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测量与地图学野外实习报告2012级地理科学创新实验班XXX 41209XXX实习科目：测量与地图学指导老师：苏惠敏实习时间：2013年4月7日2013年4月12日撰写报告时间：2013年4月21日测量与地图学野外实习报告 2012级地创班 XXX 41209XXX实习时间：2013年4月7日-2013年4月12日实习地点：西安市临潼区、国家测绘局第一大地测量小组、西安煤航公司带队老师：苏惠敏小组成员：XXX实习目标与任务：1.学习使用GPS定位与导航； 2.学习罗盘的使用，并能测量倾角、走向、倾向和辨别方向； 3.学习地形图的判读，并能利用地形图判定方位路线； 4.学习野外定位，利用地形图前后方交会； 5.了解水准仪、经纬仪和全站仪的使用和原理并能正确使用； 6.了解测绘局的工作性质及工作内容； 7.了解煤航公司关于地信方面的应用.野外实习区域背景概述：临潼区位于西安市东边稍偏北的位置，被称为西安的东大门。自古以来，临潼见证了历史上的很多惊鸿一瞥。自远古的母系氏族部落发展的姜寨遗址，到烽火戏诸侯的旧址骊山烽火台，到鸿门宴，到世界八大奇迹的秦陵兵马俑，到温泉水滑的华清池，到对蒋介石实行兵谏的兵谏亭，到与烽火台遥望的天文观测台，直到今天正式被国家国土资源部评为“中国御温泉之都”。临潼从未销声匿迹，一直细数着历史长河的珍宝滚滚而来。基于以上所述，汉唐以前，临潼一直处于全国的政治经济文化活动的中心地带。 我们这次实习的主要活动地骊山是国家4A级景区，它是秦岭北侧的一个分支，东西绵延25公里，南北宽约13.7公里。因其状似一匹青苍的骊驹而得名。自昭阳门进去，先后经过纪念西安事变的兵谏亭，关中八景之一的骊山晚照，女娲补天的老母殿等等一直到山顶烽火戏诸侯的烽火台。 骊山不仅为后人留下了珍贵的秦唐文化遗迹，而且发展了中国的石榴文化。中国的石榴文化凝聚着“采国外名花，结国内硕果”的意蕴。骊山的石榴2000年来。花越开越红，成为我国十大名花之一；果越结越大；繁殖越来越广。可是全国各地的石榴无论甜度大小都不能与骊山的石榴一较高下。 我们闻名中外的骊山上还保留有很多完好的地质构造和地质现象可供我们广大地理工作者去勘探研究。专题一：野外实习（骊山）一、 GPSGPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。民用的定位精度可达10米内。GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。本次实习带队苏老师给我们配了3种不同的手持GPS，仅几个按钮就可以达到存储航点、查看航点、存储航迹、卫星定位等功能，通过设置不同参数和坐标系即可进行定位与导航以及获得不同高程系统下的经纬坐标和高程。二、 地质罗盘 地质罗盘又称“袖珍经纬仪”。野外地质工作不可缺少的工具。主要包括磁针、水平仪和倾斜仪。结构上可分为底盘、外壳和上盖，主要仪器均固定在底盘上，三者用合页联结成整体。可用于识别方向、确定位置、测量地质体产状及草测地形图等。地质罗盘上有一个指针，用它指明磁子午线的方向，可以粗略确定目标相对于磁子午线的方位角，并利用水准器装置测其垂直角（俯角或仰角）以确定被测物体所处的位置。1、 地质罗盘的结构（1） 磁针一般为中间宽两边尖的菱形钢针，安装在底盘中央的顶针上，可自由转动，不用时应旋紧制动螺丝，将磁针抬起压在盖玻璃上避免磁针帽与项针尖的碰撞，以保护顶针尖，延长罗盘使用时间。在进行测量时放松固动螺丝，使磁针自由摆动，最后静止时磁针的指向就是磁针子午线方向。