[科普中国]-地形测量

概念

地形测量（topographic survey）指的是测绘地形图的作业。即对地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程进行测定，并按一定比例缩小，用符号和注记绘制成地形图的工作。地形图的测绘基本上采用航空摄影测量方法，利用航空像片主要在室内测图。但面积较小的或者工程建设需要的地形图，采用平板仪测量方法，在野外进行测图。1

主要类型地形测量包括控制测量和碎部测量。

控制测量控制测量是测定一定数量的平面和高程控制点，为地形测图的依据。平板仪测图的控制测量通常分首级控制测量和图根控制测量。首级控制以大地控制点为基础，用三角测量或导线测量方法在整个测区内测定一些精度较高、分布均匀的控制点。图根控制测量是在首级控制下，用小三角测量、交会定点方法等加密满足测图需要的控制点。图根控制点的高程通常用三角高程测量或水准测量方法测定。

碎部测量碎部测量是测绘地物地形的作业。地物特征点、地形特征点统称为碎部点。碎部点的平面位置常用极坐标法测定，碎部点的高程通常用视距测量法测定。按所用仪器不同，有平板仪测图法、经纬仪和小平板仪联合测图法、经纬仪（配合轻便展点工具）测图法等。它们的作业过程基本相同。测图前将绘图纸或聚酯薄膜固定在测图板上，在图纸上绘出坐标格网，展绘出图廓点和所有控制点，经检核确认点位正确后进行测图。测图时，用测图板上已展绘的控制点或临时测定的点作为测站，在测站上安置整平平板仪并定向，通过测站点的直尺边即为指向碎部点的方向线，再用视距测量方法测定测站至碎部点的水平距离和高程，按测图比例尺沿直尺边沿自测站截取相应长，即碎部点在图上的平面位置，并在点旁注记高程。这样逐站边测边绘，即可测绘出地形图。1

测量方法按所用仪器的不同，碎部测量主要有平板仪测图法、小平板仪和经纬仪联合测图法、经纬仪测绘法等。

平板仪测图法平板仪由平板和照准仪组成。平板又由测图板、基座和三脚架组成；照准仪由望远镜、竖直度盘、支柱和直尺构成。其作用同经纬仪的照准部相似,所不同的是沿直尺边在测图板上画方向线,以代替经纬仪的水平度盘读数。平板仪还有对中用的对点器，用以整平的水准器和定向用的长盒罗盘等附件。测图时，应用测图板上已展绘出的相应于地面控制点A、B的ɑ、b,在B点安置平板仪,以b为极点，按BA方向将平板仪定向,然后用望远镜照准碎部点C,通过b点的直尺边即为指向C点的方向线。再用视距测量的方法测定B点到C点的水平距离和C点的高程,按测图比例尺沿直尺边自b点截取相应长度，即得C点在图上的平面位置c，并在点旁记其高程,随后逐点逐站边测边绘，即可测绘出地形图。1

经纬仪测绘法将经纬仪安置在控制点上，选一已知方向作为零方向，测定零方向至碎部点方向之间的水平角，同时用视距测量的方法测定水平距离和高程。在经纬仪旁安置测图板，用量角器和比例尺按极坐标法在测图板上定出碎部点的位置并注记高程。在现场边测边绘。如将观测数据带回室内绘图则称为经纬仪测记法。

在碎部测量过程中，控制点的密度一般不能完全满足施测碎部的需要，因此还要增设一定数量的测站点以施测碎部。1

联合测图法小平板仪与平板仪不同之处，主要在于照准设备。小平板仪的照准器由直尺和前、后觇板构成，直尺上附有水准器。测图时，将小平板仪安置在控制点上以确定控制点至碎部点的方向。在旁边安置经纬仪，用视距测量的方法测定至碎部点的水平距离和碎部点的高程,定出碎部点在图上的位置,并注记高程，边测边绘。若在平坦地区，可用水准仪代替经纬仪，碎部点的高程用水准测量的方法测定。1

测量步骤地形测量工作主要步骤为：

1、制定工作计划，确定实施方案；

2、收集测区已有资料，并根据实际情况编制地形测量技术设计书；

3、组织人员，成立项目部，设立技术组及质量检查组；

4、准备各类测绘仪器及器材，制作测量标志等；

5、进行控制测量；

6、进行地形图野外数据采集，包括各地物点、地形点的平面位置和高程数据；

7、内业计算机数据处理，成图及各种资料整理；

8、质量检查及验收工作。

卫星地形测量和航空地形测量在21 世纪, 和卫星大地测量的技术发展相似, 由于导航技术、全球定位系统技术和遥感技术的发展, 国家基础测绘的地形测量工作可以主要利用卫星和机载的地形测绘系统进行。所说的卫星和机载的地形测绘系统是由星载或机载传感器平台和GPS/ 恒星/惯性组合导航系统的集成。当传感器记录地球表面的地形、地物的影像信息时,GPS/ 恒星/ 惯性组合导航系统能同时以地形测量所要求的精度, 记录该影像每个像素的时间、位置和姿态等七个自由度(维)。因此, 称星载传感器平台和GPS/恒星/惯性组合导航系统的系统集成为“ 卫星地形测绘系统” , 机载传感器平台和GPS/惯性组合导航系统的系统集成为“ 航空地形测绘系统” 。2