高丈量精度，对同一尺段需丈量 三次。三次串尺丈量的差数，一般不超 过5mm，然后取平均值作为该尺段长度 的丈量结果。
§4.1 距离丈量
1 距离丈量的常用工具
测尺 丈量距离的工具由所需距离的精度 决定。丈量距离的主要工具是测尺。 测尺的种类有以下几种：
•钢尺 •皮尺 •测绳
•钢尺(steel tape)
钢尺一般适用于要 求精度较高的距离 丈量工具。钢尺为 薄钢带制成的，长 度有20m,30m,50m 数种。钢尺多为刻 划尺。钢尺的基本分划为厘米，在每米和 每分米分划上有数字注记。使用钢尺时应 特别注意钢尺零点的位置。由于钢尺零点 位置不同，可分为端点尺和刻线尺。
直线AB全长DAB＝DA1＋D12＋D2B
•斜量法
当倾斜地面的坡度比较均匀时，如图所示：
可沿斜坡丈量出AB的斜距L，用测坡器测出地 面倾斜角 a，然后计算出AB的水平距离D。
D L cos
钢尺量距的误差分析 定线误差 钢尺尺长误差 测定地面倾斜的误差 温度误差 拉力误差 丈量本身的误差
4 距离丈量的精度要求及注意事项
•整尺法
丈量时由两人进行，各持钢尺的一端，前者 称为前尺手，后者称为后尺手。前尺手拿测 钎和标杆，后尺手将钢尺零点对准起点，前 尺手沿丈量方向拉直尺子，并由后尺手定方 向。当前、后尺手同时将钢尺拉紧、拉平、
拉稳时，后尺手准确地对准起点，同时前尺手 将测钎垂直插到终点处，这样就完成了第一尺 段的丈量工作。两人同时抬尺前进，后尺手走 到插测钎处停下，重复上面作业，量出第二尺 段，后尺手拔起测钎套入铁环内，再继续前进。 依同法量至终点。若末一段不足一整尺时，应 利用尺端刻有毫米的分划线量出零数。其两点 间的水平距离为：
水准测量培训教程课件
水准测量的原理
总结词
水准测量的原理基于几何学和重力加速度的概念。
详细描述
水准测量的基本原理是利用几何学中的直线和水平面，通过测量两点之间的高 差来推算出其他点的高程。同时，水准测量还利用了重力加速度的概念，通过 已知的地球半径和重力加速度值来计算高程差。
水准测量的应用场景
总结词
水准测量广泛应用于各种需要测量高程差的应用场景。
• 使用方法：在测量过程中，应正确使用标靶、测绳和记录本。标靶应放置在目 标点上，测绳应拉直并标记好长度，记录本应随时更新测量数据和结果。
• 保养与维护：对于辅助工具，也应定期检查和维护。标靶应保持清洁和稳定， 测绳应避免过度弯曲或拉扯，记录本应保持干燥和整洁。
04
水准测量的操作流程
测量前的准备
水准测量培训教程 课件
contents
目录
• 引言 • 水准测量的基本原理 • 水准测量工具与设备 • 水准测量的操作流程 • 水准测量的误差控制 • 水准测量的实践操作案例 • 总结与展望
01
引言
培训目标
掌握水准测量的基本 原理和操作方法
培养团队协作和沟通 能力
提高测量精度和测量 效率
培训内容概述
收集资料
收集相关的地图、地形图、卫 星图像等资料，以便更好地了 解测量区域的地形地貌。
制定测量计划
根据测量任务和地形地貌制定 合理的测量路线和测量计划， 确保测量精度和效率。
确定测量任务和目的
明确测量任务的目标、要求和 范围，以便选择合适的测量方 法和工具。
选择合适的测量仪器
根据测量任务和地形地貌选择 合适的水准仪、标尺、三脚架 等测量仪器。
根据测量任务和目的，对 数据进行处理和分析，包 括计算高差、绘制等高线 图等。
测量学第4章
4.1 钢尺量具
4.1.1丈量工具
钢尺是钢制的带尺，长度有20m、30m及50m几种。钢尺的基本 分划为厘米。一般钢尺在起点处一分米内刻有毫米分划。
有端点尺和刻线尺的区别。 端点尺是以尺的最外端作为尺的零点，当从建筑物墙边开始丈量 时使用很方便。 刻线尺是以尺前端的一刻线作为尺的零点，
丈量距离的工具，除钢尺外，还有标杆、测钎和垂球。
v
4.2.1 视距测量基本原理
一、视线水平时的视距公式
A B 两点间的水平距离为：
D ＝ kl + C
式中：k-----视距乘常数 C-----视距加常数
对内对光望远镜的视距常数，设计时使k＝100，C接近于零， 因此公式为： D=kl
A B 两点间的高差为： h=i- v
视距倾斜时视距测量公式
2．于午线方向(磁北方向) 磁子午线方向是磁针在地球磁场的作用下，磁针自由静止时其轴 线所指的方向。磁子午线方向可用罗盘仪测定。
