测图前的准备工作
要完成地形图测绘任务，测绘地形图前必须进行必要的准备工作，这些工作包括抄录测区内所有的控制点资料（平面位置和高程位置）、收集已有的图件、准备测图规范及地形图图式、了解测区其它情况、准备测量仪器及工具、等。
控制测量
地形图测绘控制网应采用两级三维控制的方式，见图7-3-1。
首级三维控制应采用闭合导线和闭合水准路线形式，图7-3-1中的小黑点就是首级三维控制点，这些点既是导线点又是水准点。
二级三维控制应采用支导线和支水准路线的形式，图7-3-1中的小圈点就是二级三维控制点，这些点也既是导线点又是水准点。
地形图测绘控制网中的三维控制点也称为图根控制点。地形图测绘控制网的布设目的是能够通过各个三维控制点（包括首级和二级）将测量区域内的全部地形测绘出来。
图7-3-1 地形图测绘两级三维控制网布置
碎部点的选择方法
地形图测绘过程也称碎部测量。地形图是根据测绘在图纸上的碎部点来勾绘的，因此碎部点选择恰当与否直接影响地形图的质量，地物、地貌的特征点统称为地形特征点（或叫碎部点），正确选择地形特征点是碎部测量中十分重要的工作，它是地形图测绘的基础。选择碎部点的基本要求主要有以下3点：
1）对地物应选择能反映地物形状的特征点。
2）地貌特征点通常选在最能反映地貌特征的山脊线、山谷线等地性线上（比如山顶、鞍部、山脊、山谷、山坡、山脚等坡度或方向的变化点），利用这些特征点勾绘等高线才能在地形图上真实地反映出地貌来。
3）碎部点密度应适当。
碎部测量
碎部测量有很多种方法。目前，传统的图解测图法（平板仪测图、经纬仪测图、平板仪配合经纬仪测图、等）已基本不再使用，现代碎部测量主要采用电子全站仪全数字化测图、GPS测图和摄影测量成图（航测成图），特殊情况下也可以采用精度不高的经纬仪数字化地形测图。
经纬仪数字化碎部测图作业
见图7-3-2。
图7-3-2 经纬仪数字化测图原理与现场布置
每个碎部点的测量过程是（见图7-3-2）：在碎部点P上竖立一根塔尺。经纬仪竖丝瞄准塔尺中线，在保证经纬仪十字丝三丝均能读到塔尺刻度的前提下全面制动经纬仪（包括水平和竖直），使竖盘指标线位置正确（非竖盘指标自动归零经纬仪应旋转竖盘指标水准器微动螺旋使竖盘指标水准器气泡居中。竖盘指标自动归零经纬仪应使经纬仪竖盘指标自动归零装置处于工作状态。电子经纬仪应在实习开始前校验调整），连读经纬仪水平度盘读数αAP、经纬仪竖直度盘读数LAP、塔尺上丝读数S、塔尺中丝读数Z、塔尺下丝读数X。根据αAP、LAP、S、Z、X即可计算出P点的三维坐标（平面直角坐标XP、YP；高程HP）。计算方法是：
（1）根据LAP计算经纬仪视线倾角（即竖直角δAP）
δAP＝±（LAP－90°） （7-3-2）
式（7-3-2）适用于天顶距竖盘经纬仪（即经纬仪望远镜铅直时竖直度盘读数为0°或180°，望远镜水平时竖直度盘读数为90°或270°），当盘左仰角经纬仪竖直度盘读数大于90°时式（7-3-2）中“±”用“＋”、反之用“－”。
（2）根据δAP、S、Z、X、及经纬仪仪器高q计算设站点（A）到碎部点（P）的水平距离DAP和高差hAP
DAP＝K│S－X│cos2δAP＋CcosδAP （7-3-3）
hAP＝[K│S－X│sin（2δAP）]／2＋CsinδAP＋q－Z＋f （7-3-4）
式（7-3-3）、（7-3-4）中K为视距乘常数（一般情况下K＝100），C为视距加常数（一般情况下C＝0），f为地球曲率与大气折射联合改正数、f＝0.43（DAP2／R）、R为地球平均曲率半径（R＝6371km）。由于f的值远远低于经纬仪测图的误差故在经纬仪测图时忽略f的影响，认为f＝0。一般经纬仪的C也为零，故式（7-3-3）、（7-3-4）可简化为
DAP＝K│S－X│cos2δAP （7-3-5）
hAP＝[K│S－X│sin（2δAP）]／2＋q－Z （7-3-6）
（3）根据设站点（A）的三维坐标（XA、YA、HA）、水平距离DAP、高差hAP、经纬仪水平度盘读数αAP（即AP的方位角）计算碎部点（P）的三维坐标（平面直角坐标XP、YP；高程HP）
XP＝XA＋DAPcosαAP （7-3-7）
YP＝YA＋DAPsinαAP （7-3-8）
HP＝HA＋hAP （7-3-9）
