1-測繪學(xué)基本知識解讀

第一章測繪學(xué)基本知識定義:研究地球的形狀和大小，確定地面點(diǎn)的空間位置，將地球表面的形狀和其它信息測繪成地圖的科學(xué)。對象:地球的自然表面任務(wù)：測量和標(biāo)定內(nèi)容:研究地球形狀和大小,測制地圖的理論與技術(shù)?

確定空間位置的技術(shù).主要分支:

大地測量學(xué)

地形測量學(xué)?

攝影測量學(xué)

工程測量學(xué)?

制圖學(xué)

海洋測量學(xué)（專題）第一節(jié)測繪工作的任務(wù)及其在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用

一、測繪學(xué)研究的內(nèi)容1、測繪學(xué)的定義測繪科學(xué)是一門研究如何確定地球形狀和大小及地面、地下和空間中各物體的幾何形態(tài)及其空間位置的科學(xué)，為人類了解自然、認(rèn)識自然和能動(dòng)的改造自然服務(wù)。2、測繪學(xué)的任務(wù)

⑴測量（精確測定點(diǎn)的位置，物的形狀、大?。评L圖（將所測數(shù)據(jù)根據(jù)需要展繪到圖上）⑶標(biāo)定（將圖紙上設(shè)計(jì)好的位置標(biāo)定在實(shí)地）3、測繪學(xué)的分支及研究內(nèi)容⑴大地測量學(xué)以整個(gè)地球?yàn)檠芯繉ο?，以地球橢球面為參考面來確定地面點(diǎn)的位置。⑵地形測量學(xué)（普測）是測繪學(xué)的基礎(chǔ)部分，是研究測繪地形圖的基本理論、技術(shù)和方法的學(xué)科。⑶攝影測量學(xué)是利用攝影或遙感的手段獲取被測物體的信息，經(jīng)過對所獲圖像的處理、量測、判釋和研究來確定被測目標(biāo)的形狀、大小和位置。⑷工程測量學(xué)是研究工程建設(shè)在規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工放樣和運(yùn)營管理各階段中進(jìn)行測量工作的理論、技術(shù)和方法的科學(xué)。（實(shí)用或應(yīng)用）⑸礦山測量學(xué)綜合運(yùn)用測量、地質(zhì)和采礦等多種學(xué)科的知識，研究和處理礦山地質(zhì)勘探、建設(shè)和采礦過程中一些靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的問題。⑹地圖制圖學(xué)以地圖信息傳輸為中心，探討地圖的編制和應(yīng)用。二、測繪工作的作用測繪工作是各項(xiàng)工程建設(shè)、資源開發(fā)、國防建設(shè)的基礎(chǔ)性、超前性工作。三、測繪學(xué)的發(fā)展測繪學(xué)是一門既古老又年輕的科學(xué)。測繪學(xué)科的發(fā)展和人類歷史、政治、軍事和科學(xué)文化的發(fā)展有著密切的聯(lián)系。第二節(jié)地球的形狀和大小一、地球的自然形體局部特點(diǎn)：高低起伏，極其復(fù)雜整體特點(diǎn)：1、近似一個(gè)兩極略扁的橢球；

2、可視為水球（海71%，陸29%）；

3、無法用數(shù)學(xué)公式描述。

鉛垂線：地球重力方向稱為鉛垂線水平線：與鉛垂線正交的直線水平面：與鉛垂線正交的平面二、大地水準(zhǔn)面及其特性1、水準(zhǔn)面靜止的液體表面，稱為水準(zhǔn)面。特性:

