《测量学-地形测绘》课件

测量学-地形测绘课程简介欢迎来到测量学-地形测绘课程!在这门课程中,我们将深入探讨地形测绘的基础理论和实践,学习如何使用先进的技术和工具来测量和分析地形数据。从基本的测量原理到高级的制图技术,我们将全面掌握地形测绘的方方面面。byhpzqamifhr@测量学的定义和分类测量学的定义测量学是一门研究测量理论与方法的科学,包括测量量的确定、测量装置的设计制造以及测量结果的处理和应用。测量学的分类测量学主要分为工程测量、地形测量、天文测量、物理测量等不同类型,每种类型都有自己的特点和应用领域。测量学的发展随着技术的进步,测量学也在不断发展创新,从传统的人工测量到现代的电子测量,测量工具和方法越来越先进。测量学的发展历程1古代测量最早的测量活动可以追溯到5000多年前的古埃及和美索不达米亚文明。他们利用简单的测量工具进行土地测绘和工程建设。2现代测量学16世纪开始,随着几何学和光学的进步,测量学开始快速发展。测量仪器逐渐精密化,测量技术不断改进。3测量学的科学化19世纪,测量学进入科学发展阶段。理论研究、标准化和测量精度的提高成为重点。现代测量学奠定了基础。测量学的基本概念测量学的定义测量学是研究测量理论、测量方法和测量设备的科学,是工程技术的基础学科之一。测量学的分类测量学可以分为测量基础理论、测量方法和测量仪器等三大类,涵盖了测量的方方面面。测量学的地位测量学在工程技术、自然科学、社会科学等领域都扮演着重要的角色,是各学科发展的重要基础。测量的基本原理1基准参考测量过程需要以一定的基准参考物为依托,通常为已知坐标的基准点或标准尺度。2测量量与误差测量过程中必然会产生一定的误差,需要采取统计分析等方法来确定测量结果的精度。3测量工具与方法选择合适的测量工具和方法是保证测量结果准确性的关键,需要因地制宜。4多次重复为提高测量精度,往往需要进行多次重复测量并进行平均处理。测量的基本方法直接测量法通过直接使用测量工具，如尺子、卷尺等，对待测量的对象进行测量,得到其长度、高度等直接数值的方法。这种方法简单直接,适用于小范围内的测量。间接测量法利用几何关系、三角形原理等间接测量对象的尺寸或位置的方法。这种方法可用于大范围测量,如地形测量、地球测量等。相对测量法利用参考物来测量待测对象的相对数值,如长度、面积、体积等。这种方法适用于无法直接测量的情况。自动测量法利用先进的测量仪器和设备,如全站仪、GPS等,自动完成测量任务的方法。这种方法提高了测量效率和精度。测量的基本设备测距仪测距仪用于精确测量距离。分光学测距仪和电子测距仪两种,可以远距离自动测量距离并显示。全站仪全站仪可以自动测量水平角、垂直角和距离,并记录数据。是测量作业中不可或缺的重要设备。水准仪水准仪用于测量地面高程差和确定水平基准面。先进的数字水准仪可自动记录数据,提高了测量效率。坐标系统坐标系统概述坐标系统是描述空间位置的数学模型。它采用一组基准值来定义空间内任意点的位置，包括平面和空间坐标系统。平面坐标系统在平面直角坐标系中，点的位置用X和Y两个坐标值表示。在地图绘制中广泛使用这种坐标系。空间坐标系统在空间直角坐标系中，点的位置用X、Y和Z三个坐标值表示。用于描述三维空间中的点的位置关系。地面控制测量基准点建立在进行地形测绘时,首先需要建立一系列基准点,用于后续测量的参考和定位。这些基准点通常分布在测区内的关键位置。高程基准确定通过水准测量建立高程基准,为后续测量提供可靠的高程参考。这些高程基准点分布于整个测区,以确保后续测量数据的精度。测区控制网在基准点的基础上,采用三角测量、导线测量等方法布设一个完整的控制网,为后续的测量任务提供坐标和高程参考。地形测量的基本方法测量技术地形测量采用多种测量技术,如GPS测量、全站仪测量、摄影测量等,根据测量环境和需求选择合适的方法。遍历测量测量人员通过徒步遍历测区,采集地物高程、坡度等数据,构建详细的地形模型。测区控制在测区设置基准点和控制点,为后续的测量和制图提供基准和坐标系。数据处理采集的地形数据需要经过校正、整理、分析等处理,然后制作地形图或数字地形模型。水准测量1定义水准测量是一种测定地表点相对高差的测量方法。它是测量学中最基础和最广泛应用的测量方法之一。2原理水准测量的基本原理是利用水平面作为基准面,通过水准仪观测地表点的高程或相对高差。3主要方法常用的水准测量方法包括精密水准测量、简单水准测量和测高测量等。4应用领域水准测量广泛应用于地形测绘、工程建设、地质勘查、环境监测等诸多领域。角度测量角度测量原理角度测量的基本原理是利用三角测量法,通过测量已知长度边和夹角,计算出未知边长和角度。精确测量角度是测量学的核心技术之一。角度测量设备常用的角度测量设备包括罗盘、经纬仪、全站仪等,它们可以准确测量水平角和垂直角,为地形测绘提供重要数据。角度测量方法角度测量的常用方法有三角测量法、对中法、交会法等,通过多次精确测量可以提高角度测量的准确性和可靠性。距离测量激光测距仪利用激光原理可以精确测量目标物体的距离,该设备广泛应用于测绘、工程等领域。