《工程测量技术与地形图测绘教学课件》

工程测量技术与地形图测绘欢迎学习工程测量技术与地形图测绘课程！本课程将带领大家系统学习测量学的基本原理、方法和应用技术，掌握各类测量仪器的使用方法，以及地形图测绘的关键技能通过本课程的学习，你将能够独立完成基础测量工作和地形图测绘任务，为未来的工程建设项目奠定坚实基础测量技术是工程建设的基础，地形图测绘则是空间数据获取的重要手段本课程注重理论与实践相结合，帮助你全面提升专业素养和实践能力课程概述课程目标课程内容掌握工程测量的基本理论和方法课程涵盖测量基础理论、各类测，熟悉各类测量仪器的使用与校量方法（水准、角度、距离测量正，能够独立完成地形图测绘工）、控制测量、地形图测绘技术作，并能将测量技术应用于各类、工程应用（施工放样、变形监工程项目中测）以及新技术应用等内容学习方法理论学习与实践操作相结合，课堂讲解与外业实习互补，掌握基本原理的同时注重实际操作技能的培养，多做习题巩固知识点第一章工程测量基础测量学基本概念测量学是研究地面点位确定的科学，主要包括位置测定、形状测定和面积测算等内容工程测量的任务是为各类工程建设提供控制点位、地形图及各类测量数据测量误差理论所有测量都存在误差，主要分为系统误差、偶然误差和粗差理解误差产生的原因、传播规律和处理方法是获得高精度测量结果的基础工程测量是工程建设的重要基础，它为工程设计、施工和验收提供了准确的几何依据掌握测量学的基本理论和误差处理方法，是成为一名合格测量工程师的第一步坐标系统平面直角坐标系将大地椭球面投影到平面上的坐标系，通过X、Y坐标确定平面位置大地坐标系以地球椭球体为基准的坐标系统，通过经度、纬度和高程三个参数确定点位高程系统以平均海平面为基准面，确定地面点位高程的系统，中国采用1985国家高程基准在工程测量中，正确选择和使用坐标系统至关重要中国大陆地区主要采用2000国家大地坐标系（CGCS2000）和1985国家高程基准在具体工程项目中，常建立独立的工程坐标系，但最终需要与国家坐标系统进行联系和转换测量误差来源仪器误差由测量仪器本身精度、校正状态和使用方法引起的误差，包括刻度误差、轴系误差等观测误差由观测者视觉判断、操作习惯和经验水平导致的误差，包括读数误差、瞄准误差等环境因素由温度、气压、湿度以及外界干扰等环境因素引起的误差，如光线折射、震动影响等了解测量误差的来源，有助于我们在实际工作中采取相应措施，尽可能减小误差影响对于仪器误差，可通过定期检验校正来减小；对于观测误差，可通过规范操作和多次观测来减小；对于环境误差，可选择合适的观测时间和条件来降低其影响误差处理方法算术平均法最小二乘法最基本的误差处理方法，通过多次测量取平均值，可有效降低偶最科学的误差处理方法，基于概率统计理论，使误差平方和最小然误差的影响原理对同一量的n次独立观测值求算术平均，其结果最可靠原理对于一组观测值，使其残差平方和最小的参数估计值最为可靠公式X=x₁+x₂+...+x/n应用平差计算、参数估计、精度评定等ₙ特点操作简单，计算方便，适用于直接测量的数据处理特点理论严密，计算结果最优，适用于复杂的测量数据网络处理在工程测量中，合理选择误差处理方法非常重要对于简单的直接测量，可采用算术平均法；对于控制网平差、间接测量等复杂情况，则应选择最小二乘法进行严密平差计算，以获得最优的测量结果第二章水准测量水准测量原理水准仪构造水准测量是利用水平视线确定地面点位高差的方法通过水准仪建现代水准仪主要由望远镜、水准管、三脚架和基座组成其中望远立水平视线，读取前后视标尺的读数，其差值即为两点间的高差镜内部的十字丝用于瞄准标尺，水准管或补偿器用于确保视线水这一原理基于重力方向总是垂直于水平面的特性平根据精度和用途不同，水准仪分为普通水准仪、精密水准仪和数字水准仪水准测量方法测量类型精度要求适用范围操作要点普通水准测量较低精度1-一般工程测量、视距≤100m，10mm/km建筑放样前后视距大致相等精密水准测量高精度

0.2-控制测量、变形视距≤50m，前1mm/km监测后视距严格相等，双面尺水准测量根据精度要求和作业目的可分为四等，从一等到四等精度依次降低一等和二等水准测量采用精密水准仪，双面尺观测；三等和四等采用普通水准仪，单面尺观测在实际工作中，应根据工程要求选择合适的水准测量方法和等级水准测量外业操作时，应注意避免仪器安置和读数的粗差，如读数颠倒、记录错误等同时还要控制前后视距离相等，以消除视准轴误差和地球曲率影响水准测量数据处理高程传递与计算根据观测数据和已知点高程计算未知点高程闭合差计算与分配计算测量路线的闭合差并进行合理分配精度检核与成果评定检验测量精度是否满足规范要求并评定成果质量水准测量数据处理的核心是高程计算和闭合差处理对于水准路线，先计算测段高差h=后视读数-前视读数，然后累加各测段高差得到总高差对于闭合水准路线，理论上总高差应为零，实际上由于误差存在会产生闭合差W闭合差的分配原则是按测段数或测段长度比例分配当闭合差不超过允许值f=±L公里数时，将闭合差按比例分配到各测段；若超过允许值，则需检查原始数据或重新测量水准仪检验与校正水准管检验检查气泡居中时视准轴是否水平二等校正法在相距50-70米的两个固定点间进行对称观测三等校正法在视距比为1:2的条件下观测固定点高差水准仪使用前必须进行检验校正，确保视准轴与水准管轴垂直二等校正法是最常用的方法，具体步骤如下选择两个固定点A和B，相距50-70米；将仪器安置在A、B中点，严格对称观测得到高差h₁；然后将仪器移至距A点2米处观测得高差h₂；若h₁≠h₂，则说明