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地形測(cè)量
地形測(cè)量
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地形測(cè)量
地形測(cè)量（topographic survey）是指測(cè)繪地形圖的作業(yè)。即對(duì)地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程進(jìn)行測(cè)定，并按一定比例縮小，用符號(hào)和注記繪制成地形圖的工作。
地形測(cè)量主要采用航空攝影測(cè)量方法，包括控制測(cè)量和碎部測(cè)量，按所用儀器的不同，碎部測(cè)量主要分為平板儀測(cè)圖法、小平板儀和經(jīng)緯儀聯(lián)合測(cè)圖法、經(jīng)緯儀測(cè)繪法等。
基本概念
地形測(cè)量（topographic survey）指的是測(cè)繪地形圖的作業(yè)。即對(duì)地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程進(jìn)行測(cè)定，并按一定比例縮小，用符號(hào)和注記繪制成地形圖的工作。地形圖的測(cè)繪基本上采用航空攝影測(cè)量方法，利用航空像片主要在室內(nèi)測(cè)圖。但面積較小的或者工程建設(shè)需要的地形圖，采用平板儀測(cè)量方法，在野外進(jìn)行測(cè)圖。
主要類型
地形測(cè)量包括控制測(cè)量和碎部測(cè)量。
控制測(cè)量
控制測(cè)量是測(cè)定一定數(shù)量的平面和高程控制點(diǎn)，為地形測(cè)圖的依據(jù)。平板儀測(cè)圖的控制測(cè)量通常分首級(jí)控制測(cè)量和圖根控制測(cè)量。首級(jí)控制以大地控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，用三角測(cè)量或?qū)Ь�測(cè)量方法在整個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)測(cè)定一些精度較高、分布均勻的控制點(diǎn)。圖根控制測(cè)量是在首級(jí)控制下，用小三角測(cè)量、交會(huì)定點(diǎn)方法等加密滿足測(cè)圖需要的控制點(diǎn)。圖根控制點(diǎn)的高程通常用三角高程測(cè)量或水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定。
碎部測(cè)量
碎部測(cè)量是測(cè)繪地物地形的作業(yè)。地物特征點(diǎn)、地形特征點(diǎn)統(tǒng)稱為碎部點(diǎn)。碎部點(diǎn)的平面位置常用極坐標(biāo)法測(cè)定，碎部點(diǎn)的高程通常用視距測(cè)量法測(cè)定。按所用儀器不同，有平板儀測(cè)圖法、經(jīng)緯儀和小平板儀聯(lián)合測(cè)圖法、經(jīng)緯儀（配合輕便展點(diǎn)工具）測(cè)圖法等。它們的作業(yè)過(guò)程基本相同。測(cè)圖前將繪圖紙或聚酯薄膜固定在測(cè)圖板上，在圖紙上繪出坐標(biāo)格網(wǎng)，展繪出圖廓點(diǎn)和所有控制點(diǎn)，經(jīng)檢核確認(rèn)點(diǎn)位正確后進(jìn)行測(cè)圖。測(cè)圖時(shí)，用測(cè)圖板上已展繪的控制點(diǎn)或臨時(shí)測(cè)定的點(diǎn)作為測(cè)站，在測(cè)站上安置整平平板儀并定向，通過(guò)測(cè)站點(diǎn)的直尺邊即為指向碎部點(diǎn)的方向線，再用視距測(cè)量方法測(cè)定測(cè)站至碎部點(diǎn)的水平距離和高程，按測(cè)圖比例尺沿直尺邊沿自測(cè)站截取相應(yīng)長(zhǎng)，即碎部點(diǎn)在圖上的平面位置，并在點(diǎn)旁注記高程。這樣逐站邊測(cè)邊繪，即可測(cè)繪出地形圖。
測(cè)量方法
按所用儀器的不同，碎部測(cè)量主要有平板儀測(cè)圖法、小平板儀和經(jīng)緯儀聯(lián)合測(cè)圖法、經(jīng)緯儀測(cè)繪法等。
平板儀測(cè)圖法
