北方工业大学：土木工程专业《智能测绘》课程教学大纲

《智能测绘》 课程教学大纲 课程基本信息 课程类型 总学时为学时数 ☑理论课（含上机、实验学时） 总学时为周数 口实习 口课程设计口毕业设计 课程编码 7332801 总学时48 学分 课程名称 智能测绘 课程英文名称 Intelligent Surveying and Mapping 适用专业 智能建造 先修课程 (7030701、7030702)高等数学：(7029501)概率论与数理统计 开课部门 土木工程学院 二、 课程性质与目标 本课程为智能建造专业技术必修课。本课培养学生严谨求实的工作作风、实 际动手的能力及灵活应用测绘信息的能力，全面而正确地了解智能测绘科学，拓 宽学生知识面，注重测绘与工程相互渗透、测绘理论与工程并重，使测量成为工 程设计与施工之间联系的桥梁和纽带。为智能建造专业奠定智能测绘基础。通过 本课程学习，让学生熟悉智能测绘，掌握其基本理论、基本技能、基本知识，能 正确使用常规的测量仪器和工具。了解当前先进的测量仪器，了解测绘科学的高 新技术。熟练掌握现代测绘仪器的使用及在工程中的应用。在工程设计和施工中， 具有正确应用地形图和有关测绘资料的能力。具有进行工程测设的能力。能灵活 应用智能测绘学知识解决专业中有关测量方面的问题。通过《智能测绘》教学的 实践环节、课堂实验及教学实习，培养学生的动手能力，训练严格的科学态度和 严谨求实的工作作风，培养学生团结协作的集体主义精神。培养和训练学生能独 立进行测量、计算、绘图、用图及施工测量培养学生的自学能力。 课程目标1：掌握智能测绘的基本知识。通过课堂讲授、作业、课堂测验、 实验等环节，使学生掌握重力、铅垂线、水准面、大地水准面、参考椭球面和法 线的概念及关系：水准面、大地水准面、大地体、水平面的概念：理解地球椭球 面、地球椭球体作为测量计算与制图基准面。理解铅垂线作为测量工作基准线， 明确理解基准面、基准线与测量工作的联系。 课程目标2：掌握智能测绘基本原理和方法。通过课堂讲授、作业、课堂测 验、实验使学生掌握：水准测量、角度测量、距离测量、直线定向、控制测量

1 《智能测绘》 课程教学大纲 一、 课程基本信息 课程类型 总学时为学时数 理论课（含上机、实验学时） 总学时为周数 □实习 □课程设计 □毕业设计 课程编码 7332801 总学时 48 学分 3 课程名称 智能测绘 课程英文名称 Intelligent Surveying and Mapping 适用专业 智能建造 先修课程 （7030701、7030702）高等数学；（7029501 ）概率论与数理统计 开课部门 土木工程学院 二、 课程性质与目标 本课程为智能建造专业技术必修课。本课培养学生严谨求实的工作作风、实 际动手的能力及灵活应用测绘信息的能力，全面而正确地了解智能测绘科学，拓 宽学生知识面，注重测绘与工程相互渗透、测绘理论与工程并重，使测量成为工 程设计与施工之间联系的桥梁和纽带。为智能建造专业奠定智能测绘基础。通过 本课程学习，让学生熟悉智能测绘，掌握其基本理论、基本技能、基本知识，能 正确使用常规的测量仪器和工具。了解当前先进的测量仪器，了解测绘科学的高 新技术。熟练掌握现代测绘仪器的使用及在工程中的应用。在工程设计和施工中， 具有正确应用地形图和有关测绘资料的能力。具有进行工程测设的能力。能灵活 应用智能测绘学知识解决专业中有关测量方面的问题。通过《智能测绘》教学的 实践环节、课堂实验及教学实习，培养学生的动手能力，训练严格的科学态度和 严谨求实的工作作风，培养学生团结协作的集体主义精神。