测绘专业基础与实务中级考试大纲.docx

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测绘专业基础与实务中级考试大纲

《测绘专业基础与实务（中级）》考试大纲

前言

根据原市人事局《市人事局关于工程技术等系列中、初级职称试行专业技术资格制度有关问题的通知》（京人发 [2005]26号）及《关于市中、初级专业技术资格考试、评审工作有关问题的通知》（京人发[2005]34号）文件的要求，从2005年起，我市工程技术系列中级专业技术资格试行考评结合的评价方式。

为了做好考试工作，我们编写了本大纲。

本大纲既是申报人参加考试的复习备考依据，也是专业技术资格考试命题的依据。

在考试知识体系及知识点的知晓程度上，本大纲从对测绘专业中级专业技术资格人员应具备的学识和技能要求出发，提出了“掌握”、“熟悉”和“了解”共3个层次的要求，这3个层次的具体涵义为：

掌握系指在理解准确、透彻的基础上，能熟练自如地运用并分析解决实际问题；熟悉系指能说明其要点，并解决实际问题；了解系指概略知道其原理及应用畴。

在考试容的安排上，本大纲从对测绘专业中级专业技术资格人员的工作需要和综合素质要求出发，主要考核申报人的专业基础知识、专业理论知识和相关专业知识，以及解决实际问题的能力。

命题容在本大纲所规定的围。

考试将采取笔试、闭卷的方式。

考试题型分为客观题和主观题。

《测绘专业基础与实务（中级）》

考试大纲编写组

二○一二年一月

第一部分专业基础知识

一、测绘基础知识

（一）平面控制测量基础

1、了解国家平面控制网布设原则及实施方法。

原则：

1、分级布网、逐级控制。

即先以精度高而西数的一等三角锁尽可能沿经纬线方向纵横交叉的迅速布满全国，形成统一的骨干控制网，然后在一等锁环逐级（或同事）布设二、三、四等控制网。

2、应有足够的精度。

控制网的精度应根据需要和可能来确定。

《国家三角测量和精密导线测量规》。

3、应有足够的密度。

4、应有同意的规格。

布设方案

1、一等三角锁布设方案。

一等三角锁是国家控制网的骨干，其主要作用是控制二等以下各级三角测量，并未地球科学研究提供资料。

一等三角锁尽可能的沿经纬线方向布设成纵横交叉的网状形状。

在一等三角锁交叉处设置起算边，以获得精确地起算边长，并可控制锁中边长误差的积累，起算边长测定的相对中误差mb《1:

350000。

一等锁在起算边两端点上精密测定了天文经纬度和天文方位角，作为起算方位角，用来控制锁、网中方位角误差的积累。

一等锁两起算边之间的锁段长度一般为200KM左右，锁段的三角形个数一般为16~17个。

角度观测的精度，按一算段三角形闭合差计算所得的测角中误差应小于±0.7".一等锁一般采用单三角锁。

山区边长25km，平原20km。

2、二等三角锁、网布设方案

二等三角锁是在一等控制下布设的，它是国家三角网的全面基础，同时又是地形测图的基本控制。

因此必须兼顾精度和密度两个方面。

二等锁的平均边长是15~20km，按三角形闭合差计算所得的测角中误差小于±1.2"。

另在二等基本锁交叉处测量基线，精度为1:

