测量学基础：第十章 碎步测量

测量学基础

第九章碎部测量西南交通大学地球科学与环境工程学院碎部测量碎部测图方法测定碎部点的基本方法地物测绘地貌测绘碎部测量控制测量——先把一系列起控制作用的地面点，经过一定的数学方法(地图投影)处理后，作为进一步测绘及制图的基础。为了在统一的地面坐标系中测定地面点在投影面上的位置及高程，我国在全国范围内建建立起了国家平面控制网和国家高程控制网。平面控制网采用“1980/2000年国家大地坐标系”高程控制网采用“1985年国家高程基准”依据控制网可在统一的坐标系统中开展测图工作。碎部测量碎部测量是利用经纬仪、全站仪或GPS等仪器在某一测站点上测绘各种地物、地貌的平面位置和高程的工作。根据临近的控制点来确定碎部点（地物特征点和地貌特征点）对于控制点的关系。一是测，测量地物、地貌特征点的位置二是绘，绘制地物、地貌碎部测量的方法：1、极坐标法；2、直角坐标法；3、交会法；4、坐标测量法碎部测量地形图：按照一定的数学法则，运用符号系统表示地表上的地物、地貌平面位置及基本的地理要素，且高程用等高线表示的一种普通地图。具体测图，整个测量工作分为建立控制网和以控制网为基础的碎部测量两部分。

当国家基本平面控制点和高程点的密度不能满足测图要求时，可根据需要采用导线测量、测角交会、测边交会、GPS在高级控制点间加密，直至满足测图工作的要求为止。这种为测图而加密的控制点称为图根控制点。当测区范围较小时，投影面本身可视为平面，即不考虑地球曲率，地图投影简化为将地面点直接沿铅垂线投影于水平面上。1：500，1：1000、1：2000、、1：5000地形测图均属于此类。碎部测图方法1.传统测图法传统测图法（白纸测图或模拟法测图）：野外测量角度、距离、高差，再利用分度规、比例尺等工具模拟测量数据，按图示符号展绘到绘图纸上。经纬仪测图：采用经纬仪与分度规（量角器）配合测图。绘制直角坐标格网展绘控制点abi上丝读数中丝读数下丝读数竖直角水平角BA图纸选用：绘图纸（聚脂薄膜0.1毫米厚）——绘制坐标格网规格：10cm×10cm精度：0.1毫米，

0.2毫米，

0.3毫米

1)对角线法图纸准备2)坐标格网尺法3)绘图仪法格网检查与注记方法：使用展点板、展点仪、坐标格网尺法。精度：距离检查，0.3毫米。坐标展点展绘控制点：按（XYH)

如：A(775.045,568.213)1:1000500600700800900100200300400500600方格网的绘制1:1000500600700800900100200300400500600P451.888P152.11752.234P2P353.648控制点展绘经纬仪测图采用经纬仪与分度规（量角器）配合测图1)．将经纬仪架设在测站点(控制点)上，图板安置在近旁，测定经纬仪竖盘指标差x(只需工作开始时测一次)，量出仪器高I；选定另一控制点为起始零方向，并配置该方向的水平度盘读数为0000’00”；2)．

照准立于碎部点上的标尺，读取水平角，再读取经纬仪的下、上、中三丝读数，最后读取竖盘读数；采用视距测量方法计算出碎部点与测站间的水平距离及高差，并算出碎部点的高程。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。全站仪测图一个测站点的工作要点1.安置仪器（对中、整平、量仪器高）2.定向（盘左后视读数置零、图板定向定量角器）3.立尺（概括全貌、点少、能检核）4.观测（瞄准、读水平角读数、竖盘读数和距离）5.记录计算6.刺点（图上标定注记高程）7.描绘（对照实地按图式描绘地物）注意事项

1、每观测20~30个碎部点，应检查起始方向归零差应<4'，否则，应重新定向，并检查已测碎部点。

2、立尺人员应将视距尺竖直，综合取舍碎部点，地形复杂时绘制草图。

3、绘图人员注意图面正确、整洁、注记清晰并做到随测点及时展绘、检查。

4、当该站工作结束时，应检查有无漏测、测错，并将图面上的地物、地性线、等高线与实地对照，发现问题及时纠正。

碎部测图方法

碎部测图方法2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。镜站遥控测图模式GPS测量模式：RTK实时动态定位技术数字摄影测图

数字摄影测图:

