非常详实的测绘基础知识PPT分解

测绘基础知识2011年10月28日测绘学基本简介1、测绘学的概念测绘学是研究如何测定地面点的平面位置和高程，将地球表面的地形及其它信息测绘成图（含地图和地形图），以及研究地球的形状和大小等的一门科学。它是一门古老而复杂的科学。测量最基本的任务之一，就是使用测量仪器和工具，将测区内的地物和地貌缩绘成地形图，供规划设计、工程建设和国防建设使用。数据采集是信息化测绘的基础。高程概念高程概念地面点高程，指的是地面点至一定高程基准面的垂直距离，高程是表示地面点位置三维空间信息的重要参数。相对于一定基准面所定义的高程体系称高程系统。测绘工作常用的高程系统有大地高系统、正高系统和正常高系统等。高程分绝对高程和相对高程绝对高程：地面点沿其垂线到法定的似大地水准面的垂线距离。绝对高程属正常高系统的高程。相对高程：地面点沿其垂线到任意水准面的垂直距离。高差:二个地面点的高程之差。我国常用有：56黄高程系、85国家高程基准、珠江高程系。高程简介地球上最高的珠穆朗玛峰，高出海平面8844.43m(2005年3～5月重新测定)，最低的马里亚纳海沟，最深处达11034m。这些都是指绝对高程。相对高程很好理解，例如在同一平面的身高就是相对高程差。高程例图地形图概念地形图与平面图：地形图指的是地表起伏形态和地物位置、形状在水平面上的投影图。具体来讲，将地面上的地物和地貌按水平投影的方法(沿铅垂线方向投影到水平面上)，并按一定的比例尺缩绘到图纸上，这种图称为地形图。图上只有地物，不表示地面起伏的图称为平面图。地形图例图平面坐标系测量工作的基本任务是确定地面点的位置。确定地面点的空间位置需要三个量，即平面坐标和高程，所以除高程外，坐标系统也是非常重要的数据。坐标系统的历史我国最早使用的是“1954年北京坐标系”，是采用苏联克拉索夫斯基椭圆体，实质上是由原苏联普尔科沃为原点的1942年坐标系的延伸。在1954年完成测定工作的，所以叫“1954年北京坐标系”，54年到80年我国地形图上的平面坐标位置都是以这个数据为基准推算的。1980西安坐标系1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议，确定重新定位，建立我国新的坐标系。为此有了1980年国家大地坐标系。1980年国家大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据。该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇，位于西安市西北方向约60公里，故称1980年西安坐标系，又简称西安大地原点。基准面采用青岛大港验潮站1952－1979年确定的黄海平均海水面（即1985国家高程基准）。1980西安坐标系在中国经济建设、国防建设和科学研究中发挥了巨大作用。随着社会的进步，国民经济建设、国防建设和社会发展、科学研究等对国家大地坐标系提出了新的要求，迫切需要采用原点位于地球质量中心的坐标系统（以下简称地心坐标系）作为国家大地坐标系。于是2000国家大地坐标系应运而生。2000国家大地坐标系国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义。2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向，该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.0）的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。比例尺及图示比例尺地图上的线段长度与实地相应线段长度之比。它表示地图图形的缩小程度，又称缩尺。（比如1:5001:20001:10000）地形图图示地形图上表示各种地物和地貌要素的符号、注记和颜色的规则和标准，是测绘和出版地形图必须遵守的基本依据之一，是由国家统一颁布执行的标准。图示（图例）测量作业分类测定测定的概念是指运用测量仪器和方法，通过测量和计算，获得地面点的测量数据，或者把地球表面的地形按一定比例缩绘成地形图，供科学研究、国民经济建设和规划设计使用。测设测设的概念是将规划图纸上设计好的建筑物、构造物的位置（平面位置和高程）用测量仪器和测量方法在地面上标定出来做为施工的依据。即俗称:放样、放线或开线。测绘的应用在城乡建设规划、国土资源的合理利用、农林牧渔业的发展、环境保护以及地籍管理等工作中，必须进行土地测量和测绘各种类型、各种比例尺的地图，以供规划和管理使用。在地质勘探、矿产开发、水利、交通等国民经济建设中，则必须进行控制测量、矿山测量和线路测量，并测绘大比例尺地图，以供地质普查和各种建筑物设计施工使用。在国防建设中，除了为军事行动提供军用地图外，还要为保证火炮射击的迅速定位和导弹等武器发射的准确性，提供精确的地心坐标和精确的地球重力场数据。在研究地球运动状态方面，测绘学提供大地构造运动和地球动力学的几何信息，结合地球物理的研究成果，解决地球内部运动机制问题。测绘的分类依照《测绘资质分级标准》所规定十二大项分类：⑴大地测量；⑵航空摄影；⑶摄影测量与遥感；⑷工程测量；⑸地籍测绘；⑹房产测绘；⑺行政区域界线测绘；⑻地理信息系统工程；⑼地图编制；⑽海洋测绘；⑾导航电子地图制作；⑿互联网地图服务。测绘分类详解1、大地测量研究测定地球形状及地球重力场，地球椭球参数，以及地面点的几何位置的理论和方法。2、航空摄影和摄影测量与遥感测绘地表形态，特别是测绘大面积的地表，可以采用摄影方法或电磁波成像的方法，以获得地表形态的信息。然后根据摄影测量的理论和方法，将获得的地表形态信息以模拟的或解析的方式进行处理，使转变为各种比例尺的地形原图或形成地理数据库。