第一章 绪论
o思考1:测量学及在本专业中的应用
测量学的概念
o1.传统的定义
o测量学是一门研究地球形状和大小以及确定空间点位的科学。
o2.现代测量学定义
o是“研究空间数据采集、传输、处理、变换、存贮、分析、制图、显示的科学技术”。
测量学(测绘学geometric)的分类
地球的自然表面---不规则的曲面
o人类对地球的认识过程：
春秋时期（BC.770~476）：盖地说--天圆地方
后汉（AD.78~139）：浑天说—大地是球体
古希腊：托勒密的地心说；毕达格拉斯和亚里斯多德的球型说；埃拉托色尼
现代：近于梨形的椭球体
地球概述
地球的物理表面---大地水准面
o大地水准面-平均静止海水面
o大地水准面(geodetic level surface)是由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面。它是重力gravity等位面，即物体沿该面运动时，重力不做功（如水在这个面上是不会流动的）。大地水准面是描述地球形状的一个重要物理参考面，也是高程elevation系统的起算面
地球的数学表面¡ª旋转椭球面
o选用一个与大地球体相近的，可以用数学方法来表达的旋转椭球来代替地球旋转是一个椭圆绕其短轴旋转而成的。它是测量与制图的基础。凡是与局部地区（一个或几个国家）的大地水准面符合得最好的旋转椭球，称之为¡°参考椭球¡±。
o数学表面，大小由长半径a，短半径b和扁率e来表示。1952年前采用海福特椭球 a=6378.388 b=6356.9 f=1:297.0
o1953年后采用克拉索夫斯基 a=6378.245 b=6356.863 f=1:298.3（1980年前使用）
o1975年国际椭球(推荐值) a=6378.140 f=1:298.257（现用）
o1980年国际椭球(推荐值) a=6378.137 f=1:298.257 。
对地球形状 a，b，f 测定后，还必须确定大地水准面与椭球体面的相对关系。即确定与局部地区大地水准面符合最好的一个地球椭球体 —— 参考椭球体，这项工作就是参考椭球体定位。
通过数学方法将地球
椭球体摆到与大地水准面
最贴近的位置上，并求出
两者各点间的偏差，从数
学上给出对地球形状的三
级逼近。
中国1952年前采用海福特（Hayford）椭球体 ；
1953—1980年采用克拉索夫斯基椭球体（坐标原点是前苏联玻尔可夫天文台） ；
自1980年开始采用 GRS 1975（国际大地测量与地球物理学联合会 IUGG 1975 推荐）新参考椭球体系，并确定陕西泾阳县永乐镇北洪流村为“1980西安坐标系”大地坐标的起算点。
地球坐标系与大地定位
o地理坐标
o我国的大地坐标系统
o全球定位系统
地理坐标
o用经纬度表示地面点的球面坐标。
o天文经纬度（天球，纬度以铅垂线确定）
o大地经纬度(参考椭球，纬度以法线确定)
o地心经纬度（纬度以地心连线确定）
① 天文经纬度：表示地面点在大地水准面上的位置，用天文经度和天文纬度表示。
② 大地经纬度：表示地面点在参考椭球面上的位置，用大地经度?、大地纬度 j 和大地高 h 表示。
③ 地心经纬度：即以地球椭球体质量中心为基点，地心经度同大地经度?，地心纬度是指参考椭球面上某点和椭球中心连线与赤道面之间的夹角?。
中国的大地坐标系统
大地控制网：平面网和高程控制网
o平面坐标系
o1）平面极坐标系：M（r.θ）
o2）平面直角坐标系：χ=r*cosθ ；y=r*sinθ
o高斯平面坐标系
中国的大地控制网
我国的大地坐标系统
o大地坐标系
o20世纪20---50年代，1954年坐标系，克拉索夫斯基椭球体
o1980国家坐标系， 1975年国际椭球：大地坐标原点geodetic origin在陕西省泾阳县永乐镇，又称西安坐标系coordinate system
高程控制网 : 按统一规范，由精确测定高程的地面点组成，以水准测量或三角高程测量完成。依精度不同，分为四等。
平面控制网
高程控制网
水准面示意图
大地控制网：平面网和高程控制网
o高程系及高程控制点
o绝对高程：地面点到大地水准面的高度―――海拔；
o相对高程：地面点到任一水准面的高度；
o高差：地面上两点的高程差。
o我国高程的起算面是黄海平均海水面。1956年在青岛设立了水准原点，其他各控制点的绝对高程都是根据青岛水准原点推算的，称此为1956年黄海高程系。1987年国家测绘局公布：中国的高程基准面启用《1985国家高程基准》。
地球的形状和大小
地球的形状和大小
o2、旋转椭球面oblate ellipsoid of rotation
o数学表面，大小由长半径a，短半径b和扁率e来表示。我国1980年以后采用1975年国际大地测量协会（IGG）推荐的全球坐标系的数值为：a=6378140m，e=1/298.257
o80国家坐标系：大地坐标原点geodetic origin在陕西省泾阳县永乐镇，又称西安坐标系coordinate system
o54国家坐标系-北京坐标系
克拉索夫斯基椭球体a=6378245m ， e=1/298.3 。
¿¼²ÎÍÖÇòÌå reference ellipsoid
地面点位置确定
o1、测量工作的根本任务就是确定地面点的位置。无论是地形图的测绘还是建（构）筑物的放样，都可以归结为确定点位的问题。
o2、所谓确定地面上某一点的点位position，就是确定它的平面位置horizontal location和高程 elevation。
地理坐标-经度longitude、纬度latitude
1、世界各国统一将通过英国格林尼治天文台的子午面meridian plane作为经度起算面，地面上某一点M的经度，就是过该点的子午面与首子午面的夹角，以λ表示。经度从首子午线起向东180°称东经；向西180°称西经。
2、点的纬度，就是该点的法线normal与赤道equator平面的交角，以j表示。纬度从赤道起，向北由0°～90°称北纬；向南由0°～90°称南纬。例如，北京的地理坐标，经度是东经116°28´，纬度是北纬39°54´。
平面直角坐标
plane rectangular coordinates
高斯直角坐标
o1、横切圆柱投影transversely column projection：高斯-克吕格投影的方法来建立平面直角坐标系，简称为高斯直角坐标系。
o2、高斯投影平面上的中央子午线central meridian投影为直线且长度不变，其余的子午线均为凹向中央子午线的曲线，其长度大于投影前的长度，离中央子午线愈远长度变形愈长，为了将长度变化限制在测图精度允许的范围内，通常采用六度分带法。
o3、采用高斯直角坐标来表示地面某点位置时，需要比较复杂的数学（投影）计算才能求得该地面点在高斯直角坐标系的坐标值。高斯直角坐标系用于大面积的测区。
地面点的高程
o1、高程：就是地面上一点到大地水准面的铅垂距离，用H表示。
o2、我国曾采用青岛验潮站1950～1956年观测成果推算的黄海平均海水面作为高程零点，称1956年黄海高程系。
o自1987年起采用青岛验潮站1953～1979年观测成果推算的黄海平均海水面作为高程零点，由此算得的青岛国家水准原点高程为72.260m。
o3、高差：地面上两点间高程的差值，用h表示。
测量工作概述
o测量工作组织原则：
o整体integer---局部part，控制control---碎部detail survey，高级---低级
o测量工作的操作原则—步步检核
o测量工作三要素：
o距离测量distance measurement、角度测量angular distance、高程测量height survey
测图的发展概况
传统的地形测量conventional topographic survey是利用测量仪器对地球表面局部区域内的各种地物ground feature、地貌land feature\relief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topographic mapping with white。这种测图方法的实质是图解法测图graphical method，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。
测图的发展概况
o广义的数字测图digital mapping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editing、图形处理graphic processing，生成数字地形图。
测图的发展概况
o 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。
第二章 距离测量与直线定向
§2-1 直线丈量
§2-2 直线定向
§2-3 用罗盘仪compass测定磁方位角azimuth
§2-4 电磁波测距electromagnetic distance
量距的工具
1：钢尺：是钢制带状尺。分端点尺，刻线尺。
2：皮尺：是用细铜丝和麻线合织而成的带状尺。端点尺，耐拉力差，只能适用于低精度的量距工作。
3：测绳：是由一束细金属丝外裹带胶的粗布制成的。每米一注记。用于低精度测量。
另外还有测钎，标杆，和垂球以及弹簧称，温度计。
点的标志及直线定线
点的标志：临时性，永久性
直线定线：把多根标杆标定在已知直线的工作。
（1）两点间定线
（2）直线延长线上的定线
（3）不通视两点间定线
（4）峡谷的两点间定线
直线丈量
1、一般量距方法 ：
整尺段法:L= n*l +q
式中：
l为钢尺段长度；n为丈量整尺段数，q为余长。
2、串尺法
丈量相对误差
相对误差等于往返丈量距离之差与距离平均值之比
相对误差1/M=（D往-D返）/D平均
比值化为分子为1的分数，称为相对误差，用来衡量距离丈量的精度。一般要求相对误差不应大于1/2000。
注意事项
1：认清零点
2：保持直线方向
3：尺要拉平，拉直，拉力要均匀
4：不要读错数
5：严防钢尺扭折，被车辆行人压踏
6：用毕要擦干净。
直线定向
概念：确定地面上的一直线与标准方向的角度关系，称直线定向。
直线定向
1、标准方向的种类
真子午线方向，磁子午线方向，坐标纵轴方向.
