武汉大学数字测图原理与方法学习教案.pptx

武汉大学数字武汉大学数字(shz)测图原理与方法测图原理与方法第一页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.1 地球形状和大小地球形状和大小 测量工作的主要研究对象是地球的自然表面，但地球表面形状极其复杂。有高山、丘陵、平原、河流、湖泊和海洋。世界第一高峰珠穆郎玛峰高达 8844.43m，太平洋西部的马里亚纳海沟深达 11022m。海洋面积约占 71%,陆地面积约占29%。测量中把地球形状看作是由静止的海水面向陆地延伸并围绕整个(zhngg)地球所形成的某种形状。2.1.1大地大地(dd)水准面水准面2.1.1.1地球概述地球概述第1页/共38页第二页，共38页。2.1.1.2 铅垂线铅垂线地球表面任一质点，都同时受到两个(lin)作用力：其一是地球自转产生的惯性离心力；其二是整个地球质量产生的引力。这两种力的合力称为重力。重力的作用线又称为(chn wi)铅垂线。铅垂线是测量外业所依据的基准线。2.1.1.3 水准面水准面 1.定义 处于自由(zyu)静止状态的水面称为水准面。2.特点 1）水准面是一个重力等位面，水准面上各点处处与该点的重力方向（铅垂线方向）垂直。2）在地球表面上、下重力作用的范围内，通过任何高度的点都有一个水准面，因而水准面有无数个。第第2章章 测量基本知识测量基本知识 2.1 地球形状和大小地球形状和大小 图2-1第2页/共38页第三页，共38页。2.1.1.4 大地大地(dd)水准面水准面定义定义在测量工作中，把一个假想的、与静止的海水面重合并向陆地延伸且包围整个地球的在测量工作中，把一个假想的、与静止的海水面重合并向陆地延伸且包围整个地球的特定特定(tdng)重力等位面称为大地水准面。重力等位面称为大地水准面。1）是一个封闭(fngb)的曲面。2）是一个略有起伏的不规则曲面，无法用数学公式精确表达。3）大地水准面是测量外业所依据的基淮面。大地水准面的特征大地水准面的特征第第2章章 测量基本知识测量基本知识 2.1 地球形状和大小地球形状和大小 图2-2第3页/共38页第四页，共38页。第第2章章 测量基本知识测量基本知识 2.1 地球地球(dqi)形状和大小形状和大小 2.1.2 参考参考(cnko)椭球体椭球体 代表地球形状(xngzhun)和大小的旋转椭球，称为“地球椭球”。与大地水准面最接近的地球椭球称为总地球椭球；与某个区域如一个国家大地水准面最为密合的椭球称为参考椭球，其椭球面称为参考椭球面。由此可见，参考椭球有许多个，而总地球椭球只有一个。旋转椭球面可以用数学公式准确地表达。因此，在测量工作中用这样一个规则的曲面代替大地水准面作为测量计算的基准面。图2-3第4页/共38页第五页，共38页。扁率(bin l)在几何大地测量(d d c ling)中，椭球的形状和大小通常用长半轴a、短半轴b和扁率 f来表示。我国1980年国家大地(dd)坐标系采用了1975年国际椭球，该椭球的基本元素是：=6 378 140m,b=6 356 755.3m,f=1/298.257。由于参考椭球体的扁率很小，当测区面积不大时，在普通测量中可把地球近似地看作圆球体，其半径为：第第2章章 测量基本知识测量基本知识 2.1 地球形状和大小地球形状和大小 目录图2-3第5页/共38页第六页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.2 测量测量(cling)常用坐标系和参考椭球定位常用坐标系和参考椭球定位2.2.1测量(cling)常用坐标系大地坐标系是以参考椭球面作为基准面，以起始(q sh)子午面和赤道面作为在椭球面上确定某一点投影位置的两个参考面。大地经度 过地面某点的子午面与起始子午面之间的夹角，称为该点的大地经度，用 L表示。规定:从起始子午面起算，向东为正，由 0至180，称为东经；向西为负，由0至180，称为西经。大地纬度 过地面某点的椭球面法线与赤道面的夹角，称为该点的大地纬度，用B表示。规定：从赤道面起算，由赤道面向北为正，从 0到90，称为北纬；由赤道面向南为负，从 0到90，称为南纬。大地高P点沿椭球面法线到椭球面的距离H，称为大地高，从椭球面起算，向外为正，向内为负。