3．坐标纵轴方向 (坐标北方向) 高斯投影带所在中央子午线方向。
磁偏角与子午线收敛角
1．磁偏角 ：过一点的真北方向
与磁北方向之间的夹角。
2．子午线收敛角 ：过一点的真
尺子不水平的误差 钢尺一般量距时，如果钢尺不水平，总是使所量距离偏大。精密量距时， 测出尺段两端点的高差，进行倾斜改正。用普通水准测量的方法是容易 达到的。
钢尺对点及读书误差 包括钢尺刻划对点的误差、插测钎的误差及钢尺读数误差等。这些误差 是由人的感官能力所限而产生，误差有正有负，在丈量结果中可以互相 抵消一部分，但仍是量距工作的一项主要误差来源。
一、方位角
（１）真方位角，用 A表示。
（２）磁方位角，用 Aｍ表示．
（３）坐标方位角， 用表示
4.1.1丈量工具
钢尺是钢制的带尺，长度有20m、30m及50m几种。钢尺的基本 分划为厘米。一般钢尺在起点处一分米内刻有毫米分划。
有端点尺和刻线尺的区别。 端点尺是以尺的最外端作为尺的零点，当从建筑物墙边开始丈量 时使用很方便。 刻线尺是以尺前端的一刻线作为尺的零点，
丈量距离的工具，除钢尺外，还有标杆、测钎和垂球。
v
4.2.1 视距测量基本原理
一、视线水平时的视距公式
A B 两点间的水平距离为：
D ＝ kl + C
式中：k-----视距乘常数 C-----视距加常数
对内对光望远镜的视距常数，设计时使k＝100，C接近于零， 因此公式为： D=kl
A B 两点间的高差为： h=i- v
视距倾斜时视距测量公式
2．于午线方向(磁北方向) 磁子午线方向是磁针在地球磁场的作用下，磁针自由静止时其轴 线所指的方向。磁子午线方向可用罗盘仪测定。
3．坐标纵轴方向 (坐标北方向) 高斯投影带所在中央子午线方向。
磁偏角与子午线收敛角
1．磁偏角 ：过一点的真北方向
与磁北方向之间的夹角。
2．子午线收敛角 ：过一点的真
尺子不水平的误差 钢尺一般量距时，如果钢尺不水平，总是使所量距离偏大。精密量距时， 测出尺段两端点的高差，进行倾斜改正。用普通水准测量的方法是容易 达到的。
钢尺对点及读书误差 包括钢尺刻划对点的误差、插测钎的误差及钢尺读数误差等。这些误差 是由人的感官能力所限而产生，误差有正有负，在丈量结果中可以互相 抵消一部分，但仍是量距工作的一项主要误差来源。
一、方位角
（１）真方位角，用 A表示。
（２）磁方位角，用 Aｍ表示．
（３）坐标方位角， 用表示
水准测量基础课件
A
a
b
B
水准测量原理
一、定义：1、利用水准仪测定地面点高程的方法称为水准测量。 2、利用水准仪提供的水平视线对竖立在两点之间的水准尺 进行观测 ，并通过其中一个点（A点）的高程推算另一个点(B点)的 高程，称为水准测量的原理； hAB=a-b 前进方向
=后视读数--前视读数 B点高程为：
水准尺 水平视线 B b
伸缩螺旋
整平
粗平：调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。 方法： 对向转动脚螺旋1、2——使气泡移至1、2 方向中间——转动脚螺旋3，使气泡居中。 规律：气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致；
塔尺（3米、5米、7米）
卡簧
双面尺（3米）
双面板尺：A尺和B尺黑面0～3m; A尺红面4.687～7.687m； B尺红面4.787～7.787m； 读数在尺面上由小到大的方向读，故仪器若成倒像的，从 上往下读；若成正像，即从下往上读。
（2）视线高法（单站多测法）：
安置一次仪器可以测算多个点高程的方法；首先算出水准仪
的视线高程Hi，然后分别计算出各个点的高程：
Hi H M a
H j Hi bj
(j=1,2,3,……)
bj
bj为第j个前视点的读数； Hj为第j个前视点的高程； 这种方法常用于路线纵断面测量
M HM Hi
课后答题部分
（一）图中1、2的作用？
1目镜
调解十字丝清晰度。
2绞动手抡
调解目标清晰度。
（一） 什么叫测站点？ 什么叫前视？ 什么叫后视？ 测站点：测量仪器所安置的地点。 前视：水准路线的前进方向。 后视：水准路线的后视方向。
（二）问题：已知K23+400处有一已知点BM1，测 量中经过沿线C、D、E点到达汾湖大桥已知点BM2， 问测量路线属于哪一种水准路线？
