c9-地面模拟法测图.ppt

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1、第九章 地面模拟法测图,一、控制测量 1、目的与作用 （1）为测图或工程建设的测区建立统一的平面控制网和高程控制网。 （2）控制误差的积累 （3）作为进行各种细部测量的基准。,2、有关名词 （1）小地区（小区域）：不必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围。 （2）控制点：具有精确可靠平面坐标或高程的测量基准点。 （3）控制网：在测区内选择若干具有控制意义的控制点，按照一定的规律和要求组成网状几何图形。控制网分为平面控制网和高程控制网两种：测定控制点平面位置(x，y)的工作，称为平面控制测量。测定控制点高程(H)的工作，称为高程控制测量。 在全国范围内建立的控制网，称为国家控制网。是用精密测

2、量仪器和方法依照施测精度按一、二、三、四等四个等级逐级控制建立的。,9.1 控制测量概述,3、控制测量布测原则 （1）应尽量利用已有的控制测量结果和资料，但应注意检核其点位是否移动、精度是否符合要求； （2）当测区较大时，应分级布设、逐级加密； （3）平面控制网和高程控制网的布设范围应相适应； （4）各等级的控制测量。必须严格按照要求相应测量规范的有关技术要求进行； （5）四等及其以上控制点应埋设固定标志；图根点宜采用临时标志，当测区内高级控制点稀少时，应适当埋设标石； （6）图根点的密度，应根据测图比例尺、地形条件以及成图方法而定，对于地面模拟法测图，在平坦开阔地区，图根点的密度不小于下表，

3、地形复杂、隐蔽以及城市建筑区应根据实际情况加大密度。,3、控制测量分类 （1）按内容分：平面控制测量、高程控制测量 平面控制测量的方法可以用三角测量、三边测量、边角测量、导线测量 先在地面上选设一系列控制点构成连续三角形，在测定各三角形顶点的水平角，根据已知的边长、方位角来推算各顶点平面坐标称为三角测量，控制网叫三角网； 若不测定水平角，只测定三边长同样根据起算数据推算出各顶点平面坐标，称作三边测量，网称作三边网； 若既测水平角，又测边，根据起算数据推算出各顶点平面坐标，称作边角测量，网称作边角网。 将控区内相邻控制点连成直线构成折线图形，依次测定各折线边长和各转折角，最后根据起算数据计算出各

4、点平面坐标，称作导线测量，网称作导线网。 高程控制测量包括三角高程控制测量和各等级的水准测量。,如图9.1所示，一等三角锁是国家平面控制网的骨干。二等三角网布设于一等三角锁环内，是国家平面控制网的全面基础。三、四等三角网为二等三角网的进一步加密。建立国家平面控制网，主要采用三角测量的方法。,9.1国家三角网,（2）按区域分：国家控制测量、城市控制测量、小区域控制测量 国家控制测量：在全国范围内建立的控制网，称为国家控制网。它是全国各种比例尺测图的基本控制，并为确定地球的形状、大小和其他科学研究提供研究资料。国家控制网是用精密测量仪器和方法建立的。国家平面控制网由一、二、三、四等三角网组成。国家

5、高程控制网是由一、二、三、四等水准网组成。国家控制网的特点：高级点逐级控制低级点。 城市控制测量：在城市地区，一般在国家控制点的基础上，根据测区的大小和精度要求，还要布设不同等级的城市控制网，以满足各种测量工作的。 小区域控制测量：在小地区范围内建立的平面控制网称为小地区平面控制网。小地区平面控制网要与国家控制网或者城市控制网联测，以便建立统一坐标系。在测区内建立的精度作高的控制网叫做首级控制网，直接为测图需要建立的控制网叫做图根控制网。直接供测图使用的控制点，称为图根控制点，简称图根点。 测定图根点位置的工作，称为图根控制测量，它是在国家、城市或厂矿控制点的基础上建立起来的。自然，国家、城市

