潘正风《数字测图原理与方法》(第2版)章节题库(绪 论)

课后习题第一章土的组成1．砂类土和黏性土各有哪些典型的形成作用？答：土在其形成过程中有各种风化作用共同参与，它们同时进行。

砂类土主要是由于温度变化、波浪冲击、地震引起的物理力使岩体崩解、破碎形成。

粘性土主要是岩体与空气、水和各种水溶液相互作用形成。

2．请分析下列几组概念的异同点：①黏土矿物、黏粒、黏性土；②粒径、粒度和粒组。

答：（1）黏土颗粒（黏粒）的矿物成分主要有黏土矿物和其他化学胶结构物或有机质，其中黏土矿物的结晶结构特征对黏性土的工程性质影响较大。

黏土矿物实际上是一种铝-硅酸盐晶体，是由两种晶片交互层叠构成的。

黏土矿物颗粒一般为扁平状（或纤维状），与水作用后扁平状颗粒的表面带负电荷，但颗粒的（断裂）边缘，局部却带有正电荷。

黏性土由黏粒与水之间的相互作用产生，黏性土及其土粒本身大多是由硅酸盐矿物组成。

（2）自然界中土一般都是由大小不等的土粒混合而组成的，也就是不同大小的土颗粒按不同的比例搭配关系构成某一类土，比例搭配（级配）不一样，则土的性质各异。

土颗粒大小，通常以其直径大小表示，简称粒径，单位为mm。

所谓土的颗粒大小组合情况在工程上就是按土颗粒（粒径）大小分组，称为粒组。

每个粒组都以土粒直径的两个数值作为其上下限，并给以适当的名称，简言之，粒组就是一定的粒径区段，以毫米表示。

土颗粒的大小是以其直径来表示，称为粒径(或粒度)，其单位一般采用毫米。

3．简述土中粒度成分与矿物成分的关系。

答：粗颗粒土往往是岩石经物理风化形成的原岩碎屑，是物理化学性质比较稳定的原生矿物颗粒；细小土粒主要是化学风化作用形成的次生矿物颗粒和生成过程中有机物质的介入，次生矿物的成分、性质及其与水的作用均很复杂，是细粒土具有塑性特征的主要因素之一，对土的工程性质影响很大。

4．粒组划分时，界限粒径的物理意义是什么？答：界限粒组的物理意义是划分粒组的分界尺寸。

因为在自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成。

土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质相应地发生变化。

第二章测量坐标系和高程一、名词解释1．大地水准面答：由于水面可高可低，因此水准面有无穷多个，其中通过平均海水面的水准面，称为大地水准面，大地水准面是测量工作的基准面。

2．高程答：地面点的高程是从地面点到大地水准面的铅垂距离，也称为绝对高程或海拔，用H 表示，如A点的高称记为H A。

3．高差答：地面上两点间高程差称为高差，用h表示。

二、填空题1．A点在大地水准面上，B点在高于大地水准面100m的水准面上，则A点的绝对高程是，B点的绝对高程是。

【答案】0，100m【解析】某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，称为该点的绝对高程或海拔，简称高程。

2．某点磁偏角为该点的方向与该点的方向的夹角。

【解析】由于地球磁极与地球南北极不重合，因此过地面上一点的磁北方向与真北方向不重合，其间的夹角称为磁偏角，用δ表示。

δ的符号规定为：磁北方向在真北方向东侧时，δ为正；磁北方向在真北方向西侧时，δ为负。

3．某直线的方位角为123°20′，则它的正方位角为。

【答案】303°20′【解析】由于在同一高斯平面直角坐标系内各点处坐标北方向均是平行的．所以一条直线的正、反坐标方位角相差180°，即。

三、判断题1．测量中的平面直角坐标系与数学中的平面直角坐标系没有任何关系。

（）【答案】错误【解析】测量中的平面直角坐标系是数学中的平面直角坐标系的改化，是为了便于计算角度和坐标，即横轴与纵轴互换，各个象限逆时针旋转90°而成。

2．高斯投影是横轴等面积投影。

（）【答案】错误【解析】高斯投影前后角度没发生变化，所以是等角投影。

四、单选题1．考虑地球曲率的影响，为减少变形，测量上采用的是高斯投影，那么高斯投影是一个（）。

A．等角投影B．等面积投影C．任意投影D．等距离投影【答案】A【解析】在投影面上，中央子午线和赤道的投影都是直线，并且以中央子午线和赤道的交点0作为坐标原点，以中央子午线的投影为纵坐标轴，以赤道的投影为横坐标轴，这样便形成了高斯平面直角坐标系。

