測量學(xué)測量學(xué)根本知識測量學(xué)測量學(xué)根本知識測量學(xué)測量學(xué)根本知識1、緒論主要內(nèi)容二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支三、測繪科學(xué)技術(shù)的地位及作用四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展一、課程簡介總結(jié)第一頁，共183頁。1、緒論

主要內(nèi)容二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支三、測繪科學(xué)技術(shù)的地位及作用四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展一、課程簡介總結(jié)第二頁，共183頁。一、課程簡介課程性質(zhì)：必修課課程類別：專業(yè)根底課總學(xué)時：36(32)學(xué)時學(xué)分：2講課：28(24)學(xué)時課堂實驗：8學(xué)時集中實習(xí)：2周第一章緒論第二章距離測量和直線定向第三章水準(zhǔn)測量第四章經(jīng)緯儀測量第五章測量誤差的根本知識第六章小地區(qū)控制測量第七章大比例尺地形圖的測繪第八章地形圖的讀法和應(yīng)用第九章測設(shè)的根本工作第13章地質(zhì)勘探工程測量第三頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支

1、測繪學(xué)2、學(xué)科分支3、測量學(xué)

第四頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支1、測繪學(xué)〔surveyingandMapping;geomatics〕是研究地球的形狀與大小以及確定地面點位置的科學(xué)。是研究地球和其他實體與地理空間分布有關(guān)的信息采集、測量、分析、顯示、管理和利用的科學(xué)和技術(shù)。

第五頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支測量學(xué)大地測量學(xué)地形測量學(xué)攝影測量學(xué)工程測量學(xué)礦山測量學(xué)海洋測繪學(xué)地圖制圖學(xué)第六頁，共183頁。１.大地測量學(xué)２.攝影測量與遙感學(xué)３.工程測量學(xué)４.海洋測量學(xué)５.地圖制圖學(xué)６.礦山測量學(xué)７.地形測量學(xué)——研究整個地球的形狀和大小以及大地區(qū)范圍控制測量問題——利用攝影像片來測定物體的形狀與空間位置——為滿足工程建立需要，結(jié)合工程設(shè)計內(nèi)容而進(jìn)展的測量工作。——以海洋和陸地水域為對象展開的測量——研究如何利用所獲測量資料，編制各種地圖?！芯咳绾未_保礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)和礦區(qū)環(huán)境治理的。——研究測繪局部地區(qū)地形圖，地形測量(不考慮地球曲率的影響)二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支第七頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支2、學(xué)科分支——大地測量學(xué)研究和測定地球的形狀、大小、重力場、整體與局部運動和測定地面點的幾何位置以及它們的變化的理論和技術(shù)的學(xué)科。WDM94模型描述的地球形狀——寧津生第八頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支2、學(xué)科分支——大地測量學(xué)解決大地測量學(xué)任務(wù)的方法：幾何法——幾何大地測量動態(tài)監(jiān)測——動態(tài)大地測量衛(wèi)星法——衛(wèi)星大地測量或空間大地測量物理法——物理大地測量第九頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支幾何法——幾何大地測量第十頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支2、學(xué)科分支——大地測量學(xué)解決大地測量學(xué)任務(wù)的方法：物理法——物理大地測量中國2000似大地水準(zhǔn)面第十一頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支2、學(xué)科分支——大地測量學(xué)解決大地測量學(xué)任務(wù)的方法：衛(wèi)星法——衛(wèi)星大地測量或空間大地測量第十二頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支2、學(xué)科分支——大地測量學(xué)解決大地測量學(xué)任務(wù)的方法：動態(tài)監(jiān)測——動態(tài)大地測量第十三頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支2、學(xué)科分支——攝影測量與遙感學(xué)研究利用攝影或遙感的手段獲取目標(biāo)物的影像數(shù)據(jù)，從中提取幾何的或物理的信息，并用圖形、圖像和數(shù)字形式表達(dá)的學(xué)科。第十四頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支2、學(xué)科分支——攝影測量與遙感學(xué)航空攝影第十五頁，共183頁。航空攝影測量二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支第十六頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支2、學(xué)科分支——攝影測量與遙感學(xué)航天攝影用遙感獲取地球的數(shù)字影像TOPEX/Poseidon托帕克斯衛(wèi)星UnderstandingourOceans&ClimatefromSpace第十七頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支2、學(xué)科分支——攝影測量與遙感學(xué)航天攝影第十八頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支2、學(xué)科分支——攝影測量與遙感學(xué)航空航天攝影測量第十九頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支2、學(xué)科分支——攝影測量與遙感學(xué)地面攝影測量第二十頁，共183頁。三維激光掃描系統(tǒng)第二十一頁，共183頁。三維景觀數(shù)據(jù)的快速測量第二十二頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支2、學(xué)科分支——工程測量學(xué)研究工程建立和自然資源開發(fā)中各個階段進(jìn)展控制測量、地形測繪、施工放樣和變形監(jiān)測的理論和技術(shù)的學(xué)科。://image.baidu/://tfcoal/article/showarticle.asparticleid=2567第二十三頁，共183頁。大壩監(jiān)測三峽庫區(qū)滑坡監(jiān)測第二十四頁，共183頁。

橋梁施工與監(jiān)測道路施工及露天煤礦挖掘監(jiān)測第二十五頁，共183頁。高精度工業(yè)測量大型強子對撞機(jī)

