【導(dǎo)讀】園林工程、林業(yè)技術(shù)等專業(yè)的專業(yè)技能課。本課程為上述專業(yè)提供“地形圖。從事測量工作打下職業(yè)基礎(chǔ)。無論是我院學(xué)生畢業(yè)后融入社會專門從事測量工作，還。力的培養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成能夠起到重要的技術(shù)支撐作用。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握測量基本知識、基本方法和基本技能，成各種常規(guī)測量工作任務(wù)的水平。生養(yǎng)成愛崗敬業(yè)、勤奮進(jìn)取、善于思考、肯鉆業(yè)務(wù)的職業(yè)素養(yǎng)。精度等應(yīng)用型知識；習(xí)生活五個教學(xué)主環(huán)，共90課時。前三個環(huán)節(jié)的課時比例為40:20:30，后兩。項目五小區(qū)域控制測量（8課時）；②四點(diǎn)閉合路線普通水準(zhǔn)測量（2課時）；③水準(zhǔn)儀的檢驗和校正、四等水準(zhǔn)測量練習(xí)（2課時）；

　　

【正文】 調(diào)清十字絲（影像放大） 十字絲分劃板： 上中下三條橫絲與一條豎絲（讀數(shù)指標(biāo)線） 視準(zhǔn)軸： 物鏡光心與十字絲交點(diǎn)的連線（形成一條視線） 制動手輪 與微動手輪： 鎖定望遠(yuǎn)鏡和轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡（精瞄） 水準(zhǔn)器組件 管水準(zhǔn) 器 ： 帶氣泡的管狀玻璃管，水平放置（視準(zhǔn)軸水平） 圓水準(zhǔn)器： 帶 氣泡的圓柱形玻璃管，鉛錘放置（豎軸鉛錘） 微傾手輪： 調(diào)整管水準(zhǔn)器氣泡居中 角螺旋： 調(diào)整圓水準(zhǔn)器氣泡居中 基座：上支撐儀器，下連接三腳架 水準(zhǔn)儀 DS3微傾水準(zhǔn)儀組件及其作用 軸間關(guān)系 十字絲橫絲垂直于儀器轉(zhuǎn)軸 圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器轉(zhuǎn)軸（豎軸鉛錘 — 粗平） 管水準(zhǔn)器軸平行于視準(zhǔn)軸（視準(zhǔn)軸水平 — 精平） 43 氣泡左移；第三個右旋，氣泡前移；第三個左旋，氣泡后移。 （六）水準(zhǔn)儀的觀測練習(xí) 由學(xué)生進(jìn)行觀測練習(xí)，熟悉各操作件，熟練使用步驟。教師負(fù)責(zé)督導(dǎo)。 水準(zhǔn)儀的使用步驟 安置儀器： 打開三腳架，將儀器固連在架頭上 粗 略整平 ：轉(zhuǎn)動三個角螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中 精 確整平 ： 轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使管水準(zhǔn)器氣泡居中（兩半個氣泡對齊） 讀數(shù)： 用中絲讀數(shù)。先估讀毫米數(shù)，再依次讀取米、分米、厘米 旋松水平制動 目鏡調(diào)焦：望遠(yuǎn)鏡朝向遠(yuǎn)處，調(diào)清十字絲 瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺 粗瞄：用準(zhǔn)星將望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，鎖定水平制動 物鏡調(diào)焦：調(diào)清水準(zhǔn)尺 檢查并消除視差：目鏡和物鏡反復(fù)調(diào)焦至無視差現(xiàn)象 精瞄：轉(zhuǎn)動水平微動手輪，將十字絲靠近水準(zhǔn)尺面 ★ 視差： 當(dāng)眼睛在 目鏡端上下左右移動時，若在十字絲與目標(biāo)像之間產(chǎn)生相對晃動， 這種現(xiàn)象稱為視差。 