a
b
B
水准测量原理
一、定义：1、利用水准仪测定地面点高程的方法称为水准测量。 2、利用水准仪提供的水平视线对竖立在两点之间的水准尺 进行观测 ，并通过其中一个点（A点）的高程推算另一个点(B点)的 高程，称为水准测量的原理； hAB=a-b 前进方向
=后视读数--前视读数 B点高程为：
水准尺 水平视线 B b
伸缩螺旋
整平
粗平：调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。 方法： 对向转动脚螺旋1、2——使气泡移至1、2 方向中间——转动脚螺旋3，使气泡居中。 规律：气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致；
塔尺（3米、5米、7米）
卡簧
双面尺（3米）
双面板尺：A尺和B尺黑面0～3m; A尺红面4.687～7.687m； B尺红面4.787～7.787m； 读数在尺面上由小到大的方向读，故仪器若成倒像的，从 上往下读；若成正像，即从下往上读。
（2）视线高法（单站多测法）：
安置一次仪器可以测算多个点高程的方法；首先算出水准仪
的视线高程Hi，然后分别计算出各个点的高程：
Hi H M a
H j Hi bj
(j=1,2,3,……)
bj
bj为第j个前视点的读数； Hj为第j个前视点的高程； 这种方法常用于路线纵断面测量
M HM Hi
课后答题部分
（一）图中1、2的作用？
1目镜
调解十字丝清晰度。
2绞动手抡
调解目标清晰度。
（一） 什么叫测站点？ 什么叫前视？ 什么叫后视？ 测站点：测量仪器所安置的地点。 前视：水准路线的前进方向。 后视：水准路线的后视方向。
（二）问题：已知K23+400处有一已知点BM1，测 量中经过沿线C、D、E点到达汾湖大桥已知点BM2， 问测量路线属于哪一种水准路线？
吉林大学-测量学-第4章 水准测量
77
15
③瞄准: 望远镜目镜调焦， 使十字丝分划板清晰， 转动望远镜 ， 用准星瞄准目标， 使目标进入视场， 旋紧制动螺旋， 旋转 物镜调焦螺旋，使目标清晰， 注意消除视差， 转动水平微动螺 旋， 用十字丝精确瞄准目标，使十字丝竖丝瞄准水准尺中间部 位， 注意水准尺是否有倾斜， 并提示扶尺员将水准尺扶正。
（一）仪器下沉影响
当仪器安置在比较松软的土质中而脚架没有踩实，在观 测过程中仪器会下沉，使读数偏小。
解决的办法是按照一定顺序进行读数，如“后、前 、前、后”的观测程序，取两次高差的平均值作为最后 观测值，可消除或减弱仪器下沉的影响。
（二）水准尺下沉影响
水准尺下沉，使尺上读数增大，产生读数误差。水 准测量的转点需用尺垫，尺垫必须踩实，才能避免沉降。
2.圆水准器校正
气泡在一个方向居中后，仪器旋转１８０°有偏移， 根据气 泡偏移量， 调整脚螺旋使气泡回移一半， 拨动圆水准器校正 螺钉使气泡居中， 然后重新用脚螺旋整平圆水准器，再将仪 器绕竖轴旋转１８０°，反复进行检验校正，直到完全满足要 求，旋紧水准器固定螺钉。
二、十字丝的检验和校正
1.检验
（一）调焦产生误差
物镜调焦会使调焦透镜产生非直线移动而改变视线 位置，产生调焦误差。
可通过前、后视距相等减弱或消除，后视调焦之后 前视不必重新调焦。
（二）读数误差
读数误差主要与十字丝横丝的粗细、望远镜放大率及视 线长度等因素有关。
作业时应认真执行有关规范对不同等级水准测量仪器的 规定。
4.5 水准测量的误差分析
hAB = h1 + h2 + …. + hn
= (a1-b1)+(a2-b2)+….+(an-bn) = a - b
水准测量PPT课件(共53张PPT)
〔6〕记录要原始，当场填写清楚。
5用－望对远光镜透瞄镜准目6标－或物在镜水对准光尺螺“上旋D读〞数7－，和分均划“以板十S固字〞定丝螺表的丝交示点中为准文。 “大地〞和“水准仪〞中“大〞字和“水〞
精望密远水 镜准具仪有字均良的采好用的汉钢光构学语件性拼，能并。音且的密封第起一来，个受温字度母变化，影通响小常。 在书写时可省略字母“D〞，下标“05〞、
(a)
(b)
水准点
至南湖新村
21号楼
5 号 楼 1号楼
点之记
二 水准测量方法
1.624
0.612 0.713
1.634
1.536