培养和训练学生能独 立进行测量、计算、绘图、用图及施工测量,培养学生的自学能力。 课程目标 1：掌握智能测绘的基本知识。通过课堂讲授、作业、课堂测验、 实验等环节，使学生掌握重力、铅垂线、水准面、大地水准面、参考椭球面和法 线的概念及关系；水准面、大地水准面、大地体、水平面的概念；理解地球椭球 面、地球椭球体作为测量计算与制图基准面。理解铅垂线作为测量工作基准线。 明确理解基准面、基准线与测量工作的联系。 课程目标 2：掌握智能测绘基本原理和方法。通过课堂讲授、作业、课堂测 验、实验使学生掌握：水准测量、角度测量、距离测量、直线定向、控制测量

地形图测绘及施工测量、GPS定位原理、无人机测绘的基本原理和方法，掌握地 面点位高程测量过程：掌握水平角和竖直角的测量方法及数据处理；掌握钢尺量 具及电磁波测距的数据采集方法及处理：掌握平面控制测量和高程控制测量的外 业数据采集及平差数据处理的方法：掌握施工测量测设基本内容和方法。 课程目标3：掌握测量误差理论的基本原理和方法。通过课堂讲授、作业、 课堂测验、水准测量、经纬仪角度测量和距离测量实验，使学生掌握：测量误 差的概念、测量误差分类：系统误差、偶然误差的含义，偶然误差的特性。明确 误差分布曲线方程式概率密度函数：精度的含义，等精度直接观测值精度评定标 准。掌握误差传播定律、白塞尔公式、算术平均值的精度、非罗列公式推导及实 际工程中应用。掌握测量中容许误差的确定原则。掌握误差传播定律及其在解决 实际测量问题中的应用。 课程目标4：掌握地理空间信息应用、土木建筑工程中的施工测量、变形测 量、数字地图测绘、无人机测绘的基本原理和方法。通过课堂讲授、作业、课堂 测验、实验等环节，使学生掌握地理空间信息、施工测量及变形测量在土木工程 建设中的应用：具有应用智能测绘的基本原理和方法识别工程建设领域复杂的测 量工程问题：能够获得解决相应问题的有效方法。能够在工程建设中体现创新意 识，能够解决工程测量问题时充分考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境 等因素。了解测绘科技前沿和专业发展趋势，具有在土木工程领域从事工程勘察、 设计、科学研究、技术开发、施工、管理、工程检测、质量评估、建设监理等工 作中应用工程测量基本原理和方法解决复杂测量问题的能力。 课程目标5：培养智能测绘能力及团队协作意识。应用智能测绘的基础知识、 方法和国家控制测量、GS测量规范，数字地图测绘等国家测绘规范、技术规程。 具备熟练的识图、测绘能力，具有处理好工程项目管理过程中个人与团队的关系 确保多学科背景下闭队的协同工作的能力。 课程思政目标：通过本课程的学习，使学生认知古今中华优秀测绘文化、理 解测绘科技与传承发展、熟练应用智能测绘的基础理论与基本技能，树立科技报 国观念与自觉意识，传承和发扬测绘人爱国敬业、无私奉献，团结协作、科技创 新的精神，符合新时代人才培养需求。将职业标准、本课程达到的教学目标、课 程与毕业要求达成有机结合，开展课程思政教学。通过国家超级工程的讲解与展 示，润物无声地进行爱国情怀的熏陶。挖掘环境的智能监测评价和建筑选址的科 学价值、测绘科学技术发明等课程思政元素，弘扬中国传统文化和民族精神： 围绕中国制造和大国工程，挖掘土木行业中国理论、技术和方法，融合川藏铁路 北斗导航定位系统、“天眼”工程、中国高速铁路、中国珠峰高程测量等大国工 程中的智能测绘课程思政元素，使学生了解我国建设社会主义强国的信心和实

