测量学
《测量学》课程教案
《测量学》课程教案一、课程简介1. 课程名称：测量学2. 课程性质：专业基础课程3. 学时安排：总学时数为48学时，其中理论学时32学时，实践学时16学时。
4. 先修课程：无5. 课程目标：使学生掌握测量学的基本原理、方法和技能，能够运用测量学知识进行工程测量和地理信息数据的采集与处理。
二、教学内容1. 第一章测量学基础1.1 测量学概述1.2 测量学的基本原理1.3 测量学的基本方法2. 第二章测量仪器的使用与维护2.1 测量仪器的基本知识2.2 常用测量仪器及其使用方法2.3 测量仪器的维护与保养3. 第三章角度测量与水平角测量3.1 角度测量概述3.2 水平角测量方法3.3 角度测量误差及其处理4. 第四章距离测量与直线测量4.1 距离测量概述4.2 钢尺测量方法4.3 光电测距仪及其使用5. 第五章测量数据的处理与平差5.1 测量数据处理概述5.2 测量平差原理5.3 测量平差方法及应用三、教学方法与手段1. 教学方法：采用课堂讲授、实验演示、学生实践相结合的教学方法。
2. 教学手段：利用多媒体课件、板书、实验设备等教学手段，生动形象地展示测量学原理和方法。
四、教学评价1. 平时成绩：包括课堂提问、作业、实验报告等，占总评的30%。
2. 期中考试：采用闭卷考试方式，考核学生对测量学基本知识的掌握，占总评的30%。
3. 期末考试：采用闭卷考试方式，全面考核学生的知识运用能力，占总评的40%。
五、教学资源1. 教材：选用权威、实用的测量学教材。
2. 实验设备：具备完整的测量实验设备，如全站仪、水准仪、经纬仪等。
3. 教学课件：制作精美、内容丰富的多媒体课件。
4. 网络资源：提供相关的测量学资源共享，如学术论文、案例分析等。
5. 辅导资料：提供测量学相关书籍、期刊、论文等辅导资料。
六、第六章地形图与地形测量6.1 地形图的基本知识6.2 地形测量的方法与步骤6.3 数字地形图的应用七、第七章建筑施工测量7.1 建筑施工测量概述7.2 建筑施工测量的方法与步骤7.3 建筑施工测量实例分析八、第八章控制测量与测网布设8.1 控制测量概述8.2 控制点的选择与布设8.3 控制测量成果的整理与评价九、第九章地理信息系统与测量学9.1 地理信息系统概述9.2 测量学在地理信息系统中的应用9.3 地理信息系统的数据采集与处理十、第十章现代测量技术及其发展10.1 现代测量技术概述10.2 卫星定位技术及其应用10.3 遥感技术在测量学中的应用10.4 测量学未来的发展趋势六、教学方法与手段1. 教学方法：采用案例分析、讨论、实地考察等教学方法，提高学生的实践能力和创新能力。
测量学
1测量学：是研究地球的形状和大小以及确定地面点位的科学。
2测定：是指使用测量仪器和工具，通过测量和计算，得到一系列测量数据，或把地球表面的地形缩绘成地形图，供经济建设，规划设计，科学研究和国防建设使用。
3测设：是指把图纸上规划设计好的建筑物，构筑物的位置在地面上标定出来，作为施工的依据。
4测量学的任务：在勘测设计的各个阶段，要求有各种比例尺的地形图，供城镇规划，选择厂址，管道及交通线路选线以及总平面图设计和竖向设计之图，在施工阶段，要将设计的建筑物，构筑物的平面位置和高程测设于实地，以便进行施工。
施工结束后，还要进行竣工测量，绘制竣工图，供日后扩建和维修之用。
5重力的方向线称为铅垂线—基准线6大地水准面：由于水面可高可低，因此水准面有无穷多个，其中通过平均海水面的水准面，称为大地水准面，大地水准面是测量工作的基准面。
7地面点的高程：（1）绝对高程：地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程，简称高程，用H表示。
