数字测图.docx
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数字测图
一、名词解释
1、水平角：
过空间两条相交方向线所作铅垂面间的二面角。
2、中误差：
在相同的观测条件下，对同一未知量进行n次观测，所得各个真误差平方的平均值，再取平方根，即为中误差。
3、扫描数字化：
采用人机交互与自动跟踪相结合的方法将栅格图像转换成矢量格式的数字地形图。
4、等高线：
地面上高程相等的各相邻点所连成的闭合曲线，即水平面与地面相截所形成的闭合曲线。
5、（坐标）方位角：
由标准方向的北端顺时针方向量到某直线的夹角。
由0—360度变化。
6、真子午线方向：
真子午线北端所指的方向即真子午线方向。
7、等高线：
地面上高程相等的各相邻点所连成的闭合曲线，即水平面与地面相截所形成的闭合曲线。
8、地物：
地面上各种固定性的物体，如居民地、道路、湖泊等等，称为地物。
9、系统误差：
在相同的观测条件下对某个固定量进行多次观测，如果观测误差在正负号及量的大小上表现出一致的倾向，即按一定的规律变化或保持为常数，这类误差称为系统误差。
10、绝对高程：
某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，称为该的绝对高程。
11、碎部测量：
碎部测量是利用平板仪、经纬仪或全站仪等仪器在某一测站上测绘各种地物、地貌的平面位置和高程的工作。
12、相对高程：
某点沿铅垂线方向到任意一个水准面的距离，称为该的相对高程。
13、地貌：
地面上各种高低起伏的自然形态，如高山、深谷、悬崖等等，称为地貌。
14、地图投影：
把椭球面上的点或图形映射到平面上的工作。
15、比例尺精度：
相当于图上0.1㎜的实地水平距离。
16、海拔（高程）：
地面上某点到沿铅垂线方向到大地水准面的距离。
17、大地水准面：
与平均海平面重合并向陆地延伸所形成的封闭曲面。
18、比例尺：
图上距离与实地水平距离之比，用分子为1的分数表示。
19、数字测图系统：
以计算机为核心，连接测量仪器的输入、输出设备，在硬、软件的支持下，对地面空间数据进行采集、输入、编辑、成图、输出、管理的测绘系统。
20、偶然误差：
在相同的观测条件下，对某量进行了多次观测，如果观测的误差出现的大小和符号均不一定，可大可小，可正可负，这种误差称为偶然误差。
21、地形图比例尺：
图上某线段的长度与地面上相应线段的水平投影长度之比，称为地形图比例尺。
22、直线定向：
在测量工作中，一条直线的方向是根据某一标准方向来确定的，确定一条直线与标准方向间的关系较直线定向。
二、填空题
1、大比例尺地形图的矩形标准分幅中，一张1：
1000比例尺地形图的图幅面积大小是m2，其表达的实地面积大小为km2。
一张1：
500比例尺地形图的图幅面积大小是m2，其表达的实地面积大小为km2。
大比例尺地形图的矩形标准分幅中，一张1：
2000比例尺地形图的图幅面积大小是m2，其表达的实地面积大小为km2。
在半径小于10公里的测区范围内水平面代替水准面，地球曲率对于水平距离的影响（可以/不可以）忽略，对高程的影响（可以/不可以）忽略。
2、某测站水准观测数据如下：
后视黑面中丝读数为1726，红面中丝读数为6513，前视黑面重视度数为1866，红面中丝读数为6554，该站的高差为。
3、在一个测图工作中，我们一般要依顺序做首级控制、加密控制、图根控制，最后才进行测图。
这个过程体现了的测量工作组织原则。
4、坐标格网的绘制要求其方格网的交点不在一条直线上的偏离值应小于
，方格网对角线长度误差应小于。
5、正形投影的性质是。
6、在水准测量中，望远镜视准轴与水准轴不平行的误差可用方法消除。