200000.在一等三角锁和二等基本锁控制下，布设平均边长约为13km的二等补充网。

按三角形闭合差计算所得的测角中误差小于±2.5"。

二等网的平均边长为13km，由三角形闭合差计算所得的测角中误差小于±1.0"。

3、三四等三角网的布设方案。

三等网的平均边长是8km，四等网在2~6km围变通。

测角中误差三等为±1.8"，四等为±2.5"。

2、城市平面控制网与工程控制网（系统布设、精度要求、施测方法、成果处理）。

（1）熟悉二、三、四等平面控制

三角网的主要技术要求

等级

平均边长（km）

测角中误差（"）

起算边相对中误差

最弱边相对中误差

二等

9

±1.0

1/30000

1/120000

三等

5

±1.8

1/200000（首级）

1/120000（加密）

1/80000

四等

2

±2.5

1/120000（首级）

1/80000（加密）

1/45000

一级小三角

二级小三角

1

0.5

±5

±10

1/40000

1/20000

1/10000

电磁波测距导线的主要技术要求

等级

附合导线长度（km）

平均边长

（m）

每边测距中误差

（mm）

测角中误差（"）

导线全长相对闭合差

三等

15

3000

±18

±1.5

1/60000

四等

10

1600

±18

±2.5

1/40000

一级

3.6

300

±15

±5

1/14000

二级

2.4

200

±15

±8

1/10000

三级

1.5

120

±15

±12

1/6000

（2）掌握一、二级平面控制

3、导线测量（系统布设、精度要求、施测方法、成果处理）。

导线是由若干条直线连成的折线，每条直线叫做导线边，相邻两直线之间的水平角叫做转折角。

按照不同的情况和要求，导线可以布置成以下几种形式：

（1）附和导线：

导线起始与一个已知控制点，而终止于另一个已知控制点。

控制点上可以有一条边或几条边是已知坐标方位角的边，也可以没有已知坐标方位角的边。

（2）闭合导线：

由一个已知控制点出发，最后仍就回到这一点，形成一个闭合多边形。

在闭合导线的已知控制点上必须由一条边的坐标方位角是已知的。

（3）支导线：

从一个已知控制点出发，既不附和到另一个控制点也不回到原来的起始点。

（4）一个结点的导线网：

从三个或更多的已知控制点开始，几条导线汇合于一个结点。

（5）多结点导线网：

导线网中由两个以上（含两个）结点或有两个以上闭合环。

实测方法：

三联脚架法。

导线测量的精度：

1）直伸等边支导线终点的中误差：

距离丈量的中误差=单位权中误差*根号下终点离开已知点的长度。

当导线长度增加时，横向中误差比纵向中误差增加的快，所以要提高导线的精度就要减少转折点的数量或适当的提高测角精度。

2）直伸等边附合导线闭合差的中误差

3）直伸等边附合导线最弱点的中误差

--------------

（1）熟悉三、四等导线测量

（2）掌握一、二级导线测量

4、掌握施工平面控制网的布设（系统布设、精度要求、施测方法、成果处理）。

具有以下特点：

1）控制围小，控制点的密度大，精度要求比较高；

2）使用频繁；

3）受施工干扰；

4）控制网的坐标系与施工坐标系一致；

5）投影面与工程的平均高程面一致；

精度的确定方法：

设M为放样后所得点位的总误差；m1为控制点误差所引起的误差；m2为放样过程中所引起的误差。

则M=+-根号下m12+m22=+-m2根号下1+m12/m22；M=m2（1+m12/2m22），使式中m12/2m22=0.1，m12=0.2m22,可求得m1=0.4M.

