測繪學(xué)基礎(chǔ)課程設(shè)計

PAGEPAGE21題目：測繪學(xué)基礎(chǔ)課程設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)號：專業(yè)：班級：測繪學(xué)基礎(chǔ)課程設(shè)計 1一.設(shè)計任務(wù) 31.1 3二.設(shè)計目的 32.1.1 32.1.2 32.1.3 32.1.4 3三.測區(qū)概況及相關(guān)資料 3四.首級控制網(wǎng) 44.1 44.1.1平面控制網(wǎng) 44.1.2方法一：導(dǎo)線測量 44.1.3方法二：三角測量 94.1.3方法比較 104.2.1高程控制網(wǎng) 114.2.2測站觀測程序 11五.分幅及編號 125.1 125.2 125.3 12六.測圖 136.1圖根控制點加密 136.1.1前方交會 136.1.2側(cè)方交會 136.1.3后方交會 146.2碎步點采集 156.3經(jīng)緯儀測繪法 166.3.1 166.3.2 166.3.3 16七.圖紙的整飾、拼接和檢查 187.1拼接 187.2檢查 197.3整飾 19八.預(yù)算 208.1工期 208.2人員 208.3費用預(yù)算 20一.設(shè)計任務(wù)1.1做校園平面圖比例尺為1:1000的30×30mm測圖二.設(shè)計目的2.1.1培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用測量理論知識，分析和解決本專業(yè)中一般測量問題的能力；復(fù)習(xí)和鞏固課程所學(xué)的理論知識，加強學(xué)生對該課程理論知識的理解和認(rèn)識。2.1.2熟悉本專業(yè)中一般測量工作流程2.1.3熟悉用多種方法測量步驟，并進(jìn)行比較，選出一種快捷，簡單，省錢的測圖方法2.1.4對一般測量工作作出預(yù)算，合理安排測量任務(wù)。三.測區(qū)概況及相關(guān)資料內(nèi)蒙古科技大學(xué)坐落在首批全國文明城市、美麗的草原鋼城—包頭，包頭市地處內(nèi)蒙古高原的南端，陰山山脈橫貫市區(qū)中部，形成北部高原、中部山地、南部平原三個地形區(qū)域。黃河流經(jīng)該市南緣，而內(nèi)蒙古科技大學(xué)處于包頭市的南部，因而整個校區(qū)地勢平坦，最大高差不超過5m。目前，學(xué)校占地121萬平方米，建筑面積65萬平方米，其中，教學(xué)行政用房31萬平方米。校本部西校區(qū)屬于我組測區(qū)。該區(qū)地勢平坦，建筑物較多，且包含幾條校主道。參照我組2012年6月所測地形圖及其它歷次測圖資料，我組決定：圖根平面控制網(wǎng)采用導(dǎo)線網(wǎng)布設(shè)，圖根高程控制網(wǎng)采用環(huán)水準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)，碎步測量采用全站儀測繪法，相關(guān)技術(shù)要求執(zhí)行地形圖測量規(guī)范規(guī)定。四.首級控制網(wǎng)4.1控制測量起著控制誤差傳遞與積累的作用，并為數(shù)據(jù)采集測圖工作提供依據(jù)?？刂茰y量遵循“從整體到局部，線控制后碎部”的測量基本原則，首先在測區(qū)內(nèi)建立滿足精度與密度要求的控制網(wǎng)，再以控制網(wǎng)為基礎(chǔ)，分別以各控制點作為測站施測其周圍碎部點。4.1.1平面控制網(wǎng)圖根平面控制點的布設(shè)，采用圖根導(dǎo)線，圖根三角鎖方法，局部地區(qū)采用交會法布設(shè)4.1.2方法一：導(dǎo)線測量圖根導(dǎo)線測量：1.閉合導(dǎo)線由某一高級控制點出發(fā)最后又回到該點，組成一個閉合多邊形。它適用于面積較寬闊的獨立地區(qū)作測圖控制。2.