第二十六頁，共183頁。第二十七頁，共183頁。隧道開挖中的地質(zhì)超前預(yù)報及斷面測量第二十八頁，共183頁。DISTO手持激光測距儀面向群眾用戶GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集第二十九頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支2、學(xué)科分支——地圖制圖學(xué)〔地圖學(xué)〕研究模擬和數(shù)字地圖的根底理論、設(shè)計、編繪、復(fù)制的技術(shù)方法及應(yīng)用的學(xué)科寧津生，測繪學(xué)概論PPT第三十頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支2、學(xué)科分支——海洋測繪學(xué)以海洋水體和海底為對象所進(jìn)展的測量和海圖編制的理論和方法的學(xué)科。第三十一頁，共183頁。二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支3、測量學(xué)〔surveying〕研究地球外表局部地區(qū)內(nèi)測繪工作的根本理論、技術(shù)、方法及應(yīng)用的學(xué)科。陳蘭芹.場館經(jīng)緯線——2021北京奧運場館建立測繪保障紀(jì)實,中國測繪,2021,(4)第三十二頁，共183頁。三、測繪科學(xué)技術(shù)的地位及作用1、學(xué)科地位2、實際作用第三十三頁，共183頁。三、測繪科學(xué)技術(shù)的地位及作用1、學(xué)科地位為研究地球的自然和社會現(xiàn)象，解決人口、資源、環(huán)境和災(zāi)害等社會可持續(xù)開展中的重大問題，為土地、海洋及工程的規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)國防建立提供技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)保障。第三十四頁，共183頁。三、測繪科學(xué)技術(shù)的地位及作用2、實際作用在經(jīng)濟(jì)開展的相關(guān)領(lǐng)域中進(jìn)展相應(yīng)的測繪工作，制成各種地圖和建立相應(yīng)的地理信息系統(tǒng)，供規(guī)劃、設(shè)計、施工、管理和決策使用。第三十五頁，共183頁。三、測繪科學(xué)技術(shù)的地位及作用2、實際作用在國防建立和現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，可持續(xù)、實時地提供戰(zhàn)場環(huán)境，為作戰(zhàn)指揮和武器的定位與制導(dǎo)提供測繪保障。://zgchb.cn/magazine/show.phpitemid=350第三十六頁，共183頁。三、測繪科學(xué)技術(shù)的地位及作用2、實際作用在科學(xué)研究中，是測定地球動態(tài)變化、研究地殼運動及其機(jī)制的重要手段，同時還可用于探索某些自然規(guī)律，研究地球內(nèi)部構(gòu)造、環(huán)境變化、資源勘探、災(zāi)害預(yù)測和防治等。第三十七頁，共183頁。工程建立的尖兵軍事作戰(zhàn)的眼睛科學(xué)研究的工具現(xiàn)代管理的根底

三、測繪科學(xué)技術(shù)的地位及作用第三十八頁，共183頁。三、測繪科學(xué)技術(shù)的地位及作用2、實際作用第三十九頁，共183頁。體育競賽測量第四十頁，共183頁。GPS用于大地測量第四十一頁，共183頁。四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展1、歷史沿革2、測繪學(xué)中的3S技術(shù)3、現(xiàn)代測繪學(xué)〔地球空間信息學(xué)〕第四十二頁，共183頁。世界最早的測量記載：公元前21世紀(jì)史記.夏本記記載“準(zhǔn)、繩、規(guī)、距〞世界最早的地球球體說：公元前6世紀(jì)，古希臘畢達(dá)哥拉斯，地球自轉(zhuǎn)世界最早的測量儀器：公元前3世紀(jì)中國四大創(chuàng)造之一司南，即指南針世界最早提出大地測量名詞：公元前3世紀(jì)古希臘亞里士多德世界最早的地圖論著：公元前3世紀(jì)古希臘埃拉托色尼地理學(xué)提出經(jīng)緯圖，地球周長世界最早的天文測量儀器：公元100年，中國東漢張衡，混天儀四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展第四十三頁，共183頁。世界最早的地圖制圖標(biāo)準(zhǔn)：公元265年，中國西晉裴秀禹貢地域圖序言“制圖六體〞,地形方丈圖世界最早的地形模型：公元421年，中國南朝謝莊制造木方丈圖世界最早的近代地球儀：1429年，德國白海姆制作世界最早的地球投影：1569年，德國墨卡托投影世界最早的望遠(yuǎn)鏡：1608年，荷蘭，漢斯創(chuàng)造望遠(yuǎn)鏡世界最早的近代測量工作：1617年，荷蘭，斯納爾首次進(jìn)展三角測量世界最早的地球橢球論：1672年，法國里歇通過觀測鐘擺周期的實驗，推論地球是橢球；1687年，英國牛頓在自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理書中根據(jù)萬有引力定律證明了地球是旋轉(zhuǎn)橢球的理論四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展第四十四頁，共183頁。高斯〔C.F.Gauss，1777~1855年〕