由于我国位于北半球磁针两端所受磁力不等，使磁针失去平衡。为了使磁针保持平衡常在磁针南端绕上几圈铜丝，用此也便于区分磁针的南北两端。（2）水平刻度盘水平刻度盘的刻度是采用这样的标示方式：从零度开始按逆时针方向每10度一记，连续刻至360度，o度和180度分别为N和S，90度和270度分别为E和W，利用它可以直接测得地面两点间直线的磁方位角。（3）竖直刻度盘专用来读倾角和坡角读数，以E或W位置为0度，以S或N为90度，每隔10度标记相应数字。（4）悬锥悬锥是测斜器的重要组成部分，悬挂在磁针的轴下方，通过底盘处的觇板手可使悬锥转动，悬锥中央的尖端所指刻度即为倾角或坡角的度数。（5）水准器水准器通常有两个，分别装在圆形玻璃管中，圆形水准器固定在底盘上，长形水准器固定在测斜仪上。（6）瞄准器包括接物和接目觇板，反光镜中间有细线，下部有透明小孔，使眼睛，细线，目的物三者成一线，作瞄准之用。2、 地质罗盘的使用方法（一）在使用前必须进行磁偏角的校正因为地磁的南、北两极与地理上的南北两极位置不完全相符，即磁子午线与地理子午线不相重合，地球上任一点的磁北方向与该点的正北方向不一致，这两方向间的夹角叫磁偏角。地球上某点磁针北端偏于正北方向的东边叫做东偏，偏于西边称西偏。东偏为(+)西偏为(-)。地球上各地的磁偏角都按期计算，公布以备查用。若某点的磁偏角已知，则一测线的磁方位角A磁和正北方位角A的关系为A等于A磁加减磁偏角。应用这一原理可进行磁偏角的校正，校正时可旋动罗盘的刻度螺旋，使水平刻度盘向左或向右转动，(磁偏角东偏则向右，西偏则向左)，使罗盘底盘南北刻度线与水平刻度盘0-180度连线间夹角等于磁偏角。经校正后测量时的读数就为真方位角。（二）目的物方位的测量是测定目的物与测者间的相对位置关系，也就是测定目的物的方位角(方位角是指从子午线顺时针方向到该测线的夹角)。测量时放松制动螺丝，使对物觇板指向测物，即使罗盘北端对着目的物，南端靠着自己，进行瞄准，使目的物，对物觇板小孔，盖玻璃上的细丝，对目觇板小孔等连在一直线上，同时使底盘水准器水泡居中，待磁针静止时指北针所指度数即为所测目的物之方位角。(若指针一时静止不了，可读磁针摆动时最小度数的二分之一处，测量其它要素读数时亦同样)。若用测量的对物觇板对着测者(此时罗盘南端对着目的物)进行瞄准时，指北针读数表示测者位于测物的什么方向，此时指南针所示读数才是目的物位于测者什么方向，与前者比较这是因为两次用罗盘瞄准测物时罗盘之南、北两端正好颠倒，故影响测物与测者的相对位置。为了避免时而读指北针，时而读指南针，产生混淆，放应以对物觇板指着所求方向恒读指北针，此时所得读数即所求测物之方位角。（三）岩层产状要素的测量岩层的空间位置决定于其产状要素，岩层产状要素包括岩层的走向、倾向和倾角。测量岩层产状是野外地质工作的最基本的工作方法之一，必须熟练掌握。1. 岩层走向的测定岩层走向是岩层层面与水平面交线的方向也就是岩层任一高度上水平线的延伸方向。测量时将罗盘长边与层面紧贴，然后转动罗盘，使底盘水准器的水泡居中，读出指针所指刻度即为岩层之走向。因为走向是代表一条直线的方向，它可以两边延伸，指南针或指北针所读数正是该直线之两端延伸方向，如NE30度与SW210度均可代表该岩层之走向。2.岩层倾向的测定岩层倾向是指岩层向下最大倾斜方向线在水平面上的投影，恒与岩层走向垂直。测量时，将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向，罗盘南端紧靠着层面并转动罗盘，使底盘水准器水泡居中，读指北针所指刻度即为岩层的倾向。