2.2.1.1大地坐标系图2-4第6页/共38页第七页，共38页。第第2章章 测量基本知识测量基本知识 2.2 测量常用测量常用(chn yn)坐标系和参考椭球定位坐标系和参考椭球定位2.2.1.2空间(kngjin)直角坐标系 以椭球体中心O为原点；起始子午面与赤道面交线为X轴；赤道面上与X轴正交的方向为Y轴；椭球体的旋转轴为Z轴；构成右手直角坐标(zh jio zu bio)系O-XYZ。在该坐标系中，P点的位置用x，y，z表示。WGS-84坐标系是全球定位系统（GPS）采用的坐标系，属地心空间直角坐标系。WGS-84坐标系采用1979年国际大地测量与地球物理联合会第17届大会推荐的椭球参数。WGS-84坐标系的原点位于地球质心；Z轴指向BIHl984.0定义的协议地球极(CIP)方向；X轴指向BIHl984.0的零子午面和CIP赤道的交点；Y轴垂直于X、Z轴，X、Y、Z轴构成右手直角坐标系。2.2.1.3 WGS-84坐标系图2-5第7页/共38页第八页，共38页。第第2章章 测量基本知识测量基本知识 2.2 测量常用坐标系和参考测量常用坐标系和参考(cnko)椭球定位椭球定位2.2.1.4平面(pngmin)直角坐标系测绘工作中所用的平面直角坐标系与解析几何(ji x jh)中所用的平面直角坐标系有所不同，测量平面直角坐标系以纵轴为X轴，表示南北方向，向北为正；横轴为Y轴，表示东西方向，向东为正；象限顺序依顺时针方向排列。当测区范围较小时（如小于100km2），常把球面看作平面，建立独立平面直角坐标系，这样地面点在投影面上的位置就可以用平面直角坐标来确定。建立独立坐标系时，坐标原点有时是假设的，假设的原点位置应使测区内各点的x、y值为正。图2-6第8页/共38页第九页，共38页。第第2章章 测量基本知识测量基本知识 2.2 测量常用测量常用(chn yn)坐标系和参考椭球定位坐标系和参考椭球定位2.2.2 参考(cnko)椭球定位 确定参考椭球面与大地水准面的相关位置，使参考椭球面在一个(y)国家或地区范围内与大地水准面最佳拟合，称为参考椭球定位。如图所示，在一个(y)国家适当地点选定一地面点P作为大地原点,并在该点进行精密天文测量和高程测量。令大地原点上的大地经度和纬度分别等于该点上的天文经、纬度；由大地原点至某一点的大地方位角等于该点上同一边的天文方位角；大地原点至椭球面的高度恰好等于其至大地水准面的高度。这样的定位方法称为单点定位法。在掌握了一定数量的天文大地和重力测量数据后，利用天文大地网中许多天文点的天文观测成果和已有的椭球参数进行椭球定位，这种方法称为多点定位法。多点定位的结果使在大地原点处椭球的法线方向不再与铅垂线方向重合，椭球面与大地水准面不再相切，但在定位中所利用的天文大地网的范围内，椭球面与大地水准面有最佳的密合。图2-8第9页/共38页第十页，共38页。第第2章章 测量基本知识测量基本知识 2.2 测量常用坐标系和参考测量常用坐标系和参考(cnko)椭球定位椭球定位1949年以后，我国采用了两种不同的大地坐标系，即1954年北京坐标系和1980年国家大地坐标系。1954年我国完成了北京天文原点的测定，采用了克拉索夫斯基椭球体参数，并与前苏联1942年坐标系进行联测，建立了1954年北京坐标系。为了适应(shyng)我国经济建设和国防建设发展的需要，我国在1972-1982年期间进行天文大地网平差时，建立了新的大地基准，相应的大地坐标系称为1980年国家大地坐标系。大地原点地处我国中部，位于陕西省西安市以北60km处的泾阳县永乐镇，简称西安原点。椭球参数采用1975年国际大地测量与地球物理联合会第16届大会的推荐值（见表2-1），应用多点定位法定位。该坐标系建立后，实施了全国天文大地网平差，平差后提供的大地点成果属于1980年国家大地坐标系，它与原1954年北京坐标系的成果是不同的，使用时必须注意所用成果相应的坐标系统。目录(ml)第10页/共38页第十一页，共38页。第第2章章 测量基本知识测量基本知识 2.3 地图投影地图投影(d t tu yn)和高斯平面直角坐和高斯平面直角坐标系标系2.3.1 地图投影(d t tu yn)式中L、B是椭球面上某点的大地坐标，而x、y是该点投影后的平面(pngmin)直角坐标，这里所说的平面(pngmin)，通常也叫投影面。