2 地形图测绘及施工测量、GPS 定位原理、无人机测绘的基本原理和方法，掌握地 面点位高程测量过程；掌握水平角和竖直角的测量方法及数据处理；掌握钢尺量 具及电磁波测距的数据采集方法及处理；掌握平面控制测量和高程控制测量的外 业数据采集及平差数据处理的方法；掌握施工测量测设基本内容和方法。 课程目标 3：掌握测量误差理论的基本原理和方法。通过课堂讲授、作业、 课堂测验、水准测量、经纬仪角度测量和距离测量实验，使学生掌握： 测量误 差的概念、测量误差分类；系统误差、偶然误差的含义，偶然误差的特性。明确 误差分布曲线方程式概率密度函数；精度的含义，等精度直接观测值精度评定标 准。掌握误差传播定律、白塞尔公式、算术平均值的精度、非罗列公式推导及实 际工程中应用。掌握测量中容许误差的确定原则。掌握误差传播定律及其在解决 实际测量问题中的应用。 课程目标 4：掌握地理空间信息应用、土木建筑工程中的施工测量、变形测 量、数字地图测绘、无人机测绘的基本原理和方法。通过课堂讲授、作业、课堂 测验、实验等环节，使学生掌握地理空间信息、施工测量及变形测量在土木工程 建设中的应用；具有应用智能测绘的基本原理和方法识别工程建设领域复杂的测 量工程问题；能够获得解决相应问题的有效方法。能够在工程建设中体现创新意 识，能够解决工程测量问题时充分考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境 等因素。了解测绘科技前沿和专业发展趋势，具有在土木工程领域从事工程勘察、 设计、科学研究、技术开发、施工、管理、工程检测、质量评估、建设监理等工 作中应用工程测量基本原理和方法解决复杂测量问题的能力。 课程目标 5：培养智能测绘能力及团队协作意识。应用智能测绘的基础知识、 方法和国家控制测量、GPS 测量规范，数字地图测绘等国家测绘规范、技术规程。 具备熟练的识图、测绘能力，具有处理好工程项目管理过程中个人与团队的关系， 确保多学科背景下团队的协同工作的能力。 课程思政目标：通过本课程的学习，使学生认知古今中华优秀测绘文化、理 解测绘科技与传承发展、熟练应用智能测绘的基础理论与基本技能，树立科技报 国观念与自觉意识，传承和发扬测绘人爱国敬业、无私奉献，团结协作、科技创 新的精神，符合新时代人才培养需求。将职业标准、本课程达到的教学目标、课 程与毕业要求达成有机结合，开展课程思政教学。通过国家超级工程的讲解与展 示，润物无声地进行爱国情怀的熏陶。挖掘环境的智能监测评价和建筑选址的科 学价值、测绘科学技术发明等课程思政元素， 弘扬中国传统文化和民族精神； 围绕中国制造和大国工程，挖掘土木行业中国理论、技术和方法，融合川藏铁路、 北斗导航定位系统、“天眼”工程、中国高速铁路、中国珠峰高程测量等大国工 程中的智能测绘课程思政元素，使学生了解我国建设社会主义强国的信心和实

力，增强对中国特色社会主义道路的自信，激发学生的创新精神。将职业标准、 本课程达到的教学目标、课程与毕业要求达成有机结合，开展课程思政教学。 课程教学基本内容与要求 1绪论 基本内容及要求：测绘学与测量学、测绘学发展、现代测绘学在国民经济 建设中的应用。 了解：测量学的任务及其在经济建设的应用：了解测量学的分类、测量学的 发展史。 掌握：测量学的研究对象及任务。 2.测量学的基础知识 基本内容及要求：测量学的基础知识。 了解：了解地球的形状和大小、地理坐标。 掌握：掌握测量学在建筑工程中的应用及高斯投影的概念，高斯平面直角坐 标系、高程的基本知识、基本概念：重力、铅垂线、水准面、大地水准面、参考 椭球面和法线的概念及关系：水准面、大地水准面、大地体、水平面的概念：掌 握地球椭球面、地球椭球体作为测量计算与制图基准面。