閉合導(dǎo)線所示，自某一高級控制點出發(fā)最后附合到另一高級控制點上的導(dǎo)線，它適用于帶狀地區(qū)的測圖控制，此外也廣泛用于公路、鐵路、管道、河道等工程的勘測與施工控制點的建立。成果計算：一、坐標(biāo)計算的基本公式1．根據(jù)已知點的坐標(biāo)及已知邊長和坐標(biāo)方位角計算未知點的坐標(biāo)，即坐標(biāo)的正算。如下圖所示，設(shè)A為已知點，B為未知點，當(dāng)A點的坐標(biāo)(XA,YA)和邊長DAB、坐標(biāo)方位角AB均為已知時，則可求得B點的坐標(biāo)XB、YB。由圖可知：其中，坐標(biāo)增量的計算公式為：式中XAB，YAB的正負(fù)號應(yīng)根據(jù)cosAB、sinAB的正負(fù)號決定，所以又可寫成：導(dǎo)線坐標(biāo)計算示意圖2．由兩個已知點的坐標(biāo)反算其坐標(biāo)方位角和邊長，即坐標(biāo)的反算如圖所示，若設(shè)A、B為兩已知點，其坐標(biāo)分別為XA、YA和XB、YB則可得：或DAB=上式中，XABXBXA，YABYB-YA。AB。AB求得后，又可算出兩個DAB，并作相互校核。如果僅尾數(shù)略有差異，就取中數(shù)作為最后的結(jié)果。需要指出的是：按計算出來的坐標(biāo)方位角是有正負(fù)號的，因此，還應(yīng)按坐標(biāo)增量X和Y的正負(fù)號最后確定AB邊的坐標(biāo)方位角。即：若按式計算的坐標(biāo)方位角為：則AB邊的坐標(biāo)方位角AB應(yīng)為：在第Ⅰ象限，即當(dāng)X＞０，Y＞0時，在第Ⅱ象限，即當(dāng)X＜０，Y＞０時，在第Ⅲ象限，即當(dāng)X＜０，Y＜０時，在第Ⅳ象限，即當(dāng)X＞0，Y＜0時，也就是當(dāng)X＞0時，應(yīng)給加360；當(dāng)X0時，應(yīng)給加180才是所求AB邊的坐標(biāo)方位角。二、坐標(biāo)方位角的推算為了計算導(dǎo)線點的坐標(biāo)，首先應(yīng)推算出導(dǎo)線各邊的坐標(biāo)方位角(以下簡稱方位角)。如果導(dǎo)線和國家控制點或測區(qū)的高級點進(jìn)行了連接，則導(dǎo)線各邊的方位角是由已知邊的方位角來推算；如果測區(qū)附近沒有高級控制點可以連接，稱為獨立測區(qū)，則須測量起始邊的方位角，再以此觀測方位角來推算導(dǎo)線各邊的方位角。如圖所示，設(shè)A、B、C為導(dǎo)線點，AB邊的方位角AB為已知，導(dǎo)線點B的左角為左現(xiàn)在來推算BC邊的方位角BC。圖6-6坐標(biāo)方位角推算示意圖由正反方位角的關(guān)系，可知：圖6-6坐標(biāo)方位角推算示意圖BC=AB－180則從圖中可以看出：BC=AB+左=AB180+左根據(jù)方位角不大于360的定義，當(dāng)用上式算出的方位角大于360，則減去360即可。當(dāng)用右角推算方位角時，如圖所示：BA=AB－180則從圖中可以看出BC＝BA＋180°＋右用(6-10)式計算BC時，如果AB180后仍小于右時，則應(yīng)加360后再減右。根據(jù)上述推導(dǎo)，得到導(dǎo)線邊坐標(biāo)方位角的一般推算公式為：式中：前、后——是導(dǎo)線點的前邊方位角和后邊方位角。如圖所示，以導(dǎo)線的前進(jìn)方向為參考，導(dǎo)線點B的后邊是AB邊，其方位角為前；前邊是BC邊，其方位角為前。坐標(biāo)方位角推算示意圖坐標(biāo)方位角推算標(biāo)準(zhǔn)圖180前的正負(fù)號取用，是當(dāng)后＜180時，用“+”號；當(dāng)后＞180時，用“-”號。導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角是左角(左)就加上；右角(右)就減去。4.1.3方法二：三角測量1.