世界近代測量史的出色代表，現(xiàn)代測繪科學(xué)的奠基人，德國著名的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家。1794年，最早提出最小二乘法，奠定了的近代測量平差理論的根底，1809年正式發(fā)表〔概率論創(chuàng)始人法國拉格朗日1806年發(fā)表最小二乘原理〕1822年，創(chuàng)立高斯投影理論，1912年由德國大地測量學(xué)家克呂格補充完善，正式建立高斯-克呂格投影和高斯-克呂格平面直角坐標(biāo)系，簡稱高斯平面直角坐標(biāo)系1826年，創(chuàng)立三角測量控制網(wǎng)整體條件平差理論1828年，提出平均海水面概念，為全球建立大地水準(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)面打下根底四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展第四十五頁，共183頁。望遠(yuǎn)鏡的創(chuàng)造，推動了光學(xué)測量儀器〔如光學(xué)水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀〕的開展和廣泛使用1859年第一臺地形攝影機(jī)在法國制造，洛斯達(dá)開創(chuàng)了地面攝影測量方法1903年飛機(jī)的創(chuàng)造，1915年第一臺自動連續(xù)航空攝影機(jī)在德國蔡司測繪儀器廠研制成功，使航空攝影測量成為現(xiàn)實1947年瑞典生產(chǎn)第一臺光電測距儀，世界從此進(jìn)入電子測量時代。隨后相繼出現(xiàn)了微波測距儀、激光測距儀、紅外測距儀等電子經(jīng)緯儀+光電測距儀+計算機(jī)=電子全站儀四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展第四十六頁，共183頁。從游標(biāo)經(jīng)緯儀→光學(xué)經(jīng)緯儀→電子經(jīng)緯儀→電子全站儀→數(shù)字智能型全站儀(測量機(jī)器人)從光學(xué)水準(zhǔn)儀→自動安平水準(zhǔn)儀→電子水準(zhǔn)儀→數(shù)字水準(zhǔn)儀從地面攝影測量→航空攝影測量→數(shù)字?jǐn)z影測量→衛(wèi)星遙感〔RS〕圖像處理→三維激光掃描系統(tǒng)從野外白紙測圖→計算機(jī)機(jī)助制圖→數(shù)字化自動成圖→地理信息系統(tǒng)〔GIS〕從全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)〔GPS〕→“3S〞集成技術(shù)四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展第四十七頁，共183頁。四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展1、歷史沿革1〕測繪學(xué)有悠久的歷史測量學(xué)是從人類生產(chǎn)實踐中開展起來的一門歷史悠久的科學(xué)，是人類與大自然作斗爭的一種手段。翻開人類歷史，在文化最先興旺的地區(qū)，都有測量工作的史實記載。第四十八頁，共183頁。四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展1、歷史沿革2〕測繪學(xué)的研究對象是地球。它隨著人類對地球形狀認(rèn)識的深化和測定的準(zhǔn)確度提高而向前開展第四十九頁，共183頁。四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展1、歷史沿革3〕測繪學(xué)的研究結(jié)果是地圖。地圖的演變及其制作方法的進(jìn)步是測繪學(xué)開展的重要標(biāo)志西漢駐軍圖西漢地形圖://chinabaike/第五十頁，共183頁。四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展1、歷史沿革3〕測繪學(xué)的研究結(jié)果是地圖。地圖的演變及其制作方法的進(jìn)步是測繪學(xué)開展的重要標(biāo)志大明混一圖，公元1389年(洪武二十二年)

://zbjn/現(xiàn)代地形圖第五十一頁，共183頁。四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展1、歷史沿革3〕測繪學(xué)的研究結(jié)果是地圖。地圖的演變及其制作方法的進(jìn)步是測繪學(xué)開展的重要標(biāo)志://map.baidu/第五十二頁，共183頁。四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展1、歷史沿革4〕測繪學(xué)獲取觀測成果的工具是測量儀器，它的形成和開展依賴于測繪方法和儀器的創(chuàng)造和變革。第五十三頁，共183頁。四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展1、歷史沿革4〕測繪學(xué)獲取觀測成果的工具是測量儀器，它的形成和開展依賴于測繪方法和儀器的創(chuàng)造和變革。第五十四頁，共183頁。四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展1、歷史沿革4〕測繪學(xué)獲取觀測成果的工具是測量儀器，它的形成和開展依賴于測繪方法和儀器的創(chuàng)造和變革。://leicabj/product第五十五頁，共183頁。四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展1、歷史沿革4〕測繪學(xué)獲取觀測成果的工具是測量儀器，它的形成和開展依賴于測繪方法和儀器的創(chuàng)造和變革。://ea-china/sample/第五十六頁，共183頁。電子全站儀第五十七頁，共183頁。光學(xué)自動安平水準(zhǔn)儀第五十八頁，共183頁。1、瑞士徠卡LeicaDNA中文數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)字水準(zhǔn)儀第五十九頁，共183頁。2、美國天寶Trimble(德國蔡司Zeiss)DiNi12數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)字水準(zhǔn)儀第六十頁，共183頁。四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展2、測繪學(xué)中的3S技術(shù)全球定位系統(tǒng)〔GlobalPositioningSystem,GPS〕美國開展的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航和定位的軍事系統(tǒng)第六十一頁，共183頁。GPS用于大地測量四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展第六十二頁，共183頁。GPS導(dǎo)航

飛行高度9,840英尺/3,000米四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展第六十三頁，共183頁。四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展2、測繪學(xué)中的3S技術(shù)遙感〔RemoteSensing,RS〕不接觸物體本身，用傳感器收集目標(biāo)物的電磁波信息，經(jīng)處理、分析后，識別目標(biāo)物，提醒其幾何、物理特性和相互聯(lián)系及其變化規(guī)律的科學(xué)技術(shù)第六十四頁，共183頁。衛(wèi)星遙感圖像處理二、測繪學(xué)的內(nèi)容及學(xué)科分支第六十五頁，共183頁。四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展2、測繪學(xué)中的3S技術(shù)地理信息系統(tǒng)〔GeographicInformationSystem,GIS〕在計算機(jī)軟件和硬件支持下，把各種地理信息按照空間分布及屬性以一定的格式輸入、存儲、檢索、顯示和綜合分析應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)第六十六頁，共183頁。地理信息系統(tǒng)GIS建庫四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展第六十七頁，共183頁。GISDTM正射影像制圖修測可視化影像分析分類

