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测量学基本知识(共42张PPT)
置。
如图1-7所示，在A点只能测绘A点附近的房屋、道路、地面起伏等地物、地貌，对于山的另一面或较远的地方就观测不到，因此必须先
在整个测区范围内均匀选定假设干数量的点作为控制点，如图中的A、B、C、D、E、F诸点，以控制整个测区。
1〕用水平面代替水准面对距离的影响
表示直线方向的方位角定义不同。
1.1 测量学概论
思考与练习
简答题
1.建筑测量工作的根本任务是什么？
2.什么是水准面、大地水准面和参考椭球面？ 3.测量工作的基准面和基准线是什么？ 4.测量中的平面直角坐标系和数学上的平面直角坐 标系有哪些不同？ 5.什么是绝对高程(海拔)、相对高程和高差？
思考与练习
简答题
6.确定地面点的位置必须进行的三项根本测量工作是什么？
1.3 地面点位确实定
• 参考椭球体 一个非常接近大地体，并可用数学式表示几何形体，作为 地球的参考形状和大小。它是一个椭圆绕其短轴旋转而形成的形体 故 又称旋转椭球体。
• 参考椭球面：参考椭球体外外表，是球面坐标系的基准面。
1.3 地面点位确实定
1.33.2 地面点的坐标系
1〕大地坐标系
过地心O且垂直于地轴的平面称为赤道面， 它与球面的交线称为赤道。通过英国格林尼治 天文台〔用G点表示〕的子午线称为起始子午 线〔首子午线〕，而包括该子午线的子午面称 为首子午面。地面上任一点P的地理坐标是以 该点的经度来表示的。经度是过该点的子午线 与首子午面的夹角，以L表示。
7.测量误差研究的对象是什么?
8.什么是东经及北纬。
9.在半径为多少km的圆面积内进行长度的测量时，可以不必 考虑地球曲率的影响，即可把水准面当作水平面看待。
10.测量工作的根本原那么是什么?
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四等
四等
一级小三角
一级导线
二级小三角
二级导线
三级导线
城市基本控制
小地区首级控制
图根控制
图根导线
图根三角
2.一等三角锁二等连续网
图 7-1
1)一等三角锁为国家平面控制网的基础
2.传统各级平面控制网布置形式
二等连续网充填一等三角锁成为国家平面控制网的骨干。
三、四等三角网和导线网
)三、四等三角网和导线网 根据测区的需要，在二等三角网的基础上进行加密，基本 图形如下：
四.导线计算的基本公式
1.推算各边方向角：
2.计算各边坐标增量
X=Dcos Y=Dsin
3.推算各点坐标 X前=X后+X Y前=Y后+Y
三个基本公式：
如图，A、B为已知导线点，1、2、3...为新建导线点。
观测了导线转折角B、1、2...
观测了导线各边长DB、D1、D2...
标准方向
O
P
P
O
真北
A
磁北
Am
坐标纵轴
1.正反方向角
二.坐标方位角
X
Y
A
B
AB
BA
AB
BA=AB180 ⁰
例1 已知 CD= 78⁰20′24″， JK=326⁰12′30 ″ ， 求 DC，KJ：
解：DC=258 ⁰ 20′24″ KJ=146 ⁰ 12′30″
1.正反方向角
P1
R1
1
P2
R2
2
P3
R3
3
P4
R4
4
(1)象限角——直线与X轴的夹角，R=0 ⁰ 90 ⁰ 。
2.方向角与象限角的关系
四等
一级小三角
一级导线
二级小三角
二级导线
三级导线
城市基本控制
小地区首级控制
图根控制
图根导线
图根三角
2.一等三角锁二等连续网
图 7-1
1)一等三角锁为国家平面控制网的基础
2.传统各级平面控制网布置形式
二等连续网充填一等三角锁成为国家平面控制网的骨干。
三、四等三角网和导线网
)三、四等三角网和导线网 根据测区的需要，在二等三角网的基础上进行加密，基本 图形如下：
四.导线计算的基本公式
1.推算各边方向角：
2.计算各边坐标增量
X=Dcos Y=Dsin
3.推算各点坐标 X前=X后+X Y前=Y后+Y
三个基本公式：
如图，A、B为已知导线点，1、2、3...为新建导线点。
观测了导线转折角B、1、2...
