测量基础知识

第一篇测量的基础知识

第一章测量的基本概念

本章要点本章介绍了测量学的基本任务、分支和作用，重点介绍了地球的形状和大小，地面点位置的表示方法和直线方向的表示方法。为了简化球面上复杂的投影计算，讨论了用水平面代替水准面对距离、水平角和高程的影响，并介绍了测量工作应遵循的基本原则。

本章重要概念水准面、大地水准面、大地体、地球椭圆、总地球椭圆、参考椭球体、椭球定位、地理坐标、平面坐标、投影变形、高斯投影、高程、高程基准、直线定向、方位角、象限角等。

第一节测量学概述

一、测量学的概念

测量学是一门古老的地球科学，至今已有侧多年的发展历史，在人类历史的发展中起着非常重要的作用。

测量学丛研究地球的形状和大小，并确定地球表面各种物体的几何形状及其空间位置的科学。测量学的研究对象是地球的自然表面。

测量学在应用中的卞要技术表现是测量与绘图，故测量学又有“测绘学”之称。现代科技条件下的测绘学，是对地球整体及其表向—和外层空间的物体与地理分布有关信息的采集，并赋予处理、管理、更新等过程的科学。测绘学获得的数据或图像成为可以储备、传播、应用的地球空间信息，地球空间信息是测绘学的成果。现代测绘科学计算机信息科学的有机整合，使地球空间信息科学迅速发展。

二、测量学的分类

随着生产的发展和科学技术的进步，测量学包含的内容越来越丰富，因而测量学在自身的发展中形成了特色各异的分支学科。根据研究的对象、范围和采用技术于段的不同，测量学分为以下几个主要分支学科。

1．大地测量学

是研究和确定地球的形状、大小、重力场和地球表面点的几何位置及其变化的理论和技术的科学。大地测量学是测绘学各分支学科的理论基础，其基本任务是建立地面控制网、重力网，精确测定控制点的空间三维坐标，为地形测图提供基本控制，为各类工程施工测量提供依第1页据。现代大地测量学又可分为：几何大地测量学、物理大地测量学和空间大地测量学。由于大地测量是以地球表面广大地区为测量对象，因此必须考虑地球曲率的影响。

2．普通测量学

是研究测量的基本原理、地球表面局部地区大比例尺地形图测绘理论和基本方法，属测量学的基础部分。它是以地球表面小区域为研究对象，可视小区域球面为平面而不必顾及地球曲率的影响，从而使测量理论和方法都得到简化。若是研究地球表面小区域地形图测绘的理论和方法，就称为地形测量学。把地球表面的形态，采用正射投影的理论，并用规定的符号，按一定比例，相似地缩绘到平面图上，这种图称为地形图。地形图的测绘和应用是普通测量学的核心内容之一。地形图在国民经济和国防建设中有着广泛的用途。

3．摄影测量学

是研究利用摄影或遥感技术获取地表面貌的影像并进行分析处理，以绘制地形图或获得数字化信息的理论和方法的科学。根据获得影像方法的不同，摄影测量学又可分为水下摄影测量、地面摄影测量、航空摄影测量和遥感测量。其中航空摄影测量是测绘中、小比例尺国家基本地形图的主要方法，现已应用到大比例尺地形图的测绘巾；而近景摄影测量已经在古建筑测绘、建(构)筑物的变形观测、动态目标测量等许多方面得到了广泛的应用。摄影测量发展很快，特别是与现代遥感技术相配合，使摄影测量的服务领域大为拓宽，除测绘地形图外，还用于矿产资源勘察、地球板块运动研究、环境污染监测、农业估产和农林灾害预防等。因此，摄影测量与遥感已成为非常活跃、富有生命力的一个独立学科。

4．工程测量学

是研究工程建设在勘察设计、施工放样和运营管理等各阶段所进行的测量工作的理论和方法的科学。它主要包括以工程建筑为对象的上程测量和以机器、设备为对象的工业测量两大部分。在技术方法上可分为普通工程测量和精密工程测量，是测绘学在国民经济建没和国防建设中的直接应用。工程测量的服务领域非常广阔，有土木工程测量、水利工程测量、矿山测量、军事上程测量、三维工业测量以及精密工程测量等。

5．地图制图学

是研究利用测量资料如何进行投影、编绘成地图，以及地图制作的理论、工艺、技术和应用等方面的科学。其研究内容主要包括地图编制、地图投影、地图整饰、地图印刷等。地图是测绘工作的重要产品形式。它的功能是传递地球表面的各种信息。它与文字描述的区别在于它对信息的分布能予以精确直观的定位。学科发展促使地图产品从模拟地图向数字地图转化。计算机制图技术和地图数据库的发展，促使地理信息系统产生，数字地图的发展，它的广泛应用为地图学的发展和应用展现出广阔的前景。现代地图制图学正朝着制图自动化、电子地图制作及地理信息系统方向发展。

本书主要属于《普通测量学》的范畴，并包含《工程测量学》的基本内容。

三、测量学的任务

1．地形图测绘

运用各种测量仪器和工具，通过实地测量和计算，把小范围内地面上的地物、地貌按一定的比例尺测绘成图。

2．地形图应用

在工程设计中，从地形图上获取设计所需要的资料，例如点的坐标和高程、两点间的水平第2页第二章地形图的基本知识

本章要点本章重点介绍地形图类型、内容及比例尺和比例尺精度、地形图图式及地形图上地物与地貌的表示方法，等高线、等高线类型和特性等；国家基本比例尺地形图的分幅与编号方法。

本章重要概念地图、地形图、平面图、普通地图、专题地图、地物、地貌、地形、地物符号、地貌符号、注记符号、等高线、等高线平距、等高距、地形图分幅、梯形分幅、矩形分幅等。

第一节地形图的内容

一、地图概述

地图是按一定的数学法则，将客体(一般指地球，也包括其他星体)上的地理信息，通过科学的概括，并运用特定的符号系统表示在一定的载体上的图形，以传递它们的数量和质量在时间与空间上的分布规律和发展变化。

地图按其内容可分为普通地图和专题地图两大类。普通地图是综合表示地球表面主要自然、社会经济现象一般特征的地图。专题地图是根据专业方面的需要，突出反映一种或几种主题要素或现象的地图。其中作为主题的要素表示得很详细，其他要素则围绕表达主题的需要，作为地理基础概略表示，如地质图、土地利用现状图、交通图等。

地球表面各种物体种类繁多，形态各异，但总体上可分为地物和地貌两人类。凡地面上天然和人工形成的各种固定性的物体，如道路、房屋、铁路、江河、湖泊、森林、草地以及其他各种人工建筑物等，均称为地物。地球表面的各种高低起伏形态和面貌，如高山、深谷、陡坎、悬崖峭壁和雨裂冲沟等，称为地貌。地物和地貌总称为地形。

按一定比例尺缩小后，经过综合取舍，将地面上各种地物和地貌的平面位置和高程按一定数学法则、用规定的符号所表示的投影图，称为地形图。大比例尺地形图一般采用正射投影。地形图是普通地图的一种。如果图卜只表示地物的形状和平面位置而不表示地面起伏的地图，则称为平面图。

在各项工程规划、设计阶段，均需要地形图，特别是大比例尺地形图可提供有关工程建设地区的白然地形结构和环境等资料，以便使规划、设计符合实际情况。因此地形图是制定规划、进行工程建设、建立CIS的重要依据和基础资料。正确识图和使用地形图是有关工程技术人员必须具备的基本技能之一。

二、地形图的内容

地形图上所反映的内容几乎包括地球表面上的所有物体和现象，它们不仅可以足自然现象(如土质与植被、水系、地貌等)，还可以是社会现象(如居民地、独立地物、道路、境界等)；不第16页仅可以是可见的具体的事物(如地物、地貌等)，还可以是不可见的(如河流的深度和底质、暗流等)、抽象的(如居民地和控制点的名称与等级、水井和湖泊的水质、电压等)现象；不仪可以是静止的现象，还可以是运动的现象(如流速、流向等)，真可谓内容繁杂、种类多样。尽管如此，由于地形图都是以图廓作为制图区域的范围，所以地形图可分为图廓内要素和图廓外要素两大部分，现以大比例尺地形图为例，将其组成要素加以归纳，列于图2-1-1。