7、一组观测值的权之比等于它们的中误差平方的之比，不论单位权中误差为多少，这组权之间的比例关系。
8、测量工作中常称为“三北方向”的三种基本北方向是 ，坐标纵线（坐标北方向）、。
9、图上某直线的长度与地面上实际的之比，称为地形图的比例尺。
10、产生视差的原因是通过物镜之后的像没有与重合，应予以消除。
11、正形投影的性质是角度的和伸长的 。
12、等高线的分类中，基本等高线又称、加粗等高线又称 。
13、已知某点高斯投影平面坐标系统的横坐标yA=36327135.83m，则该点的实际横坐标为 ，它位于 度带的第 带，中央子午线的经度为 。
14、测量学通常可分为、、、和等分支学科。
15、已知某点的横坐标yA=18595864.83m，则该点的实际横坐标为，它位于度带的第带，中央子午线的经度为。
16、单一导线的形式有、、。
17、观测某竖角，L=68°42′18″，R=291°17′36″，则该竖角α=，指标差x=（注α左=90－L）。
18、经纬仪的主要轴线有、、、，它们应满足、、。
19、地面某点的经度为东经130°25′32″，则该点位于6°投影带第 带，中央子午线的经度为 °；位于3°投影带第 带，中央子午线的经度为 。
20、单一水准路线的形式有 、 、 。
21、观测某竖角，L=98°41′18″，R=261°18′48″，则该竖角α=，指标差x=（注α左=90－L）。
22、直线定向中采用的基本方向有 、 、 。
23、水准仪的主要轴线有 、 、 、 ，它们应满足 、 。
24、根据误差性质，观测误差分为和。
25、已知某点高斯投影平面坐标系统的横坐标yA=19467135.83m，则该点的实际横坐标为 ，它位于 度带的第 带，中央子午线的经度为 。
26、坡度陡的地方，等高线就 、坡度缓的地方，等高线就。
27、在1：
500比例尺地形图上量取AB间的长度为180mm，其量距偏差为0.1mm其表达的实地长度为m，其实地量距偏差为m。
28、对某直线边长测量了9次，设一次丈量中误差为±6mm，则其平均值的中误差为±mm。
29、设全站仪测量水平角一测回的中误差为5秒，若某等级导线要求测角中误差为2.5秒，则采用该全站仪测水平角的测回数至少为测回。
30、地形图上表示地物的符号有符号、非比例符号和符号。
31、天文坐标与大地坐标的区别是
32、绝对高程是
三、问答题
1、水准测量中为何要求采用偶数站？
答：
水准尺在使用过程中由于磨损使两根水准尺的零点不一致，为了消除水准尺的零点差，所以在水准测量中要求采用偶数站。
2、设对某个三角形用两种不同的精度分别对它进行了10次观测，求得每次观测所得的三角形内角和的真误差为
第一组：
+3″，-2″，-4″，+2″，0″，-4″，+3″，+2″，-3″，-1″；
第二组：
0″，-1″，-7″，+2″，+1″，+1″，-8″，0″，+3″，-1；
请问第一组的第一个观测值与第二组的第一个观测值相比谁的精度高？
答：
∵
，∴m1=±2.7″，ｍ2=±3.6″
第一组精度高于第二组，所以前者精度高。
3、采用盘左盘右观测水平角的方法可消除哪些误差？
能否消除仪器竖轴倾斜引起的测角误差？
答：
采用盘左盘右观测水平角的方法可消除水平度盘偏心、视准轴不垂直横轴、及横轴不水平等因素引起的水平角测角误差。
但不能消除仪器竖轴倾斜引起的测角误差。
4、三角高程测量中一般应用对向观测的方法进行高程控制测量工作，其主要作用是什么？
答：
三角高程测量中一般采用对向观测的方法进行高程控制测量，其主要作用是消除地球曲率的影响并减弱大气折射的影响。
5、地形图测绘完成后，除测绘小组人员的自我检查以外，还应该有哪些检查内容？
答：