视准轴有倾斜，需要调整水准仪十字丝使两次读数一致三等校正法则在视距比为1:2的条件下进行，操作更为简便但精度略低无论采用哪种方法，校正后都应再次验证校正效果，确保仪器满足测量精度要求第三章角度测量角度测量原理经纬仪构造角度测量是利用仪器对准两个方向，读取水平和垂直方向的度数经纬仪是测量水平角和垂直角的精密仪器，主要由照准部分、水，从而得到两个方向之间的夹角在测量学中，角度单位采用度平度盘、垂直度盘、水准器和基座组成其中最核心的部件是水分秒制，1度=60分，1分=60秒平和垂直度盘，上面刻有精密的度分刻度水平角用于确定点位的平面位置，垂直角用于高程测量和距离归现代经纬仪多为电子经纬仪，采用电子读数装置，测角精度可达算角度测量是工程测量中最基本的操作之一，对测量精度有直秒级全站仪则在电子经纬仪基础上增加了电磁波测距功能，实接影响现了角度和距离的一体化测量水平角观测方法单测回法多测回法适用于一般工程测量的常规方用于高精度角度测量，通过多法，精度要求不高操作步骤次观测取平均值提高精度测架设仪器后整平，照准后视量程序第一测回同单测回法点并置零，转动照准前视点读；第二测回改变盘左位置继续数，该读数即为所求水平角观测；依此类推完成n个测回优点是操作简单快捷，但精度特点是精度高，可消除系统有限误差，但工作量较大方向观测法适用于测站周围有多个目标需要测量的情况观测时选定一个方向为起始方向，依次观测各个方向的读数，计算相邻方向的差值即为所求角度这种方法效率高，适合控制测量竖直角观测方法竖直角测量主要有两种方法天顶距法和竖直角法天顶距法是测量视线与铅垂线的夹角，范围为0°-180°；竖直角法则是测量视线与水平面的夹角，向上为正0°-90°，向下为负0°--90°在实际操作中，竖直角观测需要注意仪器整平和竖盘指标差的影响为消除指标差，通常采用盘左和盘右两个位置观测取平均现代电子经纬仪和全站仪已能自动补偿指标差，但仍需定期检验校正经纬仪检验与校正432轴系关系检验项目校正方法经纬仪主要有四个轴竖轴、横轴、视准轴和水竖轴垂直度、视准轴与横轴垂直度、横轴与竖轴调整各轴之间的几何关系，使其满足理论要求准管轴垂直度经纬仪的主要检验校正内容包括竖轴误差校正，确保竖轴铅垂；视准轴误差校正，使视准轴与横轴垂直；横轴误差校正，使横轴与竖轴垂直；水准器检验，确保气泡居中时各轴关系正确校正方法主要是通过特定点位布置和观测程序，找出各轴误差并调整相应部件如视准轴误差可通过照准近远目标法检验，并调整十字丝装置；竖轴误差则通过整平和旋转观测检验现代仪器多采用软件补偿配合必要的机械调整第四章距离测量直接测距法间接测距法测距精度要求使用钢尺、皮尺等仪器直接丈量两点间距离通过测量其他几何量间接计算距离的方法距离测量的精度要求取决于工程性质和测量的方法特点是操作简单，不需复杂仪器，包括视距测量、平行丝测距、三角测距和电目的控制测量要求高精度，一般为但精度有限且效率低适用于短距离测量和磁波测距等特点是效率高，适用于各种地1/5000-1/50000；施工放样要求中等精度，辅助测量形条件一般为1/1000-1/5000；一般地形测图要求较低精度，通常为1/500-1/1000•钢尺测距精度较高，受温度影响•视距测量利用视距乘数•皮尺测距方便携带，精度较低•平行丝测距读取视线上的标尺长度•测绳测距适用于粗略测量•三角测距测角计算距离•电磁波测距利用电磁波传播原理电磁波测距原理脉冲法测量电磁波脉冲往返时间计算距离相位法•测程较长•精度相对较低，厘米级利用发射和接收信号的相位差计算距离•适用于中长距离测量•精度高，可达毫米级频率法•适用于精密测量通过测量频率变化计算距离•有周期模糊度问题•结构简单•适用于动态测量•多普勒效应应用电磁波测距是现代测距技术的主流方法，其原理是利用电磁波在空气中传播的速度已知（约为光速c），通过测量电磁波从发射到接收的时间t，计算距离D=c·t/2实际应用中需考虑大气折光系数修正和仪器常数改正全站仪测距全站仪构造测距精度分析测距模式选择集成了电子经纬仪和电全站仪测距精度通常表全站仪常有多种测距模磁波测距仪功能，主要示为±a+b·Dmm，式标准模式、精密模由照准部分、角度测量其中a为常数项约2-式、快速模式、跟踪模系统、距离测量系统、5mm，b为比例项约式等测量前应根据工微处理器和显示控制单2-5ppm，D为测距长作需求选择合适的测距元组成现代全站仪多度km影响精度的模式和参数设置，确保配备自动化功能如自动因素包括仪器本身精度测量效率和精度的平衡照准、无棱镜测距等、大气条件、棱镜常数等全站仪在使用时需注意大气参数设置温度、气压、湿度，以确保测距精度同时，棱镜常数的正确设置也非常重要，不同类型棱镜常数不同现代全站仪的无棱镜测距功能很方便，但测程和精度通常低于有棱镜模式第五章控制测量控制测量概念控制测量是为确定地面基本控制点的精确位置而进行的测量工作，是其他测量工作的基础和依据控制点具有明确的坐标和高程，用于建立测量的基准系统控制网等级体系控制网按照精度和密度分为不同等级，从国家基础控制网到工程控制网，形成从高级到低级、从整体到局部的控制网体系，保证了测量成果的统一性和准确性控制网类型根据控制目的和内容分为平面控制网和高程控制网平面控制网主要有三角网、导线网和GNSS网；高程控制网主要是水准网各类控制网有不同的精度要求和技术规范导线测量导线测量原理连接成线或环的测量方法导线类型闭合导线、附合导线和支导线精度等级一至四等导线，精度逐级降低应用范围工程控制、地形测图、变形监测导线测量是最常用的控制测量方法，特别适用于狭长地