在中、小比例尺地形图上，图廓注记、图外资料说明和辅助图表的内容非常丰富。其中图廓注记包括：经纬网注记、直角坐标网注记、界端注记、邻接图号等；资料说明包括：图名、图号、测图日期和成图方法、坐标系统和高程系统、等高距、图式依据等；辅助图表包括：图例、直线比例尺、坡度尺、三北方向图和邻图接图表。但是，其他比例尺的地形图，图廓注记、图外资料说明和辅助图表的内容较少，只有上述内容的一部分。

三、地形图比例尺

在测绘地形图时，地面各种被测对象不可能按其真实大小描绘在图纸上，通常将实地尺寸缩小若于分之—来描绘。

1．地形图比例尺的概念

地形图上任一线段的长度与地面上相应线段的水平距离之比，称为地形图比例尺。

2．地形图比例尺表示形式

常见的比例尺表示形式有两种：数字比例尺和直线比例尺。

本章要点本章主要介绍测量误差的概念、分类及偶然误差的统计特性，算术平均值的基本原理、精度及衡量精度标准，观测值的误差、函数误差的传播定律，及其在测量平差中的应用，测量子差中权的概念及常用定权的方法。

本章重要概念测量误差、观测值、同精度观测、不同精度观测、直接观测、间接观测、独立观测、非独立观测、真误差、系统误差、偶然误差、粗差、最可靠值、中误差、允许误差、相对误差、算术平均值、改正数、权、单位权、加权平均值等。

第一节测量误差概述

一、测量误差的概念

自然界任何客观事物或现象都具有不确定性，加之受科学技术发展水平的限制，导致人们认识能力的局限性，使得人们只能不断地接近客观事物或现象的本质，而不能穷尽它，即人们对客观事物或现象的认识总会存在不同程度的误差，这种误差在对某量进行观测和量测的过程中反映出来，即测量值与真值的差异，称为测量误差或观测误差。

二、观测与观测值

测量是人们认识阐然、认识客观事物的必要手段和途径。通过一定的仪器、工具和方法对某量进行量测，称为测量或观测，获得的数据称为测量值或观测值。

三、观测值的分类

1．同精度观测和不同精度观测

按测量时所处的观测条件可分为同精度观测和不同精度观测，相应的观测值称为同精度观测值和不同精度观测值。

构成测量工作的要素包括观测者、测量仪器和外界环境条件，通常将这些测量工作的要素统称为观测条件。观测成果的质量与观测条件的好坏有着密切的联系。当观测条件好时，观测中所产生的误差平均就可能相应地小一些，因而观测成果的质量就要高一些；反之，观测条件差时，观测成果的质量就要低一些。所以我们可以说，观测成果的质量高低也就客观地反映了观测条件的优劣。用同一精度等级的仪器、设备，用相同的方法和在相同的外界条件下，山具有大致相同技术水平的人在相同观测条件下所进行的观测称为同精度观测，反之，则称为不同精度观测。同精度观测得到的观测值称为同精度观测值或等精度观测值；反之，称为不同(不等)精度观测值。例如，同一观测者分别用DJ6型经纬仪和DJ2型经纬仪测得的—测回水平角度属于不同精度观测值；同样使用DJ6型经纬仪第一次测二测回，第二次测四测回，分别第32页所得到的均值则也属寸：不同精度观测值。

2．直接观测和间接观测

按观测量与未知量之间的关系可分为直接观测和间接观测，相应的观测值称为直接观测值和间接观测值。

为确定某未知量而直接进行的观测，即被观测量就是所求未知量本身，称为直接观测，观测值称为直接观测值。通过被观测量与未知量的函数关系来确定未知量的观测称为间接观测，观测值称为间接观测值。例如，为确定两点间的距离，用钢尺直接丈量属于直接观测；而视距测量则属于间接观测。

3．独立观测和非独立观测

按观测值之间相互独立或依存关系可分为独立观测和非独立观测。

各观测量之间无任何依存关系，是相互独立的观测，称为独立观测，观测值称为独立观测值。若各观测量之间存在一定的几何或物理条件的约束，则称为非独立观测，观测值称为非独立观测值。如对某一单个未知量进行重复观测，各次观测是独立的，各虬岘测值属于独立观测值。观测某平面三角形的三个内角，因三角形内角之和应满足180°个几何条件，则属于非独立观测，三个内角的观测值属于非独立观测值。

四、测量误差的来源

1．真误差的定义

测量中的被观测量，客观上都存在着一个真实值，简称真值。对被观测量进行观测得到观测值。一般情况观测值与真值都不相等，即观测值与真值之间有差异，这个差异称为真误差，即：

真误差=观测值-真值(3—l—1)

2．测量误差的反映

测量十不可避免地存在着测量误差。例如，为求某段距离，往返丈量若干次；为求某角度，重复观测几测回，这些重复观测的观测值之间总是存在着差异。又如，为求某平面三角形的三个内角，只要对其中两个内角进行观测就可得山第三个内角值。但为检验测量结果，对三个内角均进行观测，这样三个内角之和往往与真值180°产生差异。第三个内角的观测是“多余观测”。这些“多余观测”导致的差异事实上就是测量误差。换句话说，测量误差正是通过“多余观测”产生的差异反映出来的。

3．测量误差产生的原因

测量误差产生的原因很多，按其来源概括起来有以下三方面。

1)测量仪器

观测通常是利用专用的仪器、工具进行的。由于仪器制造和校正不完善，使仪器只具有一定限度的准确度，由此观测所得的数据必然带有误差，从而导致观测值的精度受到一定的影响。例如，用只刻有厘米分划的普通水准尺进行水准测量时，就难以保证估读的毫米值完全准确。

2)观测者

由于观测者的视觉、听觉等感官的鉴别能力有一定的局限性，在观测过程中，无论观测者多么认真仔细，但在仪器安置、使用中都会不可避免地产生误差，如整平误差、照准误差、读数误差等。同时，观测者的工作态度、技术水平等也是对观测结果的误差有直接影响。第二篇测量的基本工作

第四章高程测量

本章要点本章重点介绍了DS3型水准仪的构造、使用方法以及应用水准仪测量地面两点问高差的原理和方法；水准测量外业的测站检核、路线检核方法和内业计算步骤；分析了水准测量误差的来源及减弱和消除误差的措施，并简要介绍了自动安平水准仪和电子水准仪的特点、结构和使用方法。

本章重要概念前视读数、后视读数、视准轴、水准管轴、十字丝、分划值、视差、水准点、测站、转点、高差闭合差等。

第一节水准测量的原理

测量地面上各点高程的工作，称为高程测量。高程测量是测量的基本工作之—。根据所使用仪器和施测方法的不同，高程测量分为水准测量、三角高程测量、物理高程测量和GPS高程测量等。其中水准测量是—种最常用的高程测量方法，也是精密测量地面点高程最土要的方法之一。

水准测量的实质是测量地面上两点之间的高差。它是利用水准仪所提供的一条水平视线来实现的。如图4-1-1所示，已知A点高程为HA，欲求B点高HB，首先需测定A、B两点间的高差hAB。

安置水准仪于A、B之间，并在A、B两点上分别竖立水准尺。根据仪器的水平视线，按测量的前进方向(即把已知高程点A作为后视，待求点B作为前视)，先、后在两水准尺上得到后第49页

第二节水准测量的仪器与工具

水准仪是水准测量中常用的仪器。目前我国水准仪是按仪器所能达到的每千米往返测高差十数的偶然中误差这—精度指标来划分的，共分四个等级，如表4-2-1所示。

一、DS3型微倾式水准仪的构造

水准仪的主要作用是为测量高差提供一条水平视线。它主要由望远镜、水准器和基座三部分组成，如图4-2-1所示。

1．望远镜

望远镜是用来精确瞄准远处目标的。望远镜由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板组成，图4-2-2是望远镜成像原理图。物镜和目镜一般采用复合透镜组，调焦透镜为凹透镜，位于物镜和目镜之间，物体经过物镜形成一个倒立的实像，转动调焦螺旋可以改变调焦透镜的位置，使远近不同物体的像都能清晰地落在十字丝分划板上，目镜的作用是将物体的像和十字丝一起放大成虚像。十字丝分划板是安装在物镜和目镜之间的一块平板玻璃，上面刻有两条互相垂直的长线，称为十字丝，它是精确瞄准目标的标准。其竖丝与横丝的交点称为十字丝中第五章角度测量