掌握铅垂线作为测量工 作基准线。明确理解基准面、基准线与测量工作的联系。掌握常用度量单位和 孤度。 3水准测量 基本内容及要求：水准测量。 了解：了解水准仪的构造；了解水准测量误差的来源及注意事项；了解自动安 平水准仪补偿器原理和仪器的使用方法。 掌握：掌握水准测量原理、测量工具，掌握地面点位高程测量过程，从而精 确求出地面点高程。重点掌握水准测量原理，DS3级水准仪的使用，水准测量的外 业观测方法和内业数据处理，掌握水准仪的检验和水准仪轴的校正。 4.角度测量 基本内容及要求：角度测量原理、经纬仪及角度观测、电子经纬仪、经纬仪 的检验及校正、角度测量误差分析及注意事项。 了解：了解电子经纬仪、了解角度测量误差。 掌握：水平角和竖直角的基本原理：掌握J6经纬仪的构造及使用：掌握水 平角和竖直角的测量方法及有关计算：掌握J6经纬仪应满足的几何条件及检验 校正。 5.距离测量与直线定向 基本内容及要求：钢尺量距、视距测量、红外测距仪、全站仪及其使用、直

3 力，增强对中国特色社会主义道路的自信，激发学生的创新精神。将职业标准、 本课程达到的教学目标、课程与毕业要求达成有机结合，开展课程思政教学。 三、 课程教学基本内容与要求 1.绪论 基本内容及要求：测绘学与测量学、 测绘学发展、现代测绘学在国民经济 建设中的应用。 了解：测量学的任务及其在经济建设的应用；了解测量学的分类、测量学的 发展史。 掌握：测量学的研究对象及任务。 2.测量学的基础知识 基本内容及要求：测量学的基础知识。 了解：了解地球的形状和大小、地理坐标。 掌握：掌握测量学在建筑工程中的应用及高斯投影的概念，高斯平面直角坐 标系、高程的基本知识、基本概念：重力、铅垂线、水准面、大地水准面、参考 椭球面和法线的概念及关系；水准面、大地水准面、大地体、水平面的概念；掌 握地球椭球面、地球椭球体作为测量计算与制图基准面。掌握铅垂线作为测量工 作基准线。明确理解基准面、基准线与测量工作的联系。 掌握常用度量单位和 弧度。 3.水准测量 基本内容及要求：水准测量。 了解：了解水准仪的构造;了解水准测量误差的来源及注意事项;了解自动安 平水准仪补偿器原理和仪器的使用方法。 掌握：掌握水准测量原理、测量工具，掌握地面点位高程测量过程，从而精 确求出地面点高程。重点掌握水准测量原理,DS3 级水准仪的使用,水准测量的外 业观测方法和内业数据处理; 掌握水准仪的检验和水准仪轴的校正。 4.角度测量 基本内容及要求：角度测量原理、经纬仪及角度观测、电子经纬仪、经纬仪 的检验及校正、角度测量误差分析及注意事项。 了解：了解电子经纬仪、了解角度测量误差。 掌握：水平角和竖直角的基本原理； 掌握 J6 经纬仪的构造及使用；掌握水 平角和竖直角的测量方法及有关计算；掌握 J6 经纬仪应满足的几何条件及检验 校正。 5.距离测量与直线定向 基本内容及要求：钢尺量距、视距测量、红外测距仪、全站仪及其使用、直

线定向。 了解：电磁波测距的原理及使用。 掌握：直线定向的基本概念及原理，掌握钢尺量距的原理与方法、掌握视距 测量的原理方法和数据采集数据处理、掌握全站仪的使用及数据处理。掌握直线 定向的基本知识：真北，轴北，磁北，子午线收敛角，磁偏角，磁坐偏角：真方 位角，坐标位角，磁方位角，真象限角，坐标象限角，磁象限角：方位罗盘、象 限罗盘，磁针北端。掌握：三北方向之间的关系、坐标正反方位角之间的关系： 掌握坐标方位角与坐象限角之间的关系：象限罗盘的东、西注记与实地的东、西 方向相反。 6.