《数字地形测量学1》 课程教学大纲

1、数字地形测量学1 课程教学大纲课程编码：CH020002 课程名称（中文）：数字地形测量学1课程名称（英文）：Digital Topographic Surveying1先修课程：高等数学、线性代数、概率论与数理统计总学时：48 （授课学时：30 实验学时：18） 一、课程简介数字地形测量学1是测绘工程专业必修的专业基础课，是一门实践性强，理论和实践相结合的课程。本课程的主要内容是:测绘学的基础理论、基本原理、常规方法与操作技能；经纬仪和普通水准仪的操作与检校方法；水准测量、角度测量、距离测量；测量误差的基本知识；测绘数据处理的基本方法；小地区控制测量的外业测量与内业计算方法。通过本课程的学习

2、,使学生初步具有利用测量仪器和测量知识解决一般测量问题的能力。 二、课程的性质和任务1、性质：数字地形测量学1是测绘工程专业必修的专业基础课，是一门实践性强，理论和实践相结合的课程，教学时数为48学时（授课学时：30 实验学时：18）。2、任务：通过本课程的学习，使学生掌握测绘学的基本知识、基本理论及测量各种要素(高差、角度和距离)的基本方法；掌握控制测量的基本原理和方法以及测量数据的处理方法(简单的平差计算)；并初步具有数字测图的基本概念。此外，学生还应熟悉各种常规测量仪器及了解现代高新测量技术。三、课程教学目标（一）课程目标通过本课程教学，应达到以下目标： 课程目标1:掌握测量坐标系，地图

3、投影和高斯平面直角坐标系，高程系统，方位角等测绘专业方面的基本理论和知识；掌握观测误差的分类，衡量精度的标准，算术平均值及观测值的中误差，误差传播定律等测量误差基本知识；了解地形测量的发展概况。（支撑毕业要求1-1）课程目标2:掌握水准测量原理，角度测量原理，距离测量的方法；掌握国家三、四等及等外水准测量的施测与数据处理，水平角、竖直角的观测，导线测量的外业及内业计算。使学生能够运用水准测量、导线测量的基本理论与方法解决测绘工程技术问题，如导线控制网的建立、水准控制网建立等。（支撑毕业要求4-1）课程目标3:掌握精密水准仪、电子水准仪、全站仪的测量原理与使用方法；熟悉二等水准测量、精密测角的作

4、业方法及精度要求。（支撑毕业要求5-1）课程目标4:熟练掌握有关测量设备的测量原理与使用方法；以小组为单位掌握水准测量、角度测量等有关实验的具体施测方法与精度要求，并完成规定任务；培养个人和团队的紧密合作意识。（支撑毕业要求9-2）（二）课程目标对毕业要求的支撑毕业要求指标点课程目标1. 工程知识指标点1-1：掌握数学、自然科学和工程基础理论和知识，并能恰当表述复杂测绘工程问题。课程目标14研究指标点4-1：能够基于科学原理及测绘知识和技术，通过文献研究或相关方法，调研和分析复杂测绘工程问题的解决方案。 课程目标25使用现代工具指标点5-1：了解测绘工程专业常用的现代测绘仪器、信息技术工具、测

5、绘软件的使用原理和方法，并理解其局限性。课程目标39. 个人和团队指标点9-2：能够在团队中独立或合作开展测绘工作。课程目标4四、课程教学内容的基本要求、重点和难点及学时分配（一）课程教学内容的基本要求、重点和难点1、绪论（1学时）教学内容：（支撑课程目标1、2）（1）地形测量学的内容（2）地形测量的发展概况基本要求：掌握测绘学的任务、作用以及了解数字测图的特点与发展。重点和难点：准确理解测绘学的任务、作用。2、测量坐标系和高程（5学时）教学内容：（支撑课程目标1、2）（1）地球形状和大小（2）测量坐标系（3）地图投影和高斯平面直角坐标系（4）高程系统（5）方位角（6）用水平面代替水准面的限度