分級布網(wǎng)、逐級控制對于工測控制網(wǎng)，通常先布設(shè)精度要求最高的首級控制網(wǎng)，隨后根據(jù)測圖需要，測區(qū)面積的大小再加密若干級較低精度的控制網(wǎng)。用于工程建筑物放樣的專用控制網(wǎng)，往往分二級布設(shè)。第一級作總體控制，第二級直接為建筑物放樣而布設(shè)；用于變形觀測或其他專門用途的控制網(wǎng)，通常無須分級。2.要有足夠的精度以工測控制網(wǎng)為例，一般要求最低一級控制網(wǎng)（四等網(wǎng)）的點位中誤差能滿足大比例尺1:1000求。按圖上0.lmm的繪制精度計算，這相當(dāng)于地面上的點位精度為0.1×500=5（cm）。對于國家控制網(wǎng)而言，盡管觀測精度很高，但由于邊長比工測控制網(wǎng)長得多，待定點與起始點相距較遠(yuǎn)，因而點位中誤差遠(yuǎn)大于工測控制網(wǎng)。3.要有足夠的密度不論是工測控制網(wǎng)或?qū)Ｓ每刂凭W(wǎng)，都要求在測區(qū)內(nèi)有足夠多的控制點。如前所述，控制點的密度通常是用邊長來表示的?！冻鞘袦y量規(guī)范》中對于城市三角網(wǎng)平均邊長的規(guī)定列于表2-3中。4.要有統(tǒng)一的規(guī)格為了使不同的工測部門施測的控制網(wǎng)能夠互相利用、互相協(xié)調(diào)，也應(yīng)制定統(tǒng)一的規(guī)范，如現(xiàn)行的《城市測量規(guī)范》和《工程測量規(guī)范》。三角網(wǎng)的主要技術(shù)要求等級平均邊長（km）測角中誤差（″）起算邊相對中誤差最弱邊相對中誤差二等9±1.01/3000001/120000三等5±1.81/200000(首級）1/120000(加密）1/80000四等2±2.51/120000（首級）1/80000(加密）1/45000一級小三角二級小三角10.5±5±101/400001/200001/200001/10000大地四邊形在兩相鄰三角形內(nèi)加測一條對角線所構(gòu)成的圖形，稱為大地四邊形，這種圖形在工程控制網(wǎng)中應(yīng)用頗廣是推算邊。兩種圖形中既含有若干圖形條件（前者有3個）又含有一個極條件．對于大地四邊形，只有三角形條件，此處只給出兩種典型情況的圖形權(quán)倒數(shù)公式。一種是圖（a）所示的矩形大地四邊形所示的菱形大地四邊形（由兩個等邊三角形加測對角線所構(gòu)成的圖形）。按方向平差時它們的圖形權(quán)倒數(shù)如下：矩形大地四邊形4.1.3方法比較相比之下，本校園圖只適合導(dǎo)線測量，若用三角測量，互相不能通視4.2.1高程控制網(wǎng)4.2.2測站觀測程序往測時，奇數(shù)測站照準(zhǔn)水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的順序為后——前——前——后往測時，偶數(shù)測站照準(zhǔn)水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的順序為前——后——后——前返測時，奇、偶數(shù)測站照準(zhǔn)標(biāo)尺的順序分別與往測偶、奇數(shù)測站相同。按光學(xué)測微法進(jìn)行觀測，以往測奇數(shù)測站為例，一測站的操作程序如下：（1）置平儀器。氣泡式水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡繞垂直軸旋轉(zhuǎn)時，水準(zhǔn)氣泡兩端影像的分離，不得超過lcm，對于自動安平水準(zhǔn)儀，要求圓氣泡位于指標(biāo)圓環(huán)中央。（2）將望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)后視水準(zhǔn)標(biāo)尺，使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像近于符合。