测绘学概论论文

浅谈对测绘学的认识xxx学号:201130161xxxx武汉大学测绘学院测绘工程x班摘要：在许多人的眼中，测绘是一个艰苦而且枯燥的行业，从名称上看，这个专业所研究的东西似乎也比较低端，没有什么科技含量。然而事实却并非如此，通过一个学期对《测绘学概论》的学习，笔者深刻地认识了测绘这个专业，也纠正自己曾经的一些错误认识。本文就是笔者对测绘这门学科的一些认识和理解，也是对那些认为测绘是一门没有科技含量而且艰苦的观点的驳斥。关键词：测绘学；传统分类；现代发展1测绘学的基本概念和研究内容测绘学起初的概念是以地球为研究对象，对其进行测定和描绘的科学。这种概念的测绘工作限于较小的区域，测绘工作者利用普通的测量仪器，通过平面测量的方法直接测绘地形图。这就是通常所说的“白纸测图”。然而，这种方式劳动强度大，效率低，精度差，也难怪那么多人会认为测绘是一项艰苦而枯燥的工作。然而随着测绘学科的不断发展，尤其是人类科技的发展、社会的进步，上面所说的测绘已经远远不能满足人们的需求。地球的表面不是平面，测绘工作也不限于较小的区域，尤其是测绘科学技术的应用领域不断扩大，其工作范围不仅是一个国家或地区，有时甚至要进行全球的测绘工作。这样一来，测绘工作就不像上面所说的那样简单，而是复杂多了。如今的测绘学研究的对象不仅是地球，还需要将研究范围扩大到外层空间的各种人造和自然实体，甚至是地球的内部结构等。因此，对测绘学的一个比较完整的基本概念应该是：研究测定和推算地面及其外层空间点的几何位置，确定地球形状和地球重力场，获取地球表面自然形态和人工设施的几何分布以及与其属性有关的信息，编制全球或局部地区的各种比例尺的普通地图和专题地图，为国民经济的发展和国防建设以及地学研究服务。这个概念看起来可能有些抽象，但至少我们可以看出测绘学科研究的内容是极其丰富的。下面仅就测绘地球列举其研究的基本内容：1)在已知地球形状、大小及其重力场的基础上建立一个统一的地球坐标系统，用以表示地球表面及其外部空间任一点在这个地球坐标系中的几何位置。2)以坐标为基础，使用一定的测量仪器和测量方法进行地表形态的测绘工作。3)将获取的自然界与人类社会现象的空间分布、相互联系及其动态变化信息以地图的形式反映和展示出来。4)用测绘资料引导工程建设的实施，监视建筑物的形变。5)在陆地之外，对海洋环境进行测绘工作。5)依据数学上的一定准则，由一系列带有观测误差的测量数据，求出未知量的最佳估值及其精度。6)依据不同的测绘理论和方法，使用不同的仪器和设备，采用不同的数据处理和平差手段，最后获取符合不同应用领域要求的测绘成果。从这些内容中我们可以看出测绘是一门综合性很强的学科，绝不是想许多人认为的那样简单。测绘是一门对国民经济建设、国防建设、科学研究有重大意义的学科，与我们每个人都有密切的联系。2测绘学的传统学科分类2.1大地测量学大地测量学是一门古老而有年轻的科学，是地球科学的一个分支。它的基本目标是测定和研究地球空间点的位置、重力及其随时间变化的信息，为国民经济建设和社会发展、国家安全以及地球科学和空间科学研究等提供大地测量基础设施、信息和技术支持。现代大地测量学与地球科学和空间科学的多个分支相互交叉，已成为推动地球科学、空间科学和军事科学发展的前沿科学之一，其范围已从测量地球发展到测量整个地球外空间。大地测量学领域的扩大和交叉:20世纪70年代以前的大地测量通常称为传统大地测量，70年代之后，空间技术、计算机技术和信息技术飞跃发展，为大地测量学注入了新内容，形成了现代大地测量。经典大地测量学研究地球几何形状、定向及其变化,并关注在其表面上点的定位、重力及其变化。现代大地测量则已远远超过原来经典的目标,可以提供和处理涉及原来是地球动力学、行星学、大气学、海洋学、板块运动学和冰川学等其他学科所需的信息。大地测量可以并已经涉及多种学科领域，并提供多种学科领域长期以来很难取得的数值和有可能解决它们相应的困惑。事实业已证明大地测量学将与其他学科有更多的交叉，并将更大地影响和促进地球科学、环境科学和行星科学的发展。2.2摄影测量学通过“摄影”进行“测量”就是摄影测量，具体而言，就是通过量测摄影所得的“影像”获取空间物体的几何信息。