平板儀由平板和照準(zhǔn)儀組成。平板又由測(cè)圖板、基座和三腳架組成；照準(zhǔn)儀由望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤、支柱和直尺構(gòu)成。其作用同經(jīng)緯儀的照準(zhǔn)部相似,所不同的是沿直尺邊在測(cè)圖板上畫方向線,以代替經(jīng)緯儀的水平度盤讀數(shù)。平板儀還有對(duì)中用的對(duì)點(diǎn)器，用以整平的水準(zhǔn)器和定向用的長(zhǎng)盒羅盤等附件。測(cè)圖時(shí)，應(yīng)用測(cè)圖板上已展繪出的相應(yīng)于地面控制點(diǎn)A、B的ɑ、b,在B點(diǎn)安置平板儀,以b為極點(diǎn)，按BA方向?qū)⑵桨鍍x定向,然后用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)碎部點(diǎn)C,通過(guò)b點(diǎn)的直尺邊即為指向C點(diǎn)的方向線。再用視距測(cè)量的方法測(cè)定B點(diǎn)到C點(diǎn)的水平距離和C點(diǎn)的高程,按測(cè)圖比例尺沿直尺邊自b點(diǎn)截取相應(yīng)長(zhǎng)度，即得C點(diǎn)在圖上的平面位置c，并在點(diǎn)旁記其高程,隨后逐點(diǎn)逐站邊測(cè)邊繪，即可測(cè)繪出地形圖。
經(jīng)緯儀測(cè)繪法
將經(jīng)緯儀安置在控制點(diǎn)上，選一已知方向作為零方向，測(cè)定零方向至碎部點(diǎn)方向之間的水平角，同時(shí)用視距測(cè)量的方法測(cè)定水平距離和高程。在經(jīng)緯儀旁安置測(cè)圖板，用量角器和比例尺按極坐標(biāo)法在測(cè)圖板上定出碎部點(diǎn)的位置并注記高程。在現(xiàn)場(chǎng)邊測(cè)邊繪。如將觀測(cè)數(shù)據(jù)帶回室內(nèi)繪圖則稱為經(jīng)緯儀測(cè)記法。
在碎部測(cè)量過(guò)程中，控制點(diǎn)的密度一般不能完全滿足施測(cè)碎部的需要，因此還要增設(shè)一定數(shù)量的測(cè)站點(diǎn)以施測(cè)碎部。
聯(lián)合測(cè)圖法
小平板儀與平板儀不同之處，主要在于照準(zhǔn)設(shè)備。小平板儀的照準(zhǔn)器由直尺和前、后覘板構(gòu)成，直尺上附有水準(zhǔn)器。測(cè)圖時(shí)，將小平板儀安置在控制點(diǎn)上以確定控制點(diǎn)至碎部點(diǎn)的方向。在旁邊安置經(jīng)緯儀，用視距測(cè)量的方法測(cè)定至碎部點(diǎn)的水平距離和碎部點(diǎn)的高程,定出碎部點(diǎn)在圖上的位置,并注記高程，邊測(cè)邊繪。若在平坦地區(qū)，可用水準(zhǔn)儀代替經(jīng)緯儀，碎部點(diǎn)的高程用水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)定。
測(cè)量步驟
地形測(cè)量工作主要步驟為：
1、制定工作計(jì)劃，確定實(shí)施方案；
2、收集測(cè)區(qū)已有資料，并根據(jù)實(shí)際情況編制地形測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)書；
3、組織人員，成立項(xiàng)目部，設(shè)立技術(shù)組及質(zhì)量檢查組；
4、準(zhǔn)備各類測(cè)繪儀器及器材，制作測(cè)量標(biāo)志等；
5、進(jìn)行控制測(cè)量；
6、進(jìn)行地形圖野外數(shù)據(jù)采集，包括各地物點(diǎn)、地形點(diǎn)的平面位置和高程數(shù)據(jù)；
7、內(nèi)業(yè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，成圖及各種資料整理；
8、質(zhì)量檢查及驗(yàn)收工作。
衛(wèi)星航空測(cè)量
衛(wèi)星地形測(cè)量和航空地形測(cè)量
在21 世紀(jì), 和衛(wèi)星大地測(cè)量的技術(shù)發(fā)展相似, 由于導(dǎo)航技術(shù)、全球定位系統(tǒng)技術(shù)和遙感技術(shù)的發(fā)展, 國(guó)家基礎(chǔ)測(cè)繪的地形測(cè)量工作可以主要利用衛(wèi)星和機(jī)載的地形測(cè)繪系統(tǒng)進(jìn)行。所說(shuō)的衛(wèi)星和機(jī)載的地形測(cè)繪系統(tǒng)是由星載或機(jī)載傳感器平臺(tái)和GPS/ 恒星/慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)的集成。當(dāng)傳感器記錄地球表面的地形、地物的影像信息時(shí),GPS/ 恒星/ 慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)能同時(shí)以地形測(cè)量所要求的精度, 記錄該影像每個(gè)像素的時(shí)間、位置和姿態(tài)等七個(gè)自由度(維)。因此, 稱星載傳感器平臺(tái)和GPS/恒星/慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)集成為“ 衛(wèi)星地形測(cè)繪系統(tǒng)” , 機(jī)載傳感器平臺(tái)和GPS/慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)集成為“ 航空地形測(cè)繪系統(tǒng)” 。
