课程编号：08370

英文名称：Principles and Methods of Digital Mapping

学 时 数：36学时     学 分 数：2学分

适用层次和专业：本科，测绘工程

一、课程性质、目的和任务

本课程是测绘工程专业的一门核心课程，其性质为专业课。通过本课程的学习，使学生了解并掌握测量基础知识、基本理论和基本测量方法，在此基础上掌握大比例尺地面数字测图的原理与方法。

二、课程教学内容及各章学时分配

第一章  绪 论（2学时）

第一节 测绘学的任务及作用

主要知识点：测绘学的内容、任务和作用

第二节 数字测图的发展概况

主要知识点：数字测图的两个发展阶段

第三节 学习数字测图原理与方法的目的和要求

   主要知识点：学习本课程的目的和要求

第二章  测量的基本知识（2学时）

第一节  地球形状和大小

主要知识点：大地水准面，参考椭球体

第二节 测量常用坐标系和参考椭球定位

主要知识点：测量常用坐标系和参考椭球定位，1980国家大地坐标系

第三节 地球投影和高斯平面直接坐标系

主要知识点：地图投影的概念，高斯-克吕格投影，高斯平面直角坐标系

第四节 高程

主要知识点：高程基准面，高程，1985国家高程基准

第五节 用水平面代替水准面的限度

主要知识点：水准面曲率对水平距离和高差的影响

第六节 方位角

主要知识点：三北方向，坐标方位角，正反坐标方位角

第七节 地图的基本知识

主要知识点：地图比例尺，地形图符号及图式

第八节 地形图的分幅与编号

主要知识点：国家基本比例尺地形图分幅和编号

第三章  测量误差基本知识（2学时）

第一节  观测误差的分类

   主要知识点：测量误差的产生原因、分类，偶然误差特性

第二节 衡量精度的标准

主要知识点：中误差、相对误差和极限误差

第三节 算术平均值及观测值的中误差

主要知识点：按观测值的改正值计算中误差

第四节 误差传播定律

主要知识点：一般函数的中误差

第五节 加权平均值及其精度评定

主要知识点：权、加权平均值和单位权中误差的概念

第六节 间接平差原理

主要知识点：间接平差原理及计算

第四章  水准测量和水准仪（4学时）

第一节  水准测量原理与方法

主要知识点：水准测量原理

第二节 水准仪和水准尺

主要知识点：水准仪、自动安平水准仪的构成、原理及使用

第三节 水准测量外业施测

主要知识点：普通水准测量，国家三、四等水准测量

第四节 水准测量的误差分析

主要知识点：仪器误差、观测误差和外界条件的影响

第五节 水准仪的检验和校正

主要知识点：i角的检验与校正

第五章  角度、距离测量与全站仪（4学时）

第一节  角度测量原理

主要知识点：水平角、竖直角及测量原理

第二节 经纬仪

主要知识点：经纬仪的基本构造及分类

第三节 角度观测方法

主要知识点：测回法、方向观测法，高度角的计算

第四节 水平角观测的误差和精度

主要知识点：经纬仪三轴误差，水平角观测的精度

第五节 经纬仪的检验和校正

主要知识点：经纬仪主要轴线满足的条件，经纬仪的常规检验和校正

第六节 距离测量

   主要知识点：钢尺量距，视距法测距，光电测距

第七节 光电测距误差分析

主要知识点：比例误差，固定误差和周期误差

第八节 光电测距仪的检验

主要知识点：测距仪的检视，测距常数的测定

第九节 全站仪和自动全站仪

主要知识点：全站仪的特点和功能

第十节 三角高程测量

主要知识点：三角高程测量的基本原理及基本公式

第六章 控制测量（4学时）

第一节 控制测量概述

主要知识点：平面、高程控制的作业步骤，方位角推算，坐标正、反算

第二节 导线测量

主要知识点：导线布设、观测、平差计算，错误检查及精度

第三节 交会测量

主要知识点：前方交会，侧方交会，后方交会，自由设站

第四节 三角网测量

主要知识点：单三角锁、中心多边形、大地四边形的计算

第五节 高程控制测量

主要知识点：水准线路的布设及数据处理

第六节 GPS在控制测量中的应用

主要知识点：GPS的组成、原理、误差分析及GPS控制网的外业观测

第七章  碎部测量（2学时）

第一节  碎部测图的方法

主要知识点：经纬仪测图，地面数字测图

第二节 测定碎部点的基本方法

主要知识点：碎部点的坐标计算

第三节 地物测绘

主要知识点：地物测绘的一般原则，地物符号

第四节 地貌测绘

   主要知识点：等高线及其特性，等高线测绘方法

第八章  计算机绘图基础（2学时）

第一节  基本图形显示

主要知识点：坐标系与坐标变换

第二节 地形图地物符号的自动绘制

主要知识点：独立符号、线状符号、面状符号的自动绘制

第三节 曲线光滑的数学方法

主要知识点：单值张力样条函数

第四节 等高线的自动绘制

主要知识点：三角网的连接，等高线的寻找和追踪

第九章  地形图的数字化（2学时）