施工控制网机助优化设计：

1）误差椭圆与相对误差椭圆的理论及应用

5、了解控制网精度估算。

6、了解椭球面上的基本计算。

（二）高程控制测量基础

1、了解国家高程控制网布设原则和方法。

布设采用高级到低级、从整体到局部逐级控制逐级加密的布设原则。

2、掌握高程基准面及水准原点。

高程基准面就是地面点高程的统一起算面，由于水准面所形成的体形——体是与整个地球最为接近的体形，因此通常采用水准面作为高程基准面。

水准原点：

在1985国家高程基准系统中，我国水准原点的高程为72.260米。

3、掌握施工高程控制网（系统布设、精度要求、施测方法、成果处理）。

关于工测高程控制网的布设方案，《城市测量规》规定，可以采用水准测量和三角高程测量。

水准测量分二、三、四等，作为工测高程控制网或专用高程控制网基础。

首级水准网等级的选择应根据城市面积的大小，城市的远景规划，水准路线的长短而定。

首级网应布设成闭合环线，加密网壳布设附合路线、结点网和闭合环。

4、熟悉变形（沉降）监测控制网的布设（系统布设、精度要求、施测方法、成果处理）。

监测网的建立1）平面控制网的建立

2）高程控制网

变形观测的概念：

变形是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时间域或空间域的变化。

变形监测又称为变形测量或变形观测，变形测量则是对设置在变形体上的观测点进行周期性地重复观测，求得观测点各周期相对于首期的点位或高程的变化量。

变形体用一定数量的有代表性的位于变形体上的离散点（称监测点或目标点）来代表，监测点的变形可以描述变形体的变形。

变形分类：

1）变形体自身的形变。

变形体自身的形变包括：

伸缩、错动、弯曲和扭转四种变形，

2）变形体的刚体位移。

刚体位移则含整体平移、整体升降、整体转动和整体倾斜。

变形监测分类：

（1）静态变形监测，静态变形是时间的函数，观测结果只表示在某一期间的变形，静态变形通过周期测量得到。

（2）动态变形监测，动态变形指在外力（如风、）作用下产生的变形，它是以外力为函数表示的，动态变形需通过持续监测得到。

变形观测对象

1）研究全球性变形，如监测全球板块运动、地极运动、地球自转速率变化、地潮等；

2）区域性变形研究，如地壳形变监测、城市地面沉降；

3）工程和局部性变形研究，工程变形监测一般包括工程（构）建筑物及其设备以及其他与工程建设有关的自然或人工对象，这是本课程研究的主要容。

工程变形的原因

一、自然条件及其变化；

二、与建筑物本身相联系的原因；

三、勘测设计、施工及运营管理工作做的不合理，也会引起建筑物额外的变形。

变形监测的容

1）垂直位移（沉降）监测

2）水平位移监测

3）倾斜监测

4）裂缝监测

5）挠度监测

6）日照和风振监测等

变形观测的意义

（1）首先是实用上的意义，主要是掌握各种工程建筑物的地质构造的稳定性，为安全诊断提供必要的信息，以便发现问题并采取措施；

（2）其次是科学上的意义，包括更好地理解变形的机理，验证有关设计的理论和地壳运动的假说，进行反馈设计以及建立有效的预报模型

对于工程的安全来说：

监测是基础，分析是手段，预报是目的。

工程变形监测技术

在工程和局部变形监测方面，地面常规测量技术、地面摄影测量技术、特殊和专业的测量手段、以及以GPS为主的空间定位技术等均得到了较好的应用。

（1）常规测量方法

常规测量方法的完善与发展，其显著进步是全站型仪器的广泛使用，尤其是全自动跟踪全站仪（RTS,RoboticTotalStati**），有时也叫测量机器人（Georobot）,为局部工程变形的自动监测或室监测提高了一种良好的技术手段，它可以进行一定围无人值守、全天候、全方位的自动监测。

实际工程试验表明，测量机器人监测精度可达亚mm级。

最大的缺陷是受测程限制，测站点一般都在变形区域的围之。

（2）地面摄影测量

地面摄影测量技术在变形监测中的应用虽然起步较早，但是由于摄影距离不能过远，加上绝对精度较低，使得其应用受到局限，过去仅大量应用于高塔、烟筒、古建筑、船闸、边坡体等的变形监测。

近几年发展起来的数字摄影测量和实时摄影测量为地面摄影测量技术在变形监测中的深入应用开拓了非常广泛的前景。

（3）特殊的测量手段

光、机、电技术的发展，研制了一些特殊和专用的仪器可用于变形的自动监测，它包括应变测量、准直测量和倾斜测量。

例如，遥测垂线坐标仪，采用自动读数设备，其分辨率可达0.01mm；采用光纤传感器测量系统将信号测量于信号传输合二为一，具有很强的抗雷击、抗电磁干扰和抗恶劣环境的能力，便于组成遥测系统，实现在线分布式监测。

