*****学院教案（2017～2018学年第二学期）2018年2月《数字地形测量学》课程介绍与教学总体设计一、课程性质与作用1. 课程性质学科基础课，总学时72，其中课堂教学52学时、实验20学时，学分分。

2. 课程地位与作用（1）是后续课程的学习基础（后续课程：误差理论与测量平差基础、大地测量学基础、工程测量学、地籍测量、房产测绘、矿山测量等。

基础表现在：原理方法、技能、测绘思路）。

（2）本课程的基本内容是做好测绘工作或测绘项目的必备基础。

（3）本课程内容是部分学校考研的内容。

（4）本课程学习有助于培养测绘思路，提高测绘能力。

二、教材与参考资料1．教材潘正风等主编，数字地形测量学，武汉：武汉大学出版社，2015。

2.参考资料（1）杨晓明等主编，数字测图，北京：测绘出版社，2009。

（2）《1：500、1：1000、1：2000地形图图示》（GB／—2007）（3）《数字地形图系列和基本要求》（4）《工程测量规范》(GB／T 50026—2007)（5）相关期刊三、课程特点、学习方法与要求1.课程特点（1）包含了测绘工作的基础知识、原理和方法，是后续学习、工作的基础。

（2）内容较多：测量学基本原理、误差理论、仪器使用、作业方法、基本计算等。

（3）实践性强、责任心高、团结互助、必须遵照测量的规程、规范。

2.学习方法与要求（1）思想重视。

就是体现出“态度端正、要求严格、持之以恒”。

（2）行动自觉。

就是做到“不缺勤、认真听、勤思考、独立做、善总结”。

（3）方法正确。

①注意各章节间的联系；透彻理解概念；牢固掌握基本原理、技术方法和技术要求；②做到理论与实践并重，通过课堂学习、实验、课后复习，巩固理论、提高动手能力；③学习完一章内容或每次实验后，一定要自己总结，从中提炼出原理、方法步骤、技术要求及注意事项，培养测绘工作思路；④同学们要主动学习、带作问题学习，多想、多问、多练，独立完成每次作业、认真编写实验报告；⑤学习过程中，要注重培养提高自学能力、协调沟通能力、组织管理能力。

四、教学总目标（1）使学生掌握测量学的基本理论、基本方法；（2）培养学生“测、记、算、绘”能力；（3）训练学生测绘工作的基本思路与方法；（4）较扎实的掌握测量学基础理论和基本实践能力，为后续课程学习奠定基础。

五、教学手段和教学方法1. 教学手段（1）多媒体、板书、录像、图片、示范并举。

（2）针对仪器结构与使用、数字地形测绘等内容，采用多媒体结合录像、图片，讲授。

（3）板书讲授主要针对重点和难点内容，涉及计算、推导内容，主要有水准路线计算、导线计算、误差传播定律等。

（4）示范教学主要针对测绘仪器使用，通过实物介绍、实验前操作示范等，使学生了解仪器操作与使用，加强实践和动手能力。

2. 教学方法在课程教学过程中，要从以下几点引导学生：（1）理论与实践并重，注意各章节知识的联系；（2）课堂教学注重原理、方法和技术要求；实践环节，要培养学生积极动手、认真思考和提高仪器操作能力；（3）测绘工作是人与仪器结合、采用相应的技术方法、遵守相关技术规程，生产测绘产品的过程。

培养学生的“敬业精神、创新思维、规范意识”；（4）尽量与实践结合，联系具体测绘项目，培养学生分析问题和解决问题的综合能力。

六、成绩评定本课程的“总评成绩”由“平时成绩”和“期末成绩”构成，用百分制按式（1）评定总评成绩。

总评成绩=平时成绩×40%+期末成绩×60% （1）其中，平时成绩由“作业成绩”、“实验成绩”组成，用百分制计算，课堂表现和出勤率作为参考。

平时成绩式（2）计算：平时成绩=作业成绩×50%+实验成绩×50%（2）第1部分 绪论(4学时)一、学习目的与要求1.掌握测量学的定义、学科分类、研究的内容与任务。

2.了解测量学科的历史、发展现状与趋势。

3.掌握坐标系统基础知识及地面点定位的概念。

4.了解高程系统概念，掌握水准面与水平面的关系。

5.明确测量工作的基本概念和理解测量工作的基本原则。

二、课程内容与知识点1.测绘学研究的对象，测绘学的分科，现代测绘学的发展现状，在国民经济及工程建设中的作用。

2.地球形状和大小，水准面的特性，参考椭球面。

3.确定点位的概念。

点的平面位置和高程位置。

4.测量中常用的坐标系统，坐标系间的坐标转换。

天文坐标（λ，φ），大地坐标（L ，B ），空间直角坐标（X ，Y ，Z ），高斯平面直角坐标（x ，y ），独立平面直角坐标（x ，y ）。

高斯投影中计算带号的公式：int(1)6int(0.5)3LN Ln =+=+6度带：3度带：计算中央子午线的公式： 0063,3L N l n =-= 5.地面点的高程。

1985年国家黄海高程基准。

高程与高差的关系：''A B A B AB H H H H h -=-=6.用水平面代替水准面的限度。

对距离的影响：223RD D D ≈∆ 对水平角的影响："6.0≤ε 对高差的影响：R D h 2/2=∆7.测量工作的基本概念测量工作的原则：从整体，到局部；先控制，后碎部；步步检核。