观测了导线各边长DB、D1、D2...
标准方向
O
P
P
O
真北
A
磁北
Am
坐标纵轴
1.正反方向角
二.坐标方位角
X
Y
A
B
AB
BA
AB
BA=AB180 ⁰
例1 已知 CD= 78⁰20′24″， JK=326⁰12′30 ″ ， 求 DC，KJ：
解：DC=258 ⁰ 20′24″ KJ=146 ⁰ 12′30″
1.正反方向角
P1
R1
1
P2
R2
2
P3
R3
3
P4
R4
4
(1)象限角——直线与X轴的夹角，R=0 ⁰ 90 ⁰ 。
2.方向角与象限角的关系
测量学课件完整版课件全套ppt教程
人类活动与测绘工作紧密相关
什么时间？什么地方？发生了什么事情？事发地点及其 周围环境发生什么变化、有什么关联？
时间、空间、属性是地理空间信息的三大要素，使人们 在生活和一切活动中都会涉及到的问题；
经济社会发展对测绘信息需求迅速增长，测绘信息内容 和服务方式发生了深刻变化。
基本内容
1 测量学 （Surveying）的基本概念 2 基本测绘技能、方法 3 地图认读 4 工程测绘放样
主要内容包括：
• 获取目标物的影像； • 对所摄得的影像进行处理； • 用图形、图像或数字形式表示所处理的成果。
从摄影测量学到摄影测量与遥感学。
机载空间三维数据采集系统
Fast digital terrain modeling
Laser Scanning from the air – digital earth models with and without vegetation
测量学的产生
1、生产、生活的需要以及建筑、 农田、水利建设等
2、军事、交通运输的需要---旅行、航海等。
1.1 测量学的任务及其在工程中的应用
一、测量学的研究对象和 任务
测量学是研究地球的形状 和大小以及确定地面点位
的科学。早期的定义
测量学是一门研究地面点位的空间位置的确定，将地球表面 的地貌、地物、行政和权属界线测绘成图，以及将规划设计的
运营管理阶段的测量——工程竣工后为监视工程状 况，保证安全，进行周期 性的重复测量，观测其变 形情况
高精度工程测量——采用非常规的测量仪器和方法， 使其测量的绝对精度达到毫米 以上要求的测量工作
4 地图制图学（地图学）
研究模拟和数字地图的基础理论、设计、 编绘、复制的技术方法及应用的学科 。
《测量学基础》课件
测量精度
指测量结果与真实值之间的接近程度，通常 用误差来表示。
测量的单位与换算
国际单位制
国际计量大会制定的国际通用的计量单位制度，包括 长度、质量、时间等七个基本单位。
导出单位
根据基本单位推导出的其他计量单位，如速度、力矩 等。
单位换算
指在不同单位之间进行转换的计算方法，如1英尺 =0.3048米。
地理信息产业
地理信息系统（GIS）的开发和 应用需要测量学的数据和技术 支持。
测量学的发展历程
古代
古代的测量技术主要用于土地划分、建筑和道路建设等领 域，如中国的长城、金字塔等伟大工程的建造都离不开测 量技术。
近代
随着科学技术的发展，测量学逐渐形成了独立的学科体系 ，并广泛应用于地质、矿产资源勘探、海洋测绘等领域。
角度测量的方法与工具
角度测量的方法
水平角测量、竖直角测量、天顶距测量。
经纬仪的构造和使用
包括照准部、水平度盘和基座三大部分，用 于测量水平角和垂直角。
角度测量的工具
经纬仪、全站仪、电子测角仪等。
全站仪的结构和功能
全站仪是电子测距仪和电子经纬仪的结合， 可同时测量角度和距离。
方向测量的原理与应用
1 2
测量仪器分类
根据测量原理和应用领域，测量仪器 可分为光学测量、机械测量、电磁测 量、声学测量等类型。
测量仪器特点
不同类型的测量仪器具有不同的特点 和应用范围，如精度、稳定性、可靠 性、便携性等。
常用测量工具与使用方法
直尺与卷尺
直尺用于测量长度和宽度，卷尺 用于测量长度和周长。使用时应 注意刻度对齐和工具的保养。
地图测绘的方法
地图测绘的方法包括平板仪测量、经纬仪测量、全站仪测量、遥感测 量等，每种方法都有其特点和适用范围。
测量学完整1ppt课件
正、三四等水准测量。
（2）了解自动安平水准仪、精密水准仪和精 密水准尺