產(chǎn)生視差的原因是 目標(biāo)成像的平面與十字絲平面不重合。消除的方法是重新仔細(xì)地進(jìn)行目鏡調(diào)焦和物鏡調(diào)焦直至視差消失為止。 水 水準(zhǔn)儀使用注意事項 望遠(yuǎn)鏡的各鏡頭不得觸碰或用抹布擦拭，只能用鏡頭刷刷凈； 讀數(shù)前要做精平，讀數(shù)后要檢查精平，精平被破壞讀數(shù)無效； 瞄準(zhǔn)時必須要消除視差，注意先調(diào)目鏡后調(diào)物鏡的調(diào)節(jié)順序； 擺弄操作手輪要小勁，不用儀器要放松制動手輪，儀器要專人看護(hù)； 讀數(shù)要估讀至毫米，讀成四位數(shù)，不要加小數(shù)點(diǎn)； 從箱中取儀器或搬動儀器， 不可握拿望遠(yuǎn)鏡；取出儀器后關(guān)好箱蓋； 44 三、本節(jié) 實訓(xùn) 小結(jié) 項目 小結(jié) ▲作業(yè)及預(yù)習(xí) 一、作業(yè) 什么是視差 ？ 它是怎樣產(chǎn)生的 ？如何消除？ 用水準(zhǔn)儀觀測時為什么要進(jìn)行粗平和精平？觀測中發(fā)現(xiàn)圓水準(zhǔn)器氣泡跑偏應(yīng)怎么辦？ 試述水準(zhǔn)儀的使用步驟。 二、預(yù)習(xí) 水準(zhǔn)測量有無方向性？高差有無正負(fù)性？ 物鏡對光螺旋：調(diào)情目標(biāo)影像 目鏡對光螺旋：調(diào)情十字絲影像 微傾螺旋：調(diào)節(jié)管水準(zhǔn)器氣泡居中用（精平儀器） 腳螺旋：調(diào)節(jié)圓水準(zhǔn)器氣泡居中用（粗平） 準(zhǔn)星：粗略瞄準(zhǔn)目標(biāo)用 水平制動螺旋：鎖定望遠(yuǎn)鏡。制動時只有微動螺旋才使望遠(yuǎn)鏡動 水平微動螺旋：精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)用 概念 視差：目標(biāo)與十字絲不在同一平面上成像而相對晃動的現(xiàn)象 十字絲：刻在玻璃板上的讀數(shù)用指標(biāo)線，呈十字狀 視準(zhǔn)軸 ：物鏡光心與十字絲焦點(diǎn)的連線 操作件 步驟 安置儀器：打開三腳架，連接儀器 粗 略整平：用腳螺旋將圓水準(zhǔn)器氣泡移至小圓圈內(nèi) 瞄準(zhǔn)：先用準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)，后用水平微動精確瞄準(zhǔn)，消除視差 精確整平：用腳螺旋將管水準(zhǔn)器氣泡調(diào)至半個氣泡對齊 讀數(shù)：注意正像還是倒像，不報小數(shù)點(diǎn)，連讀至毫米位 45 轉(zhuǎn)點(diǎn)是什么？為什么設(shè)置轉(zhuǎn)點(diǎn)？ 什么是“三項檢核” ？為什么進(jìn)行“三項檢核” ？ ▲本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計 項目一 水準(zhǔn)測量 原理、測量方法 ▲本節(jié)教學(xué)內(nèi)容分析 本節(jié)是水準(zhǔn)測量的一般實測方法的應(yīng)用性知識 ，屬于水準(zhǔn)測量工作的“外業(yè)”部分 。本節(jié)內(nèi)容 ， 要從觀測的基本步驟、外業(yè)記錄計算 和 “三項檢核”三個環(huán)節(jié)加以學(xué)習(xí) 。 本節(jié)內(nèi)容 是水準(zhǔn)測量的核心之一， 將對學(xué)生 進(jìn)行 水準(zhǔn)測量 實訓(xùn) 提供 方法知識。 ▲教學(xué)目標(biāo) 一、能力目標(biāo) 能夠合理地選擇水準(zhǔn)點(diǎn)、 轉(zhuǎn)點(diǎn)和測量路線； 能夠 做到 儀器 位置合適 ，后、前視 觀測順序和 跑尺順序正確； 能夠準(zhǔn)確地 進(jìn)行 讀數(shù)、記錄、計算、檢核和完成外業(yè)測量手簿。 