2、方位角
由标准方向的北端起，顺时针方向量到某直线的夹角，称为该直线的方位角。角值由0°～360°。
方位角
由标准方向的北端起，顺时针到已知直线所夹的水平角。范围从0度到360度。
象限角
由标准方向的北端或南端起算至已知直线的水平夹角。0度到90度。
方位角与象限角之间的换算关系
正反坐标方位角
几种方位角之间的关系
1：真方位角与磁方位角之间的关系
磁偏角变化的影响
因素：年变，
日变，磁暴
磁力异常。
真方位角与磁方位角之间的关系
直线的真方位角A与磁方位角Am可用下式进行换算
A= Am +δ
δ：东偏取正值，西偏取负值。
真方位角与磁方位角之间的关系
N
真方位角与坐标方位角之间的关系
真方位角与坐标方位角之间的关系
γ=（L－L0）sin B
L0为中央子午线的经度； γ为子午线收敛角
真方位角A12与坐标方位角α12之间的关系：可用下式进行换算：
A12=α12+γ
坐标方位角与磁方位角的关系
某点的磁偏角δ与子午线收敛角γ，则坐标方位角α与磁方位角Am之间的换算式为
α= Am +δ－γ
坐标方位角的推算
第六节：罗盘仪
罗盘仪构造：
（1）望远镜
（2）磁针
（3）刻度盘
用罗盘仪测定磁方位角
1、对中、将罗盘仪安置在直线的起点
2、整平、用水准器批示仪器是否水平
3、瞄准、通过瞄准设备去瞄准直线另一端的标杆
4、读数、待磁针静止后，读出磁针北端所指的读数，即为该直线的磁方位角。
罗盘仪构造
第三章 水准测量
ordinary leveling
§3-1 水准测量原理
§3-2 水准测量仪器和工具
§3-3 水准测量的外业
§3-4 水准测量的内业
§3-5 水准测量的误差分析
水准测量leveling
确定地面点高程的测量工作称为高程测量。它分水准测量，三角高程测量trigonometric leveling和气压高程测量barometric height measurement。
水准测量是测量高程的精确方法。
水准测量基本原理是利用水准仪提供的水平视线，配合水准尺直接测定地面上各点之间的高差，然后根据一个已知点的高程推算另一个点的高程。
水准测量原理
水准测量是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。 A点尺上读数a；在B点尺上读数b；则A、B两点间的高差为：
hAB = a-b
国家水准网
国家水准网等级:一等、二等、三等、四等
国家第二期一等水准网高程起算点为水准原点。高程系统为“1985国家高程系统”，共有292条线路、19931个水准点，总长度为93341公里，形成了覆盖全国的高程基础控制网（台湾资料暂缺）
水准测量仪器及工具
水准测量所使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。
水准仪按其精度可分为DS05、DS1、DS3和DS10等四个等级。
工程测量广泛使用DS3级水准仪。
电子水准仪
水准仪的构造-DS3级微倾式水准仪
水准仪主要构成部分：
望远镜：主要由物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板所组成。
水准器：水准器是用来指示视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖直的装置。有管水准器和圆水准器两种。管水准器用来指示视准轴是否水平；圆水准器用来指示竖轴是否竖直。
基座
水准仪的使用方法
1、安置水准仪
2、概略整平
3、瞄准水准尺
4、精平与读数
视差 parallax
当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标影像有相对运动，这种现象称为视差。
产生视差的原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合。由于视差的存在会影响到读数的正确性，必须加以消除。
消除的方法是重新仔细地进行物镜objective lens对光focusing，直到眼睛上下移动，读数不变为止。此时，从目镜eyepiece端见到十字丝与目标的像都十分清晰。
水准外业施测
举例：
水准测量外业
1、 水准点（Bench Mark），简记为BM。水准测量通常是从水准点引测其它点的高程。水准点有永久性和临时性两种。
2、水准测量的实施
（1）选点
（2）埋石
（3）测量
水准测量的检核
1、计算检核：
HB=HA+∑h ；∑h=∑a－∑b
A、B两点高差等于各转点之间高差的代数和，也等于后视读数之和减去前视读数之和，此式可用来作为计算的检核。
水准测量的检核
2、测站检核：
（1）变动仪器高法：是在同一个测站上用两次不同的仪器高度，测得两次高差以相互比较进行检核。即测得第一次高差后，改变仪器高度（应大于10cm）重新安置，再测一次高差。两次所测高差之差不超过容许值（例如等外水准容许值为6mm），则认为符合要求，取其平均值作为最后结果，否则必须重测。
水准测量的检核
2、测站检核：
（2）双面尺法：是仪器的高度不变，而立在前视点和后视点上的水准尺分别用黑面和红面各进行一次读数，测得两次高差，相互进行检核。若同一水准尺红面与黑面读数（加常数后）之差，不超过3mm；且两次高差之差，又未超过5mm，则取其平均值作为该测站观测高差。否则，需要检查原因，重新观测。
水准测量成果检核
1、附合水准路线annexed leveling line：从一已知高程的水准点出发，沿各个待定高程的点进行水准测量，最后附合到另一个水准点上，这种水准路线称为附合水准路线。路线中各待定高程点间高差的代数和，应等于两个水准点间已知高差。如果不相等，两者之差称为高差闭合差，其值不应超过容许范围，否则，就不符合要求，须进行重测。
水准测量成果检核检核
2、闭合水准路线closing leveling line：由一已知高程的水准点出发，沿环线待定高程点进行水准测量，最后回到原水准点上，称为闭合水准路线。路线上各点之间高差的代数和应等于零，便产生高差闭合差，其大小不应超过容许值。
水准测量成果检核检核
3、支水准路线spur\unclosed leveling line：由一个已知高程的水准点出发，进行水准测量，既不附合到另外已知高程的水准点上，也不回到原来的水准点上，称为支水准路线。支水准路线应进行往返观测direct and reversed observing，以资检核。
水准测量内业
1、高程闭合差closure error of elevation的计算
附合水准路线：
?h=∑h－（HB－HA）
闭合水准路线： ?h=∑h
?h 小于容许值，符合要求。
水准测量内业
2、闭合差的调整adjust
在同一条水准路线上，假设观测条件是相同的，可认为各站产生的误差机会是相同的，故闭合差的调整按与测站数（或距离）成正比例反符号分配的原则进行。，故每一站的高差改正数为-?h/n 。
水准测量内业
3.高程的计算
根据检核过的改正后高差，由起始点开始逐点推算出各点的高程，最后算得的终点高程应与已知的高程相等，否则说明高程计算有误。
A
1
B
2
3
12站
18站
13站
11站
0.8km
1.3km
1.1km
0.7km
HA=56.345m, HB=59.039m
1．高差闭合差的计算
?h=∑h－（HB－HA）
=2.741－(59.039－56.345) =＋0.047m
设为山地，故 ?h容=±12=±12
=±88mm
│?h│<│?h容│，其精度符合要求。
2．闭合差的调整
一、闭合差的调整按与测站数（或距离）成正比例反符号分配的原则进行。
测站数n=54，故每一站的高差改正数为:
-?h/n =-0.87mm
二、各测段的改正数，按测站数计算。
各段改正数h’= -0.87mm*各段测站数
3．高程的计算
H1=HA+h1’
H2=H1+h2’
H3=H2+h3’
HB=H3+h4’
水准仪应满足的条件
水准仪应满足的条件是：
（1）圆水准器轴L′L′应平行于仪器的竖轴VV；
（2）十字丝的中丝（横丝）应垂直于仪器的竖轴；
（3）水准管轴level tester axis应平行于视准轴collimation axis LL//CC。
水准测量误差分析
1、仪器误差
2、观测误差
3、外界条件影响
1．仪器校正后的残余误差
主要是水准管轴与视准轴不平行，虽经校正但仍然残存少量误差；而且由于望远镜调焦或仪器温度变化都可引起i角发生变化，使水准测量产生误差。
在观测过程中，要注意使前、后视距离相等，打伞避免仪器日光曝晒，便可消除或减弱此项误差的影响。
仪器经校正后的残余误差：
2．水准尺误差
由于水准尺刻划不准确，尺长变化、弯曲等影响，会影响水准测量的精度
，水准尺须经过检验才能使用。至于尺的零点差，可在一水准测段中使测站为偶数的方法予以消除。
二、观测误差
1．水准管气泡居中误差
2.读数误差:在水准尺上估读毫米数的误差
3．视差影响
4．水准尺倾斜影响