6、基本要求：掌握大地水准面、测量常用坐标系、高程、方位角的概念。重点和难点：测量常用坐标系、高程、方位角。3、测量误差基本知识（3学时）教学内容：（支撑课程目标1、2）（1）观测误差的分类 （2）衡量精度的标准（3）算术平均值及观测值的中误差（4）误差传播定律（5）加权平均值及其精度评定基本要求：具有测量误差的基本概念和理论，掌握衡量测量精度的指标和误差传播定律。 重点和难点：误差传播定律。4、水准测量（6学时）教学内容：（支撑课程目标2、3、4）：（1）水准测量原理与方法（2）水准仪和水准尺（3）水准测量路线的布设（4）水准测量的观测（5）水准测量路线的计算（6）水准测量的误差分析（7）水准仪

7、的检验与校正基本要求：掌握水准测量的基本原理与方法，水准仪的构造与使用，水准测量的观测方法与数据处理，了解水准测量的误差来源，水准仪的检验与校正。重点和难点：水准测量的基本原理与方法，水准测量的数据处理，水准仪的检验校正。5、角度测量（7学时）教学内容：（支撑课程目标2、3、4）（1）角度测量原理（2）经纬仪（3）角度观测方法（4）水平角观测的误差和精度（5）经纬仪的检验和校正（6）三角高程测量基本要求：掌握经纬仪的构造与使用，角度测量的原理与方法，经纬仪的检验和校正方法，三角高程测量的原理与方法。重点和难点：角度测量的原理与方法，三角高程测量。6、距离测量（2学时）教学内容：（支撑课程目标2

8、、3）（1）钢尺量距（2）视距测量（3）光电测距基本要求：掌握钢尺量距、视距测量、光电测距的原理与方法。重点和难点：视距测量、光电测距的原理与方法。7、平面控制测量（6学时）教学内容：（支撑课程目标2）（1）概述（2）GPS控制测量（3）导线测量（4）三角形网测量（简介）（5）交会测量基本要求：初步具有平面控制测量的基本概念，掌握导线测量的基本方法和导线坐标计算。掌握交会测量的原理与方法。重点和难点：导线点的坐标计算。8、实验教学（18学时）本课程安排18学时的实验，包括水准测量（6学时）、水准仪的检验与校正（3学时）、角度测量（6学时）、经纬仪的检验与校正（3学时）。（1）实验教学必需的保障

9、条件实验室应具备水准仪、经纬仪设备，及水准测量、角度测量所需的各种附件（水准尺、测仟等）。（2）实验项目、实验内容与学时安排实验名称、内容与学时分配表序号实验项目名称实验内容及基本要求学时1水准测量内容：水准仪的构造及使用方法等外水准测量四等水准测量要求：学会水准仪的正确使用方法，掌握等外水准测量、四等水准测量的施测方法及精度要求，掌握水准测量数据的处理方法。62水准仪的检验与校正内容：水准仪轴线应满足的条件水准仪的检验与校正的原理和方法要求：掌握水准仪各种轴线应满足的几何条件，掌握水准仪检验的基本原理及操作方法。33角度测量内容：经纬仪的构造及使用方法测回法测量水平角的方法竖直角测量的方法要

10、求：掌握经纬仪的基本构造和正确的使用方法，掌握水平角、竖直角的测量原理及测量方法。64经纬仪的检验与校正内容：经纬仪轴线应满足的条件经纬仪的检验与校正的原理和方法要求：掌握经纬仪各种轴线应满足的几何条件，掌握经纬仪检验的基本原理及操作方法。3实验一：水准测量实验内容：（支撑课程目标1、2、3、4）（1）了解DS3级水准仪的构造及各部件的名称和作用；（2）掌握水准仪使用的基本操作；（3）练习水准尺读数；（4）采用变动仪器高法，从某已知高程的水准点开始，进行一段等外闭合（或附合）水准测量。各种限差要满足要求；（5）在高差闭合差符合精度要求的情况下，进行内业平差计算；（6）学会四等水准测量的观测、记