二、知識目標(biāo) 知道水準(zhǔn)測量的理論依據(jù)； 知道水準(zhǔn)點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)、 三種水準(zhǔn)路線的含義和區(qū)別； 知道水準(zhǔn)測量的觀測步驟和施測方法； 知道測量數(shù)據(jù)的記錄、計算和檢核的方法； 46 三、情感目標(biāo) 培養(yǎng)理論聯(lián)系實際思考的習(xí)慣； 培養(yǎng)分析歸納知識點(diǎn)的能力。 ▲教學(xué)重點(diǎn) 水準(zhǔn)測量的觀測步驟和施測方法 ； “三項檢核”。 ▲教學(xué)難點(diǎn) 水準(zhǔn)測量原理 ； 水準(zhǔn) 測量 的 成果檢核 。 ▲課型 理論 原理 型、應(yīng)用知識型 ▲教學(xué)方法 誘導(dǎo)探究法，分析推理法，案例分析法，講述法，問題解答法等。 ▲教學(xué)用具 課件： ① 單元學(xué)習(xí)目標(biāo)；② 水準(zhǔn)測量原理圖；③ 水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石示意圖；④ 水準(zhǔn)測量案例示意圖； ⑤ 水準(zhǔn)測量外業(yè)手簿；⑥ 單元小結(jié) 。 ▲課時安排 2 課時。 ▲教學(xué)要求 安排四點(diǎn)閉合水準(zhǔn)路線觀測實訓(xùn)。 ▲教學(xué)過程 [投影 ] 本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo) 項目 學(xué)習(xí)目標(biāo) 47 一、導(dǎo)入新課 在上一節(jié)課中大家學(xué)習(xí)了水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn) 尺 的使用方法。 我們知道水準(zhǔn)儀的主要功用是在地面上建立水平視線 ，并在水準(zhǔn)尺上進(jìn)行讀數(shù)。那么我們建立水平視線在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的目的是什么呢？這與高差或高程測量有什么關(guān)系呢？ 二、新課教學(xué) （一）水準(zhǔn)測量原理 [探討 ] 地面上現(xiàn)有 A、 B、 C三點(diǎn)，已知 A 點(diǎn)的高程 HA，如何測知 B點(diǎn)和C 點(diǎn)的高程 （ 三點(diǎn)中 B點(diǎn)最高 ） ？ [投影 ] 水準(zhǔn)測量原理圖（ 提示： 與所探討的問題相聯(lián)系） [歸納 ] 在 AB 之間和 BC 之間 分別 建立水平視線，在 ABC 三點(diǎn)各立尺，讀取兩組讀數(shù)。 AB 間： A 尺讀數(shù)為 aA， B 尺讀數(shù)為 bB 。 BC 間： B尺讀數(shù)為 aB， C尺讀數(shù)為 bC 。 則有： hAB=aAbB， HB=HA+ hAB ； hBC=aBbC， HC=HB+ hBC 。 其中 有高差傳遞， HC=HB+ hBC= HA+ hAB+ hBC [討論 ] 上面計算的高差 hAB和 hBC有無正負(fù)？ 什么時候為正？什么時候為負(fù)？ 每次計算 高差 都是“ 后視讀數(shù) a， 減去前視讀數(shù) b” ，這是為什么呢？ 理解水準(zhǔn)測量原理，掌握高差特性； 掌握水準(zhǔn)點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)、三種水準(zhǔn)路線的含義和區(qū)別； 掌握水準(zhǔn)測量的觀測步驟和施測方法； 能夠正確地進(jìn)行讀數(shù)、記錄、計算 和 檢核； 知道 如何整理、 完成 好 外業(yè)測量手簿。 48 上面是三個點(diǎn)的情況，如果是四個點(diǎn)或更多的點(diǎn)，如何測算高程？ [結(jié)論 ] 計算高差的通用 公 式： h = ab ； 計算高程的遞推公式： H 前 =H 后 +h 后前 = H 后 +(ab)； 計算高程 的另一表達(dá)式： H 前 = (H 后 +a)b= Hib； 高差 性質(zhì)： [練習(xí) ] 已知 A 點(diǎn)高程為 ， AB 兩點(diǎn)之間高差為 ()m。 