武汉大学数字测图原理和方法共38页
合集下载
(武汉大学)数字测图原理与方法课件-第四章
由于大气折光的影响，实际视线不是水平直线，而是曲线。实际视线的形状十 分复杂，但当视线不太长时，可将其当做圆弧看待。大气折光的影响分别用f1, f2表 示（称为气差改正）。
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
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
(武汉大学)摄影测量学教学课件-第八章-计算机辅助测图(数字测图)
2
矢量数据采集主要过程
地 物 量 测
内 定 向
相 对 定 向
绝 对 定 向
输 入 参 数
输 入 属 性
联 机 编 辑
结 束
基本参数：如测图比例尺、图廓坐 标、测图窗口参数等
二 矢量数据采集与存储 1.属性码编码
编码
属性码输入方式
2.属性码表AC
属性 首点 删除 公共 注记 码 指针 标志 边指 指针 针
根据控制点图廓点确定变换关系
x i = a 0 + a1 X y i = b 0 + b1 X
i i
+ a 2Yi ⎫ ⎬ + b 2Yi ⎭
若要考虑图纸的非线性变形，可采用 双线性或完整的二次变换公式
三 图式符号的绘制
点状符号数字化
点状符 点状符号库数据结构
图8-3-5 点状符号库数据结构
线状符号与面状符号
xo,yo
x = x y = y
0 0
+ x + y
w w
⎫ ⎬ ⎭
二 图形编辑 1 屏幕检索表
根据光标在屏幕上的位置，检索出光标所 指物体（或点、线）的序号
图形窗口划分为m行n列的矩形格网， 每格网对应屏幕检索表的一行
图
1 3
2 地物序号
1 1 3 3 0 1
BP -1 21 -1 -1 0 -1
面状符号的绘制
四 裁剪与注记 1.剪裁 窗口外裁剪 窗口内裁剪
x0 y0 1 ⎫ = ( x1 + x 2 + x 3 + x 4 ) ⎪ ⎪ 4 ⎬ 1 = ( y1 + y 2 + y 3 + y 4 )⎪ ⎪ 4 ⎭
武汉大学数字测图原理与方法全套PPT学习教案
过地面点P的椭球面法线与赤道面的夹角，称 为该点的纬度，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，由 0°到90°称为南纬。
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。
第12页/共43页
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。
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。
第12页/共43页
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。
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。
数字高程模型-武汉大学
七、立体透视图的绘制
数字测图原理及方法
示例四
10.3 数字高程模型的（DEM）的应用
八、地形的坡度、坡向分析
坡度和坡向的计算通常在3*3个DTM网格窗口中进行。窗口在DTM矩阵中
连续移动后完成整幅图的计算工作。
数字测图原理及方法
10.3 数字高程模型的（DEM）的应用
八、地形的坡度、坡向分析
坡度示意图
如低空侦察飞机在飞行时，要尽可能躲避敌方雷达的捕捉，飞行显然要选择
雷达盲区飞行。
数字测图原理及方法
10.3 数字高程模型的（DEM）的应用
九、DEM的可视化 1、通视性分析
数字测图原理及方法
10.3 数字高程模型的（DEM）的应用
九、DEM的可视化
2、飞行模拟
DEM图象通过与TM图象中7个不同波段进行叠加，生成仿真的真彩色或 假彩色三维地形模型(DTM)，在此基础上进行飞行模拟。在飞行模拟环境中， 可以根据观察的需要，对地面显示速度、方位、观察位置、高程和透视角度 等进行交互控制，完全达到身临其境的效果。同时，它能将大范围、广视角 和小范围、高精度有机地结合起来进行显示，可以从不同的高度、方位由远 及近地观察大洋山的总体及部分特征。
数字测图原理及方法
谢 谢!
