二等水准测量实践与分析——以四川省第五届测绘技能竞赛为例

安 北

（成都理工大学地球科学学院，成都 610059）

随着社会经济体制的改革和空间地理信息技术的发展，各地测绘地理信息局开始高度重视加强与高校间的沟通交流，推动测绘地理信息人才培养和自主创新方面的共建合作，促进测绘地理信息科技进步和人才队伍建设，在全省范围内举办高校测绘技能大赛就是测绘地理信息行业与高等院校在协同育人、协同创新方面的重要举措。每次的大赛都对测绘相关专业的办学特色和教学质量起着至关重要的推动作用，加强了大学生实践动手操作的能力,展示了测绘教育改革发展的成果,同时也促进了各个高校与测绘行业的产教结合[1]。竞赛的举办为学生提供了展示技能的舞台，提高了学生实际运用所学知识的能力[2]。

2019年7月22日—24日在西南交通大学犀浦校区举行的高校测绘技能大赛，总共有28所高等院校的22支专业组、47支非专业组人员报名参赛。笔者结合这次大赛经历，对二等水准测量项目竞赛要求、评分标准、训练安排、心理素质等进行总结与分析，为以后各高校竞赛学生提供参考。

1 二等水准测量项目竞赛说明

1.1 竞赛内容

二等水准测量项目，在规定时间内，用DS1数字水准仪、脚架及3 m条码尺等完成1条附和水准路线的测量，长度约1.1 km （见图1）。图1中，已知起点A、终点E高程数据，待测高程点B，C，D，共计4个测段，每支队伍4人需轮流观测、记录以及扶尺，沿A→B→C→D→E进行测量，完成二等水准近似平差计算并提交待测点高程数据。

图1 二等水准测量项目示意图

1.2 竞赛要求

二等水准测量项目，限制时间为120 min，超过规定时间将立即终止竞赛。裁判宣布竞赛开始之前，参赛队的仪器必须装箱，脚架收拢置地。比赛开始后，竞赛计时开始，时间精确到秒。比赛过程中可以重测或者返工，但初测、计算或绘图、返工的总时间不能超过竞赛总时间。重测或者返工时必须4名选手集体到场。比赛结束时，各参赛队必须仪器装箱、脚架收好，且在上交成果资料时竞赛计时才结束，成果一旦提交就不能再要求修改或者重测。比赛过程中，4人必须轮换观测和记录，且在竞赛过程中不能以任何方式与外界交换信息。选手测量过程中须严格遵守操作规程，确保人员以及设备的安全，并接受裁判员的监督和警告[3]。选手造成设备故障或损坏而无法继续比赛的，停止该队竞赛，取消比赛资格。

比赛过程中，观测与记录的细节规则较多，主要有以下9个方面。

一是竞赛时可以不使用标尺撑杆，但尺垫必须使用。二是手簿记录一律使用HB铅笔填写，记录的数字与文字必须清晰、工整，不得潦草。三是测量的任何原始记录不得擦去或涂改，错误的成果（仅限于m，dm读数）使用直尺单横线规范划去，在其上方写上正确的数字，并注明 “测错”或者“记错”。四是因测站观测误差超限，在本站检查发现后可立即重测，且重测必须变换仪器高度10 cm以上。若迁站后才发现误差超限，应从上一个点（起点或待定点）起重测。超限成果应在备注栏注明 “超限”。五是测量员、记录员、扶尺员必须轮换。手簿内部不可填写任何与观测数据无关的信息。六是每个测站的记录和计算全部完成后方可迁站。七是现场完成高程误差配赋计算，距离取位到0.1 m，高差及其改正数取位到0.000 1 m，高程取位到0.001 m。八是比赛结束参赛队上交成果的同时，应将仪器脚架收好，计时才会结束。九是观测采用中丝读数法单程观测，视线长度、前后视距差及其累积差、基辅分划读数差限差和基辅分划所测高差较差要求见表1。

表1 二等水准测量技术要求

1.3 评分标准

水准测量竞赛成绩评定主要从参赛队的测量过程、成果质量和竞赛用时等方面考虑，采用百分制。其中，竞赛用时成绩30分，测量过程及成果质量成绩70分。

竞赛用时成绩计算公式为

式中：Ti为第i组竞赛实际用时；T1为所有参赛队中的最快用时；Tn为所有参赛队中最慢用时。

测量过程及成果质量成绩共计12项扣分项，若出现观测手簿用橡皮擦除行为，视为二类成果，若水准仪及标尺摔倒落地，直接取消资格。其中，观测与记录占40分，7项扣分项，若出现以下4种情况作二类成果处理，一是各测段测站数出现奇数测站；二是视距长度、视线高度、前后视距差、前后视距累积差、高差较差等超限；三是连环涂改；四是手簿内部出现与测量数据无关的文字符号等。内业计算占30分，5项扣分项，若水准路线闭合差超限，判定为二类成果。