地面處理GPS、GIS、RS——“3S〞集成彩色多光譜四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展第六十八頁，共183頁。四、測繪科學(xué)技術(shù)的開展3、現(xiàn)代測繪學(xué)〔地球空間信息學(xué)〕20世紀(jì)90年代以來，現(xiàn)代測繪科學(xué)技術(shù)已從單純的與地形有關(guān)的測繪和資料收集開展到數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、處理的自動化，并對資料信息進(jìn)展深加工、作出科學(xué)解釋與管理，進(jìn)展數(shù)字地圖、數(shù)字專用圖生產(chǎn)，建立各種信息管理系統(tǒng)等。現(xiàn)代測繪科學(xué)、定位技術(shù)、遙感和地理信息學(xué)等學(xué)科與現(xiàn)代計算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué)、通信科學(xué)等相結(jié)合的多學(xué)科集成，出現(xiàn)了新的學(xué)科—“Geomatics〞，即“現(xiàn)代測繪學(xué)〞或“地球空間信息學(xué)〞?！摗癎eomatics〞的中譯名〔李德仁.測繪學(xué)報，1998，27(2)〕第六十九頁，共183頁。1、“測繪學(xué)〞、“測量學(xué)〞的定義2、“測繪科學(xué)與技術(shù)〞的學(xué)科地位及分支3、測繪學(xué)的開展〔歷史悠久、地球認(rèn)識、地圖表達(dá)、儀器方法〕4、“3S技術(shù)〞、“現(xiàn)代測繪學(xué)〞總結(jié)掌握了解了解理解第七十頁，共183頁。測繪科學(xué)與工程學(xué)院2、測量學(xué)的根本知識測量學(xué)多媒體課件://tianmomo/第七十一頁，共183頁。2、測量學(xué)的根本知識主要內(nèi)容二、地球的形狀和大小三、測量常用的坐標(biāo)系一、測定和測設(shè)總結(jié)五、高斯平面直角坐標(biāo)系四、地圖投影六、高程七、測量工作概述

第七十二頁，共183頁。一、測定和測設(shè)測量學(xué)〔surveying〕研究地球外表局部地區(qū)內(nèi)測繪工作的根本理論、技術(shù)、方法及應(yīng)用的學(xué)科。其主要內(nèi)容包括：測定和測設(shè)。陳蘭芹.場館經(jīng)緯線——2021北京奧運場館建立測繪保障紀(jì)實,中國測繪,2021,(4)寧津生，測繪學(xué)概論PPT第七十三頁，共183頁。一、測定和測設(shè)測定〔測繪〕：“實地圖紙〞determine,measure使用測量儀器和工具，將測區(qū)內(nèi)的地物和地貌縮繪成地形圖，供規(guī)劃設(shè)計、工程建立和國防建立使用。測設(shè)〔放樣〕：“圖紙實地〞setting-outsurvey把圖上設(shè)計好的建筑物和構(gòu)筑物的位置標(biāo)定到實地上去，以便于施工。第七十四頁，共183頁。一、測定和測設(shè)測定〔測繪〕：“實地圖紙〞determine,measure://dlkc.cn/bm.aspbmid=3://cjh.cn/第七十五頁，共183頁。一、測定和測設(shè)測設(shè)〔放樣〕：“圖紙實地〞setting-outsurvey第七十六頁，共183頁。二、地球的形狀和大小1、地球的自然外表2、重力、鉛垂線和水準(zhǔn)面3、大地水準(zhǔn)面4、參考橢球體5、參考橢球定位6、測量工作的基準(zhǔn)面與基準(zhǔn)線第七十七頁，共183頁。二、地球的形狀和大小1、地球的自然外表上下起伏，其形狀十分復(fù)雜，如珠穆朗瑪峰2005高程測量獲得的新數(shù)據(jù)為：8844.43米，馬里亞納海溝深達(dá)11022m。海洋的面積占71%，陸地的面積占29%。://zgchb.cn/GoogleEarth第七十八頁，共183頁。二、地球的形狀和大小2、重力、鉛垂線和水準(zhǔn)面離心力地球引力重力地球上的質(zhì)點所受的萬有引力與慣性離心力的合力稱為重力，重力的方向稱為鉛垂線方向。第七十九頁，共183頁。二、地球的形狀和大小2、重力、鉛垂線和水準(zhǔn)面離心力地球引力重力垂球鉛垂線鉛垂線是測量外業(yè)工作所依據(jù)的基準(zhǔn)線。第八十頁，共183頁。二、地球的形狀和大小2、重力、鉛垂線和水準(zhǔn)面水準(zhǔn)面：

靜止的水面稱為水準(zhǔn)面，是一個處處與重力方向垂直的重力等位面。特點：1〕是一個重力等位面；2〕水準(zhǔn)面上各點處處與該點的重力方向即鉛垂線方向垂直；3〕在地球外表上、下重力的作用空間內(nèi)，通過任何高度的點都有一個水準(zhǔn)面，因而水準(zhǔn)面有無數(shù)個。第八十一頁，共183頁。二、地球的形狀和大小3、大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面〔Geoid〕：把一個假想的、與靜止的平均海水面重合并向陸地延伸且包圍整個地球的特定重力等位面稱為大地水準(zhǔn)面。特點：1〕一個封閉的曲面；2〕一個略有起伏的不規(guī)則曲面，無法用數(shù)學(xué)公式準(zhǔn)確表達(dá)；3〕是測量外業(yè)工作所依據(jù)的基準(zhǔn)面；4〕是唯一的，具體數(shù)值來自驗潮站數(shù)據(jù)分析結(jié)果。第八十二頁，共183頁。二、地球的形狀和大小3、大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面P鉛垂線地形表面第八十三頁，共183頁。二、地球的形狀和大小4、參考橢球體經(jīng)過長期測量實踐研究說明，地球形狀極近似于一個兩極稍扁的旋轉(zhuǎn)橢球，即一個橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)而成的形體。旋轉(zhuǎn)橢球面可以用數(shù)學(xué)公式準(zhǔn)確地表達(dá)。因此，在測量工作中用這樣一個規(guī)則的曲面代替大地水準(zhǔn)面作為測量計算的基準(zhǔn)面。第八十四頁，共183頁。二、地球的形狀和大小4、參考橢球體我國1954年北京坐標(biāo)系采用了克拉索夫斯基橢球。1980年國家大地坐標(biāo)系采用了1975大地測量參考系統(tǒng)橢球第八十五頁，共183頁。二、地球的形狀和大小4、參考橢球體總地球橢球：與大地水準(zhǔn)面最接近的地球橢球。