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48
第二章 重难点
• 重点：
• 水准测量的原理
• 难点：
• 三四等水准测量
• 水准仪的使用
• 水准测量的方法及 成果整理
• 三四等水准测量
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49
高程测量概述
• 高程测量的方法：
水准测量 三角高程测量 GPS高程测量 气压高程测量。
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24
二、现代测量科学的发展概况：
新的3S技术：
GPS－卫星定位系统 GIS－地理信息系统 R S－遥感
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25
三、地面点位的确定
1、地球的形状和大小
水准面：处处与重力线正交的海水面
大地水准面 ：与平均海水面相吻合的水准面
大地体 ：大地水准面所包含的形体
地球椭球体：与整个大地水准面吻合得最佳 的旋转椭球
28
①天文坐标系
天文经度λ 天文纬度φ 特点：天文坐标系以铅垂线为基准线，
以大地水准面为基准面； 测量方法：在地面点上用天文测量的方
法测定。
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29
②大地坐标系
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30
大地经度L：
大地纬度B：
特点：大地坐标是以法线为基准线，以 椭球体面为基准面
测量方法：大地坐标是根据大地原点坐 标，再按大地测量所测得的数据推算而 得。
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52
2、基本概念
• 后视点 • 后视读数 • 前视点 • 前视读数 • 测站
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53
3、高程的计算方法
①高差法
hABa－b
（2）了解自动安平水准仪、精密水准仪和精 密水准尺
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48
第二章 重难点
• 重点：
• 水准测量的原理
• 难点：
• 三四等水准测量
• 水准仪的使用
• 水准测量的方法及 成果整理
• 三四等水准测量
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49
高程测量概述
• 高程测量的方法：
水准测量 三角高程测量 GPS高程测量 气压高程测量。
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24
二、现代测量科学的发展概况：
新的3S技术：
GPS－卫星定位系统 GIS－地理信息系统 R S－遥感
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25
三、地面点位的确定
1、地球的形状和大小
水准面：处处与重力线正交的海水面
大地水准面 ：与平均海水面相吻合的水准面
大地体 ：大地水准面所包含的形体
地球椭球体：与整个大地水准面吻合得最佳 的旋转椭球
28
①天文坐标系
天文经度λ 天文纬度φ 特点：天文坐标系以铅垂线为基准线，
以大地水准面为基准面； 测量方法：在地面点上用天文测量的方
法测定。
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29
②大地坐标系
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30
大地经度L：
大地纬度B：
特点：大地坐标是以法线为基准线，以 椭球体面为基准面
测量方法：大地坐标是根据大地原点坐 标，再按大地测量所测得的数据推算而 得。