6、或厂矿控制点也可直接用作图根控制点。,9.2国家水准网,图9.2是国家水准网布设示意图，一等水准网是国家高程控制网的骨干。二等水准网布设于一等水准环内，是国家高程控制网的全面基础。三、四等水准网为国家高程控制网的进一步加密。,（3）按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级 当测区较大时，为了保证测图的精度，使整个测区的图能连成一体，控制测量要分若干个等级，并由高精度向低精度进行布设。 国家控制网是依照施测精度按一、二、三、四等四个等级建立的，其低级点受高级点逐级控制。 城市或厂矿控制网，按精度分为二、三、四等以及一、二、三级六个等级，其低级点亦受高级点逐级控制。 国家、城市或厂矿控制

7、测量一般由专业测绘人员进行。其控制点的平面位置 （X，Y）和高程（H）均已测得，可向有关测绘机关索取。 小区域平面控制网布设：国家或城市控制点首级控制图根控制。 小区域高程控制网布设：国家或城市水准点三、四等水准图根点高程。 （4）按方法分：天文测量、常规测量(三角测量、导线测量、水准测量)、GPS测量,二、导线测量的定义 定义：将测区内相邻控制点（导线点）连成直线而构成的折线图形。这些控制点称为导线点。导线测量就是依次测定各导线边的长度和各转折角值；根据起算数据，推算各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标 。,1导线布设形式 根据测区情况和要求，可分为以下三种： （1）闭合导线：从一个已知

8、点和已知方向出发，连续经过若干未知点，最后又回到原来的起始点，形成一个封闭多边形。 适用范围：多用于面积较宽阔的独立地区。 （2）附合导线：从已知点和已知方向出发，经过若干未知点，再连接到另一已知点和已知方向，这种导线叫做附和导线。 适用范围：多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程的勘测与施工。 （3）支导线：从一个已知点和一个已知方向出发，既不附合到另一已知点，也不回到原起点。,2、导线的等级及其主要技术要求 根据测量方法的不同，导线测量可分为光电测距导线和钢尺量距导线，下表是城市测量规范中的光电测距导线等级划分和主要技术要求。,3,5,10,16,24,40,钢尺量距导线的等级划分及其主要

9、技术指标,10,16,24,60,3、导线的外业 （1）踏勘选点 注意事项：1相邻导线点之间通视良好，便于测角和测边；2点位选择在便于保存、土质坚硬和适于安置仪器的地方；3视野开阔，便于碎部测量和加密；4各导线边长大致相等，尽量避免相邻边长相差悬殊，图根导线平均边长要满足测量规范；5导线点应有足够密度，分布均匀，以便能够控制整个测区。 （2）建立标志 导线点选定后，根据其等级建立相应标志。高等级要建立混凝土桩、石桩、钢桩，桩顶刻上“+”；低等级设置木桩，刻上“+”，绘制草图。 （3）测角 转折角。转折角指在导线点上由相邻导线边构成的水平角，包括左角（在导线前进方向左边的角）、右角（在导线前进方

10、向右边的角）采用测回法测量。在闭合导线中测多边形内角，支导线应分别观测左角和右角。举例J6测角（只需一测回，40“。对中误差小于3mm） （4）量边 可采用全站仪或者钢尺丈量。测量时同时观测竖直角。 （5）连测 连接角当需要与高级控制点进行连测时，需要连接测量。,建立标志,混凝土桩（永久性）,木桩（临时性）,点之记,导线连测,4.内业计算,思路：,由水平角观测值，计算方位角； 由方位角、边长D，计算坐标 增量X 、 Y； 由坐标增量X 、 Y，计算X、Y。,（计算前认真检查外业记录，满足规范 限差要求后，才能进行内业计算）,坐标计算公式：,（1） 坐标正算（由、D，求 X、Y）,已知A（ ），

11、 ， 求B点坐标 。,注：计算出的 AB ，应根据X 、 Y的正负， 判断其所在的象限。,（2） 坐标反算（由X、Y，求、D， ）,已知A（ ）、B（ ）,求 。,4.1附合导线的计算,如图，A、B、C、D是已知点，起始边的 方位角 和终止边的方位角 为已知。外业观测资料为导线边距离和各转折角。,B,（1）计算角度闭合差：,如图：以右转折角为例 计算 。,一般公式：,同理：以左角计算,B,即：,（各级导线的限差见规范）,检核：,（2）闭合差分配（计算角度改正数） ：,式中：n 包括连接角在内的导线转折角数,（3）计算改正后的角度改：,计算检核条件：,（4）推算各边的坐标方位角： （用改正后的改