2.3.1.1 地图投影的概念地图投影，简称为投影，简略说来就是将椭球面上各元素(包括坐标、方向和长度)按一定的数学法则投影到平面上。这里所说的一定的数学法则，可用两个方程式表示上式表示了椭球面上一点同投影面上对应点之间坐标的解析关系，也称为坐标投影公式，根据它可以求出相应的方向和长度的投影公式。由此可见，投影问题也就是建立椭球面元素与投影面相对应元素之间的解析关系式。(2-5)第11页/共38页第十二页，共38页。第第2章章 测量基本知识测量基本知识2.3 地图投影和高斯地图投影和高斯(o s)平面直角坐标平面直角坐标系系地图投影必然产生变形。按内在的变形特征分类有：等角投影 任何(rnh)点上两微分线段所组成的角度在投影后仍保持不变。亦即投影前后对应的微分面积保持图形相似，故亦称为正形投影。等积投影 某一微分面积投影前后保持相等。任意投影 既不能保持等角（正形）又不能保持等面积的投影，统称为任意投影。在任意投影中，有一种称为等距离投影，它使沿某一特定方向的距离，投影前后保持不变。通常，在正轴投影时，是在沿经线方向上等距离。2.3.1.3 地形图测绘对地图投影(d t tu yn)的要求应当采用等角投影(又称为正形投影)。可以保证在有限的范围内使得地图上图形同椭球上原形保持相似。在所采用的正形投影中，还要求长度和面积变形不大。2.3.1.2 地图投影分类第12页/共38页第十三页，共38页。第第2章章 测量基本知识测量基本知识2.3 地图投影和高斯平面地图投影和高斯平面(pngmin)直角直角坐标系坐标系2.3.2 高斯(o s)平面直角坐标系如图2-10，设想有一个椭圆柱面横套在地球椭球体外面，使它与椭球上某一子午线（该子午线称为中央子午线）相切，椭圆柱的中心轴通过椭球体中心，然后用一定的投影方法，将中央子午线两侧各一定经差范围(fnwi)内的地区投影到椭圆柱面上，再将此柱面展开即成为投影面。故高斯投影又称为横轴椭圆柱投影。我国现行的大于150万比例尺的各种地形图都采用高斯投影。高斯投影是德国测量学家高斯于18251830年首先提出的。实际上，直到1912年，由德国另一位测量学家克吕格推导出实用的坐标投影公式后，这种投影才得到推广，所以该投影又称高斯一克吕格投影。2.3.2.1 高斯高斯克吕格投影克吕格投影 2.3.2.2 高斯投影的特点高斯投影的特点 高斯投影是正形投影的一种，投影前后的角度相等，除此以外，高斯投影还具有以下特点：（1）中央子午线投影后为直线，且长度不变。距中央子午线愈远的子午线，投影后变曲程度愈大，长度变形也愈大。（2）椭球面上除中央子午线外，其他子午线投影后，均向中央子午线弯曲，并向两极收敛，对称于中央子午线和赤道。（3）在椭球面上对称于赤道的纬圈，投影后仍成为对称的曲线，并与子午线的投影曲线互相垂直且凹向两极。图2-10第13页/共38页第十四页，共38页。第第2章章 测量基本知识测量基本知识2.3 地图投影和高斯平面地图投影和高斯平面(pngmin)直角直角坐标系坐标系2.3.2.3 高斯平面高斯平面(pngmin)直角坐标系直角坐标系 在投影面上，中央子午线和赤道的投影都是直线(zhxin)。以中央子午线和赤道的交点O 作为坐标原点；以中央子午线的投影为纵坐标轴X，规定X轴向北为正；以赤道的投影为横坐标轴Y，Y轴向东为正。2.3.2.4 投影带投影带为了控制长度变形，将地球椭球面按一定的经度差分成若干范围不大的带，称为投影带。6带：从0子午线起，每隔经差6自西向东分带，依次编号1,2,3,60，每带中间的子午线称为中央子午线或轴子午线，各带相邻子午线称为分界子午线。带号N与相应的中央子午线经度L0的关系是：(2-6)图2-12图2-11第14页/共38页第十五页，共38页。第第2章章 测量基本知识测量基本知识2.3 地图投影地图投影(d t tu yn)和高斯平和高斯平面直角坐标系面直角坐标系3带：以 6带的中央子午线和分界子午线为其中央子午线。即自东经1.5子午线起，每隔经差3自西向东分带，依次(yc)编号1,2,3,120。奇数带中央子午线与6带中央子午线重合。偶数带中央子午线与6带分界子午线重合。