区和视线受限的场合导线点之间通过测角和测距确定相对位置，然后根据已知点坐标计算未知点坐标闭合导线起讫于同一点，有检核条件；附合导线起讫于不同已知点；支导线只有一端与已知点相连，无检核条件导线测量外业操作角度观测距离测量导线测量中的角度观测通常采用测回法，根据导线等级要求选择测回数导线边长测量一般采用电磁波测距或全站仪测距，高等级导线要求往返一般采用左角法，即测量导线前后相邻边的夹角测量时要确保仪器测量取平均在山区或条件受限时，可用斜距测量后归算为水平距离对中精度和整平质量，控制观测读数精度一等导线要求至少4测回，二测距精度直接影响导线精度，一等导线相对误差要求达到1/50000，四等导线至少2测回，三四等导线可用单测回等导线为1/5000对于工程导线，通常要求相对误差优于1/5000导线测量内业计算三角测量三角测量原理通过测量三角形内角和一条边长，利用正弦定理求解其他边长和点位坐标的方法三角形网络中只需测少量基线，主要依靠角度观测，适合大区域控制测量基线测量三角网中关键的长度测量环节，作为整个网的比例控制传统用基线仪测量，现代多用GNSS技术确定基线测量精度要求很高，直接影响整个网的精度三角网布设根据地形条件和精度要求，布设三角形网络良好的三角网应该三角形接近等边，视线通畅，点位稳定三角网分为一至四等，等级越高精度要求越严格网形平差利用最小二乘原理，对观测数据进行综合平差处理，获得最优的点位坐标现代平差计算多采用条件平差或间接平差方法，通过计算机软件实现测量技术GNSSGPS系统原理RTK技术应用全球定位系统GPS是一种基于卫星的无线电导航系统，通过测实时动态RTK测量是一种高精度的GNSS测量方法，通过基准量接收机到多颗卫星的距离来确定位置GPS系统由空间段（卫站和流动站之间的实时数据传输，解算载波相位差，实现厘米级星）、控制段（地面控制站）和用户段（接收机）三部分组成定位精度RTK技术广泛应用于工程测量、地形测绘、变形监测等领域其测量原理基于卫星发射的精确时间信号和已知的卫星轨道参数，优点是测量效率高、精度好、不受视距限制使用时需注意空旷计算接收机到卫星的距离，通过多颗卫星的交会定位确定三维坐场地、基准站与流动站间距控制、固定解状态确认等问题，以确标定位精度与可见卫星数量、几何分布、信号质量等因素有关保测量结果可靠除GPS外，全球卫星导航系统GNSS还包括中国的北斗、俄罗斯的GLONASS和欧洲的伽利略系统现代GNSS接收机通常支持多系统联合定位，提高了可用卫星数量和几何强度，进一步提升测量精度和可靠性第六章地形图测绘基础地形图概念地形图内容地形图分类地形图是表示地球表面自然地形和人地形图的主要内容包括数学要素（按比例尺分为大比例尺1:500-工地物的平面图，采用一定的符号、坐标网、比例尺）、地貌要素（等高1:

10000、中比例尺1:25000-比例尺和数学投影方法，按照统一标线、高程点）、水系要素（河流、湖1:100000和小比例尺1:200000以准绘制地形图既表示平面位置，又泊）、居民地与建筑物、交通设施、下地形图；按用途分为基本地形图表示高程信息，是最基本和最常用的植被与土质、境界线与地名注记等、专题地形图和工程地形图；按表示地图类型各要素以不同符号和颜色表示方法分为线划地形图、等高线地形图和数字地形图地形图比例尺比例尺精度要求适用范围等高距1:500极高城市规划、详细设

0.5m计1:1000很高工程设计、管线布

0.5-1m置1:2000高小区规划、初步设1-2m计1:5000中等区域规划、土地利2-5m用1:10000较低地区规划、水文分5-10m析地形图比例尺是图上距离与实地距离的比值，决定了地图的精度和表示内容的详细程度比例尺越大（分母越小），地形图表示越详细，精度越高选择合适的比例尺要考虑测图目的、区域大小、所需精度和经济因素图幅大小和分幅方法也与比例尺相关中国采用分层分幅法，先分大区域，再逐级分割不同比例尺的图幅编号有严格规定，确保图幅之间的衔接和系统性地形图测绘方法平板仪法传统的地形图测绘方法，利用平板仪直接在图纸上绘制地形图优点是直观简便，缺点是精度有限，受天气影响大现已较少使用，主要作为教学和应急手段操作流程包括架设平板仪、定向、测图和绘制全站仪法利用全站仪测量地物点的极坐标（方向角和距离），计算坐标后绘制地形图优点是精度高、效率好、受天气影响小现代测绘的主要方法之一，通常与数字测图软件配合使用操作流程建立控制网、碎部测量、数据处理和成图GNSS-RTK法使用RTK技术直接测量地物点三维坐标，是当前最高效的地形测绘方法优点是速度快、不受视距限制、可直接获取三维坐标缺点是在树林、高建筑物附近接收效果差适合开阔地区的大面积测绘操作流程建立基准站、采集地物点、数据处理和成图现代地形图测绘通常采用多种方法结合，如在开阔区域用GNSS-RTK法，遮挡区域用全站仪法，以取长补短、提高效率同时，航空摄影测量和激光扫描等新技术也越来越多地应用于地形图测绘数字化测图技术前期准备任务分析、测区踏勘、技术设计、控制测量数据采集地物点采集、高程点采集、特征线采集数据处理数据检验、坐标转换、地形建模、等高线生成成图输出图层管理、符号库应用、整饰编辑、质量检查数字化测图技术是现代地形图测绘的主流方法，它将传统的图形表达方式转变为数字化表达，采用计算机辅助测图系统进行数据采集、处理和制图常用的数据采集设备包括全站仪、GNSS接收机、数码相机、激光扫描仪等数字化测图的核心是建立地理空间数据库，将地形地物以三维坐标和属性数据的形式存储，可灵活应用于各类工程和规划南方