对于大面积的测图，通常可采用航测方法或数字摄影测量方法，通过解析立体测图仪或数字摄影测量系统得到数字地形图。利用大比例尺航摄相片，在航测仪器上建立地形立体模型，通过接口把航测仪器上量测所得的数据直接输入计算机；利用数字摄影测量系统直接得到测区的数字影像，再经过计算机图像处理得到数字地形图及数字地面模型（DTM）。航空相片地形图数字化地形图数字化：在已进行过测绘工作的测区，利用纸介质地形图，即原图（底图），经过数字化仪，将其转换为数字地形图。2测定碎部点的基本方法一、极坐标法

1、0位置碎部点坐标计算：

2、1位置（棱镜位置）碎部点坐标计算：（O点坐标）

测定碎部点的基本方法一、极坐标法

、3、2位置（棱镜位置）碎部点坐标计算：

4、3位置（棱镜位置）碎部点坐标计算：

测定碎部点的基本方法一、极坐标法

5、4位置（棱镜位置）碎部点坐标计算：

测定碎部点的基本方法

二、方向交会法1．前方交会

测定碎部点的基本方法

二、方向交会法1．前方交会

测定碎部点的基本方法三、方向交会法2.一个测站观测方向和一个已知方向的交会

测定碎部点的基本方法三、量距法1、距离交会法

测定碎部点的基本方法三、量距法1、距离交会法

测定碎部点的基本方法三、量距法2、偏距法

若J在AB左侧，则若J在AB右侧，则测定碎部点的基本方法三、量距法3、插点法

测定碎部点的基本方法三、量距法4、方向距离交会法测定碎部点的基本方法三、量距法5、直角坐标法（支距法）

若J在AB左侧，则若J在AB右侧，则碎部点M的坐标计算公式为测定碎部点的基本方法碎部点高程的计算采用电磁波测距三角高程测量测定碎部点的高程：式中：为测站高程，为仪器高，为镜高，为斜距，为垂直角。测定碎部点的基本方法3地物测绘

地物类型地物类型举例水系江河、运河、沟渠、湖泊、池塘、井、泉、堤坝、闸等及其附属建筑物居民地城市、集镇、村庄、窑洞、蒙古包以及居民地的附属建筑物道路网铁路、公路、乡村路、大车路、小路、桥梁、涵洞以及其它道路附属建筑物独立地物三角点等各种测量控制点、亭、塔、碑、牌坊、气象站、独立石等管线与垣墙输电线路、通信线路、地面与地下管道、城墙、围墙、栅栏、篱笆等境界与界碑国界、省界、县界及其界碑等土质与植被森林、果园、菜园、耕地、草地、沙地、石块地、沼泽等。1地物的分类

地物一般可分为两大类：一类是自然地物，如河流、湖泊。另一类是人工地物，如房屋、道路等。地物测绘2

地物在地形图上的表示原则：1)

依比例尺表示：如房屋、运动场等

比例符号主要是一些较大地物的轮廓线，依比例缩小后，图形保持与地面实物相似，如房屋、道路、桥梁、河流等。这些符号一般是由图形元素的点、直线段、曲线段等组合而成，因而可以通过获取这些图形元素的特征点用绘图软件绘制。地物测绘2地物在地形图上的表示原则：1)依比例尺表示：如房屋、运动场等

地物测绘2

地物在地形图上的表示原则：2)

不依比例尺表示：如纪念碑、烟囱

非比例符号主要是指一些独立的、面积较小但具有重要意义或不可忽视的地物，如测量控制点、水井、界址点等。非比例尺符号的特点是仅表示该地物中心点的位置，而不代表其大小。对这些符号的处理，可先按照图式标准将符号做好存放于符号库中，在成图时，按其位置调用，绘制于图上。地物测绘2地物在地形图上的表示原则：2)不依比例尺表示：如纪念碑、烟囱

地物测绘2

地物在地形图上的表示原则：3)

半依比例尺表示：如围墙、单线道路等

半比例符号在图上代表一些线状地物，如围墙、斜坡、境界等。这些符号的特点是在长度上依比例。在处理这些符号时，可对每一个线状地物符号编制一个子程序，需要时，调用这些子程序，只需输入该线状地物转折处的特征点，即可由程序绘出该线状地物。

地物测绘2地物在地形图上的表示原则：3)半依比例尺表示：如围墙、单线道路等

地物测绘2地物在地形图上的表示原则：4)

