测量学基本知识

测量学基础夏俊课程性质：专业基础课课时：64课时（理论+实践）使用教材：谢跃进于春娟《黄河水利出版社》学习方法：理论教学+实践教学考核方法：理论成绩（考勤+考试）+实践成绩（考勤+技能)测量学基础01绪论第一章测量学基本知识1.1研究对象和任务1.2测量学学科分类1.3在国民经济建设中的地位和作用1.4发展01绪论第一章测量学基本知识1.1研究对象和任务测绘学是一门古老的地球科学，它自于希腊文的“土地划分”。传统的测绘学是对地球进行测定和描绘的科学。而现代的测绘学已经发展为一门多方面的综合科学，通常叫做测绘科学或地球空间信息学。地球空间信息学反映了现代测绘科学与遥感、地理信息系统、多媒体通信等现代计算机科学和信息科学的多学科集成。地球空间信息学包含了用计算机处理地理信息的各种学科与技术。范围包括（但不限于）工程测量学、地形测量、遥感、摄影测量、地理信息系统(GIS)、土地信息系统(LIS)、地籍测绘、市政工程管理等。01绪论第一章测量学基本知识1.2测量学学科分类大地测量学凡研究的对象是地表上一个较大的区域甚至整个地球时，就必须考虑地球的曲率。是研究和测定地球形状、大小和地球重力场，以及测定地面点几何位置的学科。普通测量学研究地球表面局部区域内测绘工作的基本理论、仪器和方法的学科，是测绘学的一个基础部分。局部区域指在该区域内进行测量、计算和制图时，可以不顾及地球的曲率，把这区域的地面简单地当作平面处理，而不致影响测图的精度。01绪论第一章测量学基本知识1.2测量学学科分类摄影测量与遥感利用非接触成像和其他传感器对地球表面及环境、其他目标或过程获取可靠的信息，并进行记录、量测、分析和表达的科学与技术。地图制图学利用测量所得的资料，研究如何投影编绘成地图，以及地图制作的理论、工艺技术和应用等方面的测绘科学是制图学的范畴。工程测量学城市建设、大型厂矿建筑、水利枢纽、农田水利及道路修建等再勘测设计、施工放样、竣工验收和工程检测保养等方面的测绘工作，统称工程测量学。主要任务有三方面，即：地面到图纸，图纸到地面，以及变形观测。01绪论第一章测量学基本知识1.2测量学学科分类01绪论第一章测量学基本知识1.2测量学学科分类01绪论第一章测量学基本知识1.3在国民经济建设中的地位和作用1.4发展先行性基础性精确性02地球的形状和大小第一章测量学基本知识2.1大地水准面2.2参考椭球体02地球的形状和大小第一章测量学基本知识2.1大地水准面静止的平均海水面的水准面，称为大地水准面。大地水准面是由静止海水面并向大陆延伸与平均海水面相吻合的称为大地水准面所形成的不规则的封闭曲面。02地球的形状和大小第一章测量学基本知识2.2参考椭球体通常所说地球的形状和大小，实际上就是以参考椭球体的半长径、半短径和扁率来表示。1975年国际大地测量与地球物理联合会推荐的数据为：半长径6378140米，半短径6356755米，扁率1∶298.257。1980年国际大地测量与地球物理联合会推荐数据为：长半轴a=6378137，短半轴b=6356752，扁率α=（a-b）/a=1:298.257。而中国在1978年推测的数据为：a=6378143，b=6356758，α=1:298.255。测量中取大小和形状与大地体最为密合的旋转椭球体代替大地体，定位後的旋转椭球体，成为参考椭球体。一个国家和地区为处理测量成果而采用的一种与地球大小、形状最接近并具有一定参数的地球椭球。03地面点位置的表示方法第一章测量学基本知识3.1测量坐标系3.2地面点的高程03地面点位置的表示方法第一章测量学基本知识3.1测量坐标系3.1.1大地坐标当点在参考椭球面上时，仅用大地经度和大地纬度表示。大地经度是通过该点的大地子午面与起始大地子午面（通过格林尼治天文台的子午面）之间的夹角。规定以起始子午面起算，向东由0°至180°称为东经；向西由0°至180°称为西经。大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角，规定由赤道面起算，由赤道面向北从0°至90°称为北纬；向南从0°到90°称为南纬。大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。03地面点位置的表示方法第一章测量学基本知识3.1测量坐标系3.1.1地理坐标系——大地坐标目前，我国经常使用的坐标系有：（1）1954年北京坐标系大地原点在苏联，将与苏联大地网联测后我国东北边境的三个点的坐标作为我国天文大地网起算数据，然后通过天文大地网坐标计算，推算出北京一点的坐标，故命名为北京坐标系。（2）1980年国家大地坐标系采用1975年国际椭球，大地原点在陕西省永乐镇，椭球面与我国境内的大地水准面密合最佳。（3）WGS-84坐标系是世界大地坐标系统，其坐标原点在地心，采用WGS-84椭球。03地面点位置的表示方法第一章测量学基本知识3.1测量坐标系3.1.1地理坐标系——天文坐标03地面点位置的表示方法第一章测量学基本知识3.1测量坐标系3.1.2高斯平面直角坐标系高斯投影——03地面点位置的表示方法第一章测量学基本知识3.1测量坐标系3.1.2高斯平面直角坐标系——投影带的划分03地面点位置的表示方法第一章测量学基本知识3.1测量坐标系3.1.3平面直角坐标系03地面点位置的表示方法第一章测量学基本知识3.2地面点的高程地面店的高程是指地面店到基准面的铅垂距离。3.2.1绝对高程3.2.2相对高程3.2.3高差03地面点位置的表示方法第一章测量学基本知识3.2地面点的高程3.2.1绝对高程绝对高程(或称海拔)，是指地面点沿垂线方向至大地水准面的距离。我国在青岛设立验潮站，长期观测和记录黄海海水面的高低变化，取其平均值作为绝对高程的基准面。03地面点位置的表示方法第一章测量学基本知识3.2地面点的高程3.2.2相对高程在局部地区，当无法知道绝对高程时，假定一个水准面作为高程起算面，地面点到该假定水准面的垂直距离称为相对高程，又称为假定高程。3.2.3高差高差是两点间高程之差。首先选择一个面作为参考面（一般选择地面），然后测出两点相对参考面的高度，两高度之差即为高差（可为正，可为负）。04测量工作的基本内容和原则第一章测量学基本知识4.1测量的基本工作4.2测量工作应遵循的原则一、测量原则先控制后碎部，从整体到局部，由高级到低级。二、测量工作任务1、测绘——地面——图上2、测设——图上——地面（控制测量、地形测量、施工放样）三、基本测量工作1．测量水平距离2．测量水平角3．测量直线的方向4．测量点的高程为了求得待定点的平面坐标至少需要两个测量值：水平距离，水平夹角。为了求得第三维的坐标，还需要另一个测量值：高差。测量作业就在于使用不同精度的测量仪器，测得“角度”、“距离”和“高差”第一章测量学基本知识作业P203.4.6.7.8下周五上课前上交作业24/12