假若在岩层顶面上进行测量有因难，也可以在岩层底面上测量仍用对物觇板指向岩层倾斜方向，罗盘北端紧靠底面，读指北针即可，假若测量底面时读指北针受障碍时，则用罗盘南端紧靠岩层底面，读指南针亦可。3岩层倾角的测定岩层倾角是岩层层面与假想水平面间的最大夹角，即真倾角，它是沿着岩层的真倾斜方向测量得到的，沿其它方向所测得的倾角是视倾角。视倾角恒小于真倾角，也就是说岩层层面上的真倾斜线与水平面的夹角为真倾角，层面上视倾斜线与水平面之夹角为视倾角。野外分辨层面之真倾斜方向甚为重要它恒与走向垂直，此外可用小石于使之在层面上滚动或滴水使之在层面上流动，此滚动或流动之方向即为层面之真倾斜方向。测量时将罗盘直立，并以长边靠着岩层的真倾斜线，沿着层面左右移动罗盘，并用中指搬动罗盘底部之活动扳手，使测斜水准器水泡居中，读出悬锥中尖所指最大读数，即为岩层之真倾角。岩层产状的记录方式通常采用下面的方式：既方位角记录方式，如果测量出某一岩层走向为3100，倾向为2200 ，倾角350，则记录为NW3100/SW350或3100/SW350或2200350。如：我们在骊山下一点测得烽火台的方位角为SE4.52。野外测量岩层产状时需要在岩层露头测量，不能在转石(滚石)上测量，因此要区分露头和滚石。区别露头和滚石，主要是多观察和追索并要善于判断。测量岩层面的产状时，如果岩层凹凸不平，可把笔记本平放在岩层上当作层面以便进行测量。三、 地形图的判读1、 地形图的定向（1） 用指北针标定（2） 用罗盘定向（3） 利用明显地物、地貌点标定（4） 利用北极星标定（晴朗的夜间）2、 野外定位（1） 把实地地物与图上地物比对，确定自己的位置；（2） 后方交会法：先把地形图与实地方向比对好，固定地形图。确定两个独立地物并在图上找到相应位置，分别连成一线。两条直线会在两地物后方有一个交点，该交点即为此时我们的站立点（忽略误差）。或者三个地物交出的三角形中心即为自己的站立点。3、 确定目标点 前方交会法，即在两个不同的位置与实地同一地物连线确定目标点。专题二：室内实习一、 测量仪器的原理和使用1、 水准仪水准仪是根据水准测量原理测量地面点间高差的仪器。主要部件有望远镜、管水准器（或补偿器）、垂直轴、基座、脚螺旋。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪（又称电子水准仪）。按精度分为精密水准仪和普通水准仪。水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。1. 安置 安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。 首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。2. 粗平 粗平是使仪器的视线粗略水平，利用脚螺旋置圆水准气泡居于圆指标圈之中。具体方法：用仪器练习。在整平过程中，气泡移动的方向与大拇指运动的方向一致。3. 瞄准 瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。 首先是把望远镜对向远处明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。再松开固定螺旋，旋转望远镜，使照门和准星的连接对准水准尺，拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋，使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。4. 精平 精平是使望远镜的视线精确水平。