（4）GPS空间定位技术。

GPS用于变形监测的作业方式可划分为周期性和连续性（EpisodicandContinuousMode）两种模式。

（5）3D激光扫描技术

三维激光扫描技术是上世纪九十年代中期开始出现的一项高新技术，是继GPS空间定位系统之后又一项测绘技术新突破。

它通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据。

可以快速、大量、高精度地获取空间点位及其变化信息。

2、动态（连续）监测与静态监测

连续性变形监测指的是采用固定监测仪器进行长时间的数据采集，获得变形数据序列。

在动态监测方面，过去一般采用加速度计、激光干涉仪等测量设备测定建筑结构的振动特性，GPS作为一种新方法，由于其硬件和软件的发展与完善，特别是高采样率（目前有的已高达20Hz）GPS接收机的出现，在大型结构物动态特性和变形监测方面已表现出其独特的优越性。

静态监测是周期性的对建筑物进行变形观测。

3.监测技术的发展趋势

（1）多种传感器、数字近景摄影、全自动跟踪全站仪和GPS的应用，将走向实时、连续、高效率、自动化、动态监测系统的方向发展；

（2）变形监测的时空采样率会得到大大提高，变形监测自动化为变形分析提供了极为丰富的数据信息；

（3）高度可靠、实用、先进的监测仪器和自动化系统，要求在恶劣环境下长期稳定可靠地运行；

（4）实现远程在线实时监控，在大坝、桥梁、边坡体等工程中将发挥巨大作用，网络监控是推动重大工程安全监控管理的必由之路。

变形分析的研究容

1．变形数据处理与分析；

2．变形物理解释；

3．变形预报。

变形分析分类

通常可将其分为变形的几何分析和变形的物理解释两部分。

变形的几何分析是对变形体的形状和大小作几何描述，其任务是描述变形体变形的空间状态和时间特性。

变形物理解释的任务是确定变形体的变形和变形原因之间的关系，解释变形的原因。

变形分析的容

传统的变形几何分析主要包括参考点的稳定性分析、观测值的平差处理和质量评定以及变形模型参数估计等容。

（三）角度测量

1、掌握水平角概念与观测方法。

所谓水平角就是相交的两直线的夹角在水平面上的投影。

两个方向可采用测回法，三个方向或以上方向时可采用方向观测法（又称全圆测回法）。

在观测中为了消除仪器的某些误差，通常用盘左和盘右两个位置进行观测。

所谓盘左就是观测者面对望远镜的目镜时，竖盘在望远镜的左边或称正镜；反之，若竖盘在右边称为盘右或称倒镜。

2、掌握普通光学经纬仪（DJ6）水平角观测方法及其误差分析。

3、熟悉精密测角方法及其误差分析。

4、熟悉普通光学经纬仪（DJ6）的检验和校正。

5、了解电子测角原理。

（四）距离测量

1、掌握精密钢尺量距（方法、成果计算、精度评定）。

钢尺的精密量距

一、特点

　　1.要对钢尺进行检定，得出在标准拉力、标准温度下应有的尺长方程式。

　　2.在量距时操作严格

　　用标准拉力，多次读数；用经纬仪定线，尺段端点用木桩标定；测量温度和尺段两端点高差。

　　3.对量距的结果进行三项改正

二、量距步骤

　　定线：

经纬仪定线

　　量距：

5人小组，2人拉尺，两人读数，1人指挥兼记录和读温度。

每尺段丈量三次，满足精度要求，取三次结果的平均值，作为该尺段的观测成果。

　　测量桩顶高度：

用水准仪测出各桩顶的高程，以便进行倾斜改正。

　　尺段长度计算：

每尺段需进行尺长改正、温度改正和倾斜改正，求出改正后的尺段长度。

　　计算全长：

将改正后的各尺段和余长相加，分别得到往测、返测的全长，取其平均值为最终的观测成果。

三、钢尺检定

　　钢尺的实际长度一般不等于名义长度。

　　钢尺检定是求出标准温度、标准拉力时的尺子的实际长度。

　　检定后给出尺长方程式lt=l0+△l=α·l0（t-t0）

　　lt——钢尺在温度时的实长

　　l0——钢尺的名义长度

　　△l——尺长改正数