三 外界条件的影响
1．仪器下沉或尺垫下沉
2．地球曲率及大气折光影响
第四章 角度测量
o第一节 角度测量概念
o第二节 经纬仪的构造及使用
o第三节 水平角观测
o第四节 水平角观测误差分析
o第五节 竖直角观测
o第六节 视距测量
水平角概念
o水平角：地面上一点到两目标的方向线间所夹的水平角，就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角。
水平角测量原理
o水平角测量原理：
β= b－a
第二节：DJ6级光学经纬仪
一：经纬仪theodolite的概述
经纬仪可以分光学经纬仪，游标经纬仪，电子经纬仪。
二： DJ6级光学经纬仪的构造
1：照准部
2：水平度盘
3：基座
经纬仪的构造
o基座：基座用来支承整个仪器，并借助中心螺旋使经纬仪与脚架结合。
o水平度盘：水平度盘6是玻璃制成的圆环，在其上刻有分划，从0°~360°，顺时针方向注记，用来测量水平角。
o照准部：望远镜、竖直度盘、光学读数显微镜 等
DJ2级光学经纬仪
纬仪的使用方法
1：对中
2：整平
3：瞄准
4: 读数
纬仪的使用方法
o1、对中：对中是使仪器的中心与测站点位处于同一铅垂线上。
o2、整平：整平是利用基座上三个脚螺 旋使照准部水准管气泡居中，从而导致竖轴竖直和水平度盘水平。
o3、瞄准
o4、读数
J6级光学经纬仪的读数方法
o1．分微尺测微器及其读数方法
o2.单平板玻璃测微器及其读数方法
DJ6级光学经纬仪读数方法：
分微尺测微器及其读数方法
DJ6级光学经纬仪读数方法：
单平板玻璃测微器及其读数方法
单平板玻璃测微器及其读数方法
DJ2级光学经纬仪
水平角观测方法
测回法：用于测单角。
测回法观测水平角
观测步骤：
（1）盘左位置，先瞄准左方目标1，读取水平度盘读数；然后顺时针转动望远镜瞄准右方目标3读取读数。 上半测回。
（2）盘右位置，先瞄准右方目标3，读取水平度盘读数；然后逆时针转动望远镜瞄准左方目标1读取读数。 下半测回。
（3）（J6）上下半测回角值之差不超过40秒，取平均值。
水平角观测
方向观测法：用于测多个角。
方向观测法观测水平角
观测步骤
（1）盘左位置，瞄准起始方向A，
把读数设置为0度，再瞄A，再读数。
（2）按顺时针依次瞄准B，C，D目标，分别读取读数。
（3）最后回到A，再读取读数，这一步为‘归零’。（ J2限差12”， J6限差18”）
（4）盘右位置，按逆时针依次瞄准B，C，D目标，分别读取读数。
水平角观测误差分析
o水平角观测的误差主要来源:
o仪器本身的误差
o测角时的误差
o外界因素的影响
o
竖直角概念
o竖直角是同一竖直面内视线与水平线间的夹角。其角值为0°～90°,竖直角为仰角，符号为正；俯角，符号为负。
竖直角测量原理
o竖直角测量原理：
α=90°-L，
α=R-270°
竖直度盘的构造：
竖直度盘构造
o竖盘装置包括竖直度盘、竖盘指标水准管和竖盘指标水准管微动螺旋。
o竖盘固定在横轴的一端，随望远镜一起在竖直面内转动。
o测微尺的零分划线是竖盘读数的指标，可以把它看成是与竖盘指标水准管连成一体的。指标水准管气泡居中，指标即处于正确位置。
o光学经纬仪的竖盘是由玻璃制成，刻划的注记有顺时针方向与逆时针方向两种
竖直角的计算公式： 推导公式
具体做法：
（1）盘左，把望远镜大致置平，竖盘读数约90度，为始读数。
（2）慢慢仰起望远镜物镜，观测竖盘读数。并与始读数相比，是增加还是减少。
（3）盘左时，若L>90度，则：α=90°-L
(4)盘右，把望远镜大致置平，竖盘读数约270度
（5）慢慢仰起望远镜物镜，观测竖盘读数R，
α=R-270°
左=L-90
右=270-R
竖直角计算公式
竖直角观测方法
1.仪器安置于测站点上，盘左瞄准目标点M，使十字丝中丝精确地切于目标顶端。
2．转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数L
3.盘右,再瞄准M点并调节竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数R
4．计算竖直角α。
计算竖直角
o盘左 aL=90°-L
o盘右 aR =R-270°
o由于存在测量误差，实测值aL常不等于aR，取一测回竖角为:
α=（ aL + aR ）/2
竖盘指标差
竖盘指标差
o竖直角的计算，是认为指标处于正确位置上，此时盘左始读数为90°，盘右始读数为270°。事实上，此条件常不满足，指标不恰好指在90°或270°，而与正确位置相差一个小角度χ，χ称为竖盘指标差。
o盘左时始读数为90°+χ，则正确的竖直角应为:α=（90°+χ）-L ,盘右时正确的竖直角应为: α=R-（270°+χ）
在竖直角观测中，用正倒镜观测取其均值可以消除竖盘指标 x, χ=（R+L-360°）/2
注意事项
1：仪器要稳定。
2：对中要准确。
3：整平要仔细。
4：目标要照准。
5：操作要规范。
6：估读要准确。
7：观测要校核。
经纬仪的检验和校正
经纬仪在使用之前要经过检验，必要时需对其可调部件加以校正，使之满足下列三个主要条件:
1.照准部水准管轴垂直于竖轴（LL⊥VV)
2.视准轴垂直于横轴（CC⊥HH）
3.横轴垂直于竖轴（HH⊥VV）。
另外十字丝竖丝垂直于横轴的检验校正。竖盘指标差的检验校正也是经常检验、校正的项目。
o
经纬仪检验与校正
视距测量
o视距测量是用望远镜内视距丝装置，根据几何光学原理同时测定距离和高差的一种方法。这种方法具有操作方便，速度快，不受地面高低起伏限制等优点。精度较低，但能满足测定碎部位置的精度要求，因此被广泛应用于碎部测量中。
o
视距测量
一：视线水平时的视距测量
D=kl+c
二：视线倾斜时的视距测量
D=klCOS2α
视距测量原理
1．视线水平时的距离与高差公式
o D = K l+ C
式中 K、C——视距乘常数和视距加常数。
D = K l , h=i－v
o 式中 i——仪器高，是桩顶到仪器横轴中心的高度； v——瞄准高，是十字丝中丝在尺上的读数。
o２．视线倾斜时的距离与高差公式
o D =L cosα=K lcos2α
o h = ½*K lsin2α+ i－v ，h =Dtgα+ i－v
视距测量误差分析
1．读数误差， 读数误差的大小，视使用的仪器，作业条件而定。
2．垂直折光影响 ，当视线接近地面在视距尺上读数时，垂直折光引起的误差较大，并且这种误差与距离的平方成比例地增加。所以在操作时，应尽量使视线离地面1米以上。
3．竖直角观测误差，视距测量误差随竖角增大而增大，并且随竖角测量误差的增大而增大 。
4.视距尺倾斜所引起的误差 ， 与竖直角有关，竖直角越大，视距尺倾斜所引起的误差越大；竖直角相同时，视距尺倾斜越大，误差越大。
第六节：电子经纬仪
第六节：电子经纬仪
第五章 误差理论的基本知识
第一节 误差的概念及特性
第二节 衡量精度的指标
第三节 协方差传播定律
第四节 等精度直接观测的最可靠值
测量误差的发现 例1
测量误差的发现 例2
误差的概念
误差:测量所得的数值与未知量的真实值之间的差值，称为测量误差。
观测误差产生的原因:一定的观测条件(仪器、观测者的技术水平和外界条件)，对应着一定精度的观测值。
分类 :系统误差和偶然误差
测量误差的来源
一.仪器误差
二.观测者误差
三.外界条件的影响
测量误差的分类
一.系统误差
定义 :在相同的观测条件下进行一系列的观测,如果误差出现的符号和大小具有确定性的规律,这种误差称为系统误差。
系统误差是可以被消除和减弱的。
二.偶然误差
定义:在相同的观测条件下进行一系列的观测,如果单个误差出现的符号和大小具有偶然性,但大量观测的误差总体却具有一定的统计规律性，这类误差称为偶然误差。
偶然误差是不可消除的。
实例
在相同的观测条件下,独立地观测了96个三角形的全部内角
真误差的定义式:
三角形内角和真误差:
系统误差
系统误差具有积累性，对测量结果的影响很大。通常在测站数据处理时处理。
系统误差可以用以下方法进行处理:
1．用计算的方法加以改正。
2．用一定的观测方法加以消除。
3．将系统误差限制在允许范围内。
偶然误差
在相同的观测条件下，对某量进行一系列观测，若误差出现的符号和大小均不一定，这种误差称为偶然误差，有一定的统计规律：
（1）在一定的观测条件下，偶然误差绝对值有一定的限值；
（2）绝对值较小的误差比绝对值大的误差出现的机会多；
（3）绝对值相等的正、负误差出现的机会相同；
（4）在相同条件，对任何一个量进行重复观测，当观测次数增加到无限多的时候，偶然误差的算术平均值趋近于零。
偶然误差的统计特性
列表法
频率直方图法
密度函数法
误差分布表
频率直方图
偶然误差的统计特性
在一定的观测条件下:
误差的绝对值有一定的限值
绝对值较小的误差比绝对值较大的误差多
绝对值相等的正负误差的个数相近
密度函数法
密度函数为
偶然误差的统计特性:
在一定的观测条件下:
误差的绝对值不会超过一定的限值;
绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的概率大;
绝对值相等的正负误差出现的概率相等;
偶然误差的算术平均值为零。
第二节 衡量精度的指标
在相同观测条件下，对某一量所进行的一组观测，对应着同一种误差分布，因此，这一组中的每一个观测值都具有同样的精度。为了衡量观测值的精度高低，精度的数值应该能反映误差分布的密集或离散程度，即应反映其离散度的大小，作为衡量精度的指标。
方差
中误差
相对误差
极限误差
方 差
设对某一未知量x进行了n次等精度观测，其观测值为l1、l2、……、ln，相应的真误差为△1、△2、……、△n，则定义该组观测值的方差Ｄ为：
当观测次数ｎ?∞时△i２的理论平均值
中 误 差
σ在数理统计中称为标准偏差。
当n为有限值时，σ的估值
在测量工作中，n有限，所以用m表示：
相对误差
中误差和真误差都是绝对误差。在测量工作中有时某个量的观测精度还和观测值的大小有关。
相对误差Ｋ是中误差的绝对值与相应观测值之比。常用分子为1的公式来表示。
K=m/D
极限误差
由偶然误差的特性可知，在一定的观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一个限值。这个限值就是极限误差。
如果在测量中某个观测值的误差超过了这个界限，就认为观测值的质量不符合要求而应舍去。
根据误差理论及大量的测量实践，按数理统计的方法有这样的规律：
?{-δ＜△＜δ}=68%
P{-2δ＜△＜2δ}=95.5%
P{-3δ＜△＜3δ}=99.7%
第三节 协方差传播定律
在测量工作中通常以中误差作为衡量精度的指标。但在实际工作中，某些未知量不可能或不便于直接进行观测，而需要由另一些直接观测量根据一定的函数关系计算出来。在此情况下，函数的中误差与观测值的中误差之间，必定有一定的关系。阐述这种函数关系的定律，称为误差传播定律。
函数的中误差
倍数函数z=kx
和差函数Z=x±y
线性函数
线性函数的中误差计算
非线性函数的中误差计算
倍数函数z=kx
函数z=kx ；mz=kmx
例：在1:500图上，量得A与B两点距离为Dab=23.4mm,其中误差为±0.2mm，求AB的实地距离及其中误差
解DAB=500Dab DAB=500×23.4=11.7m
又∵mDAB=500mDab mDAB=±0.2mm×500=±0.1m
和差函数Z=x±y
Z=x1±x2±x3±…±xn
例:为测试AB两点间的方差.今自A点开始进行水准测,经n站后测完.右每站的高差中误差均为m.求高差hAB的中误差.
等精度直接观测的最可靠值
当观测次数ｎ趋于无穷大时，算术平均值就趋向于未知量的真值。当ｎ为有限值时，通常取算术平均值为最可靠值，或称最或然值作为未知量的最后结果。
当观测次数ｎ趋于无穷大时，算术平均值就趋向于未知量的真值。
△1＝l1－X
△２＝l２－X
………………
△ｎ＝lｎ－X
等精度观测值的精度评定
白塞尔公式。
△1=l1－X
△2=l2－X
……………
△ｎ=lｎ－X
v1＝L－l1
v2＝L－l2
……………
vn＝L－lｎ
上组式中各式分别自乘，然后求和
[△△]= [vv]－[v]?+n?2
等精度直接观测的最可靠值
增加观测次数可以提高算术平均值的精度，但当观测次数达到一定数值后，再增加观测次数，提高精度的效果不太明显。故不能单纯以增加观测次数提高测量成果的精度，还应设法提高观测值本身的精度。
等精度直接观测的最可靠值
第六章 小地区控制测量
第一节 控制测量概述
第二节 导线测量
第一节 控制测量概述
为控制在测量工作中产生的误差积累，提高测量结果的精度，测量工作必须遵循“从整体到局部，先控制后碎部，由高级到低级”的原则，先建立高级控制网，然后根据控制网进行碎部测量和测设。
从空间上控制网分为平面控制网和高程控制网两种。确定控制点平面位置（χ、у）的工作，称为平面控制测量。测定控制点高程（H）的工作，称为高程控制测量。
国家大地控制网
国家平面控制测量的控制形式
国家平面控制网:国家平面控制网按精度的不同，分为一、二、三、四等三角测量和精密导线测量。一等精度最高，二、三、四等逐等降低。它是全国各种比例尺测图和工程建设的基本平面控制，也为空间科学技术和军事提供精确的点位坐标、距离、方位资料，并为研究地球大小和形状、地震预报等提供重要依据。
国家高程控制网
国家高程控制网是由一系列高程点通过水准测量路线形成的，称为国家水准网，国家水准网分一、二、三、四等，精度依次逐级降低。它是测绘各种比例尺图及工程建设的基本高程控制，为进行地壳垂直运动和平均海水面变化等科学研究工作提供精确的高程资料。
第二节 经纬仪导线测量
1、导线测量概述
将测区内相邻控制点连成直线而构成的折线，称为导线。这些控制点，称为导线点。导线测量就是依次测定各导线边的长度和各转折角值；根据起算数据，推算各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标。
导线测量是建立小地区平面控制网常用的一种方法，特别是地物分布较复杂的建筑区、视线障碍较多的隐蔽区和带状地区，多采用导线测量的方法。
导线布设形式1：
闭合导线：起讫于同一已知点的导线，称为闭合导线。导线从已知高级控制点出发，经过若干点，最后仍回到起点，形成一闭合多边形。它本身存在着严密的几何条件，具有检核作用。
A
1
2
3
4
导线布设形式2：
附合导线：布设在两已知点间的导线，称为附合导线。导线从一高级控制点和已知方向出发，经过若干点，最后附合到另一已知高级控制点和已知方向。此种布设形式，具有检核观测成果的作用。
A
B
M
N
1
2
3
导线布设形式3：
支导线：由一已知点和一已知边的方向出发，既不附合到另一已知点，又不回到原起始点的导线，称为支导线。因支导线缺乏检核条件，故其边数一般不超过4条。
A
1
2
3
导线外业工作
导线测量的外业工作包括：
1.踏勘选点
2.边长测量
3.角度测量
4.导线定向
踏勘选点
选点之前，应尽可能收集测区及其附近已有的高级控制点的有关数据和旧地形图。然后结合测图的具体要求，在旧图上大致规划布设导线走向及点位，定出初步方案；再到实地踏勘，选定导线点位置。当需要分级布设时，应先确定首级导线。
在确定导线点的实际位置时，应综合考虑以下在确定导线点的实际位置时，应综合考虑以下几个方面：
（1）导线点应选在土质坚实、便于保存标志和安置仪器的地方，在测区内应均匀分布，其周围视野要开阔，以便在施测碎部时发挥最大的控制作用。
（2）应严格遵守测量规范中不同比例尺测图对导线点应有的个数及导线边长的规定。
（3）相邻导线点间应通视良好，以便测角。为保证测角精度，相邻边长度之比一般不应超过三倍。
（4）在采用钢尺量距时，导线点应选在地势平坦便于量距的地方。在使用电磁波测距仪测距时，则不受地形条件的限制。
导线 外业观测
1.边长测量
图根导线的边长用检定过的钢尺往返丈量相对误差不得大于1/3000，在地形条件复杂的困难地区允许达到1/1000。
采用电磁波测距仪测定导线边长。
导线 外业观测
2. 角度测量
角度测量按测回法施测。附合导线或支导线一律测导线前进方向同一侧的角度，通常测量左侧角度，也可都测右侧角度。闭合导线一般测内角。当导线边长较短时，要特别注意仪器对中和目标照准。
导线 外业观测
3. 导线定向
导线连接角的测量叫导线定向，目的是使导线点的坐标纳入国家坐标系统或该地区的统一坐标系统中。对于与高级控制点连接的导线；对于独立导线，须用罗盘仪测定起始方位角。
导线测量内业计算-闭合导线坐标计算
1. 角度闭合差的计算与调整
由于观测角不可避免地含有误差，使实测的内角之和不等于内角和的理论值（n－2）·180°，而产生差异，称为角度闭合差?β。若?β超过?β容，则说明所测角度不符合要求，应重新检测角度；若?β不超过?β容，可将闭合差反符号平均分配到各观测角中。
改正后之内角和应为（n－2）·180°，以作计算校核。
导线测量内业计算-闭合导线坐标计算
2、根据起始边的已知坐标方位角及改正后角值按下列公式推算其它各导线边的坐标方位角。
α前=α后±180＋β左（适用于测左角）
导线测量内业计算-闭合导线坐标计算
3． 坐标增量的计算及其闭合差的调整
（1）坐标增量的计算
χ2=χ1＋⊿χ12，у2=у1＋⊿у12
⊿χ12=D12cosα12， ⊿у12= D12sinα12
（2）坐标增量闭合差的计算与调整
∑⊿χ理=0，∑⊿у理=0
?χ=∑⊿χ测，?У=∑⊿у测
Δχi′=Δχi+Vχi，Δуi′=Δуi+Vуi
∑Δχ′=0，∑Δу′=0
导线测量内业计算-闭合导线坐标计算
4． 计算各导线点的坐标
根据起点已知坐标及改正后增量，用下式依次推算各点的坐标
χ前=χ后＋⊿χ改
у前=у后＋⊿у改
大比例地形图测绘
地物和地貌
地球表面复杂多样的形态，分为地物和地貌两大类。
人工构筑和自然形成的物体称为地物，如房屋、道路、河流、湖泊等.
