测量学论述题.doc

测量学 论述题1 某地区要进行大比例尺地形测图，采用经纬仪配合半圆仪测图法，以一栋建筑物的测量为例，论述在一个测站上进行碎部测量的步骤与方法。经纬仪测绘法的实质是按极坐标定点进行测图，观测时先将经纬仪安置在测站上，绘图板安置于测站旁，用经纬仪测定碎部点的方向与已知方向之间的夹角、测站点至碎部点的距离和碎部点的高程，然后根据测定数据用量角器（半圆仪）和比例尺把碎部点的位置展绘于图纸上，并在点的右侧注明其高程，再对照实地描绘地形。具体操作步骤包括在测站点上安置仪器、后视另一控制点实现定向，并置水平度盘读数为000、在碎部点上进行立尺、瞄准碎部点读数（包括视距间隔、中丝读数、竖盘读数和水平角）、计算测站点到碎部点的水平距离和碎部点高程、展绘碎部点。以建筑物为例，首先进行安置仪器、定向，然后依次瞄准建筑物的碎部点进行观测读数的计算，通过水平角确定方向，通过水平距离在该方向上确定碎部点位置，计算高程，然后连接各碎部点即完成了建筑物的测绘。2 结合水平角和垂直角测量的要求，论述光学经纬仪的构成及各部分的主要功能。根据水平角测量原理，要测量水平角，要求仪器必须具有一个水平刻度盘和在刻度盘上的指标，同时要有能够瞄准远方目标的望远镜，能够进行对中操作的配件和能够进行整平使水平度盘水平的装置。根据垂直角测量要求，要求还具有垂直度盘。结合以上要求，经纬仪主要由照准部、水平度盘和基座三部分组成。照准部包括望远镜、竖盘和水准器，用来进行仪器整平、垂直角测量和瞄准远方目标以进行读数； 水平度盘主要用于水平角测量时作为读数基准基座是仪器的底座，用于将三脚架和仪器连接在一起，并进行对中。3 论述高斯克吕格平面直角坐标系的建立过程和高斯投影的基本性质。坐标系的建立过程为：采用分带投影的方法，将整个地球表面按照3度带或6度带划分为若干子带，分带后，对于每一带按照高斯投影的方法，即中央子午线与圆柱相切，将其放入圆柱内，然后按照一定的数学方法在等角的条件下将中央子午线及附近的元素投影到横圆柱上，然后以过极点的母线切开展为平面，就得到了该带的高斯-克吕格平面直角坐标系，其中中央子午线为纵坐标轴，赤道为横坐标轴，交点为坐标原点。高斯投影的基本性质是：（1） 中央子午线的投影为一直线，且投影之后的长度无变形；其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线，且以中央子午线为对称轴，离对称轴越远，其长度变形也就越大；（2） 赤道的投影为直线，其余纬线的投影为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴；（3） 经纬线投影后仍保持相互正交的关系，即投影后无角度变形；（4） 中央子午线和赤道的投影相互垂直。4 地形图通常具有哪些应用，如何实现？地形图的应用主要包括： 量取点的坐标和确定点的高程：坐标可以直接量取，高程可以通过内插实现； （1） 确定图上直线的长度、坡度和坐标方位角：长度可直接量取按比例尺计算，坡度由高差和水平距离计算，坐标方位角可直接量取或进行坐标反算； （2） 按设计坡度在地形图上选定最短距离：根据坡度和等高距确定等高线平距，然后依次以等高线平距为半径作圆弧，求与等高线交点，进行路线选择。（3） 根据地形图制作剖面图：在剖面方向量按照水平距离和通过的等高线点高程，制作剖面图。或：根据地形图计算平整场地的土方量：计算场地范围内每一小方格的土方量后累加即可。5 论述闭合导线计算的主要过程和每一过程中的具体方法。闭合导线内业计算步骤与方法包括：（1） 计算角度闭合差：闭合导线根据多边形内角和与实际测量角度和计算，测量角度之和与多边形内角和理论值之差即为角度闭合差（2） 检查角度闭合差是否超限，若没有超限则对各角反号平均分配：（3） 用改正后的角度计算方位角，进而由坐标方位角和水平距离计算坐标增量：x=lcosy=lsin（4）计算X和Y方向的坐标增量闭合差，其理论值均应为0，坐标增量之和即分别为X和Y方向闭合差，两方向闭合差平方和再开方得到导线全长闭合差，再将其除以导线总长度计算导线全长相对闭合差，检查是否超限，若没有超限则按与边长成正比反号分配（5）按照坐标正算公式计算导线点的坐标：6 以闭合导线为例，详细论述导线外业测量过程与内业计算的主要步骤（并说明每一步骤的主要计算方法）。外业观测过程：（1） 踏勘选点，布设导线；（2） 进行导线外业观测，包括测量水平角和量边；（3） 记录和整理观测数据，准备进行内业计算。