（2）相对高程：地面点到假定水准面的铅垂距离，称为该点的相对高程或假定高程。
（3）高差：地面两点间的高程之差，称为高差，用h表示。
高差有方向和正负。
目前我国采用1985年高程基准。
8高差：地面上两点间高程差称为高差，用h表示。
与高程起算无关。
9什么叫高斯投影？高斯平面直角坐标系是怎样建立的?特点是什么假想将一个横椭圆柱体套在椭球外，使横椭圆柱的轴心通过椭球中心，并与椭球面上某投影带的中央子午线相切，将中央子午线附近（即东西边缘子午线范围）椭球面上的点投影到横椭圆柱面上，然后顺着过南北极母线将椭圆柱面展开为平面，这个平面称为高斯投影平面。
所以该投影是正形投影。
在高斯投影平面上，中央子午线投影后为X轴，赤道投影为Y轴，两轴交点为坐标原点，构成分带的独立的高斯平面直角坐标系统。
特点：中央子午线投影后为直线，长度不变；赤道为直线，长度变长；经纬线投影后仍为正交；其他线离中央子午线越远，长度变形越大。
测量学的分类
测量学的分类测量学是研究测量方法和测量数据处理的学科，主要用于获得和确保准确的测量结果。
测量学的分类主要包括几何测量学、物理测量学、工程测量学和统计测量学。
几何测量学是测量学的基础，主要研究物体的形状、大小和位置等几何特征的测量方法。
几何测量学包括线测量、角测量、面测量、体测量等内容。
线测量主要是对线段的长度进行测量，常用的工具有尺子、游标卡尺等。
角测量是对角度的测量，常用的工具有量角器、角度测量仪等。
面测量是对平面的测量，常用的工具有直尺、三角板等。
体测量是对立体物体的测量，常用的工具有卷尺、测量仪等。
物理测量学是测量学的一个重要分支，主要研究物理量的测量方法和测量仪器的设计与校准。
物理测量学包括长度测量、时间测量、质量测量、温度测量等内容。
长度测量是对物体长度的测量，常用的仪器有游标卡尺、卷尺、激光测距仪等。
时间测量是对时间间隔的测量，常用的仪器有秒表、时钟等。
质量测量是对物体质量的测量，常用的仪器有天平、电子秤等。
温度测量是对物体温度的测量，常用的仪器有温度计、红外测温仪等。
工程测量学是应用测量学的基本原理和方法进行工程测量的学科，主要研究土地测量、建筑测量、工程测量等内容。
土地测量是对地表地貌和地形的测量，常用的仪器有全站仪、水准仪等。
建筑测量是对建筑物的测量，常用的仪器有测距仪、剖面仪等。
工程测量是对工程项目的测量，常用的仪器有全站仪、测绘仪等。
统计测量学是测量学的一种应用，主要研究如何对测量数据进行处理和分析。
统计测量学包括测量数据的收集、整理、分析和解释等内容。
测量数据的收集是指通过测量仪器获得原始数据，常用的方法有直接测量和间接测量。
测量数据的整理是将原始数据进行整理和分类，常用的方法有数据录入、数据清洗等。
测量数据的分析是对数据进行统计和分析，常用的方法有均值、方差、回归分析等。
测量数据的解释是对分析结果进行解释和评估，常用的方法有图表、报告等。
测量学的分类包括几何测量学、物理测量学、工程测量学和统计测量学。
测量学导论
如地面点：
A
B
X
A （X，Y，H）
c
a
bY
二、地面点的高程
地面点的高程： 地面点沿铅垂方向到 A
大地水准面的距离。
注：地面点在大地水
HA 大地水准面
准面以上，H为正；
地面点在大地水准
HB
面以下，H为负。
B
如图：HA= 166.780m
HB= - 136.680m
绝对高程（海拔） ：某点沿铅垂线方向到 大地水准面的距离。如：HA、HC。
Z
如图所示：
原点O — 地球质心
O
Z轴 — 指向地球北极
Y
X轴 — 指向首子午面 X 与赤道的交点
Y轴 — 过O点与XOZ面垂直
如：A（XA，YA，ZA）
四、用水平面代替水准面的限度
1、对距离的影响