CASS、天正、中望、PCI等软件是常用的数字测图平台，支持数据采集、编辑、处理和出图的全流程管理第七章碎部测量碎部点概念碎部点选取原则碎部点是指用于描述地形地物的特征点，是地形图测绘的基本数点位应能准确表达地形特征和地物轮廓，包括特征点、转折点和据通过采集足够密度的碎部点，可以准确表达地形起伏和地物界线变化点点位密度要与地形复杂程度和比例尺要求相适应，形状地形起伏大的区域点位应密集碎部点按功能可分为地形点（表示地面起伏）和地物点（表示地选点的基本原则地形起伏处和坡度变化处加密；平坦区域适当物位置和形状）碎部测量是地形图测绘的核心工作，其质量直稀疏；地物轮廓必须测其特征点；高程点应布设在地形特征明显接影响地形图的精度和真实性处；道路、河流等线状地物沿其中线或边线布置点位碎部点的选取需要有丰富的经验和对地形特征的敏锐判断测量人员应根据现场情况灵活把握点位密度，既要确保准确表达地形地物特征，又要避免冗余测量导致的工作量增加一般来说，1:500地形图碎部点平均密度约为每公顷100-200点碎部测量方法极坐标法支距法测量点位的方向角和距离，计算坐标测量点到基线的垂距和起点距GNSS定位法交会法直接获取点位的三维坐标从两个已知点测角或距确定位置极坐标法是使用最广泛的碎部测量方法，特别是在使用全站仪时操作步骤在控制点上架设仪器并定向；瞄准碎部点测量水平角、垂直角和斜距；利用极坐标公式计算碎部点坐标这种方法快速高效，但受视距限制支距法适用于沿线地物测量，如道路、围墙等通过测量点到基线的垂直距离和沿基线的距离确定位置GNSS定位法在开阔地区效率最高，可直接获取三维坐标不同测量方法可根据实际条件灵活选择和组合使用地物测绘地物测绘是测量和绘制各类自然和人工地物的过程，它们在地形图上以规定的符号表示地物按性质可分为点状地物（井、杆等）、线状地物（道路、河流等）和面状地物（建筑物、水体等）测绘时应准确测定地物的位置、形状、尺寸和高程地物符号是地形图上表示各类地物的标准图形，分为点状符号、线状符号和面状符号中国测绘行业有统一的地形图图式规定，不同比例尺地形图有不同的符号表达标准在数字测图中，地物对应不同的编码和图层，便于管理和应用地貌测绘等高线绘制地貌特征线等高线是地形图上表示地面起伏的主要方法，它连接具有相同高程的点地貌特征线包括分水线（山脊线）和集水线（山谷线），是地形变化的，形成闭合曲线等高距是相邻等高线间的高程差值，根据地形复杂程关键线条测绘时必须重点采集这些特征线，以准确表达地形结构分度和比例尺确定等高线绘制需要注意等高线不相交、不分叉，在陡坡水线是地表水分向两侧流动的界线，呈凸形，等高线经过时向低处凹入处密集，在平缓处稀疏，等高线要平滑连续；集水线是地表水汇集的线路，呈凹形，等高线经过时向高处凸出第八章地形图编绘数据准备整理控制点和碎部点数据，导入测图软件，建立工程文件地形建模基于高程点和特征线构建数字地形模型DTM，形成地形表面等高线生成根据DTM自动生成等高线，进行平滑处理和编辑地物编辑绘制各类地物，应用标准符号库，添加属性信息整饰编辑添加图廓、坐标网、图例、比例尺和注记等要素成果输出质量检查后，出图或导出数字成果数字高程模型（）DEMDEM概念DEM数据结构DEM构建方法数字高程模型Digital ElevationDEM常用的数据结构有规则格网GRID基于离散高程点和特征线构建DEM的方法Model是地形表面的数字表达形式，以、不规则三角网TIN和等高线结构其有三角网法、插值法和特征线约束法一系列有序数值阵列形式记录地面高程信中TIN结构最能保留地形特征，由一系列构建过程中需注意特征线的处理，防止地息它是现代地形分析和三维可视化的基不重叠的三角形面片组成，每个三角形顶形失真现代测图软件如CASS、ArcGIS础，为地形图中等高线的自动生成提供数点都有准确的三维坐标等都支持快速构建DEM模型据支持DEM的精度取决于原始高程数据的质量和密度，以及构建方法的选择在构建过程中，需特别注意采集和处理地形特征线（山脊线、山谷线等），它们对地形表达至关重要高质量的DEM不仅可以生成精确的等高线，还可用于坡度分析、视域分析、土方计算等多种工程应用等高线生成等高线插值方法等高线平滑处理等高线编辑优化根据DEM模型进行等高程原始生成的等高线往往过于自动生成的等高线需要人工面与地形面求交，获取等高锯齿状，需要进行平滑处理编辑优化，包括添加计曲线线点串，然后通过曲线拟合，使其符合地形表达要求、加注高程数字、处理特殊形成连续平滑的等高线常平滑算法如B样条、三次样地形表达等还需检查等高用插值算法包括线性插值、条等可减少曲线的角点，增线的合理性和符合性，确保双线性插值、曲面插值等加流畅度平滑程度要适中地形表达的准确性地形图地形越复杂，插值方法要求，过度平滑会失真，不足则上一般每隔四条绘制加粗的越高软件中可设置等高距显得粗糙在特殊地形处（计曲线，并标注高程值、平滑程度和抽稀参数，控如山脊、山谷）需手动编辑制生成效果调整等高线是地形图的核心内容，其质量直接反映地形表达的准确性现代测图软件虽然可以自动生成等高线，但技术人员的专业判断和编辑仍然不可或缺在实际工作中，需结合现场地形特点，对自动生成的等高线进行必要的编辑和完善，确保其科学合理地表达地形特征地形图整饰图廓整饰坐标网绘制包括内外图廓线、图幅编号和分幅索引图绘制坐标格网、坐标刻度和坐标值标注•内图廓表示图幅四至范围•格网间距根据比例尺确定•外图廓用于美观和保护•坐标值清晰可辨•图幅编号按国家规范标注•坐标系须明确标注图例与说明注记布置绘制图例、比例尺、方向指