測繪基礎(chǔ)知識

1、測繪基礎(chǔ)知識測繪基礎(chǔ)知識解放軍信息工程大學(xué)解放軍信息工程大學(xué) 馮伍法馮伍法講課提綱講課提綱一、測繪學(xué)研究內(nèi)容一、測繪學(xué)研究內(nèi)容二、平面控制測量二、平面控制測量講課提綱講課提綱一、測繪學(xué)研究內(nèi)容一、測繪學(xué)研究內(nèi)容二、平面控制測量二、平面控制測量一、測繪學(xué)研究內(nèi)容一、測繪學(xué)研究內(nèi)容 1. 1.基本概念基本概念 2. 2.學(xué)科分支學(xué)科分支一、測繪學(xué)研究內(nèi)容一、測繪學(xué)研究內(nèi)容 1. 1.基本概念基本概念 測繪學(xué)：測繪學(xué)：研究測定和推算地面點的幾何位置、地球和其他星球地球和其他星球形狀及重力場重力場，據(jù)此測量地球地球和其他星球表面其他星球表面自然形態(tài)和各種設(shè)施的幾何分布，編制全球和局部地區(qū)各種比例尺比例

2、尺的地圖的地圖和專題地專題地圖圖的理論和技術(shù)學(xué)科。 包括測量和制圖兩項主要內(nèi)容。一、測繪學(xué)研究內(nèi)容一、測繪學(xué)研究內(nèi)容 1. 1.基本概念基本概念 測繪學(xué)測繪學(xué)在經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)中有廣泛在經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)中有廣泛的應(yīng)用。的應(yīng)用。在在國土資源國土資源管理管理等等工作中，必須工作中，必須進行進行土地測量土地測量和和繪制繪制地圖，地圖，建立相應(yīng)的數(shù)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)。據(jù)庫和信息系統(tǒng)。一、測繪學(xué)研究內(nèi)容一、測繪學(xué)研究內(nèi)容 2. 2.學(xué)科分支學(xué)科分支 在發(fā)展過程中形成大地測量大地測量、普通普通測量、測量、攝影測量與遙感攝影測量與遙感、工程測量工程測量、海洋測繪海洋測繪和地圖制圖地圖制圖等分支學(xué)

3、科。（1 1）大地測量大地測量 研究研究和測定地球的形狀、大小和和測定地球的形狀、大小和地球地球重力場重力場，以以及地面點及地面點的的空間空間位置位置的理論和方法的理論和方法。 也包括地球重力場和海底地形。也包括地球重力場和海底地形。是是測繪學(xué)各個分測繪學(xué)各個分支的理論支的理論基礎(chǔ)基礎(chǔ)。 基本任務(wù)基本任務(wù)：建立建立地面控制網(wǎng)、重力網(wǎng)，精確地面控制網(wǎng)、重力網(wǎng)，精確確定確定控制點控制點的的三維位置，為地形圖提供控制基礎(chǔ)，為各三維位置，為地形圖提供控制基礎(chǔ)，為各類工程施工提供依據(jù)，為研究地球形狀、大小、重類工程施工提供依據(jù)，為研究地球形狀、大小、重力場以及變化，力場以及變化，地殼地殼形變形變及及地震

4、預(yù)報地震預(yù)報提供提供信息信息。（1 1）大地測量大地測量 包括三個重要分支。包括三個重要分支。 幾何大地測量：幾何大地測量：亦即亦即天文天文大地測量。大地測量。它它的基本任的基本任務(wù)是確定地球的形狀和大小及確定地面點的幾何位務(wù)是確定地球的形狀和大小及確定地面點的幾何位置。置。 （1 1）大地測量大地測量 物理大地測量：物理大地測量：也稱也稱理論理論大地測量。大地測量。它它的基本任的基本任務(wù)是用物理方法務(wù)是用物理方法（重力測量重力測量）確定地球形狀及其外確定地球形狀及其外部重力場部重力場。（。（分地面、航空、衛(wèi)星重力測量分地面、航空、衛(wèi)星重力測量） （1 1）大地測量大地測量 空間大地測量：空間