主要是上级主管部门对地形图的全面检查，包括室内检查、室外巡视检查和室外仪器检查三个方面的内容。
6、水准测量中采用后－前－前－后的观测顺序，可以消除或减弱什么误差的影响？
水准仪安置在前、后水准尺的中间，可以消除或减弱什么误差的影响？
答：
水准测量中采用后－前－前－后的观测顺序，可以消除或减弱仪器升降和水准尺升降的误差影响；水准仪安置在前、后水准尺的中间，可以消除或减弱地球曲率、大气折射和i角的误差影响。
7、测量工作必须遵循的基本原则是哪两项？
试简单说明遵循和坚持这两项原则的作用和意义。
答：
测量工作必须遵循和坚持的两项基本原则是：
1）由整体到局部、先控制后碎部、从高级到低级；2）步步要检核。
一是要求测量工作。
遵循和坚持这两项原则的作用和意义是能够保证全国统一的坐标系统和高程系统；能够控制测量误差的累积，保证成果的精度，使测量成果全国共享；能够保证测绘成果符合技术规范的要求。
8、水准测量中会出现仪器和尺子升降情况，可以采取什么措施来消除或减弱它们的影响？
答：
水准测量中仪器升降的情况一般主要采用后前前后的观测模式减弱影响，同时，熟练操作以减少观测时间，也可使这项误差影响减小。
尺子升降的误差主要采用往、返测量的方法减弱影响。
9、水准测量中的
角误差是什么？
如何消除？
水准测量中的
角误差是指视准轴与水准管轴不平行造成的水准尺读数误差。
消除
角的误差影响的主要方法就是前后视距相等的方法。
10、简述如何消除或减弱地球曲率与大气折射对三角高程测量的影响。
三角高程测量中消除或减弱地球曲率与大气折射的影响一般采用对向观测的方法。
11、测量工作的基准面和基准线指什么？
答：
基准面—大地水准面，基准线—铅垂线。
12、设某地面点的经度为东经130°25′32″，问该点位于6°投影带和3°投影带时分别为第几带？
其中央子午的经度各为多少？
答：
位于6°投影带第22带，其中央子午线的经度为129°；3°投影带第43带，其中央子午线的经度为129°。
13、测量的三项基本工作是什么？
答：
测（水平）角、量（水平）距和测高差（程）。
14、什么叫比例尺精度？
说明1：
1000地形图的比例尺精度为多少？
答：
比例尺精度：
图上0.1mm所对应的实地水平距离。
1：
1000地形图的比例尺精度为0.1m。
15、若将水准仪立于A、B两点之间，在A点的尺上读数d=1586mm，在B点的尺上读数n=0435mm，请问高差hBA为多少？
A、B两点哪点高？
答：
hBA＝n－d＝－1.151mB点高。
16、如果水准仪存在i角，它对水准测量有什么影响？
可以采取什么办法消除其影响？
答：
水准仪i角对读数有影响，因而也影响到高差。
可以采取将水准仪架设在前、后水准尺中间，使前、后视距相等，则可消除其对高差的影响，但不能消除其对读数的影响。
17、用经纬仪瞄准同一竖面内不同高度的两点，水平度盘上的读数是否相同？
测站点与此不同高度的两点相连，两连线所夹角度是不是水平角？
为什么？
答：
用经纬仪瞄准同一竖面内不同高度的两点，水平度盘上的读数是一样的。
但测站点与此不同高度的两点连线的夹角不是水平角。
因为水平角是空间两相交连线的夹角在水平面的投影。
18、用经纬仪瞄准同一竖面内不同高度的两个点，在竖盘上的读数差是否就是垂直角？
为什么？
答：
竖盘上的读数差不是垂直角。
因为垂直角是视线与水平线的夹角。
19、采用盘左、盘右观测水平角的方法可消除哪些误差？
能否消除仪器竖轴倾斜引起的测角误差？
答：
采用盘左、盘右观测水平角的方法可消除度盘偏心误差、视准轴（即2C）误差、横轴不水平的误差等。
但不能消除仪器竖轴倾斜引起的测角误差。
20、在直线定向中有哪几条标准方向线？
它们之间存在什么关系？
答：
标准方向线：
真北、磁北和坐标北（三北）。