0.615
1.852
0.671
TP3
TP2
TP1
A
HA=29.053
IV
1.214
2.812
TP4
V
B
HB
步骤
〔1〕立尺 〔2〕安置仪器
〔3〕瞄准后视尺
〔4〕瞄准前视尺
符合水准器气泡居中后，应立即用十字
丝中丝在水准尺上读数。读数时应从 小到大，从上到下读取。直接读
取米、分米和厘米，并估读出毫米 ，共四位数。读数后再次检查符合 水准器气泡是否居中。
13 14
15 16
1.464m
自动安平水准仪的使用
自动安平水准仪的操作程序分四步，即安置仪器——粗略整平— —瞄准水准尺——读数，其中安置仪器、粗平、瞄准与微倾式水准仪操 作方法相同。读数时应注意观察自动报警窗的颜色，假设全窗为绿色可 以读数，假设任意一端出现红色，说明仪器倾斜量超出自动安平补偿范 围，需重新整平仪器方可读数。有的自动安平水准仪在目镜下方配有一 个补偿器检查按钮，每次读数前按一下该按钮，如果目标影像在视场中 晃动，说明“补偿器〞工作正常，等待2～4s后即可读数。
5用－望对远光镜透瞄镜准目6标－或物在镜水对准光尺螺“上旋D读〞数7－，和分均划“以板十S固字〞定丝螺表的丝交示点中为准文。 “大地〞和“水准仪〞中“大〞字和“水〞
精望密远水 镜准具仪有字均良的采好用的汉钢光构学语件性拼，能并。音且的密封第起一来，个受温字度母变化，影通响小常。 在书写时可省略字母“D〞，下标“05〞、
(a)
(b)
水准点
至南湖新村
21号楼
5 号 楼 1号楼
点之记
二 水准测量方法
1.624
0.612 0.713
1.634
1.536
0.615
1.852
0.671
TP3
TP2
TP1
A
HA=29.053
IV
1.214
2.812
TP4
V
B
HB
步骤
〔1〕立尺 〔2〕安置仪器
〔3〕瞄准后视尺
〔4〕瞄准前视尺
符合水准器气泡居中后，应立即用十字
丝中丝在水准尺上读数。读数时应从 小到大，从上到下读取。直接读
取米、分米和厘米，并估读出毫米 ，共四位数。读数后再次检查符合 水准器气泡是否居中。
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15 16
1.464m
自动安平水准仪的使用
自动安平水准仪的操作程序分四步，即安置仪器——粗略整平— —瞄准水准尺——读数，其中安置仪器、粗平、瞄准与微倾式水准仪操 作方法相同。读数时应注意观察自动报警窗的颜色，假设全窗为绿色可 以读数，假设任意一端出现红色，说明仪器倾斜量超出自动安平补偿范 围，需重新整平仪器方可读数。有的自动安平水准仪在目镜下方配有一 个补偿器检查按钮，每次读数前按一下该按钮，如果目标影像在视场中 晃动，说明“补偿器〞工作正常，等待2～4s后即可读数。
地形测量微课程《四等水准测量内业计算》教学设计3.7.3 教学设计
— 1 —《四等水准测量内业计算》教学设计一、学习目标知识目标1、能进行四等水准测量的外业观测和高差配赋计算；2、能够对水准测量结果合限与否进行判断； 技能目标 1、能独立完成四等水准测量的高差配赋计算； 素质目标培养严谨认真的测量职业态度和团结协作的敬业精神。
二、背景分析学情分析学生能够对水准仪进行熟练操作，能够完成水准记录手簿的记录和计算工作，对水准路线有较清楚的认识。
教学内容分析为了得到未知点的高程，可以采用水准仪进行水准测量。
在外业测量结束以后，经过内业计算才可以评定测量结果的精度，才能计算出未知的高程。
三、教学重点与难点教学重点1、 高差不符值的分配；2、 外业观测成果的质量判断。
教学难点1、外业观测数据整理；2、高差不符值的分配；四、教学设计思路教学基本思路：课程导入 → 计算步骤演示 → 计算结果分析 → 归纳总结。
采用多媒体课件、例题演练教学手段来完成教学，将四等水准的高差配赋全过程与各部分数据检核、计算方法相结合，让学生可以模仿学习。
— 2 —五、教学过程教学环节 教学内容教学方法 1、课程导入 明确本次微课的学习内容。
讲授法 2、数据分析通过动画讲解演示外业观测数据整理方法。
分析法3、计算步骤学习通过实例讲解演示四等水准概算的基本步骤。