示和制图说明包括地名、高程、说明文字等文字内容4•图例解释特殊符号含义•注记位置不应遮挡重要地形地物•比例尺以图示和数字两种形式表达•字体字号符合图式规定•指北针标明方向•排列方向与地物特征协调第九章地形图应用工程规划设计土方计算GIS分析应用地形图是各类工程规划设计的基础资料，用于基于地形图和设计高程，计算工程建设中的挖数字地形图是地理信息系统GIS的基础数据场地分析、线路选择、建筑布局等设计人员填土方量，是工程量计算和造价估算的重要依，支持各类空间分析和决策支持通过GIS软通过地形图了解地形条件、现状地物分布，作据通过比较原地形和设计地形的高程差，可件可进行地形分析、路径规划、洪水模拟等高出合理的规划决策准确计算各区域的土方量级应用•建筑工程场地选择、建筑布局•方格网法将区域划分为规则网格计算•坡度坡向分析地形特征研究•道路工程线路规划、纵横断面设计•断面法沿特定方向设置断面计算•视域分析可见性研究•水利工程流域分析、水库选址•TIN模型法基于三角网模型计算体积•水文分析流域划分、洪水预测第十章施工放样放样原理施工放样是将设计图纸上的几何位置标注到实地的过程，是工程测量的重要内容放样的本质是已知点坐标求其实地位置，是测量的逆向操作放样精度直接影响工程质量，必须严格控制放样工具放样常用的仪器有全站仪、GNSS接收机、经纬仪、水准仪、钢尺等现代放样多采用全站仪或GNSS-RTK设备，具有高效率和高精度的特点选择合适的工具取决于工程性质、精度要求和现场条件放样方法常用的放样方法包括坐标法、角度交会法、距离交会法和极坐标法等其中极坐标法最为常用，通过测设方向角和距离确定点位现代全站仪和数据采集器支持直接输入坐标进行放样，大大提高了效率施工放样前需进行详细的准备工作，包括分析设计图纸、计算放样数据、确定控制点和放样方法等放样过程中要注意精度控制，关键点位应采用多种方法复核放样后还应进行检测，确保符合设计要求和规范标准建筑物放样复核验收高程放样放样完成后必须进行复核，检查轴轴线放样建筑物的高程放样主要确定±

0.000线位置和尺寸是否符合设计要求准备工作建筑物放样首先是主轴线放样，通基准面和各楼层标高通常从附近验收时要检查轴线垂直度、平行度收集并分析设计图纸，计算建筑物常采用极坐标法从控制点引测为水准点引测至工地，设置施工水准，以及对角线长度等几何指标发各轴线和特征点的坐标，确定放样确保精度，关键轴线交点应采用多点在建筑物周围设置水准桩或水现问题应及时调整，确保施工基础方法和精度要求在现场踏勘，了点引测并取平均放样后的轴线点准线，作为施工参考基准高层建准确无误解地形条件和控制点分布情况，制要用木桩或钢钉固定，并设置保护筑还需考虑传递误差控制定详细的放样方案检查测量仪器桩和拉线，便于施工参考，确保其满足精度要求道路放样中线放样横断面放样道路中线放样是道路施工的第一步，通常采用极坐标法实施放横断面放样是在中线基础上，向两侧延伸放样路基宽度、边坡坡样步骤首先放样主点（交点、起终点）；然后根据线形计算放脚等点位放样方法沿中线垂直方向，根据设计横断面图测设样缓和曲线和圆曲线上的点；最后加密放样其他特征点两侧各点位置和高程中线点通常每20米一个，曲线段根据半径大小适当加密放样横断面放样点包括路肩点、边坡坡口点、坡脚点等放样时需点通常用木桩标记，并涂上红漆和编号遇到障碍物时，需移设考虑超高、加宽等设计要素在填方路段，需计算路基边坡与原到安全位置，并做好记录地面交点；在挖方路段，边坡可能有多级，需逐级放样道路放样精度对道路工程质量至关重要中线点位精度一般要求±3cm，高程精度要求±1cm放样完成后应进行检测，确保符合设计要求和规范标准现代道路放样广泛采用全站仪和GNSS设备，结合道路专业软件，可实现数据直读和实时放样，大大提高工作效率第十一章变形监测变形监测概念监测对象监测方案设计变形监测是指对建筑物常见的监测对象包括大变形监测方案设计包括、构筑物、大型设备和坝、高层建筑、桥梁、监测网布设、观测方法地质体等工程对象的位隧道、边坡、地面沉降选择、观测频率确定、移、倾斜、沉降等变形区等不同对象的变形数据处理和分析方法等参数进行系统观测和分特点和监测要求不同，内容设计时要考虑监析的过程通过监测可需采用针对性的监测方测精度要求、现场条件了解工程对象的稳定状案和技术方法监测周、经济因素等，制定科况，预防安全事故，为期和频率也应根据对象学合理的监测计划还设计、施工和使用提供稳定性和重要性确定要建立预警标准和应急参考依据预案变形监测是一项长期、系统的工作，需要专业的技术手段和严密的组织管理监测数据的分析处理同样重要，通过时间序列分析、趋势预测等方法，可发现变形规律和异常情况，为工程安全管理提供科学依据沉降观测

0.01mm

0.1mm精密水准测量精度一等沉降观测精度使用高精度水准仪可达到的读数精度重要建筑物的沉降监测精度要求

