武汉大学数字测图原理与方法共38页
(武汉大学)数字测图原理与方法课件-第四章
第4章 水准测量和水准仪 4.1 水准测量原理与方法
4.1.3.1 地球曲率对一根水准尺上读数的影响
设通过仪器中心Ｉ的水准面的半径为Ｒ，仪器至水准尺的弧长为Ｓ，仪器至水准
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
2）移动十字丝的“补偿”装置
数
字
测
• 视准轴始终是铅垂位置，
图
• 两个反光镜构成45度角，
原
视准轴经两次反射后射出望远镜的光
理
线必是水平光线．因此十字丝交点上始终
与
得到水平视线的渎数。
方
法
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
4.2.5.2 补偿器的补偿原理
与
方
法
观测者的眼睛作上、下（或左、右）移动，若发觉目标像与十字丝之间有相对移 动，这种现象称为“视差”。
消除视差的方法
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
4.2.3 水准器及其灵敏度
4.2.3.1 水准管
数
字
测
图
原 理
水准管的零点
与
水准管轴
方 气泡居中
法
水准管分划值τ 水准管上两相邻分划线间 的圆弧（弧长为2mm）所对的圆心角，
水准测量是测定地面点高程的主要方法之一。水准测量是使用水准仪和水准尺，
数 根据水平视线测定两点之间的高差，从而由已知点的高程推求未知点的高程。
字
测
4.1.1 水准测量原理
图 原
H B H A hAB
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图2-4大地坐标系
P点沿椭球面法线到椭球面的距离H，称为大地高，从椭球面起算，向 外为正，向内为负。
P点的大地经度、大地纬度，可用天文观测方法测得P点的天文经度λ、 天文纬度φ，再利用P点的法线与铅垂线的相对关系（称为垂线偏差）改算 为大地经度L、大地纬度B。在一般测量工作中，可以不考虑这种改化。
地球表面任一质点，都同时受到两个作用 力，其一是地球自转产生的惯性离心力；其二 是整个地球质量产生的引力。这两种力的合力 称为重力。引力方向指向地球质心；如果地球 自转角速度是常数，惯性离心力的方向垂直于 地球自转轴向外，重力方向则是两者合力的方 向（图2-1）。重力的作用线又称为铅垂线， 用细绳悬挂一个垂球，其静止时所指示的方向 即为铅垂线方向。
武汉大学数字测图原理与方法全套
会计学
1
§ 2.1 地 球 形 状 和大 小 The Shape and size of the Earth
一、大地水准面
测量学的主要研究对象是地球的自然表面，但地球表面极不规则，
有高山、丘陵、平原、河流、湖泊和海洋。测量中把地球形状看作 是由静止的海水面向陆地延伸并围绕整个地球所形成的某种形状。
方法称为单点定位法。
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在领土辽阔的国家，在国家大地控制网布设到一定阶段，掌握了一定数 量的天文大地和重力测量数据后，就可利用天文大地网中许多天文点的天 文观测成果和已有的椭球参数进行椭球定位，这种方法称为多点定位法。 多点定位的结果使在大地原点处椭球的法线方向不再与铅垂线方向重合， 椭球面与大地水准面不再相切，但在定位中所利用的天文大地网的范围内 ，椭球面与大地水准面有最佳的密合。
数字测图原理与方法-武汉大学
六、上交成果
1.各组读数练习记录手簿一份。 2.各组普通水准测量原始记录表一份。
记录： 李 二
高程/m 46.215 备注
42.613 42.613
43.604
三、试验组织和仪器设备
1.分 组
每组4人，一人观测、一人记录、两人扶尺。
2.学
时
课内4学时，课外2学时
3.仪器及用具
每组借DS3水准仪l台、水准尺1对、尺垫2个，记 录板1块。
四、试验任务
1、使用DS3型微倾式水准仪进行黑红面读数，每人完 成10组，要求黑红面读数差小于6mm； 2、使用DS3微倾式水准仪完成一4个测站的闭合环线 观测，要求每人完成一个测站的观测和记录，各 测站高差之和小于40(√n) mm。
五、注意事项
1、水准仪架设时要旋紧中心连接螺旋，严防仪器从脚 架上掉下摔坏。 2、在读数前，注意消除视差；必须使符合水准器气泡 居中（微倾式水准仪水准管气泡两端影象符合）。 3、注意倒像望远镜中水准尺图形与实际图形的变化。 4、记录员听到观测员读数后必须向观测员回报，经观 测员默许后方可记人手簿，以防听错而记错。 5、手簿记录、计算一律取至mm。