第十一章大比例尺数字地形图测绘一、名词解释1．地图数据库答：地图数据库是指以地图数字化为基础的数据库，是存储在计算机中的地图内容各要素（如控制点、地貌、土地类型等）的数字信息文件、数据库管理系统及其它软件和硬件的集合。

二、填空题1．大比例尺数字测图野外数据采集按碎部点测量方法，分为测量方法和测量方法。

【答案】全站仪；GPSRTK三、判断题1．大比例尺数字测图野外数据采集主要采用经纬仪测量方法。

（）【答案】错误【解析】数字测图一般是采用全站仪或GPSRTK进行野外数据采集。

2．大比例尺数字地形图的平面坐标系采用以“1954北京坐标系”为大地基准。

（）【答案】错误【解析】大比例尺数字地形图的平面坐标系采用以“1980年西安坐标系”为大地基准。

四、简答题1．简述大比例尺数字测图技术设计书应有哪些主要内容？答：大比例尺数字测图技术计划书的主要内容有：任务概述，测区情况，已有资料及其分析，技术方案的设计，组织与劳动计划，仪器配备及供应计划，财务预算，检查验收计划以及安全措施等。

2．大比例尺数字测图中，图根控制测量有什么作用？采用哪些方法进行图根控制测量？答：（1）图根控制测量的目的在于让测区高级控制点的密度满足大比例尺测图的需要，直接供测图使用。

（2）图根控制测量的方法包括图根导线、图根三角、交会方法、GPS-RTK等方法，图根点的高程测量可采用图根水准和图根三角高程测定。

3．大比例尺数字测图野外数据采集需要得到哪些数据和信息？答：大比例尺数字测图野外数据采集需要得到的数据和信息包括以下：一般数据，如测区代号、施测日期、小组编号等。

仪器数据，如仪器类型、仪器误差、测距仪加常数、乘常数等。

测站数据，如测站点号、零方向点号、仪器高、零方向读数等。

方向观测数据，如方向点号、目标的觇标高、方向、天顶距和斜距的观测值等。

碎部点观测数据，如点号、连接点号、连接线型、地形要素分类码、方向、天顶距和斜距的观测值以及觇标高（或者是计算的X、Y坐标和高程）等。

第十三章地籍图和房产图测绘一、填空题1．地籍是指国家为一定的目的，记载土地的、、、、和用途等基本状况的簿册。

【答案】位置；界址；数量；质量；权属二、判断题1．地籍和房产测量可以不遵循“先控制、后细部”的原则进行。

（）【答案】错误【解析】地籍和房产测量应遵循“先控制、后细部”的原则进行，故在进行细部测量前，一般应先进行控制测量。

控制网布设的质量和观测精度，将会直接影响细部测量。

三、简答题1．对地籍图根控制有哪些特殊的规定？答：地籍图根控制的规定如下表13-1：表13-1 地籍图根导线的主要技术指标2．地籍调查的目的是什么？答：地籍调查的目的在于：调查清楚每一宗地（土地权属的基本单元）的位置、界线、权属（所有权和使用权）、面积和用途等，并把调查结果编制成地籍簿册和地籍图，为土地登记发证、统计、土地定级估价、合理利用土地和依法管理土地提供原始资料和基本依据。

3．何谓宗地？宗地及其界址点编号的基本方法是什么？答：（1）宗地是地籍的最小单元，是指以权属界限组成的封闭地块。

（2）宗地的界址点及界址线是宗地权属范围的重要标志，在地籍图上必须准确相近地反映。

界址点用直径为0.8mm的小圆圈表示，图上短于1mm的界址线两端界址点可以省画其中一个。

4．地籍测量与地形测量有哪些主要的区别？答：地籍测量和地形测量的蛀牙区别在于：①地籍测量的目的是为土地管理工作服务的，而地形测量偏重于工程建设及勘察等方面；②地籍测量主要测量对象是各类土地，测定其位置、大小、境界、权属界址点的坐标等。