微倾水准仪，在水准管上部装有一组棱镜，可将水准管气泡两端，折射到镜管旁的符合水准观察窗内，若气泡居中时，气泡两端的象将符合成一抛物线型，说明视线水平。若气泡两端的象不相符合，说明视线不水平。这时可用右手转动 微倾螺旋使气泡两端的象完全符合，仪器便可提供一条水平视线，以满足水准测量基本原理的要求。注意：气泡左半部分的移动方向，总与右手大拇指的方向不一致。5. 读数 用十字丝，截读水准尺上的读数。现在的水准仪多是倒象望远镜，读数时应由上而下进行。先估读毫米级读数，后报出全部读数。注意，水准仪使用步骤一定要按上面顺序进行，不能颠倒，特别是读数前的符合水泡调整， 一定要在读数前进行。所测点的高程=导线点的高程+后视-前视。后视就是从水准仪的中看见架在导线点上的尺子的高程。操作要点在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。计算公式：两点高差=前视后视。校正方法将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a、b 。计算如果abab 时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。重复以上做法，直到相等为止。保养与维修1水准仪是精密的光学仪器，正确合理使用和保管对仪器精度和寿命有很大的作用2避免阳光直晒，不许可证随便拆卸仪器3仪器有故障，由熟悉仪器结构者或修理部修理4每个微调都应轻轻转动，不要用力过大。镜片、光学片不准用手触片5每次使用完后，应对仪器擦干净，保持干燥。 2、经纬仪 测量水平角和竖直角的仪器。是根据测角原理设计的。目前最常用的是光学经纬仪。 构造经纬仪结构机器部件（主要常用部件）： 1望远镜制动螺旋 2 望远镜 3 望远镜微动螺旋 4 水平制动 5 水平微动螺旋 6 脚螺旋 9 光学瞄准器 10物镜调焦 11目镜调焦 12 度盘读数显微镜调焦 13 竖盘指标管水准器微动螺旋 14 光学对中器 15 基座圆水准器 16 仪器基座 17 竖直度盘 18 垂直度盘照明镜 19 照准部管水准器 20水平度盘位置变手轮 望远镜与竖盘固连，安装在仪器的支架上，这一部分称为仪器的照准部，属于仪器的上部。望远镜连同竖盘可绕横轴在垂直面内转动，望远镜的视准轴应与横轴正交，横轴应通过水盘的刻画中心。照准部的数轴（照准部旋转轴）插入仪器基座的轴套内，照准部可以作水平转动。 使用 将经纬仪支在架子上，像椅子、像机三角架均可，目的只在使视线容易通过D之螺丝圈观察。把经纬仪面向南方放好，首先视臂D不要举起，（即纬度表E指在零），调整B板之倾斜，使视线沿视臂看到地平线，将B板固定在这位置，此时B板即保持水平，现在旋转C、D观察天体，则E即指示出天体之地平纬度（Altitude）。现在将经纬仪A板举高至x角，x=90（测量地之纬度），例如，你在台北测量，纬度大约253，角x就等于6457；另一个法子是将视臂指向北极星，D保持在这方向，而移动A板，使纬度表E之读数为90，此时A板即与B成x角了，可用这种方法来测量你所在地的纬度。为了测度赤经，你必经将经度表F刻成赤经单位时，每隔15为1时，由零度起反时针方向刻。现在移动视臂注视南天之一已知星，从星图、天文日历或其它参考星源，决定此星之赤经、赤纬，旋转经度表F，使C之指针指向适当之赤经值。此时纬度表应即自动指在了正确的赤纬值，否则仪器便有了偏差。将F固定住，现在旋转C、D，把视臂指向另一星球，此时从E、F就可读出，此星球之赤纬度、赤经度了。在天球赤道以北之星球赤纬度为正，在天球赤道以南之星赤纬度为负，即E盘上朝开口处之量角器度数为正，另一个负。