1、處處與鉛垂線正交。2、是不規(guī)則的表面，有無窮多，且相互平行。3、水準(zhǔn)面與鉛垂線可作為野外測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線2、大地水準(zhǔn)面定義：設(shè)想的處于靜止?fàn)顟B(tài)的平均海水面，并向陸地內(nèi)部延伸而形成的一個(gè)封閉形體的表面。其所包含的形體稱為大地體。特性：大地水準(zhǔn)面是水準(zhǔn)面之一；常作為高程基準(zhǔn)三、參考橢球面及其特性地球橢球：形狀與大小都與大地體十分接近的旋轉(zhuǎn)橢球橢球元素：長短半軸a、b或長軸a和扁率α=（a-b）/a橢球定位：確定地球橢球與大地體的相關(guān)位置的過程。其目的是使地球橢球面的局部與某一地區(qū)的大地水準(zhǔn)面實(shí)現(xiàn)最佳擬合。參考橢球：形狀與大小與大地體比較相近，與地球接觸密合程度好，確定為地球橢球，其表面叫參考橢球面。大地水準(zhǔn)面與橢球面的關(guān)系參考橢球面特性：是一個(gè)規(guī)則表面，可用公式表示是測量計(jì)算的基準(zhǔn)面參考橢球面的確立，標(biāo)志著測量坐標(biāo)系的建立我國測量坐標(biāo)系使用情況：1954年北京坐標(biāo)系選用克拉索夫斯基橢球元素

a=6378245m,α=1:298.3

與蘇聯(lián)1942年坐標(biāo)系聯(lián)測1980年國家坐標(biāo)系選用IUGG推薦的橢球元素

a=6378140m,α=1:298.257

原點(diǎn)在陜西涇陽縣永樂鎮(zhèn)2000國家大地測量坐標(biāo)系（CGCS2000-ChineseGeodeticCoordinateSystem2000,2008年7月1日啟用）選用IUGG17推薦的橢球元素

a=63781137m,α=1:298.257WGS-84坐標(biāo)系（美國GPS系統(tǒng)使用）

大地原點(diǎn)水準(zhǔn)零點(diǎn)第三節(jié)測量常用的坐標(biāo)系為了表達(dá)空間某物體的位置，測量上常用投影的方法獲得表達(dá)物體的數(shù)據(jù)（坐標(biāo)和高程）。坐標(biāo)：表示地面點(diǎn)沿著基準(zhǔn)線投影到基準(zhǔn)面后，在基準(zhǔn)面上的位置；高程：表示地面點(diǎn)沿著基準(zhǔn)線到基準(zhǔn)面的距離。同時(shí)又產(chǎn)生了新的概念“基準(zhǔn)面”和“基準(zhǔn)線”基準(zhǔn)面可以是橢球面以可以是大地水準(zhǔn)面或平面，一般認(rèn)為的是大地水準(zhǔn)面；基準(zhǔn)線可以是鉛垂線或法線，一般選鉛垂線。測量中常用的球面坐標(biāo)系是大地坐標(biāo)系，平面坐標(biāo)系是高斯－克呂格平面直角坐標(biāo)系，常用的高程系是正高系。一、大地坐標(biāo)系1、坐標(biāo)系的建立2、大地坐標(biāo)的定義大地經(jīng)度L：過橢球面上M點(diǎn)的子午面與起始子午面所構(gòu)成的二面角L,叫M點(diǎn)的大地經(jīng)度東經(jīng)：自起始子午面向東量稱為東經(jīng)

各0-180西經(jīng)：自起始子午面向西量稱為西經(jīng)大地緯度B:過橢球面上M點(diǎn)的法線與赤道面的夾角B,叫M點(diǎn)的大地緯度。北緯：自赤道面向北量稱為北緯南緯：自赤道面向南量稱為南緯

各0-90°二、獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)坐標(biāo)系的關(guān)系

三、高斯—克呂格平面直角坐標(biāo)系（一）、高斯投影分帶的概念1、為什么要投影參考橢球面是不可展曲面不便于地圖的制作、使用和保管不便于地圖應(yīng)用中的計(jì)算2、什么是投影

按一定的數(shù)學(xué)法則將參考橢球面上的點(diǎn)、線、圖形化算到平面上的過程。3、投影變形

長度變形、角度變形、面積變形4、地圖投影的種類按投影變形：等角投影

等積投影

任意投影（等距投影）5、地圖投影的選擇

依國土的位置、形狀和地圖的用途選擇投影方式。我國基本比例尺地形圖投影選擇標(biāo)準(zhǔn):