本章要点本章简要介绍了DJ6型经纬仪的构造及其使用，重点阐述利用经纬仪进行水平角、竖直角测量的原理和方法；经纬仪的读数方法、角度的野外施测、记录和成果的计算过程；分析了角度测量的误差来源、减弱误差的措施等内容。简要介绍了电子经纬仪的特点、结构和使用方法。

本章重要概念水平角、竖直角、指标差、盘左(正镜)、盘右(倒镜)、测回、配置度盘、视准轴、竖轴、横轴等。

第一节角度测量原理

角度测量是确定地面点位的基本工作之一，经纬仪是最常用的测角仪器。角度测量分为水平角测量和竖直角测量。测量水平角的目的主要是用于求算地面点的平面位置，而竖直角测量则主要用于测定两点之间的高差，或将两点间的倾斜距离改化成水平距离。

一、水平角测量原理

地面上一点到两目标的方向线垂直投影到水平面上的夹角称为水平角。如图5—1-1所示，直线OA和OB的水平角是它们在水平面H上的投影O'A'、O'B'所构成的夹角β。β亦即包含OA和OB的两个竖面间的二面角∠A'O'B'。两竖面的交线为铅垂线，在此交线上任选一点O”，水平地放置一个顺时针刻划的圆度盘(0°—360°)，O”为度盘中心。在度盘上方，过度盘直径方向装置一个可上下、左右转动的望远镜，当望远镜作上下转动时，其视线划出一个竖面，在同一竖面内视线无论处在什么位置，度盘上的读数不变；若保持度盘不动，使望远镜作左右转动，先后照准A、B两点，可得度盘的相应读数分别为a和b，OA、OB在水平面H上形成的水平角β为：

β=b-a(5-1-1)

二、竖直角测量原理

竖直角是一点至目标方向线与水平线之间的夹角，用。表示，其角值为0°-±90°，当观测视线在水平线之上时，称为仰角，符号为正；当观测视线在水平线之下时，称为俯角，符号为负。如图5-1-1所示，OA视线的竖直角为仰角，OB视线的竖直角为俯角。

若在望远镜的一侧装置一个可随望远镜一起旋转的竖直度盘(简称竖盘)，望远镜安装在竖盘的直径方向上，当望远镜照准某目标时，借助一个固定不动的读数指标，可读得竖盘上的一个读数，此读数与望远镜水第65页平时的竖盘读数之差，即为该直线的竖直角。可以写成：

a=目标视线读数-水平视线读数(5-1-2)或：

a=水平视线读数-目标视线凑数(5-1-3)

由此可见，测量竖直角与测量水平角一样，其角值也是度盘上两个力’向读数之差。所不同的是两个方向中必须有一个是水平方向。不过任何注记形式的竖直度盘，当视线水平时，其竖盘读数应为定值，一般是90°的整数倍。

第二节DJ6型光学经纬仪

经纬仪是测量角度的仪器，可用来观测水平角和竖直角，主要分光学经纬仪和电子经纬仪两种类型。按“野外—测回水平方向中误差”这一精度高低可分为若千等级，我国经纬仪系列标准划分为PJ07、DJ1、DJ2、DJ6及DJl5等。“D”和“J”分别是“大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一个字母，数字代表该仪器一测回方向观测中误差的秒值。光学经纬仪按其精度不同，又可分为普通光学经纬仪和精密光学经纬仪两种。这里仅介绍DJ6型普通光学经纬仪。

一、DJ6型光学经纬仪的构造

各种光学经纬仪构造基本相同，如图5-2-1所示。图5-2-2是它的结构分解图。从图中可以看出，DJ6型光学经纬仪主要由照准部、水平度盘、基座三部分组成。

1．照准部

照准部是基座和水平度盘以上能转动部分的总称，主要部件有旋转轴、望远镜、横轴、竖盘、支架、照准部水准管及光学设备等。照准部旋转轴的几何中心线就是仪器的竖轴。望远镜、横轴、支架三者相连，望远镜可绕横轴翻转，由望远镜制动螺旋和微动螺旋控制。读数没备包括读数显微镜以及光路中一系列光学棱镜和透镜。主要作用是将水平度盘、竖直度盘反映到读数显微镜。在横轴的一端装有竖盘，横轴中心穿过竖盘中心。竖盘随望远镜一起转动。第66页第六章距离测量

本章要点本章重点介绍了距离丈量的工具；普通距离丈量与精密距离丈量的方法；经纬仪光学视距法测量地面上两点间的水平距离的原理及三角高程测量地面上两点间高差的方法；光电测距原理及其测量地面上两点问水平距离的方法；简要分析了各种距离测量的误差及减弱措施。

本章重要概念水平距离、倾斜距离、直线定线、钢尺名义长度、尺长改正、视距丝、相位式测距等。

地面上两点间的距离是指这两点沿铅垂线方向在大地水准面上投影点间的弧长。在测区面积不人的情况下，可用水平面代替水准面。地面上两点间连线投影在水平面卜的长度称为水平距离。不在同一水平面I：的两点间连线的长度称为两点间的倾斜距离。

测量地面两点间的水平距离是确定地面点位的基本测量工作。距离测量常用的方法有钢尺量距、视距法测距及电磁波测距。

第一节钢尺量距

一、量距工具

钢尺量距的主要工具是钢尺。钢尺又称钢卷尺，是用钢制成的带状尺，尺的宽度10～15mm，厚度约O．4mm，长度有20m、30m、50m等，基本分划有厘米和毫米两种。在每米及每分米处都有数字注记。基本分划为厘米的钢尺适用于一般距离测量。基本分划为毫米的钢尺，以及基本分划为厘米，但在起点处一分米内刻有毫米的钢尺，适用于精密量距。根据尺上零点位置的不同，钢尺有端点尺和刻线尺之分。

端点尺是以尺的最外端作为尺的零点，如图6-1-1a)所示。当从建筑物墙边开始丈量时使用很方便。刻线尺是以尺前端的一条刻线作为钢尺的零点，如图6-1-1b)所示，在距离丈量时可获得较高的精度。

钢尺量距的辅助工具有标杆、测钎、锤球等。

标杆用木材、玻璃纤维或铝合金制成，长2m或3m，直径3—4cm，用红、白油漆交替漆成20cm的小段，杆底装有锥形铁脚以便插入土中，或对准点的中心，作为观测点的照准标志，如第81页图6-1-2a)所示。

测钎由粗铁丝加工制成，长30-40cm，上端弯成环形，下端磨尖，常用于标定尺端点和整尺段数，一般以11根为一组，穿在铁环中，如图6-1-2b)所示。

锤球由金属制成，外形似圆锥形，上端系有细线，它是对点、标点和投点的工具，如图6-1-2c)所示。

二、直线定线

在丈量两点间距离时，如果地面两点之间的距离较长或地面起伏较大，一个尺段不能完成距离丈量，则需要分段进行量测。为了使所量线段在一条直线上，需要在两点间的直线上，标定一些点，这—工作称为直线定线。一般量距用目视定线，精密量距用经纬仪定线。

如图6-1-3所示，欲量A、B间的距离，一个作业员甲站于端点A后1-2m处，瞄A、B。并指挥另一位持杆作业员乙左右移动标杆2，直到三个标杆在同一条直线上，然后将标杆竖直插下。直线定线一般山远及近进行。

当量距精度较高时使用经纬仪定线，其方法与目估法基本相同，只是将经纬仪安置在A点，用望远镜瞄准B点进行定线。

三、钢尺一般量距

丈量精度要求达到厘米级时，用一般方法量距且采用目估定线。

1．平坦地区的丈量方法

平坦地区可沿地面直接丈量，可先在地面进行直线定线，亦可边定线边丈量。丈量时由两人进行，各持钢尺一端沿着直线丈量的方向，前尺手拿测钎与标杆，后尺于将钢尺零点对准起点，前尺手沿丈量方向拉直尺子，并由后尺手定方向，将尺的零点对准起始点，当前、后尺手将钢尺拉紧、拉平时，后尺于准确对准起点，同时前尺手将测钎垂直插到尺子终点处，这样就完成了第一尺段的丈量工作。两人同时举尺前进，后尺手走到测钎处停下，同法量取第二尺段，然后后尺手拔起测钎套入环内，沿定线方向依次前进，重复上述操作，后尺手手中的测钎数就等于量距的整尺段数n。最后不足一整尺段的长度称为余长。直线全长按下式计算：