5、大地測量：主要研究人造地球衛(wèi)星及其他空主要研究人造地球衛(wèi)星及其他空間探測器為代表的空間大地測量的間探測器為代表的空間大地測量的理論、技術(shù)理論、技術(shù)與方與方法。法。激光測量激光測量（2 2）普通測量普通測量研究地球表面局部區(qū)域內(nèi)控制測量和地形圖測繪研究地球表面局部區(qū)域內(nèi)控制測量和地形圖測繪的理論和方法的理論和方法。 局部局部區(qū)域是指在該區(qū)域內(nèi)進行測繪時，可以不顧區(qū)域是指在該區(qū)域內(nèi)進行測繪時，可以不顧及及地球地球曲率曲率，把它當作平面處理，而不影響測圖精把它當作平面處理，而不影響測圖精度。度。（3 3）工程）工程測量測量研究工程建設(shè)中設(shè)計、施工和管理各階段測量工研究工程建設(shè)中設(shè)計、施工和管理各階段

6、測量工作的理論、技術(shù)和方法作的理論、技術(shù)和方法。 為為工程建設(shè)提供精確的測量數(shù)據(jù)和工程建設(shè)提供精確的測量數(shù)據(jù)和大大比例尺比例尺地圖地圖，保障工程選址合理，按設(shè)計施工和保障工程選址合理，按設(shè)計施工和進行進行有效管理有效管理。在工程運營階段對工程在工程運營階段對工程進行進行形變形變觀測觀測和沉降監(jiān)測以和沉降監(jiān)測以保證工程運行正常保證工程運行正常。（3 3）工程）工程測量測量 按按研究的研究的對象對象可以分為可以分為： 建筑工程測量建筑工程測量 水利工程測量水利工程測量 礦山工程測量礦山工程測量 鐵路工程測量鐵路工程測量 公路工程測量公路工程測量 輸電線路輸電線路與輸油管線與輸油管線測量測量 橋梁工

7、程測量橋梁工程測量 隧道工程測量隧道工程測量 軍事工程測量軍事工程測量等。等。（4 4）攝影）攝影測量測量與遙感與遙感研究利用攝影機或其他傳感器采集被測物體的圖像信息，研究利用攝影機或其他傳感器采集被測物體的圖像信息，經(jīng)過加工處理和分析，以確定被測物體的形狀、大小和位經(jīng)過加工處理和分析，以確定被測物體的形狀、大小和位置，置，并判斷并判斷其性質(zhì)的理論和方法其性質(zhì)的理論和方法。 基本原理（4 4）攝影）攝影測量測量與遙感與遙感基本任務(wù)：基本任務(wù)： 測制各種比例尺的地形圖和專題圖；測制各種比例尺的地形圖和專題圖； 建立建立地形數(shù)據(jù)庫地形數(shù)據(jù)庫； 為為各種各種地理信息系統(tǒng)提供地理信息系統(tǒng)提供基礎(chǔ)基礎(chǔ)數(shù)

8、據(jù)。數(shù)據(jù)。技術(shù)特點：技術(shù)特點： 測繪測繪作業(yè)無需接觸目標本身，不受現(xiàn)場條件限制作業(yè)無需接觸目標本身，不受現(xiàn)場條件限制； 影像影像記錄目標信息客觀、逼真、豐富記錄目標信息客觀、逼真、豐富； 可可測繪動態(tài)目標和復(fù)雜形態(tài)目標測繪動態(tài)目標和復(fù)雜形態(tài)目標； 影像影像信息可永久保存、重復(fù)量測信息可永久保存、重復(fù)量測使用。使用。（4 4）攝影）攝影測量測量與遙感與遙感 按按距離分可分為：距離分可分為：航天攝影測量、航空影測量、航天攝影測量、航空影測量、地面影測量、近景影測量和顯微影地面影測量、近景影測量和顯微影測量。測量。 （4 4）攝影）攝影測量測量與遙感與遙感 按按距離分可分為：距離分可分為：航天攝影測