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52
2、基本概念
• 后视点 • 后视读数 • 前视点 • 前视读数 • 测站
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53
3、高程的计算方法
①高差法
hABa－b
测量学课件PPT
成像原理
A
C1 B
b’
1
3
2 b
a
C2
4
a’
2、水准器
1）管水准器 管水准器轴 ：过零
点做内圆弧的切线LL 分划值τ″：2mm
弧长所对的圆心角 τ″=2/R×ρ″
=20″/2mm 用微倾螺旋调节 作用：精平仪器
2)圆水准器
圆水准器轴：过圆水 准器零点的球面法线 L0L0。
分划值τ：一般为 8′～10 ′
满足条件：fα=sβ=zz0
§2-3 水准仪的使用
自动安平水准仪
微倾水准仪的使 的使用
用
– 安置仪器
– 安置仪器
– 粗平
– 粗平
– 瞄准
– 瞄准
– 读数
– 精平
– 读数
视差
视差出现的现象：尺像晃动，读数不准。 产生视差的原因：尺像没有准确落在十字丝面上
。 消除视差的方法：重新调节目镜和物镜，进行仔
R愈大， τ愈小，水 准管的精度愈高
作用：粗平仪器
3、基座
基座的作用是支承仪器的上部，用中心螺旋将 基座连接到三脚架上
主要作用：调节圆水准气泡
二、水准尺和尺垫
水准尺的种类
尺垫
直尺 塔尺
尺垫是在转点处放置水 准尺用的
折尺
铟刚尺
长度2-5m
三、水准仪的轴系及关系
轴系
主要任务： 测绘：地面点→图 测设：图→地面
2、测量工作在工程建设中的作用：
例如：郑州大学新区建设 （在测量的地形图上）征地→报批→（在测量
的地形图上）规划、设计→施工（需要施工放 样、测设）→竣工、验收（需要竣工测量）→ 使用、工程管理（变形观测）
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S
A
L
L1
C B
2mm
图2－7
O
图2－8
•(１）管水准器－－水准管 • 一般S1、S3型水准仪的水准管分划值分别为 10″/2mm及20″／2mm。 用于精平。
•（２） 圆水准器
•一般圆水准器的分划值约为8′~ 10′。用于粗平。 •
• 3.附件： 三脚架、水准尺和尺垫
（a）
图2－11
（b）
（c） 图2－12
–
•
水准点分为永久性和临时性两种。
(a)
(b)
图2－17
21号楼
至南湖新村
5 号 楼 1号楼
图2－18
水准路线：
闭合水准路线，附合水准路线，支水准路线，水准 网
– “1985国家高程基准” 水准原点的高程为 72.260m。
§1-3 测量的基本工作
– 测量的基本要素是：
• 1. 距离（水平距离或斜距）； • 2. 角度（水平角和竖直角）； • 3. 高程。
习题
– 1．进行测量工作应遵循的原则是什么？ – 2．什么是水准面、大地水准面、椭球和参
考椭球？ – 3．测量工作中地面点的位置是如何表示的？ – 4．基本的测量工作有哪些？
• 水准面的特点：处处与铅垂线相垂直。
• 水准面可以有无数个。大地水准面是与平均海 水面重合的一个封闭曲面。
• 3 旋转椭球
• 由于大地水准面是一个不规则的曲面。为了便 于处理大地测量的成果，用一个椭圆绕其短轴旋 转而成的形体来代替大地体，称为“椭球”。
•
椭球的大小用长半轴 a和短半轴 b或扁率α
B
hAB
A HA
HA '水准面HB HB '
大地水准面
在图上可看出，绝对高程HA和 相对高程HA在数值上不相等。
HAHA, HAHB=HAHB
高差－两点的高程之差。常用 h表示。hAB=HB HA，高差带有＋、 －号。
– 水准原点：水准原点是全国高程测量的基准点。
– “1956黄海高程系”水准原点高程为72.289m。
测量学
第一章 测量学的基本知识
第一节 测量学的地位和作用 第二节 地面点位的表示方法 第三节 测量的基本工作
§1§1-1 测量学的定义和作用
测量学是研究如何测定地面点的位 置和高程，将地球表面的形状及其他信 息测绘成图，以及确定地球的形状和大 小科学。