地面上高低起伏形态称为地貌，如山岭、谷地和陡崖等。
地形是地物和地貌的总称。
地形图的测绘就是将地面上各种地物和地貌按一定的比例尺，用规定的符号测绘到图纸上。这种表示地面点的平面位置和地面起伏形态的图称为地形图。
第一节 地形图的比例尺
地形图上任意一线段的长度与地面上相应线段的水平距离之比称比例尺。
1、数字比例尺
数字比例尺是用分子为1、分母为整数的分数式表示。比例尺分母愈小，比值愈大，比例尺愈大；反之，分母愈大，比值愈小，比例尺愈小。
2、图示比例尺
为了使用方便，常在地形图的图廓下方画图示比例尺，图示直线比例尺上所注记的数字表示以m为单位的实际水平距离。这种比例尺能读到基本单位十分之一。
比例尺精度
一般人眼能分辨图上最小的距离为0.1mm，在1∶1000比例尺图上其相当于实地0.1m，因此要求测量距离的精度只需达到0.1m即可，因为即使测量得再精确，在地形图上也表示不出来。
比例尺愈大，表示地形变化的状况愈详细，精度也愈高；反之，比例尺愈小，表示地形变化就愈简略，其精度也愈低。
地物符号
地物：地球表面上自然形成和人工构筑的物体。
一：地物符号
1：依比例符号
2：不依比例符号
3：半依比例符号
地物符号
地物可分为水系、道路、居民点、独立地物、土质、植被、境界、管线等。根据地物大小及描绘方法的不同，地物符号又可分为下列几种。
1、依比例符号
地物的轮廓较大，如房屋、运动场、湖泊等，其形状和大小可以按测图比例尺缩绘到图纸上，再配特定的符号说明，这种符号称为依比例符号。
不依比例符号
有些地物，如三角点、导线点、水准点、独立树、消火栓、钻孔等，轮廓小，无法将其形状和大小按测图比例尺缩绘到图纸上，而该地物又很重要，必须表示出来，则不管实际尺寸，只用规定的符号表示，这类符号称为不依比例符号。符号的中心位置与实际地物中心位置的关系，也随不同地物而异，在测绘及读图时应注意。
半依比例符号
对于一些带状延伸的地物，如公路、通讯线及管道等，其长度可按测图比例尺缩绘，而宽度无法按比例尺缩绘，这种长度按比例、宽度不按比例的符号，称为半依比例符号。半依比例符号的中心线即是实际地物的中心线。
注记符号
用文字、数字或特定的符号对地物加以说明，称为地物注记。如房屋的层数、工厂、铁路、公路的名称，河流、水渠的流向以及果树、森林的类别等。
地貌符号
地貌：表示地面高低起伏的形态。
地貌符号
等高线：地面上高程相等的点连接而成的闭和曲线。
地貌符号
地貌在地形图中通常用等高线表示，因为用等高线表示地貌，不仅能表示地面的起伏状态，而且还能科学地表示出地面的坡度和地面点的高程。一些特殊地貌则用等高线配合特殊符号来表示，如冲沟、梯田等。
等高线
等高线是地面上高程相同的相邻点连成的闭合曲线。地形图上等高线上有高程注记，表示该等高线的高程。两条相邻等高线间的高差，称等高距。两条相邻等高线间的水平距离，称为平距。
在地形图上按规定的等高距画出的等高线称为首曲线，为了便于读图，每隔四条首曲线 （即基本等高距的5倍）用粗线绘出的，称计曲线，在计曲线上注有高程。坡度很缓的地方，用基本等高线不足于表示局部地貌特征时，可按基本等高距用虚线加绘半距等高线，称为间曲线，间曲线可仅画出局部线段，可不闭合。
基本地貌及其等高线
一般对起伏无显著变化，坡度在0°~2°之间的地面称平地。
起伏不大而变化复杂，坡度在2°~6°之间的地面，称丘陵地。
起伏较大而形成隆起的高地，地面坡度在6°以上的，称山地。
山地和盆地
隆起而高于四周的高地称山地，较低矮的山地称山丘。山的最高部分称山顶，山的侧面部分称山坡。陷落而低于四周的低地称盆地（面积小的称洼地）。山丘和洼地的等高线是一组闭合曲线。
在地形图上区分山丘与洼地的方法是：凡是内圈等高线的高程注记大于外圈者为洼地。如果没有高程注记，则用示坡线（表示坡降方向的短线）表示。
山脊和山谷
沿着一个方向延伸的高地称山脊。山脊最高点的连线称山脊线，即分水线，两山脊之间的凹部称山谷。山谷最低点的连线称集水线或山谷线，山脊等高线表现为一组凸向低处的曲线；山谷等高线则表现为一组凸向高处的曲线。
鞍部
介于两个山峰之间的低地称鞍部。鞍部两个山脊和两个山谷会合的地方。鞍部等高线的特点是在一圈大的闭合曲线内，套有两组小的闭合曲线。
峭壁和悬崖
近于垂直的山坡和峭壁（或绝壁），下部凹进的绝壁称悬崖。这种地貌的等高线出现相交。这类特殊地貌常用等高线配合特殊符号来表示。
等高线的特征
（1）在同一条等高线上的各点的高程相同。
（2）等高线应是闭合曲线，不在本幅图内闭合，就在图外闭合。只有在遇到符号表示的峭壁和地物时才能断开。
（3）除了悬崖或绝壁处外，等高线在图上不能相交或相切。
（4）等高线之间的平距愈小，坡度愈陡；平距愈大，则坡度愈缓。
（5）等高线与山脊线和山谷线垂直相交。
等高线的分类：
1：首曲线
2：计曲线
2：间曲线
3：助曲线
地形图图廓
1．图名和图号
一般是以该幅图内较大的地名或重要的地物作为图名。
当一个测区较大时，必须分幅测量。为了使用和管理的方便，要对各幅图进行编号。地形图的分幅和编号有梯形分幅（国际分幅）和矩形分幅两种。《城市测量规范》CJJ8-85，规定，城市1∶500、1∶1000、1∶20##、1∶5000、1∶10000比例尺地形图采用矩形或正方形分幅（其它比例尺地形图为50cm×50cm ）。
地形图图廓
2．相邻图幅表
说明本幅图与相邻图幅的联系。通常用相邻图幅的图名标注，注明在图幅的左上方。
地形图图廓
3. 图廓线
图廓线是地形图的边线，有内、外图廓线之分，内图廓线就是坐标格网线，是图幅的边界线；外图廓线为图幅的最外边线，是修饰线，以较粗实线描绘。坐标值以公里为单位。
地形图图廓
4． 注记
图廓的下边，还应注记比例尺，坐标、高程系统，测图单位和人员等。
地形图测量
1、测图前准备工作
2、碎部测量
测图前的准备工作
一：图幅的划分
二：测图板的准备：
1：聚脂薄膜或绘图纸的准备
2：坐标格网的绘制
（1）对角线法（2）坐标格网尺法
3：控制点的展绘
测图前准备工作
1、控制点的加密
由于测图精度有一定的要求，因此测站到地物点或地貌点的视距以及地形点间的间距对各种比例尺有一定的限制要求作为测站的控制点要有足够的密度。
图纸的准备
为了绘图保管和使用上的方便，测绘部门采用的图幅尺寸通常为50cm×40cm或40cm×50cm两种。对于小地区临时性的测图，可直接用单张绘图纸放在图板上测图，而对于长期保存的图纸，为了防止图纸的伸缩，一般把图纸裱糊在五合板上，或裱糊在锌板、铝板上。
采用厚度为0.07~0.10mm、伸缩小于0.04‰的聚脂薄膜作图纸。其优点是透明度好，伸缩性小，质量轻，并可直接在图上上墨，复晒成兰图，或直接照相制板，加快出图速度，并能保证成图的质量和精度。但缺点是易燃、易折和老化，保管时要特别注意防火防折。
坐标格网的绘制
为了精确地展绘控制点，要先在图幅内绘制10cm×10cm的坐标格网。绘制格网有专门仪器，如精密直角坐标仪或专用工具，如坐标格网板、坐标格网尺等。如无上述仪器或工具，则可用直尺绘制格网。
展绘控制点