0.3mm二等沉降观测精度一般建筑物的沉降监测精度要求沉降观测是最常见的变形监测项目，主要采用水准测量方法获取监测点的高程变化水准测量法是目前最精确的高程测量方法，可达到亚毫米级精度根据精度要求和监测对象的重要性，沉降观测分为一等、二等和三等，采用不同等级的仪器和方法沉降观测的关键是建立稳定的基准点网，通常选在监测区域外的稳定地层上观测时严格遵循测量规范，采用往返测或环测法，控制视距平衡和累计视距精密水准仪应定期检验校正，保证仪器精度数据处理中要进行严密的平差计算，评估观测精度，分析沉降速率和趋势倾斜观测倾斜观测是监测建筑物垂直度变化的重要手段，主要方法包括铅垂线法、经纬仪法、倾斜仪法和GNSS法等铅垂线法分为机械铅垂线和光学铅垂线，适用于高层建筑和大坝；经纬仪法通过测量建筑物特征点的水平位移计算倾斜；倾斜仪直接测量倾角变化，操作简便；GNSS法通过卫星定位技术监测顶部位移倾斜观测的数据处理需计算倾斜方向和倾斜率垂直度允许偏差一般按高度的1/1000~1/3000控制，不同类型建筑有不同标准倾斜观测需注意环境因素的影响，如温度变化导致的结构变形、风荷载影响等，必要时进行修正现代倾斜监测多采用自动化系统，实现实时监控和预警位移观测观测方法适用范围精度特点全站仪法各类工程结构1-3mm操作灵活，精度高GNSS法大型开阔结构3-5mm连续观测，不受视距限制摄影测量法整体变形分析5-10mm非接触，获取密集点云传感器法局部精密监测

0.1-1mm自动化程度高，实时监控位移观测是监测工程结构水平位移的重要手段，可直接反映结构的稳定性全站仪法是最常用的位移观测方法，通过测量监测点相对于基准点的角度和距离变化，计算三维位移量观测时采用强制对中，多测回观测，以提高精度GNSS技术在大型结构位移监测中应用广泛，特别是对大坝、长桥等开阔区域的结构GNSS可实现全天候连续观测，不受视距限制，但精度略低于全站仪法近年来，激光扫描、摄影测量等新技术也在位移监测中得到应用，可获取结构表面的密集点云数据，进行整体变形分析第十二章隧道工程测量隧道测量特点洞内控制网布设隧道工程测量具有特殊性，主要表现在作业洞内控制网是隧道施工的骨架，需要精心设环境复杂（黑暗、潮湿、通风差）、视线距计和高精度测量控制点布设遵循两壁一顶离短、测量精度要求高、贯通误差控制难等原则，形成稳定几何构型方面•平面控制常采用附合导线•两端掘进必须保证精确贯通•高程控制采用高精度水准测量•施工过程需实时控制方向和高程•控制点间距一般为50-100米•断面检测要求严格•控制点设置要避开施工干扰区•需考虑仪器在特殊环境下的稳定性隧道测量方法隧道测量根据不同阶段和目的采用不同方法，包括地面控制测量、洞内控制测量、贯通测量、断面检测等•激光指向仪用于掘进方向控制•全站仪用于精密测量和放样•陀螺经纬仪用于定向测量•激光扫描仪用于断面检测隧道贯通测量精准贯通保证两端掘进准确相遇贯通误差控制计算并控制平面和高程误差测量方法选择3根据隧道特点选择合适的测量方案多方案验证采用多种独立方法进行验证隧道贯通误差分析是贯通测量的关键步骤贯通误差主要来源于地面控制网误差、导线测量误差、仪器安置误差和观测误差等贯通误差分析采用误差传播定律，计算可能的最大误差，为测量方案设计提供依据贯通测量通常需达到厘米级精度，长大隧道尤其关键贯通测量方法多种多样，根据隧道长度和地形条件选择常用方法包括地面-洞内联合控制网法（适合短隧道）；GPS定向加陀螺经纬仪法（适合长隧道）；双轴激光法（适合直线隧道）为确保贯通精度，通常采用多种方法独立测量并比对结果，最后综合分析确定贯通点位置隧道断面测量断面测量原理激光扫描应用隧道断面测量是确定隧道开挖轮廓与设计轮廓符合程度的重要工作其原理是在隧道横现代隧道断面测量广泛采用三维激光扫描技术，其具有测量速度快、点密度高、精度高断面上测定一系列点的位置，描绘出实际断面形状，然后与设计断面进行比较，检查超等优点激光扫描仪可在几分钟内获取隧道断面的数千个点，形成密集点云模型，精确欠挖情况断面测量贯穿隧道施工全过程，是确保隧道安全和质量的关键环节反映隧道形态点云数据处理软件可自动计算超欠挖量，生成断面图和统计报表，为施工提供直观参考传统的断面测量方法包括光学投影法、断面尺测量法和全站仪极坐标法等这些方法虽然仪器简单，但效率低、精度有限激光扫描技术的应用极大地提高了断面测量的效率和精度，特别是在复杂断面和长大隧道中优势明显最新型的移动扫描系统甚至可以在行进中完成隧道全断面扫描，进一步提高了工作效率第十三章桥梁工程测量桥梁测量特点控制网布设桥梁工程测量具有精度要求高、控桥梁控制网通常由平面和高程控制制网布设复杂、外业条件艰苦等特网组成，平面控制一般采用三角网点桥梁跨越水域或深谷，测量作或导线网形式；高程控制采用精密业常受到地形条件限制，特别是大水准网桥梁两岸设置主控制点，跨度桥梁，控制测量难度更大高确保稳定性和通视条件长大桥梁精度要求贯穿桥梁施工全过程，从还需考虑地球曲率和投影变形的影桥址勘测到结构监测响，必要时建立独立坐标系统测量阶段划分桥梁测量按工程阶段可分为桥址勘测、控制测量、基础施工测量、墩台施工测量、上部结构测量和竣工测量等阶段不同阶段有不同的测量内容和精度要求，构成完整的桥梁测量体系桥梁工程测量是确保桥梁工程质量和安全的关键技术支持现代桥梁测量广泛采用全站仪、GNSS、精密水准仪和激光扫描等先进设备，结合专业软件进行数据处理和分析大型桥梁还常建立自动化监测系统，实时监控桥梁在施工和使用过程中的变形情况桥墩定位测量桥梁监控测量监测方案设计根据桥梁特点和环境条件制定合理的监测方案监测点布设在关键构件和敏感部位布设监测点定期观测按监测频率进行系统观测并记录数据数据分析4处理观测数据，分析变形趋势和规律桥梁监控测量是确保桥梁安全运营的重要手段，主要监测内容包括沉降、位移、倾斜、挠度和振动等参数沉降观测采用精密水准测量，要求精度达到±