第一节  地形图手扶跟踪数字化

主要知识点：数字化仪坐标转换成地形图测量坐标

第二节 数字图像概念与栅格数据的运算

主要知识点：数字图像的数学表示

第三节 地形图的扫描屏幕数字化

主要知识点：坐标变换，线状栅格数据的细化

第十章  大比例尺数字地形图测绘（2学时）

第一节  大比例尺测图的技术设计

主要知识点：大比例尺测图技术设计

第二节 图根控制测量和测站点测定

主要知识点：图根控制测量，测站点的设定

第三节 野外采集数据

主要知识点：野外数据采集模式，数据记录，草图绘制

第四节 数字地形图编辑和输出

主要知识点：数据的图幅分幅和图形文件生成

第五节 大比例尺数字地形图质量控制

主要知识点：大比例尺数字地形图的质量要求、精度检查和质量评定

第六节 地形图数据库

主要知识点：数据库的概念，地形图数据库

第十一章  数字地形图的应用（2学时）

第一节  概述

主要知识点：数字地形图的特点

第二节 纸质地形图的应用

主要知识点：点坐标、距离、方位角量取，断面图绘制

第三节 面积和体积计算

主要知识点：面积量算，体积计算

第四节 格网数字高程模型

主要知识点：数字高程模型及其特点和应用

第五节 地面模型透视图

主要知识点：透视投影的原理，DEM三维图形显示

第十二章  地籍图和房产图测绘（4学时）

第一节  概述

主要知识点：地籍与房产平面控制测量，界址点精度

第二节 地籍调查

主要知识点：地籍调查的目的和内容，初始和变更地籍调查

第三节 地籍图测绘

主要知识点：地籍图测绘

第四节 房产调查

主要知识点：房屋调查，房屋用地调查

第五节 房产图测绘

主要知识点：房产分幅图的内容与要求，面积量算

第十三章  地下管线图测绘（2学时）

第一节  地下管线探测

主要知识点：地下管线探测方法，精度和质量要求

第二节 地下管线的物理探查

主要知识点：电磁法、直流电法、磁法和地震波法

第三节 地下管线测量

主要知识点：地下管线图测绘

第十四章  路线测量（2学时）

第一节  带状地形图测绘

主要知识点：带状地形图的测绘内容和方法

第二节 路线中线测量

主要知识点：曲线坐标计算

第三节 断面图测量

主要知识点：电子全站仪纵、横断面测量

第四节 断面图绘制

主要知识点：横、纵断面图的绘制

三、教学基本要求

通过本课程的教学，要求学生掌握测绘的基本知识、基础理论和基本操作方法，掌握数字化测图的内外业全过程。学生完成课程学习后应具备以下能力

1、掌握测量的基本知识和基本理论，具有使用常规测量仪器的操作技能；

2、掌握大比例尺数字测图的原理、方法，掌握全站仪数字测图的全过程；

3、掌握处理测量数据的基本理论和方法，在工程建设的规划、设计和施工中能正确使用地形图和测绘资料；

4、掌握施工测设过程中最基本的测量方法，能正确使用测量仪器进行一般工程的施工放样工作。

四、与其它课程的联系

数字测图原理与方法是一门专业课，学习本门课程需先修完测绘学概论、普通测量学、高等数学等课程，并且要求有一定的计算机操作知识，这样才能保证很好的掌握课程的内容，另外，本课程与误差理论与测量平差、自然地理学、控制测量、大地测量学基础等课程有紧密的关系。

五、教学学时分配

章\节

章节名称

讲课

讨论

实验

其他

小计

一

绪论

2

2

二

测量的基本知识

2

2

三

测量误差基本知识

2

2

四

水准测量和水准仪

4

4

五

角度、距离测量与全站仪

4

4

六

控制测量

4

4

七

碎部测量

2

2

八

计算机地图绘图基础

2

2

九

地形图的数字化

2

2

十

大比例尺数字地形图测绘

2

2

十一

数字地形图的应用

2

2

十二

地籍图和房产图测绘

4

4

十三

地下管线图测绘

2

2

十四

路线测量

2

2

合计

36

36

六、成绩考核方式

1.平时成绩：包括出勤、课堂提问、课堂讨论等。

2.试卷成绩：以闭卷考试形式考查，主要是对基本概念、基本理论以及综合分析能力的考核。

3.综合考核成绩：由平时成绩和试卷成绩两部分组成，其中平时成绩占30%，试卷成绩占70%。

七、推荐教材与主要参考书

1.推荐教材：

潘正风,程效军,成柩等编著.数字测图原理与方法.武汉：武汉大学出版社,2009.

杨正尧编著.数字测图原理与方法 实验与习题. 武汉：武汉大学出版社, 2004

2.教学参考书：

[1] 武汉测绘科技大学《测量学》编写组编著.测量学(第三版). 北京: 测绘出版社, 1996　

[2] 潘正风等编著.大比例尺数字测图.北京: 测绘出版社,1996

[3] 徐庆荣等编著.计算机地图制图原理.武汉: 武汉大学出版社, 1992

大纲修订人：喻铮铮

大纲审定人：朱俊阁

制订日期：2014年10月