測(cè)量學(xué)第講大比例尺數(shù)字地形圖測(cè)繪第1頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一1、偶然誤差的特性？

2、為什么算術(shù)平均值稱為最或是值？

3、推導(dǎo)白塞爾公式。

4、誤差傳播定律

5、加權(quán)平均值的公式推導(dǎo)。第2頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一引入：地面數(shù)字測(cè)圖概述§11.1大比例尺測(cè)圖的技術(shù)設(shè)計(jì)§11.2圖根控制測(cè)量和測(cè)站點(diǎn)測(cè)定§11.3野外采集數(shù)據(jù)§11.4數(shù)字地形圖編輯和輸出§11.5大比例尺數(shù)字地形圖質(zhì)量控制§11.6地形圖數(shù)據(jù)庫§11.7地形圖數(shù)字化第十一章大比例尺數(shù)字地形圖測(cè)繪第3頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)廣義數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)第4頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一數(shù)字測(cè)圖：地面數(shù)字測(cè)圖（利用全站儀或其它測(cè)量?jī)x器進(jìn)行野外數(shù)字化測(cè)圖）地圖數(shù)字化（利用手扶數(shù)字化儀或掃描數(shù)字化儀對(duì)紙質(zhì)地形圖的數(shù)字化）數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量（利用航攝、遙感像片進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖）一、地面數(shù)字測(cè)圖相關(guān)概念定義：是指對(duì)利用全站儀、GPS接收機(jī)等儀器采集的數(shù)據(jù)及其編碼，通過計(jì)算機(jī)圖形處理而自動(dòng)繪制地形圖的方法?；居布喝緝x或GPS接收機(jī)、計(jì)算機(jī)和繪圖儀等。軟件基本功能：野外數(shù)據(jù)的輸入和處理、圖形文件生成、等高線自動(dòng)生成、圖形編輯與注記和地形圖自動(dòng)繪制。第5頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一一、地面數(shù)字測(cè)圖工作內(nèi)容1、野外數(shù)據(jù)采集與編碼：利用全站儀或GPS接收機(jī)觀測(cè)并自動(dòng)記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)或計(jì)算后的碎部點(diǎn)坐標(biāo)；用規(guī)定的數(shù)字代碼表示每個(gè)碎部點(diǎn)記錄中點(diǎn)號(hào)、觀測(cè)值或坐標(biāo)、符號(hào)碼以及點(diǎn)之間的連線關(guān)系碼等信息碼。計(jì)算機(jī)通過識(shí)別碎部點(diǎn)的信息碼來自動(dòng)繪制地形圖符號(hào)。第6頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一2、數(shù)據(jù)處理與圖形文件生成：數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、地物點(diǎn)的圖形處理和地貌點(diǎn)的等高線處理。數(shù)據(jù)預(yù)處理：對(duì)原始記錄數(shù)據(jù)作檢查，刪除已廢棄記錄與圖形生成無關(guān)的記錄，補(bǔ)充碎部點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算和修改含有錯(cuò)誤的信息碼并生成點(diǎn)文件。圖形文件生成：即根據(jù)點(diǎn)文件，將與地物有關(guān)的點(diǎn)記錄生成地物圖形文件，與等高線有關(guān)的點(diǎn)記錄生成等高線圖形文件。圖形文件生成后可進(jìn)行人機(jī)交互方式下的地形圖編輯，包括刪除錯(cuò)誤的和無需表示的圖形，修正不合理的符號(hào)表示，增添植被、土質(zhì)等配置符號(hào)及進(jìn)行地形圖注記，最終生成數(shù)字地形圖的圖形文件。3、地形圖與測(cè)量成果報(bào)表輸出：即將數(shù)字地形圖用磁盤存儲(chǔ)和通過自動(dòng)繪圖儀繪制地形圖。第7頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一二、與傳統(tǒng)測(cè)圖作業(yè)相比，地面數(shù)字測(cè)圖特點(diǎn)：具有較高的測(cè)圖精度。具有較高的自動(dòng)化程度。其圖根控制測(cè)量與碎部測(cè)量可同時(shí)進(jìn)行。