带号n与相应带中子午线经度l0 的关系是：2.3.2.5 国家国家(guji)统一坐标统一坐标 我国位于北半球，在高斯平面直角坐标系内，X 坐标均为正值，而Y 坐标值有正有负。为避免Y 坐标出现负值，并便于区别某点位于哪一个投影带内，规定：将所有点的Y坐标均加上500km。即相当于X坐标轴向西平移500km，在横坐标值前，加注投影带带号。以中央子午线投影为纵轴的横坐标值，称为自然值。由带号、500km和自然值三部分组成的横坐标值y称为横坐标统一值或通用值。例如，P点的坐标XP=3 275 611.188m；YP=276 543.211m，若该点位于第19带内，则P点的国家统一坐标表示为：xP=3 275 611.188m；yP=19 223 456.789m。(2-7)图2-13第15页/共38页第十六页，共38页。第第2章章 测量基本知识测量基本知识2.3 地图投影和高斯平面地图投影和高斯平面(pngmin)直角坐标系直角坐标系2.3.2.6 距离距离(jl)改化改化 根据球面上的长度，将其拉长改化为投影面上的距离，叫做距离改化。设球面上两点间的长度为S，其在高斯投影面上的长度为，地球(dqi)半径为R，则 由上式可知，总是比S大。其改化数值为 可知，离开轴子午线的距离愈远，长度变形愈大。上式也可写成 当ym为10160km时，高斯投影的距离改化相对数值见下表 ym /km1020304550100150160S/S1/8100001/2000001/900001/400001/320001/81001/36001/3170为了减少长度变形的影响，在l10 000或更大比例尺测图时，必须采用3带或1.5带的投影。有时也用任意带（即选择测区中央的子午线为轴子午线）投影计算。(2-8)(2-9)(2-10)第16页/共38页第十七页，共38页。第第2章章 测量基本知识测量基本知识 2.3 地图投影和高斯平面地图投影和高斯平面(pngmin)直角坐标直角坐标系系 2.3.2.7 方向方向(fngxing)改化改化 图2-14(a)表示了球面上AB线的方向，由Q经A、B两点的大圆与轴子午线所围成的球面四边形ABB1A1。由球面三角学得知(d zh)：四边形ABB1A1的内角之和等于360加其球面角超。球面角超为 式中：P为球面上四边形面积；R为地球半径。由图2-14(b)可知，要用曲线而不是用直线连结图形顶点a和b，只有这样，才能达到等角的目的。所以球面上AB方向线，应以曲线表示在投影面上，且该曲线对轴子午线来说是凸出来的。在投影面上，为了利用平面三角学公式进行计算，须将a、b两点之间的曲线以a、b 两点之间的直线代替。所谓方向改化，即计算曲线的切线与直线之间的夹角。当距离很小时(几公里)，角1与2可认为是相等的，因此(2-12)(2-11)图2-14第17页/共38页第十八页，共38页。则式(2-12)可改写(gixi)为（2-14）上式即方向(fngxing)改化公式,的数值决定于AB线离开轴子午线的远近,及纵坐标增量的大小，即决定于直线的方位。例如当ym=280km，x2-x1=5km，R取为6371km时,=4。根据方向(fngxing)改化，即可求得球面上观测的角度与其在投影面上平面角度的关系;由图2-15可得(2-15)图2-15根据以上所述，如果已知高级控制点的坐标已归化到投影面上,那么对其间所敷设的导线或三角测量的观测元素(长度和角度)进行改化(将其转换成为投影面上的元素)以后，就可以按平面(pngmin)几何的原理，计算所有控制点的平面(pngmin)直角坐标。(2-13)如果将球面的面积P，用投影面上四边形aa1b1b的面积代替，此面积等于 第第2章章 测量基本知识测量基本知识 2.3 地图投影和高斯平面直角坐标系地图投影和高斯平面直角坐标系 第18页/共38页第十九页，共38页。第第2章章 测量基本知识测量基本知识 2.3 地图投影和高斯地图投影和高斯(o s)平面直角坐标系平面直角坐标系 2.3.3 通用通用(tngyng)横轴墨卡托投影横轴墨卡托投影(UTM投影投影)高斯投影最主要的缺点是，长度变形比较大，而面积变形更大，特别是纬度愈低，愈靠近投影带边缘的地区。通用横轴墨卡托投影（普遍的横向的Mercator发射）,简称UTM投影。该投影由美国军事测绘局l938年提出，1945年开始采用。从几何意义上讲，UTM投影属于横轴等角割椭圆柱投影。