11、录、计算方法；（7）熟悉四等水准测量的主要技术指标，掌握测站及水准路线的检核方法；（8）从某已知高程的水准点开始，进行一段闭合四等水准测量。（9）在高差闭合差符合精度要求的情况下，进行内业平差计算；基本要求：通过实验，使学生认识水准仪各个组成部分的名称和作用，掌握等外水准测量、四等水准测量的施测方法及精度要求，掌握水准测量数据的处理方法；并独立撰写实验报告。重点与难点：等外水准测量、四等水准测量的施测方法及各项精度要求；水准测量数据的平差计算。实验二：水准仪的检验与校正实验内容：（支撑课程目标3、4）（1）了解水准仪各轴线间应满足的几何关系；（2）圆水准器轴平行于仪器旋转轴的检验与校正；（3）

12、十字丝的横丝垂直于仪器旋转轴的检验与校正；（4）水准管的水准轴平行于视准轴的检验和校正。基本要求：通过实验，使学生熟悉水准仪的各种轴线及轴线应满足的几何条件，掌握水准仪检验的基本原理及操作方法；并独立撰写实验报告。重点与难点：水准管的水准轴平行于视准轴的检验和校正方法。实验三：角度测量实验内容：（支撑课程目标1、2、3、4）（1）了解经纬仪主要部件名称及作用；（2）掌握经纬仪基本操作方法：对中、整平和读数；（3）掌握测回法测水平角的步骤、记录和计算方法；（4）了解竖盘构造，掌握竖直角观测步骤、记录和计算方法。基本要求：通过实验，使学生了解经纬仪的构造及安置方法，掌握水平角、竖直角的观测步骤及记

13、录、计算方法；并独立撰写实验报告。重点与难点：水平角、竖直角的观测。实验四：经纬仪的检验与校正实验内容：（支撑课程目标3、4）（1）了解经纬仪各轴线间应满足的几何关系；掌握检验原理；（2）照准部水准管轴垂直于竖轴的检验和校正；（3）十字丝竖丝垂直于横轴的检验和校正；（4）视准轴垂直于横轴的检验和校正；（5）横轴垂直于竖轴的检验和校正。基本要求：通过实验，使学生熟悉经纬仪的各种轴线及轴线应满足的几何条件，掌握经纬仪检验的基本原理及操作方法；并独立撰写实验报告。重点与难点：经纬仪各种轴线之间应满足的几何条件；经纬仪检验原理。（二）课程内容与学时分配教学内容学时分配总学时讲授实验上机习题课地形测量学

14、的内容，地形测量的发展概况。11地球形状和大小，测量坐标系，地图投影和高斯平面直角坐标系，高程系统，方位角，用水平面代替水准面的限度。55观测误差的分类，衡量精度的标准，算术平均值及观测值的中误差，误差传播定律，加权平均值及其精度评定。33水准测量原理与方法，水准仪和水准尺，水准测量路线的布设，水准测量的观测，水准测量路线的计算，水准测量的误差分析，水准仪的检验与校正。1569角度测量原理，经纬仪，角度观测方法，水平角观测的误差和精度，经纬仪的检验和校正，三角高程测量。1679钢尺量距，视距测量，光电测距。22平面控制测量概述，GPS控制测量，导线测量，三角形网测量（简介），交会测量。66合

15、计483018五、能力培养要求通过本课程的学习：（1）掌握普通测量的基本知识和基础理论；（2）掌握水准仪、经纬仪等常用测量仪器的基本构造、操作方法和检验方法； （3）初步具有利用测量仪器和测量知识解决一般测量问题的能力；（4）掌握小范围控制测量的原理与方法。六、建议教材与参考书目教材：数字地形测量学潘正风等编著，2015年7月第1版，武汉大学出版社。参考书：测量学合肥工业大学等合编，2005年第4版，中国建筑工业出版社。七、课程考核与成绩评定课程成绩评定以考核学生能力培养目标的达成为主要目的，以检查学生对测绘基本理论、基本知识及各知识点的掌握程度和应用能力为重要内容。课程成绩评定采取过程考核和