在通視良好，定向邊較長(zhǎng)的情況下，碎部點(diǎn)到測(cè)站點(diǎn)的距離與傳統(tǒng)測(cè)圖相比，可以放得更長(zhǎng)一些。在測(cè)區(qū)內(nèi)可不受圖幅的限制。直接測(cè)量碎部點(diǎn)的數(shù)目比傳統(tǒng)測(cè)圖有所增加，且碎部點(diǎn)（尤其是地形特征點(diǎn)）的位置選擇尤為重要。第8頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一按地形圖比例尺的分類：大比例尺：1：500，1：1000，1：2000，1：5000，1：1萬中比例尺：1：2.5萬，1：5萬，1：10萬小比例尺：1：25萬，1：50萬，1：100萬按測(cè)圖比例尺的分類：大比例尺測(cè)圖：1：500，1：1000，1：2000，1：5000；中比例尺測(cè)圖：1:1萬，1：2.5萬，1：5萬，多用航測(cè)法成圖。小比例尺測(cè)圖：1：10萬，1：25萬，1：50萬，1：100萬，由較大比例尺地圖及各種資料編繪而成。第9頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一測(cè)圖類型：地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖和地下管線圖等。地籍要素：行政境界、土地權(quán)屬界線、界址點(diǎn)及編號(hào)、土地編號(hào)、房產(chǎn)情況、土地利用類別、土地等級(jí)、土地面積等。必要的地形要素：測(cè)量控制點(diǎn)、房屋道路、水系以及與地籍有關(guān)的地物、地理名稱等。房產(chǎn)圖：地形圖和地籍圖的派生圖，控制點(diǎn)、界址點(diǎn)、房屋權(quán)界線、房屋結(jié)構(gòu)及層次、房產(chǎn)類別及用途、用地界線、附屬設(shè)施、圍護(hù)物、道路、水系及與房產(chǎn)有關(guān)的其他地形要素等。地下管線圖：各類地下管線的地面特征點(diǎn)、地下管線探測(cè)點(diǎn)、地下管線尺寸及用途、地下管線的附屬設(shè)施及地下管線周邊的地形要素等。第10頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一大比例尺測(cè)圖的作業(yè)規(guī)范和圖式主要有：《工程測(cè)量規(guī)范》《城市測(cè)量規(guī)范》《地籍測(cè)繪規(guī)范》《房產(chǎn)測(cè)量規(guī)范》《大比例尺地形圖機(jī)助制圖規(guī)范》、《1:5001:10001:2000地形圖圖式》《1:50001:10000地形圖圖式》《地籍圖圖式》《1:5001:10001:2000地形圖要素分類與代碼》等第11頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一大比例尺地面數(shù)字測(cè)圖技術(shù)計(jì)劃的主要內(nèi)容：任務(wù)概述測(cè)區(qū)情況已有資料及其分析技術(shù)方案的設(shè)計(jì)組織與勞動(dòng)計(jì)劃儀器配備及供應(yīng)計(jì)劃財(cái)務(wù)預(yù)算檢查驗(yàn)收計(jì)劃以及安全措施等11.1大比例尺測(cè)圖的技術(shù)設(shè)計(jì)第12頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一測(cè)量任務(wù)書：明確工程項(xiàng)目或編號(hào)，設(shè)計(jì)階段及測(cè)量目的，測(cè)區(qū)范圍（附圖）及工作量，對(duì)測(cè)量工作的主要技術(shù)要求和特殊要求，及上交資料的種類和日期等。資料準(zhǔn)備：測(cè)區(qū)內(nèi)及附近已有測(cè)量成果資料，其施測(cè)單位、施測(cè)年代、等級(jí)、精度、比例尺、規(guī)范依據(jù)、范圍、平面和高程坐標(biāo)系統(tǒng)、投影帶號(hào)、標(biāo)石保存情況及可利用程度等。技術(shù)計(jì)劃：任務(wù)概述，測(cè)區(qū)情況，已有資料及其分析，技術(shù)方案的設(shè)計(jì)，組織與勞動(dòng)計(jì)劃，儀器配備及供應(yīng)計(jì)劃，財(cái)務(wù)預(yù)算，檢查驗(yàn)收計(jì)劃以及安全措施等內(nèi)容。第13頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一平面坐標(biāo)系統(tǒng)：國家統(tǒng)一平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。沒有國家控制點(diǎn)可資利用時(shí)，可采用獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)。