内业计算步骤与方法包括：（1）计算角度闭合差并进行分配：闭合导线根据多边形内角和与实际测量角度和计算，测量角度之和与多边形内角和的理论值之差即为角度闭合差，看角度闭合差并检查是否超限，若没有超限则对各角反号平均分配： （2）用改正后的角度计算方位角，进而由坐标方位角和水平距离计算坐标增量：x=Lcosy=Lsin然后计算X和Y方向的坐标增量闭合差，其理论值均应为0，坐标增量之和即分别为X和Y方向闭合差，两方向闭合差平方和再开方得到导线全长闭合差，再将其除以导线总长度计算导线全长相对闭合差，检查是否超限，若没有超限则按与边长成正比反号分配（3）按照坐标正算公式计算导线点的坐标：7用经纬仪配合半圆仪进行地形图测绘时，简述一个测站上进行建筑物测绘的主要工作步骤和绘图方法。以建筑物为例，首先进行安置仪器、在测站点上安置仪器、并后视另一控制点实现定向，置水平度盘读数为000，然后在碎部点上进行立尺，依次瞄准建筑物的碎部点进行观测读数与计算，用经纬仪瞄准碎部点读数（包括视距间隔、中丝读数、竖盘读数和水平角）、计算测站点到碎部点的水平距离和碎部点高程；进行碎部点展绘，通过水平角确定方向，通过水平距离在该方向上确定碎部点位置，在旁边标注高程；最后连接各碎部点即完成了建筑物的测绘。8 当采用经纬仪配合半圆仪进行地形测图时，说明测绘地形碎部点的基本过程，并举例说明如何根据碎部点绘制等高线。测绘地形碎部点的过程是：（1）在测站点上安置仪器、置水平度盘读数为000，并后视另一控制点实现定向；（2）碎部点上进行立尺、瞄准碎部点读数（包括视距间隔、中丝读数、竖盘读数和水平角），计算测站点到碎部点的水平距离和碎部点高程，在图纸上绘出碎部点并将其高程标在旁边。根据一系列地形碎部点，可以内插出等高线上高程点的位置，然后将具有相同高程的点连接成一条曲线，即得到了等高线。举例说明内插等高线9简述测回法测水平角的主要步骤和相应的角度计算方法（假定观测两个方向）。用测回法测量，先在A、B两点上立好测钎，将经纬仪置于O点，按以下程序观测：（1） 正镜，照准A，读取水平读盘读数，记入观测手簿；（2） 顺时针转动望远镜照准B ，读取水平读盘读数；由正镜方向两读数差可以计算出上半测回水平角L= - （3） 倒转望远镜，瞄准B，读取水平读盘读数；（4） 逆时针方向转动望远镜，瞄准A，读取水平读盘读数；计算下半测回水平角R= - 若上下半测回角度差小于限差，则取平均值作为最后的角度，否则重新观测。10说明用水准仪进行等外水准测量时的一个测站上的操作步骤（双面尺法）与高差计算方法。（1）在测站上安置水准仪，使离前后尺距离尽可能相等，粗平。 （2）瞄准后视尺黑面，精平后读数，再瞄准后视尺红面读数，计算看是否满足限差要求；若不满足则重新测量，获得满足要求的黑红面读数 ； （3）瞄准前视尺黑面，精平后读数，再瞄准前视尺红面读数，计算看是否满足限差要求；若不满足则重新测量，获得满足要求的黑红面读数； （4）分别由黑面和红面计算高差，进行限差比较，若不满足则重新测量，若满足则取二者平均值作为最终高差 11当采用双面尺法进行水准测量以确定两点间的高差时，一测站的主要观测步骤如何实现，如果进行观测数据的检核并计算两点间的高差。用双面尺法进行水准测量时，一测站的主要观测步骤包括：（1）安置水准仪，整平；在后视点和前视点上立水准尺； （2）瞄准后视尺，精平，读水准尺黑面读数；旋转水准尺，再读红面读数；计算黑红面读数差与尺常数比较，看是否超限，若超限则重新观测；否则瞄准前视尺开始观测； （3）瞄准前视尺，精平，读水准尺黑面读数；旋转水准尺，再读红面读数；计算黑红面读数差与尺常数比较，看是否超限，若超限则重新观测；否则可以计算高差； （4）根据黑面读数、红面读数分别计算高差，计算二者之间的差值，若差值小于限差则取高差平均值作为最终高差，若超过限值则应重新进行测量。12说明经纬仪测量时一测站上进行对中和整平的主要步骤和方法。对中和整平的主要步骤和方法是：首先进行对中，其目的是把仪器中心安置在测站点O的铅垂线上，在O点附近张开三脚架，挂上垂球，固定三脚架的一条腿，两手握住另外两条腿作前、后、左、右移动，使垂球尖大致对准O点的中心标志，并使三脚架头大致放平，将这两条腿也插稳。然后安上仪器，拧上中心螺旋，适当移动经纬仪基座使垂球尖精确对准O点，固定中心螺旋。然后进行整平，先转动脚螺旋使圆水准器气泡居中，进行初步整平。然后转动照准部，使水平度盘上的水准管平等于任意两个脚螺旋的连线，按照左手拇指规则旋转脚螺旋，使气泡居中，旋转照准部，使水准管转动90度，再旋转另一脚螺旋，使水准气泡居中。