数字测图原理及方法
坡向示意图
数字测图原理及方法
10.3 数字高程模型的（DEM）的应用
九、DEM的可视化
1、通视性分析
通视分析有着广泛的应用背景。典型的例子是观察哨所的设定，显然观
察哨的位置应该设在能监视某一感兴趣的区域，视线不能被地形挡住。这就
是通视分析中典型的点对区域的通视问题。与此类似的问题还有森林中火灾 监测点的设定，无线发射塔的设定等。有时还可能对不可见区域进行分析，
数字测图原理及方法
示例四
10.3 数字高程模型的（DEM）的应用
八、地形的坡度、坡向分析
坡度和坡向的计算通常在3*3个DTM网格窗口中进行。窗口在DTM矩阵中
连续移动后完成整幅图的计算工作。
数字测图原理及方法
10.3 数字高程模型的（DEM）的应用
八、地形的坡度、坡向分析
坡度示意图
如低空侦察飞机在飞行时，要尽可能躲避敌方雷达的捕捉，飞行显然要选择
雷达盲区飞行。
数字测图原理及方法
10.3 数字高程模型的（DEM）的应用
九、DEM的可视化 1、通视性分析
数字测图原理及方法
10.3 数字高程模型的（DEM）的应用
九、DEM的可视化
2、飞行模拟
DEM图象通过与TM图象中7个不同波段进行叠加，生成仿真的真彩色或 假彩色三维地形模型(DTM)，在此基础上进行飞行模拟。在飞行模拟环境中， 可以根据观察的需要，对地面显示速度、方位、观察位置、高程和透视角度 等进行交互控制，完全达到身临其境的效果。同时，它能将大范围、广视角 和小范围、高精度有机地结合起来进行显示，可以从不同的高度、方位由远 及近地观察大洋山的总体及部分特征。
数字测图原理及方法
谢 谢!
数字测图原理及方法
坡向示意图
数字测图原理及方法
10.3 数字高程模型的（DEM）的应用
九、DEM的可视化
1、通视性分析
通视分析有着广泛的应用背景。典型的例子是观察哨所的设定，显然观
察哨的位置应该设在能监视某一感兴趣的区域，视线不能被地形挡住。这就
是通视分析中典型的点对区域的通视问题。与此类似的问题还有森林中火灾 监测点的设定，无线发射塔的设定等。有时还可能对不可见区域进行分析，
数字测图原理及方法
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。
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课件-第5章
安置好经纬仪后，即可开始观 测。角度测量时照准的目标通常是 竖立在目标点上的测钎、花杆、觇 牌等。照准目标要注意消除视差， 水平角观测时应尽可能瞄准目标的 下部，见图5-21。使用光学经纬仪 测角应按前述的光学经纬仪读数方 法读数。
图5-21 瞄准目标
第十三页，编辑于星期六：一点 十七分。
二、 水平角观测
第十二页，编辑于星期六：一点 十七分。
§5.3 角度观测方法
Methods of determining Angles
一 、 经纬仪的安置
经纬仪安置包括对中和整平。对中的目的是使仪器的水平 度盘中心与测站点标志中心在同一铅垂线上；整平的目的是使 仪器的竖轴竖直，并使水平度盘居于水平位置。安置经纬仪可 使用垂球或光学对中器进行对中。
5.6 Distance measurement
5.7 Error analysis of electro-optical distance measurement
§5.7 光电测距误差分析
5.8 Test of electro-optical distance
§5.8 光电测距仪的检验
measuring instruments
1、测回法 2、方向观测法
第十四页，编辑于星期六：一点 十七分。
三、竖直角观测
在三角高程测量和斜距化为平距的计算中，都用到竖直角。
1竖角（高度角）的计算
竖盘注记形式有顺时针方向和逆时针方向两种。注记形式不同，由竖盘读数计算竖角 的公式也不同，但其基本原理是一样的。
竖角是在同一竖直面内目标方向与水平方向间的夹角。所以要测定竖角，必然与观测盘 左还是盘右，其读数是个定值，正常状态应该是90°倍数。所以测定竖角时只需对视线指 向的目标进行读数。
数字测图原理与应用
数字测图原理与方法电子教案第二章测量基本知识数字测图原理与方法武汉大学测绘学院退出数字测图原理与方法第2章测量基本知识2.1地球形状和大小2.2测量常用坐标系和参考椭球定位2.3地图投影和高斯平面直角坐标系2.4高程2.5用水平面代替水准面的限度2.6方位角2.7地形图的基本知识2.8 地形图的分幅与编号退出数字测图原理与方法第2章测量基本知识 2.1 地球形状和大小测量工作的主要研究对象是地球的自然表面，但地球表面形状极其复杂。
有高山、丘陵、平原、河流、湖泊和海洋。
世界第一高峰珠穆郎玛峰高达8844.43m，太平洋西部的马里亚纳海沟深达11022m。
海洋面积约占71%, 陆地面积约占29%。
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。