9、量、航空影測量、航天攝影測量、航空影測量、地面影測量、近景影測量和顯微影地面影測量、近景影測量和顯微影測量。測量。 （4 4）攝影）攝影測量測量與遙感與遙感 按按技術(shù)處理技術(shù)處理方法（方法（也是發(fā)展階段也是發(fā)展階段）不同）不同可以分為：可以分為：模擬法影測量、解析法影測量和模擬法影測量、解析法影測量和數(shù)字攝影測量數(shù)字攝影測量。（4 4）攝影）攝影測量測量與遙感與遙感 遙感測繪野外像控點布設(shè)形式遙感測繪野外像控點布設(shè)形式單航帶布點單航帶布點（平面點）（平面點）（4 4）攝影）攝影測量測量與遙感與遙感 遙感測繪野外像控點布設(shè)形式遙感測繪野外像控點布設(shè)形式區(qū)域網(wǎng)布點區(qū)域網(wǎng)布點（平面點）（平面點）區(qū)域

10、網(wǎng)布點區(qū)域網(wǎng)布點（平高點）（平高點）（4 4）攝影）攝影測量測量與遙感與遙感（4 4）攝影）攝影測量測量與遙感與遙感正射影像圖（正射影像圖（DOM）（4 4）攝影）攝影測量測量與遙感與遙感三維影像圖三維影像圖（4 4）攝影）攝影測量測量與遙感與遙感（4 4）攝影）攝影測量測量與遙感與遙感發(fā)展方向：發(fā)展方向：無人機測繪無人機測繪 大傾斜攝影大傾斜攝影（4 4）攝影）攝影測量測量與遙感與遙感發(fā)展方向：發(fā)展方向：高光譜遙感高光譜遙感 （4 4）攝影）攝影測量測量與遙感與遙感發(fā)展方向：發(fā)展方向：INSARINSAR （5 5）地圖制圖與地理信息系統(tǒng)工程）地圖制圖與地理信息系統(tǒng)工程 地圖制圖學(xué)：地圖制圖

11、學(xué)：是是研究地圖及其編制和應(yīng)用研究地圖及其編制和應(yīng)用的一門學(xué)科的一門學(xué)科。 它它研究用地圖圖形反映自然界和人類社會研究用地圖圖形反映自然界和人類社會各種現(xiàn)象的空間分布，相互聯(lián)系及其動態(tài)變各種現(xiàn)象的空間分布，相互聯(lián)系及其動態(tài)變化，具有區(qū)域性學(xué)科和技術(shù)性學(xué)科的兩重性?；哂袇^(qū)域性學(xué)科和技術(shù)性學(xué)科的兩重性。亦亦稱稱地圖學(xué)地圖學(xué)。 主要主要研究：研究：地圖學(xué)基礎(chǔ)、地圖學(xué)基礎(chǔ)、地圖投影、地圖地圖投影、地圖編制、地圖整飾和地圖制印等編制、地圖整飾和地圖制印等地圖分類地圖分類地圖分類地圖分類（5 5）地圖制圖與地理信息系統(tǒng)工程）地圖制圖與地理信息系統(tǒng)工程 地理信息系統(tǒng)工程地理信息系統(tǒng)工程：地理信息系統(tǒng)工程

12、是地理信息系統(tǒng)工程是應(yīng)用系統(tǒng)原理和方法，針對特定的實際應(yīng)用應(yīng)用系統(tǒng)原理和方法，針對特定的實際應(yīng)用目的和要求，統(tǒng)籌設(shè)計、優(yōu)化、建設(shè)、評價、目的和要求，統(tǒng)籌設(shè)計、優(yōu)化、建設(shè)、評價、維護實用維護實用GIS系統(tǒng)的全部過程和步驟的統(tǒng)稱系統(tǒng)的全部過程和步驟的統(tǒng)稱。 研究方向：研究方向： 地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)理論及理論及應(yīng)用應(yīng)用 虛擬虛擬現(xiàn)實技術(shù)與三維現(xiàn)實技術(shù)與三維GISGIS 實用實用GISGIS系統(tǒng)設(shè)計與系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)開發(fā) 地圖制圖與地圖制圖與地理空間信息可視化地理空間信息可視化講課提綱講課提綱一、測繪學(xué)研究內(nèi)容一、測繪學(xué)研究內(nèi)容二、平面控制測量二、平面控制測量3.3.平面控制測量方法平面控制測量方