測(cè)區(qū)面積大于100km2時(shí)，應(yīng)與國家控制網(wǎng)連測(cè)，采用國家坐標(biāo)系統(tǒng)，控制測(cè)量成果應(yīng)顧及球面與平面的差別，歸化到高斯平面上計(jì)算。采用3o帶投影時(shí)，我國大部分地區(qū)投影帶邊緣的長(zhǎng)度變形約為1/2900，這對(duì)普通導(dǎo)線測(cè)量影響尚不很嚴(yán)重，而對(duì)等級(jí)導(dǎo)線測(cè)量的邊長(zhǎng)應(yīng)進(jìn)行距離改化。第14頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一無論是3o帶投影，或是1.5o帶投影，一個(gè)測(cè)區(qū)只能用一種坐標(biāo)系統(tǒng)。高程系統(tǒng)應(yīng)與國家高程系統(tǒng)一致。即采用“1985國家高程基準(zhǔn)”。如測(cè)區(qū)附近沒有國家水準(zhǔn)點(diǎn)，或連測(cè)工作量很大，可在已有地形圖上求得一個(gè)點(diǎn)的高程作為起算高程。對(duì)于擴(kuò)建和改建的工程測(cè)圖，為保持兩次測(cè)圖的高程一致，可以利用原來的水準(zhǔn)點(diǎn)高程。這時(shí)可以在已有地形圖上求得一個(gè)點(diǎn)的高程作為起算高程。第15頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一到測(cè)區(qū)實(shí)地調(diào)查人文風(fēng)俗、自然地理?xiàng)l件、交通運(yùn)輸、氣象情況等。核對(duì)舊有標(biāo)石和點(diǎn)之記。初步考慮控制網(wǎng)布設(shè)方案及措施。在舊有地形圖（或小比例尺地圖）上擬定地形控制布設(shè)方案，精度估算。對(duì)若干方案進(jìn)行技術(shù)要求與經(jīng)濟(jì)核算方面的論證。對(duì)地形控制網(wǎng)的圖形、施測(cè)、點(diǎn)的密度和平差計(jì)算等因素進(jìn)行全面分析，并確定最后采用的方案。實(shí)地選點(diǎn)時(shí)，容許局部修改。展繪已有控制點(diǎn)，繪制分幅圖、出坐標(biāo)格網(wǎng)線（公里格網(wǎng)線）。編制組織措施和勞動(dòng)計(jì)劃，提出儀器配備計(jì)劃、經(jīng)費(fèi)預(yù)算計(jì)劃和工作計(jì)劃進(jìn)度，同時(shí)擬定檢查驗(yàn)收計(jì)劃。避免工傷事故和減少儀器設(shè)備損壞，確保安全生產(chǎn)。第16頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一一、圖根控制測(cè)量圖根點(diǎn)布設(shè)：在各等級(jí)控制下加密，一般不超過兩次附合。較小的獨(dú)立測(cè)區(qū)測(cè)圖，圖根控制可作為首級(jí)控制。布設(shè)方法：圖根導(dǎo)線、圖根三角、交會(huì)方法和GPSRTK等。圖根點(diǎn)高程：圖根水準(zhǔn)和圖根三角高程測(cè)定。圖根點(diǎn)精度：相對(duì)于鄰近等級(jí)控制點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差，不應(yīng)大于圖上0.1mm，高程中誤差不應(yīng)大于測(cè)圖基本等高距的1/10。圖根控制點(diǎn)個(gè)數(shù)：每平方公里圖根點(diǎn)的密度如表所示：11.2圖根控制測(cè)量和測(cè)站點(diǎn)測(cè)定1:20001:10001:500傳統(tǒng)測(cè)圖≥15≥50≥150數(shù)字測(cè)圖≥4≥16≥64第17頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一一、圖根控制測(cè)量方法：全站儀“同步測(cè)量法”，又稱“一步測(cè)量法”GPS方法光電測(cè)距極坐標(biāo)法和交會(huì)測(cè)量等。第18頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一一、圖根控制測(cè)量全站儀“同步測(cè)量法”

“一步測(cè)量法”作業(yè)步驟：B點(diǎn)安置全站儀，后視點(diǎn)高級(jí)控制點(diǎn)A，前視圖根點(diǎn)e，觀測(cè)水平角、前視天頂距、斜距和覘標(biāo)高。由B點(diǎn)坐標(biāo)算出e點(diǎn)三維坐標(biāo)。儀器不動(dòng)，后視A點(diǎn)作零方向，施測(cè)測(cè)站周圍的碎部點(diǎn)1、2、3，并根據(jù)B點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算各碎部點(diǎn)坐標(biāo)。儀器搬至e點(diǎn)，后視B點(diǎn)，前視f點(diǎn)，同法測(cè)出水平角、前視方向天頂距、斜距及覘標(biāo)高，及本站的各碎部點(diǎn)5、6、7，并計(jì)算出其坐標(biāo)，依此類推至到g點(diǎn)。