磁北与真北的夹角称为磁偏角（δ），坐标北与真北的夹角称为子午线收敛角（γ），其关系为：
A真＝A磁＋δ；A真＝α＋γ。
其中：
A真为某直线的真方位角，A磁是该直线的磁方位角，α为该直线的坐标方位角。
21、产生观测误差的原因有哪些？
答：
产生观测误差的原因归纳起来有三个方面因素：
观测仪器、观测员和外界环境。
22、根据误差的性质，可以将观测误差分为哪两类？
哪类误差可采取一定的方法加以消除或减小？
答：
根据误差的性质，观测误差可分为系统误差和偶然误差两类。
其中系统误差可采取一定的方法加以消除或减小。
23、单一导线的布设形式有哪几种？
答：
单一导线的布设形式有：
附合导线、闭合导线和支导线三种。
24、在三、四等水准测量中，采用“后、前、前、后”的观测程序能消除什么误差？
答：
采用“后、前、前、后”的观测程序能消除或减少观测过程中因仪器升降所产生的误差。
25、水准测量中采用偶数站可消除什么误差？
答：
采用偶数站可消除一对水准的零点差。
26、地形图的测绘是测量人员的基本工作，应对大比例尺地形图的正方形标准分幅有正确的掌握。
一张1：
2000比例尺地形图的图纸面积大小是多少平方米？
其表达的实地面积大小应为多少平方公里？
而一张1：
500比例尺地形图的图纸面积大小是多少平方米？
其表达的实地面积大小应为多少平方公里？
一张1：
2000比例尺地形图的实地面积是一张1：
500比例尺地形图实地面积的多少倍？
答：
一张1：
2000比例尺地形图的图纸面积大小是0.25m2。
其表达的实地面积大小为1km2。
一张1：
500比例尺地形图的图纸面积大小是0.25m2。
其表达的实地面积大小为0.0625km2。
一张1：
2000比例尺地形图的实地面积是一张1：
500比例尺地形图实地面积的16倍。
27、画示意图并试述用经纬仪测回法测量一个水平角的野外操作步骤及最终水平角的计算方法。
答：
测回法测量水平角的步骤：
经纬仪架设在O点，对中整平；在盘左位置，瞄准A，读取水平度盘读数a1;旋转照准部，瞄准B。
读取水平度盘读数b1;置经纬仪于盘右位置，瞄准B，读取水平度盘读数b2;旋转照准部，瞄准A。
读取水平度盘读数a2;计算上半测回水平角B1=b1-a1;下半测回水平角B2=b2-a2。
计算平均水平角B=（B1+B2）/2。
28、假设地面两个已知控制点A，B和待定点P相互通视，其坐标为xA，yA及xB，yB。
绘草图并说明采用全站仪极坐标法测定P点平面坐标的步骤，并列出P点坐标的计算公式。
答：
采用极坐标法测定P的坐标。
（1）在A点架设全站仪，后视B点并置水平度盘为0，采用测回法测量BAP的夹角Bp及AP的水平距离DAP。
（2）根据已知点坐标xA，yA及xB，yB，计算AB的方位角αAB,
（3）计算AP的方位角αAP=αAB+Bp
（4）XP=XA+DAP*COS（αAP）；YP=YA+DAP*SIN（αAP）
29、试举例说明测量误差的类型及其具有的特性。
答：
测量误差包括系统误差、偶然误差和粗差。
系统误差的大小和符号具有一定的规律性，具有累积性，可采取措施消除或减弱。
偶然误差符合正态分布规律。
在一定的观测条件下，其绝对值不会超过一定限值；绝对值小的偶然误差出现的频率较大；绝对值相等而符号相反的误差出现的频率相同；总误差代数和趋于零
测量粗差是正常测量条件下不可能出现的误差，是一种测量错误。
30、观测水平角时常采用哪几种方法？
分别在什么情况下采用？
答：
观测水平角时常采用测回法和方向法两种方法。
测回法用于只有两个方向时水平角观测；而方向法用于两个以上方向时的水平角观测，且当方向数为四个及以上时，应采用全圆方向观测法。
31、象限角与坐标方位角有何关系?