2)基座 3水准仪使用的水准尺及其读数
中丝读数用来计算高差 上、下丝读数可用来计算前后视距
S K l ；K=100
l 下丝读数 上丝读数 , 或 上丝读数 下丝读数；
二、试验内容
3、DS3光学水准仪的使用方法
1）安置仪器 2）粗平：移动一个脚架腿使圆水准器泡居中； 3）瞄准水淮尺：消除视差并使十字丝的竖丝对准 水准尺或靠近水准尺的一侧。 4）精平：调节微倾螺旋使水准管气泡居中，自动 安平水准仪没有这一步骤。 5）读数：中丝读数算高差，上下丝读数算视距。
(武汉大学)数字测图原理与方法课件-第三章
数字测图原理与方法
字
测 图 原
No 第三章 测量误差基本知识
理
与 方 法
Im电a子教g案e
武汉大学测绘学院
退出
第1页，共29页。
第3章 测量误差基本知识
数 字
3.1 观测误差的分类
测 图 原
No 3.2 衡量精度的标准
3.3 算术平均值及观测值的中误差
理 与 方 法
3.4 误差传播定律
Image 3.5 加权平均值及其精度评定
方 法 （4）当观测次数无限增多时，偶然误差的算术平均值趋近于零。
即
lim 0
n n
第8页，共29页。
第3章 测量误差基本知识 3.1 观测误差的分类
3.1.3.4 误差分布曲线
数 字
在观测次数 n ∞的情
测 图 原 理
No
况下，如果把误差区 间间隔无限缩小，则 频率直方图中各长方
与 方 法
Image条顶边所形成的折线 将变成一条光滑的曲 线，称为误差分布曲
理
➢人的原因
与 方 法
Image ➢仪器的原因
➢外界环境的影响
人、仪器和环境是测量工作得以进行的必要条件，通常把这三个方面综合起来称为观测条件。 凡是观测条件相同的同类观测称为“等精度观测”， 观测条件不同的同类观测则称为“不等精度观测” 。
第3页，共29页。
第3章 测量误差基本知识 3.1 观测误差的分类
理
在相同的观测条件下，对某一量进行一系列的观测，如果误差出现的符号和数值大小都 不相同，从表面上看没有
与 方 法
Image 任何规律性，这种误差称为“偶然误差”。
3.1.2.3 粗差 由于观测者的粗心或各种干扰造成的大于限差的误差称为粗差。
数字测图原理及方法
7.1 碎部测图方法
• 4 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。
数字测图原理及方法
7.1 碎部测图方法
——地形图的拼接方法
拼接时用宽5.6cm的透明纸蒙在左图幅的接图边上，用铅笔把坐 标格网线、地物、地貌描绘在透明纸上，然后再把透明纸按坐标 格网线位置蒙在右图幅衔接边上，同样用铅笔描绘地物和地貌； 当用聚脂薄膜进行测图时，不必描绘图边，利用其自身的透明性， 可将相邻两幅图的坐标格网线重叠；若相邻处的地物、地貌偏差 不超过规定的要求时，则可取其平均位置，并据此改正相邻图幅 的地物、地貌位置。
仙台镇南 第三小学
小庙村
热电厂 10.0-21.0
测 绘 机 关 全 称 10.0
21.0
1988年5月 测图。
任意直角坐标系，坐标起点以 为原点起算。
1985年国家高程基准，等高距1m。 1993年图式。
1:1000
数字测图原理及方法
密级
22.0 10.8
附 注 ：
10.0 22.0
测量员 绘图员 检查员
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。
(武汉大学)数字测图原理与方法课件-第5章
安置好经纬仪后，即可开始观 测。角度测量时照准的目标通常是 竖立在目标点上的测钎、花杆、觇 牌等。照准目标要注意消除视差， 水平角观测时应尽可能瞄准目标的 下部，见图5-21。使用光学经纬仪 测角应按前述的光学经纬仪读数方 法读数。
图5-21 瞄准目标
第十三页，编辑于星期六：一点 十七分。
二、 水平角观测
第十二页，编辑于星期六：一点 十七分。
§5.3 角度观测方法
Methods of determining Angles
一 、 经纬仪的安置
经纬仪安置包括对中和整平。对中的目的是使仪器的水平 度盘中心与测站点标志中心在同一铅垂线上；整平的目的是使 仪器的竖轴竖直，并使水平度盘居于水平位置。安置经纬仪可 使用垂球或光学对中器进行对中。
5.6 Distance measurement
5.7 Error analysis of electro-optical distance measurement
§5.7 光电测距误差分析
5.8 Test of electro-optical distance
§5.8 光电测距仪的检验
measuring instruments
1、测回法 2、方向观测法
第十四页，编辑于星期六：一点 十七分。