这样反复几次，直到水准管在两个位置气泡都居中为止。此时完成仪器安置，可以开始角度测量。13、试介绍并分析现代地图学研究的主要理论及其对地图实践活动的重要意义。答：现代地图学理论主要是用地图的方法来研究地理环境信息的表示和变换的一些理论问题。（1）地图信息论：研究地理环境信息的变换、表达和利用的理论，着重研究地图图形的表示、转换、传递、存贮、处理、利用等方面的技术与理论问题，地图信息论可以作为计算机地图制图的理论基础，而计算机制图又为大量快速处理地图信息提供了手段。（2）地图信息传递论：研究地图信息传递过程和方法的理论。该理论把制图和用图联系起来，并统一在地图信息的传递过程中，如果不充分考虑到地图信息传递过程中，制图和用图这两个环节之间的相互联系，那就不能深入研究、解释和解决现代地图学的复杂问题。（3）地图感受论：研究地图视觉感受的基本过程和特点，分析用图者对图像感受的心理、物理因素和地图感受效果。地图视觉感受的研究对充分利用地图信息和有效地提取地图信息、进一步提高地图的表达力都具有重要意义。（4）地图符号论：研究作为地图语言的地图符号系统及其特性与使用的理论。着重研究符号与符号之间的关系，符号与表示对象之间的关系，符号与使用者之间的关系，它为视觉感受构成一种图形语言，能直接用于地图设计，也是为地图学提供图形表达的理论。（5）地图模型论：用模型法来认识地图的性质，解释地图的制作和应用的理论。通过模型来研究系统，是系统论的一个重要方法，主要研究地图应用基础以及对地图学实质的认识问题，对深刻认识地图的功能及其在地学中的作用有着重要意义。（6）地图认知理论：研究人类如何通过地图对客观环境进行认知和信息加工，并弄清地图设计制作的思维过程及其描述的理论。可以了解地图的认知特点以及改善地图、增加地图信息的传输效果，并让计算机制图的过程模仿人类制图思维的过程。（7）综合制图论：是研究制作综合地图的理论与方法，可以向地理学者提供客观环境新的结论，能作为科学概括和预测的有效手段。14、对地图实践活动的重要意义：现代地图学理论的研究产生了对地图和地图学的一些新的认识，使地图学的研究在深度和广度上都有很大的变化，同时促进了对地图学基本理论、地图学体系的探讨。现代地图学理论对认识信息时代地图学的实质及进一步揭示地图学的发展规律具有指导意义。现代地图学理论的提出对进一步阐述地图学的研究对象和理论建设，认识地图学与遥感、地理信息系统的共性与个性，理解信息时代地图制作与应用的特点，都具有指示作用。15、试分析地图设计的基本内容。答：确定制图区域范围确定新编地图的分幅与内外图框尺寸设计，比例尺系统与分幅原则。选择和设计投影投影设计要求、坐标间隔、地图配置与方向。图面配置和整饰的设计主区与周围地区的关系，图面的有效利用，主题内容的表述；图名、比例尺、附图、附表、文字说明的配置及图廓整饰。确定各要素选取指标保证地区之间的大体协调，避免出现主次、大小、疏密的倒置现象。设计图式图例符号设计要求有通用性、习惯性、系统性，便于绘制和定位。设计成图工艺明确上下工艺衔接关系和整个工艺的流程。实验工作检验设计思想的可行性，以便纠正和发现设计中不合理部分。16、什么是地理图？试分析地理图的编制特点，并介绍地理图设计的主要内容。答：（一）地理图是指概括程度比较高，以反映要素基本分布规律为主的一种普通地图。 以小比例尺居多（二）地理图的编制特点 （1）地图内容的高度概括性地理图从内容上已经过大量取舍，表现在地图上的各种要素在质量特征上具有高度概括性。（2）地图设计的灵活多样性地理图没有统一指定的编图规范与实施规则。可以针对地图的具体用途，目的和服务对象，确定地图表现的内容和形式。从地图投影、比例尺选择、内容选取、图例符号设计、色彩运用，乃至图面配置设计风格等，均有很大的灵活性。（3）制图资料种类的多样性与精度的不均一性。地理图的比例尺往往比较小，制图区域比较大，制图资料的种类，精度和现势性都存在很大差别。须对制图资料在分析、评价的基础上，确定其使用程度和使用方法，尽量做到成图后各部分内容的统一协调。17、地图设计的主要内容（1）编辑设计前的准备工作阶段深入研究新编地图的目的用途及主要服务对象对国内外同类地图进行分析评价搜集、分析、评价制图资料 认真研究制图区域的地理特征（2）正式编辑设计工作阶段明确规定地图的任务及质量要求 设计地图的数学基础地图内容的选择和图例符号设计 对制图资料加以说明设计工艺方案 地图概括方法的规定图面配置设计 指导原图编绘、出版准备及审核