答：
坐标方位角是坐标纵轴北端起顺时针转至某直线的水平角，它的取值范围为0~360°；而象限角是标准方向北端或南端起顺时针或逆时针转至某直线的水平角，其取值范围为0~90°。
它们的关系如下表：
象限
由方位角α求象限角R
由象限角R求方位角α
编号
名称
I
北东（NE）
R=α
α=R
II
南东（SE）
R=180°-α
α=180°-R
III
南西（SW）
R=α-180°
α=180°+R
IV
北西（NW）
R=360°-α
α=360°-R
32、测量工作中需要应用望远镜，望远镜使用时经常会产生视差，视差时如何产生的？
如何消除？
产生视差的原因是照准目标通过物镜的像没有与十字丝分划板重合。
消除视差的方法，首先必须按操作程序依次调焦，特别是最后物镜调焦时要控制眼睛不要调焦，保持十字丝始终是清晰的。
33、i角是如何定义的？
如何消除它对高差的影响？
答：
i角是视准轴与水准管轴的夹角在竖直面内的投影。
进行水准测量时，将仪器设在前、后水准尺的中间，使前、后视距相等，就可消除i角对高差的影响。
34、偶然误差的特性是什么？
答：
在相同的观测条件下，对某量进行了多次观测，如果观测的误差出现的大小和符号均不一定，可大可小，可正可负，这种误差称为偶然误差。
偶然误差的特性有：
、在一定的观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定的限度；
、绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的可能性大；
、绝对值相等的正误差与负误差，其出现的可能性相等；
、当观测次数无限增多时，偶然误差的算术平均值趋于零。
35、等高线有哪些特性？
答：
等高线的特性有：
、同一条等高线上的各点的高程相等；
、等高线是闭合曲线；
、除悬崖、陡坎等外，不同高程的等高线不能相交；
、等高线与分水线（山脊线）、合水线（山谷线）正交；
、等高线间平距的大小与地面坡度的大小成反比。
36、采用水准仪进行高程测量时，为了减小测量误差，在观测顺序、水准仪安置和水准线路布设等方面可采取哪些措施？
答：
水准测量中采用后－前－前－后的观测顺序，可以消除或减弱仪器升降和水准尺升降的误差影响；水准仪安置在前、后水准尺的中间，可以消除或减弱地球曲率、大气折射和i角的误差影响。
将水准线路布设成闭合水准，符合水准或进行往返测可提高高程测量精度。
37、简述一下水准测量的基本工作和计算方法并用简单图表示出来。
答：
把经纬仪架设在o点，对中整平后，分别观测A、B两点，读数为a、b。
计算方法hab=a-b高程HB=hab+HA
38、常规地形图表示地物符号有比例符号、非比例符号、和线性符号。
数字地形图表示符号有点状符号、线状符号和面状符号。
（1）什么是比例符号、什么是非比例符号和面状符号。
答：
有些地物轮廓较大，其形状大小可以按测图比例尺缩绘在纸上，在配以特定的符号说明。
有些地物无法将其形状和大小按测图比例尺缩绘在图纸上。
对于一些带状延伸的地物，其长度可按测图比例尺缩绘，而宽度无法按比例缩绘。
（2）什么是点状符号、线状符号和面状符号
答：
指所代表的概念可认为是空间的点的符号。
符号的大小与地图比例尺无关但具定位特征。
指所代表的概念可认为是空间的线的符号。
符号沿着某个方向延伸其长度与地图比例尺有关。
指所代表的概念可认为是空间的面的符号。
符号的范围同地图比例尺有关。
（3）常规地形图符号和数字符号有什么关系？
答：
常规地形图符号和数字符号是一一对应的关系。
38、采用正倒镜方法观测的水平角可消除或减弱哪些误差？
如果光栅度盘刻度不均匀应该采用怎样的方法消除其影响。
答：
1）、主要消除以下几种误差：
视准轴与水平轴不垂直引起的观测误差、水平轴与竖轴不垂直引起的观测误差、水平度盘刻划不均匀引起的观测误差、水平度盘偏心引起的观测误差等等。
2）、采用盘左盘右的方法。
四、简答题
1、某大型煤矿工业广场施工前需测绘1:
1000的数字地形图，测区形状近似正方形，面积约1平方公里。
测区附近分布3个国家三等控制点，并获得了其54坐标及高程，但最近的控制点距离测区至少5公里。
测区内分布3个农村居民区，地貌为丘陵区，地形有一定的起伏。
根据现有的技术条件采用全野外数字测图。
试分析：
（1）全野外数字测图及内业处理涉及的硬件和软件设备？
