水下遺址的調(diào)查與定位

水下遺址的調(diào)查與定位第一頁，共四十六頁，2022年，8月28日

測量工作的主要研究對象是地球的自然表面，但地球表面形狀極其復雜。有高山、丘陵、平原、河流、湖泊和海洋。

世界第一高峰珠穆郎瑪峰高達8844.43m，太平洋西部的馬里亞納海溝深達11022m。海洋面積約占71%,陸地面積約占29%。測量中把地球形狀看作是由靜止的海水面向陸地延伸并圍繞整個地球所形成的某種形狀。地球概述地球形狀和大小第二頁，共四十六頁，2022年，8月28日鉛垂線地球表面任一質(zhì)點，都同時受到兩個作用力：其一是地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性離心力；其二是整個地球質(zhì)量產(chǎn)生的引力。這兩種力的合力稱為重力。重力的作用線又稱為鉛垂線。鉛垂線是測量外業(yè)所依據(jù)的基準線。水準面

1.定義

處于自由靜止狀態(tài)的水面稱為水準面。

2.特點

1）水準面是一個重力等位面，水準面上各點處處與該點的重力方向（鉛垂線方向）垂直。

2）在地球表面上、下重力作用的范圍內(nèi)，通過任何高度的點都有一個水準面，因而水準面有無數(shù)個。地球形狀和大小第三頁，共四十六頁，2022年，8月28日大地水準面

在測量工作中，把一個假想的、與靜止的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面。1）是一個封閉的曲面。2）是一個略有起伏的不規(guī)則曲面，無法用數(shù)學公式精確表達。3）大地水準面是測量外業(yè)所依據(jù)的基淮面。大地水準面的特征地球形狀和大小第四頁，共四十六頁，2022年，8月28日參考橢球體代表地球形狀和大小的旋轉(zhuǎn)橢球，稱為“地球橢球”。與大地水準面最接近的地球橢球稱為總地球橢球；與某個區(qū)域如一個國家大地水準面最為密合的橢球稱為參考橢球，其橢球面稱為參考橢球面。由此可見，參考橢球有許多個，而總地球橢球只有一個。

旋轉(zhuǎn)橢球面可以用數(shù)學公式準確地表達。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面作為測量計算的基準面。地球形狀和大小第五頁，共四十六頁，2022年，8月28日扁率在幾何大地測量中，橢球的形狀和大小通常用長半軸a、短半軸b和扁率f來表示。我國1980年國家大地坐標系采用了1975年國際橢球，該橢球的基本元素是：

a=6378140m,

b=6356755.3m,

f=1/298.257。由于參考橢球體的扁率很小，當測區(qū)面積不大時，在普通測量中可把地球近似地看作圓球體，其半徑為：地球形狀和大小第六頁，共四十六頁，2022年，8月28日地球體：極半徑略短，赤道半徑略長，北極略突出、南極略扁平，近似于梨形的橢球體。大地體：由穿越陸地、島嶼的全球靜止海平面連片形成的封閉曲面稱為大地水準面，由該水準面所包含的形體稱為大地體，它是地球形體的一級逼近。地球橢球體：大地體繞短軸旋轉(zhuǎn)形成的表面光滑的球體，亦稱旋轉(zhuǎn)橢球體。它是地球形體的二級逼近。（長軸a，短軸b，扁率f=(a-b)/a

）參考橢球體：通過數(shù)學方法將地球橢球體擺到與大地水準面最貼近的位置上，并求出兩者各點間的偏差。它是地球形體的三級逼近。地球形狀和大小第七頁，共四十六頁，2022年，8月28日橢球名稱年代長半徑a(m)扁率f附注德蘭勃(Delambre)180063756531:334.0法國埃弗瑞斯(Everest)183063772761:300.801英國貝賽爾(Bessel)184163773971:299.152德國克拉克(Clarke)186663782061:294.978英國克拉克(Clarke)188063782491:293.459英國海福特(Hayford)191063783881:297.01942年國際第一個推薦值克拉索夫斯基(Krasovski)194063782451:298.3蘇聯(lián)1967年大地坐標系196763781601:298.2471967年國際第二個推薦值1975年大地坐標系197563781401:298.2571975年國際第三個推薦值1980年大地坐標系197963781371:298.2571979年國際第四個推薦值國際主要橢球參數(shù)地球形狀和大小第八頁，共四十六頁，2022年，8月28日大地水準面示意圖第九頁，共四十六頁，2022年，8月28日常用坐標系