　　α——钢尺的膨胀系数,α=1.2×10-5

　　t0——钢尺检定时的温度，一般t0=20℃

　　t——钢尺量距时的温度

　　例题2某尺名义长l0=30m，在t0＝20℃时检定得其长为l＝30.005m。

试写出该尺的尺长方程式

　　lt=30+0.005+1.2×10-5（t-20）×30m

四、钢尺量距成果整理

　　1.三项改正

　　尺长改正

　　式中

　　l'－l0为钢尺整尺段的尺长改正

　　l　为分段丈量的倾斜距离

　　l0　为钢尺的名义长度

　　温度改正△lt=α（t-t0）l

　　式中

　　α为钢尺的膨胀系数

　　t为钢尺丈量时的温度

　　t0为钢尺检定时的温度

　　倾斜改正

　　式中△lh为尺段两端点的高差（当高差较小时倾斜改正只取第一项）

　　2.改正后距离

　　应考虑尺长改正、温度改正、倾斜改正的影响

　　Di=li+△ld+△lt△lh

五、钢尺精密量距实例

　　1.量距工具

　　检定钢尺、弹簧秤、温度计、经纬仪、水准仪。

　　2.距离测量

　　定线

　　尺段丈量

　　一定拉力，两端三读法，互差精度要求，读数记入手簿。

　　取平均值

　　记录温度t1=10℃

　　测定相邻两点的高差

　　每段往返测量|h'-h"|≤10mm取平均值h1=0.86m

钢尺量距手簿

线段

尺段号

读数（m）

中数

（m）

高差

（m）

温度

（℃）

备注

第一次

第二次

第三次

第四次

A

A

1

前

29.435

29.451

29.402

29.390

+0.86

10

30/7841号钢尺的尺长方程式为：

30+0.005+12.5×10-6×30（t-20℃）

后

0.048

0.060

0.010

前-后

29.387

0.060

0.010

1

2

前

23.403

29.391

29.392

23.390

+1.28

11

后

0.014

0.520

0.456

前-后

23.054

23.392

23.390

2

3

前

28.054

27.933

28.214

27.682

-0.14

11

后

0.372

0.253

0.530

前-后

27.682

27.680

27.684

3

前

28.777

28.597

28.874

3.成果整理

　　进行三项改正

　　4.全长计算

　　往测DAB=∑D往=126.815m

　　返测DBA=∑D返=126.838m

　　平均值D=（DAB+DBA）/2=126.827m

　　相对误差

　　K=ΔD/D=0.023/126.827=1/5500

直线长度计算表

计算者

校核者

线段

尺段

距离

D

（m）

温度

（℃）

尺长改正

△D长

温度改正

△D温

（mm）

高差

（mm）

倾斜改正

△D倾

（mm）

水平距离

△S

（m）

备注

A

B

A～1

29.390

10

+4.9

-3.7

+860

-12.6

29.379

①丈量数据转录自表3-1

②尺长方程式为

30+0.005+12.5×10-6×30（t-20℃）

③以上为往测

1～2

29.390

11

+3.9

-2.6

+1280

-35.0

23.356

2～3

27.682

11

+4.6

-3.1

-140

-0.4

27.683

3～4

28.538

12

+4.8

-2.9

-1030

-18.6

28.521

4～B

17.899

13

+3.0

-1.6

-940

-24.7

17.876

Σ

126.815

B

A

B～1

25.300

13

+4.2

-2.2

+860

-14.6