（2）具体说明一种野外测图模式的外业过程？
（3）以某种数字成图系统为例，说明内业成图的具体流程？
答：
（1）所涉及的硬件包括全站仪，水准仪，静态GPS接收机，也可采用RTK进行外业采集数据。
软件包括GPS处理平差处理软件，数字成图软件，如南方CASS,MAPGIS,超图软件等。
（2）包括GPS控制测量测定测区起始点的坐标，并采用四等水准将控制点高程引入测区。
图根控制测量，根据已知控制点布设图根导线，采用等外水准测量图根点的高程。
碎部测量。
采用电子平板、草图法和编码引导法等，将数据下载和整理。
（3）以南方CASS系统为例。
先将数据格式标准化，设定比例尺---展点---按草图连接地物---编辑---导入高程点----构建高程模型三角网—绘制等高线---注记----整饰—出图。
2、高斯正形投影是国家统一坐标系的投影方法，为控制长度变形，采用分带投影方式。
已知某线路测量中A点高斯投影平面坐标系统的坐标为xA=3641529.302m，yA=19363761.918m，HA=420.537m。
试问：
⑴高斯正形投影的两个基本条件是什么？
⑵高斯投影国家统一坐标系统采用哪两种分带方法？
列出其中央子午线经度的计算公式。
Y坐标为什么要加500km，且前面冠以带号？
⑶以A点为基准，问其投影变形是否满足《公路勘测规范》（投影变形≤2.5cm/km）的要求？
如不满足，应如何建立独立坐标系（给出独立坐标系的建立方法，满足规范要求即可）？
答：
1）高斯正形投影的两个基本条件：
一是保角性，即角度投影后大小不变，这就保证了微分图形投影后的相似性；二是伸长的固定性，即长度投影后产生变形，但同一点上不同方向的微分线段投影后长度比为一常数。
2）高斯投影国家统一坐标系统采用3°带和6°带两种分带方法。
3°带中央子午线经度：
L3=3N；6°带中央子午线经度：
L6=6N-3。
（N—带号）
每带的Y坐标有正有负，为计算方便，避免Y坐标出现负值，把Y坐标统一加上500km。
因赤道上经差为3°的平行圈长约330km，这样6°带的坐标范围约为170km~830km；3°带的坐标范围约为335km~665km，均为正值且保持位数不变。
不论是3°分带法，还是6°分带法，各带中相同位置点的坐标是一样的。
因此为区分某点位于哪一带，规定在横坐标值前冠以带号。
3）此点的投影变形值：
，超过规范的限差要求。
建立独立坐标系的方法很多，但常用的有以下三种：
①选择测区中央的子午线作高斯投影的中央子午线，测区平均高程作投影面。
②选择抵偿面作投影面，保持国家统一高斯投影中央子午线。
③选择抵偿投影带，保持国家统一椭球面为投影面。
3、在高斯平面坐标系中，已知两地面控制点A，B的1954北京坐标及1985国家高程。
A的坐标为xA=3888600m，yA=36499800m，HA=1001m；B的坐标为xB=3888100m，yB=36500300m，HB=1003m。
试问：
（1）说明A,B两点所处的高斯投影带及其中央子午线的经度，判别A,B两点分别与该投影带中央子午线的位置关系？
（2）绘草图标明A,B在高斯平面坐标系中的概略位置，并计算AB方向和BA方向的坐标方位角。
（3）采用精密全站仪实地测量A,B间的水平距离时，虽然已经加入了温度气压改正，但实测水平距离仍比按坐标反算的距离大110mm。
经过检查A,B两点的点位误差以及全站仪的测距误差均可以忽略不计。
试根据AB所处的坐标系统解释造成上述现象的原因。
答：
（1）A,B两点所处的高斯投影带为3度带第36带，其中央子午线的经度为108度；A点位于中央子午线以西200m，B点位于中央子午线以东300m。
（2）Dx=3888100-3888600=-500；Dy=36500300-36499800=+500。
AB的方位角为135度，BA的方位角为315度。
（3）由于高斯坐标的投影椭球面的高程为零。
A,B平均高程为1002米，且若A,B偏离中央子午线（本题不存在该项长度投影变形）。
考虑高程投影改正为H/R=1/6371,AB距离为707.107米，该项改正为110mm，所以实测距离大于反算距离109mm。
4、矢量数据结构和栅格数
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