为提高计算速度可采用编程性计算器、借助应用程序进行快速计算，只要将每个碎部点的观测数据（经纬仪水平度盘读数αAP、经纬仪竖直度盘读数LAP、塔尺上丝读数S、塔尺中丝读数Z、塔尺下丝读数X）顺序输入计算器，计算器立即就可计算出碎部点的三维坐标（平面直角坐标XP、YP；高程HP），从数据输入到计算出结果一般只须30秒钟左右。
（4）经纬仪数字化测图的内业
若现场带有笔记本电脑的话可在现场直接随测随将碎部点绘制在Auto CAD绘图界面上，并随时将各个碎部点的关联关系用合乎《测图规范》要求的线形进行优质连接。若现场没有笔记本电脑的话则必须手工画出示意性草图，标清碎部点及相互间的关联关系，每次野外作业回来立即在电脑上绘图。整个外业测量结束后，应对AutoCAD地形图进行必要的整饰与调整（比如图形的闭合、直角的修整、与地形图图式的匹配等等）。利用Auto CAD绘制地形图时所有碎部点均必须在2维平面上绘制（即只利用其平面直角坐标XP、YP绘图，绘图时认为所有碎部点的高程均为零，Auto CAD定点时将Z坐标缺省设置为零），因为只有2维平面才能实现图形的自动封闭和闭合。而所有碎部点的高程HP则是利用文字功能直接标注在Auto CAD绘图界面上的。这一点务必要引起大家的注意。
（5）特殊的碎部测量方法
有些碎部点比较隐蔽、各种方法难以测量，可采用一些变通方法。比如角度交会法和距离交会法等。
7.3.4.2 电子全站仪数字化测图
电子全站仪能同时测定距离、角度、高差，提供待测点三维坐标，将仪器野外采集的数据，结合计算机、绘图仪、以及相应软件，就可以实现自动化测图。目前，电子全站仪数字化测图主要有电子全站仪结合电子平板模式、电子全站仪自动存储模式、电子全站仪加电子手薄或高性能掌上电脑模式、等3种模式。
电子全站仪数字化测图包括测图准备、数据获取、数据输入、数据处理、数据输出等五个阶段。
电子全站仪数字化测图的野外数据采集仅测定碎部点的位置并不能满足计算机自动成图的需要，必须将所测地物点的连接关系和地物类别（或地物属性）等绘图信息记录下来并按一定的编码格式记录数据。编码应按照《1：500、1：1000、1：2000地形图要素分类与代码（GB/Tl4804）》进行（地形信息的编码通常由4部分组成，即大类码、小类码、一级代码、二级代码，分别用1位十进制数字顺序排列。
航空摄影测量成图
利用航空摄像片绘制地形图的方法称为航测成图。航测成图可把大量野外工作变为室内作业，具有速度快、成本低、精度均匀、不受季节限制等优点。我国1：10万~1：1万的国家基本图、各专业部门工程规划设计用的1：5000和1：2000大比例尺地形图通常习惯采用航测成图。航空摄像片是用航空摄影机在飞机上对地面进行摄影得到的，它是航测成图的基本资料。目前，航测成图的常用方法有综合法、全能法和GPS辅助法、等。
地形图绘制
当将碎部点展绘在图上后就可对照实地随时描绘地物和等高线了。如测区较大，由多幅图拼接而成还应及时对各图幅衔接处进行拼接检查，经过上述检查与整饰，才能获得合乎要求的地形图。
（1）地形图的地物描绘。地物要按地形图中规定的符号表示。
图7-3-4 等高线的勾绘 7-3-5 等高线内插原理
（2）地形图的等高线勾绘。当图纸上测得一定数量的地形点后即可勾绘等高线。由于等高线表示的地面高程均为等高距h的整倍数，因而需要在两碎部点之间内插设以h为间隔的等高点。内插是在同坡段上进行的。目前的地形图专业绘制软件可自动高精度地勾绘等高线。地形图测绘结束后应按测量规范要求进行拼接和整饰，还应根据质量检查规定进行检查，检查合格后，所测的图才能使用。
（3）地形图的检查。地形图野外观测任务完成后应首先完成图纸与地形的校对工作，在准确无误后还应进行必要的检查工作以保证地形图测绘的准确性。检查工作包括室内检查、野外巡视和设站检查等内容。
（4）地形图的图幅拼接。当测区较大，采用分块、分幅测图时，每幅图施测完后在相邻图幅的连接处无论是地物或地貌往往都不能完全吻合，因此，就需对所测的几幅图进行拼接。为拼接方便，测图时每幅图的测图均应超出内图廓1cm左右。
图7-3-6 地形图的拼接 图7-4-1 坡度尺的使用
（5）地形图的整饰。工作顺序为内图廓→坐标格网→控制点→地形点符号及高程注记→独立物体及各种名称、数字的绘注→居民地等建筑物→各种线路、水系等→植被与地类界→等高线及各种地貌符号等。
（6）地形图的验收。将地形图测绘过程中的有关测量原始记录、计算资料、手稿等整理好，写出相关技术总结报告（便于交付图纸时相关单位的审核与质量评定，属于测区测图成果，是必须归档、保管的原始档案和资料，也是以后用图和使用中的技术依据）。
