同濟(jì)大學(xué)測(cè)量學(xué)第1章測(cè)繪工作概述

1、測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué) 同濟(jì)大學(xué)測(cè)量與國(guó)土信息工程系 第一章 測(cè)繪工作概述一、測(cè)量學(xué)的產(chǎn)生一、測(cè)量學(xué)的產(chǎn)生四、測(cè)量學(xué)的基本任務(wù) 測(cè)定測(cè)定測(cè)設(shè)測(cè)設(shè)地形圖應(yīng)用地形圖應(yīng)用 測(cè)定地面現(xiàn)狀的位置。測(cè)定的成果：測(cè)定地面現(xiàn)狀的位置。測(cè)定的成果：(1)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 坐標(biāo)(球面坐標(biāo)、平面坐標(biāo)) 、高程、 角度、距離、地面直線的方位角、坡度、 面積、 等。(2)圖圖 地形圖、平面圖、 地籍圖、斷面圖、 沉降圖，工程圖等。1.1.測(cè)定測(cè)定（地面（地面 圖紙）圖紙） 將圖紙上設(shè)計(jì)的建筑物、將圖紙上設(shè)計(jì)的建筑物、 構(gòu)筑物的平面位置和高程，放構(gòu)筑物的平面位置和高程，放 樣于實(shí)地，作為施工的依據(jù)。樣于實(shí)地，作為施工的依據(jù)。 也叫也叫施工

2、放樣施工放樣。測(cè)設(shè)的成果：測(cè)設(shè)的成果： 體現(xiàn)設(shè)計(jì)的平面位置和高程 的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)志現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)志。 2.測(cè)設(shè)測(cè)設(shè)（圖紙（圖紙 地面）地面）3.地形圖應(yīng)用地形圖應(yīng)用 地形圖應(yīng)用于廣泛的領(lǐng)域，如國(guó)土整治、資源勘測(cè)、城鄉(xiāng)建設(shè)、交通規(guī)劃、土地利用、環(huán)境保護(hù)、工程設(shè)計(jì)、礦藏采掘、河道整理、等，可在地形圖上獲取詳細(xì)的地面現(xiàn)狀信息。在國(guó)防和科研方面，更具重要用途。數(shù)字化地形圖使地形圖在管理和使用上體現(xiàn)出圖紙地形圖所無(wú)法比擬的優(yōu)越性。五、測(cè)量學(xué)的特點(diǎn)和要求（1）特點(diǎn)特點(diǎn) 實(shí)踐性強(qiáng)，責(zé)任性要求高， 必須遵照測(cè)量的規(guī)范和規(guī)則。 內(nèi)容多：測(cè)量學(xué)基本原理、誤差理 論、儀器使用、作業(yè)方法、基本計(jì) 算等。 學(xué)會(huì)和掌握測(cè)量的基本作業(yè)方

3、法：學(xué)會(huì)和掌握測(cè)量的基本作業(yè)方法： 角度測(cè)量、距離測(cè)量、高程測(cè)量 （儀器的基本操作、作業(yè)程序、記錄、成果整理） 掌握測(cè)量?jī)x器的檢驗(yàn)和校正方法掌握測(cè)量?jī)x器的檢驗(yàn)和校正方法 （測(cè)量?jī)x器的軸線關(guān)系、檢驗(yàn)和校正的作業(yè)方法） 學(xué)會(huì)控制測(cè)量、地形測(cè)量、施工放樣學(xué)會(huì)控制測(cè)量、地形測(cè)量、施工放樣 的基本作業(yè)方法的基本作業(yè)方法 （外業(yè)測(cè)量、內(nèi)業(yè)計(jì)算與繪圖） 建立測(cè)量誤差的基本概念建立測(cè)量誤差的基本概念 （掌握測(cè)量誤差的基本理論和測(cè)量誤差的計(jì)算）（2）學(xué)習(xí)）學(xué)習(xí)要求：要求： 野外作業(yè)：野外作業(yè)：嚴(yán)格按照規(guī)定的作業(yè)和操作程序。 記記 錄：錄：字跡清晰、端正，不得任意涂改 （按規(guī)定方式改數(shù)）。 計(jì)計(jì) 算：算：按平差規(guī)

4、則、作計(jì)算檢核、保證計(jì)算精度 （小數(shù)取位）。 正正 負(fù)負(fù) 號(hào)：號(hào)：在以下數(shù)據(jù)前，加“+、-”號(hào)：高差、豎 直角、指標(biāo)差、坐標(biāo)增量、所有的閉合 差、改正數(shù)。其它要求其它要求 （1）教材：）教材：測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)，顧孝烈、鮑峰、程效軍編著，同濟(jì)大，顧孝烈、鮑峰、程效軍編著，同濟(jì)大學(xué)出學(xué)出 版社版社1999年出版年出版 測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)，顧孝烈、鮑峰、程效軍編著，同濟(jì)大學(xué)出版，顧孝烈、鮑峰、程效軍編著，同濟(jì)大學(xué)出版社社2004年出版年出版 參考教材參考教材數(shù)字側(cè)圖原理與方法數(shù)字側(cè)圖原理與方法，潘正風(fēng)、楊正蕘、程效軍，潘正風(fēng)、楊正蕘、程效軍等編著，武漢大學(xué)出版社等編著，武漢大學(xué)出版社2004年年8月出