第三篇大比例尺测图基础及地形图应用

第七章小地区控制测量

本章要点控制测量包括平面控制测量和高程控制测量。本章简要介绍了控制测量的任务、作用及国家控制网的概况；主要介绍了小地区平面控制测量图根导线测量的外业工作，内业计算；重点介绍了闭合导线、附合导线的计算方法和步骤，同时讨论了控制点加密的常用方法；高程控制测量则介绍了三、四等水准测量及三角高程测量的外业观测程序和内业计算步骤。

本章主要概念控制点、控制网、控制测量、平面控制测量、高程控制测量、导线测量、三角高程测量。

第一节控制测量概述

一、控制测量的任务和作用

为限制测量误差的积累，保证必要的测量精度，使所测的每幅地形图精度均匀；使各分区测绘的地形图能够拼接成一个整体；使工程建设中整体设计的工程建筑物能够分区施工放样，就必须按照一定的测量原则首先在全测区范围内选定一些控制点，构成一定的儿何图形，用精密的测量仪器和精确的计算方法，在统一的坐标系统中，确定它们的平面位置和高程，再以这些控制点为基础进行碎部测量和施工放样等。

在测量工作中，首先在测区内选择一些具有控制意义的点，组成一定的几何图形形成测区的骨架，用相对精确的测量手段和计算方法，在统一的坐标系中，确定这些点的平面坐标和高程，然后以它为基础来测定其他地面点的点位或进行施工放样，或进行其他测量工作。其中，这些具有控制意义的点称为控制点；由控制点组成的几何图形称为控制网；对控制网进行布设、观测、计算、确定控制点位置的工作称为控制测量。

控制测量的任务可概括为：在丁程勘测阶段，测绘各种大比例尺地形图时，进行必要精度的控制测量；在工程建设施工阶段，进行一定精度的施工控制测量；在工程竣工后的营运阶段，为进行建(构)筑物变形观测而作的变形控制测量。总之，控制测量贯穿于工程建设的各个阶段。

由此可见，控制测量的作用在于：它是进行各项测量工作的基础；它具有传递点位坐标并控制全局的作用；具有限制测量误差和积累的作用，还可以使分片施测的碎部点精确连结成为一个统一的整体。第94页传统的控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。平面控制测量确定控制点的平面位置(x，y)，高程控制测量则确定控制点的高程(H)。

二、平面控制测量

测量控制点平面位置(x，y)的工作，称为平面控制测量。平面控制网的建立，传统方法主要有三角测量和导线测量，随着电子技术和航天技术的不断发展，全球定位系统(GPS)目前已广泛地应用于城市控制网的改造、控制点的更新和加密。

在地面上选定一系列点构成连续三角形，若三角形向某一方向推进，这种图形称为三角锁，如图7—1—1所示，若三角形向四面扩展成网状．则称为三角网。测定各三角形顶点的水平角，并根据起始边长、方位角、起始点坐标利用正弦定律来推求各顶点平面位置的测量方法称为三角测量，这种控制点称为三角点，此控制网称为三角网。

将地面上一系列点依相邻次序连成折线形式，如图7-1-2所示，并测定各折线边的长度、转折角，再根据起始数据推求各点的平面位置的测量方法，称为导线测量，这种控制点称为导线点，由它所连接而成的折线称为导线，此控制网称为导线网。

GPS控制测量是将GPS接收机安置在控制点卜，通过接收卫星信号加以处理，即可获得地面控制点的位置，其定位原理可参见第十一章第二节相关内容。

三、高程控制测量

测定控制点高程(H)所进行的测量工作，称为高程控制测量。传统高程控制网主要采用水准测量、三角高程测量的方法建立。用水准测量方法建立的高程控制网称为水准网。三角高程测量主要用于地形起伏较大、进行水准测量有困难的地区，为地形测图提供高程控制。

四、控制网的布设原则

控制网具有控制全局、限制误差累积的作用，是各项测量工作的基础和依据。控制网的布设应遵循整体控制、局部加密，高级控制、低级加密的原则。

国家制定了一系列相应的测量规范，对各种控制测量的技术要求做了详细的规定。在测量工作中应严格遵守和执行《测量规范》。

五、国家控制网简介

1．国家平面控制网

在全国范围内布设的控制网，称为国家控制网，它是由国家专门测量机构，在全国范围内布设，使之成为一个整体，采用精密测量仪器和方法建立起来的。第八章大比例尺地形图测绘基础

本章要点本章重点介绍了大比例尺地形图测绘；测图前的准备工作；测绘的原理、主要方法、技术要求；大比例尺测绘的内容；地形图的检查、拼接、整饰及地图制图综合等内容。

本章重要概念碎部点、碎部测量、坐标方格网、制图综合等。

第一节大比例尺地形图测绘概述

一、大比例尺地形图测绘的概念

地形测量的日的主要是获取各种不同比例尺的地形图。目前1：1万—1：5万比例尺地形图多用航测法，小于1：1：5万比例尺的地形图是根据较大比例尺地形图及各种资料缩编而成。因而，通常所说的大比例尺测图，多指1：500—1：50m比例尺测图。人比例尺地形图测绘是以控制点为测站，利用测量仪器和工具，测绘出其周围的地物、地貌特征点，并采用正射投影的方法，依地形图图式规定的符号，按一定的比例尺绘在图纸上的过程。这里地物、地貌的特征点，统称为碎部点。所以地形图测绘又称为碎部测量。

大比例尺地形图测绘足各种基本测量工作和各种基本测量仪器的综合应用，是平面和高程的综合性测量。

大比例尺测图的特点是：测区范围小、比例尺大，精度要求较高。

二、大比例尺地形图测绘的基本要求

大比例尺地形图必须遵照国家统一颁布的《地形测量规范》进行施测，地形图上的地物和地物轮廓必须按国家统一制定的《地形图图式》觇定的符号表示，地貌用等高线配合其他地貌符号和注记来表示。大比例尺地形图的精度必须满足一定要求，这在《地形测量规范》中有明确规定。

测绘的地形图应清晰易读，地物、地貌的表示和符号运用，应正确一致；各种元素应测绘齐全，内容的综合取舍应恰当，并要着重显示与测图目的相应的地物、地貌特征；图面的整饰要美观，并符合图式规定。

三、大比例尺地形图基本等高距的选择

等高线表示地貌的精度和详略程度与等高距的大小和测图比例尺有密切关系。比例尺一定，等高距愈小，图上相邻等高线间的平距也愈小，表示出来的地貌愈细致、愈真实；反之，等高距过大就不能细致地反映地貌。但是，如果等高距过小，坡度又大，则会出现等高线过密，造成图面不清晰，反而影响地貌的表示。因此，等高距的选择，受比例尺、地面坡度和高程精度的制约。第114页

四、大比例尺地形图测绘的基本程序

在进行大比例尺地形图测绘时，应按照一定的程序来进行工作，即：在收集资料和现场初步踏勘的基础上，布设控制点，进行测区的基本控制测量；进行测图前的一系列准备工作，以保证测图工作的顺利进行；在测站点密度不够时要对测站点进行加密；逐站完成碎部测图工作；进行接图边测图和野外接图；完成检杏、验收、野外原图整饰等地形测图的结束工作。

第二节测图前的准备T作

传统的测图方法在测图前，除做好仪器、工具及相关数据、资料的准备工作外，还应认真准备好测图板。它包括图纸的准备、绘制坐标格网及展绘控制点等工作。

一、图纸的准备

一般采用厚度为0．07-0．1mm、表面磨毛后的聚酯薄膜。聚酯薄膜具有透明度好、伸缩性小、不怕潮湿、牢固耐用等优点，可用水洗涤以保持图面清洁、并可直接在底图上着墨复晒蓝图。但聚酯薄膜有易燃、易折和老化等缺点，故在测图、使用和保管过程中应注意防火防折。

使用聚酯薄膜测图时，只需用透明胶带纸将它固定在测图板上即可测图。

二、绘制坐标格网

按坐标展绘在图纸上的控制点，将作为碎部测量的依据，坟展点精度直接影响到测图的质量。为此，必须首先精确地绘制坐标力方格网。

测绘专用的聚酯薄膜，通常均印制有规范、精确的坐标方格网，无须自行绘制。若聚酯薄膜上无坐标方格网，或采用普通绘图纸进行测图，可使用坐标仪或坐标格网尺等专用仪器工具绘制坐标方格网。如无上述专用设备，则可按下列对角线法绘制。