問： AB 為上坡還是下坡？ B點(diǎn)高程是多少？ 答： AB 為下坡， HB=。 從左到右依次有 1， 2， 3， 4， 5， 6， 六個測點(diǎn)。已知 H1=，h12=， h23= ， h34= ， h45=， h56=。 問： 2 點(diǎn)， 4 點(diǎn)， 6點(diǎn)的高程分別為多少？ 答： H2= H1+h12= ； H4= H1 + h12+ h23+ h34=； H6= H1+ h12+h23+h34+h45+h56=。 將水準(zhǔn)儀安置在 O 點(diǎn)，水準(zhǔn)尺依次放置于 ABC 三點(diǎn)，瞄準(zhǔn) A 點(diǎn)讀數(shù)為，瞄準(zhǔn) B點(diǎn)讀數(shù)為 ，瞄準(zhǔn) C 點(diǎn)讀數(shù)為 。若水準(zhǔn)儀的視線高是 ，試求 ABC三點(diǎn)的高程，并說明 B點(diǎn)讀數(shù)為什么出現(xiàn)負(fù)值？ 高差有正負(fù)性 — 上坡為正，下坡為負(fù)； 觀測有順序性 — 先后視，后前視，按同一個方向測量下去； 高程 有傳遞性 — 任意點(diǎn)的高程等于已知點(diǎn)的高程加上兩點(diǎn)之間高差總和 49 答： HA= HB= HC=497,440m； B 點(diǎn)讀數(shù)出現(xiàn)負(fù)值是因為 B點(diǎn)位置在視線之上，即水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)在視線之上，所以反向讀數(shù)產(chǎn)生的。 （二）水準(zhǔn)點(diǎn) 水準(zhǔn)點(diǎn) 為了統(tǒng)一全國高程系統(tǒng)，按水準(zhǔn)測量方法測定的，達(dá)到規(guī)定精度的高程控制點(diǎn)。以 BM為代號。 [投影 ] 水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石示意圖 轉(zhuǎn)點(diǎn) 當(dāng)水準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離較大或高差較大 、 不 能 安置儀器 一次就可以測得兩點(diǎn)之間高差時，應(yīng)在兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間加設(shè)若干個臨時立尺點(diǎn)進(jìn)行高差傳遞。這種臨時立尺點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)，以 TP 為代號。 [討論 ] ① 若考慮地球曲率，以水平面 代替水準(zhǔn)面時，每 100m 距離的高差誤差為 ，每 200m距離的高差誤差為 ?，F(xiàn)有兩個水準(zhǔn)點(diǎn) ，其 間距是 800m，應(yīng)加設(shè)幾個轉(zhuǎn)點(diǎn)為好 ？ 答：為了保證一定的測量精度， 使 測點(diǎn)之間距離不宜超過 100m。因此，水準(zhǔn)點(diǎn) 永久性 水準(zhǔn)點(diǎn) ： 標(biāo)石采用混凝土結(jié)構(gòu)，頂部嵌入半球狀金屬標(biāo)志表示點(diǎn)位 ，埋于地下。 臨時性 水準(zhǔn)點(diǎn) ： 在堅硬地面上可用 油 漆畫十字標(biāo)記；在松軟地面上可用木樁打入地面，樁頂釘半圓頭鐵釘作為 點(diǎn)位 。 要求：埋設(shè)地便于長期保存點(diǎn)位和觀測，并繪制“點(diǎn)之記” 作用：作為高程起算點(diǎn) 50 應(yīng)加設(shè) 7～ 8 個轉(zhuǎn)點(diǎn)。 ② 目估 AB 兩個水準(zhǔn)點(diǎn)之間高差約為 6m。