大地坐標系是以參考橢球面作為基準面，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。大地經(jīng)度

-過地面某點的子午面與起始子午面之間的夾角，稱為該點的大地經(jīng)度，用L表示。規(guī)定:從起始子午面起算，向東為正，由0°至180°，稱為東經(jīng)；向西為負，由0°至180°，稱為西經(jīng)。大地緯度-過地面某點的橢球面法線與赤道面的夾角，稱為該點的大地緯度，用B表示。規(guī)定：從赤道面起算，由赤道面向北為正，從0°到90°，稱為北緯；由赤道面向南為負，從0°到90°，稱為南緯。大地高

P點沿橢球面法線到橢球面的距離H，稱為大地高，從橢球面起算，向外為正，向內(nèi)為負。1.大地坐標系圖2-4第十頁，共四十六頁，2022年，8月28日2空間直角坐標系

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)成右手直角坐標系O-XYZ。在該坐標系中，P點的位置用x，y，z表示。

WGS-84坐標系是全球定位系統(tǒng)（GPS）采用的坐標系，屬地心空間直角坐標系。WGS-84坐標系采用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)。WGS-84坐標系的原點位于地球質(zhì)心；Z軸指向BIHl984.0定義的協(xié)議地球極(CIP)方向；X軸指向BIHl984.0的零子午面和CIP赤道的交點；Y軸垂直于X、Z軸，X、Y、Z軸構(gòu)成右手直角坐標系。3WGS-84坐標系常用坐標系常用坐標系第十一頁，共四十六頁，2022年，8月28日4平面直角坐標系

測繪工作中所用的平面直角坐標系與解析幾何中所用的平面直角坐標系有所不同，測量平面直角坐標系以縱軸為X軸，表示南北方向，向北為正；橫軸為Y軸，表示東西方向，向東為正；象限順序依順時針方向排列。

當測區(qū)范圍較小時（如小于100km2），常把球面看作平面，建立獨立平面直角坐標系，這樣地面點在投影面上的位置就可以用平面直角坐標來確定。建立獨立坐標系時，坐標原點有時是假設(shè)的，假設(shè)的原點位置應(yīng)使測區(qū)內(nèi)各點的x、y值為正。圖2-6常用坐標系第十二頁，共四十六頁，2022年，8月28日為什么要進行投影地圖投影概念地圖投影實質(zhì)地圖投影變形地圖投影方法地圖投影分類高斯-克呂格(GaussKruger)投影我國常用的地圖投影方式地圖投影第十三頁，共四十六頁，2022年，8月28日為什么要進行投影?地理坐標為球面坐標，不方便進行距離、方位、面積等參數(shù)的量算地球橢球體為不可展曲面地圖為平面，符合視覺心理，并易于進行距離、方位、面積等量算和各種空間分析地理坐標系統(tǒng)：直接建立在球體上的，用經(jīng)緯度（φ,λ）表示地面點位的球面坐標系統(tǒng)。平面直角坐標系統(tǒng)：建立在平面上的笛卡兒坐標系統(tǒng)，用（x，y）表達地理對象位置。投影第十四頁，共四十六頁，2022年，8月28日地圖投影概念投影面地球理解地圖投影的概念可以想象在地球內(nèi)部有一個燈泡，燈泡的光線照射到地球的各個點，投影到套在地球上的各種形狀（圓錐、圓柱和平面）的紙上，將這張紙裁開以后展開便成了平面地圖。第十五頁，共四十六頁，2022年，8月28日投影方法投影面地球第十六頁，共四十六頁，2022年，8月28日地圖投影分類1、幾何投影法正軸橫軸斜軸方位圓柱圓錐第十七頁，共四十六頁，2022年，8月28日地圖:是按照一定的法則,有選擇地以二維或多維形式與手段在平面或球面上表示地球(或其它星球)若干現(xiàn)象的圖形或圖像，它具有嚴格的數(shù)學基礎(chǔ)、符號系統(tǒng)、文字注記，并能用地圖概括原則，科學地反映出自然和社會經(jīng)濟現(xiàn)象的分布特征及其相互關(guān)系。