现以绘制50cmx50cm坐标方格网为例，说明坐标方格网的绘制方法。

如图8-2-1所示，先在图纸上画出两条对角线，以其交点M为圆心，取适当长度为半径画弧，交对角线于A、B、C、D点，用直线连接相邻各点得矩形ABCD；分别从A、D两点起沿AB和DC方向每隔10cm定一点，共定出5点；再从A、B两点起分别沿AD和BC方向每隔10cm定一点，同样定出5点；连接对边的相应点，即得50cmx50cm的方格网。

坐标格网绘好后，应立即用直尺检查方格网的交点是否在同—直线上，如图8-2-1中ab线，其偏离值不应超过0，2mm，同时图廓对角线长度与理论长度之差不超过0．3mm。若差值超过容许值，应对方格网进行修改或重绘。

因绘制方格网的精度要求较高，故线条应很细(0．1mm)，并用3H成4H铅笔绘制。方格网绘制完毕，应擦去辅助线条。第115页第九章地形图的应用

本章要点本章重点讨论了地形图的基本应用：在地形图上量算点的坐标、高程、两点间距离、方位和面积的方法，同时分析了地形图在设计、城市规划和地质调查等工作中的应用。

第一节地形图应用概述

地形图作为测量工作的主要成果之一，具有丰富的信息量，不仅包含有自然地理要素，也包含有社会经济要素。因此，在经济建设、国防军事、科学研究、文化教育等领域都得到广泛的应用，已在规划设计、分析评价、预测预报、决策管理、宣传教育和国民经济各部门发挥着重要作用。

一、在国民经济建设方面的应用

(1)各种资源的勘测、规划、开发和利用。

(1)各项工程建设的选址、选线、勘察、设计和施工。

(3)国土整治规划、环境监测、预警与治理。

(4)各级政府和管理部门将地图作为规划和管理的丁具。

(5)城市建设、规划与管理。

(6)交通运输的规划、设计与管理。

(7)水利、工业、农业、林业等其他领域的应用。

二、在国防建设方面的应用

(1)地图是“指挥员的眼睛”，各级指挥员在组织计划和指挥作战时，都要用地图研究敌我态势、地形条件、河流与交通状况、居民情况等，确定进攻、包围、追击的路线，选掸阵地、构筑工事、部署兵力、配备火力等。

(2)国防工程的规划、设计和施工。

(3)利用数字地图对巡航导弹制导。

(4)空军和海军利用地图确定航线，寻找打击日标；炮兵利用地图量算方位、距离和高差进行发射。

三、在科学研究方面的应用

(1)地学、生物学等学科可以通过地图分析自然要素和自然现象的分布规律、动态变化以及相互联系，从而得出科学结论和建立假说，或作出综合评价与进行预测预报。例如，我国地质学家根据地质图分析，确定石油地层，从而找到大庆油田。

(2)地震工作者根据地质构造图、地震分布图等作出地震预报。第129页(3)上壤工作者根据气候图、地质图、地貌图、植被图研究土壤的形成。

(4)地貌工作者根据降雨量图、地质图、地貌图研究冲积平原与三角洲的动态变化。

(5)地质和地理学家利用地图开展区域调查和研究工作。

四、在其他方面的应用。

(1)旅游地图和交通地图是人们旅行不可缺少的工具。

(2)利用地图进行教学、宣传、传播信息。

(3)利用地图进行航空、航海、宇宙导航。

(4)利用地图分析地方病与流行病，制订防治计划。

地形图是各项建筑工程规划、设计、施工中的重要资料，应用地形图就是从图上获取所需数据，解决各项实际问题。所以，正确识读并借助地形图解决工程上的—些基本问题，是每个工程技术人员必备的基本技能。

第二节地形图的阅读

根据地形图认识客观地理环境，叫地形图阅读或地形图判读，简称读图。读图过程就是读者通过识别地图符号，在大脑中把接受的信息和认识领域中原有空间图像相互作用，转换为对地理环境的认识。对于不同目的的地图阅读者，其阅读的内容、深度和广度会有差异。

一、读图的内容与方法

1．地形图的阅读内容

地形图的阅读内容主要包括：数学要素如地图投影、比例尺、三北方向图等；图形要素，如水系、地貌、土质、植被、居民地、交通线、境界线、电力线及通信线、独立地物等的图形分布要素等；辅助要素，如图名，图例、制图的有关文字说明和坡度尺等。

2．读图的方法

读图的目的和要求不同，渎图方法也就不同。常用的基本方法有：一般直读法、量算解析法、对比分析法和推理判断法。

1)一般直读法

一般直读法即根据地形图上的地图符号，通过直接观察，了解该地区情况。例如，从地形图上可直接了解读图地区的地理位置，所属省、市、县范围的大小，区域内的主要山脉、河流、居民地、交通网以及全地区总的地势倾斜方向、最高点和最低点的位置和高程、地面高低起伏状况以及山脊、山坡、山谷等。此法是读图方法中比较容易而又是必须掌握的最基本的方法。

2)量算解析法

要从图上了解事物的具体数量特征，单凭—般直接观察是难以获得准确数据的，因此就需要进行图上量算。例如，读图地区的精确位置、面积大小、某点高程、某河段长度和宽度，以及某居民地至某制高点最近行进路线和距离等。有时，还需要对图形进行必要的分析研究之后，才能进行图亡量算，获得正确答案。例如，在复杂的山地地区，由某居民地至某一新发现矿区，选定一条坡度在5°以下、距离最短的线路，在此条件下，仅用一般直读法选定线路是不行的，而要在一般直读法的基础上，作出山岳一水系略图以及必要数量的地势断面图，作为解析地势起伏变化和坡度情况的参考，然后才可量算线路长度，对比各条线路的优缺点，提出图上选定的第130页第四篇现代测量基础

第十章现代测量仪器与技术基础

本章要点本章主要介绍了全站仪的概念、结构、原理和使用方法；数字化测图的方法、特点和发展方向，数字化测图的软硬件环境和数字化测图的作业过程，以及电子地图的概念和特点等。通过本章的学习可以了解数字化测图的概念，掌握数字化测图软件的基本功能，全野外数字化测图的方法和过程。

本章重要概念全站仪、数字测图、数据采集、数据处理、地形编码、电子地图等。

第一节全站仪

一、全站仪简介

1．全站仪的概念

全站仪全称为全站型电子速测仪。它由光电测距仪、电子经纬仪、微处理机、电源装置和反射棱镜等组成，是一种集自动测角、测距、测高程于一体，是实现对测量数据的自动获取、显示、存储、传输、识别、处理计算的三维坐标测量与定位系统。由于只需安置—·次仪器就可以完成本测站所有的测量工作，故被称为“全站仪”。

全站仪广泛应用于控制测量、地形测量、地籍与房产测量、工程放样、安装测量、变形观测及近海定位等方面的测量工作中。成为实现测量工程内外业一体化、自动化、智能化的关键硬件系统。

2．全站仪精度与结构

全站仪的种类很多，按测角精度分为0．5”、1．0”、1．5”、2．0”、3．0”、5．0”及7．0”等级别。按结构可分为组合式和整体式两类。组合式全站仪是全站仪的早期产品，它是由电子经纬仪和测距仪组合在一起构成的，两者可分可合。作业时，测距仪安装在电子经纬仪上，相万之间用电缆实现数据通信，作业结束后，卸下分别装箱。这种仪器可根据作业精度要求，由用户自行选择不同测角、测距设备进行组合，灵活性好。当前生产的全站仪大多是整体式的电子全站仪，它是将电子经纬仪、测距仪和微处理机融为一体，共用一个望远镜并安装在同一外壳内，成为一个整体，不能分离。野外采集的测量数据可通过机内存储器自动存储，作业完成后通过通讯电缆将主机与计算机连接，以便进行数据传输。这种仪器性能稳定，使用方便。

目前世界各仪器厂商生产出各种型号的全站仪，而且品种越来越多，精度越来越高。随着第155页第十一章GPS测量技术

本章要点本章主要介绍全球定位系统(GPS)的构成及各部分的作用；定位原理和确定地面点位置的方法；定位观测值的构成，绝对定位和相对定位的方法；各种差分观测值的组成及使用条件；定位方式和定位模式；影响定位精度的因素；网的布设形式以及GPS技术的应用前景。