16、期末考试相结合的方式进行，过程考核成绩、期末考试成绩及总评成绩均为百分制。（一）课程考核成绩构成课程考核成绩构成：过程考核成绩占30%，期末考试成绩占70%。注：缺课三分之一以上者取消期末考试资格。（二）过程考核过程考核含平时作业（占总成绩的10%）、课程实验（占总成绩的20%）。1、平时作业成绩平时布置作业至少3次，最终成绩取各次作业成绩的平均值。作业成绩评价细则见下表：支撑课程目标作业成绩评价细则及得分10090898079706960590目标1-3完成全部作业内容；概念解释清晰，回答和分析问题条理清楚；计算过程步骤清晰、正确，计算结果正确。完成全部作业内容；概念解释、回答和分析问题正确

17、；计算步骤和公式运用正确，但计算结果部分有误。完成全部作业内容；概念解释、回答和分析问题、计算过程等基本正确，计算结果部分有误。作业内容有遗漏；概念解释、回答和分析问题、计算过程等基本正确，计算结果部分有误。作业内容有遗漏；概念解释、分析问题、计算过程等有明显错误，计算结果有误。2、 课程实验成绩每次实验成绩的考核可通过出勤、实验表现及实验报告质量等综合评定，最终实验成绩取4个实验成绩的平均值。实验成绩评价细则见下表：实验项目 支撑课程目标实验成绩评价细则及得分10090898079706960590实验一：水准测量 课程目标1、2、3、4熟悉等外水准测量、四等水准测量的步骤；记录实验数据的手

18、簿完整、记录数据符合规范要求；水准测量结果（闭合差）符合精度要求，平差计算数据正确；实验报告符合格式要求，内容全面；在规定时间内完成实验内容和上交报告。熟悉等外水准测量、四等水准测量的步骤；记录实验数据的手簿完整、但个别数据记录不规范；水准测量结果（闭合差）符合精度要求，平差计算数据正确；实验报告符合格式要求，内容较全面；在规定时间内完成实验内容和上交报告。熟悉等外水准测量、四等水准测量的步骤；记录实验数据的手簿不完整、数据记录不规范；水准测量结果（闭合差）符合精度要求，平差计算数据正确；实验报告符合格式要求，内容较全面；在规定时间内完成实验内容和上交报告。熟悉等外水准测量、四等水准测量的步骤

19、；记录实验数据的手簿不完整、数据记录不规范；水准测量结果（闭合差）符合精度要求，平差计算数据有误；实验报告符合格式要求，内容较全面；在规定时间内完成实验内容和上交报告。了解等外水准测量、四等水准测量的步骤；记录实验数据的手簿不完整、数据记录不规范；水准测量结果（闭合差）不符合精度要求，平差计算数据有误；实验报告基本符合格式要求；在规定时间内完成实验内容和上交报告。实验二：水准仪的检验与校正课程目标3、4熟悉水准仪检校步骤，熟悉水准仪的结构和轴线关系；记录实验数据的手簿完整、记录数据符合要求，三项检校方法正确，i角计算正确；实验报告符合格式要求，内容全面；在规定时间内完成实验内容和上交报告。熟悉

20、水准仪检校步骤，熟悉水准仪的结构和轴线关系；记录实验数据的手簿完整、个别记录数据不符合要求，三项检校方法正确，i角计算正确；实验报告符合格式要求，内容较全面；在规定时间内完成实验内容和上交报告。熟悉水准仪检校步骤，熟悉水准仪的结构和轴线关系；记录实验数据的手簿不完整、个别记录数据不符合要求，三项检校方法正确，i角计算正确；实验报告符合格式要求，内容较全面；在规定时间内完成实验内容和上交报告。熟悉水准仪检校步骤，熟悉水准仪的结构和轴线关系；记录实验数据的手簿不完整、记录数据不规范，三项检校方法正确，i角计算不正确；实验报告符合格式要求，内容较全面；在规定时间内完成实验内容和上交报告。了解水准仪检