而地形测量主要的的测量对象是地物、地貌及其他地理要素，测定其地球表面、地貌在水平面上的投影位置和高程；四、计算题1．已知某宗地各顶点的坐标（如图13-1所示，单位：m），试计算该宗地的面积和面积中误差（假定测定界址点的点位中误差为±50mm）。

图13-1答：设宗地的面积为A，则由计算面积的公式解得A=6.174×105，'==±。

第二章测量坐标系和高程一、名词解释1．赤道面[西南交通大学2012年]答：地球赤道所在的平面。

2．大地坐标[西南交通大学2012年]答：大地测量中以参考椭球面为基准面，以起始子午面和赤道面作为在椭球面上确定某一点投影位置的两个参考面的坐标。

3．大地水准面[中国矿业大学2014年，江西理工大学2013年]答：处于静止状态的水面称为水准面，通过任何高度的点都有一个水准面，因而水准面有无数个。

其中，把一个假想的、与静止的平均海水面重合并向陆地延伸且包围整个地球的特定重力等位面称为大地水准面。

4．2000国家大地坐标系[长安大学2012年]答：2000国家大地坐标系是一种地心坐标系，坐标原点在地球质心（包括海洋和大气的整个地球质量的中心），Z轴指向BIH1984.0定义的协议地极方向，X轴指向BIH1984.0定义的零子午面与协议赤道的交点，Y轴按右手坐标系确定。

5．大地经度[长安大学2013年]答：大地经度是指过地面点P的子午面与起始子午面之间的夹角，用L表示。

6．垂线偏差[中国矿业大学2014年]答：垂线偏差是指同一测站点上铅垂线与椭球面法线之间的夹角。

7．赤道面[江西理工大学2014年]答：赤道面是指地理坐标系上赤道所在的平面。

8．天文方位角[中国矿业大学2014年]答：天文方位角是指以地面上某点的天文子午线为指北方向，按顺时针方向至另一目标方向线间的水平角。

9．地图投影[长安大学2012、2015年]答：地图投影简称投影，是指将椭球面上各元素（包括坐标、方向和长度）按一定的数学法则投影到平面上。

10．正形投影[江西理工大学2011、2013、2015年]答：正形投影，又称等角投影，是指任何点上两微分线段所组成的角度在投影后仍保持不变，也即投影前后对应的微分面积保持图形相似。

11．高斯投影[中国矿业大学2014年]答：高斯投影是设想有一个椭圆柱面横套在地球椭球体外面，使它与椭球上某一子午线相切，椭球柱的中心轴通过椭球体中心，然后用一定的椭球方法，将中央子午线两侧各一定经差范围内的地区投影到椭球柱面上，再将此柱面展开即成为投影面，因而高斯投影又称为横轴椭圆柱投影。

第十章 计算机地图绘图基础10.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、基本图形显示1．坐标系（见表10-1-1）表10-1-1 坐标系坐标系 基本图形显示 点的裁剪 直线段的裁剪 二维图形裁剪 多边形的裁剪 圆弧和曲线的裁剪 独立符号的自动绘制 基本线型绘制 地形图地物符号的自动绘制 线状符号的自动绘制 平行线绘制 线状符号的绘制 多边形轮廓线内绘制晕线 面状符号的自动绘制 面状符号的绘制 网格法由距离加权平均求网格点高程 三角网法的三角网连接 在网格边上等高线点的平面位置 等高线的自动绘制 等高线点的寻找 在三角形边上等高线的平面位置 在网格上等高线点的追踪 在三角形网上等高线点的追踪 等高线的光滑 计算机地图绘图基础由下向上图10-1-1 计算机屏幕坐标系2．二维图形裁剪（1）点的裁剪在笛卡儿坐标系中，窗口左下角的坐标为，窗口右上角的坐标为若某一点的坐标为x、y，同时满足和，则该点在窗口内，否则在窗口外被裁掉。