2.1.1大地水准面2.1.1.1地球概述数字测图原理与方法2.1.1.2 铅垂线地球表面任一质点，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。
重力的作用线又称为铅垂线。
铅垂线是测量外业所依据的基准线。
2.1.1.3 水准面1.定义处于自由静止状态的水面称为水准面。
2.特点1）水准面是一个重力等位面，水准面上各点处处与该点的重力方向（铅垂线方向）垂直。
2）在地球表面上、下重力作用的范围内，通过任何高度的点都有一个水准面，因而水准面有无数个。
图2-1数字测图原理与方法2.1.1.4 大地水准面定义在测量工作中，把一个假想的、与静止的海水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。
1）是一个封闭的曲面。
2）是一个略有起伏的不规则曲面，无法用数学公式精确表达。
3）大地水准面是测量外业所依据的基淮面。
大地水准面的特征图2-2数字测图原理与方法2.1.2 参考椭球体代表地球形状和大小的旋转椭球，称为“地球椭球”。
与大地水准面最接近的地球椭球称为总地球椭球；与某个区域如一个国家大地水准面最为密合的椭球称为参考椭球，其椭球面称为参考椭球面。
数字测图原理与方法
h往 （a1 b1） (a2 b2 ) h返 (b2' a2' ) (b1' a1' )
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 )
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。
数字测图原理及方法概述
操作键盘
按键 键名
坐标测量键 距离测量键 角度测量键 菜单键
功 能
进入坐标测量模式 进入距离测量模式 进入角度测量模式 在菜单模式与其它模式之间切换。 在菜单模式下可设置应用程序测量。
操作键盘
按键 键名
功 能
返回距离测量模式，或上一层菜单； 从常规测量模式直接进入数据采集 模式或放样模式
开/关全站仪电源 对应于屏幕下方相关位置显示的功能
组成部分
Carrying handle 手柄 Sighting collimator 粗瞄镜
Objective lens 物镜
Display unit 显示器
Optical plummet telescope 光学对中器
Horizontal motion clamp, Horizontal tangent screw 水平制动、微动螺旋 Base 基座
Operating key 操作健
Leveling screw 整平脚螺旋
组成部分
Telescope focusing knob 调焦手轮 Battery 电池
Telescope eyepiece 目镜 Plate level 管水准器
Vertical motion clamp, Vertical tangent screw 竖直制动、微动螺旋
Soft Display Key Mark F1 H-BZ
Function 设置水平角每转动到90 度的倍数时发出蜂鸣声 转换水平角正方向为左 旋转或右旋转 打开或关闭竖直角的 COMPASS功能 显示当前页码(P3)，按此 功能键进入下一页(P1)
0SET HOLD HSET P1↓
TILT [F1] REP [F2] V% [F3] P2↓ [F4]
武汉大学数字测图原理与方法全套课件第五章
“一测回方向观测中误差”为，简写为“J6”。
二 、光学经纬仪
光学经纬仪是采用光学度盘，借助光学放大和光学测微
器读数的一种经纬仪。图5-4是北京光学仪器厂生产的J6级 光学经纬仪。图5-5是苏州第一光学仪器厂生产的J2光学经 纬仪。图5-6是原瑞士威特厂生产的T3光学经纬仪，它的一 测回方向观测中误差为0.7秒。
§5.10 三角高程测量
station system 5.10 Trigonometric leveling
Hale Waihona Puke §5.1 角度测量原理Principles of Angle measurement
角度测量是确定地面点位的基本测量工作之一，包括水平角测量和
竖直角测量，用于角度测量的仪器是经纬仪。
一、 水平角测量原理
1、光学经纬仪的主要部件 (1) 望远镜 测量望远镜是用于精确瞄准远处测量目标， 与水准仪上的望远镜一样，经纬仪上的望远镜也是由物镜、
调焦透镜、十字丝分划板和目镜等组成。
(2) 水准器 同水准仪一样，水准器有管状水准器(又称 水准管)和圆水准器。
(3) 水平度盘和竖直度盘 光学经纬仪的水平度盘和竖直 度盘用玻璃制成，在度盘平面的圆周边缘刻有等间隔的分划
旋转照准目标时，视准轴由一目标转到另一目标，这时读数指 标所指示的水平度盘数值的变化就是两目标间的水平角值。
经纬仪依据度盘刻度和读数方式不同，分为游标经纬仪、
光学经纬仪及电子经纬仪。目前主要使用电子经纬仪，光学经 纬仪已较少使用，而游标经纬仪早已淘汰。
我国大地测量仪器的总代号为汉语拼音字母“D”，经纬 仪代号为“J”。经纬仪的类型很多，我国经纬仪系列是按野外 “一测回方向观测中误差”这一精度指标划分为DJ07、DJ1、 DJ2 、 DJ6 、 DJl5 五 个 等 级 。 例 如 “ DJ6” 表 示 经 纬 仪 野 外