參考橢球：與某個區(qū)域如一個國家大地水準(zhǔn)面擬合最為嚴(yán)密的橢球，其橢球面稱為參考橢球面。第八十六頁，共183頁。4、參考橢球體參考橢球二、地球的形狀和大小地形表面大地水準(zhǔn)面P法線鉛垂線第八十七頁，共183頁。二、地球的形狀和大小5、參考橢球定位參考橢球定位：確定地球橢球面與大地水準(zhǔn)面的相關(guān)位置，使地球橢球面在某區(qū)域內(nèi)與大地水準(zhǔn)面最正確擬合。大地水準(zhǔn)面地球橢球面地球表面PP’垂線法線重合第八十八頁，共183頁。二、地球的形狀和大小6、測量工作的基準(zhǔn)面與基準(zhǔn)線地球自然表面大地水準(zhǔn)面參考橢球面水準(zhǔn)面外業(yè)觀測的基準(zhǔn)面是大地水準(zhǔn)面，基準(zhǔn)線是鉛垂線；內(nèi)業(yè)計算的基準(zhǔn)面是參考橢球面，基準(zhǔn)線是法線。第八十九頁，共183頁。地心地球參考橢球，在一定范圍內(nèi)橢球面與大地水準(zhǔn)面有最正確的符合。在全球范圍內(nèi)橢球面與大地水準(zhǔn)面有最正確的符合，橢球中心與地心一致或最為接近。地球橢球定義的差異，直接導(dǎo)致坐標(biāo)系的差異，但其間數(shù)學(xué)關(guān)系明確。WGS84/ITRF1954/1980系參考橢球定位第九十頁，共183頁。1980國家大地坐標(biāo)系大地原點位于陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)第九十一頁，共183頁。三、測量常用的坐標(biāo)系地面點位的表示方法一、〔一〕平面坐標(biāo)1、地理坐標(biāo)〔大地坐標(biāo)〕(B,L)2、平面直角坐標(biāo)(X,Y)〔二〕高程(H)二、三維坐標(biāo)〔X,Y,Z〕第九十二頁，共183頁。三、測量常用的坐標(biāo)系1、大地坐標(biāo)系2、空間直角坐標(biāo)系3、WGS-84坐標(biāo)系4、平面直角坐標(biāo)系第九十三頁，共183頁。三、測量常用的坐標(biāo)系1、大地坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系是以參考橢球面作為基準(zhǔn)面，以起始子午面和赤道面作為在橢球面上確定某一點投影位置的兩個參考面。地面上一點的空間位置，可用大地坐標(biāo)〔B，L，H〕表示第九十四頁，共183頁。三、測量常用的坐標(biāo)系1、大地坐標(biāo)系NSMP格林尼治天文臺LBHG第九十五頁，共183頁。三、測量常用的坐標(biāo)系1、大地坐標(biāo)系NSMP格林尼治天文臺LBHG子午面〔MeridianPlane〕：包含橢球體旋轉(zhuǎn)軸的平面。子午面與橢球面的交線為經(jīng)線。赤道面〔EquatorialPlane〕:垂直于橢球體旋轉(zhuǎn)軸，且與橢球的長軸重合的平面。與橢球體旋轉(zhuǎn)軸垂直的平面與橢球面的交線為緯線。第九十六頁，共183頁。三、測量常用的坐標(biāo)系1、大地坐標(biāo)系NSMP格林尼治天文臺LBHG大地經(jīng)度〔GeodeticLongitude〕過地面點P的子午面與起始子午面間的夾角，用L表示。從起始子午面算起，向東為正，由0至180°稱為東經(jīng)；向西為負(fù)，由0至180°稱為西經(jīng)。第九十七頁，共183頁。三、測量常用的坐標(biāo)系1、大地坐標(biāo)系NSMP格林尼治天文臺LBHG大地緯度〔GeodeticLatitude〕過地面點P的橢球面法線與赤道面的夾角，用B表示。從赤道面算起，向北為正，由0至90°稱為北緯；向南負(fù)，由0至90°稱為南緯。大地高〔GeodeticHeight〕地面點P沿橢球面法線到橢球面的距離，用H表示。從橢球面算起，向外為正，向內(nèi)為負(fù)。第九十八頁，共183頁。三、測量常用的坐標(biāo)系2、空間直角坐標(biāo)系OZYXPZYX以橢球體中心O為原點，起始子午面與赤道面交線為X軸,赤道面上與X軸正交的方向為Y軸，橢球體的旋轉(zhuǎn)軸為Z軸，構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系O-XYZ。迭代第九十九頁，共183頁。三、測量常用的坐標(biāo)系3、WGS-84坐標(biāo)系WGS-84坐標(biāo)系是全球定位系統(tǒng)〔GPS〕采用的坐標(biāo)系，屬地心空間直角坐標(biāo)系。WGS-84坐標(biāo)系采用1979年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第17屆大會推薦的橢球參數(shù)?！瞁GS-84橢球〕第一百頁，共183頁。三、測量常用的坐標(biāo)系4、平面直角坐標(biāo)系第一百零一頁，共183頁。三、測量常用的坐標(biāo)系4、平面直角坐標(biāo)系OxyⅠⅡⅢⅣ數(shù)學(xué)平面直角坐標(biāo)系xyOⅠⅣⅢⅡ測量平面直角坐標(biāo)系測區(qū)？第一百零二頁，共183頁。4、平面直角坐標(biāo)在半徑R<10km的范圍內(nèi)，可用水平面代替大地水準(zhǔn)面作為基準(zhǔn)面。測量上選用的平面直角坐標(biāo)系，規(guī)定縱坐標(biāo)軸為X軸，表示南北方向，向北為正；橫坐標(biāo)軸為Y軸，表示東西方向，向東為正；坐標(biāo)原點可假定，也可選在測區(qū)的點上。象限按順時針方向編號。獨立平面直角坐標(biāo)系第一百零三頁，共183頁。三、測量常用的坐標(biāo)系4、平面直角坐標(biāo)系兩點不同：〔1〕坐標(biāo)軸的指向不同〔2〕象限的編排順序不同區(qū)別的原因：便于定向，當(dāng)X軸與Y軸如此互換后，全部平面三角公式均可用于測繪計算中。xyOⅠⅣⅢⅡ第一百零四頁，共183頁。測量坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)坐標(biāo)系的區(qū)別？測量坐標(biāo)系的目的？