（2）直线段的裁剪直线段的裁剪算法有多种，这里介绍编码裁剪算法。

这种方法由窗口的边界分成的9个区按一定的规则用四位二进制编码来表示。

这样，当线段的端点位于某一区时，该点的位置可以用其所在区域的四位二进制码来唯一确定，通过对线段两端点的编码进行逻辑运算，就可确定线段相对于窗口的关系。

（3）多边形的裁剪把整个多边形先相对于窗口的第一条边界裁剪，然后再把形成的新多边形相对于窗口的第二条边界裁剪，如此进行到窗口的最后一条边界，从而把多边形相对于窗口的全部边界进行了裁剪。

（4）圆弧和曲线的裁剪圆弧和曲线都可以用一组短的直线段来逼近，因此，圆弧和曲线的裁剪可采取对每一条短直线段的裁剪来实现对圆弧和曲线的裁剪。

二、地形图地物符号的自动绘制1．独立符号的自动绘制（1）首先建立表示这些符号特征点信息的符号库，独立符号特征点的数据采集是将图式上的独立符号和说明符号放大20倍绘在毫米格网纸上，进行符号特征点的坐标采集，采集坐标时均已符号的定位点作为坐标原点。

第十章计算机地图绘图基础一、判断题1．大比例尺测图中测量坐标系采用墨卡托坐标系。

（）【答案】错误【解析】大比例尺测图中测量坐标系采用高斯－克吕格坐标系或者是独立坐标系。

2．控制点符号可以用某一固定的数学公式来描述。

（）【答案】错误【解析】控制点符号不能用某一固定的数学公式来描述，必须首先建立表示这些符号特征点信息的符号库，才能实现计算机的自动绘制。

二、简答题1．何谓编码裁剪法？如何判断某一线段全部位于窗口内或全部位于窗口外？答：（1）编码裁剪法由窗口的边界分成的9个区按一定的规则用四位二进制编码来表示。

这样，当线段的端点位于某一区时，那该点的位置就可以用其所在的区域的四位二进制编码来唯一确定，通过对线段两端点的编码进行逻辑运算，就可以确定线段相对于窗口的关系。

（2）如下图10-1所示，编码顺序从右到左，每一编码对应线段端点的位置为：①第一位为1，表示端点在窗口左边界的中间；②第二位为1，表示端点在窗口右边界的中间；③第三位为1，表示端点在窗口的下边界的中间；④第四位为1，表示端点在窗口上边界的中间。

若某位为0，那么表示端点的位置情况与取值为1时相反。

图10-1 直线段编码裁剪法显然，如果如果线段的两个端点的四位编码全为0，则此线段全部位于窗口内（如线段MN）；若线段两个端点的四位编码进行逻辑乘运算的结果为非0，则此线段全部在窗口外（如线段EF．两个端点的四位编码逻辑乘为0100）。

2．简述在计算机地图绘图中，如何建立地形图独立符号库。

答：独立符号以点定位，在一定比例尺范围内，图上的大小是固定的。

建立独立符号库的具体做法是：①独立符号特征点的数据采集，是将图式上的独立符号和说明符号放大20倍绘在毫米格网纸上，进行符号特征点的坐标采集，采集坐标时均以符号的定位点作为坐标原点。

对于规则符号，可直接计算符号特征点的坐标；②对于圆形符号，采集圆心坐标和半径；③对于圆弧线，则采集圆心坐标、半径、起始角和终点角；④对于涂实符号，则采集边界信息，并给出涂实信息。