它的特点是中央经线投影长度比不等于1而是等于0.9996，投影后两条割线(gxin)上没有变形，它的平面直角系与高斯投影相同，且和高斯投影坐标有一个简单的比例关系，因而有的文献上也称它为长度比m00.9996的高斯投影。图2-16UTM投影中使中央经线长度比为0.9996，是为了使得B0，l3处的最大变形值小于0.001而选择的数值。两条割线(在赤道上，它们位于离中央子午线大约180km(约140处)上没有长度变形；离开这两条割线愈远变形愈大；在两条割线以内长度变形为负值；在两条割线之外长度变形为正值。UTM投影的分带是将全球划分为60个投影带，每带经差为6，以经度180W和174W之间为第1带，带号1,2,3,60连续从西向东编号。该投影在南纬80至北纬80范围内使用。使用时,直角坐标的实用公式为：y实y十500000(轴之东用)，x实10000000一x(南半球用)y实500000一y(轴之西用)，x实x (北半球用)目录第19页/共38页第二十页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.4 高程高程 高程 地面点至高程基准面的铅垂距离。通常是以大地水准面作为高程基准面。绝对高程 某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，称为该点的绝对高程或海拔(hib)，简称高程，用H表示。2.4.1 概述概述(i sh)2.4.2 验潮站验潮站 验潮站是为了解当地海水潮汐变化的规律而设置的。为确定平均海面和建立统一的高程基准，需要在验潮站上长期观测潮位的升降，根据验潮记录求出该验潮站海面的平均位置。验潮站的标准设施包括：验潮室、验潮井、验潮仪、验潮杆和一系列水准点，如图所示。从一系列水准点中选定在永久性和可靠性方面都是最佳的一个作为水准原点。我国水准原点设在青岛市观象山上。我国曾采用青岛验潮站19501956年期间的验潮结果推算了黄海平均海面，称为“1956年黄海平均高程面”，以此建立了“1956年黄海高程系”。自1959年开始，全国统一采用1956年黄海高程系。后来又利用该站19521979年期间的验潮结果计算确定了新的黄海平均海面，称为“1985国家高程基准”，我国自1988年1月1日起开始采用1985国家高程基准作为高程起算的统一基准。由1956年黄海平均海水面起算的青岛水准原点高程为72.289m，由1985国家高程基准起算的青岛水准原点高程为72.260m。第20页/共38页第二十一页，共38页。相对高程 假定一个水准面作为高程基准面，地面点至假定水准面的铅垂距离，称为(chn wi)相对高程或假定高程。用H表示。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.4 高程高程 2.4.3相对相对(xingdu)高程高程 两点高程之差称为高差。图2-18中，嘿!、HB为A、B点的绝对高程，嘿!、HB为相对高程，hAB为A、B两点间的高差，即所以，两点之间的高差与高程起算面无关。目录第21页/共38页第二十二页，共38页。第第2章章 测量基本知识测量基本知识 2.5 用水平面代替用水平面代替(dit)水准面的限度水准面的限度 在实际测量工作中，在一定(ydng)的测量精度要求和测区面积不大的情况下，往往以水平面直接代替水准面，因此应当了解地球曲率对水平距离、水平角、高差的影响，从而决定在多大面积范围内能容许用水平面代替水准面。2.5.1 水准面曲率对水平距离水准面曲率对水平距离(jl)的影响的影响 图中，如果将切于A点的水平面代替水准面，即以切线段交流代替圆弧AB，则在距离上将产生误差S：距离S/km距离误差D/厘米相对误差即期汇票 5101520500.100.822.776.57102.65150000001121770015415001304400148700 结论：在半径为10km的范围内进行距离的测量工作时，用水平面代替水准面所产生的距离误差可以忽略不计。第22页/共38页第二十三页，共38页。