當(dāng)測(cè)到最后一點(diǎn)h時(shí)，同以上步驟可算得C坐標(biāo)，與C點(diǎn)已知坐標(biāo)之差即附合導(dǎo)線閉合差。若符合限差要求，按與導(dǎo)線邊長(zhǎng)成正比平差計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)。為提高測(cè)圖精度，可由各圖根點(diǎn)平差值重新計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的碎部點(diǎn)坐標(biāo)。第19頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一二、測(cè)站點(diǎn)的測(cè)定

盡量利用各級(jí)控制點(diǎn)作為測(cè)站點(diǎn)。地形瑣碎、地物、地貌復(fù)雜零碎的地段，要增設(shè)測(cè)站點(diǎn)，切忌用增設(shè)測(cè)站點(diǎn)作大面積的測(cè)圖。增設(shè)測(cè)站方法：在控制點(diǎn)或圖根點(diǎn)上，采用極坐標(biāo)法、交會(huì)法和支導(dǎo)線測(cè)定測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。支導(dǎo)線增設(shè)測(cè)站時(shí)，為保證方向傳遞精度，可用三聯(lián)腳架法。數(shù)字測(cè)圖時(shí)，測(cè)站點(diǎn)的點(diǎn)位精度，相對(duì)于附近圖根點(diǎn)中誤差不應(yīng)大于圖上0.2mm，高程中誤差不應(yīng)大于測(cè)圖基本等高距的1/6。第20頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一三聯(lián)腳架法導(dǎo)線觀測(cè)使用三個(gè)既能安置全站儀又能安置帶有覘牌的反射棱鏡的基座和腳架，基座帶有通用的光學(xué)對(duì)中器。將全站儀安置在測(cè)站i的基座中，帶有覘牌的反射棱鏡安置在后視點(diǎn)i-1和前視點(diǎn)i+1的基座中，進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量。遷站時(shí)，i和i+1的腳架和基座不動(dòng)，只取下i上的全站儀和i+1上帶有覘牌的反射棱鏡，在i+1上安置全站儀，在i的基座上安置帶有覘牌的反射棱鏡，并將i-1上的腳架遷至i+2處并予以安置，這樣直到測(cè)完整條導(dǎo)線為止。減弱儀器和目標(biāo)對(duì)中誤差對(duì)測(cè)角、測(cè)距的影響，提高導(dǎo)線觀測(cè)精度，減少坐標(biāo)傳遞誤差。第21頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一三、全站儀的半測(cè)回觀測(cè)法

預(yù)先測(cè)定經(jīng)緯儀的橫軸誤差、視準(zhǔn)軸誤差和豎盤指標(biāo)差，儲(chǔ)存在全站儀內(nèi)存或電子手簿中；觀測(cè)水平方向和豎角時(shí)，由程序?qū)Π霚y(cè)回觀測(cè)方向和天頂距自動(dòng)進(jìn)行改正來消除其影響。當(dāng)視準(zhǔn)軸誤差和豎盤指標(biāo)差有較大變化時(shí)，應(yīng)進(jìn)行儀器誤差的重新測(cè)定。第22頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一1、橫軸誤差對(duì)水平方向影響的改正設(shè)因橫軸傾斜角而產(chǎn)生的水平方向的讀數(shù)影響為則正確的水平方向讀數(shù)為式中，L′、R′為盤左、盤右水平方向讀數(shù)，α為豎角。第23頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一2、視準(zhǔn)軸誤差對(duì)水平方向影響的改正設(shè)因視準(zhǔn)軸誤差c對(duì)水平方向的影響為則正確的水平方向讀數(shù)為式中，L′、R′為盤左、盤右水平方向讀數(shù)，α為豎角。在半測(cè)回觀測(cè)法中，為施加和改正，觀測(cè)水平方向時(shí)必須同時(shí)觀測(cè)豎角α，如果只是為了求和，豎角α不必精確測(cè)定。第十章大比例尺數(shù)字地形圖測(cè)繪10.2圖根控制測(cè)量和測(cè)站點(diǎn)測(cè)定第24頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一3、指標(biāo)差對(duì)豎角的改正設(shè)指標(biāo)差為，則一般垂直度盤豎角的計(jì)算公式為