第二章 测量坐标系和高程2.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、地球形状和大小1．大地水准面大地水准面 地球形状和大小 参考椭球体 大地坐标系 测量常用坐标系 空间直角坐标系 平面直接坐标系 地图投影 高斯-克吕格投影 高斯投影的特点 高斯平面直角坐标系 高斯平面直角坐标系 投影带 地球投影和高斯平面直角坐标系 国家统一坐标 距离改化 方向改化 通用横轴墨卡托投影（UTM 投影） 概述 验潮站 高程 高程基准 我国高程基准 相对高程 水准面曲率对水平距离的影响 用水平面代替水准面的限度 水准面曲率对水平角的影响 水准面曲率对高差的影响 真北方向 基本方向 坐标北方向 磁北方向 子午线收敛角与磁偏角 子午线收敛角 方位角 方位角 磁偏角 方位角之间的相互换算 正、反坐标方位角测量坐标系和高程测量学的主要研究对象是地球的自然表面，但地球表面极不规则，有高山、丘陵、平原、河流、湖泊和海洋。

因此，测量中把地球形状看做是由静止的海水面向陆地延伸并围绕整个地球所形成的某种形体。

地球表面任一质点都同时受到两个作用力：其一是地球自转产生的惯性离心力；其二是整个地球质量产生的引力。

这两种力的合力称为重力。

引力方向指向地球质心，如果地球自转角速度是常数，惯性离心力的方向垂直于地球自转轴向外，重力方向则是两者合力的方向（如图2-1-1）。

重力的作用线又称为铅垂线。

用细绳悬挂一个垂球，其静止时所指示的方向即为铅垂线方向。

图2-1-1 引力、离心力和重力处于静止状态的水面称为水准面。

这个面是一个重力等位面，水准面上处处与重力方向（铅垂线方向）垂直。

在地球表面重力的作用空间，通过任何高度的点都有一个水准面，因而水准面有无数个。

其中，把一个假想的、与静止的平均海水面重合并向陆地延伸且包围整个地球的特定重力等位面称为大地水准面。

大地水准面和铅垂线是测量外业所依据的基准面和基准线。

2．参考椭球体由于地球引力的大小与地球内部的质量有关，而地球内部的质量分布又不均匀，致使地面上各点的铅垂线方向产生不规则的变化，因而大地水准面实际上是一个略有起伏的不规则曲面，无法用数学公式精确表达（如图2-1-2所示）。

第十二章 数字地形图的应用12.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、概述数字地形图是以数字形式存储在计算机存储介质上的地形图，与传统的纸质地形图相比，数字地形图精度高、速度快，利用数字地形图可以很容易地获取各种地形信息，如测量各个点的坐标，量测点与点之间的距离，量测直线的方位角、点的高程、两点间的坡度和在图上设计坡度线等。

概述 量取图上点的坐标值 量测两点间的距离 量测直线的坐标方位角 地形图的应用 确定地面点的高程和两点间的坡度 按一定方向绘制断面图 确定汇水面积 按限制坡度选线 面积量算 面积和体积计算 体积计算 概述 数字高程模型的特点 格网数字高程模型 格网DEM 生成 数字高程模型的应用 碎部测量利用数字地形图，可以建立数字高程模型（DEM）。

利用DEM可以绘制不同比例尺的等高线地形图、地形立体透视图、地形断面图，确定汇水范围和计算面积，确定场地平整的填挖边界和计算土方量。

在公路和铁路设计中，可以绘制地形的三维轴视图和纵、横断面图，进行自动选线设计。

二、地形图的应用1．量取图上点的坐标值在大比例尺地形图内图廓的四角注有实地坐标值。

如图12-1-1所示，欲在图上量测P 点的坐标，可在P点所在方格，过P点分别作平行于X轴和Y轴的直线eg和fh，按地形图比例尺量取af和ae的长度，则（12-1-1）式中，为P点所在方格西南角点的坐标。

图12-1-1 图上量取点的坐标2．量测两点间的距离（1）分别量取两点的坐标值，然后按坐标反算公式计算两点间的距离。

（2）当量测距离的精度要求不高时，可以用比例尺直接在图上量取或利用复式比例尺量取两点间的距离。

3．量测直线的坐标方位角（1）先量取直线两端点的平面直角坐标，再用坐标反算公式求出该直线的坐标方位角。

（2）若量测精度要求不高时，可用量角器直接在图上量测直线的坐标方位角。

4．确定地面点的高程和两点间的坡度如图12-1-2所示，P点正好在等高线上，则其高程与所在的等高线高程相同。