5、版月出版（2）實(shí)驗(yàn)（）實(shí)驗(yàn)（1/3時(shí)間）時(shí)間） 分組進(jìn)行，分組進(jìn)行，4人一組，選一小組長(zhǎng)，最后實(shí)驗(yàn)操作考核人一組，選一小組長(zhǎng)，最后實(shí)驗(yàn)操作考核（3）成績(jī)?cè)u(píng)定（綜合）成績(jī)?cè)u(píng)定（綜合）平時(shí)（出勤、作業(yè)、回答問(wèn)題）；平時(shí)（出勤、作業(yè)、回答問(wèn)題）；期中考試；期中考試；實(shí)驗(yàn)成績(jī)；實(shí)驗(yàn)成績(jī)；期終考試。期終考試。（3）教材、實(shí)驗(yàn)與成績(jī)教材、實(shí)驗(yàn)與成績(jī)一、測(cè)量學(xué)在人類認(rèn)識(shí)地球中的作用一、測(cè)量學(xué)在人類認(rèn)識(shí)地球中的作用“地球地球 的的 形形 狀狀 是是 甚甚 么樣的？么樣的？”。1 12 2 = = 2 2 - - 1 1lRR=l/l/L=2RL=2Rl l=R=R地籍測(cè)量與房產(chǎn)測(cè)量地籍測(cè)量與房產(chǎn)測(cè)量測(cè)量學(xué)發(fā)展

6、歷史與趨勢(shì)測(cè)量學(xué)發(fā)展歷史與趨勢(shì)1-3 1-3 地球的形狀和大小地球的形狀和大小一、地球的自然形體一、地球的自然形體高低起伏，極其復(fù)雜高低起伏，極其復(fù)雜局部特點(diǎn)局部特點(diǎn)：1、近似一個(gè)兩極略扁的橢球；近似一個(gè)兩極略扁的橢球；2 2、可視為水球（海、可視為水球（海71 %71 %，陸，陸29%29%）；）；3 3、無(wú)法用數(shù)學(xué)公式描述。、無(wú)法用數(shù)學(xué)公式描述。 整體特點(diǎn)整體特點(diǎn)：靜止的液體表面，稱為水準(zhǔn)面。靜止的液體表面，稱為水準(zhǔn)面。特性特性q 處處與鉛垂線正交處處與鉛垂線正交二、水準(zhǔn)面二、水準(zhǔn)面q 是不規(guī)則的表面，有無(wú)窮多是不規(guī)則的表面，有無(wú)窮多q 水準(zhǔn)面與鉛垂線可作為野外測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線水準(zhǔn)面與

7、鉛垂線可作為野外測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線與平靜的平均海與平靜的平均海水面相重合、并水面相重合、并延伸穿過(guò)陸地而延伸穿過(guò)陸地而形成的封閉曲面形成的封閉曲面稱為稱為大地水準(zhǔn)面。大地水準(zhǔn)面。 由于大地水由于大地水準(zhǔn)面是不規(guī)則曲準(zhǔn)面是不規(guī)則曲面，無(wú)法準(zhǔn)確描面，無(wú)法準(zhǔn)確描述和計(jì)算。也難述和計(jì)算。也難以在其面上處理以在其面上處理測(cè)量成果。測(cè)量成果。P PP P長(zhǎng)半徑 a=6378137m短半徑b=6356752m扁率f=(a-b)/b=1/298.257 當(dāng)范圍較小時(shí)，可以把地球看成圓當(dāng)范圍較小時(shí)，可以把地球看成圓球，其半徑球，其半徑R=（2a+b）/3=6371kml l NSMP格林尼治格林尼治天天 文文

8、 臺(tái)臺(tái)n 大地經(jīng)度大地經(jīng)度(L) (L) n 大地緯度大地緯度(B)(B)n 大地高大地高(H) (H) LBH過(guò)地面點(diǎn)的子午面與起過(guò)地面點(diǎn)的子午面與起始子午面之間的夾角始子午面之間的夾角過(guò)地面點(diǎn)的法線與赤道過(guò)地面點(diǎn)的法線與赤道面之間的夾角面之間的夾角地面點(diǎn)沿法線至參考橢地面點(diǎn)沿法線至參考橢球面的距離球面的距離G測(cè)量平面直角坐標(biāo)系測(cè)量平面直角坐標(biāo)系O YX象限 象限象限 象限 測(cè)量平面直角坐標(biāo)系測(cè)量平面直角坐標(biāo)系 及點(diǎn)的坐標(biāo)：及點(diǎn)的坐標(biāo)： 測(cè)量平面直角坐標(biāo)系如右圖， 所有平面三角學(xué)公式平面三角學(xué)公式都同樣能 在測(cè)量坐標(biāo)系計(jì)算中應(yīng)用。PXpYp 采用高斯投影的方法，將旋轉(zhuǎn)橢球體面 投影到平面上表