❖ 高差不符值的分配绘制草图，填入已知数据和观测数据 ❖ 高差闭合差的计算和调整 (1)高差闭合差的计算)(A B h H H h f --=∑允h h f f ≤(2)计算改正数∑-=L L f v ihi∑-=n n f v ihi h f v -=∑(3)计算改正后高差ii i v h h +=改A B i H H h -=∑改❖ 计算各点高程改i i i h H H +=-1 （已知）算）B B H H =(案例讲解 讲授法4、计算过程总结通过演示实例中数据，进行数据计算和检核等内容的讲解，完成四等水准概算整个过程。
归纳总结六、教学评价通过案例讲解演示四等水准高差配赋的过程和方法。
数字地形测量学ppt课件
它是一个规则的数学表面，所以人们视其为 地球体的数学表面，也是
对地球形体的二级逼近，用于测量计算的基准面。
地球椭球分类 › 总地球椭球:与全球范围内的大地水准面最佳拟合 › 参考椭球:与某个区域的大地水准面最佳拟合
配合最佳的 参考椭球面
大地水准面 差距N
大地水准面
三、 地球椭球
大地水准面差距: 地球椭球与大地水准面的距离
③ 提高工作效率。
六、测量工作及的基本原则
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
基本观测量: 测量作业就在于使用不同精度的测量仪器，测
得‘角度’‘距离’和‘高差’
测量高差
水准仪
经 纬 仪 测 竖 直 角 +距 离 测 量
测量水 平角
测量距离
经纬仪
竹尺，皮尺，链尺，钢尺
光学测距仪 电磁波测距仪
六、测量工作及基本原则
测量单位 :
长度单位: 英制单位：海里、码、英尺、英寸 市制单位：里、丈、尺、寸、 公制单位：公里、米、分米、厘米、毫米
米的最早的科学定义是子午线长度的/40000000 十八世纪法国科学院派测量队进行“弧度测量”。 随后以测得的子午 线弧长的四千万分子一作为 长度的基本单位，称为“米”。 为了使用方便，用铂金属制造了几根长一米的 尺子，称为米的原尺。 当时，世界各国的长度标准都是由这几根米尺 派生复制出来。我国在 六十年代之前也一直使 用这样的复制尺
同一水准面上任一点的铅垂线都与水准面相正交。
同一水准面上的重力位处处相等；
P 离心力
重 力
铅 垂 线 垂球
二、大地水准面
在众多的水准面中，有一个与静止的平均海水面相重合， 并假想其穿过大陆、岛屿形成一个闭合曲面，这就是大地水准 面。它实际是一个起伏不平（？）的重力等位面——地球物理表 面。它所包围的形体称为大地体。
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消除视差的方法：先目镜—使十字丝清晰 后物镜—使目标像清晰
15
数字地形测量学 —— 教学课件
15
§4.2 光学水准仪
2、水准器
为了置平仪器，必须用水准器。水准器分为水准管和圆水 准器两种。
在水准管表面刻有2mm间隔的分划线，分划线与水准 管的圆弧中点O成对称，O点称为水准管的零点，通过零点 作圆弧的纵向切线，称为水准管轴。当气泡的中点与水准管 的零点重合时，称为气泡居中。通常，根据水准气泡两端与 水准管分划线的位置对称来判断水准管气泡是否精确居中。
与若B 点已之知间A点的的高高差程hAHBA，，于求是未B点知的点高B的程高为程HHBB:。首先测出A点
H B H A (a b)
4
数字地形测量学 —— 教学课件
4
§4.1 水准测量原理与方法
注意事项：
1、高差符号 a>b，B点高于A点，hAB正 a<b，B点低于A点，hAB负
hAB hBA
主要用途
DS05
DS1
0.5mm
国家一等水 准测量及地
震监测
1mm
国家二等 பைடு நூலகம்准测量 及其他精 密水准测
量
DS3
3mm
国家三、 四等水准 测量及一 般工程水
准测量
DS10
10mm
一般工程水 准测量
12
数字地形测量学 —— 教学课件
12
§4.2 光学水准仪
一、水准仪的基本部件
S3微倾式水准仪的外形和各部件名称，主要有望远镜、水 准器、基座三部分组成。
9
数字地形测量学 —— 教学课件
9
第四章 水准仪与水准测量
§4.1 水准测量原理与方法 §4.2 光学水准仪 §4.3 数字水准仪 §4.4 水准测量方法 §4.5 水准测量的误差分析 §4.6 水准仪的检验和校正
10
数字地形测量学 —— 教学课件
10
§4.2 光学水准仪