25.287

④以上为往测

1～2

23.922

13

+4.0

-2.1

+1140

-27.2

23.897

2～3

25.070

11

+4.2

-2.8

+130

-0.3

25.071

3～4

28.581

10

+4.8

-3.6

-1100

-21.2

28.561

4～A

24.050

10

+4.0

-3.0

-1180

-28.9

24.022

Σ

126.838

　　例题3

　　已知l1=29.390,t1=10℃,h1=0.86m，lt=30+0.005+1.2×10-5（t-20）×30m

　　求：

D1

　　解：

D1=l1+（△l0）×l1）/l0+α（t-t0）l1-h12/2l1

　　=29.390+（0.005×29.390）/30+1.2×10-5（10-20）×29.390-（0.86）2/（2×29.390）

　　=29.379m

2、熟悉电磁波测距（原理、方法、成果计算、精度评定）。

测距原理

　　电磁波测距有两种方法：

脉冲测距法和相位测距法。

脉冲测距法

　　由测线一端的仪器发射的光脉冲的一部分直接由仪器部进入接收光电器件，作为参考脉冲；其余发射出去的光脉冲经过测线另一端的反射镜反射回来之后，也进入接收光电器件。

测量参考脉冲同反射脉冲相隔的时间t，即可由下式求出距离D：

式中c为光速。

目前卫星测量中用于测量月球和人造卫星的激光测距仪，都采用脉冲测距法。

相位测距法

　　用高频电流调制后的光波或微波从测线一端发射出去，由另一端返回后，用鉴相器测量发射波与回波之间的相位差嗘。

若调制频率为f，则电磁波往返经历的时间为：

电磁波测距

电磁波测距

式中n是时间t中的整周数。

将t代入到上列脉冲测距法的公式中，得距离D为：

式中λ是已知的调制波波长相当于测量距离的尺子的长度,n相当于测程上的整尺数是不足一个测尺长的尾数。

　　为了确定整尺数n,通常采用可变频率法和多级固定频率法。

前者是使测距仪的调制频率在一定围连续变化，这就相当于连续改变测尺长度，使它恰好能量尽待测距离。

测距时，逐次调变频率，使不足整尺的尾数等于零。

根据出现零的次数和相应的频率值，就可以确定整测尺数n°当采用多级固定频率法时,相当于采用几根不同长度的测尺丈量同一距离。

根据用不同频率所测得的相位差，就可以解出整周数n，从而求得距离D。

　　相位差除了用鉴相器测量之外，还可采用可变光路法，即用仪器部的光学系统改变接收信号的光程，使该信号延迟一段时间。

电子仪表指示发射信号与接收信号相位相同时，直接在刻划尺上读出尾数。

此外，还可以用延迟电路来改变接收信号的相位，由该电路调整控制器上的分划，读出尾数。

（五）高程测量

1、熟悉二等精密水准测量（精度要求、实施方法、成果计算）。

2、掌握三、四等水准测量（精度要求、实施方法、成果计算）。

控制测量除了要完成平面控制测量外，还要进行高程控制测量。

小区域地形测图或施工测量中，多采用三、四等水准测量作为高程控制测量的首级控制。

一、三、四等水准测量（leveling）的技术要求

1、高程系统：

三、四等水准测量起算点的高程一般引自国家一、二等水准点，若测区附近没有国家水准点，也可建立独立的水准网，这样起算点的高程应采用假定高程。

2、布设形式：

如果是作为测区的首级控制，一般布设成闭合环线；如果进行加密，则多采用附合水准路线或支水准路线。

三、四等水准路线一般沿公路、铁路或管线等坡度较小、便于施测的路线布设。

3、点位的埋设：

其点位应选在地基稳固，能长久保存标志和便于观测的地点，水准点的间距一般为1—1．5km，山岭重丘区可根据需要适当加密，一个测区一般至少埋设三个以上的水准点。

4、三、四等及五等水准测量的精度要求和技术要求列于表中。

二、三、四等水准测量的观测方法

三、四等水准测量观测应