地物注记

有些地物除了用相应的符号表示外，对于地物的性质、名称等在图上还需要用文字和数字加以注记，如房屋的结构和层数、地名、路名、单位名、等高线高程和散点高程以及河流的水深、流速等。（1）地理名称注记（2）说明文字注记（3）数字注记地物测绘依比例表示的地物，将其正射投影位置的几何形状相似地描绘在图上，或将其边界位置表示在图上，边界内绘上相应符号；不能依比例表示的地物，在图上以相应的地物符号表示在地物中心位置；根据规定的比例尺，按规范和图式的要求综合取舍；测定地物形状的特征点（拐点）。地物测绘1)居民地测绘测图比例尺不同，综合取舍不一样；外围轮廓准确测绘，内部主要街道及较大的空地应区分出来；散列式居民地、独立房屋应分别测绘；一般只测绘房屋的三个角或相邻的两角顶并量取房屋宽度。地物测绘2)

独立地物测绘3)

道路测绘标尺应立于中心线上，直线立尺稀，曲线立尺密；附属物按实际位置测定。地物测绘②公路：一律按实际位置测绘。立尺位置：中心、两侧、一侧实量宽度。转弯、交叉处尺点密，附属物实测。路堤、路堑测绘方法同铁路。大车路立尺于道中心，按图式绘制。小路视其重要程度综合取舍，弯曲程度综合取舍，与田埂重合不绘田埂。4)

管线与垣栅测绘

架空管线转折处的支架塔柱实测，直线部分用档距长度图解确定；塔柱上有变压器时其位置按其与塔柱的相应位置绘制；电线和管道按符号绘制。地物测绘5)

水系的测绘无特殊要求时均以岸边为界，如要求测水涯线、洪水位、平水位，按要求在调查研究的基础上测绘。河岸在保证精度的前提下，小的弯曲、岸边不甚明显地段适当取舍。单线表示的小沟只测中心位置；渠道两岸有堤可参照公路的测法，田间临时小渠不必测绘。湖泊边界如不明显，可视具体情况确定湖岸或水涯线地物测绘6)植被与土质测绘测绘边界，用地类界符号表示范围，加植被符号和说明。地类界与道路、河流、栏栅等重合时不绘地类界，与境界线、高压线等重合应移位绘地类界。行树两端实测，中间配置。地物测绘4地貌测绘地貌测绘地貌按其起伏变化的程度分为：平地、丘陵地、山地、高山地。地形图上表示地貌的方法有多种，目前最常用的是等高线法。对峭壁、冲沟、梯田等特殊地形，不便用等高线表示时，则绘注相应的符号。地貌形态地面坡度平地2°以下丘陵地2°～6°山地6°～25°高山地25°以上地形图上表示地貌的一般方法——等高线平坦地区注记高程离散点地貌特征点选择山脚点山顶点谷口点最低点：

盆地、鞍部变坡点

山坡、山脊、山谷等坡度发生变化的点——构成地貌的骨骼1

等高线

等高线是地面上相同高程的相邻各点连成的闭合曲线，也就是设想水准面与地表面相交形成的闭合曲线。

设想有一座高出水面的小山，与某一静止的水面相交形成的水涯线为一闭合曲线，曲线的形状随小山与水面相交的位置而定，曲线上各点的高程相等。例如，当水面高为50m时，曲线上任一点的高程均为50m；若水位继续升高至51m、52m，则水涯线的高程分别为51m、52m。将这些水涯线垂直投影到水平面H上，并按一定的比例尺缩绘在图纸上，这就将小山用等高线表示在地形图上了。这些等高线的形状和高程，客观地显示了小山的空间形态。地貌测绘1等高线等高距：地形图上相邻的两高程不同的等高线之间的高差。常以A表示。等高距愈小，则图上的等高线愈密，地貌显示愈详细、真实；等高距愈大、，图上的等高线愈稀，地貌显示愈粗略。等高距的选择必须根据地形高低起伏程度、测图比例尺的大小和使用地形图的目的等因素来确定。相邻等高线之间的水平距离称为等高线平距，常以d表示。由于同一幅地形图中等高距是相同的，所以等高线平距d的大小与地面的坡度有关。等高线平距越小，地面坡度越大；平距越大，则坡度越小；平距相等，则坡度相同。地貌测绘

相邻等高线之间的水平距离称为等高线平距，一般用d表示，它随着地面的起伏情况而改变，

h与d的比值就是地面坡度i。

坡度一般以百分率表示，向上为正，向下为负。例如i=+5％，或i=-2％。i大,等高线密，山陡：反之,i小,等高线稀，山平缓地面坡度i

等高距是根据地形图的比例尺和地面起伏状况确定的。同一张图上通常只用一种等高距。比例尺1:1万1:2.5万1:5万1:10万1:20万等高距2.5米5米10米20米40米地貌测绘——基本等高线（首曲线）：