水准仪——能够提供水平视线的仪器。
微倾 螺旋
微动 螺旋
S3型水准仪
13
数字地形测量学 —— 教学课件
13
§4.2 光学水准仪
1、望远镜-Telescope
视准轴——物镜光心与十字丝交点的连线CC1。
物
镜
中
调
丝
焦
上
丝
下
丝
14
数字地形测量学 —— 教学课件
14
§4.2 光学水准仪
视差:
如果目标像与十字丝平面不重合，观测者的眼睛作上下 （或左右）移动时，就会发觉目标像与十字丝之间有相对移 动，这种现象称为“视差”。
2
数字地形测量学 —— 教学课件
2
§4.1 水准测量原理与方法
为什么要进行水准测量？
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，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。
3
数字地形测量学 —— 教学课件
3
§4.1 水准测量原理与方法
一、水准测量原理
16
数字地形测量学 —— 教学课件
16
§4.2 光学水准仪
圆水准器 圆水准器是将一圆柱形的玻璃
盒装嵌在金属框内，如图所示。与 水准管一样，盒内装有酒精或乙醚， 玻璃盒顶面内壁被磨成圆球面，中 央刻L'有L1' 一个小圆圈，它的圆心O是 圆水准器的零点，通过零点和球心 的连线（O点的法线），称为圆水 准轴。
按精度分为四个等级：DS05、DS1、DS3、DS10。 S3级和S10级水准仪称为普通水准仪，用于国家三、四等水准 及普通水准测量 S05级和S1级水准仪称为精密水准仪，用于国家一、二等精密 水准测量。
11
数字地形测量学 —— 教学课件
11
§4.2 光学水准仪
水准仪系列 型号
每千米往返 测高差中数 偶然中误差
当气泡居中时，圆水准轴就处 于铅垂位置。灵敏度较低，用于粗 略整平仪器，可使水准仪的纵轴大 致处于铅垂位置，便于用微倾螺旋 使水准管的气泡精确居中。
17
数字地形测量学 —— 教学课件
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§4.2 光学水准仪
二、自动安平水准仪
自动安平水准仪上没有水准管和微倾螺旋，使用时只需 将水准仪上的圆水准器的气泡居中，在十字丝交点上读得 的便是视线水平时应该得到的读数。因此，使用这种自动 安平水准仪可以大大缩短水准测量的工作时间。同时由于 水准仪整置不当、地面有微小的震动或脚架的不规则下沉 等等造成的视线不水平，可以由补偿器迅速调整而得到正 确的读数。
6
数字地形测量学 —— 教学课件
6
§4.1 水准测量原理与方法
一、水准测量方法
当A、B两点相距较远，或高差较大时，仅安置一次仪器
便不能测得它们的高差，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。
每安置一次仪器，称为一个测站，而1、2、3、···、n等点 即为转点。
hA1 a1 b1 h12 a2 b2
2、下标含义
hAB表示A点至B点的高差
5
数字地形测量学 —— 教学课件
5
§4.1 水准测量原理与方法
视线高法：
B点的高程也可以利用水准仪的视线高程hi（也称为仪器
高程）来计算。
Hi HA a
H B H A 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，此法称为视线 高法，它在建筑工程施 工中经常应用。
《数字地形测量学》
第四章 水准仪与水准测量
主讲老师： 联系电话： 电子邮件：
《数字地形测量学》编写小组
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数字地形测量学 —— 教学课件
1
第四章 水准仪与水准测量
§4.1 水准测量原理与方法 §4.2 光学水准仪 §4.3 数字水准仪 §4.4 水准测量方法 §4.5 水准测量的误差分析 §4.6 水准仪的检验和校正
n1
n1 n1
(a b) a b
1
1
1
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数字地形测量学 —— 教学课件
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§4.1 水准测量原理与方法