目前已發(fā)現(xiàn)的最早的地圖事物是4500年前刻在陶片上的古巴比倫地圖。我國最早的地圖可以追朔到4000年前的夏代或更早的時期，如《左傳》中記載的鼎地圖——《九鼎圖》，更為可信的是古代地理學著《山海經(jīng)》中的附圖。

地圖的基本概念第十八頁，共四十六頁，2022年，8月28日

圖1-3陶片地圖第十九頁，共四十六頁，2022年，8月28日

圖1-5西漢地圖第二十頁，共四十六頁，2022年，8月28日（1）由特殊的數(shù)學法則產(chǎn)生的可量測性

地圖是可以進行精確量測的，如：位置（坐標）、距離、區(qū)域面積、地面高度、坡度、斜坡面積、土方量……電子地圖的空間分析

因為地圖具有不同于其它表象的數(shù)學基礎(chǔ)：地圖投影、地圖比例尺和地圖定向等。地圖的特性第二十一頁，共四十六頁，2022年，8月28日第二十二頁，共四十六頁，2022年，8月28日（2）由使用地圖語言產(chǎn)生的直觀性

①地圖符號②地圖色彩③地圖注記

地圖符號和實地被表現(xiàn)對象具有對應(yīng)和解釋關(guān)系。地圖符號具有很多優(yōu)點，更有利于運用地圖來表示各種地理現(xiàn)象。使用地圖語言表示事物更具直觀性。第二十三頁，共四十六頁，2022年，8月28日（3）由實施制圖綜合產(chǎn)生的一覽性

隨著地圖比例尺的縮小，地圖的面積減小，不可能表示出地面上所有的物體，因此必須去掉其中的一部分，只保留較為重要的那一部分，簡化原來復雜的圖形輪廓，減少分類分級，簡化復雜的質(zhì)量標志。

通過制圖綜合，讀者在閱讀任何一種比例尺的地圖時，都可以在一覽之下獲得制圖區(qū)域的總體特征和最重要的地理事物信息。第二十四頁，共四十六頁，2022年，8月28日地圖的內(nèi)容1、數(shù)學要素

用以控制和確定地圖上地理要素與地面事物的相關(guān)位置，以保證地圖具有一定的數(shù)學精度。①坐標系統(tǒng)：

地理坐標網(wǎng)（經(jīng)緯網(wǎng)）直角坐標網(wǎng)（方里網(wǎng)）

第二十五頁，共四十六頁，2022年，8月28日控制點：

起到控制測量定位作用的點，如：三角點、水準點等。③比例尺：

地圖上某線段的長度與實地相應(yīng)線段的水平長度之比。④定向：

確定地圖上圖形的地理方向。第二十六頁，共四十六頁，2022年，8月28日2、地理要素

①自然地理要素：指水系、地勢、地貌、土質(zhì)、植被等現(xiàn)象。②社會經(jīng)濟要素：指政治行政、人口、文化、城市、經(jīng)濟等現(xiàn)象。③環(huán)境要素：指人類生活的環(huán)境狀況，包括環(huán)境污染、環(huán)境保護、災(zāi)害等。第二十七頁，共四十六頁，2022年，8月28日3、輔助要素：

用以幫助讀圖、用圖以及補充地圖的有關(guān)內(nèi)容。如：圖名、圖例、圖號、接圖表、圖廓、分度帶、坡度尺、各種附圖、資料以及成圖說明等。第二十八頁，共四十六頁，2022年，8月28日地圖的分類1、按內(nèi)容分：

①普通地圖：

以相對平衡的詳細程度表示地面各種自然和人文現(xiàn)象的地圖。表示制圖區(qū)域最一般的自然和社會經(jīng)濟現(xiàn)象的地圖，即以六大要素——水系、地貌、土質(zhì)植被、居民地、道路、境界，以及獨立地物為主要制圖對象。第二十九頁，共四十六頁，2022年，8月28日第三十頁，共四十六頁，2022年，8月28日②專題地圖：