二 、光学经纬仪
光学经纬仪是采用光学度盘，借助光学放大和光学测微
器读数的一种经纬仪。图5-4是北京光学仪器厂生产的J6级 光学经纬仪。图5-5是苏州第一光学仪器厂生产的J2光学经 纬仪。图5-6是原瑞士威特厂生产的T3光学经纬仪，它的一 测回方向观测中误差为0.7秒。
§5.10 三角高程测量
station system 5.10 Trigonometric leveling
Hale Waihona Puke §5.1 角度测量原理Principles of Angle measurement
角度测量是确定地面点位的基本测量工作之一，包括水平角测量和
竖直角测量，用于角度测量的仪器是经纬仪。
一、 水平角测量原理
1、光学经纬仪的主要部件 (1) 望远镜 测量望远镜是用于精确瞄准远处测量目标， 与水准仪上的望远镜一样，经纬仪上的望远镜也是由物镜、
调焦透镜、十字丝分划板和目镜等组成。
(2) 水准器 同水准仪一样，水准器有管状水准器(又称 水准管)和圆水准器。
(3) 水平度盘和竖直度盘 光学经纬仪的水平度盘和竖直 度盘用玻璃制成，在度盘平面的圆周边缘刻有等间隔的分划
旋转照准目标时，视准轴由一目标转到另一目标，这时读数指 标所指示的水平度盘数值的变化就是两目标间的水平角值。
经纬仪依据度盘刻度和读数方式不同，分为游标经纬仪、
光学经纬仪及电子经纬仪。目前主要使用电子经纬仪，光学经 纬仪已较少使用，而游标经纬仪早已淘汰。
我国大地测量仪器的总代号为汉语拼音字母“D”，经纬 仪代号为“J”。经纬仪的类型很多，我国经纬仪系列是按野外 “一测回方向观测中误差”这一精度指标划分为DJ07、DJ1、 DJ2 、 DJ6 、 DJl5 五 个 等 级 。 例 如 “ DJ6” 表 示 经 纬 仪 野 外
(武汉大学)数字测图原理与方法课件
数 字 测 图 原 理 与 方 法
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。
2.2.1.3 WGS-84坐标系
WGS-84坐标系是全球定位系统（GPS）采用 的坐标系，属地心空间直角坐标系。WGS-84坐 标系采用 1979 年国际大地测量与地球物理联合 会第17届大会推荐的椭球参数。WGS-84坐标系 的原点位于地球质心； Z 轴指向 BIHl984.0 定义 的协议地球极 (CIP) 方向； X 轴指向 BIHl984.0 的 零子午面和CIP赤道的交点；Y轴垂直于X、Z轴， X、Y、Z轴构成右手直角坐标系。
数字测图原理与方法
数 字 测 图 原 理 与 方 法
第一章 绪 论 电子教案
武汉大学测绘学院
退出
2005.12
第1章 绪论
数 字 测 图 原 理 与 方 法
1.1
数字测图的发展概况
1.2 学习本课程的目的和要求
退出
第1章绪论
1.1 数字测图的发展概况
数 字 测 图 原 理 与 方 法
随着科学技术的进步和计算机技术的迅猛发展及先进测量仪器和技术的广泛应用， 促进了地形测量向自动化和数字化方向发展，数字化测图技术应运而生。数字测图与 传统的图解法测图相比，以其特有的高自动化、全数字化、高精度的显著优势而具有 无限广阔的发展前景。 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、地貌特征点的 空间位置进行测定，以一定的比例尺并按图示符号绘制在图纸上，即通常所称的白纸测 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、 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。 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。 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 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 测图等技术。利用上述技术将采集到的地形数据传输到计算机，由数字成图软件进行数 据处理，经过编辑、图形处理，生成数字地形图。 数字测图是一种全解析机助测图方法，数字测图地形信息的载体是计算机的存储 介质(磁盘或光盘)，其提交的成果是可供计算机处理、远距离传输、多方共享的数字地 形图数据文件，通过数控绘图仪可输出地形图。另外，利用数字地形图可生成电子地图 和数字地面模型（DTM）。更具深远意义的是，数字地形信息作为地理空间数据的基 本信息之一，成为地理信息系统(GIS)的重要组成部分。
数字测图原理及方法
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。
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。