或式中，L、R為盤左、盤右天頂距讀數(shù)，α為豎角。第十章大比例尺數(shù)字地形圖測(cè)繪10.2圖根控制測(cè)量和測(cè)站點(diǎn)測(cè)定第25頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一三、碎部測(cè)量（一）點(diǎn)信息野外采集：在野外由繪圖員將測(cè)得的細(xì)部點(diǎn)標(biāo)注在圖紙上，隨時(shí)根據(jù)實(shí)際情況連線和標(biāo)繪圖式符號(hào)，形成工作草圖。同時(shí)，記錄員還需將地形點(diǎn)的全部信息（測(cè)站，標(biāo)定圖板方向，檢查方向，視距讀數(shù)或距離，豎直角，儀器高，水平距離值，高差等）記錄在碎部點(diǎn)手簿上。在測(cè)圖及繪圖過程中一旦發(fā)現(xiàn)問題，即可檢查手簿進(jìn)行糾正。第十章大比例尺數(shù)字地形圖測(cè)繪10.2圖根控制測(cè)量和測(cè)站點(diǎn)測(cè)定第26頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一（二）碎部測(cè)量方法全站儀除測(cè)量水平角、豎直角、斜距、平距、高差等的直接觀測(cè)值，及其相應(yīng)改正數(shù)（如指標(biāo)差改正、距離測(cè)量的氣象改正等）外，還設(shè)置有簡(jiǎn)單的計(jì)算軟件，能在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)計(jì)算碎部點(diǎn)的三維坐標(biāo)、點(diǎn)間平距、高差和方位角或根據(jù)已知的設(shè)計(jì)坐標(biāo)計(jì)算出放樣數(shù)據(jù)等。第十章大比例尺數(shù)字地形圖測(cè)繪10.2圖根控制測(cè)量和測(cè)站點(diǎn)測(cè)定第27頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一（二）碎部測(cè)量方法1、極坐標(biāo)法采用全站儀以三維坐標(biāo)測(cè)量法進(jìn)行：用極坐標(biāo)法測(cè)定點(diǎn)的平面坐標(biāo)X，Y，用三角高程測(cè)定點(diǎn)的高程H。即從一個(gè)控制點(diǎn)上，根據(jù)測(cè)站上的一個(gè)已知方向測(cè)定出已知方向與碎部點(diǎn)之間的水平角和測(cè)站點(diǎn)到碎部點(diǎn)的距離，來確定細(xì)部點(diǎn)的平面位置。其測(cè)站點(diǎn)可以是基本控制點(diǎn)或圖根控制點(diǎn)。全站儀中，一般以N（North）、E（East）及Z或ELEV（Elevation）分別表示點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程。第28頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一1、極坐標(biāo)法已知：測(cè)站點(diǎn)A、后視點(diǎn)B的三維坐標(biāo)，P為碎部點(diǎn)。觀測(cè)：AB、BP兩方向間的水平角β，測(cè)站點(diǎn)到碎部點(diǎn)的水平距離dAP，斜距DAP，測(cè)站點(diǎn)到碎部點(diǎn)處目標(biāo)點(diǎn)的天頂距ZAP，儀器高i，目標(biāo)高t。計(jì)算：后視方向方位角、碎部邊方位角及碎部點(diǎn)坐標(biāo)為：第29頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第十章大比例尺數(shù)字地形圖測(cè)繪10.3野外數(shù)據(jù)采集1、極坐標(biāo)法三維坐標(biāo)測(cè)量法操作：在測(cè)站A上安置全站儀，量取儀器高i，后視點(diǎn)B處安置覘牌，按“坐標(biāo)輸入”鍵，輸入測(cè)站點(diǎn)及后視點(diǎn)三維坐標(biāo)，按“儀器高輸入”鍵輸入儀器高。照準(zhǔn)后視點(diǎn)B，按“方位角設(shè)置”鍵，軟件自動(dòng)計(jì)算αAB，進(jìn)行水平度盤設(shè)置（水平度盤定向）：照準(zhǔn)B點(diǎn)后，用配置度盤方法使測(cè)站點(diǎn)到已知點(diǎn)的水平度盤讀數(shù)等于測(cè)站點(diǎn)到已知點(diǎn)的坐標(biāo)方位角，這樣度盤0即正北方向。在碎部點(diǎn)處量取棱鏡桿的目標(biāo)高，通知測(cè)站，按“目標(biāo)高輸入”鍵輸入目標(biāo)高t。照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)棱鏡中心，按“坐標(biāo)測(cè)量”鍵，軟件即可自動(dòng)計(jì)算目標(biāo)方位角αAP、目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，幾秒鐘后屏幕便顯示目標(biāo)點(diǎn)的NP，EP，ZP。第30頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第十章大比例尺數(shù)字地形圖測(cè)繪10.3野外數(shù)據(jù)采集2、支導(dǎo)線