隨后用上、下絲分別照準(zhǔn)標(biāo)尺基本分劃進(jìn)行視距讀數(shù)。視距讀取4位，第四位數(shù)由測微器直接讀得。然后，使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像精確符合，使用測微螺旋用楔形平分線精確照準(zhǔn)標(biāo)尺的基本分劃，并讀取標(biāo)尺基本分劃和測微分劃的讀數(shù)。測微分劃讀數(shù)取至測微器最小分劃。（3）旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)前視標(biāo)尺，并使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動安平水準(zhǔn)儀仍在第Ⅰ擺位），用楔形平分線照準(zhǔn)標(biāo)尺基本分劃，并讀取標(biāo)尺基本分劃和測微分劃的讀數(shù)。然后用上、下絲分別照準(zhǔn)標(biāo)尺基本分劃進(jìn)行視距讀數(shù)。（4）用水平微動螺旋使望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)前視標(biāo)尺的輔助分劃，并使符合氣泡兩端影像精確符合，用楔形平分線精確照準(zhǔn)并進(jìn)行標(biāo)尺輔助分劃與測微分劃讀數(shù)。（5）旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，照準(zhǔn)后視標(biāo)尺的輔助分劃，并使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動安平水準(zhǔn)儀仍在第Ⅱ擺位），用楔形平分線精確照準(zhǔn)并進(jìn)行輔助分劃與測微分劃讀數(shù)。五.分幅及編號5.1為便于測繪、使用和管理地形圖，需要將大面積的地形圖進(jìn)行分幅，并將分幅的地形圖進(jìn)行有系統(tǒng)的編號。按坐標(biāo)格網(wǎng)劃分的矩形分幅法。5.2矩形分幅大比例尺地形圖的圖幅通常采用矩形分幅。采用1：1000比例尺測圖，圖幅大小30×30mm5.3各種比例尺地形圖的圖號，均用該圖圖廓西南角的坐標(biāo)以公里為單位表示。六.測圖儀器：經(jīng)緯儀，塔尺，標(biāo)桿，鋼尺，繪圖板6.1圖根控制點加密交會法控制點教秘：6.1.1前方交會

如果已知A、B兩點的坐標(biāo)，為了計算未知點P的坐標(biāo)，只要觀測∠A和∠B即可。這種測定未知點P的平面坐標(biāo)的方法稱為前方交會。6.1.2側(cè)方交會

若觀測∠A和∠P或∠B和∠P，同樣可以測定未知點P的平面坐標(biāo)，這種方法稱為側(cè)方交會。6.1.3后方交會

若在未知點P上瞄準(zhǔn)A、B、C三個已知點，測得∠α和∠β，也可確定未知點P的平面坐標(biāo)，這種方法稱為后方交會。已知條件A、B兩點坐標(biāo)分別為(xA,yB)、(xB,yB)，求p點的坐標(biāo)。待求數(shù)據(jù)p點的坐標(biāo)(Xp,Yp)觀測數(shù)據(jù)

為確定P點的位置，經(jīng)緯儀分別安置A、B兩點，用測回法觀測∠A、∠B

坐標(biāo)計算

根據(jù)A、B兩點的坐標(biāo)和∠A、∠B，P點坐標(biāo)為