投影后保持角度不變；長度變形不能超過一定限度；小范圍內(nèi)圖形保持相似（二)、高斯投影(等角橫切橢圓柱投影）

1、高斯投影條件

投影后角度無變形中央子午線投影后為直線中央子午線投影后長度無變形2、高斯投影的規(guī)律<1>中央子午線的投影是一條直線，其長度無變形。其它子午線的投影為凹向中央子午線的曲線。<2>赤道的投影為一條與中央子午線垂直的直線。其它緯線的投影為凸向赤道的曲線。<3>除中央子午線外，其它線段的投影均有變形，且離中央子午線愈遠(yuǎn)，長度變形愈大。<4>投影前后的角度保持不變，且小范圍內(nèi)的圖形保持相似。<5>具有對稱性。<6>面積有變形。(三)、投影帶的劃分1、為什么要分帶為滿足測圖用圖的精度要求，需要限制投影變形的大小。2、分帶的原則

長度變形滿足測圖精度要求；

鄰帶換算的工作量不至于過大。3、劃分方法6o帶：自首子午線由西向東每隔經(jīng)差6o為一帶，依次按編號n=1-60。中央子午線經(jīng)度L0與帶號n的關(guān)系為：L0=6on-3o

n=(L0+3)/63o帶：自東經(jīng)1°30′由西向東每隔經(jīng)差3o為一

帶，依次按編號n=1-120。中央子午線經(jīng)度L0與帶號n的關(guān)系為：L’0=3on’

n’=L’0/3任意帶：以測區(qū)中心子午線為中央子午線。4、6o帶與3o帶的關(guān)系

帶號為奇數(shù)的3o帶中央子午線與相應(yīng)6o帶的中央子午線重合。

帶號為偶數(shù)的3o帶中央子午線與相應(yīng)6o帶的分帶子午線重合。四、高斯平面直角坐標(biāo)系1、建立方法分帶建立中央子午線投影為X軸赤道的投影為Y軸兩軸交點(diǎn)為原點(diǎn)O2.自然坐標(biāo)A:

X=

50000.00m

Y=-10000.00mB:

X=50000.00mY=

10000.00m3、通用坐標(biāo)縱坐標(biāo)西移500公里，即：Y值加500公里Y坐標(biāo)前冠以帶號A:X=

50000.00mY=19490000.00mB:X=

50000.00mY=19510000.00m四、高程基準(zhǔn)面:

大地水準(zhǔn)面定

義:點(diǎn)沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離，

通常稱為高程、正高、海拔。用H表示。大地水準(zhǔn)面的確定:1956年黃海高程系:根據(jù)青島驗(yàn)潮站1950-1956年間的驗(yàn)潮結(jié)果，作為黃海平均海水面水準(zhǔn)原點(diǎn)高程：72.289m1985年國家高程基準(zhǔn):根據(jù)青島驗(yàn)潮站1952-1979年間的驗(yàn)潮結(jié)果，作為黃海平均海水面水準(zhǔn)原點(diǎn)高程：72.260m第四節(jié)用水平面代替水準(zhǔn)面的限度地球曲率對水平距離的影響（≤10公里）地球曲率對水平角的影響（≤100平方公里）地球曲率對高差的影響第五節(jié)地形圖的基本知識一、地形圖的概念在對地面上進(jìn)行測量后獲得的數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的目的，繪制成各種表示地面情況的圖形，按圖的內(nèi)容和成圖方法不同分為：平面圖；地圖；地形圖；專題圖；剖面圖二、地形圖的內(nèi)容主要包括反應(yīng)地面地物、地貌的圖件，圖廓，比例尺，坐標(biāo)系統(tǒng)，高程系統(tǒng)；三、地形圖的比例尺和比例尺精度比例尺：地形圖上任一線段的長度和地面上相應(yīng)線段的水平距離之比。⑴比例尺的種類

a、數(shù)字比例尺

1：K

分為大比例尺，中比例尺和小比例尺

b、圖示比例尺在地形圖上刻畫了一段帶有刻度的線段⑵、比例尺精度圖上最小是多大的距離就能夠表示出想要表示的地物？實(shí)際測量工作中將相當(dāng)與圖上0.1mm的實(shí)地水平距離稱為比例尺精度。比例尺1:5001:10001:20001:50001:10000比例尺精度/m0.050.1