原理经纬仪是根据测角原理设计的。为了测定水平角，必须在通过空间两方向线交点的铅垂线上，水平地放置一个带有角度分划的圆盘水平度盘。为了测定竖直角,又必须竖放一个圆盘竖直度盘。由于竖直角的一个方向是特定的方向（水平方向或天顶方向），所以只需在竖直度盘上读取视线指向欲测目标时的读数，即可获得竖直角值。类别 经纬仪的种类很多，按精度可分为普通经纬仪和精密经纬仪，有一定的系列标准。中国生产的精密光学经纬仪，一测回水平方向中误差不大于0.7,其望远镜放大倍数为56倍、45倍、30倍,水平度盘直径158毫米，最小读数值0.2，竖直度盘直径88毫米,最小读数值 0.4。经纬仪按读数设备分为游标经纬仪、光学经纬仪和电子经纬仪；按轴系又可分为复测经纬仪和方向经纬仪。目前最常用的是光学经纬仪。为使作业方便，提高效率，这类仪器在原有基础上又有所改进。例如采用正像望远镜；快调焦、慢调焦机构；同轴制动、微动机构；度盘读数数字化，用带有分划尺的读数显微镜或带有光学测微器的读数显微镜；两个度盘影像呈现不同颜色；粗、精配置度盘机构以及竖盘指标自动归零装置等。还有某些具有特殊功能的经纬仪，例如，带有光学测距装置的视距经纬仪；利用磁针定磁北方位的罗盘经纬仪；将陀螺仪和经纬仪组合，能测定真北方位的陀螺经纬仪（见矿山测量）；利用激光形成可见视准轴，能进行导向、定位和准直测量的激光经纬仪；进行地面摄影的摄影经纬仪；自动跟踪测量的电影经纬仪；自动测角和记录的电子经纬仪；以及将电子经纬仪、电磁波测距装置、微型信息处理机和记录器等综合成单体整机的电子速测仪。电子速测仪不仅可在现场迅速获得斜距、平距、高差（或高程）和坐标增量（或坐标）等数据，并能自动显示、打印和穿孔记录，或在磁带上存贮数据，还可建立数字地形模型，或利用专用接口与计算机连接自动成图。在如隧道工程等黑暗环境下作业时，利用 LDT520对测点发射的可见激光束可高效率实施方向控制和点位定位。阴天环境下，激光束有效作业半径达600m，黑暗环境下则更远。二、 国家测绘局第一大地测量队实习 家测绘局第一大地测量队(国家测绘局精密工程测量院、陕西省第一测绘工程院)始建于1954年，是一支长期从事大地测量、工程测量、精密工程测量和地理信息产品生产、开发和研究的甲级测绘单位。现有职工319人，工程技术人员190人，其中高级工程师13人、工程师66人(博士1人、硕士5人)，工种齐全，技术设备先进，拥有国际先进水平仪器150多台(套)。1991年受国务院通令嘉奖，并被授予“功绩卓著，无私奉献的英雄测绘大队”荣誉称号，前任中共中央总书记、国家主席江泽民，国务院总理李鹏等党和国家领导人为国测一大队题词。2006年5月被中华全国总工会授予“全国五一劳动奖状”。国测一大队主要专业技术工种有卫星定位测量、三角测量、精密水准测量、天文测量、重力测量、基线测量、精密测距、精密工程测量、摄影测量与遥感(外业)、控制测量、地形测量、城镇规划定线与拨地测量、市政工程测量、水利工程测量、建筑工程测量、线路工程测量、地下管线测量、桥梁测量、矿山测量、隧道测量、变形测量、竣工测量、测绘仪器检定与维修等。1999年建立实施了ISO 9001质量管理体系。建队以来，先后完成或参与完成了国家天文大地网布测，国家高程控制网布测，国家GPS网布测，国家重力基本网布测，全国天文经度网联测，国家航测与遥感几何性能实验场测定，国家大地原点的筹建和施测，全国标准基线场的建立，珠穆朗玛峰和托木尔峰的高程测定，南极长城站建站测绘，中国地壳运动监测网络工程，中国公路网GPS测绘工程及数据建库，中法、中日国际重力联测，香港、南极长城站等绝对重力测量，华北、华东、华中区域大地水准面精化，以及中蒙、中巴、中尼边界联测等一大批国家重点测绘项目，为国家的经济建设、国防建设和科学研究提供了大量的、高精度的测绘产品。