12、）,计算出的 ， 否则，需重算。,（5）计算坐标增量X、Y：,（6）计算坐标增量闭合差：,由于 的存在，使导线不能和CD连接，存 在导线全长闭合差 ：,导线全长相对闭合差：,（7）分配闭合差 ：,检核条件：,（8）计算改正后的坐标增量：,检核条件：,（9）计算各导线点的坐标值：,依次计算各导线点坐标，最后推算出的终 点C的坐标，应和C点已知坐标相同。,如图，A、B、C、D是已知点，外业观测资料为导 线边距离和各转折角见图中标注。,205 36 48,290 40 54,202 47 08,167 21 56,175 31 25,214 09 33,1256 07 44,-13,-13,-13,

13、-13,-13,-12,-77,205 36 35,290 40 42,202 46 55,167 21 43,175 31 12,214 09 20,1256 06 25,236 44 28,211 07 53,100 27 11,77 40 16,90 18 33,94 47 21,60 38 01,125.36,98.71,114.63,116.44,156.25,641.44,+0.04 -107.31,+0.03 -17.92,+0.04 +30.88,+0.03 -0.63,+0.05 -13.05,-108.03,-0.02 -64.81,-0.02 +97.12,-0.02 +

14、141.29,-0.02 +116.44,-0.03 +155.70,+445.74,-107.27,-17.89,+30.92,-0.60,-13.00,-64.83,+97.10,+141.27,+116.42,+155.67,+445.63,1536.86,837.54,1429.59,772.71,1411.70,869.81,1442.62,1011.08,1442.02,1127.50,1429.02,1283.17,-107.84,4.2闭合导线的计算,闭合导线的计算步骤与附合导线基本相同，需要强调以下两点：,(1)角度闭合差的计算,n边形闭合导线内角和的理论值应为：,（2）坐标

15、增量闭合差的计算,根据闭合导线本身的特点：,理论上,实际上,辅助计算,点号,观测角 （左角） “,改 正 数 ,改正角 “,1,2,3,4,坐标 方位角 ,距离 D m,点号,1,2,3,4,增量计算值,改正后增量,坐标值,x m,y m,x m,y m,x m,y m,1,2,1,2,闭 合 导 线 坐 标 计 算 表,107 48 30,89 36 30,89 33 50,53 18 43,125 30 00,73 00 20,+13,+13,+12,+12,+50,359 59 10,107 48 43,73 00 32,89 34 02,89 36 43,360 00 00,125 3

16、0 00,306 19 15,215 53 17,105.22,80.18,129.34,78.16,392.90,-0.02 -61.10,-0.02 +47.90,-0.03 +76.61,-0.02 -63.32,+0.02 +85.66,+0.02 +64.30,+0.02 -104.21,+0.01 -45.82,+0.09,-0.07,+64.32,+47.88,+76.58,-104.19,-45.81,-63.34,-61.12,+85.68,0.00,0.00,585.68,545.81,563.34,438.88,650.00,486.76,500.00,500.00,50

17、0.00,500.00,注意： 1、角度改正时，改正到秒。若改正多了，边长较长的两条边所夹的角少改正一秒（边越长，测角的标准误差越小，同时对中误差、目标偏心误差等对角度的影响也越小）；若改正少了，边长较短的两条边所夹的角多改正一秒。 2、坐标增量改正若是图根级改正到厘米，高级改正到毫米。若改正多了，找出最短导线边对应的坐标增量，使其末位数少改正一个单位（边越短，量距误差越小）；若改正少了，找出最长导线边对应的坐标增量，使其末位数多改正一个单位（边越短，量距误差越小）；,5、查找经纬仪导线测量错误的方法,5.1 个别测角错误的检查,基本方法：通过按一定比例展绘导线来发现测 角错误点。,闭合导线,