第第2章章 测量基本知识测量基本知识 2.5 用水平面代替用水平面代替(dit)水准面的限度水准面的限度 2.5.2 水准面曲率水准面曲率(ql)对水平角的影响对水平角的影响 球面面积/km2/球面面积/km2/10501000.050.250.5140050025002.032.5412.70 结论：对于面积在100km2 内的多边形，地球曲率对水平角的影响只有在最精密的测量中才考虑，一般测量工作(gngzu)是不必考虑的。由球面三角学，同一空间多边形在球面上投影的各内角之和，较其在平面上投影的各内角之和大一个球面角超，它的大小与图形面积成正比。式中，P为球面多边形面积，R为地球半径。第23页/共38页第二十四页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.5 用水平面代替水准面的限度用水平面代替水准面的限度 2.5.3 水准面曲率水准面曲率(ql)对高差的影响对高差的影响 S/m100200500100010000h/毫米0.783.119.678.57848 地球(dqi)曲率对高程的影响，即使在很短的距离内也必须加以考虑。结论：在面积为100 km2 的范围内，不论是进行水平距离或水平角测量，都可以不考虑地球曲率的影响，在精度要求较低的情况下，这个范围还可以相应扩大。但地球曲率对高程的影响是不能忽视的。图中公元前为水平面代替水准面产生的高差误差。目录第24页/共38页第二十五页，共38页。2.6.1 基本基本(jbn)方向方向 第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.6 方位角方位角2.6.1.1.真北方向真北方向过地面某点真子午线的切线北端所指示的方向过地面某点真子午线的切线北端所指示的方向,称为真北方向。真北方向可采用天文测量的方法测定称为真北方向。真北方向可采用天文测量的方法测定,如观测如观测(gunc)太阳、北极星等太阳、北极星等,也可采用陀螺经纬仪测定。也可采用陀螺经纬仪测定。2.6.1.2.坐标北方向坐标北方向坐标纵轴坐标纵轴(X轴轴)正向所指示的方向正向所指示的方向,称为坐标北方向。实用上常取与高斯平面直角坐标系中称为坐标北方向。实用上常取与高斯平面直角坐标系中X坐标轴平行的方向为坐标轴平行的方向为坐标北方向。坐标北方向。2.6.1.3.磁北方向磁北方向 磁针自由静止时其指北端所指的方向磁针自由静止时其指北端所指的方向,称为磁北方向。可用罗盘仪测定。称为磁北方向。可用罗盘仪测定。2.6.2 子午线收敛角与磁偏角子午线收敛角与磁偏角 2.6.2.1.子午线收敛角 过一点的真北方向与坐标北方向之间的夹角称为子午线收敛角，用表示。地面点P的子午线收敛角可按下式计算：式中，LC为中央子午线大地经度，LP、BP为P点大地经度和大地纬度。当L不变时，纬度愈高，子午线收敛角愈大，在两极=L；纬度愈低，子午线收敛角愈小，在赤道上=0。第25页/共38页第二十六页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.6 方位角方位角2.6.2.2 磁偏角磁偏角 过地面上一点的磁北方过地面上一点的磁北方(bifng)向与真北方向与真北方(bifng)向不重合，其间的夹角称为磁偏角，向不重合，其间的夹角称为磁偏角，用用表示。表示。2.6.2.3 与与的符号的符号(fho)规定规定坐标北方向在真北方向东侧时，为正；坐标北方向在真北方向西侧时，为负。磁北方向在真北方向东侧时，为正；磁北方向在真北方向西侧时，为负。第26页/共38页第二十七页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.6 方位角方位角2.6.3 方位角方位角 由直线一端的基本由直线一端的基本(jbn)方向起，顺时针量至直线的水平角称为该直线的方方向起，顺时针量至直线的水平角称为该直线的方位角。方位角的取值范围是位角。方位角的取值范围是0 360。真方位角 由真北方(bifng)向起算的方位角，用A表示。磁方位角 由磁北方(bifng)向起算的方位角，用Am表示。坐标方位角 由坐标北方(bifng)向起算的方位角，用表示。2.6.4 方位角之间的相互换算方位角之间的相互换算一条直线的真方位角A、磁方位角Am、坐标方位角之间有如下关系式：A Am+A+Am+-式中，为磁偏角，为子午线收敛角。