x

ⅣαⅠy

ⅢⅡ測量平面直角坐標(biāo)系

y

ⅡⅠαx

ⅢⅣ數(shù)學(xué)平面直角坐標(biāo)系

第一百零五頁，共183頁。四、地圖投影1、定義2、投影變形3、地圖投影的分類4、地形圖測繪對地圖投影的要求第一百零六頁，共183頁。四、地圖投影1、定義地圖投影〔MapProjection〕將橢球面上各元素(包括坐標(biāo)、方向和長度)按一定的數(shù)學(xué)法則投影到平面上。投影問題也就是建立橢球面元素與投影面相對應(yīng)元素之間的解析關(guān)系。第一百零七頁，共183頁。四、地圖投影2、投影變形〔DistortionTransformation〕橢球面是一個凸起的、不可展平的曲面。如果將這個曲面上的元素，比方一段距離，一個角度，一個圖形投影到平面上，就會和原來的距離、角度、圖形呈現(xiàn)差異，這一差異稱作投影變形。變形種類：長度變形、角度變形、面積變形第一百零八頁，共183頁。四、地圖投影3、地圖投影的分類

第一百零九頁，共183頁。四、地圖投影3、地圖投影的分類1〕按地球橢球面與投影面的相對位置正軸投影：投影面的中心線與地軸相重合斜軸投影：投影面的中心線與地軸斜交橫軸投影：投影面的中心線與地軸垂直為調(diào)整變形分布，投影面還可以與地球相切或相割第一百一十頁，共183頁。四、地圖投影3、地圖投影的分類2〕按正軸投影時經(jīng)緯網(wǎng)的形狀

圓錐投影

圓柱投影

方位投影第一百一十一頁，共183頁。第一百一十二頁，共183頁。四、地圖投影3、地圖投影的分類

3〕按內(nèi)在的變形特征

等角投影

等積投影

任意投影第一百一十三頁，共183頁。四、地圖投影3、地圖投影的分類3〕按內(nèi)在的變形特征等角投影：任何點上兩微分線段所組成的角度在投影后仍保持不變。亦即投影前后對應(yīng)的微分面積保持圖形相似，故亦稱為正形投影。等積投影：某一微分面積投影前后保持相等