它的基本原理是来自测量的交会方法。我们知道，把放在眼前，分别用左眼和右眼去看它，会发现位置有微小变动。摄影测量就是在不同的角度进行摄影，利用了这样的立体像对的“移位”来构建立体模型，进行测量。根据对地面获取影像是摄像机安放位置的不同，摄影测量可分为航空摄影测量、航天摄影测量与地面（近景）摄影测量。相比于测绘学的古老，摄影测量学是一门相对年轻的学科。它利用计算机代替人眼，使得数字摄影测量在理论和实践上都取得了迅速的发展，而且它正在与新的传感器（如激光扫描仪）和其他的测量仪器（如GPS、全站仪）结合，因此必将在新的领域得到发展。2.3地图制图学地图具有可量测性、直观性、一览性，因此应用广泛。前面已经说过，编制全球或局部地区的各种比例尺的普通地图和专题地图，为国民经济的发展和国防建设以及地学研究服务，这是测绘学科的基本任务。摄影测量学就是要研究如何把地球椭球上的点投影到平面上，选用怎样的符号表示在地图上使其不仅能直观地表示物体并能反映本质规律。地图的种类是多种多样的，在内容上分为普通地图（以相对平衡的详细程度表示水系、地貌、土质植被、居民地、交通网、境界等）和专题地图（根据需要突出反映一种或几种主题要素或现象）。按地图维数可分为二维、二点五维、三维、四维。20世纪90年代，随着计算机技术和激光技术的发展，数字制图技术诞生，它以地图、统计数据、实测数据、野外测量数据、数字摄影测量数据、GPS数据、遥感数据等为数据，以电子出版物为平台，使地图制图与印刷融为一体，给地图制图带来了革命性的变化。未来，研究多数据源的地图制图技术方法，设计制作各种新型数字地图产品（如真三维地图），采用数字地图制图技术与地理信息系统技术编制国家电子地图集，建立国家地图集数据库与国家地图集信息系统是今后的主要发展发展方向。2.4工程测量学工程测量学主要研究在工程建设各个阶段所进行的与地形及工程有关的信息采集和处理、工程的施工放样及设备安装、变形监测分析和预报等的理论、技术和方法，以及研究对与测量和工程有关的信息进行管理和使用。它是测绘学在国民经济建设和国防建设中的直接应用。然而现代工程测量已经远远突破了为工程建设服务的狭窄观念，而面向“广义工程测量学”，认为：“一切不属于地球测量、不属于国家地图集范畴的地形测量和不属于官方的测量，都属于工程测量。”展望21世纪,工程测量学在以下方面将得到显著发展:1)测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展。2)在变形观测数据处理和大型工程建设中,将发展基于知识的信息系统,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。3)工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量。4)多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用。5)GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。6)大型和复杂结构建筑、设备的3维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。7)数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。2.5海洋测绘学海洋面积约占地球总面积的71%，是人类生命的摇篮。随着科技的发展，海洋的重要价值也被越来越多地认识到。而一切海洋活动，包括经济、军事、科研，像海上交通、海洋地质调查和资源开采、海洋工程建设、海洋疆界勘定、海洋环境保护、海底地壳和板块运动研究等，都需要测绘提供不同种类的海洋地理信息要素、数据和基础图件。海洋测绘是海洋测量和海图绘制的总称，其任务是对海洋及其邻近陆地和江河湖泊进行测量和调查，获取海洋基础地理信息，编制各种海图和航海资料，为航海、国防建设、海洋开发和海洋研究服务。