第27页/共38页第二十八页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.6 方位角方位角2.6.5 正、反坐标正、反坐标(zubio)方位角方位角例 P1P2直线（P1、P2两点间连线），12表示P1P2方向的坐标方位角，21表示P2P1方向的坐标方位角，12和21互为正、反坐标方位角。一条(y tio)直线的正、反坐标方位角相差180，即 目录第28页/共38页第二十九页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.7 地形图的基本知识地形图的基本知识 地球表面复杂多样的形体，归纳起来可分为地物和地貌两大类。凡地面各种固定性的物体，如道路、房屋、铁路、江河、湖泊、森林、草地及其他各种人工建筑物等，均称之为地物。地表面的各种高低(god)起伏形态，如高山、深谷、陡坎、悬崖峭壁和雨裂冲沟等，都称之为地貌。地形是地物和地貌的总称。地形图是按照一定的数学法则，运用符号系统表示地表上的地物、地貌平面位置及基本的地理要素且高程用等高线表示的一种普通地图。地形图的内容丰富，归纳起来大致可分为三类：数学要素，如比例尺、坐标格网等；地形要素，即各种地物、地貌；注记和整饰要素，包括各类注记、说明资料和辅助图表(tbio)。本节主要介绍地形图的比例尺、地形图符号、图廓及图廓外注记。第29页/共38页第三十页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.7 地形图的基本知识地形图的基本知识 2.7.1 图的比例尺及比例尺精度图的比例尺及比例尺精度(jn d)2.7.1.1.图的比例尺图的比例尺 图上任一线段的长度与地面上相应线段水平距离之比，称为图的比例尺。常见的比例尺表示形式图上任一线段的长度与地面上相应线段水平距离之比，称为图的比例尺。常见的比例尺表示形式(xngsh)有两种：数字比例尺和图示比例尺。有两种：数字比例尺和图示比例尺。d（1）数字比例尺以分子为1的分数形式表示的比例尺称为数字比例尺。设图上一线段长为d,相应的实地水平距离为D，则该图比例尺为 式中M称为比例尺分母。比例尺的大小视分数值的大小而定。M愈大，比例尺愈小；M愈小，比例尺愈大。（2）图示比例尺用一定长度的线段表示图上的实际长度，并按图上比例尺计算出相应地面上的水平距离注记在线段上，这种比例尺称为直线比例尺。直线比例尺使用方便，可直接读取基本单位的1/10，估读到1/100。左图为复式比例尺，可直接量取到基本单位的1/100。第30页/共38页第三十一页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.7 地形图的基本知识地形图的基本知识 2.7.1.2 比例尺精度比例尺精度(jn d)相当于图上0.1mm的实地水平(shupng)距离为比例尺精度。比 例 尺150011 00012 00015 000110 000比例尺精度/m0.050.10.20.51.0根据比例尺精度,可参考决定:(1)按工作需要,多大的地物须在图上表示出来或测量地物要求精确到什么程度,由此可参考决定测图的比例尺。(2)当测图比例尺决定之后，可以推算出测量地物时应精确到什么程度。2.7.2.地形图符号地形图符号实地的地物和地貌是用各种符号表示在图上的，这些符号总称为地形图图式。图式由国家测绘局统一制定，它是测绘和使用地形图的重要依据。地形图符号有三类：地物符号、地貌符号和注记符号。.地物符号用来表示地物的类别、形状、大小及其位置的。分为比例符号、非比例符号和半比例符号。地貌符号目前最常用的是等高线法。在图上，等高线不仅能表示地面高低起伏的形态，还可确定地面点的高程，对不便用等高线表示的特殊地形，则绘注相应的符号。注记包括地名注记和说明注记。说明注记包括文字和数字注记，主要用以补充说明对象的质量和数量属性。第31页/共38页第三十二页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.7 地形图的基本知识地形图的基本知识 2.7.3.图廓图廓及图廓外注记及图廓外注记2.7.3.1.