18、附合导线,4,A,D,5.2个别边错误的检查,例：, 导线全长闭合差f 的坐标方位角,凡坐标方位角与 或 相接近的导线边， 是可能发生量边错误的边。,小地区高程控制测量一般采用三四等水准测量和三角高程测量。,7、三、四等水准测量,用于国家高程控制网加密、建立小地区首级高程控制。 布设形式： 符合水准路线、结点网的形式； 闭合水准路线形式；水准支线。,三、四等水准的主要技术要求,等级,水准仪 型号,视线长度,m,前后视距差m,前后视距累积差m,视线离地面最低高度m,基本分划、辅助分划（黑红面）读数差mm,基本分划、辅助分划（黑红面）高差之差mm,等级,水准仪 型号,水准尺,线路长度,km,与已知

19、点联测,附合成 环线,观测次数,每千米高差中误差mm,往返较差、附合或环线闭合差,平地mm,山地mm,三,四,五,图根,DS1,DS3,DS3,DS10,DS3,因瓦,双面,双面,单面,单面,50,16,5,往返各一次,往返各一次,往返各一次,往返各一次,往返各一次,往返各一次,往一次,往一次,往一次,往一次,6,10,15,20,三,四,五,图根,DS1,DS3,DS3,DS10,DS3,100,75,100,100,100,3,5,大致相等,6,10,0.3,0.2,2.0,3.0,1.0,5.0,3.0,1.5,L为往返测段、附合或环绕的水准路线长度（单位为km）,n为测站数。,返回,8

20、.1 水准高程测量,1 双面尺法,后视黑面，读取下、上、中丝读数，记入（1）（2）（3）中； 前视黑面，读取下、上、中丝读数，记入（4）（5）（6）中；,黑面尺,红面尺,8. 高程控制测量,2 单面尺法,按变动仪器高法进行检核。观测顺序为“后前变动仪器高前后”，变高前按三丝读数，以后按中丝读数。,前视红面，读取中丝读数，记入（7）； 后视红面，读取中丝读数，记入（8）。,计算黑面、红面的高差 三等水准测量，不得超过3mm，四等水准测量，不得超过5mm。式内0.100为单、双号两根水准尺红面零点注记之差，以米(m)为单位。 计算平均高差,同一水准尺红、黑面中丝读数的检核 同一水准尺红、黑面中丝读

21、数之差，应等于该尺红、黑面的常数差K(4.687或4.787)， 三等水准测量，不得超过2mm，四等水准测量，不得超过3mm。,测站编号,点号,后尺,前尺,下丝,上丝,下丝,上丝,后视距,前视距,视距差d(m),d(m),方向及尺号,水准尺读数 （ m）,黑面,红面,K+黑-红,平均高差 （m）,备注,K为尺常数： K5=4.787K6=4.687,三、四等水准测量记录（双面尺法）,（1）,（4）,（2）,（5）,（9）,（10）,（11）,（12）,后,前,后-前,（3）,（6）,（8）,（7）,（15）,（16）,（14）,（13）,（17）,（18）,1,2,BM.1-TP.1,TP.1

22、-TP.2,1.536,0.947,58.9,+0.1,1.954,1.373,58.1,-0.2,1.030,0.442,58.8,+0.1,1.276,0.694,58.3,-0.1,后5,前6,后-前,后6,前5,后-前,1.242,0.736,+0.506,6.030,5.422,+0.608,1.664,0.985,+0.679,6.350,5.773,+0.577,-1,+1,-2,+0.5070,+1,-1,+2,+0.6780,每页校核：,（9）=117.0 （10）=117.1,=-0.1 =2站（12）, （3）+（8） =15.286 （6）+（7） = 12.916,=

23、+2.37,（15）+（16） = +2.37,（18）= +1.185 2（18）= +2.37,总视距（9）+ （10） = 234.1m,2）单面尺法的计算校核,四等水准测量记录、计算表（变更仪器高法）,测站编号,1,后尺,前尺,下丝,上丝,下丝,上丝,后视距,前视距,视距差d(m),d(m),水准尺读数 （ m）,后视,前视,高 差,+,-,平均高差,备注,（1）,（4）,（2）,（5）,（3）,（6）,（9）,（10）,（11）,（12）,（8）,（7）,（15）,（14）,（13）,1.681,1.307,1.494,0.849,0.473,0.661,0.541,1.372,37

