測繪與空間信息知識普及

1、測繪(chu)與空間信息共五十頁定 義 測繪是以計算機技術、光電技術、網(wǎng)絡通訊技術、空間科學、信息科學為基礎，以全球定位系統(tǒng)（GNSS）、遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）為技術核心，將地面(dmin)已有的特征點和界線通過測量手段獲得反映地面(dmin)現(xiàn)狀的圖形和位置信息，供工程建設的規(guī)劃設計和行政管理之用。 測量工作的實質(zhì)是確定地面點的空間位置和屬性。共五十頁發(fā)展(fzhn)簡史 測繪學是技術性學科，它的形成和發(fā)展(fzhn)在很大程度上依賴測量方法和儀器工具的創(chuàng)造和改革。 測繪技術發(fā)展的三個階段原始技術階段光學機械技術階段（模擬法成圖）計算機與電子技術階段（數(shù)字化成圖）共五十頁原始技

2、術(jsh)階段古代的測繪技術起源于水利和農(nóng)業(yè)，用于土地劃分、河道治理及區(qū)域地圖測繪等。如：古埃及尼羅河每年洪水泛濫后，需要重新劃定土地界線，開始有測量工作(gngzu)公元前21世紀，中國夏禹治水就使用簡單測量工具測量距離和高低。共五十頁原始(yunsh)技術階段西漢(XHn)駐軍圖共五十頁共五十頁光學(gungxu)機械技術階段 17世紀初發(fā)明了望遠鏡。1617年創(chuàng)立的三角測量法，開始了角度測量,1730年英國的西森制成第一架經(jīng)緯儀促進了三角測量的發(fā)展。 到20世紀初，由于航空技術發(fā)展，出現(xiàn)了自動連續(xù)航空攝影機，可以(ky)將航攝像片在立體測圖儀上加工成地形圖，促進了航空攝影測量的發(fā)展。共

3、五十頁計算機與電子技術(jsh)階段 20世紀50年代起，測繪技術朝著電子化和自動化發(fā)展。 如：電磁波測距儀、電子經(jīng)緯儀、電子水準儀、全站儀、測量機器人、3S技術。 今天，測量學成為一門綜合科學。它綜合了當代最先進(xinjn)的技術和設備，如遙感、通信、電子、微電子以及光學、機械、電子的實用技術設備。共五十頁計算機與電子技術(jsh)階段 在測量方法上也由模擬成圖演變成數(shù)字信息，測量就成為(chngwi)采集與地球形狀和大小、地球表面上的各種物體的幾何形狀及空間位置相關的數(shù)據(jù)和信息，并對其進行處理、解釋和管理的，成為(chngwi)應用廣泛的實用技術之一，為經(jīng)濟建設、國防建設的各個部門和行業(yè)

4、提供服務。共五十頁數(shù)字化成圖數(shù)字化成圖又可分為如下幾個(j )方式全站儀 全站儀，即全站型電子(dinz)測距儀（Electronic Total Station），是一種集光、機、電為一體的高技術測量儀器，是集水平角、垂直角、距離（斜距、平距）、高差測量功能于 一體的測繪儀器系統(tǒng)。共五十頁 GNSS GNSS的全稱是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System），它是泛指所有的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，包括全球的、區(qū)域(qy)的和增強的，如美國的GPS、俄羅斯的Glonass、歐洲的Galileo、中國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。還有其他的增強系統(tǒng)。共五十頁攝影測量 攝

5、影測量又可以根據(jù)攝影機的位置的不同分為三大類 1、地面攝影測量 地面攝影測量主要包括三維激光掃描測量和移動測量車 2、航空攝影(hn kn sh yn)測量 無人機測量和大型飛機測量 3、航天攝影測量 衛(wèi)星影像測量共五十頁地面攝影(shyng)測量共五十頁航空攝影(hn kn sh yn)測量共五十頁航天攝影(shyng)測量共五十頁測量學的分類(fn li)1.普通測量學：也稱地形測量學，是測量學的基礎。研究確定(qudng)地球表面小范圍（1025公里）內(nèi)點位的理論和方法，不顧及地球曲率，把地球表面當作平面看待。共五十頁2.大地測量學：研究地球表面廣大區(qū)域點位測定(cdng)的理論和方法。