水准面上弧长为S，其所对圆心角为θ，地球的 半径为R，水平面上直线长为t， 其差值为ΔS。
相对差值：
测量学导论
§1.1 §1.2 准线 §1.3 §1.4
测量学的任务和作用 测量工作的基准面和基
地面点位的确定 测量工作概述
§1.1
测量学的任务和作用
一、测量学的任务
1.概念：测量学是研究地球的形状、大小 以及地表(包括地面上各种物体）的几何 形状及其空间位置的科学。
2.测量工作的基本任务：确定地面点在规 定坐标系中的坐标值（X，Y，Z）。
L取值范围： 东经0~180˚ 西经0~180˚ B取值范围： 北纬0~90˚ 南纬0~90˚
的大地纬度，用B表示。
N
起始子午面（ 首子午面）
赤道 平面
P
M
O
B
n
测量学
测量学的实质就是确定点的位置，并对点的位置信息进行处理，存储，管理。
测量学的认为主要有两方面内容：测定和测设。
假象静止不动的水面延伸穿过陆地，包围整个地球，形成一个闭合的曲面，这个曲面称为水准面。
其中语平均海水面相吻合的水准面称为大地水准面。
确定地面点的方法：1）地理坐标系；天文地理坐标系和大地地里坐标系2）平面直角坐标系；（1）将地球按经纬划分成带，称为投影带。
将坐标原点选在测区西南角使坐标均为正值，以该测区中心的子午线方向为X轴方向。
高程：地面点到大地水准面的铅垂距离称为绝对高程，简称高程。
高程的大小与高程起算面无关。
我过采用“1985年国家高程基准”，他是根据青岛验潮站1952—1979年的观测资料确定的黄海平均海水面（高程为0）作为高程起算面，并在青岛建立了水准原点，水准原点的高程为72.260M，全国的高程均以他为基准进行推算。
在半径10KM的范围内，即面积约为300KM*2内，以水平面代替水准面所产生的误差可以忽略不计。
以平面水准面，在1KM的距离上高程误差就有8CM。
因此，当进行高程测量时，应顾及水准面曲率的影响。
测量工作应遵循两个原则：一是：“有整体到局部，有控制到碎布”：二是“步步校核”。
水准测量是利用一条水平视线来确定两点之间的高差，然后推算地面点发高程。
三角测量和水准测量一广泛应用于高程测量中。
水准仪只要由望远镜、水准器、和基座三部分组成。
水准仪的使用啊、包括仪器的安置、粗略整平，瞄准水准尺、精平和读数。
当眼睛在目镜上下微微移动时，若发现十字丝与目标影像有相对运动，称为视差。
消除视差的方法是重新仔细进行物镜对光，直到眼睛上下移动，读数不变为止。
误差产生原因：仪器误差、观测误差、环境误差。
角度测量是确定地面点位的基本测量工作之一，角度测量分为水平角测量和竖直角测量。
水平角测量是为了确定地面点的平面位置：竖直角测量是为了求得地面两点间的高差或将地面两点间的斜距改算成水平距离。
DJ分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一个字母，07、1、2、6、15分别为该仪器一测回方向中的误差的秒值。
测量学
1.测量学的研究对象是什么？测量学是研究地球的形状、大小以及测定地面点或空间点相对位置的一门科学。
2.测图与测设有何区别？测图——利用测量仪器和工具，通过测量地面点的有关数据，按一定的方法将地表形态及其信息绘制成图，这项工作成为地形图测绘，简称测图。
测设——利用测量仪器和工具，把图纸上设计好的建筑物或构筑物的位置在地面上标定出来,作为施工的依据，这项工作称为施工放样，简称测设。
这是改造自然的过程。
测图与测设的工作过程是相反的。
3.何谓大地水准面？它在测量工作中的作用是什么？海洋或湖泊的水面静止不流动时，每一点受到的重力相同，形成一个重力等位面，假想这个静止不动的海水面延伸穿过所有的陆地与岛屿，形成一个封闭的曲面，这个曲面称为水准面。
理想的静止的封闭曲面。