24、.4,37.6,-0.2,-0.2,0.831,0.833,+0.832（5）,二 三角高程测量,三角高程测量原理,A、B两点间的高差：,若用测距仪测得斜距：,直觇 A-B、反觇 B-A 对向观测,测距仪三角高程测量的主要技术要求,三角高程测量的观测与计算,电磁波测距三角高程（四等、五等）、经纬仪三角高程； 可布设三角高程网或高程导线，也可布置为闭合或附合的高程路线。,返回,9.2 碎部测量 控制测量结束后，要进行碎部测量。 一、测图前的准备工作 1、图纸的选用 主要有：（1）磅纸（机械制图用的图纸） （2）聚脂薄膜透明、不变形、可洗。坐标格网一般已绘制。,2、坐标格网的绘制 （1）目的：在图

25、纸上精确绘制10cm10cm的直角坐标格网。 （2）方法分：a.坐标格网尺法;b.圆规的对角线法;c.软件绘制方法。如：AutoCAD或CASS软件。 （3）格网的检查:要求：格网交点应在一条直线上，偏离不应大于0.2mm。每格长度误差也不应超过0.2mm。,对角线法绘制方格网,对角线法绘制方格网,1000,标注X轴坐标值： 根据控制点X值最大值与最小值,标注Y轴坐标值： 根据控制点Y值最大值与最小值,展绘控制点： 例：图比例尺 1:500 x1=526.43m y1=508.52m 首先确定所在方格，然后在方格内 向上量26.43m,即量 5.28cm 向右量8.52m,即量 1.74cm,

26、分子为点号 分母为高程,检查：用比例尺量相邻点间距与实测比较，其差值不应超过0.3mmM (M测图比例尺分母),二、实地测图 1、碎部测量的方法 （1）碎部点的选择 地形图测绘是在控制测量工作完成以后，以控制点为测站，测定其周围的地物、地貌特征点（也叫碎部点）的平面位置和高程，按测图的比例尺缩绘到图上，并用地形图图式规定的符号绘出地物、地貌的位置、形状和大小，形成地形图，此项工作称为碎部测量。在进行碎部测量之前，碎部点选取很重要。 碎部点的选取主要采取： 1）地物点的选取一般选在地物外轮廓上的转折点、交叉点、弯曲变化点处，以及独立地物的中心点； 2）地貌点选取应选择地面坡度、方向变化及反映地物

27、、地貌特征的山脊线、山谷线； 3）地形点的密度一般对于1:500、1:1000、1:2000比例尺，最大间距分别为15m、30m、50m。,直角坐标法,a,DAa,x1,y1,极坐标法,x2,y2,(1)极坐标法：测水平角，A至a的水平距。,2. 碎部点位测定的基本方法,(2)直角坐标法：当地面较平坦，并靠近已知点时，量x、 y来确定点位。,角度交会法（方向交会法）,距离交会法,a,DAE,DBE,(3)角度交会法：当地物点距控制点较远，或不便于量距时，测角度前方交会定点。 (4)距离交会法：当地面较平坦，地物靠近已知点时，可量D1、D2来确定点位。,A,B,a,巳测绘,1,2,(5)方向距离

28、交会法：实地可测定控制点至未知点方向，但不便于由控制点量距，可以先画一方向线，由临近已测定地物量距交会定点。,（2）经纬仪法测图 1）配置 工具：经纬仪、图板、塔尺、小钢尺、量角器、三棱尺、计算器、铅笔、橡皮等。 人员：观测员、记录计算员、绘图员各1人、立尺员2人。 2）步骤 1.安仪：在控制点A安置经纬仪，量取仪器高。 2.定向：后视（盘左瞄准）另一控制点B，度盘置,3.立尺：立尺员把塔尺立到地形、地貌特征点上， 4.观测：瞄准点1的塔尺，分别读取上、下丝之差、中丝读数、竖盘读数L、水平角。 5.记录、计算：记录上述观测值，按视距测量公式计算出点1的水平距离D和高程H。 6.展碎部点：在图纸