21、校步骤，了解水准仪的结构和轴线关系；记录实验数据的手簿不完整、记录数据不符合要求，三项检校方法正确，i角计算不正确；实验报告基本符合格式要求；在规定时间内完成实验内容和上交报告。实验三：角度测量课程目标1、2、3、4熟悉水平角、竖直角测量原理和测量步骤；水平角、竖直角测量结果符合精度要求，角度计算正确，记录实验数据的手簿完整、记录数据符合规范要求；实验报告符合格式要求，内容全面；在规定时间内完成实验内容和上交报告。熟悉水平角、竖直角测量原理和测量步骤；水平角、竖直角测量结果符合精度要求，角度计算正确，记录实验数据的手簿完整、个别记录数据不符合规范要求；实验报告符合格式要求，内容较全面；在规定时

22、间内完成实验内容和上交报告。熟悉水平角、竖直角测量原理和测量步骤；水平角、竖直角测量结果符合精度要求，角度计算正确，记录实验数据的手簿不完整、个别记录数据不符合规范要求；实验报告符合格式要求，内容较全面；在规定时间内完成实验内容和上交报告。熟悉水平角、竖直角测量原理和测量步骤；水平角、竖直角测量结果符合精度要求，角度计算个别数据错误，记录实验数据的手簿不完整、记录数据不符合规范要求；实验报告符合格式要求，内容较全面；在规定时间内完成实验内容和上交报告。了解水平角、竖直角测量原理和测量步骤；个别水平角、竖直角测量结果不符合精度要求，角度计算有误，记录实验数据的手簿不完整、记录数据不符合规范要求；

23、实验报告基本符合格式要求；在规定时间内完成实验内容和上交报告。实验四：经纬仪的检验与校正课程目标3、4熟悉经纬仪检校步骤，熟悉经纬仪的结构和轴线关系；记录实验数据的手簿完整、记录数据符合要求，四项检校方法正确，视准差、支架差数值计算正确；实验报告符合格式要求，内容全面；在规定时间内完成实验内容和上交报告。熟悉经纬仪检校步骤，熟悉经纬仪的结构和轴线关系；记录实验数据的手簿完整、个别记录数据不符合要求，四项检校方法正确，视准差、支架差数值计算正确；实验报告符合格式要求，内容较全面；在规定时间内完成实验内容和上交报告。熟悉经纬仪检校步骤，熟悉经纬仪的结构和轴线关系；记录实验数据的手簿不完整、部分记录

24、数据不符合要求，四项检校方法正确，视准差、支架差数值计算正缺；实验报告符合格式要求，内容较全面；在规定时间内完成实验内容和上交报告。熟悉经纬仪检校步骤，熟悉经纬仪的结构和轴线关系；记录实验数据的手簿不完整、记录数据不规范，四项检校方法正确，视准差、支架差数值计算部分错误；实验报告符合格式要求，内容较全面；在规定时间内完成实验内容和上交报告。了解经纬仪检校步骤，了解经纬仪的结构和轴线关系；记录实验数据的手簿不完整、记录数据不符合要求，四项检校方法正确，视准差、支架差数值计算有误；实验报告基本符合格式要求；在规定时间内完成实验内容和上交报告。（三）期末考试考核形式：闭卷笔试。考试内容：覆盖支撑全部

25、毕业要求指标的授课内容。试题类型：填空题、名词解释、选择题、计算题（含观测数据整理）、简答题、等多种形式。试题类型及其对应的考核目的见下表。试题类型所占比例考核目的填空题10%考核学生对课程重要知识点、关键技术细节的理解与掌握情况。名词解释10%考核学生掌握测绘基本知识、基本理论、基本概念的情况。选择题10%考核学生对课程重要知识点、关键技术细节的理解与掌握情况，灵活运用所学知识分析问题的能力。简答题20%考核学生对重要知识点、关键技术细节的理解与掌握情况。计算题（含观测数据整理）50%考核学生对测量数据处理方法的理解情况，及学生的综合计算能力情况；考查学生对外业观测结果和数据的处理水平。八、课程目标达成情况评价成绩构成及课程考核细则见下表：成绩构成及比例考核环节目标分值考核细则课程目标平时成绩占总评成绩的比例为10%作业100作业不少于3次，每次按百分制单独计分，平均值作为最终成绩，课程目标1、2、3的内容分别各占a1%、a2%、a