是测量工作的基准面4.我国的高程系统？山东省青岛市观象山其高程为72.289m5.何谓绝对高程、相对高程、高差？两点之间绝对高程之差与相对高程之差是否相等？地面点到大地水准面的铅垂距离成为该店的绝对高程，又称海拔。
地面点到假定水准面的铅垂距离称为相对高程，也称假定高程。
地面上两点间的高程之差称为高差。
6.测量工作的基本原则及其作用是什么？控制测量与碎部测量的概念？原则：1，从整体到局部，先控制后碎步2，前一步工作未作检核不进行下一步工作。
作用：控制与减小测量误差，保证测量结果的精度。
控制测量：测量工作实施时，依据相应的测量技术规范，在测区内按一定的密度，选择若干个具有控制意义的地面点，并精确出这些点的平面坐标和高程，这项工作称为控制网。
碎步测量：碎步测量是以控制点为依据，利用仪器和工具，按照一定方法逐点测定控制点周围的地物，地貌的平面位置和高程，并按规定的比例尺和符号将其缩绘在图纸上。
7.测量的三项基本工作是什么？距离测量，角度测量，高程测量8.地球曲率对水平距离和高程有何影响？对水平距离的影响：水平距离的影响：在半径为10km的范围内，地球曲率对水平距离的影响可以忽略不计，可以用水平面代替水准面;对一般精确度要求的距离测量，半径范围可放宽到20km。
测量学基础知识总结
测量学基础知识总结测量学是一门研究测量方法、测量仪器和测量数据处理等内容的学科。
测量学在很多领域中起着重要的作用，如地理测量、工程测量、物理实验等。
下面是对测量学基础知识的总结。
一、测量的概念1.测量是指通过比较一个待测量与已知参考量之间的数量关系，来确定待测量的过程。
2.测量的目的是获得准确、可靠、有效的待测量的数值。
3.测量误差是指测量结果与真值之间的差异，是无法避免的。
二、测量的分类1.根据待测量的性质，测量可分为直接测量和间接测量两种。
2.根据测量过程是否需要使用标准物品，测量可分为绝对测量和相对测量两种。
3.根据测量过程是否需要经过数学处理，测量可分为直接测量和间接测量两种。
三、误差的分类1.绝对误差是指测量结果与真值之间的差值。
2.相对误差是指绝对误差除以为测量结果的平均值。
3.系统误差是指测量结果在一定条件下出现的系统性偏差。
4.随机误差是指测量结果在重复测量中的不确定性。
1.人为因素：操作技巧、视觉判断、操作时间等。
2.仪器因素：精度、灵敏度、漂移等。
3.环境因素：温度、湿度、气压等。
4.待测物因素：特性、条件等。
五、测量器具的分类1.直接量器具：能够直接读取待测物理量的数值，如尺子、千分尺等。
2.感应量器具：根据待测物理量对传感元件产生的响应信号进行测量，如温度计、压力计等。
3.比例量器具：通过比较待测量与已知量之间的数值关系来测量，如天平、电压表等。
六、测量数据处理1.绘制误差图：将每次测量的结果绘制成图表，以观察其分布和趋势。
2.求平均值：将多次测量的结果求平均值，可以减小随机误差。
3.确定标准偏差：用于衡量测量结果的离散程度。
4.确定置信区间：用于评估测量结果的可靠程度。
七、测量不确定度1.测量不确定度是指测量结果的范围，通常用标准差或置信度表示。
3.不确定度可以通过重复测量和数学模型进行评估和计算。
八、测量的精度要求1.精度要求是指测量结果与真值之间的差异要求。
2.精度要求与测量目的和使用要求密切相关。
测量学知识点总结
测量学知识点总结一、测量学的定义和任务1、测量学的定义测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面（包括空中、地下和海底）点位的科学。
它是一门对自然地理要素或者人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集、表述以及对获取的数据、信息、成果进行处理和应用的科学。