6、包括地球的大小和形狀的測定(cdng)、大地區(qū)控制測量、天文和重力測量。由于人造衛(wèi)星的發(fā)射和遙感技術的發(fā)展，現(xiàn)代大地測量學又分為常規(guī)大地測量學和衛(wèi)星大地測量學。共五十頁測量學的分類(fn li)3.攝影測量與遙感(yogn)學：利用攝影相片或遙感技術來確定地面物體的形狀、大小、性質(zhì)、特征和空間位置的學科。共五十頁測量學的分類(fn li)4.海洋測繪學：以海洋和陸地水域(shuy)為對象所進行的測量和海圖編繪工作，屬于海洋測繪學的范疇。共五十頁5.工程測量學：研究工程建設和資源開發(fā)(kif)中，在規(guī)劃、設計、施工、管理各階段進行的控制測量、地形測繪和施工放樣、變形監(jiān)測的理論、技術和方法的學科。

7、共五十頁測量學的分類(fn li)6.制圖學：是利用測量所得的成果資料，研究如何投影編繪和制印各種地圖的工作(gngzu)，屬于制圖學的范疇。共五十頁7.GIS：它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析(fnx)、顯示和描述的技術系統(tǒng)。數(shù)據(jù)顯示與出數(shù)據(jù)編輯(binj)與更新數(shù)據(jù)存儲與管理 查詢與分析數(shù)據(jù)采集與輸入測量學的分類 GIS能做什么共五十頁GIS 主要(zhyo)領域資源管理 區(qū)域和城鄉(xiāng)規(guī)劃自然災害環(huán)境評估作戰(zhàn)指揮交通運輸宏觀決策商業(yè)金融、通訊郵電、返回(fnhu)

8、GIS 功能和應用共五十頁 數(shù)學(shxu)運算(yn sun)研究 統(tǒng)計學地理統(tǒng)計學認知科學計算機科學測量遙感攝影測量學制圖學可視化符號學信息存儲數(shù)據(jù)庫模式識別計算幾何計算機圖形學人工智能旅游業(yè)航運市場資產(chǎn)管理產(chǎn)業(yè)/商業(yè)礦產(chǎn)開發(fā)設施維護公共信息查詢公共管理考古學人文地理學社會科學健康護理規(guī)劃流行病學環(huán)境科學地貌學土壤科學森林學地質(zhì)學生態(tài)學水文學氣象學地形測量環(huán)境測量社會、經(jīng)濟測量返回 GIS學科樹共五十頁測繪工作(gngzu)內(nèi)容測繪分兩部分：外業(yè)（測量）+內(nèi)業(yè)（繪圖）外業(yè)（測量）分兩部分：1、測量（地面(dmin)圖紙）2、放樣（圖紙地面）共五十頁測量（地面(dmin)圖紙）定義：使用(s

9、hyng)測量儀器和工具，通過測量和計算，得到一系列測量數(shù)據(jù)或成果，將地球表面的地形縮繪成地形圖，供經(jīng)濟建設、規(guī)劃設計、國防建設及科學研究使用(shyng)。共五十頁放樣（圖紙(tzh)地面）定義：使用測量儀器和工具，使用一定的測量方法，按照一定的精度，把設計圖紙上規(guī)劃設計好的建（構）筑物的平面位置和高程標定在實地上，作為(zuwi)施工的依據(jù)。共五十頁地球(dqi)共五十頁地球(dqi)的形狀The High-Resolution Geoid from CHAMPplus Surface Measurement Data共五十頁地球的形狀(xngzhun)和大小地球是一個表面起伏(qf)較大

10、的橢球 地球表面最高峰： 8844.43m 海洋底部最深處: 11022.00m 地球表面最大高差近20km地球平均半徑: 6371km地球又是一個近似光滑的水球 大陸面積: 占29% 海洋面積: 占71 %共五十頁大地(dd)水準面 水準面：設想(shxing)有一個自由平靜的海水面，向陸地延伸而形成一個封閉的曲面，我們把自由平靜的海水面稱為水準面。 水準面是一個處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面。共五十頁大地(dd)水準面 大地水準面：水準面有無數(shù)個，其中通過平均海水面的一個水準面稱為大地水準面。由大地水準面所包圍的地球形體 稱為大地體。 大地水準面和鉛垂線是測量(cling)工作的基準面和基準