三、竖直角观测
在三角高程测量和斜距化为平距的计算中，都用到竖直角。
1竖角（高度角）的计算
竖盘注记形式有顺时针方向和逆时针方向两种。注记形式不同，由竖盘读数计算竖角 的公式也不同，但其基本原理是一样的。
竖角是在同一竖直面内目标方向与水平方向间的夹角。所以要测定竖角，必然与观测盘 左还是盘右，其读数是个定值，正常状态应该是90°倍数。所以测定竖角时只需对视线指 向的目标进行读数。
数字测图原理与方法分解
1.参考椭球定位确定参考椭球面与大地水准面的相关位置，使参考椭球面在一个国家或地区范围内与大地水准面最佳拟合，称为参考椭球定位。
在一个国家适合地点选定一地面点P 作为大地原点，并对该点进行精密天文测量和高程测量。
将P点沿铅垂线方向投影到大地水准面上得到P’点，设想大地水准面与参考椭球面在P’点相切，椭球面上P’点的法线与该点对大地水准面的铅垂线重合，令椭球短轴与地球自转轴平行，其赤道面与地球赤道面平行。
这样的定位方法实际上可用三个要求表示：大地原点上的大地经度和纬度分别等于该点上的天文经、纬度；由大地原点至某一点的大地方位角等于该点上同一边的天文方位角；大地原点至椭球面的高度恰好等于其至大地水准面的高度。
这样的定位方法称为单点定位法。
2.国家统一坐标我国位于北半球，在高斯平面直角坐标系内，X坐标均为正值，而Y坐标值有正有负。
为避免Y坐标出现负值，规定将X坐标轴向西平移500km，即所有点的Y 坐标值均加上500km。
此外，为便于区别某点位于哪一个投影带内，还应在横坐标值前冠以投影带带号。
这种坐标称为国家统一坐标。
例如，P点的坐标Xp=3275611.188m；Yp= -276543.211m，若该点位于第19带内，则P点的国家统一坐标表示为：xp=3275611.188m，yp=19223456.789m3.我国的高程基准青岛验潮站1950-1956年间的验潮结果推算了黄海平均海面，称为“1956年黄海高程系”，青岛水准原点高程为72.289m，1952-1979年的验潮结果确定新的黄海平均海面，称为“1985国家高程基准”，青岛青岛水准原点高程为72.260m。
4.一二等水准测量使用尺长更稳定的铟瓦水准尺，这种水准尺的分划是漆在铟瓦合金带上，铟瓦合金带则以一定的拉力引张在木质尺身的沟槽中。
这样铟瓦合金带的长度不好受木质尺身伸缩变形的影响。
铟瓦水准标尺的分格值有10mm和5mm两种。
分格值为10mm的铟瓦水准标尺，它有两排分划，尺面右边一排分划注记从0~300cm，称为基本分划，左边一排分划注记从300~600cm，称为辅助分划。
数字测图原理与方法
数字测图原理与方法数字测图是一种通过数字化设备对实际物体进行测量和记录的技术，它在地理信息系统、工程测量、地质勘探等领域有着广泛的应用。
数字测图的原理和方法对于提高测绘精度、简化测量流程、提高工作效率具有重要意义。
本文将就数字测图的原理和常用方法进行介绍。
一、数字测图的原理。
数字测图的原理是利用数字化设备对实际物体进行采集和记录，通过对采集到的数据进行处理和分析，最终生成数字化的地图或图像。
数字测图的原理主要包括数据采集、数据处理和数据输出三个环节。
1. 数据采集。
数据采集是数字测图的第一步，主要通过全站仪、GPS定位仪、激光测距仪等设备对实际物体进行测量和采集。
采集到的数据包括坐标、高程、角度等信息，这些数据是数字测图的基础。
2. 数据处理。
数据处理是数字测图的核心环节，主要包括数据编辑、数据配准、数据融合等步骤。
通过对采集到的数据进行处理，可以消除误差、提高精度，最终得到准确的数字化地图或图像。
3. 数据输出。
数据输出是数字测图的最后一步，通过打印、输出文件等方式将处理好的数字化地图或图像呈现出来，以便后续的应用和分析。
二、数字测图的方法。
数字测图的方法包括全站仪测量法、GPS定位法、激光测距法等多种技术手段，下面将对其中几种常用的方法进行介绍。
1. 全站仪测量法。
全站仪是一种综合了测角、测距、测高等功能的测量仪器，通过全站仪对地物进行测量，可以得到高精度的三维坐标信息。
全站仪测量法在工程测量、地质勘探等领域有着广泛的应用。
2. GPS定位法。
GPS定位法是利用全球卫星定位系统对地物进行定位和测量的方法，通过GPS定位仪可以实现对地物位置的快速准确测量，适用于大范围地物的测量和监测。
3. 激光测距法。
激光测距法是利用激光测距仪对地物进行距离测量的方法，通过激光测距仪可以实现对地物距离的快速高精度测量，适用于复杂地形和难以接近的地物测量。
以上介绍了数字测图的原理和常用方法，数字测图技术的不断发展将为各行各业带来更多的便利和可能，希望本文能对数字测图技术的学习和应用有所帮助。