第一百一十四頁，共183頁。四、地圖投影3、地圖投影的分類3〕按內(nèi)在的變形特征任意投影：既不能保持等角〔正形〕又不能保持等面積的投影，統(tǒng)稱為任意投影。在任意投影中，有一種常用的稱為等距離投影的類別，它使沿某一特定方向的距離，投影前后保持不變。通常，在正軸投影時，是在沿經(jīng)線方向上等距離。第一百一十五頁，共183頁。四、地圖投影4、地形圖測繪對地圖投影的要求采用等角投影，確保投影后：保角性，即角度不變；伸長的固定性，即投影前后長度之比為一常數(shù)。還要求長度和面積變形不大。一個完整的投影名稱宜包含各投影分類，如橫軸等角切橢圓柱投影——高斯-克呂格投影；橫軸等角割橢圓柱投影——通用橫軸墨卡托(UTM)投影。它們都廣泛用于編制大比例尺地形圖。第一百一十六頁，共183頁。五、高斯平面直角坐標(biāo)系高斯(1777-1855),德國數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家和物理學(xué)家，被譽為歷史上偉大的數(shù)學(xué)家之一，和阿基米德、牛頓并列，同享盛名。21歲大學(xué)畢業(yè)，22歲時獲博士學(xué)位。高斯的成就遍及數(shù)學(xué)的各個領(lǐng)域，他十分注重數(shù)學(xué)的應(yīng)用，并且在對天文學(xué)、大地測量學(xué)和磁學(xué)的研究中也偏重于用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行研究。第一百一十七頁，共183頁。五、高斯平面直角坐標(biāo)系1、投影原理2、高斯投影的特點3、投影分帶4、高斯平面直角坐標(biāo)系5、國家統(tǒng)一坐標(biāo)第一百一十八頁，共183頁。五、高斯平面直角坐標(biāo)系1、投影原理又稱為橫軸等角切橢圓柱投影。第一百一十九頁，共183頁。五、高斯平面直角坐標(biāo)系1、投影原理高斯于1816-1820年首先推得了其計算公式，1912年克呂格加以研究和補充，故又稱高斯-克呂格投影。第一百二十頁，共183頁。橫軸投影示意圖第一百二十一頁，共183頁。五、高斯平面直角坐標(biāo)系2、高斯投影的特點1〕中央子午線的投影為一條直線，且投影之后的長度無變形；其余子午線的投影均為凹向中央子午線的曲線，且以中央子午線為對稱軸，離對稱軸越遠(yuǎn)，其長度變形也就越大。高斯平面直角坐標(biāo)系第一百二十二頁，共183頁。五、高斯平面直角坐標(biāo)系2、高斯投影的特點2〕赤道的投影為直線，其余緯線的投影為凸向赤道的曲線，并以赤道為對稱軸。3〕經(jīng)緯線投影后仍保持相互正交的關(guān)系，即投影后無角度變形4〕中央子午線和赤道的投影相互垂直。高斯平面直角坐標(biāo)系第一百二十三頁，共183頁。五、高斯平面直角坐標(biāo)系3、投影分帶為了控制長度變形，將地球橢球面按一定的經(jīng)度差分成假設(shè)干范圍不大的帶，稱為投影帶。帶寬一般分為經(jīng)差6°、3°，分別稱為6°帶、3°帶第一百二十四頁，共183頁。五、高斯平面直角坐標(biāo)系3、投影分帶——6°帶：從0°子午線起，每隔經(jīng)差6°自西向東分帶，依次編號1，2，3，……60，每帶中間的子午線稱為軸子午線或中央子午線，各帶相鄰子午線叫分界子午線。我國領(lǐng)土跨11個6°投影帶，即第13～23帶。第一百二十五頁，共183頁。五、高斯平面直角坐標(biāo)系3、投影分帶——6°帶：

中央子午線及帶號的求?。旱谝话俣?，共183頁。五、高斯平面直角坐標(biāo)系3、投影分帶——3°帶：

以6°帶的中央子午線和分界子午線為其中央子午線。即自東經(jīng)1.5°子午線起，每隔經(jīng)差3°自西向東分帶，依次編號1，2，3，……120。我國領(lǐng)土跨22個3°投影帶，即第24～45帶。第一百二十七頁，共183頁。五、高斯平面直角坐標(biāo)系3、投影分帶——3°帶：

中央子午線及帶號的求?。旱谝话俣隧?，共183頁。高斯平面直角坐標(biāo)系4、高斯平面直角坐標(biāo)系

以中央子午線和赤道交點O為坐標(biāo)原點，以中央子午線的投影為縱坐標(biāo)軸X，規(guī)定X軸向北為正；以赤道的投影為橫坐標(biāo)軸Y，Y軸向東為正，構(gòu)成高斯平面直角坐標(biāo)系。第一百二十九頁，共183頁。五、高斯平面直角坐標(biāo)系5、國家統(tǒng)一坐標(biāo)我國位于北半球，在高斯平面直角坐標(biāo)系內(nèi)，X坐標(biāo)均為正值，而Y坐標(biāo)值有正有負(fù)。為防止Y坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值，規(guī)定將X坐標(biāo)軸向西平移500km，即所有點的Y坐標(biāo)值均加上500km。此外，為便于區(qū)別某點位于哪一個投影帶內(nèi)，還應(yīng)在橫坐標(biāo)值前冠以投影帶帶號。第一百三十頁，共183頁。五、高斯平面直角坐標(biāo)系5、國家統(tǒng)一坐標(biāo)自然值——未加500km和帶號的橫坐標(biāo)值通用值——加上500km和帶號的橫坐標(biāo)值〔國家統(tǒng)一坐標(biāo)〕第一百三十一頁，共183頁。五、高斯平面直角坐標(biāo)系5、國家統(tǒng)一坐標(biāo)例如，P點的坐標(biāo)假設(shè)該點位于第19帶內(nèi)，則P點的國家統(tǒng)一坐標(biāo)表示為:第一百三十二頁，共183頁。五、高斯平面直角坐標(biāo)系5、國家統(tǒng)一坐標(biāo)——對“500km〞的解釋兩點要求：1〕使橫坐標(biāo)Y均為正值2〕保證數(shù)值的整數(shù)位為6，以便于判斷帶號一點事實：赤道上經(jīng)差3°的弧長，第一百三十三頁，共183頁。六、高程

1、定義2、高差3、相對高程/假定高程4、驗潮站與水準(zhǔn)原點5、國家高程基準(zhǔn)〔高程系統(tǒng)〕第一百三十四頁，共183頁。六、高程

1、定義地面點到高度起算面的垂直距離稱為高程。高度起算面又稱高程基準(zhǔn)面——大地水準(zhǔn)面。某點沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離，稱為該點的絕對高程或海拔，簡稱高程，用H表示第一百三十五頁，共183頁。六、高程

1、定義第一百三十六頁，共183頁。六、高程

2、高差——兩點間的高程之差。第一百三十七頁，共183頁。六、高程

3、相對高程/假定高程——地面點到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離。假定方法：指定該區(qū)域某個固定點的高程為某一假定值。但必須注意，一個測區(qū)內(nèi)只能假定一個點的高程，亦即只能選擇一個假定水準(zhǔn)面。否則會造成混亂。第一百三十八頁，共183頁。六、高程