11、線 。共五十頁共五十頁參考(cnko)橢球面 為使用方便，通常用一個非常接近于大地水準面，并可用數(shù)學式表示的幾何形體（即地球橢球）來代替(dit)地球的形狀作為測量計算工作的基準面。地球橢球是一個橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)而成的形體，故地球橢球又稱為旋轉(zhuǎn)橢球。共五十頁共五十頁參考(cnko)橢球面橢球的基本元素有： 長半徑為a， 短半徑為b，扁率旋轉(zhuǎn)橢球理論上是唯一的數(shù)學球體；旋轉(zhuǎn)橢球參數(shù)，難以全球統(tǒng)一確定；各國自己測定并采用(ciyng)的旋轉(zhuǎn)橢球稱為參考橢球。ZYX共五十頁地球表面大地體大地(dd)水準面旋轉(zhuǎn)(xunzhun)橢球面旋轉(zhuǎn)橢球體共五十頁hNHH=h+NPQ地形表面參考橢球大地水準面基準

12、面的示意圖共五十頁北京(bi jn)54坐標系新中國成立以后，我國大地測量進入了全面(qunmin)發(fā)展時期，在全國范圍內(nèi)開展了全面(qunmin)的大地測量和測圖工作，迫切需要建立一個參心大地坐標系。由于當時的“一邊倒”政治趨向，故我國采用了前蘇聯(lián)的克拉索夫斯基橢球參數(shù)，并與前蘇聯(lián)1942年坐標系進行聯(lián)測，通過計算建立了我國大地坐標系，定名為1954年北京坐標系。它的原點不在北京而是在前蘇聯(lián)的普爾科沃。共五十頁西安80大地(dd)坐標系以陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)某點為大地原點進行定位(dngwi)，建立了全國統(tǒng)一坐標系，即“1980年國家大地坐標系”。共五十頁共五十頁80國家(guji)大地坐標系

13、原點位于陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)共五十頁2000國家(guji)大地坐標系2000國家大地坐標系，是我國當前最新的國家大地坐標系，英文名稱為China Geodetic Coordinate System 2000，英文縮寫為CGCS2000。2008年3月，由國土資源部正式上報(shng bo)國務院，并于2008年4月獲得國務院批準。自2008年7月1日起，中國將全面啟用2000國家大地坐標系，國家測繪局受權組織實施。共五十頁地面(dmin)點位的確定測量工作的實質(zhì)是確定地面點的空間位置。坐標系：1.大地(dd)坐標系 2.空間直角坐標系3.獨立平面直角坐標系 4.高斯平面直角坐標系5.地心坐標

14、系共五十頁大地(dd)坐標系表示地面點在地球橢球面上的位置，用大地經(jīng)度L和大地緯度B表示?；鶞拭妫簠⒖?cnko)橢球面基準線：法線共五十頁空間(kngjin)直角坐標系以橢球體中心O為原點，起始(q sh)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，指向符合右手規(guī)則。在該坐標系中，P點的點位用OP在這三個坐標軸上的投影x,y,z表示 。共五十頁獨立平面(pngmin)直角坐標系 測量工作中采用的平面直角坐標系如圖所示。規(guī)定：南北方向為縱軸X軸，向北為正；東西(dngx)方向為橫軸Y軸,向東為正。（適用于測區(qū)半徑小于10km的范圍。） 共五十頁獨立平面(pngmin)直角坐標系測量平面(pngmin)直角坐標系 數(shù)學平面直角坐標系 共五十頁高斯平面(pngmin)直角坐標系高斯投影：橫切橢圓柱正形投影。又稱為高斯克呂格投影。目的(md)：將球面坐標轉(zhuǎn)換為平面坐標。共五十頁內(nèi)容摘要測繪與空間信息。古代的測繪技術起源于水利和農(nóng)業(yè)，用于土地劃分、河道治理及區(qū)域地圖(dt)測繪等。如：古埃及尼羅河每年洪水泛濫后，需要重新劃定土地界線，開始有測量工作。公