為了某些專題需要而著重表示某一種或某幾種主題要素（自然現(xiàn)象或社會經(jīng)濟現(xiàn)象）的地圖。

主題要素表示詳細而突出，其它要素圍繞主題要素而選取，并簡略表示。主題要素可以是普通地圖上內(nèi)容，如：水系、地貌、行政區(qū)劃、交通等；也可以是普通地圖中沒有的專門要素，如：歷史事件、經(jīng)濟指標、人口勞動力等。第三十一頁，共四十六頁，2022年，8月28日旅游地圖

第三十二頁，共四十六頁，2022年，8月28日2、按比例尺分：

普通地圖①大比例尺地圖：≥1：10萬的地圖②中比例尺地圖：介于10萬~1：100萬之間的地圖③小比例尺地圖：≤1：100萬的地圖第三十三頁，共四十六頁，2022年，8月28日2、按比例尺分：

工程測量部門地形圖①大比例尺地圖：≥1：2000②中比例尺地圖：介于5000-1：10000之間的地圖③小比例尺地圖：≤1：15000的地圖第三十四頁，共四十六頁，2022年，8月28日*國家基本比例尺地形圖：

1：50001：1萬

1：2.5萬1：5萬、

1：10萬1：25萬、

1：50萬1：100萬共8種比例尺地圖第三十五頁，共四十六頁，2022年，8月28日第三十六頁，共四十六頁，2022年，8月28日3、按表達方式分：

①模擬地圖：用地圖符號和圖形表達的地圖。②數(shù)字地圖：存貯載計算機可識別的媒體上，符合地圖特征的一組描述地理事物的坐標和屬性標志的離散數(shù)據(jù)的集合。③電子地圖：數(shù)子地圖經(jīng)符號匹配在屏幕上顯示的地圖。第三十七頁，共四十六頁，2022年，8月28日4、按制圖區(qū)域分：

地圖制圖區(qū)域分類可按自然區(qū)和行政區(qū)來細分。

按自然區(qū)可分為：世界地圖、大洲地圖（如亞洲地圖、歐洲地圖等）、南極地圖、北極地圖、大洋地圖（如太平洋地圖、大西洋地圖等）、自然區(qū)域地圖（如青藏高原地圖、長江流域地圖等）。

按行政區(qū)可分為：國家地圖、省(區(qū))地圖、市（縣）地圖和鄉(xiāng)鎮(zhèn)地圖等。

第三十八頁，共四十六頁，2022年，8月28日5、按使用方式分：

①桌面用圖：放在桌面上使用，能在明視距離閱讀的地圖，如地形圖、地圖集等；

②掛圖：掛在墻上使用的地圖，其中，掛圖又有近距離閱讀的一般掛圖和遠距離閱讀的教學掛圖；③袖珍地圖：通常包括小的圖冊或便于折疊絲綢質(zhì)地圖及折疊得很小巧的旅游地圖等。④電子地圖：是以計算機屏幕顯示的地圖，如:

多媒體電子地圖，網(wǎng)絡(luò)地圖等。

第三十九頁，共四十六頁，2022年，8月28日6、按地圖維數(shù)分：

①2維地圖：一般的平面地圖；

②2.5維地圖：一般的立體地圖，如立體模型地圖、塑料壓膜立體地圖、光柵立體地圖、互補色立體地圖等；

③3維地圖：是真正的三維立體顯示，能以任意方向和角度顯示三維圖像。在三維地圖基礎(chǔ)上利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，形成“可進入”地圖，使用者有親臨其境的感覺。④4維地圖：是除三維立體以外，再增加一維屬性值（一般是時間維）。利用四維地圖可分析并預報水災(zāi)、暴風雨、地震等。第四十頁，共四十六頁，2022年，8月28日第四十一頁，共四十六頁，2022年，8月28日地圖的用途①在國民經(jīng)濟建設(shè)中的應(yīng)用：

A．各種資源的勘測、規(guī)劃、開發(fā)和利用；

B．各項工程建設(shè)的選址、選線、勘察、設(shè)計和施工

C．國土整治規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、預警與治理；

D．各級政府和管理部門將地圖作為規(guī)劃和管理的工具；

E．城市建設(shè)、規(guī)劃與管理；

F．交通運輸?shù)囊?guī)劃、設(shè)計與管理；

G．水利、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等其他領(lǐng)域的應(yīng)用。第四十