三、地球曲率和大气折光的影响
将地球曲率与大气折光对一根水准尺读数的联合影响用表示， 称之为球气差改正，简称两差改正。
当前、后视距离和相等时，则球气差改正互相抵消。一般可 根据水准测量的精度，将前后视距离之差限制在某一范围内， 使球气差改正忽略不计。
hnB
an1
b n1
hAB hA1 h12 hnB
7
数字地形测量学 —— 教学课件
7
§4.1 水准测量原理与方法
计算检核：
在实际作业中可先算出各测站的高差，然后取它们的 总和而得。再用后视读数之和减去前视读数之和来计算高 差，检核计算是否正确。
hAB (a1 b1 ) (a2 b2 ) (an1 bn1 )
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数字地形测量学 —— 教学课件
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§4.2 光学水准仪
2、水准器
为了置平仪器，必须用水准器。水准器分为水准管和圆水 准器两种。
在水准管表面刻有2mm间隔的分划线，分划线与水准 管的圆弧中点O成对称，O点称为水准管的零点，通过零点 作圆弧的纵向切线，称为水准管轴。当气泡的中点与水准管 的零点重合时，称为气泡居中。通常，根据水准气泡两端与 水准管分划线的位置对称来判断水准管气泡是否精确居中。
与若B 点已之知间A点的的高高差程hAHBA，，于求是未B点知的点高B的程高为程HHBB:。首先测出A点
H B H A (a b)
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§4.1 水准测量原理与方法
注意事项：
1、高差符号 a>b，B点高于A点，hAB正 a<b，B点低于A点，hAB负
hAB hBA
主要用途
DS05
DS1
0.5mm
国家一等水 准测量及地
震监测
1mm
国家二等 பைடு நூலகம்准测量 及其他精 密水准测
量
DS3
3mm
国家三、 四等水准 测量及一 般工程水
准测量
DS10
10mm
一般工程水 准测量
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§4.2 光学水准仪
一、水准仪的基本部件
S3微倾式水准仪的外形和各部件名称，主要有望远镜、水 准器、基座三部分组成。
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数字地形测量学 —— 教学课件
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第四章 水准仪与水准测量
§4.1 水准测量原理与方法 §4.2 光学水准仪 §4.3 数字水准仪 §4.4 水准测量方法 §4.5 水准测量的误差分析 §4.6 水准仪的检验和校正
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§4.2 光学水准仪
水准仪——能够提供水平视线的仪器。
微倾 螺旋
微动 螺旋
S3型水准仪
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§4.2 光学水准仪
1、望远镜-Telescope
视准轴——物镜光心与十字丝交点的连线CC1。
物
镜
中
调
丝
焦
上
丝
下
丝
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§4.2 光学水准仪
视差:
如果目标像与十字丝平面不重合，观测者的眼睛作上下 （或左右）移动时，就会发觉目标像与十字丝之间有相对移 动，这种现象称为“视差”。
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§4.1 水准测量原理与方法
为什么要进行水准测量？
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，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。