在坐标格网按照控制点的坐标把各控制点展绘在图纸上，经校核无误后，即可用细针刺出点位。全部控制点展绘好后，还要对展绘出来的点进行检查。检查的方法是用比例尺在图纸上量出相邻控制点间的距离是否与成果表上所列出的距离相符，其差在图上不得超过0.3mm，否则重新展点。刺孔不得大于图上0.1mm 。
地形测图方法
1：大平板仪测图法
2：小平板仪与经纬仪配合测图法
3：经纬仪测图法
平板仪的测量原理与构造
一：平板仪测量原理
二：平板仪的构造：
1：大平板
（1）平板与三脚架（2）照准仪（3）平板仪附件 对点器 方框罗针
2：小平板
平板仪在测站的安置
一：对中
二：整平
三：定向
平板仪导线测量
平板仪交会法
一：前方交会：
1：用已知直线定向。
2：在A点画出直线AC。
3：在B点画出直线BC。
4：两直线相交得到未知点C。
经纬仪测绘法
经纬仪测绘法是将经纬仪安置在测图控制点上（测站），测出其它一个控制点方向和碎部点方向间水平角，并用视距法测定测站与碎部点之间的水平距离和高差。根据测得的角度和距离用量角器与比例尺按极坐标法将碎部点缩绘在图纸上。然后，对照实地，依据地物特征点，按规定的图式符号勾绘地物；依据地貌特征点的高程勾绘出等高线。经纬仪测绘法适用于各类地区的地形图测绘
经纬仪测绘法的步骤
经纬仪安置在控制点A上，对中、整平后，以盘左位置用望远镜照准相邻控制点B，水平度盘读数对准0°00´，AB方向即为起始方向。然后量取仪器高，记入手簿。在测站旁合适位置安放图板作绘图之用。 观测时以起始方向作为零方向，转动望远镜，依次照准所选的碎部点 。在测站上每观测20~30个碎部点后，应检查起始方向有无变动。
A
B
碎部点的选择
碎部点系指地物点和地貌点的统称。恰当地选择碎部点，将地物、地貌正确地缩绘在图上，既不出现废点，又不漏测，是保证成图质量和提高测图效率的关键之一。
地物点的选择
地物可大致分为点状地物、线状地物和面状地物三种。
点状地物系指不能在图上表示其轮廓，或按常规无法测定其轮廓的地物，如水井、电线杆、独立树等。点状地物的中心点位置即为其特征点。
地物点的选择
线状地物是指宽度很小，不能在图上表示，仅能用线状表示其长度和位置的地物，如小路、小溪等。对成直线的线状地物，起、止点即为其特征点，如果起、止点相距较远，注意选中间点作校核；对成折线和曲线的线状地物，其特征点除起、止点外，还包括转折点和弯曲点，曲线地物要注意隔适当距离选点，使连成的物体不致失真。
地物点的选择
面状地物指能够在图上以完整轮廓表示的地物，如房屋、田地、果园、池塘等。轮廓的转折点、弯曲点即为面状地物的特征点。
地物点的选择
在测量上一般规定：线状地物和面状地物其转折点或弯曲点，表示在图上最大偏离小于0.4毫米的可用直线连接。
地貌特征点的选择
从几何观点来分析，复杂的地貌可看成是由许多不同方向和不同坡度的面所组成的多面体。相邻面的相交棱线构成地貌的骨架线，测量上称为地性线，如山脊线、山谷线和山脚线就是最明显的例子。地性线的起、止点及其转折点（方向和坡度变换点）即为地貌特征点
立尺线路
安排线路要做到：立尺有顺序、不重不漏、线路短、效率高。
安排原则是：立尺先由近到远，然后由远而近，最后到测站附近收尺；
立尺线路应是逆时针旋转，以避免仪器直尺压盖图上的点位，不易做到随测随连线；立尺时要考虑测图员在图上连线方便，尽量不留单点，如一幢房屋不要只立了一个房角就转到另一地物去立尺，否则单点留的过多很容易造成连线错误。
立尺线路
1．环形线路法和迂回线路法 适用于地物稀少、地形简单的平地和开阔地区，
2．梅花线路法 适用于地形较复杂的地区。
山地立尺法
3．山地沿等高线立尺法
立尺员主要是沿等高线前进，避免忽上忽下，可减少体力消耗。此种线路考虑了山地地貌变化较大，高差悬殊，跑尺困难的特点。
4．山地沿地性线立尺法
它突出了以地性线这一主要环节的掌握，沿地性线上的地性变换点顺序立尺，立尺员容易选取立尺位置，也便于测图员方便准确地连地性线。
地形图绘制
地物、地貌的勾绘
地形图的拼接和检查、整饰和清绘
地物的勾绘
地物的勾绘比较简单，如能按比例大小表示的地物，应随测随绘，即把相邻点连接起来；对道路、河流的弯曲部分则逐点连成光滑曲线；如水井、地下管道检修井等地物，可在图上先绘出其中心位置，在整饰图面时再用规定的符号准确地描绘出来。
地貌的勾绘
地貌勾绘时要连结有关的地貌特征点，在图纸上轻轻地用铅笔勾出一些地性线，实线表示山脊线，虚线表示山谷线，然后在两相邻点间按地貌特征点高程内插等高线。
地形图的拼接
当测区面积较大时，必须采用分幅测图。这样，在相邻图幅连接处，由于测量误差与绘图误差，使地物轮廓线和等高线都不会完全吻合。如在相邻边界衔接处的房屋、河流、道路、等高线等都有偏差。一般规定在图幅拼接时地物、地貌点位置误差不大于表7-8中规定的倍，则可取其平均位置，并据此改正相邻图幅的地物、地貌位置。
室内检查
1、室内检查主要是图根点的数量是否符合规定；手簿记录计算有无错误，误差是否超限；图上地物、地貌是否清晰易读；各种符号注记是否正确；等高线与地貌特征点高程是否相符，有无矛盾可疑之处；图边拼接有无问题等。如发现错误或疑点，不可随意修改，应到野外进行实地检查修改。
外业检查
2、外业检查：首先根据室内检查的重点，有计划地实地进行对照查看。主要检查地物、地貌有无遗漏；等高线勾绘是否真实合理；符号、注记是否正确等。其次再根据已发现的问题，在野外安置仪器，除进行必要的修测补测外，还要在本测站进行检测，一般检查量为10%左右。
整饰、清绘
每幅原图经过拼接和检查后，按地形图图式进行加工、整饰、着墨清绘，最后按图式要求写出图名、比例尺、坐标系统、高程系统、测图单位、测量日期等。
地形图的检查
为了保证地形图的质量，除施测过程中加强检查外，在地形图测完后，要进行成图质量的全面检查，首先应进行自检，然后根据情况，由上级组织互检或专门检查。
地形图的检查工作可分为室内检查与外业检查。
地形图的复制
一：方格网法
二：晒图法
三：复照仪法
四：静电复印法
第八章 地形图应用
园林规划设计和园林施工中经常应用大比例尺地形图，从图上了解地面的地物、地貌的分布，特征等情况直观、方便。同时可以从图上进行距离、高程、坡度、面积、土方等计算，取得可靠的数据。
第一节 地形图识读及野外应用
第二节 地形图一般应用
地形图识读
地形图识读的步骤一般为：
1、图廓外要素的阅读
2、图廓内要素的阅读
图廓外要素的阅读
图廓外要素是指内图廓之外的要素，图廓外要素是对地形图及地形图所表示的地物，地貌的必要说明。
首先要了解测图时间和测绘单位，以判断地形图的新旧和适用程度；然后要了解地形图的比例尺、坐标系统、高程系统和基本等高距，及图幅范围和接图表。园林工作中经常使用大比例地形图，所以磁北方向的判定也很重要。
图廓内要素的阅读
图廓内要素主要是指地物符号和地貌符号，对地物、地貌的判读主要依靠符号和注记。地形图图式，作为地物、地貌的符号集，在地形图阅读时，可以作为判读的工具。
图廓内要素的另一方面是指社会经济要素，社会经济要素的内容有：居民地、交通网、水路运输、行政界线，及通讯线、高压电线、输油管线等重要管线等等。通过对社会经济要素的判读，可以了解图幅范围内地区的社会经济发展情况。