0.5mm；位移和倾斜观测常用全站仪、倾斜仪等设备；挠度测量可采用水准测量或激光扫描方法；振动监测则使用加速度传感器现代桥梁监测多采用自动化监测系统，结合传感器网络、数据采集系统和分析软件，实现实时监控和预警监测数据的科学分析是关键，需考虑温度变化、荷载影响等因素，识别正常变形和异常变形监测成果可用于评估桥梁健康状况，指导维护加固工作，并为类似工程积累经验数据第十四章地下管线测量管线探测原理探测设备介绍地下管线探测是利用物理方法探测地下管线位置和深度的技术管线探测常用设备包括管线探测仪、地质雷达、金属探测器等不同类型管线采用不同探测原理金属管线多采用电磁感应原理管线探测仪是最常用的设备，由发射机和接收机组成，适用于，通过发射和接收电磁信号探测；非金属管线则多采用地质雷达金属管线和可通信号的非金属管线探测原理，通过发射电磁波并接收反射波判断地质雷达GPR适用于各类管线探测，特别是非金属管线，具有管线探测的关键是提高探测精度和识别率，减少漏测和误测影探测深度大、分辨率高的特点，但受地质条件影响较大此外，响探测效果的因素包括管线材质、埋深、周围环境干扰、地质还有声学探测器、电视检测系统等专用设备，用于特定条件下的条件等探测前应收集已有管线资料，了解大致分布情况，提高管线探测和检查设备选择应根据管线类型和现场条件确定工作效率地下管线测量的重要性日益凸显，它不仅为城市规划和管线管理提供基础数据，也是保障工程施工安全的必要手段随着城市地下空间利用日益密集，管线探测技术不断发展，多传感器融合探测、三维成像等新技术逐渐应用，提高了复杂环境下的探测能力管线探测方法电磁感应法1通过发射机产生电磁场，接收机检测信号强度变化来探测金属管线或带有金属追踪线的非金属管线分为主动和被动模式主动模式通过发射机直接向管线施加信号；被动模式接收管线自身携带的信号这是最常用的管线探测方法，操作简便，适用范围广地质雷达法通过发射高频电磁波，接收地下界面反射波，分析波形变化确定管线位置和深度特点是可探测各类管线，包括金属和非金属管线，且能提供连续的剖面图像但受地质条件影响大，在含水量高或电导率高的土壤中效果较差探测深度通常为

0.5-3米声学探测法主要用于探测给水管，通过敲击管线产生声波，利用声学传感器检测声音传播规律确定管线位置这种方法适用于金属和非金属水管，但受环境噪声影响大探测前需确定管线的接入点，操作相对复杂，精度有限，主要作为辅助方法使用开挖验证法在确定管线大致位置后，采用小范围开挖直接确认管线的精确位置、材质和尺寸这是最可靠的验证方法，特别是对于重要节点和复杂交叉区域但工作量大、成本高、对环境干扰大，通常只在必要时采用管线信息系统6管线类型给水、排水、燃气、电力、通信、热力等3基本图层管线图层、地形图层、基础设施图层2数据类型空间数据和属性数据1统一平台实现多部门数据共享和协同管理地下管线信息系统是基于GIS技术的专业信息系统，用于管理城市地下管线的空间位置和属性信息系统的核心是管线数据库，包含空间数据（管线平面位置、埋深、走向等）和属性数据（管线类型、材质、规格、建设年代、所属单位等）数据采集来源于实地探测、竣工测量和历史资料整理管线信息系统的功能包括数据录入与编辑、空间查询分析、统计报表生成、专题图制作、管线冲突分析等系统应用于城市规划、工程施工、应急抢修和日常管理等领域随着技术发展，现代管线信息系统正向三维化、实时化和智能化方向发展，与BIM、物联网等技术融合，实现更高效的管线管理第十五章不动产测绘不动产测绘概念法律法规要求不动产测绘是确定不动产权属界址、空间位置和面不动产测绘必须严格遵守相关法律法规，确保测绘积等要素的测量工作，是不动产登记的技术基础成果的法律效力主要法律依据包括《中华人民共不动产包括土地、建筑物、构筑物和附着物等，具和国测绘法》、《不动产登记暂行条例》和《房产有固定性和持久性特点测量规范》等•房产测量确定建筑物平面位置和面积•测绘资质要求从事不动产测绘的单位必须具备相应资质•宗地测量确定土地权属范围和面积•成果要求测绘成果必须真实、准确、完整•界址测量确定不动产的边界位置•程序要求测绘过程必须符合规定程序，权利•空间测量确定建筑物的三维空间位置人参与确认•档案管理测绘成果必须建立完整档案并长期保存技术规范不动产测绘有严格的技术规范和标准，确保测绘成果的一致性和可靠性常用技术规范包括《房产测量规范》、《城镇地籍调查规程》和《不动产权籍调查技术方案》等•精度要求平面位置误差≤±5cm，面积相对误差≤1/200•测量方法全站仪法、GNSS-RTK法、摄影测量法等•成图比例宗地图1:500-1:2000，房产分户图1:100-1:200•数据格式符合不动产登记信息管理系统要求房产测量房产测量准备实地测量收集相关资料，如规划许可证、设计图纸等采用激光测距仪等工具测量房屋尺寸•核对产权主体信息•测量外墙和分户墙中心线•了解建筑基本情况•测量室内净尺寸•准备测量工具和表格•记录门窗位置和尺寸分摊面积计算建筑面积测算将公共部分面积按规定比例分摊按规范计算各类面积数据•确定分摊系数•套内建筑面积计算•计算各户分摊面积•公共部分面积计算•计算各户产权面积•建筑总面积汇总房产测量是确定建筑物产权面积的重要工作，测量成果是房产交易和不动产登记的技术依据建筑面积计算严格遵循《房产测量规范》，包括套内建筑面积和分摊的共有建筑面积两部分面积计算的基本原则是以水平投影面积为准，各层面积分别计算宗地测量宗地界址测量宗地图绘制宗地界址测量是确定土地权属边界的过程，需要权利人参与并确认测量前，应通知相关宗地图是表示宗地位置、形状和界址的图件，是不动产登记的重要技术资料宗地图内容权利人到场，共同指认界址点位置；测量时，采用全站仪或GNSS-RTK等设备测定界址点包括宗地四至、界址点坐标、面积计算、四邻关系等宗地图比例尺一般采用1:500-坐标；完成后，权利人需在界址点成果表上签字确认界址点标志应设置稳固