29、上，按、D，定出点1的位置。,3）注意事项 1. 观测人员在读取竖盘读数前，应使竖盘指标水准管居中或打开补偿开关； 2. 每观测2030个碎部点或发现仪器有变动时，应重新瞄准起始方向检查其变化情况，变化不应超过4“，否则，应重新定向，并检查已测的碎布点。 3. 立迟人员应把水准尺立直，并随时观测立尺点周围情况，弄清碎部点之间关系； 4. 地形图上的线划、符号和注记应在现场完成，应遵循“看不清不绘”原则，要注意清晰、整洁，做到随测随展随勾绘随检查。 5. 当每站工作结束后，应将图面上的地物、地性线及等高线与实地对照，及时发现问题，予以纠正，然后方可迁站。 6. 仪器搬迁到新站后，在观测前应先观测

30、前站所测的某些明显碎部点，检查两站测得的该点的平面坐标和高程是否相符，如差距较大，应查明原因。 7. 要严格按照规范执行，最大视距不能超过下表。,3、测站点的增补 在测区内，当地形复杂，现有控制点无法施测大局部地区的碎部时，可临时增补少量测站点供测图需要。精度要满足图根控制测量精度，采用极坐标法、距离交会法、角度交会法、支导线法、内外插点法；高程可采用图根水准测量和三角高程测量。,9.3 地形图的绘制 地形图绘制包括地物、地貌描绘，拼接、检查、整饰。 1、绘制地形图（地物和等高线）：地物的描绘按图式规定。等高线的勾绘首先描绘出地性线（山脊线、山谷线），再在相邻碎部点之间，按平距与高差成比例的关

31、系，内插出等高线。由于碎部点是选在地面坡度变化处，因此相邻点之间可视为均匀坡度。这样可在相邻碎部点的连线上，按平距与高差成比例的关系，内插出两点间各条等高线通过的位置。最后，将高程相同的相邻点连成光滑的曲线，即为等高线。不能用等高线表示的特殊地貌，如冲沟、滑坡、陡坎、陡崖等，应按图式规定的非比例符号表示。,目估内插法步骤为“三定、一连、二注”。 三定指一定有无，即判定相邻地貌特征点之间有无等高线通过；二定根数，即确定相邻地貌特征点之间有几根等高线通过；三定位置，即按照“当坡度一定时，平距与高差成正比”关系，定出两点之间各条等高线通过的位置。 一连，即将高程相等的相邻点连成光滑的曲线，并将计曲加

32、粗描绘。 二注，即一注高程，二注示坡线。 2地形图的检查、拼接与整饰：检查包括图面检查、野外巡视和设站检查（约占每幅图的10%）。拼接一般规定每幅图的图边应测出图幅外1cm，若偏差小于容许值，可以平均分配到两幅图中。整饰，擦掉不必要的点、线、高程等，使图面整洁、规范。,9.4 地形图测绘的内容和取舍 地形图上应表示的内容包括测量控制点、居民地和垣栅、工矿建（构）筑物及其他设施、交通及附属设施、管线及附属设施、水系及附属设施、境界、地貌和土质、植被等各项地物地貌要素、地理名称注记等，其内容取舍要按照有关测量规范。 1、测量控制点：以测点位置为符号的几何中心位置，按照图式规定在图上精确表示； 2、居民地：准确描绘实地外围轮廓，并如实反映建筑结构特征；房屋轮廓应以墙基外角为准，并按建筑材料和性质分类，注记层数；台阶和室外楼梯长度大于图上3mm、宽度大于图上1mm的，应表示； 3、垣栅应分清类别，城墙按城基轮廓依比例尺表示，城楼、城门、豁口要实测围墙、栅栏等根据重要性、永久性进行取舍； 4、建构筑物及其设施依比例尺表示的应实测其外部轮廓，按照规定依比例尺符号表示，不依比例尺表示的，应准确测定其定位点和定位线，用不依比例尺符号表示；建筑物和围墙轮廓凸凹，在1:500图上小于1mm时，可用直线直接连接。,