测量误差及数据处理的基本知识 基本内容及要求：测量误差概述、衡量精度的指标、误差传播定律。 了解：测量过程中有效地消除或削弱系统误差以及减小偶然误差的影响所采 用的观测方法。 掌握：掌握测量误差的概念、测量误差分类：系统误差、偶然误差的含义 偶然误差的特性。掌握等精度直接观测值精度评定标准。掌握极限误差与容许误 差基本原理：掌握误差传播定律、白塞尔公式、算术平均值的精度、非罗列公式 推导及实际应用。 7.:控制测量 基本内容及要求：控制测量概述、导线测量、三四等水准测量、三角高程测 量。 了解：了解控制测量的方法：国家、城市、工程、图根控制网布设的基本原 理和方法。 掌握：掌握导线测量的外业数据采集方法及内业数据平差处理原理和方法 掌握三四等水准测量的方法：掌握国家导线测量相关规范。 8基础地理信息采集及成图方法 基本内容及要求：数字地图测绘。 了解：数字地图成图方法、普通地图的数字化。 掌握：地形图的基本知识、掌握大比例尺地形图的测绘方法。 9.地理空间信息的应用 基本内容及要求：地形图应用的基本知识、土石方量计算等。 了解：地理空间应用的基本内容。 掌握：掌握地形图应用的基本内容（点位坐标的测量、两点间水平距离的测 量、直线方向角的测量、点位高程及两点间的坡度测量、在图上设计等坡线) 掌握工程建设中地形图的应用（绘制地形断面图、确定汇水范围、场地平整时填

4 线定向。 了解：电磁波测距的原理及使用。 掌握：直线定向的基本概念及原理，掌握钢尺量距的原理与方法、掌握视距 测量的原理方法和数据采集数据处理、掌握全站仪的使用及数据处理。掌握直线 定向的基本知识：真北，轴北，磁北，子午线收敛角，磁偏角，磁坐偏角;真方 位角，坐标位角，磁方位角，真象限角，坐标象限角，磁象限角;方位罗盘、象 限罗盘，磁针北端。掌握:三北方向之间的关系、坐标正反方位角之间的关系； 掌握坐标方位角与坐象限角之间的关系;象限罗盘的东、西注记与实地的东、西 方向相反。 6.测量误差及数据处理的基本知识 基本内容及要求：测量误差概述、衡量精度的指标、误差传播定律。 了解：测量过程中有效地消除或削弱系统误差以及减小偶然误差的影响所采 用的观测方法。 掌握：掌握测量误差的概念、测量误差分类；系统误差、偶然误差的含义， 偶然误差的特性。掌握等精度直接观测值精度评定标准。掌握极限误差与容许误 差基本原理；掌握误差传播定律、白塞尔公式、算术平均值的精度、非罗列公式 推导及实际应用。 7.：控制测量 基本内容及要求：控制测量概述、导线测量、三四等水准测量、三角高程测 量。 了解：了解控制测量的方法；国家、城市、工程、图根控制网布设的基本原 理和方法。 掌握：掌握导线测量的外业数据采集方法及内业数据平差处理原理和方法； 掌握三四等水准测量的方法；掌握国家导线测量相关规范。 8.基础地理信息采集及成图方法 基本内容及要求：数字地图测绘。 了解：数字地图成图方法、普通地图的数字化。 掌握：地形图的基本知识、掌握大比例尺地形图的测绘方法。 9.地理空间信息的应用 基本内容及要求：地形图应用的基本知识、土石方量计算等。 了解：地理空间应用的基本内容。 掌握：掌握地形图应用的基本内容（点位坐标的测量、两点间水平距离的测 量、直线方向角的测量、点位高程及两点间的坡度测量、在图上设计等坡线）， 掌握工程建设中地形图的应用（绘制地形断面图、确定汇水范围、场地平整时填