地物判读
在地物判读时，特别要注意依比例符号和非比例符号的不同表示；其次，要注意地物符号的主次让位的问题，例如铁路和公路并行，地形图上是以铁路中心位置绘铁路符号，而公路符号让位，掌握符号之间不准重叠，低级给高级让位的原则。
地貌判读
在地貌判读时，分清等高线所表达的地貌要素及地性线，便可找出地貌的规律：由山脊线即可看出山脉连绵；由山谷线便可看出水系的分布；由山峰鞍部、洼地和特殊地貌，则可看出地貌的变化。另外，地貌判读，还需对等高线的性质有清楚的认识，对各种典型地貌要熟悉如何用等高线表示，也是非常重要的。
地形图野外应用
地形图是野外实地调查的重要工具，野外使用地形图的方法步骤包括：准备工作、地形图的定向、在地形图上确定站立点位置，地形图和实地对照，以及野外填图等
准备工作
1．收集地形图 野外调查之前，应先根据调查地区的范围和调查目的，选择、收集需要的地形图。如为了进行规划或图上作业时，应选择大比例尺地形图。
2．了解地形图 当得到地形图后，应进行地形图的阅读和质量分析，评价它对使用目的的符合程度。
3．地图的拼贴和折迭 当使用的地图幅数较多，为了野外使用方便，可拼贴、折迭。
地形图的定向
在野外使用地形图时，首先要使地形图的方向与实地方向一致。常用的方法有以下两种：
1、利用罗盘定向
2、根据地物定向
利用罗盘定向
可按磁子午线，也可按真子午线或坐 标纵线。
按磁子午线（即图上南、北内图廓中P、P′点的连线）定向时，先将罗盘刻度盘上的北字指向北图廓，并使刻度盘上的南北线与磁子午线重合，然后转动地形图，使磁针北端与北字一致，则地图的方向与实地一致。
利用罗盘定向
按真子午线或坐标纵线定向时，应将罗盘刻度盘的北字指向北图廓，并使刻度盘上的南北线与东（或西）内图廓重合，或者与任一坐标纵线重合，然后转动地形图，分别按磁偏角或方向改正角的数值（东偏或西偏），使磁针北端指向相应的分划。
根据地物定向
这种方法是：首先在地形图上找到与实地相应的地物，如道路、河流、山顶、突出树、道路交叉点、小桥和一些方位物等，然后在站立点转动地形图，使图上地物与实地地物一致
在地形图上确定站立点的位置
地图定向后，首先在图上确定本人站立的位置，才能展开工作。确定图上站立点的位置，常用方法有以下两种：
1、根据明显地貌和地物判定
2、后方交会法
在地形图上确定站立点的位置常用方法
1．根据明显地貌和地物判定 当站立点附近有明显地貌和地物时，可利用它与实地对照，迅速确定站立点在图上的位置。如站立点的位置是根据道路和河流的交叉，以及房屋和桥梁作为标志确定的。如所示站立点的位置是在沟谷间的平缓山脊上。
2．后方交会法 当站立点附近没有明显地形、地物时，多采用交会方法确定站立点在图上的位置。
地图与实地对照
确定了地形图的方向和地形图上站立点的位置以后，就可以根据图上站立点周围地貌和地物的符号，找出实地相应的地貌和地物。进行地图和实地对照，一般采用目估法，由右至左，由近至远，先识别主要而明显的地貌、地物，再按关系位置识别其他地貌、地物。如因地形复杂不易确定某些地貌、地物时，可用直尺确定站立点和地物符号（或山顶等），再向前照准，依方向和距离确定该地物的实地位置。
野外填图时应注意问题
1．经常注意沿途的具有方位意义的地物，随时确定本人在图上站立点的位置。
2．站立点要选择在控制范围较大的制高点上，便于观察较大范围的填图对象，确定其范围界线。
3．用罗盘或目估确定填图对象的方向，用目估或步测确定其距离。
4．将所测得的数据按地形图比例尺和所拟定的图例，正确地填绘于地形图上的相应位置。
第二节 地形图一般应用
1、确定图上点的平面坐标
2、确定图上点的高程
3、确定图上直线的长度、坐标方位角
4、确定图上直线的坡度
5、地形图上求面积
确定图上点的平面坐标
当需要在地形图上量测一些设计点位的坐标时，可利用地形图上的坐标格网用图解法来进行。
确定图上直线的长度
欲求直线PQ的水平距离Dpq，在量测P、Q点坐标以后，按公式计算。计算法既适用于、点在同一图幅内，也适用于不在同一图幅内的情况。。
在一般情况下，是用校对的比例尺（与标准尺比较，分划误差不超过0.15mm）直接量取两点间距离，但直接量取受图低伸缩的影响。
X=
确定图上点的高程
若某点位置恰好位于图上某一条等高线上，则此点高程与该等高线的高程相同。当某点k位于两条等高线之间时，则可通过内插求解。
确定图上直线的坐标方位角
欲求直线的坐标方位角，通常是量测坐标，按公式计算,其象限可由坐标差的符号或在图上确定。
当B、C在同一图幅内时，也可用量角器实量。
确定图上直线的坡度
地面线mn的坡度:
i = tgθ=h/D=h/d*M ,
i一般以百分率或千分率表示。
d——图上mn长度；
M——比例尺分母；
h——m、n间高差;
对绘有坡度-平距关系曲线的地形图，量测相邻等高线间平距可从图上读出坡度 。
绘制指定方向的断面图
在线路堆山等工程设计中，为了进行填挖方量的概算，以及合理地确定线路的纵坡，都需要了解沿线路方向的地面起伏情况，为此，常需利用地形图绘制沿指定方向的纵断面图。
绘制指定方向的断面图
绘制断面图时，高程比例尺比水平比例尺大10~20倍。这样使地面的起伏变化更加明显。如水平比例尺是1∶2000，高程比例尺为1∶200。
地形图上求面积
一、图解法
图解法是使用绘有单元图形的透明模片蒙在待测图形上，统计落在待测图形轮廓线以内的单元图形个数来量测面积。单元图形的形状可以是方格、矩形、同心圆、圆形、菱形、六角形等等。
方格网模片
在透明模片上绘有标准的2mm见方的小方格网，为便于计数整厘米数起见，每隔五根纵横线加粗一根，量测图上面积时，将透明模片固定在图上，先数出完整小方格数，不完整的小方格目估合并成整方格。
平行线透明模片
平行线间隔H可采用2mm。使用时，使被测图形被平行线切成许多等高的梯形。图中平行虚线是梯形的中线，量测各梯形的中线，则图形面积：P=H（ab +cd +ef +gh +…+yz）=HL也就是量测各梯形中线长度，求其和L乘上平行线间隔H，即为被测图形面积。
当缩小平行线间隔时，误差也有所缩小，但工作量将相应增加
c
a
b
d
解析法
如果图形为任意多边形，且各顶点的坐标已在图上量出或已在实地测定，可利用各点坐标以解析法计算面积。
求积仪法
求积仪是一种测定图形面积的仪器。它的优点是能用来测定任意形状的图形面积，故得到广泛应用。
第九章 园林工程放样测量
园林工程施工之前要进行放样测量，即把设计图上设计的园林建筑物、园路、湖渠、堆山、树木、花坛、管线等园林地物的平面位置和标高测设到地面上，以便施工。
在施工过程中，还要不断的校核和补测放样桩，使施工按设计要求进行。
施工后，还要测绘竣工图，作为日后维修和改建的基础。
第九章 园林工程放样测量
第一节 放样测量的基本工作
第二节 点的平面位置的测设
第三节 园林工程施工控制测量
第四节 园林工程放样测量
放样的原则
放样的原则和测图原则一样，也要遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则，即是先建立控制点或利用原有测图控制点、明显地物点，其次进行细部测设。