2、测量学的任务测定将地物和地貌的位置按照一定的比例尺和精度测绘成地形图，供工程建设和规划设计使用。
测设将图纸上设计好的建筑物、构筑物的位置在实地标定出来，作为施工的依据。
二、地球的形状和大小1、大地水准面设想处于完全静止的平均海水面向陆地延伸，所形成的封闭曲面称为大地水准面。
大地水准面是一个不规则的曲面。
2、地球的数学模型地球椭球体为了便于测量计算，通常用一个非常接近于大地水准面，并可用数学公式表示的几何形体来代替地球的形状，这个数学形体就是地球椭球体。
参考椭球体与某个国家或地区的大地水准面最为密合的地球椭球体称为参考椭球体。
三、地面点位的确定1、地理坐标天文地理坐标用天文经度和天文纬度表示地面点在大地水准面上的位置。
大地地理坐标用大地经度和大地纬度表示地面点在参考椭球面上的位置。
2、平面直角坐标高斯平面直角坐标利用高斯投影的方法，将地球表面上的点投影到平面上，建立的平面直角坐标系。
为了避免横坐标出现负值，在横坐标上加 500km。
独立平面直角坐标在小区域范围内，不考虑地球曲率的影响，建立的平面直角坐标系。
四、测量工作的基本内容和原则1、测量工作的基本内容角度测量距离测量高差测量2、测量工作的基本原则在布局上“从整体到局部”在精度上“由高级到低级”在程序上“先控制后碎部”五、水准测量1、水准测量原理利用水准仪提供的水平视线，读取竖立于两点上的水准尺读数，来测定两点间的高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。
2、水准仪和水准尺水准仪的构造望远镜水准器基座水准尺的种类直尺塔尺3、水准测量的方法闭合水准路线测量附合水准路线测量支水准路线测量4、水准测量的成果计算高差闭合差的计算与调整待定点高程的计算六、角度测量1、角度测量原理水平角测量原理地面上一点到两目标的方向线在水平面上投影所形成的夹角称为水平角。
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十三、数字化测图与数字 十三、 地籍测量 十四、土地利用与管理中 十四、 的其他测量工作
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Multimedia Textbook Series for 21st Cent 策划 刘侨志 王芳
前
言
本课件是在众多测量学文字教材的基础上，结合我 本课件是在众多测量学文字教材的基础上， 校多年来教学实践及野外测量经验研制而成。 校多年来教学实践及野外测量经验研制而成。以文 动画、语音、图象、图形和视频为基本素材， 本、动画、语音、图象、图形和视频为基本素材， 借助多媒体工具，提供全新的教学手段，内容充实、 借助多媒体工具，提供全新的教学手段，内容充实、 文字流畅。 文字流畅。 本课件分为测量基础篇和地籍测量篇。 本课件分为测量基础篇和地籍测量篇。适用于土地 资源管理、农业资源与环境、园林、园艺、农学、 资源管理、农业资源与环境、园林、园艺、农学、 草业科学以及城市规划、工程管理、土木工程、 草业科学以及城市规划、工程管理、土木工程、水 电工程等专业。 电工程等专业。 由于作者水平有限，错误在所难免，恳请批评指正。 由于作者水平有限，错误在所难免，恳请批评指正。
课 程
一、 绪 论
目 录
六、小地区控制测量
二、水 准 测 量 三、经纬仪与角度 测量 四、距离测量与直 线定向 五、测量误差的基 本知识
测 量 学 基 础
七、GPS 技术与应用 八、大比例尺地形图 测绘 九、地形图的识读与 应用 十、施 工 测 量
课 程
目
录
测 量 测 量
地 籍 测 量 学
十一、地 籍 十一、 十二、房 产 十二、