地形測(cè)量主要采用航空攝影測(cè)量方法，包括控制測(cè)量和碎部測(cè)量，按所用儀器的不同，碎部測(cè)量主要分為平板儀測(cè)圖法、小平板儀和經(jīng)緯儀聯(lián)合測(cè)圖法、經(jīng)緯儀測(cè)繪法等。
基本概念
地形測(cè)量（topographic survey）指的是測(cè)繪地形圖的作業(yè)。即對(duì)地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程進(jìn)行測(cè)定，并按一定比例縮小，用符號(hào)和注記繪制成地形圖的工作。地形圖的測(cè)繪基本上采用航空攝影測(cè)量方法，利用航空像片主要在室內(nèi)測(cè)圖。但面積較小的或者工程建設(shè)需要的地形圖，采用平板儀測(cè)量方法，在野外進(jìn)行測(cè)圖。
主要類型
地形測(cè)量包括控制測(cè)量和碎部測(cè)量。
控制測(cè)量
控制測(cè)量是測(cè)定一定數(shù)量的平面和高程控制點(diǎn)，為地形測(cè)圖的依據(jù)。平板儀測(cè)圖的控制測(cè)量通常分首級(jí)控制測(cè)量和圖根控制測(cè)量。首級(jí)控制以大地控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，用三角測(cè)量或?qū)Ь�測(cè)量方法在整個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)測(cè)定一些精度較高、分布均勻的控制點(diǎn)。圖根控制測(cè)量是在首級(jí)控制下，用小三角測(cè)量、交會(huì)定點(diǎn)方法等加密滿足測(cè)圖需要的控制點(diǎn)。圖根控制點(diǎn)的高程通常用三角高程測(cè)量或水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定。
碎部測(cè)量
碎部測(cè)量是測(cè)繪地物地形的作業(yè)。地物特征點(diǎn)、地形特征點(diǎn)統(tǒng)稱為碎部點(diǎn)。碎部點(diǎn)的平面位置常用極坐標(biāo)法測(cè)定，碎部點(diǎn)的高程通常用視距測(cè)量法測(cè)定。按所用儀器不同，有平板儀測(cè)圖法、經(jīng)緯儀和小平板儀聯(lián)合測(cè)圖法、經(jīng)緯儀（配合輕便展點(diǎn)工具）測(cè)圖法等。它們的作業(yè)過(guò)程基本相同。測(cè)圖前將繪圖紙或聚酯薄膜固定在測(cè)圖板上，在圖紙上繪出坐標(biāo)格網(wǎng)，展繪出圖廓點(diǎn)和所有控制點(diǎn)，經(jīng)檢核確認(rèn)點(diǎn)位正確后進(jìn)行測(cè)圖。測(cè)圖時(shí)，用測(cè)圖板上已展繪的控制點(diǎn)或臨時(shí)測(cè)定的點(diǎn)作為測(cè)站，在測(cè)站上安置整平平板儀并定向，通過(guò)測(cè)站點(diǎn)的直尺邊即為指向碎部點(diǎn)的方向線，再用視距測(cè)量方法測(cè)定測(cè)站至碎部點(diǎn)的水平距離和高程，按測(cè)圖比例尺沿直尺邊沿自測(cè)站截取相應(yīng)長(zhǎng)，即碎部點(diǎn)在圖上的平面位置，并在點(diǎn)旁注記高程。這樣逐站邊測(cè)邊繪，即可測(cè)繪出地形圖。
測(cè)量方法
按所用儀器的不同，碎部測(cè)量主要有平板儀測(cè)圖法、小平板儀和經(jīng)緯儀聯(lián)合測(cè)圖法、經(jīng)緯儀測(cè)繪法等。
平板儀測(cè)圖法
平板儀由平板和照準(zhǔn)儀組成。平板又由測(cè)圖板、基座和三腳架組成；照準(zhǔn)儀由望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤、支柱和直尺構(gòu)成。其作用同經(jīng)緯儀的照準(zhǔn)部相似,所不同的是沿直尺邊在測(cè)圖板上畫方向線,以代替經(jīng)緯儀的水平度盤讀數(shù)。平板儀還有對(duì)中用的對(duì)點(diǎn)器，用以整平的水準(zhǔn)器和定向用的長(zhǎng)盒羅盤等附件。測(cè)圖時(shí)，應(yīng)用測(cè)圖板上已展繪出的相應(yīng)于地面控制點(diǎn)A、B的ɑ、b,在B點(diǎn)安置平板儀,以b為極點(diǎn)，按BA方向?qū)⑵桨鍍x定向,然后用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)碎部點(diǎn)C,通過(guò)b點(diǎn)的直尺邊即為指向C點(diǎn)的方向線。再用視距測(cè)量的方法測(cè)定B點(diǎn)到C點(diǎn)的水平距離和C點(diǎn)的高程,按測(cè)圖比例尺沿直尺邊自b點(diǎn)截取相應(yīng)長(zhǎng)度，即得C點(diǎn)在圖上的平面位置c，并在點(diǎn)旁記其高程,隨后逐點(diǎn)逐站邊測(cè)邊繪，即可測(cè)繪出地形圖。