9、示。高斯投影方法：高斯投影方法：將橢球面投影到平面上。 在橢球面上劃分投影帶劃分投影帶逐帶投影到圓柱面 上展開(kāi)圓柱面成平面直角坐標(biāo)系； 特點(diǎn)：采用正形投影正形投影（即保角變換、保角影 射）(1)高斯平面直角坐標(biāo)系的建立高斯平面直角坐標(biāo)系的建立使投影帶的中央子午線中央子午線與圓柱體相切，投影時(shí)其 長(zhǎng)度不變，展開(kāi)后為X軸軸，向北為正； 赤道赤道與中 央子午線正 交，展開(kāi)后為Y軸軸向東為正。高斯投影示意圖(2) 高斯平面直角坐標(biāo)的表示高斯平面直角坐標(biāo)的表示 a）將以中央子午線為X軸的橫坐標(biāo)加上500000米； （縱坐標(biāo)不變）（縱坐標(biāo)不變） b）為區(qū)分各坐標(biāo)帶，再在各點(diǎn)橫坐標(biāo)之前加上坐 標(biāo)帶的帶號(hào)。

10、為使用方便，將X軸向西移500km例：例：設(shè)第21投影帶內(nèi)A、B投 影的橫坐標(biāo)分別為： ya=+ 224567m Yb=245678m 則則： ya =500000+224567=724567m yb =500000-245678=254322m即即： ya =21724567m yb=21254322m（一）地心坐標(biāo)系（一）地心坐標(biāo)系我國(guó)國(guó)家高程系統(tǒng)：高程系統(tǒng)：黃海高程系黃海高程系我國(guó)國(guó)家高程基準(zhǔn)：高程基準(zhǔn)： 1985年年國(guó)家國(guó)家高程基準(zhǔn)高程基準(zhǔn)我國(guó)取青島附近黃海平均海水面為大地水準(zhǔn)面； 人為而定，相對(duì)穩(wěn)定(我國(guó)1956年取前6年的平 均潮位作為大地水準(zhǔn)面；1985年取1953年1979 年

11、共26年觀測(cè)的平均潮位作為大地水準(zhǔn)面)；水準(zhǔn)原點(diǎn)水準(zhǔn)原點(diǎn)建在青島市內(nèi)，作為我國(guó)的國(guó)家高程 基準(zhǔn)。1956年高程基準(zhǔn)的高程為72.289米， 1985年高程基準(zhǔn)的高程為72.260米。上海地區(qū)高程系統(tǒng)：上海地區(qū)高程系統(tǒng)：吳淞高程系吳淞高程系高程系統(tǒng)與高程基準(zhǔn)高程系統(tǒng)與高程基準(zhǔn)基本原則基本原則布局上布局上由整由整體到局部；體到局部；次序上次序上先控先控制后細(xì)部；制后細(xì)部；精度上精度上從高從高級(jí)到低級(jí)級(jí)到低級(jí)控制測(cè)量控制測(cè)量地形細(xì)部測(cè)量地形細(xì)部測(cè)量施工放樣施工放樣基本觀測(cè)量基本觀測(cè)量距離、角度、高差距離、角度、高差距離距離斜距斜距、平距；、平距；角度角度水平水平角、垂直角角、垂直角高差高差垂直垂直距離距離1-61-6地球表面曲率對(duì)測(cè)量工作的影響地球表面曲率對(duì)測(cè)量工作的影響dRsRtgd23331)31(RsRRRtgsdS2Rsss一、對(duì)水平距離的影響一、對(duì)水平距離的影響結(jié)論結(jié)論：在半徑小于10km的范圍內(nèi)量距，不必考慮地球曲率改正。d二、對(duì)高差的影響二、對(duì)高差的影響hRdhdRhR2)(2222Rdh22d結(jié)論：高程測(cè)量時(shí)，哪怕距離很結(jié)論：高程測(cè)量時(shí)，哪怕距離很近，也必須考慮地球曲率的影響。近，也必須考慮地球曲率的影響。一、測(cè)量單位一、測(cè)量單位 1-7 1-7 測(cè)量的度量單位測(cè)量的度量單位2、角度單位、角度單位3 3、面積單位、面積單位平方米平方米公頃公頃平方公