全站仪测距全站仪集成了角度测量和距离测量功能,可以快速高精度地获取空间点位数据。遥感测距利用航拍技术可以从空中快速获取地形地物的三维信息,用于制作数字高程模型和正射影像。高程测量定义和目的高程测量是确定某一地点或物体的平面高度或相对高度的一种测量方法。其主要目的是为测绘、工程设计等提供精确的高程数据。测量原理基于测站间的观测距离以及水准差来确定测点的高程。通过一系列水准测量建立高程网络，获取地表各点的绝对高程。测量方法常用的高程测量方法包括水准测量、GPS测量、摄影测量等。不同方法在精度、效率及应用场景上各有特点。地形图的制图原理数据获取地形图的制图需要首先通过各种测量手段获取地形数据,如利用GPS、全站仪等设备测量地形的高程、坐标等信息。这些原始数据为后续绘制地图提供基础。投影转换由于地球表面为曲面,而地图是平面呈现,因此需要采用投影转换技术,将三维地表投影到二维平面上。常用的投影方式包括等角投影、等距投影等。编图设计在完成投影转换后,还需要考虑地图的比例尺、图式符号、等高线、图名等要素的设计,以实现地图的清晰表达和美观布局。制图制作最后借助制图软件或雕刻、印刷等手工制作方式,将设计好的地图要素组合成最终的地形图产品。这一过程需要精细调整和反复校对。地形图的分类1按比例尺分类地形图根据比例尺的不同可分为大比例尺图、中比例尺图和小比例尺图。2按用途分类地形图还可以根据用途分为地质地形图、城市地形图和农业地形图等。3按表达方式分类按照表达方式的不同，地形图可分为等高线地形图和阴影地形图。地形图的构成要素地理位置地形图清晰展示了地理坐标和位置信息,为读图者提供基本地理信息。地形特征等高线、坡度等地形特征的准确标绘,反映地表起伏变化。人工设施道路、建筑等人工设施的精确绘制,呈现地域的人文信息。地形图的等高线1等高线概念等高线是地形图上连接同等高度点的线条,用以表示地形起伏变化。2等高线特点等高线形状变化反映地形的坡度和起伏,间距表示地势的陡峭程度。3等高线作用等高线可以直观表达地形的形态,为地形分析和工程设计提供重要依据。4等高线绘制等高线采用等高距标注,精确测绘地形起伏,构建立体地形图。地形图的比例尺比例尺定义比例尺是地图上距离与实际距离之间的数字关系,用来表示地图上的距离与地面实际距离的比例关系。比例尺类型常见的比例尺形式包括比例分数、比例尺线以及文字比例尺,每种形式都有各自的优缺点和适用场景。比例尺应用地形图的比例尺可以帮助测量地图上的距离,并换算成实际的地面距离,为各种测绘和空间分析提供重要依据。地形图的图式符号符号种类丰富地形图上使用了各种不同类型的符号来表示地物特征。这些符号涵盖了建筑物、交通设施、水系、植被等多个方面。符号设计有规范地形图上的符号都遵循一定的标准和规范,确保信息表达的准确性和清晰性。这些规范通常由专业机构制定和更新。符号具有层次感地形图的符号有不同的大小、形状和颜色,以表示各种地物的重要程度和层次关系。这有助于提高地图的可读性。符号富有想象力地形图的符号设计融合了艺术与科学,往往具有较强的视觉表现力和想象空间。这为地图的审美性增添了独特魅力。地形图的绘制流程1数据采集通过实地测量、航空摄影等方式获取地形数据2数据整理对获取的地形数据进行分类整理和处理3制图准备选择合适的制图软件和符号,绘制地形图底图4地形制图根据数据信息绘制地形标注、等高线等内容地形图的绘制流程一般包括数据采集、数据整理、制图准备和地形制图等步骤。从实地测量或航空摄影等获取地形数据,经过整理规范化后,利用专业制图软件绘制地形图底图,并在此基础上添加标注、等高线等内容,最终形成完整的地形图。地形图的编绘绘图技术使用制图专业软件和绘图工具进行数字化绘制,确保地形图的精度和美观度。数据处理整理和处理测量数据,将其转化为可视化的地形图表达。版面设计合理安排文字标注、图例符号等元素,优化地形图的整体布局和可读性。地形图的应用领域城市规划地形图可以帮助城市规划者了解地形特点,优化道路网络、管线布设和建筑位置,提高城市发展质量。农业生产地形图能提供地表形态、水系、地势等信息,为农业生产中的灌溉、排水、土地利用等提供依据。基础设施建设地形图为公路、铁路、水利、管线等基础设施的规划和建设提供重要依据,确保设计符合地形条件。环境保护地形图可以分析地表地质、水文、植被等,为环境评估、生态保护等工作提供有价值的信息。地形测绘的新技术无人机摄影测量利用小型无人机进行航拍,结合摄影测量技术,可快速高效地获取地形数据,提高测绘效率。3D激光扫描通过三维激光扫描仪捕捉地形立体信息,实现高精度的数字化建模,为复杂地形测量提供支撑。GNSS定位测量利用全球导航卫星系统技术,可实时高精度地确定地物位置坐标,大幅提升地形测量精度。地理信息系统通过地理信息系统集成分析地形数据,可实现智能化的地形管理和可视化展示。地形测绘的未来发展趋势自动化和智能化未来的地形测绘将更加依赖自动化设备和智能算法,提高效率和精度,如无人机航测、卫星遥感等新技术的广泛应用。数字化和三维化地形数据将更多采用数字化处理和三维建模,实现高精度数字化地形模型,为城市规划、工程设计等提供更加丰富