13、法 二、平面控制測量二、平面控制測量 1. 1.坐標系坐標系 2. 2.國家等級控制點國家等級控制點 3. 3.平面控制測量主要方法平面控制測量主要方法1.1.坐標系坐標系（1 1）大地坐標系）大地坐標系 是大地測量中以參考橢球面為基準面建立是大地測量中以參考橢球面為基準面建立起來的坐標系。起來的坐標系。 地面點的位置用大地經(jīng)度、大地緯度和大地地面點的位置用大地經(jīng)度、大地緯度和大地高度表示。高度表示。1.1.坐標系坐標系（1 1）大地坐標系）大地坐標系 1.1.坐標系坐標系（1 1）大地坐標系）大地坐標系 大地坐標系大地坐標系的確立包括選擇一個橢球、對的確立包括選擇一個橢球、對橢球進行定位和確

14、定大地起算數(shù)據(jù)橢球進行定位和確定大地起算數(shù)據(jù)。 一一個形狀、大小和定位、定向都已確定的地個形狀、大小和定位、定向都已確定的地球橢球叫參考橢球。參考橢球一旦確定，則標球橢球叫參考橢球。參考橢球一旦確定，則標志著大地坐標系已經(jīng)建立志著大地坐標系已經(jīng)建立。1.1.坐標系坐標系（2 2）19541954年年北京坐標系北京坐標系 是是采用蘇聯(lián)克拉索夫斯基橢圓體，在采用蘇聯(lián)克拉索夫斯基橢圓體，在19541954年完成測定工作的，所以叫年完成測定工作的，所以叫“19541954年北京坐標系年北京坐標系”。 大地原點大地原點在原蘇聯(lián)的普爾科在原蘇聯(lián)的普爾科沃。沃。1.1.坐標系坐標系（2 2）新）新19541

15、954年年北京坐標系北京坐標系 是是將將19801980年國家大地坐標系下的全國年國家大地坐標系下的全國天文大地網(wǎng)整體平差成果，以克拉索夫天文大地網(wǎng)整體平差成果，以克拉索夫斯基橢球體面為參考面，通過坐標轉(zhuǎn)換斯基橢球體面為參考面，通過坐標轉(zhuǎn)換整體換算整體換算至至19541954年北京坐標系下而形成年北京坐標系下而形成的大地坐標系統(tǒng)。的大地坐標系統(tǒng)。 1.1.坐標系坐標系（3 3）19801980西安坐標系西安坐標系 19781978年年4 4月在西安召開全國天文大地網(wǎng)平差月在西安召開全國天文大地網(wǎng)平差會議，確定重新定位，建立我國新的坐標系會議，確定重新定位，建立我國新的坐標系。 采用采用地球橢球

16、基本參數(shù)為地球橢球基本參數(shù)為19751975年國際大地測年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第十六屆大會推薦的數(shù)據(jù)量與地球物理聯(lián)合會第十六屆大會推薦的數(shù)據(jù)。1.1.坐標系坐標系（3 3）19801980西安坐標系西安坐標系 該該坐標系的大地原點設(shè)在我國中部的陜西省坐標系的大地原點設(shè)在我國中部的陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)，位于西安市西北方向約涇陽縣永樂鎮(zhèn)，位于西安市西北方向約6060公里，公里，故稱故稱19801980年西安坐標系，又簡稱西安大地原點。年西安坐標系，又簡稱西安大地原點。1.1.坐標系坐標系（3 3）19801980西安坐標系西安坐標系 1.1.坐標系坐標系（4 4）WGS84WGS84坐標系坐

17、標系 國際國際上采用的地心坐標系上采用的地心坐標系。坐標坐標原點為地球原點為地球質(zhì)心質(zhì)心，其地，其地心空間直角坐標系的心空間直角坐標系的Z Z軸指軸指向向BIH BIH （國際時間服務(wù)機構(gòu)）（國際時間服務(wù)機構(gòu)）1984.O1984.O定義的協(xié)議地球極定義的協(xié)議地球極（CTP)CTP)方向，方向，X X軸指向軸指向BIH BIH 1984.01984.0的零子午面和的零子午面和CTPCTP赤赤道的交點道的交點，稱為，稱為19841984年世界年世界大地坐標系統(tǒng)。大地坐標系統(tǒng)。1.1.坐標系坐標系（5 5）20002000國家國家大地坐標系大地坐標系 是是我國當前最新的國家我國當前最新的國家大地坐