测绘工作在经济建设、国防建设、生产 活动、军事活动、国家管理、文化教育、科 学研究和人民生活等各个方面都得到子广泛 应用。
尺垫只用于转点
• ４.水准仪的使用
–安置
图2－13
–粗平 –瞄准 –精平
(a)
图2－14
(b)
读数
13 14
15 16
图2－15
结果为：1.464m 估读位禁止改正
§2-3 水准测量的实施
• 一、水准点与水准路线 • 水准点(Bench Mark)：用水准测量的方法测定的高 程达到一定精度的高程控制点，简记为BM。
2) 平面直角坐标
测量中的平面直角 坐标系建立如右图： 纵坐标轴为x轴， 横坐标轴为y轴， 象限名称按顺时针 排列。
x
IV I
y
III II
– 2.点的高程
• 高程：任意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，亦称标高或海拔。用H
来表示，HA、HB分别是A点和B点的高程。
相对高程－地面点到任意水准面的铅垂距离。
第二章 高程测量
第一节 水准测量原理 第二节 微倾式水准仪 第三节 水准测量的实施 第四节 水准仪的检验校正 第五节 水准测量的主要误差 第六节 自动安平水准仪 第七节 电子水准仪 第八节 跨河水准测量
§2-1 水准测量原理
• 由图中的几何关系 可知A、B两点间的高 差为
hAB a b
于是B点的高程HB为 HB H A hAB
表示。a和α称为椭球的元素。
•
为了测量工作的需要，在一个国家或一个
地区，需要选用一个最接近于本地区大地水准面
的椭球，这样的椭球称“参考椭球”。我国目前
采用1980年大地坐标系，即1979年国际大地测量
协会推荐的地球椭球，其元素值
• a＝6 378 137 m b= 6 356 752 α=1：298.257
•
地球是一个表面高低起伏极不规则的球体。
总的形状可以看成是被海水包围的球体。
– 1 大地水准面
•
一个与假想的无波浪、潮汐、海流和大气
压变化引起扰动的处于流体静平衡状态的海洋面
相重合并延伸到大陆的重力等位面。由大地水准
面所包围的形体称为大地体，大地体可以代表地
球总的形状。
• 2 水准面：任意静止的水面。
测验工作是国家建设中的一项先行的基础 性工作，测绘工作者是经济建设和国防建设的 尖兵。
§1§1-2 地面点位的表示方法
• 一、测量的基本原则和测量工作的实质
• 在测量和测设工作中必须遵循的原则：
• “从整体到局部，先控制后碎部”
• 测量工作的实质:
•
测量（测定或测设）点位。
• 二、地球的形状和大小
– 1) 大地坐标
–
用“大地经度”和“大地纬度”来表示。
–
大地经度L ：过地面某点M的子午线与 本初子午线（或格林威治子午线）的夹角 称为该点的大地经度，有东经、西经之分。 角值为0°～180°
大地纬度B：地面点N的法线方向与 赤道的夹角称为大地纬度B，该点位于 赤道以北称为北纬，赤道以南称南纬， 角值为0°～90°
• 1. 望远镜
1
–
6
5
4 32
C
C
7
8
1－物镜 2－目镜 3－十字丝分划板 4－分划板护罩 5 －对光透镜 6－物镜对光螺旋 7－分划板固定螺丝 8－ 十字丝
图2－3
• 2.水准器
• 水准管上每2mm弧长所对的圆心角称为 水准管分划值，设以表示，分划值愈小，水 准管的灵敏度也愈高。
L
O
L
L1
L
• 由于地球的扁率很小，所以在一般测量工作中， 可把地球看作一个圆球来处理，其半径为：R＝6 371 km 。
• 三、地面上点位的表示方法
• 在测量工作中，地面上的点位都用坐标和高程 来表示。
– 1.点的平面位置
• 当地面点投影到椭球面上时，其平面位置用大 地坐标来表示，当投影到水平面上时，则用平面 直角坐标表示。
前进方
后 尺
视
向 水平视 线
前视 尺
bB
HiA a
hAB
HB
HA 大地水准 面
图2－ 1
§2-2 微倾式水准仪
1－准星 2－水准管 3－照门 4－目镜 5－圆水准器 6－圆水准器校正螺丝 7－脚螺旋 8－三角底板 9－水平制动螺旋 10－调焦螺旋 11－物镜 12－水平微动螺旋 13－微倾螺旋
图2－2