經(jīng)緯儀測(cè)繪法
將經(jīng)緯儀安置在控制點(diǎn)上，選一已知方向作為零方向，測(cè)定零方向至碎部點(diǎn)方向之間的水平角，同時(shí)用視距測(cè)量的方法測(cè)定水平距離和高程。在經(jīng)緯儀旁安置測(cè)圖板，用量角器和比例尺按極坐標(biāo)法在測(cè)圖板上定出碎部點(diǎn)的位置并注記高程。在現(xiàn)場(chǎng)邊測(cè)邊繪。如將觀測(cè)數(shù)據(jù)帶回室內(nèi)繪圖則稱為經(jīng)緯儀測(cè)記法。
在碎部測(cè)量過(guò)程中，控制點(diǎn)的密度一般不能完全滿足施測(cè)碎部的需要，因此還要增設(shè)一定數(shù)量的測(cè)站點(diǎn)以施測(cè)碎部。
聯(lián)合測(cè)圖法
小平板儀與平板儀不同之處，主要在于照準(zhǔn)設(shè)備。小平板儀的照準(zhǔn)器由直尺和前、后覘板構(gòu)成，直尺上附有水準(zhǔn)器。測(cè)圖時(shí)，將小平板儀安置在控制點(diǎn)上以確定控制點(diǎn)至碎部點(diǎn)的方向。在旁邊安置經(jīng)緯儀，用視距測(cè)量的方法測(cè)定至碎部點(diǎn)的水平距離和碎部點(diǎn)的高程,定出碎部點(diǎn)在圖上的位置,并注記高程，邊測(cè)邊繪。若在平坦地區(qū)，可用水準(zhǔn)儀代替經(jīng)緯儀，碎部點(diǎn)的高程用水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)定。
測(cè)量步驟
地形測(cè)量工作主要步驟為：
1、制定工作計(jì)劃，確定實(shí)施方案；
2、收集測(cè)區(qū)已有資料，并根據(jù)實(shí)際情況編制地形測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)書；
3、組織人員，成立項(xiàng)目部，設(shè)立技術(shù)組及質(zhì)量檢查組；
4、準(zhǔn)備各類測(cè)繪儀器及器材，制作測(cè)量標(biāo)志等；
5、進(jìn)行控制測(cè)量；
6、進(jìn)行地形圖野外數(shù)據(jù)采集，包括各地物點(diǎn)、地形點(diǎn)的平面位置和高程數(shù)據(jù)；
7、內(nèi)業(yè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，成圖及各種資料整理；
8、質(zhì)量檢查及驗(yàn)收工作。
衛(wèi)星航空測(cè)量
衛(wèi)星地形測(cè)量和航空地形測(cè)量
在21 世紀(jì), 和衛(wèi)星大地測(cè)量的技術(shù)發(fā)展相似, 由于導(dǎo)航技術(shù)、全球定位系統(tǒng)技術(shù)和遙感技術(shù)的發(fā)展, 國(guó)家基礎(chǔ)測(cè)繪的地形測(cè)量工作可以主要利用衛(wèi)星和機(jī)載的地形測(cè)繪系統(tǒng)進(jìn)行。所說(shuō)的衛(wèi)星和機(jī)載的地形測(cè)繪系統(tǒng)是由星載或機(jī)載傳感器平臺(tái)和GPS/ 恒星/慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)的集成。當(dāng)傳感器記錄地球表面的地形、地物的影像信息時(shí),GPS/ 恒星/ 慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)能同時(shí)以地形測(cè)量所要求的精度, 記錄該影像每個(gè)像素的時(shí)間、位置和姿態(tài)等七個(gè)自由度(維)。因此, 稱星載傳感器平臺(tái)和GPS/恒星/慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)集成為“ 衛(wèi)星地形測(cè)繪系統(tǒng)” , 機(jī)載傳感器平臺(tái)和GPS/慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)集成為“ 航空地形測(cè)繪系統(tǒng)” 。
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