本章重要概念GPS、主控站、监控站、注入站、伪距定位测量、载波相位测量、绝对定位、相对定位、静态定位、动态定位等。

第一节GPS概述

全球卫星定位系统(GlobalPositioningSystem)简称为GPS，它是利用人造卫星发射的无线电信号进行导航、定位的系统。该系统由美国国防部于1973年开始组织研制，历经20年，耗资200多亿美元，于1993年成功建成并投入使用。GPS的出现引起了测绘技术的一场革命，它可以高精度、全天候、快速测定地面点的三维坐标，使传统的测量理论与方法产生了深刻的变革，促进了测绘科学的现代化。

一、GPS的特点

CPS作为—种导航系统具有以下土要特点：

(1)全天候作业。GPS观测工作，可以在任何地点、任何时间连续进行，一般不受天气状况的影响。

(2)全球连续覆盖。由于GPS卫星的数目较多，其空间分布和运行周期经精心设计，可使地球上(包括水面和空中)任何地点在任何时候都能观测到至少4颗卫星。从而保证全天候连三维定位。

(3)定位精度高。利用GPS系统可以获得动态目标的高精度坐标、速度和时间信息，在较大空间尺度厂对静态日标可以获得10-6～10-7的相对定位精度。美国的试验表明，对于3000km以内的站点距离，GPS相对定位数据经过精细的处理可达到±5mm+10-8D的距离精度，±3mm左右的三维位置精度。随着技术水平的提高，定位精度还将进一步提高。

(4)静态定位观测效率高。根据精度要求不同，GPS静态观测时间从数分钟到数十天不等，从观测采集到数据处理基本都是自动完成。而使用传统的测绘仪器达到相同的精度则比较困难，往往需要儿倍乃至十几倍的观测时间并耗费大量的人力物力。

(5)应用广泛。GPS以其全天候、高精度、自动化、高效率等显著特点成功地应用于资源勘探、环境保护、农林牧渔、运载丁具导航和地壳运动监测等多个领域。凡是需要导航和定位的部门，都可以采用GPS。第174页二、GPS卫星的作用

GPS卫星的作用可概括成如下几点：

(1)向广大用户连续不断地发送导航定位信号(简称为GPS信号)，并用导航电文报告自己的现势位置以及其他在轨卫星的概略位置。

(2)越过注入站上空时，接受由地面注入站用S波段(10cm波段)发送到卫星的导航电文和其他有关信息，并通过GPS信号电路，适时地发送给广大用户。

(3)接收地面土控站通过注入站发送到卫星的调度命令。例如，适时地改正运行偏差，或者启用备用时钟等。

三、GPS系统的组成

GPS系统由空间星座、地面监控和用户设备三人部分组成，如图11-1—1所示。

1，空间星座部分

(1)GPS卫星星座。设计为21颗卫星加3颗轨道备用卫星，实际已有27-28颗卫星在轨道运行，如图11-1-2所示。其星座参数为：

卫星高度：20200km；

卫星轨道周期：11h58min；

卫星轨道面：6个，每个轨道至少4颗卫星；

轨道的倾角：55°，为轨道面与地球赤道面的夹角。

(2)GPS卫星可见性。地球上或近地空间任何时间至少可见4颗，一般可见6-8颗卫星，最多可见11颗卫星。

(3)GPS卫星信号。CPS卫星信号由两种调制波组成：—种调制波组合了卫星导航电文、L1载波和两种测距码(C／A码和P码)；另—种调制波组合了卫星导航电文、L2载波和一种测距码(P码)。卫星导航电文是用户用来导航与定位的基础数据，其内容包括：卫星星历、时间信息和时钟改正、电离层延时改正、卫星工作状态信息等。作为测量信号的载波是—种周期性的余弦波，根据波长不同，分为载波L1(波长为19cm)和载波L2(波长24cm)。C／A码用于粗略测距和捕获GPS卫星信号，故被称为粗码，C／A码的周期为1ms，一第十二章摄影测量与遥感

本章要点本章简要介绍了摄影测量的概念、特点、基本任务、分类、发展过程和摄影测量的成图方法、原理，摄影相片的基本处理方法以及航空摄影的基本知识，介绍了遥感技术的分类、构成、特点和应用。通过本章的学习可以初步了解摄影测量与一般测量的区别以及遥感技术在现代测量工作中的运用。

本章主要概念航空摄影、相片比例尺、遥感、遥感技术等。

第一节摄影测量概述

一、摄影测量概述

1．摄影测量的概念

摄影测量是通过影像研究被摄物体构像信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。传统的摄影测量是利用光学摄影机摄取被摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门科学与技术。它包括的内容有：获取被摄物体的影像；单张和多张相片处理的理论、方法、设备和技术；以及将所测得的成果用图形、图像或数字表示。

2．摄影测量的特点

摄影测量的主要特点是对影像或相片进行量测和解译，无需接触被研究物体本身，因而很少受到各种条件(如人不能到达，人不能接触)限制。相片及其他各种类别影像均是客观物体或目标的真实反应，信息丰富、图像逼真，人们可以从中获取被研究物体的大量几何信息和物理信息。

3．摄影测量的任务

摄影测量的主要任务是测制各种比例尺地形图、建立地形数据库，并为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。因此，摄影测量在理论、方法和仪器设备方面的发展都受到地形测量、地形制图、数字测图、测量数据库和地理信息系统的影响。摄影测量作为影像信息获取、处理、加工和表达的一门学科，又受到影像传感器技术、航天技术、计算机技术的影响，并随着这些技术的发展而发展。

4．摄影测量的分类

摄影测量学按距离远近可分为航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量、近景摄影测量和显微摄影测量。按用途又分为地形摄影测量和非地形摄影测量。按技术处理手段又分为模拟法摄影测量、解析法摄影测量和数字摄影测量。

二、摄影测量的发展过程

摄影测量的发展可分为三个阶段。第183页1．模拟法摄影测量

1903年飞机发明后，航空摄影测量成为可能。第一次世界大战中，第一台摄影机的问世使航空摄影测量成为20世纪以后大面积测制地形图的最有效快速的方法。模拟摄影测量主要由立体测图仪进行。这些仪器均采用光学投影器、机械投影器或光学一机械投影器“模拟”摄影过程，用它们交会被摄物体的空间位置。模拟法摄影测量在我国‘直延伸进行到20世纪70年代。

2．解析法摄影测量

20世纪30年代，美国开始研究解析法空间前方交会、后方交会和双点交会等方法。20世纪70年代由于电子计算机的发明和计算技术的发展，解析法摄影测量得到了迅速发展，这一时期主要产品是“解析立体测图仪”。解析立体测图仪与模拟测图仪的主要区别在于：前者使用数字投影方式；后者使用的是模拟物理投影方式。仪器设计和结构也不同：前者是由计算机控制的坐标量测系统；后者是使用纯光学、机械型的模拟测图装置。解析测图仪中引入了半自动化的机助作业，免除了定向时的一些繁琐过程和测图过程中的许多手工作业，输出成果可以形成数字产品。

解析摄影测量的发展，使得地形摄影测量与非地形摄影测量的应用不再受模拟测图仪的一些限制，它可以利用摄影仪器对各种目标进行各种方式摄影，用来研究和监测目标的外形、几何位置和动态目标的轨道测量等。

3．数字摄影测量

数字摄影测量是解析法摄影测量进一步发展的结果。它的发展起源于摄影测量自动化的实践，即利用相关技术，实现自动化测图。1950年，美国研制了第一台自动化摄影测量测图仪。其原理是将相片上的灰度变化转化成电信号，利用电子技术实现自动化。20世纪60年代初，美国研制了DAMMS全数字摄影测量系统。该系统将灰度转化成电信号再转变成数字信号(即数字影像)，然后由电子计算机来实现摄影测量自动化。

数字摄影测量与模拟法摄影测量、解析法摄影测量的主要区别在于：它处理的原始信息不仅可以是相片，更主要的是数字影像(如法国的遥感卫星SPOT影像)或数字化影像；它最终是以计算机视觉代替人眼的立体观测，因而它使用的设备仅仅是计算机和相应的外围设备。另一区别是数字摄影测量产品的形式是数字的或可视化的产品，而传统的产品只是该数字产品的模拟输出。

第二节航空摄影的基本知识

航空摄影是利用飞机、人造地球卫星装载专门摄影机，对地面进行摄影，获得相片或数字影像。用所获得地面的相片进行地图制图，称为航空摄影测量。航空摄影测量是全国范围内测绘中、小比例尺地形图的主要方法。