6.2碎步點采集6.2.1施測碎部時，首先注意：正確選定地物點、地貌點。作業(yè)員對測站周圍的地貌特征應(yīng)進(jìn)行分析：總的地貌是什么？細(xì)小的變化在哪里？先測什么后測什么？這樣觀測立尺認(rèn)識統(tǒng)一，心中有數(shù)。能按比例尺表示的地物，應(yīng)選在地物拐角上，地物輪廓的變換點上。不能按比例尺表示的地物，應(yīng)選在地物的中心位置上。地形點應(yīng)選擇在地形特征點上。6.2.2碎部測圖中，立尺員跑點應(yīng)有次序，不要東跑西跑。觀測員要盡可能測完一個地物再測另外一個，并立即繪出其輪廓線。地形點應(yīng)邊測邊連，測完后地性線也連出來了，以免遺漏弄錯。6.2.3碎部測圖時，觀測員和立尺員應(yīng)充分利用旗語、擺動標(biāo)尺等約定的聯(lián)絡(luò)信號。否則，觀測員和立尺員失去聯(lián)絡(luò)，測站上無法指揮立尺員，就會影響碎部測圖的順利進(jìn)行。立尺員在跑尺過程中，應(yīng)注意調(diào)查地理名稱和量測陡坎、沖溝等比高，以供圖上描繪和注記。對本測站上無法測繪的局部隱蔽地區(qū)的地形，立尺員要向觀測員介紹，以便研究處理的方法。6.2.4測圖過程中，測站上每測量一定數(shù)量的地形點之后，應(yīng)重新瞄準(zhǔn)零方向檢查定向。還要及時檢查圖上碎部點之間的相對位置與實地有無矛盾，描繪的圖形是否與實地一致等。對重要碎部點的觀測數(shù)據(jù)，應(yīng)記入碎部點記錄手簿以備查考。本測站所測繪的地物、地貌，特別是與相鄰測站所測的地物、地貌的銜接情況，要全面對照實地檢查一遍，立尺員要根據(jù)所看到的碎部點的地形情況，參加對圖上描繪的地物、地貌的檢查，以防錯誤或遺漏。6.2.5為了避免漏測或重復(fù)，兩測站所測的范圍應(yīng)以人工的或天然的地面線作為分界，如道路、河流、山脊等。對分界線上的地物點、地貌特征點必須在兩個測站上分別測定，以作檢查。6.3經(jīng)緯儀測繪法經(jīng)緯儀測繪法的實質(zhì)是按極坐標(biāo)定點進(jìn)行測圖,觀測時先將經(jīng)緯儀安置在測站上繪圖板安置于測站旁用經(jīng)緯儀測定碎部點的方向與已知方向之間的夾角、測站點至碎部點的距離和碎部點的高程。然后根據(jù)測定數(shù)據(jù)用量角器和比例尺把碎部點的位置展繪在圖紙上,并在點的右側(cè)注明其高程,再對照實地描繪地形。此法操作簡單/靈活/適用于各類地區(qū)的地形困測繪。操作步驟如下：6.3.1安置儀器于測站點A(控制點)上量取儀器高I填入手簿。6.3.2定向置水平度盤讀數(shù)為0°00′00″后視另一控制點B。6.3.3立尺立尺員依次將尺立在地物、地貌特征點上。立尺前立尺員應(yīng)弄清實測范圍和實地情況選定立尺點并與觀測員、繪圖員共同商定跑尺路線。觀測轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部,瞄準(zhǔn)標(biāo)尺,讀視距間隔,中絲讀數(shù),豎盤讀數(shù)及水平角。記錄將測得的視距間隔、中絲讀數(shù)、豎盤讀數(shù)及水平角依次填入手簿。對于有特殊作用的碎部點,應(yīng)在備注中加以說明計算依視距,豎盤讀數(shù)上或豎直角度用計算器計算出碎部點的水平距離和高程。展繪碎部點用細(xì)針將量角器的圓心插在圖上測站點A處,轉(zhuǎn)動量角器將量角器上等于水平角值的刻劃線對準(zhǔn)起始方向線,此時量角器的零方向便是碎部點方向,然后用測圖比例尺按測得的水平距離在該方向上定出點的位置,并在點的右側(cè)注明其高程。同法,測出其余各碎部點的平面位置與高程,繪于圖上,并隨測隨繪等高線和地物。為了檢查測圖質(zhì)量,儀器搬到下一測站時,應(yīng)先觀測前站所測的某些明顯碎部點,以檢查由兩個測站測得該點平面位置和高程是否相同,如相差較大,則應(yīng)查明原因糾正錯誤,再繼續(xù)進(jìn)行測繪。計算及注意事項：豎直角:a=90o－L+x=90o－L（順時針注記）水平距離:D＝Kcos2a高差:h＝Dtana＋i－v;碎部點高程:H碎=HA+h1、每觀測20~30個碎部點，應(yīng)檢查起始方向歸零差應(yīng)<4'，否則，應(yīng)重新定向，并檢查已測碎部點。2、立尺人員應(yīng)將視距尺豎直，綜合取舍碎部點，地形復(fù)雜時繪制草圖。