18、標系大地坐標系( (英文英文縮縮寫為寫為CGCS2000CGCS2000) )。 橢球參數(shù)與橢球參數(shù)與WGS84WGS84坐標系坐標系接近接近。坐標軸指向。坐標軸指向與與WGS84WGS84相同相同。二、平面控制測量二、平面控制測量 1. 1.坐標系坐標系 2.2.國家等級控制點國家等級控制點 3. 3.平面控制測量主要方法平面控制測量主要方法2.2.國家等級控制點國家等級控制點-三角點三角點 是是指在地球表面上，按測量規(guī)范的要求選定指在地球表面上，按測量規(guī)范的要求選定一系列的點，以這些點為頂點的三角形互相聯(lián)一系列的點，以這些點為頂點的三角形互相聯(lián)接在一起組成三角網(wǎng)（鎖），在點上設(shè)置永久接在一

19、起組成三角網(wǎng)（鎖），在點上設(shè)置永久性測量標志，以便進行觀測，這些點統(tǒng)稱為三性測量標志，以便進行觀測，這些點統(tǒng)稱為三角點。角點。2.2.國家等級控國家等級控制點制點-三角點三角點 三角點三角點依邊依邊長的不同，分長的不同，分為一等、二等、為一等、二等、三等、三等、 四四等等（國家等級國家等級）。）。一等三角網(wǎng)一等三角網(wǎng)2.2.國家等級控國家等級控制點制點-三角點三角點 三角點三角點依邊依邊長的不同，分長的不同，分為一等、二等、為一等、二等、三等、三等、 四四等等（國家等級國家等級）。）。 2.2.國家等級控制點國家等級控制點GPSGPS點點 2.2.國家等級控制點國家等級控制點GPSGPS點點

20、3.3.平面控制測量方法平面控制測量方法基本任務(wù)：基本任務(wù)：將控制點組成平面控制網(wǎng)，用精確的方法將控制點組成平面控制網(wǎng)，用精確的方法測量控制點的位置，計算出各控制點的坐標。測量控制點的位置，計算出各控制點的坐標。平面控制網(wǎng)：平面控制網(wǎng)：為了根據(jù)已知點的坐標推算出各控制點為了根據(jù)已知點的坐標推算出各控制點的坐標，將控制點組成一定的幾何圖形，即控制網(wǎng)。的坐標，將控制點組成一定的幾何圖形，即控制網(wǎng)。平面控制測量形式平面控制測量形式：導(dǎo)線測量、三角測量、三邊測導(dǎo)線測量、三角測量、三邊測量、全球定位系統(tǒng)量、全球定位系統(tǒng)測量（測量（GPSGPS，GNOLASSGNOLASS，北斗）。，北斗）。 3.3.平

21、面控制測量方法平面控制測量方法（1 1）導(dǎo)線測量：）導(dǎo)線測量：將控制點連接成折線或多邊形，稱將控制點連接成折線或多邊形，稱為導(dǎo)線?？刂泣c稱為導(dǎo)線點。為導(dǎo)線。控制點稱為導(dǎo)線點。起算數(shù)據(jù)起算數(shù)據(jù)：起始點招標、方位角起始點招標、方位角觀測數(shù)據(jù)：觀測數(shù)據(jù)：邊長、相鄰邊夾角邊長、相鄰邊夾角3.3.平面控制測量方法平面控制測量方法（2 2）三角測量）三角測量：將控制點組成一些列三角形，稱為三將控制點組成一些列三角形，稱為三角網(wǎng)，控制點稱為三角點。角網(wǎng)，控制點稱為三角點。起算數(shù)據(jù)起算數(shù)據(jù)：起始點坐標、方位角，或至少測量一條起始起始點坐標、方位角，或至少測量一條起始邊長。邊長。觀測數(shù)據(jù)：觀測數(shù)據(jù)：所有三角形內(nèi)角所有三角形內(nèi)角3.3.平面控制測量方法平面控制測量方法（3 3）三邊測量）三邊測量：利用測距儀器只測邊不測角，利用余利用測距儀器只測邊不測角，利用余弦定理推算出各點坐標。弦定理推算出各點坐標。（4 4）導(dǎo)線布設(shè)形式）導(dǎo)線布設(shè)形式閉合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線A A、B B為已知點為已知點附和導(dǎo)線附和導(dǎo)線A A、B B、Q Q為已知點為已知點支