挖边界确定和土方量计算)。 10.土木建筑工程中的施工测量 基本内容及要求：测设的基本内容、建筑施工测量。 了解：建筑工程测量的概况及高新的测绘技术在施工测量中的应用：了解建 筑施工测量的目的和内容、建筑施工测量的原则、建筑施工测量的特点：了解建 筑场地的施工控制测量：了解民用建筑施工测量及工业建筑施工测量方法：了解 基础施工测量、建筑构件安装测量及高层建筑施工测量：了解建筑物的沉降和变 形观测。了解圆曲线测设。 掌握：施工测量的精度、建筑坐标系与测量坐标系的转换计算：圆曲线要素 及其计算、圆曲线主点的放样、圆曲线详细放样：掌握激光技术在施工测量中的 应用：己知水平距离、己知水平角测设的一般方法及精确方法：测设点的平面位 置与高程位置。掌握设计坡度的测设。掌握建筑施工控制网的布设特点、施测、 计算，掌握建筑物轴线的测设。建筑基线的测设、建筑方格网的测设。 11.数字测图概述 基本内容及要求：数字测图的基本过程、作业模式、CASS数字地图内外业 体化软件使用。 了解：基本要求：了解数字地图的概况：了解数字地图测绘的基本过程，了 解数字化成图软件CASS在工程中的应用。 掌握：掌握数字测图的基本概念、掌握数字测图的作业模式。 12.GPS测量原理与应用 基本内容及要求：GPS简介、GPS信号与误差、GPS坐标系统、GPS定位 原理、GPS应用领域， 了解：GPS概况，了解GPS信号与误差，了解GPS应用领域。了解GPS 接收机的类型及使用。 掌握：GPS卫星定位原理。掌握GPS接收机的使用。 13.无人机测绘技术及应用 基本内容及要求：无人机基本组成、无人机测绘系统、无人机系统测绘原理。 要求：了解无人机系统的发展及应用，了解无人机测绘任务设备。 掌握：无人机的基本概念：无人机系统工作原理。 四、 课程学时分配 课内 课外 教学内容 讲授 实验 上机 学时 学时 小计

5 挖边界确定和土方量计算）。 10.土木建筑工程中的施工测量 基本内容及要求：测设的基本内容、建筑施工测量。 了解：建筑工程测量的概况及高新的测绘技术在施工测量中的应用；了解建 筑施工测量的目的和内容、建筑施工测量的原则、建筑施工测量的特点；了解建 筑场地的施工控制测量；了解民用建筑施工测量及工业建筑施工测量方法；了解 基础施工测量、建筑构件安装测量及高层建筑施工测量；了解建筑物的沉降和变 形观测。了解圆曲线测设。 掌握：施工测量的精度、建筑坐标系与测量坐标系的转换计算；圆曲线要素 及其计算、圆曲线主点的放样、圆曲线详细放样；掌握激光技术在施工测量中的 应用；已知水平距离、已知水平角测设的一般方法及精确方法；测设点的平面位 置与高程位置。掌握设计坡度的测设。掌握建筑施工控制网的布设特点、施测、 计算，掌握建筑物轴线的测设。建筑基线的测设、建筑方格网的测设。 11.数字测图概述 基本内容及要求：数字测图的基本过程、作业模式、CASS 数字地图内外业 一体化软件使用。 了解：基本要求：了解数字地图的概况；了解数字地图测绘的基本过程，了 解数字化成图软件 CASS 在工程中的应用。 掌握：掌握数字测图的基本概念、掌握数字测图的作业模式。 12. GPS 测量原理与应用 基本内容及要求：GPS 简介、GPS 信号与误差、GPS 坐标系统、GPS 定位 原理、GPS 应用领域。 了解：GPS 概况，了解 GPS 信号与误差，了解 GPS 应用领域。了解 GPS 接收机的类型及使用。 掌握：GPS 卫星定位原理。掌握 GPS 接收机的使用。 13.无人机测绘技术及应用 基本内容及要求：无人机基本组成、无人机测绘系统、无人机系统测绘原理。 要求：了解无人机系统的发展及应用，了解无人机测绘任务设备。 掌握：无人机的基本概念；无人机系统工作原理。 四、 课程学时分配 教学内容 讲授 实验 上机 课内 学时 小计 课外 学时