测绘分类详解3、工程测量研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的控制和地形测绘、施工放样、变形监测的理论和技术的学科。4、地籍测绘地籍测绘是对地块权属界线的界址点坐标进行精确测定，并把地块及其附着物的位置、面积、权属关系和利用状况等要素准确地绘制在图纸上和记录在专门的表册中的测绘工作。地籍测量的成果包括数据集（控制点和界址点坐标等）、地籍图和地籍册。测绘分类详解5、房地产测绘房地产测绘是专业测绘中的一个很具有特点的分支。它测定的特定范围是房屋以及与房屋相关的土地，也就是说，房地产测绘就是运用测绘仪器、测绘技术、测绘手段来测定房屋、土地及其房地产的自然状况、权属状况、位置、数量、质量以及利用状况的专业测绘。测绘分类详解6、行政区域界线测绘利用测绘技术手段完成界线勘察、划定，在实地及地图上反映勘界成果，全面表述界线的实地与图上位置及相关信息，为边界管理提供科学依据。7、地理信息系统工程在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。测绘分类详解8、地图编制系研究编制地图的理论与工艺的学科。主要包括地图的编辑与编绘，如地图的内容、制图资料的分析与整理、制图综合的原则、地图内容转绘方法、遥感信息与计算机制图的运用等。9、海洋测绘海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制工作。主要包括海道测量、海洋大地测量、海底地形测量、海洋专题测量，以及航海图、海底地形图、各种海洋专题图和海洋图集等的编制。测量工序流程1、技术设计或技术纲要等；2、工作计划方案；3、控制点布设方案；4、外业控制点布设及检查；5、野外数据采集；6、图形编辑及资料整理；7、外业调绘、补测；8、成果整理、编写技术总结；9、过程检查、修改；10、最终检查、质量评定、编写检查报告；11、成果归档。地形测量技术设计概述：任务的来源及测区的基本情况。作业技术依据。坐标系统、高程系统、基本等高距。己有资料及可利用情况分析。成图方法及图幅规格。数字化地形测量基本精度要求。控制点布设。数字化地形测量。安全生产的要求。质量控制。上交资料。测量仪器水准仪测量全站仪测量RTK测量水准仪简介水准仪是建立水平视线测定地面两点间高差的仪器。主要部件有望远镜、管水准器（或补偿器）、垂直轴、基座、脚螺旋。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪（又称电子水准仪）。按精度分为精密水准仪和普通水准仪。水准仪全站仪简介全站仪，即全站型电子速测仪。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。全站仪全站仪测量测量实景全站仪测量的局限：1、主机站与棱镜之间不能有遮挡视线的障碍物；2、人用肉眼观测，手动调节，容易出现误差，工作量大且效率较低。RTK测量RTK（Real-timekinematic）实时动态差分法。这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。RTK原理RTK基本工作原理：在已知高等级点上（基准站）安置1台接收机为参考站，对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度（即基准站和流动站坐标差△X、△Y、△H，加上基准坐标得到的每个点的WGS－84坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标X、Y和海拔高H）。GPS系统是一种以空间卫星为基础的无线电导航与定位系统，能为世界上任何地方，包括空中、陆地、海洋甚至于外层空间的用户，全天候、全时间、连续地提供精确的三维位置、三维速度及时间信息，具有实时性的导航、定位和授时功能GPS定位系统1973年12月，美国国防部批准陆海空三军联合研制一种新的军用卫星导航系统——NAVSTARGPS，其英文全称为NAVigationbySatelliteTimingAndRanging(NAVSTAR)GlobalPositioningSystem（GPS），我们称为GPS卫星全球定位系统，简称GPS系统。GPS系统由GPS卫星星座（空间部分）、地面监控系统（地面控制部分）和GPS信号接收机（用户设备部分）等三部分组成。1978年2月22日，第一颗GPS实验卫星的发射成功标志着工程研制阶段的开始；1989年2月14日，第一颗GPS工作卫星的发射成功，宣告GPS系统进入了生产作业阶段；1993年12月8日，GPS整个系统已正式建成并开通使用。GPS卫星星座（空间部分）GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，这24颗卫星均匀分布在6个轨道平面上。卫星轨道平面相对地球赤道平面的倾角约为55º，各轨道平面升交点的赤经相差60º，在相邻轨道上，卫星的升交距角相差30º。轨道平均高度约为20200km，卫星运行周期为11小时58分。这一分布方式，保证了地面上任何时间、任何地点至少可同时观测到4颗卫星。GPS卫星的作用是接收和播发由地面监控系统提供的卫星星历。地面监控系统（地面控制部分）GPS的地面监控部分，目前主要由分布在全球的5个地面站组成，其中包括卫星监测站、主控站和信息注入站。监测站是在主控站直接控制下的数据自动采集中心，站内设有双频GPS接收机、高精度原子钟、计算机各一台和若干台环境数据传感器。接收机对GPS卫星进行连续观测，以采集数据和监测卫星的工作状况。所有观测资料由计算机进行初步处理，并存储和传送到主控站，用以确定卫星的轨道。GPS技术的应用◆在测绘领域的应用●在大地测量中的应用——“只受到人们想象力的限制”国家A级和B级GPS大地控制网分别于1996年和1997年建成并先后交付使用