一、航空摄影的基本要求

1．航空摄影相片比例尺的选择

航空摄影相片比例尺的选取一般考虑仪器设备、成图方法、成图精度、地形特点以及经济性和摄影资料的町用性等因素。航摄比例尺分为大、中、小3种。在考虑以上各因素基础上，尽可能选用较小的比例尺。一般可将航摄相片放大4-6倍来测绘地形图。第五篇工程测量基础

第十三章施工测量的基本知识

本章要点本章主要介绍了施工测量的概念、任务、原则和特点，测设的基本工作，点的平面位置的测设方法，曲线测设，竣工测量及竣工图的编绘等内容。重点内容为：已知水平角的测设；已知水平距离的测设；已知高程的测设和点的平面位置的测设方法。

本章主要概念施工测量、水平距离测设、水平角测设、高程测设、坡度、匾曲线、曲线主点、曲线参数、曲线要素和缓和曲线等。

第一节施工测量概述

一、施工测量的任务和原则

一般的大中型土木工程在开工建设之前，都要在地形图上进行设计，所设计的内容经过讨论、修改、审核通过以后就可在施工场地进行放样，只有通过准确地放样才能开展施工。

上程建设在施丁阶段所进行的各种测量工作，称为施工测量。施工测量的基本任务是用测量仪器、根据测量的基本原理和方法，把图纸上设计的建(构)筑物的平面位置和高程，按照设计要求，以一定的精度测设到地面上，标上相应标志作为施工的依据；并在施工过程中进行一系列的测量工作，以衔接和指导各工序间的施工，保证工程按设计要求进行施工建设。

施上现场有各种建(构)筑物，且—般分布较广，往往又不是同时开工兴建。为了保证各个建(构)筑物的平面位置和高程都符合设计要求，互相连成统一的整体，施工测量和地形图测绘一样，要遵循“从整体到局部，先控制后细部”的原则，任何施工测量工作都要先在施工场地上布设统一的平面控制网，然后再以此为基础测设各个建(构)筑物的位置。

除应遵循上述原则外，施工测量中的检校工作也很重要，必须采取各种不同的方法随时对外业和内业工作进行检校，以保证施工质量。

二、施工测量的内容

施工测量贯穿于整个施工过程中，内容包括：施工控制网的建立；在施工过程中，随时给出建(构)筑物的施工方向、高程和平面位置；检查建(构)筑物的施下是否符合要求，并随时给予纠正和修改；在建筑设备和工业设备安装阶段还要根据工艺和设计要求给出安装的空间位置和方向；工程竣工后，为了便于管理、维修和扩建而进行的竣丁测量。由此可见，施工测量自始第194页至终贯穿于施工的全过程。

三、施工测量的特点

与地形测图相比，施工测量具有下列特点：

(1)地形测图是将地面上的地物、地貌测绘到图纸上，即从地表到图纸；而施工测量是将图纸上设计的建(构)筑物测设到相应的地面上，是从图纸到地表。

(2)地形图的精度与比例尺大小打关，比例尺越大，测图的精度越高；而施工测量的精度取决于工程建设的性质，即取决于建(构)筑物的大小、所用材料、用途及建(构)筑物的定位精度。总之，放样的精度应根据设计要求来确定，精度要求过高，将导致人力、财力、物力及时间浪费，过低的测设精度则会影响施工质量，不符合要求，造成返工浪赞，甚至导致工程事故。

(3)施工测量贯穿于施工的全过程，工作量大，作业频繁，上作过程中任何一点差错，都将影响施工的进度和质量，所以施工测量人员必须具有高度的责任心。

(4)施千现场上种多，有大量上方填挖，地面变化大，又有各种施工机械振动影响．地面、地下和高空三方面同时作业，环境复杂，对测量工作影响较大。要求各种测量标志必须埋设稳固，且进行妥善保护，经常检查，若有损坏应及时恢复。

四、施工测量的工作要求

1．紧密结合施工进程

测量是施工的先导，为配合施工的需要，测量技术人员必须做到：

(1)熟悉设计图纸，清楚相关设计思路。

(2)检查图纸，核实图纸的有关数据，做好施工测量的数据准备。

(3)了解施上工作计划和安排，协调测量与施工的关系，熟悉施工工艺。

2．熟悉现场实际

测量人员熟悉现场实际是搞好施下测量的基本条件，要做到这一点就必须：

(1)核查或检测施工控制点，以确保点位准确可靠。

(2)了解工地范围的地形、地物状况。

(3)掌握施工进展情况；避免施千对测量的可能影响，及时准确完成施了测量工作。

(4)熟悉施工环境。

3．加强测量标志的管理和保护，注意受损测量标志的恢复

测量标志，包括控制点和放样点。其中控制点是施工测量的基础，放样点是施工的依据。由于施工的复杂性和多样性，往往有可能造成测量标志受损或丢失。因此测量过程中必须加强测量标志的管理、保护并及时恢复受损测量标志。

第二节测设的基本工作

如前所述，测设上作就是把图上规划设计的建(构)筑物，按照设计的位置、大小在实地测设出来，即所谓施工放样(放线)。实质上就是将图纸上设计的建(构)筑物的特征点测设到地面上去。而点的位置是由于面位置及其高程所确定的，测设点的下面位置通常是通过测设水平距离和测设水下角米确定的。因此，水平距离测设、水平角测设和点的高程测设工作称为测设的基本工作。第十四章地籍测量基础

本章要点本章主要介绍地籍的概念；地籍管理；地籍调查的概念和内容；地籍测量的概念、内容；地籍平面控制测量的方法与精度要求、界址点测量方法与要求、地籍图测绘、宗地草图及宗地图的绘制、变更地籍调查与测量方法、地籍测量成果的检核、验收等内容。

本章重要概念地籍、地籍管理、地籍调查、宗地、界址点、界址线、土地权属调查、地籍测量、地籍图、宗地图、宗地草图等。

第一节地籍与地籍管理概述

一、地籍

1．地籍的概念

地籍是指由国家监管的、以十地权属为核心、以地块为墓础的土地及其附着物的权属、位置、数量、质量和利用现状等土地基本信息集合的数据、表册和图册。即地籍就是土地的户籍。

土地基本信息的集合，简称地籍信息，包含地籍数据集、地籍图集和地籍簿册。

地籍数据集：它主是用数字形式描述十地及其附着物的位置、数量、质量、利用现状等要素，如面积册、界址点坐标册、房地产评价数据等。

地籍图集：它主要是用图的形式来表达地籍信息，即用图的形式直观地描述土地和附着物之间的相互位置关系，它包括地籍图、专题地籍图、宗地图等。

地籍簿册：它主要用表册的形式对土地及其附着物的位置、法律状态、利用状况等基本状况进行文字描述，如地籍调查表、各种相关文件等。

它们之间通过特殊的标识符(关键字)连接成一个整体。这个标识符就是通常所说的地块号(宗地号或地号)。

上述三部分主要解决了土地及其附着物的五大问题：

第一，土地及其附着物“是准的”，具体指权属主与土地及其附着物之间的法律关系。

第二，土地及其附着物“在哪里”，具体指土地及其附着物的窄间位置，一般用数据(坐标)和地籍编号进行描述。

第三，土地及其附着物“有多少”，具体指对土地及其附着物量的描述，如十地面积，房屋栋数、建筑面积、土地和房屋的价值或价格等。

第四，土地及其附着物取得、建造发生“在什么时候”，即时态性问题。

第五，土地及其附着物“怎么样”，怎样取得这些权利的，对土地及其附着物是怎样利用的，目前的现状如何等。

1．地籍的内容第213页(1)文字型地籍资料：包括地籍控制测量成果、地籍簿册、登记卡、地名集等。

(2)图形地籍资料：包括地籍图、宗地草图、宗地图等。

(3)人文资料：包括人口状况、教育状况、文化与公共设施等。

(4)自然资源资料：包括能源、环境、水系、植被等。

(5)经济资料：包括工矿、市场、金融、商业等。

二、地籍管理

1．地籍管理的概念

地籍管理是国家为了建立地籍和研究土地的权属、自然状况、经济状况等土地的基本信息，建立完整的地籍图、簿册，而按统一的方法、要求和程序实施的一系列行政、经济、法律和技术工作措施体系。地籍管理的对象是作为资源和资产双重职能的土地，它的核心是土地的权属管理。