矩形(jxng)分幅地形图的图廓第32页/共38页第三十三页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.7 地形图的基本知识地形图的基本知识 2.7.3.2.梯形(txng)分幅地形图的图廓 梯形分幅地形图以经纬线进行分幅，图幅呈梯形。在图上绘有经纬线网和方里网。在不同(b tn)比例尺的梯形分幅地形图上，图廓的形式又所不同(b tn)。15万地形图图廓 坡度尺 三北方向目录第33页/共38页第三十四页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.8 地形图的分幅与编号地形图的分幅与编号 2.8.1 梯形梯形(txng)分幅与编号分幅与编号 国家基本比例尺地形图（11 00万15 000）采用(ciyng)梯形分幅,均以11 00万地形图为基础,按规定的经差和纬差划分图幅。2.8.1.1 20世纪世纪7080年代我国基本比例尺地形图的分幅与编号年代我国基本比例尺地形图的分幅与编号 1100万地形图的分幅采用国际1100万地图分幅标准。每幅1100万比例尺地形图的范围是经差6、纬差4。1100万地形图的编号采用国际统一的行列式编号。从赤道起分别向南向北，每纬差4为一列，至纬度88各分为22横列，依次用大写拉丁字母（字符码）A、B、C、V表示。从180经线起，自西向东每经差6为一行，分为60纵行，依次用阿拉伯数字（数字码）1，2，3，、60表示。以两极为中心，以纬度88为界的圆用Z表示。由此可知，一幅1100万比例尺地形图，是由纬差4的纬圈和经差6的子午线所围成的梯形。其编号由该图所在的列号与行号组合而成。为区别南、北半球的图幅，分别在编号前加N或S。因我国领域全部位于北半球，故省注N。例：某地所在1100万地形图的内图廓线为东经120、东经126和北纬36、北纬40，则此1100万比例尺地形图的编号为J-51。第34页/共38页第三十五页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.8 地形图的分幅与编号地形图的分幅与编号 150万 J-51-A125万 J-51-2110万 J-51-515000 J-51-5-(24)-b第35页/共38页第三十六页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.8 地形图的分幅与编号地形图的分幅与编号 2.8.1.2 现行的国家现行的国家(guji)基本比例尺地形图分幅和编号基本比例尺地形图分幅和编号 为适应计算机管理和检索，1992年国家技术监督局发布了新的国家基本(jbn)比例尺地形图分幅和编号（GB/T13989-92）国家标准，自1993年7月1日起实施。新标准仍以1100万比例尺地形图为基础，1100万比例尺地形图的分幅经、纬差不变，它们的编号由其所在的行号（字符码）与列号（数字码）组合而成，如北京所在的1100万地形图的图号为 J50。150万15 000地形图的分幅全部由1100万地形图逐次加密划分而成，编号均以1100万比例尺地形图为基础，采用行列编号方法，由其所在1100万比例尺地形图的图号、比例尺代码和图幅的行列号共十位码组成。编码长度相同，编码系列统一为一个根部，便于计算机处理。比例尺1500 0001250 0001100 000150 000125 000110 00015 000代码BCDEFGH比 例 尺 代 码 表 第36页/共38页第三十七页，共38页。第第2章章 测量测量(cling)基本知识基本知识 2.8 地形图的分幅与编号地形图的分幅与编号 2.8.2 矩形矩形(jxng)分幅分幅与编号与编号 大比例尺地形图的图幅通常采用矩形(jxng)分幅，图幅的图廓线为平行于坐标轴的直角坐标格网线。以整公里(或百米)坐标进行分幅。图幅大小可分成40cm40cm、40cm50cm或50cm50cm。矩形分幅图的编号有以下几种方式：1.按图廓西南角坐标编号2.按流水号编号 3.按行列号编号 4.以15000比例尺图为基础编号 比 例 尺图幅大小/cm2实地面积/km215000图幅内的分幅数15000120001100015004040505050505050410.250.0625141664目录退出第37页/共38页第三十八页，共38页。