地形图上按规定的基本等高距描绘的等高线称为首曲线(线粗0.1-0.15mm)。

——加粗等高线（计曲线）：

其中每隔四条首曲线描绘—条加粗的等高线称为计曲线(线粗0.25—0.3mm)，计曲线上注记高程值。

——半距高等线(间曲线)：

在地势平坦地区，为了更清晰地反映地面起伏，可在相邻两条首曲线线间加绘等高距一半的等高线，称为间曲线，以长虚线表示。

——助曲线

按四分之一基本等高距所加绘的等高线，称为助曲线(0.15mm)，用短虚线表示。地貌测绘等高线的分类基本等高线——首曲线加粗等高线——计曲线半距等高线——间曲线1/4等高线——助曲线等高线的特性等高线都是闭合曲线，等高线若不在同一幅图闭合，也会跨越一个或多个图幅闭合；同一条等高线上任何一点的高程都是相等的；不同高程的等高线不能相交；一些特殊的地貌如陡、陡坎的等高线就会重叠在一起，这些地貌必须用陡壁、陡坎符号表示。悬崖的等高线也不可能相交，悬崖下部的等高线用虚线表示。等高线在过山脊或山谷时,应与山脊或山谷成正交；山谷等高线应凸向高处，山脊等高线应凹向低处；两等高线间的水平距离为等高线平距，等高线间平距的大小与地面坡度的大小成反比。在同一等高距的情况下，等高线密，坡度陡，等高线稀，坡度缓；等高线多，山就高，等高线少，山就低；6等高线的弯曲形状和相应实地地貌形态保持水平相似的关系。山脊线、山谷线与等高线关系地貌测绘2典型地貌的等高线

(1)山头和洼地山头等高线洼地等高线

山头与洼地的等高线都是一组闭合曲线，但它们的高程注记不同。内圈等高线的高程注记大于外圈者为山头；反之，小于外圈者为洼地。也可以用坡线表示山头或洼地。示坡线是垂直于等高线的短线，用以指示坡度下降的方向地貌测绘(2)山脊和山谷

山的最高部分为山顶，有尖顶、圆顶、平顶等形态，尖峭的山顶叫山峰。山顶向一个方向延伸的凸棱部分称为山脊。山脊的最高点连线称为山脊线。山脊等高线表现为一组凸向低处的曲线

山脊等高线

相邻山脊之间的凹部是山谷。山谷中最低点的连线称为山谷线，山谷等高线表现为一组凸向高处的曲线。山谷等高线

在山脊上，雨水会以山脊线为分界线而流向山脊的两侧，所以山脊线又称为分水线。在山谷中，雨水由两侧山坡汇集到谷底，然后沿山谷线流出，所以山谷线又称为集水线。山脊线和山谷线合称为地性线。地貌测绘(3)鞍部

鞍部是相邻两山头之间呈马鞍形的低凹部位。它的左右两侧的等高线是对称的两组山脊线和两组山谷线。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地貌测绘(4)陡崖和悬崖

陡崖是坡度在70°以上或为90°的陡峭崖壁，若用等高线表示将非常密集或重合为一条线，因此采用陡崖符号来表示，如图(a)、(b)所示。悬崖是上部突出，下部凹进的陡崖。上部的等高线投影到水平面时，与下部的等高线相交，下部凹进的等高线用虚线表示，如图(c)所示。地貌测绘地貌测绘示坡线：指示坡度下降的短线。

地貌测绘3

等高线的绘制用等高线表示地貌的程序是先测定后绘图。测定对象是地貌的特征点。所谓地貌特征点是指山顶、鞍部、山脊线与山谷线上的坡度变换点和山脚点、山脚坡度变换点和山坡面倾斜变换点等。将测定的地貌特征点的平面位置按比例尺以垂直投影方法缩绘到图纸上，并在其旁注记该点高程(高程注记按图式规定)。地貌测绘3

等高线的绘制1)

测定地貌特征点

(测定各类地貌的坡度变换点)1.山顶：尖山顶、圆山顶、平山顶；2.山脊：尖山脊、圆山脊、台阶状山脊、分歧脊；3.山谷：尖底谷、圆底谷、平底谷；4.鞍部：窄短鞍部、窄长鞍部、平宽鞍部；5.盆地：特点与山顶相似，高低相反；6.山坡：在坡度变化处立尺;7.梯田坎和