2 二等水准测量项目竞赛技巧

从上述的竞赛规则和评分标准可以看出，测量速度与成果质量共同决定比赛成绩。结合自身参赛经历和以往训练心得，笔者提出以下技巧和建议。

2.1 观测技巧

1）在某些特殊区域，由于受 “各测段测站数必须为偶数” “二等水准视距限差” “测量过程中不允许践踏草坪”等规则的限制，会出现距离控制不宜，过长或过短，导致测站数增加而浪费时间的情况。此时可以选择图2所示的 “逆勾股定理法”或 “勾股定理法”。前进方向见图2，以M点步行至A点的步数，以AM和DN的步数按 “逆勾股定理法”大致计算出DN的步数，即可确定N点水准尺的位置，此方法适用于前进道路转弯处上有草坪，且无较多遮挡物的情况；若前进方向相反，则同理采用 “勾股定理法”。

图2 逆勾股定理法设站示意图

2）在测量直线或者曲率小的道路时，为了节约时间，在观测时，可采用 “侧身偏头”的方式进行照准。三脚架放置身体两侧，观测者面向的方向与路线前进方向大致垂直，前后照准交换时侧身观测可提高每个测站花费的时间。

2.2 记录技巧

1）比赛对手簿记录的规范和格式要求非常严格，切勿出现非正常符号和污渍，否则会扣分甚至判定为二类成果。为了使数据记录更加工整简洁，在平常训练时除快速书写外，也需认真练习书写记录，通常每个记录在单元格靠底部书写2/3，上面留1/3空白，这样不仅整体美观，而且在检查计算发现错误时，也可用直尺规范划去，在上方空白位置改正。

2）心算检查。在测量结束以后成果近似平差前，许多队伍会从头起检查一遍数据，以防止配赋过程中成果不合格。有时还得修改已计算成果，这样会耽误时间。最好的方法是将检查的时间划分到每一个测站中，由于观测者观测完后需要等待记录者计算完成后才可迁站，因此可以在等待过程中帮助记录者检查当前测站的计算结果，此外在迁站过程和等待观测者整平照准的时间里，记录者可以边走边检查上一测站计算的结果。这样在最终测量任务结束以后，可保证所有的数据均被检查了两遍，节省了最后再检查数据的时间。

2.3 配赋技巧

配赋过程考验的是团队的分工合作能力，如何组合搭配对提高效率至关重要。经历多次的磨合和尝试，认为以两条时间线同时进行配赋效果最好。比赛开始前主办方通常会提供2个不可编程的卡西欧计算器，因此选择4人两两搭配，两个报数员，另外两个负责用计算器计算并回报数据以确保不出错，一条线计算各测段累计视距，另一条线计算各测段累计高差。完成后，两位报数员，一位负责汇报，一位负责填写，另外两位队员同时用计算器计算高差改正数和改正后高程。

2.4 其他建议

1）重视团队配合。竞赛是一个团队的配合，许多队伍会考虑到体能原因而选择4名男生参赛，但男生之间容易产生矛盾，尤其在比赛的高压环境下，紧张的心理易产生失误，团队之间矛盾溢出，对比赛极其不利。因此建议三男一女搭配，女生作为枢纽疏导团队，起一个磨合剂的效果，虽然在体能上稍有欠缺，但掌握上述技巧，认真配合完全可以弥补，甚至可以达到更好的效果。

2）重视基础技能。测量过程中除了要掌握各种技巧以外，基础技能的掌握也尤为重要，每个测站和照准的速度决定了该测站所花的时间。为了熟练地整平仪器和照准目标，平常可以以每个测站需要达到的速度为目标进行训练。

3）重视质量，切勿盲目追求速度。在时间得分上，根据式 （1）可计算出最快的队伍与最慢的队伍得分相差仅有12分，而一旦出现成果书写不规范的情况，每一处扣2分及以上，超限测站过多甚至扣5分以上。有参赛选手为了追求速度而忽略质量，造成严重扣分，比赛中切勿因为追求速度而损失成果质量的得分。

3 结束语

大学生测绘技能竞赛对于测绘工程以及相关专业的大学生是一项极其重要的比赛，展示了各高校测绘类专业教育教学的综合能力。通过每次大赛，不仅可以反映学生对测量专业知识的掌握情况，而且增加了高校之间的交流，增强了学生自主动手解决问题的能力。对许多想要在省赛、国赛中取得好成绩的同学来说，刻苦训练是必须的，但同时也要掌握一些技巧，并要在训练结束后多总结，每一次的总结加上良好的心态才是制胜的关键。