近年来，先后在三十个省、市、自治区承担了大量的市场测绘项目，如深圳、上海的高程和平面控制网的施测，上海、深圳、天津、中山等地的数字化测图，石家庄市、中山市坐标系统的建立、成果的改算及地形图的坐标转换，汉中市地理信息系统建立，温州、定边、中山等地的地形地籍测量，北京、上海、天津、深圳、南京、武汉、沈阳、青岛、石家庄等城市大地水准面精化等。为地方经济建设和工程建设提供了测绘保障。在精密工程测量领域，国测一大队依靠雄厚的技术实力和精良的仪器设备，先后完成了西安市大雁塔变形监测，韩城发电厂变形监测，天津港码头变形监测，天生桥水利枢纽变形监测，亚洲最大的洛河渡槽变形监测，宝鸡第二发电有限公司主厂房建、构筑物沉降监测，酒泉卫星发射场定向测量，苏通长江公路大桥首级控制网施测，港珠澳大桥三地坐标系统联测、杭州湾大桥首级控制测量及桥位区带状地形图测量，深港西部通道深圳湾公路大桥首级控制网整网独立复核测量，以及大量高层建构筑物的变形观测等一批精密工程测量项目，积累了丰富的经验，同时还开展了水下地形测量项目，刘家峡、天津港、深圳湾等水下项目，为国家测绘局第一大地测量队赢得了良好声誉。对外业务上，与美国、德国、意大利、芬兰、日本、巴布亚新几内亚、阿尔及利亚等国进行测绘项目合作。在测绘服务上，一直采取质量跟踪和信息反馈措施，得到国内外顾客的好评。若干年来，有数十项测绘项目获部、局级科技进步奖，4项测绘产品被评为部优质测绘产品。我国与1975年到2005年先后共6次进行珠峰的高程测定，都与第一大队完成。并且第一大队与2005年测得珠峰冰层厚度约3米，且更新珠峰高度8843.73m。我们那天由王书记亲自带领参观其荣誉室。王书记给我们详细讲解了荣誉室里陈列物品的故事以及他们因公殉职同事的悲壮事迹并与我们合影留念。三、 西安煤航公司实习陕西煤炭地质总局航测遥感局是主要从事航空摄影测量、遥感技术应用研究、数码航空摄影、地下管网探测、地理信息系统研建、地图制印和计算机信息技术开发的高科技专业局。他们公司现拥有各类生产、科研设备2600余台套，其中RC30、RMK TOP光学航摄相机、DMC、UCX数码航摄相机、IMU、SSK等国内外最先进航摄、测绘设备180余台套。已形成了整套的“数字水利”、“数字油田”、“油田开发生产监控系统”、“管道数据采集及传输系统”的解决方案和技术，并自主研究开发了e鸟巡检系统，实现了从现场巡线到监控管理的直接控制。他们地图的编制分内业和外业两部分，即外业负责取点，内业负责编制出版，主要包括空三加密，数据采集和编辑几个部分。一般有传统实测成图，遥感制图，计算机制图法几种方法。一般制图秉持设计先行的原则，确定图集大小，整理专题要素，与地图结合后出版印刷。地图印刷是一项精度要求很高的工作，任何疏漏都会导致成图的不精密。其印刷的一般步骤为：地图编制地图制版地图装订。实习体会与总结：这次实习让我收获了不少，真真切切的让我感觉到做学问学知识尤其是学习地理一定要走出教室，实践出真知。同学们都说出门这三天甚至比在课堂上一个学期学的要深刻牢固。去骊山的那三天，尤其是不小心走上环山公路那一次，同学的陪伴和帮助真的给了我莫大的鼓励。虽然表面上不动声色，但如果放自己一个人走虽说不至于手足无措但心底总是会害怕的。虽然实习这些天真的学到了很多东西，但也让我认识到自己的不足，提醒自己该怎样着手去弥补不足。总之，这几天的收获是很大的，不光扎实了专业知识，再次领略了大自然的魅力也增进了跟同学老师的情谊。