3、相對高程/假定高程第一百三十九頁，共183頁。六、高程

4、驗潮站與水準(zhǔn)原點為了建立全國統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，必須確定一個高程基準(zhǔn)面。通常采用平均海水面代替大地水準(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)面，平均海水面確實定是通過驗潮站長期驗潮來求定的第一百四十頁，共183頁。六、高程

4、驗潮站與水準(zhǔn)原點第一百四十一頁，共183頁。六、高程

4、驗潮站與水準(zhǔn)原點第一百四十二頁，共183頁。六、高程

4、驗潮站與水準(zhǔn)原點水準(zhǔn)原點：

為了維護(hù)平均海水面的高程，必須設(shè)立與驗潮站相聯(lián)系的水準(zhǔn)點作為高程起算點，這個水準(zhǔn)點叫水準(zhǔn)原點水準(zhǔn)原點是全國高程的起算點，建在青島市觀象山第一百四十三頁，共183頁。六、高程

4、驗潮站與水準(zhǔn)原點水準(zhǔn)原點：青島觀象山，山頂正中三岔路口第一百四十四頁，共183頁。六、高程

4、驗潮站與水準(zhǔn)原點景點：青島麥島，?？诼返谝话偎氖屙摚?83頁。六、高程

5、國家高程基準(zhǔn)〔高程系統(tǒng)〕1〕1956年黃海高程系統(tǒng)〔1959年全國統(tǒng)一采用〕

以青島驗潮站1950年至1956年7年間的驗潮資料推求的黃海平均海水面作為我國的高程基準(zhǔn)面。以此建立的高程系叫“1956黃海高程系〞。其水準(zhǔn)原點高程為：72.289m；第一百四十六頁，共183頁。六、高程

5、國家高程基準(zhǔn)〔高程系統(tǒng)〕2〕1985國家高程基準(zhǔn)(1988年至今，我國統(tǒng)一采用)

海洋潮汐長期變化周期為18.6年，根據(jù)青島驗潮站1952～1979年中取19年的驗潮資料推求的黃海平均海水面作為全國高程基準(zhǔn)面，稱為1985國家高程基準(zhǔn)。水準(zhǔn)原點的高程為：72.260m。第一百四十七頁，共183頁。七、測量工作概述

1、地形、地物、地貌2、測量的根本工作3、作業(yè)流程簡介4、測量工作的根本原則第一百四十八頁，共183頁。七、測量工作概述

1、地形、地物、地貌地形地物地貌地面上固定性物體，如房屋、道路、橋梁等地球表面各種高低起伏的形態(tài)，如高山、深谷、陡坡、懸崖、沖溝等第一百四十九頁，共183頁。測量工作:測定測設(shè)〔放樣〕其實質(zhì)都是確定地面點的點位控制測量碎步測量七、測量工作概述

第一百五十頁，共183頁。七、測量工作概述

2、測量的根本工作1〕平面直角坐標(biāo)的測定測定地面點平面直角坐標(biāo)的主要測量工作是測量水平角和水平距離。第一百五十一頁，共183頁。七、測量工作概述

2、測量的根本工作2〕高程的測定

測定地面點高程的主要測量工作是測量高差。大地水準(zhǔn)面第一百五十二頁，共183頁。七、測量工作概述

2、測量的根本工作——測角、測距、測高差高差測量水平角測量水平距離測量觀測、計算和繪圖是測量工作的根本技能！第一百五十三頁，共183頁。七、測量工作概述

3、作業(yè)流程簡介控制點–控制網(wǎng)–控制測量先控制后碎部特征點/碎部點–碎部測量/細(xì)部測量第一百五十四頁，共183頁。第一百五十五頁，共183頁。第一百五十六頁，共183頁。七、測量工作概述

4、測量工作的根本原則原則一：布局上：由整體到局部精度上：由高級到低級次序上：先控制后碎部作用：保證全國統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，使地形圖可以分幅測繪，加快測圖速度；減少誤差的積累，保證測量成果的精度。

——保證坐標(biāo)統(tǒng)一

——加快測量速度

——減少誤差積累第一百五十七頁，共183頁。七、測量工作概述

4、測量工作的根本原則原則二：步步有檢核，即前一步工作未作檢核不進(jìn)展下一步工作。作用：保證測量成果符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。第一百五十八頁，共183頁。七、測量工作概述先控制后碎部，從整體到局部

——保證坐標(biāo)統(tǒng)一

——加快測量速度

——減少誤差積累步步有檢核

——保證成果質(zhì)量第一百五十九頁，共183頁。八、地球外表曲率對測量工作的影響◆據(jù)此確定可用水平面代替水準(zhǔn)面的最大范圍?！艉喕嬎?，對精度無影響?！粼谛y區(qū)內(nèi)，用水平面代替水準(zhǔn)面，討論由此對距離、角度、高差的影響；第一百六十頁，共183頁。D對水平距離的影響SOβ八、地球外表曲率對測量工作的影響第一百六十一頁，共183頁?？梢杂貌煌木嚯x代入上式：S=3.16Km時，ΔS/S=1/121940000

S=10Km時，ΔS/S=1/12177000

S=20Km時，ΔS/S=1/304400

S=50Km時，ΔS/S=1/48710計算可以看出，當(dāng)水平距離到達(dá)10Km時，用水平面代替水準(zhǔn)面時水準(zhǔn)面所產(chǎn)生的距離誤差為1/12177000，現(xiàn)在最精細(xì)距離測量的容許誤差為其長度的1/1000000，可得出結(jié)論，在半徑為10Km的圓面積內(nèi)進(jìn)展長度的測量工作時，可以用水平面代替水準(zhǔn)面，其誤差可以忽略不計。八、地球外表曲率對測量工作的影響第一百六十二頁，共183頁。

P(km2)

ε

100.05