、明显，并1:2000，根据宗地大小和精度要求确定现代宗地图多采用数字化方式制作，便于数据管制作界址点之间的界址线成果理和更新绘制完成后需进行技术检查和质量验收宗地测量是不动产登记的重要环节，其精度和准确性直接关系到产权的法律效力宗地面积计算通常采用坐标法，即根据界址点坐标应用解析几何公式计算面积农村宗地和城镇宗地有不同的技术规范和精度要求，但基本测量原理相同宗地测量成果是土地使用权确权、登记、流转的技术依据，也是国土空间规划和管理的基础数据第十六章新技术应用测绘技术正经历快速革新，新技术的应用极大地提高了测绘效率和精度无人机摄影测量技术利用搭载高清相机的无人机获取影像数据，通过影像处理软件生成正射影像和三维模型，特别适合中小区域的快速测绘三维激光扫描技术则通过发射激光束测量物体表面三维坐标，形成高密度点云，可准确表达复杂地形和建筑物此外，移动测量系统MMS将激光扫描仪、全景相机和定位系统集成于车辆上，实现行进中的高效数据采集；增强现实AR技术将数字信息叠加到实景中，辅助测量和放样；人工智能和大数据分析技术在测绘数据处理和分析中也发挥着越来越重要的作用这些新技术相互融合，推动测绘向智能化、自动化方向发展无人机航测应用航线设计无人机航测的第一步是航线规划，需考虑测区范围、地形起伏、像片重叠度和分辨率要求等因素测区边界应有足够余量；航线方向通常沿测区长轴；航线间距和航高根据相机参数和地面分辨率要求确定；像片前后重叠度一般为60%-80%，左右重叠度为30%-60%航线设计通常使用专业软件完成，自动生成飞行任务控制点布设地面控制点是保证航测精度的关键，用于影像定向和精度检核控制点应均匀分布在测区内，通常在测区四角、边缘和中心布设控制点标志要清晰可辨，一般采用十字或圆形标志，尺寸为影像分辨率的5-10倍控制点坐标通过GNSS-RTK或全站仪测量获取，精度应高于航测成果精度等级航飞作业航飞作业前需检查天气条件、设备状态和飞行区域限制作业时严格按设计航线飞行，保持稳定的航高和航速现代无人机多具备自动航线飞行功能，可按预设航线自动完成拍摄任务航飞过程中应实时监控飞行状态和图像质量，发现问题及时调整完成航飞后立即检查影像覆盖情况和质量，确保数据完整数据处理无人机航测数据处理包括影像预处理、空三加密、点云生成、DSM/DOM制作和成图等步骤处理软件常用Pix4D、Metashape、ContextCapture等空三加密是核心步骤，通过控制点约束和同名点匹配，确定每张影像的精确位置和姿态之后生成密集点云和网格模型，通过正射校正生成DOM，最终制作地形图或三维模型三维激光扫描应用点云数据采集利用激光扫描仪通过发射激光束并接收反射信号，测量物体表面点的三维坐标，形成点云数据点云配准与拼接将多站点云数据通过共同特征点配准到统一坐标系下，形成完整的点云模型点云滤波与分类去除噪声点、稀疏点云密度，并根据特征进行地物分类三维建模与成果输出基于点云数据构建曲面模型，生成各类应用成果三维激光扫描技术以其高精度、高密度和高效率的特点，在工程测量、文物保护、建筑测量、隧道变形监测等领域得到广泛应用扫描仪类型包括地面固定式、手持式和机载激光雷达等，可根据应用需求选择地面激光扫描精度可达毫米级，点云密度可达厘米级间距，能够精确捕捉复杂结构细节三维激光扫描在实际应用中需注意站点布设、控制点联系和数据管理等问题站点之间应有足够重叠区域确保配准精度；控制点用于将点云数据纳入工程坐标系；数据量庞大，需合理规划存储和处理策略随着技术发展，激光扫描与摄影测量、BIM等技术融合应用，实现了更全面的空间信息获取和应用课程总结综合应用能力灵活运用各种测量方法解决实际问题数据处理能力2掌握测量数据处理和精度分析方法仪器操作技能熟练使用各类测量仪器设备基础理论知识理解测量学基本原理和方法本课程系统讲解了工程测量技术和地形图测绘的理论与方法，从测量基础到专业应用，构建了完整的知识体系通过学习，您应掌握测量误差理论、坐标系统、角度测量、距离测量、水准测量等基础知识，以及控制测量、地形图测绘、工程放样等专业技能，还了解了各类工程测量应用和新技术发展测量工作要求严谨细致的工作态度和扎实的专业技能建议在课后多进行实践操作，参与实际工程项目，将理论知识转化为实践能力同时保持对新技术、新方法的学习，不断提升专业素养测量技术是工程建设的基础，希望大家重视基本功训练，为今后的工作打下坚实基础结语工程测量技术发展趋势学习建议工程测量技术正经历深刻变革，呈现出数字化、智能化、自动化作为测绘工程专业的学生，建议构建扎实的理论基础同时注重实和集成化的发展趋势GNSS技术与惯性导航系统深度融合，实践技能培养理论学习要系统全面，深入理解测量原理而非仅记现全天候、高精度定位；激光扫描与摄影测量结合，形成多源数忆公式流程；实践训练需从基本操作入手，循序渐进提升技能水据协同获取模式；人工智能算法在数据处理和特征提取中广泛应平，争取参与实际工程项目积累经验用，大幅提高工作效率紧跟技术发展是必不可少的，建议关注学术期刊和行业信息，参未来，物联网、云计算、5G通信等技术将进一步与测量技术融加专业交流活动；跨学科学习也很重要，特别是计算机、地理信合，推动智慧测绘发展移动测量平台将更加多样化，包括无息、遥感等相关学科知识此外，良好的职业素养同样关键，包人机、无人车、机器人等，实现复杂环境下的自主测量测量成括严谨的工作态度、团队协作精神和终身学习习惯希望大家在果将从单一地形图向综合性、动态化、智能化空间信息服务转变测绘事业中不断进步，为国家建设贡献力量，为智慧城市建设提供基础支撑。