2．地籍管理的内容

现阶段，我国地籍管理的主要内容包括：

1)土地调查

土地调查是为查清土地的数量、质量、分布、利用和权力状况而进行的调查。在不同发展阶段，土地调查的侧重点是不一样的。土地调查一般可分为土地利用现状凋查、土地条件调查和地籍调查，土地利用现状调查主要是以县为单位，以上地利用状况为主要内容的调查；土地条件调查是对土地的土壤、植被、地貌、气象、水文等自然条件及对土地投入产出、收益、交通、位置等社会条件的调查；地籍调查是以土地权属、位置、类别、等级、地界和面积为主要内容的调查，它包括土地权属调查和地籍测量两个部分。

2)土地登记

土地登汜是依照国家有关法律对土地的所有权、使用权进行确认，依法实行土地权属的申请、审核、登记造册、颁发证书的一项法律措施。目前，我国依照法律规定，主要开展国有土地所有权、集体土地所有权、集体土地使用权和上地他项权力的登记，土地资料一经登记后便具有法律效力。

3)土地统计

土地统计是国家对土地的数量、质量、分布、利用和权属状况进行统计、汇总、分析和提供土地统计资料的制度。

4)土地分等定级与估价

土地分等定级估价是在土地利用分类的基础上，根据土地的自然、经济条件，进一步确定各类土地的等级和基准地价。土地分等定级为合理组织上地利用、制定土地利用规划、合理征收土地税，确定土地补偿标准提供了科学依据。地价评估为深化土地使用制度改革、规范地产市场，以及与其相适应的土地登记制度等奠定了基础。

5)地籍档案管理

地籍档案管理是对土地调查、分等定级、登记、统计各类工作中形成的各种历史记录、文件、图册进行收集、整理、鉴定、保管、统计、提供利用等各项工作的总称。地籍档案管理是土地管理的基础性工作，是建立、健全各项土地管理制度的基础。

3．地籍管理与地籍测量

地籍管理是土地管理的基础工作，地籍调查是地籍管理工作的基础工作，而地籍测量又是第十五章房产测量

本章要点本章主要介绍了房产测量的任务和基本精度要求；房屋和房屋用地的调查内容和方法，房屋调查表和房屋用地调查表的填写；房产要素测量的内容与方法；房产平面分幅图、分丘图、分户图的表示内容和绘制方法；房产面积的组成和量测方法，共有建筑面积的分摊方法；房产变更测量的内容和方法等内容。

本章主要概念房产测量、房产调查、房产分幅图、房产分丘图、房屋面积、房屋建筑面积、使用面积、产权面积、共有建筑面积和房产变更测量等。

第一节房产测量概述

房产测量也称为房地产测量，主要是测定和调查房屋及其用地情况，即主要采集房屋及其用地的有关信息，为房产产权、房籍管理、房地产开发利用、交易、征收税费以及城镇规划建设提供测量数据和资料。是测量技术与房地产管理业务相结合的测量工作。由于房屋与上地是不可分的，房产测量与地籍测量也密不可分。地籍图上应表示主要房屋信息，房产图上应表示房屋用地的主要信息。一般是先进行地籍测量，然后再开展房屋调查，最好是地籍与房产调查同时进行。由于房产测量与地籍测量在方法和精度要求上有许多相同之处，只是执行的技术规程不同，所以与地籍测量相同的内容，本章不再赘述。

一、房产测量的作用

由于房产测量所采集的房地产权属界址、土地位置、用地面积、房产质量和数量等信息都具有法律效力，是房产产权证和土地税收的重要依据，具有权属(法律上)、财政(税收上)和城镇规划三大基本功能，它的宅要作用可归纳为以下三个方面。

1．管理方面

为了使城市房地产管理和住宅建设都能稳步纳入现代化建设的轨道，城镇房地产管理部门和规划建设部门都必须全面了解和掌握房地产的权属、位置、质量、数量和现状等基本情况。只有这样，才能进行科学的管理和合理的规划建设，更好地调配使用房屋和土地，有计划地安排旧城区住宅的修建改造，以及新发展区的规划建设。另外，房地产测量的成果，亦是开展城镇房地产管理理论研究的重要基础资料。

2．经济方面

房地产测量提供广大量准确的图纸资料，为正确掌握城镇房屋和土地的现状及变化，清理公、私各占有的房地产数量和面积，建立产权、产籍和产业管理的图册档案，统计各类房屋的数量和比重等提供了可靠的依据，亦为开展房地产经济理论研究提供重要基础资料。

房地产测量还为城镇财政、税收、土地等部门研究确定土地分等定级，制定税费标准提供了依据，以保证房地产税费的合理征收。第239页3．法制方面

房产图所表示的每户所有的房屋及使用土地的权属范围，是经过实地房产调查，并经过各户申请登记，经主管部门逐户审核确认的。房产的分丘图、分户图作为核发房屋所有权与土地使用权证书中的附图，是具有法律效力的图纸。它是加强房地产管理、核定产权、发权证、保障房产所有者和使用者的合法权益，加强社会主义法制管理的重要依据。

二、房产测量的任务与内容

1．房产测量的任务

主要是通过测量和调查工作来确定房屋的权属、位置、界址、数量、质量和现状等，并以文字、数据和图件表示出来。其目的是要搞清房产产权、使用权的归属、界线和面积，房屋的分布、坐落位置、建筑物的结构、层数和建成年份，以及房屋及其用地的用途等基础资料。

2．房产测量的内容

房产测量的基本内容包括：房产平面控制测量、房产调查、房产要素测量、房产图绘制、房地面积测算、房产变更测量、成果资料的检查与验收等。

第十六章变形观测

本章要点本章介绍变形观测的概念、引起变形的原因和进行变形观测的目的以及变形观测的内容和变形观测的精度要求。重点掌握建筑物沉降观测、位移观测、倾斜观测、裂缝观测和挠度观测等方法。

本章主要概念变形观测、变形观测点、工作基点、基准点、沉降观测、水平位移观测和挠度观测等。

第一节变形观测概述

一、变形观测的概念

变形是指被监测对象(变形体)的空间位置随时间发生变化的形态和特征。变形观测是利用各种测量方法和仪器来测定、查明建筑物(构)及其地基在建(构)筑物荷重、外力作用和环境变化的情况下随时间而产生变形的测量工作。

无沦是民用建筑还是工业建筑(包括它们的地基、基础)都要求其坚固稳定，从破土动工到竣工使用，都应达到设计质量标准，以确保安全，延长使用期限。随着现代化建设的需要，许多具有大型大跨度、连续性自动化、精密复杂机械设备的厂房及高耸建筑物日益增多，对于它们的工程质量和安全可靠程度进行变形观测就显得尤为重要。

建(构)筑物由于受到各种条件和要素的影响，使建筑物本身及其设备在运营过程中必然会发生变形。这种变形表现为使建(构)筑物整体或局部发生沉陷、倾斜、位移、扭曲、裂缝等。如果这种变形在允许限差之内，则认为是正常现象，否则，就会导致建(构)筑物的变形或开裂，影响建(构)筑物的正常使用，严重的会危及建(构)筑物的安全。

二、引起建(构)筑物变形的原因

引起建(构)筑物变形的因素很多，归纳起来其原因主要有以下儿个方面。

(1)自然条件及其变化。因为建(构)筑物的自重与荷载都是由地基承受的，而地基则取决于工程地质、水文地质、土壤岩石结构的物理化学性质等。因此，当土质与荷重不同，加上地下水的变化，就会产生不稳定状态，当然也包括自然灾害如地震、飓风、滑坡、洪水等影响，使建(构)筑物发生不均匀沉陷或形变，甚至遭到破坏。

(2)与建(构)筑物本身相关的原因。由于建(构)筑物本身的荷重、结构、材料、形式及机械运行中的振动作用而产生的变形。

(3)由于勘测、设计、施工以及运营管理等方面工作不够合理引起的建(构)筑物的变形。第253页三、建筑物变形观测的目的

通过变形观测可以取得第一手资料，积累实践性经验。通过监测建(构)筑物的状态变化和工作情况，以便在发生不正常情况时，及时分析原因，采取措施加固，合理使用，保证安全，防止事故发生。变形观测实际上也是对设计、施工的一种检验，对于采用新的结构、新的施工方法、新的工艺，通过变形观测来验证其效果，以便于改进和提高设计、施工质量，保证运营安全、经济合理，也可进一步作为科研的依据。具体目的如下：

(1)安全保证。通过重复或持续观测，发现异常变化，以便及时采取措施，防止事故发生。