测量工作的内容：地形图测绘，施工测量。

三、学时本章总学时4（理论学时6，实践学时0）。

四、习题与思考题1.何谓大地水准面？我国的大地水准面是怎样定义的？它在测量工作中起何作用？2.参考椭球和地球总椭球有何区别？3.测量中常用的坐标系有几种？各有何特点？不同坐标系间如何转换坐标？4.北京某点的大地经度为116º20′，试计算它所在的六度带和三度带带号，相应六度带和三度带的中央子午线的经度是多少？5.什么叫绝对高程？什么叫相对高程？两点间的高差如何计算？6.什么是测量中的基准线与基准面？在实际测量中如何与基准线与基准面建立联系？什么是测量计算与制图的基准线与基准面？7.测量工作的基本原则是什么？那些是基本工作？第2部分水准测量(10学时)一、学习目的与要求学习目的掌握水准测量的相关知识，做好水准测量实施前的技术准备，通过水准测量的实验，达到独立操作水准仪，完成多个测站水准测量的观测、检核、成果整理所必须具备的实践能力。

学习要求1.深刻理解水准测量的原理和高程传递要领。

2.清楚水准仪的构造，及其主要轴线的关系。

3.掌握水准仪的操作要领，能够完成水准测量中的观测、检核、记录、计算，及水准测量路线的成果计算。

4.认识精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪。

5.清楚水准仪的检验与校正方法6.了解引起水准测量误差的因素，及相应的消除、削弱这些误差的方法。

二、课程内容与知识点1.水准测量原理。

高差法：前视与后视、仪高法、视线高、转点的概念。

公式：∑∑∑-==-=-=+=+=-=bahhbahbHHaHHhHHbahABiiiiBAiABABAB2.水准仪及其使用DS3微倾式水准仪的构造、内对光望远镜成像原理、望远镜放大率、水准管零点、水准器的分划值。

视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴满足条件；水准管轴平行于望远镜视准轴，圆水准器轴平行于仪器竖轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴。

水准仪操作步骤：立尺，置架，粗平，照准，精平，读数，记录，搬站。

视差及其消除方法。

水准尺：塔尺，单面尺，双面尺及尺常数。

尺垫。

3.精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪的构造及使用。

4.水准测量实施水准点：永久性水准点。

临时性水准点。

水准路线：附合水准路线，闭合水准路线，支水准路线。

水准网，水准结点。

普通水准测量的一般要求，施测程序。

公式：∑∑∑-==-A B H H h b a 测站检核方法：双仪高法，双尺面法。

公式：()()2/mm 1002/"'mm 6"'"""'''±-=+=≤--=-=红黑h h h h h h h h b a h b a h水准测量成果整理：高差闭合差的计算检核、高差改正数的计算、高差改正数的分配原则。

水准仪的检验与校正水准仪轴线应满足的条件：圆水准器轴平行于仪器竖轴，水准管轴平行于望远镜视准轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴。

圆水准器轴的检验校正； 水准管轴的检验校正； 十字丝中横丝的检验校正。

6.水准测量误差仪器及工具误差：视准轴与水准管轴不的误差平行，望远镜对光时调焦透镜运行的误差，水准尺的误差。

观测误差：水准管气泡居中的误差，估读水准尺的误差m V ，水准尺倾斜的误差b 。

公式：D ⋅⨯=∆"2"15.0ρτ D v m v ⋅±=""60ρ 22b b δρ'''⎡⎤∆=⎢⎥''⎣⎦外界条件的影响：地球曲率的影响，大气折光的影响f ，仪器升沉的影响，尺垫下沉的影响，温度变化对视准轴与水准管轴夹角的影响。

公式：RD f 243.0=三、学时本章理论教学6学时，实践学时4（两次实验：DS3水准仪使用；等外水准测量，每个实验2学时），本章总学时10。

四、习题与思考题1.设A 为后视点，B 为前视点，A 点的高程是.当后视读数为,前视读数为,问A 、B 两点的高差是多少?B 、A 两点的高差又是多少？绘图说明B 点比A 点高还是低?B 点的高程是多少?2.何为视准轴?何为视差?产生视差的原因是什么?怎样消除视差?3.水准仪上圆水准器与管水准器的作用有何不同?，何为水准器分划值？4.转点在水准测量中起到什么作用？5.水准仪有哪些主要轴线？它们之间应满足什么条件？什么是主条件？为什么？6.水准测量时要求选择一定的路线进行施测，其目的何在？7.水准测量时，前、后视距相等可消除那些误差？8.试述水准测量中的计算校核方法。

9.水准测量中的测站检核有那几种？如何进行？ 10.数字水准仪主要有那些特点？11.将图中的水准测量数据填入表中，A 、B 两点为已知高程点H A =，H B =，计算并调整高差闭合差，最后求出各点高程。

测站测点水准尺读数实测高差/m高差改正数/mm改正后高差/m高程/m 后视（a）前视（b）ⅠBMA 1Ⅱ1 2Ⅲ2 3Ⅳ3 BMB计算检核Σ1尺上的读数b1为,仪器搬到B点附近,又测得B尺上读数b2为,A尺读数为a2为。

试问水准管轴是否平行于视准轴？如不平行，应如何校正？13.试分析水准尺倾斜误差对水准尺读数的影响，并推导出其计算公式。

14.调整如图所示的闭合水准测量路线的观测成果，并求出各点高程，H I=。

第3部分角度测量（10学时）一、学习目的与要求学习目的认识经纬仪的组成及用途，清楚角度测量原理，掌握测角方法。

通过实验，达到独立操作经纬仪，完成水平角、竖直角的观测、检核、成果整理所必须具备的实践能力。