海洋测绘在新世纪主要面临着以下几个方面的挑战与发展机遇:1）服务对象将由主要为水面船只航海安全服务向全方位、多层次服务转化。海洋几何测量的服务对象将大幅度扩展。另外，航海图继续发展的前提下会出现多种海洋测量数字产品、数据库和地理信息系统并存的局面,为多学科多种使用目的提供全方位服务。2）信息获取和表示的方式将由积木组合式向集成综合式转化。21世纪无论在信息获取还是信息体现都会以多系统集成为主体。在信息获取领域,一个系统多种功能的集成和多个系统的有机集成都会出现引人注目的变革。。3）信息服务形式将由3维静态向4维动态转化。20世纪海洋测量成果主要以3维静态的形式向社会提供服务,随着科学技术的发展,21世纪社会对海洋测量成果的需求将趋向动态变化和实时性。4）维动态信息服务也对海洋测量的精度、密度、可靠性、分辨率、获取和处理信息的速度、分发信息的速度提出了新的、更高的要求。电子海图显示系统的发展,使得电子海图的实时显示由最初的2维显示、到3维显示,继而发展到迭加潮汐预报的实时4维动态显示。需要指出的是，以上的分类只是传统的分类方式。目前，测绘各分支学科的理论与技术日益交叉和相互渗透，而且所涉及的其他学科和行业愈来愈多，其应用也越来越广泛。尽管测绘学有着庞大的知识体系和复杂的知识结构，但专业划分过细不利于测绘学科的发展，测绘学各分支的融合已经成为一种时代趋势。3测绘学的新技术列举3.1卫星导航定位技术（GNSS）它是利用在空间飞行的飞机不断向地面广播发送具有某种频率并加载了某些特殊定位信息的无线电信号来实现定位测量的导航定位系统。3.2航天遥感技术（RS）它是不接触物体本身，用传感器采集目标物的电磁波信息，经处理、分析后识别目标物，揭示几何、物理性质的相互联系及其变化规律的现代科学技术。3.3数字地图制图技术（DigitalCartography）它是根据地图制图原理和地图编辑过程的要求，利用计算机输入、输出等设备，通过数据库技术和图形数字处理方法，实现地图数据的获取、处理、显示、存储和输出。3.4地理信息系统技术（GIS）它是在计算机软件和硬件系统支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图和综合分析应用的技术系统。3.53S集成技术（IntegrationofGPS,RSandGIStechnology）在3S技术的集成中，GPS主要用于实时、快速地提供目标的空间位置；RS用于实时、快速地提供大面积地表物体及其环境的几何与物理信息，以及它们的各种变化；GIS则是对多种来源时空数据的综合处理分析的平台。3.6卫星重力探测技术（SatelliteGravimetry）它是将卫星当成地球重力场的探测器或传感器，通过对卫星轨道的受摄运动及其参数的变化或者两颗卫星之间的距离变化进行观测，据此了解和研究地球重力场的精细结构。3.7虚拟现实技术（VirtualRealityTechnology）它是由计算机组成的高级人机交互系统，构成一个以视觉感受为主，包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境。从这些新技术中我们可以再一次体会到这样的一个事实，测绘是一门与前沿科技联系十分紧密的学科，测绘本身就有着很高的科技含量。4结语测绘学是一门古老的学科,因为它有着悠久的历史，一千多年前，就已经有了地产边界的测定。然而，测绘学又是一名现代的学科，因为随着人类社会的进步、经济的发展和科技水平的不断提高，测绘学科的理论、技术、方法及其学科内涵也随之不断地发生变化。尤其是在当代，由于空间技术、计算机技术、通信技术和地理信息技术的发展，测绘学的理论基础、工程技术体系、研究领域和科学目标正在适应新形势的需要而发生深刻的变化。如今的测绘学与传统的测绘学相比已经发生了翻天覆地的变化。作为一名古老而现代的学科，测绘学的在科学研究、国民经济建设、国防建设、社会发展中的重大作用是毋庸质疑的。随着测绘科学技术在“3S”技术的支撑下在信息采集、数据处理和成果应用等方面步入数字化、网络化、智能化、实时化和可视化的新阶段，测绘学已成为研究对地球和其他实体的空间分布有关的信息进行采集量测、分析、显示、管理