若， AB 之間距離是 200m，地面為同一坡度，手頭有 3m 水準(zhǔn)尺，則加設(shè)幾個轉(zhuǎn)點(diǎn) 才能 進(jìn)行高差測量？ 答： 至少加設(shè) 2 個以上轉(zhuǎn)點(diǎn)。 （ 三 ） 水準(zhǔn)路線 概念 在多個水準(zhǔn)點(diǎn)之間進(jìn)行水準(zhǔn)測量時所經(jīng)過的路線稱為水準(zhǔn)路線，它是將水準(zhǔn)點(diǎn)依次相連接形成的。 布設(shè)形式 ? 閉合水準(zhǔn)路線 從一個已知高程點(diǎn)出發(fā)，沿 1， 2， 3? 欲求高程點(diǎn)，依次進(jìn)行觀測，最后閉合到該已知高程點(diǎn)的水準(zhǔn)路線。 檢核條件： 理論上，閉合水準(zhǔn)路線的各 測 段高差代數(shù)和等于零。即，∑ h理 =0 。 ? 附合水準(zhǔn)路線 從一個已知高程點(diǎn)出發(fā)，沿 1， 2， 3?欲求高程點(diǎn)，依次進(jìn)行觀測，最后附合到另一已知高程點(diǎn)的水準(zhǔn)路線。 檢核條件： 理論上，附合水準(zhǔn)路線的各測段高差代數(shù)和等于終點(diǎn)已知高程減去起點(diǎn)已知高程。即，∑ h 理 = H 終知 H 始知 。 ? 支水準(zhǔn)路線 從一個已知高程點(diǎn)出發(fā)，沿 1， 2， 3?欲求高程 點(diǎn)，依次進(jìn)行觀測，最后既不閉合又不附合到該已知高程點(diǎn)的水準(zhǔn)路線。 檢核條件： 理論上，支水準(zhǔn)路線的往測高差與反測高差，其大小相等符號相反。 51 即，∑ h 往 = ∑ h 返 。 （四） 觀測 方法 觀測 步驟 ? 選擇水準(zhǔn)路線布設(shè)形式 ； ? 確定測點(diǎn)（水準(zhǔn)點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)），做點(diǎn)位標(biāo)志、編號 ； ? 從 第一測段 起， 沿測量方向，依次對 各測段 （相鄰測點(diǎn)區(qū)間）進(jìn)行觀測 ； ? 各測段的中間位置安置水準(zhǔn)儀（測站）， 后、前 倆 測點(diǎn)各立水準(zhǔn)尺； ? 對每一測段，先讀后視讀數(shù)，再讀前視讀數(shù)， 并記錄； ? 對每一測段，按后視讀數(shù)減前視讀數(shù)計算高差，即 h= a b； ? 進(jìn)行“三項檢核”，完成外業(yè)手簿（數(shù)據(jù)記錄表）； ? 注意： 觀 測 應(yīng) 按一個方向依次進(jìn)行，水準(zhǔn)尺要“ 交替跑尺 ”。 觀測方法 [案例 1] 設(shè) A為已知水準(zhǔn)點(diǎn)（ HA=） ,欲測 B點(diǎn)高程。因 AB 之間3 4 2 BMA 1 閉合水準(zhǔn)路線 1 BMA BMB 支水準(zhǔn)路線 BMA 1 2 2 3 3 4 附合水準(zhǔn)路線 52 距離較遠(yuǎn)（或坡度較大），所以中間需設(shè)三個轉(zhuǎn)點(diǎn) TP TP TP3（要求測點(diǎn)間距﹤ 100m）。 施測方法： 按步驟 3， 4， 5， 6進(jìn)行 （教師講解 ） 。 記錄方法： 數(shù)據(jù)記錄 按 下面外業(yè)手簿 進(jìn)行 ，后、前視讀數(shù)記錄至毫米。 案例 1 水準(zhǔn)測量外業(yè)手簿 測站 測點(diǎn) 后視讀數(shù) a/mm 前視讀數(shù) b/mm 高差 h/m 高程 H/m 備注 + — Ⅰ BMA TP1 2 142 1 258 Ⅱ TP1 TP2 928 1 235 Ⅲ TP2 TP3 1 664 1 431 Ⅳ TP3 BMB 1 672 2 074 ∑ 6 406 5998 計算檢核 ∑ a∑ b=+408 ∑ h=+ HBHA=+ 計算方法： ? 高差：按 h=ab，計算四個測段的高差 h1， h2， h3， h4，并正負(fù)分開記錄； ? 高程： HB=HA+ hAB =HA+∑ h ，∑ h =h1+h2+ h3+ h4 。 [案例 2] 在