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§4.1 水准测量原理与方法
一、水准测量原理
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§4.2 光学水准仪
圆水准器 圆水准器是将一圆柱形的玻璃
盒装嵌在金属框内，如图所示。与 水准管一样，盒内装有酒精或乙醚， 玻璃盒顶面内壁被磨成圆球面，中 央刻L'有L1' 一个小圆圈，它的圆心O是 圆水准器的零点，通过零点和球心 的连线（O点的法线），称为圆水 准轴。
按精度分为四个等级：DS05、DS1、DS3、DS10。 S3级和S10级水准仪称为普通水准仪，用于国家三、四等水准 及普通水准测量 S05级和S1级水准仪称为精密水准仪，用于国家一、二等精密 水准测量。
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§4.2 光学水准仪
水准仪系列 型号
每千米往返 测高差中数 偶然中误差
当气泡居中时，圆水准轴就处 于铅垂位置。灵敏度较低，用于粗 略整平仪器，可使水准仪的纵轴大 致处于铅垂位置，便于用微倾螺旋 使水准管的气泡精确居中。
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§4.2 光学水准仪
二、自动安平水准仪
自动安平水准仪上没有水准管和微倾螺旋，使用时只需 将水准仪上的圆水准器的气泡居中，在十字丝交点上读得 的便是视线水平时应该得到的读数。因此，使用这种自动 安平水准仪可以大大缩短水准测量的工作时间。同时由于 水准仪整置不当、地面有微小的震动或脚架的不规则下沉 等等造成的视线不水平，可以由补偿器迅速调整而得到正 确的读数。
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§4.1 水准测量原理与方法
一、水准测量方法
当A、B两点相距较远，或高差较大时，仅安置一次仪器
便不能测得它们的高差，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。
每安置一次仪器，称为一个测站，而1、2、3、···、n等点 即为转点。
hA1 a1 b1 h12 a2 b2
2、下标含义
hAB表示A点至B点的高差
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§4.1 水准测量原理与方法
视线高法：
B点的高程也可以利用水准仪的视线高程hi（也称为仪器
高程）来计算。
Hi HA a
H B H A 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，此法称为视线 高法，它在建筑工程施 工中经常应用。
《数字地形测量学》
第四章 水准仪与水准测量
主讲老师： 联系电话： 电子邮件：
《数字地形测量学》编写小组
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第四章 水准仪与水准测量
§4.1 水准测量原理与方法 §4.2 光学水准仪 §4.3 数字水准仪 §4.4 水准测量方法 §4.5 水准测量的误差分析 §4.6 水准仪的检验和校正
n1
n1 n1
(a b) a b
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§4.1 水准测量原理与方法
三、地球曲率和大气折光的影响
将地球曲率与大气折光对一根水准尺读数的联合影响用表示， 称之为球气差改正，简称两差改正。
当前、后视距离和相等时，则球气差改正互相抵消。一般可 根据水准测量的精度，将前后视距离之差限制在某一范围内， 使球气差改正忽略不计。
hnB
an1
b n1
hAB hA1 h12 hnB
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§4.1 水准测量原理与方法
计算检核：
在实际作业中可先算出各测站的高差，然后取它们的 总和而得。再用后视读数之和减去前视读数之和来计算高 差，检核计算是否正确。
hAB (a1 b1 ) (a2 b2 ) (an1 bn1 )