第一节 放样测量的基本工作
1、测设已知水平距离
2、测设已知水平角度
3、测设高程
4、测设坡度
测设已知水平距离的方法
1、一般方法 ： 测设已知距离时，线段起点和方向是已知的。若要求以一般精度进行测设，可在给定的方向，根据给定的距离值，从起点用钢尺丈量的一般方法，量得线段的另一端点。为了检核起见，应往返丈量测设的距离，往返丈量的较差，若在限差之内，取其平均值作为最后结果。
O
C
2、精确方法：用电磁波测距仪
在A点安置光电测距仪，反光棱镜在已知方向上前后移动，使仪器显示值略大于测设的距离，定出 B'点。
（2）在B'点安置反光棱镜，测出水平距离D'，计算与应测设的水平距离D之差。
（3）根据的数值在实地用钢尺沿测设方向将B'改正至B点。并用木桩标定其点位。
（4）将反光棱镜安置于B点，再实测AB距离，其不符值应在限差之内，否则应再次进行改正。直至符合限差为止。
测设已知的水平角度
测设已知水平角是根据水平角的已知数据和一个已知方向，把该角的另一个方向测设在地面上。当测设水平角的精度要求不高时，可用经纬仪盘左、盘右取中数的方法。
O
A
C
测设已知的水平角度方法
设地面上已有有OA方向线，从OA向右测设已知水平角β值。
1、将经纬仪安置在O点，用盘左瞄准A点，读取度盘数值；
2、松开水平制动螺旋，旋转照准部，使度盘读数增加β角值，在此视线方向上定出C′点。
3、用盘右重复上述步骤，再测设一次，得C″点，取C′和C″的中点C，则∠AOC就是要测设的β角。
此法又称盘左盘右分中法。
测设高程
设附近有水准点R，其高程为38.350米，欲测定Ａ桩使其高程为38.500米。
R
A
1.050
0.900
测设高程方法
1、将水准仪安置在水准点R与A桩之间，在水准点R桩上立一水准尺，设其读数为1.050米。
2、另外在A点竖一水准尺，使其读数为1.050－（38.500－38.350）=0.900米，此时A桩高程即为38.500米。
确定设计高程方法
1、方法一：逐渐接近的方法，也就是将桩逐渐敲打，使其降到要求的高度。
2、方法二：另外一个方法是打任意长的木桩，然后将水准尺靠近木桩上下移动，使尺上读数正好对准0.900米，这时根据尺底在木桩的侧面划一直线，这条线即为设计高程。
测设坡度
测设指定坡度线，敷设上下水管道及排水沟等工程上应用较广泛。
地面上A点高程是HA，现要从A点在AB方向上测设出一条坡度为－10%的直线
B
A
3
2
1
测设坡度方法
1、根据已定坡度和AB两点间的水平距离D计算出B点的高程： HB=HA－.01×D
2、用测设点高程的方法把B点测设出来。
3、在坡度中间的各点即可用经纬仪的倾斜视线进行标定，若坡度不大也可用水准仪。
用水准仪测设坡度
1、在A点安置仪器，要使一个脚螺旋在AB方向线上，而另两个脚螺旋的连线垂直于AB线；
2、量取仪器高i，用望远镜瞄准B点上的水准尺，旋转AB方向上的脚螺旋，使视线对准尺上读数为仪器高i，此时仪器的视线即平行于设计的坡度线。
3、在中间点1、2、3打木桩，使尺子立在桩顶的读数也等于仪器高i，这样各桩顶的连线就是测设在地面上的坡度线。
第二节 点的平面位置的测设
放样一个点的平面位置常用的方法和施测碎部点的方法基本相同，一般有直角坐标法、极坐标法、距离交会法和角度交会法几种。具体选用哪种方法，可根据控制点分布情况、地形情况及现场条件来决定。
直角坐标法
直角坐标法是根据两段互相垂直的距离来确定一点的方法。如图所示，用目估法将房边线AB延长，并量取距离m得0点，在0点用经纬仪或设角器测设直角，量取距离n便是到放样点C。
A
B
M
N
C
极坐标法
极坐标法是根据一个角度和一段距离来决定一个点的平面位置。如图所示，A、B为已知控制点，要测设C点，根据距离d和角度α（计算或从图上量测），在A点安置仪器测设水平角α和从A点量一距离d便是C点。
A
B
d
a
C
距离交会法
此法是根据两段距离相交得出一点方法。如图所示，根据距离a和b来交会出亭子中心点C，实测时可一人持皮尺的零点对准A点，另一个拿皮尺上（a+b）读数对准B点，第三者在读数a处拿住皮尺，将尺拉紧便得C点位置。
A
B
C
a
b
角度交会法
这种方法是根据两个已知角度来交会出一点的位置。如图所示，根据建筑物墙边延长点A和B测定花坛中心点C，在图上量出α、β角，分别在A、B点安置仪器测设α、β角，两方向线相交便得C的位置。
A
B
C
a
b
第三节 园林工程施工控制测量
在园林工程施工放样之前要做施工控制测量
施工控制测量可用前述导线测量方法从附近已知控制点出发，引测导线控制整个园林用地，计算导线点坐标，展绘到设计图上，便可进行放样。
当施测导线有困难或地势比较平坦可布置建筑基线，或建筑方格网，作施工控制。
建筑基线可布成直线形、直角形、丁字形、十字形等，它是建筑方格网的简化形式，适用于园林地物比较简单或用地面积较小的情况。
建筑基线与建筑方格网的测设方法基本相同
1．建筑方格网布设
建筑方格网是在设计平面图上进行设计的。根据设计平面图上园林工程布置情况，地形条件，并考虑到放样工作的方便和精度要求，
建筑方格网布设
首先在图上选定方格网的主要轴线，如MN和CD然后在图上布置矩形或方形网格便构成建筑方格网。
建筑方格网的布置应根据下列原则：
（1）建筑方格网的主轴线尽量选在用地中央，并使控制点接近于测设的对象；
（2）控制点间应保持视线通视，方便测角量距，控制点不落到房屋基坑、水面和挖土填土地带，以便点位保存；
（3）控制网的边长一般为50米，这要根据测设的对象需要和地形来定，当测设对象较少边长可以放长一些，以能保证放样的需要就可以；
（4）控制网的折角应严格成90°。
2．建筑方格网测设
建筑方格网的测设，首先是测设位于施工场地中心的主轴线，因为控制网的主轴线是作为方格网的扩展基础，在测设时要用较高的精度。
建筑方格网的测设分两种情况：
（1）根据已有控制点进行测设
（2）根据实地现有地物测设主轴线及建筑方格网点
A、B为地面现有的比较可靠的地物点（如电线杆），而且图上也有相应点位，并经核对无误，也可以作控制点进行测设主轴CD、EF。测设时可用距离交会法或某他方法。
测设主轴线后，然后按上述方法进一步测其他方格点。
例
某动物园鸳鸯池的设计图，由于没有控制点，而且原有地物也较少，在施工放线时，可利用原有地物（房子）测设建筑基线作为放线的控制线。为此根据南边两座已建房子外墙量等距推出平行线OA作为横主轴线，再在O点测设一直角，定出纵主轴线OB。
建筑基线
建筑基线的布置也要根据场地的地形和原有控制点的状况而选定。建筑基线应靠近主要建筑物，并与其轴线平行，以便采用直角坐标法进行测设。
建筑基线几种形式
根据测量控制点1、2，用极坐标法安置在O点，观测∠AOB是否等于90°，其不符值不应超过±24″。丈量OA、OB两段距离，分别与设计距离相比较，其不符值不应大于。否则，应进行必要的点位调整。
第四节 园林工程放样测量
1、园林建筑放样
2、园路放样
3、公园水体放样
4、堆山
5、树木定植点放样