测量学课件第一章绪论

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测量学_赵建三_第1章绪论

测量学_赵建三_第1章绪论

现在的位置:课程介绍 >> 理论部分 >> 电子讲稿第一章绪论1.1 测量学的任务与应用测量学定义美国学者史蒂文斯认为:测量就是依据某种法则给物体安排数字;如:铯原子的振动周期作为时间度量的基本单位,国际单位制定义1米是光在真空中1/299 792 458秒移动的距离,最初规定四千万分之一为 1 米,并按照这个长度用铂-铱合金铸成一根“米原器”。

测量的目的:就是进行可靠的定量比较,使我们的世界用同样的目光看同样的物体,进而为各行各业务。

本课程定义:测量学是研究地球的形状和大小,确定地面点位(包括空中、地下和海底),以及对于这理、存储、管理的科学。

测量学的分类:测量学按照研究范围和对象的不同,可分为以下几个分支学科:1、大地测量学:研究整个地球的形状和大小,解决大地区控制测量和地球重力场问题的学科。

可分为常规大地测量学和卫星大地测量学。

2、摄影测量与遥感学:研究利用摄影或遥感技术获取被测物体的形状、大小和空间位置(影像或数字形式制地形图或获得数字化信息的理论和方法的学科。

可分为地面摄影测量学、航空摄影测量学、水下摄影测量学和航天摄影测量学。

(军事侦察、打击评估、地军事地图等更新)3、地图制图学:利用测量的成果来绘制地图的理论和方法。

4、海洋测绘学:研究对象为海洋和陆地水体。

5、普通测量学:研究地球表面小范围测绘的基本理论、技术和方法,不顾及地球曲率的影响,把地球局部测量学的基础。

6、工程测量学①研究内容有关城市建设、矿山工厂、水利水电、农林牧业、道路交通、地质矿产等领域各种工程的勘测设计,建设施营,变形监测等方面的测绘工作。

②主要工作测绘;测设;变形监测测量学在工程建设中的应用:测量学的应用非常广泛。

国防、军事、经济建设都离不开测量学,这里着重介绍一下测量学在工程建设中的应用1勘测设计阶段:测绘各种比例尺的地形图,供工程的设计使用。

如修公路,为了确定一条最经济合理的路线,必须预先测绘路线附近的地形图,在地形图上进行路线设计。

工程测量01绪论

工程测量01绪论
第一节 概述
一、测绘学介绍 (一)定义
测绘学是研究地球形状和大小、确定地球表面(包 括空中、地表、地下和海洋)物体的空间位置,以及 对于这些空间位置信息进行处理、储存、管理的科学。
它包括测量和制图两项主要内容。
测绘学按照研究对象及采用技术的不同,又可分为 下列学科:
1、大地测量学 2、摄影测量学 3、工程测量学 4、海洋测量学 5、地图制图学
1:298.3
1940年前苏联
IUGG-75 WGS-84
6378140 6378137
6356755.3 6356752
1:298.257 1:298.257223563
1979年国际大地 测量与地球物理
联合会
1984年美国
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第二节 地面上点位的确定
图1-2 大地坐标系
第16页/共32页
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第三节 用水平面代替水准面的限度
二、地球曲率对高程的影响
如图1-7所示,地面点B′在球面和水平面上的投影分别为B和C,并设这两 点的高差为Δh,从图中可以看出,∠CAB=α/2,因该角很小,若以弧度表 示,则有:
放样方法:方向交会法、距离交会法、方向距离交会法、极坐标法、坐 标法、偏角法、偏距法、投点法等。
仪器:光学、电子经纬仪、水准仪、全站仪以及GPS技术等。
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5
第一节 概述
(4)建筑物竣工测量
竣工测量:工程建设项目竣工验收时所进行的测量工作。 目的:根据控制网点测定已有建筑物的实际位置以及部分建筑物 的几何形体,以检验施工质量,为工程的验收、决算、维护等工作 提供依据。 竣工测量的成果主要包括:竣工总平面图、分类图、辅助图、断 面图以及道路曲线元素、细部点坐标、高程明细表等。

第一章 测量学(卞正富主编)绪论

第一章 测量学(卞正富主编)绪论
地球表面的内容是丰富的,具体可分为地物和 地貌。
地物:地球表面天然形成的物体或固定物体。 如房屋,道路,河流。
地貌:地球表面高低起伏的形状,如山岭,洼 地,河谷。
第一章 绪论
一、测量工作的内容 测量工作就是确定一个点的位置(点与点间的
距离、角度、高差)。 测量工作基本内容:水平角测量、水平距离测
量、高程测量。 测量工作基本技能:观测、计算、绘图。
大地坐标系。
第一章 绪论
2、高斯平面直角坐标
高斯投影:正形投影的一种,同时,中央子午线(以能够 被15整除的经度作为该区域的中央子午线)投影为一直线, 且长度不变。 高斯投影规律: (1) 中央子午线的投影为一直线,且长度不变,其余子午 线的投影均为曲线,对称地凹向中央子午线;
(2) 赤道的投影为直线,且与中央子午线垂直,其余纬线 的投影为凸向赤道的曲线,并以赤道为对称轴;
❖ 3、地理信息系统(GIS):以采集、存储、描述 、检索、分析与空间位置有关的信息的计算机系统 。它是集计算机、地理、测绘、环境科学、空间技 术、信息科学、管理科学、网络技术、现代通讯技 术、多媒体技术为一体的多学科综合而成的新兴学 科。
❖ [信息高速公路:利用网络快速传输。
❖ 空间信息基础设施:信息高速公路的基础,包 括存储和管理控制数据、土地利用数据等。
❖ 2、在园林专业中的作用
❖ (1)利用测绘获得的地形图进行有关工程的 规划与设计。
❖ (2)将规划设计图纸通过测量的手段标定到 现场。
❖ (3)利用测量的手段标定取样点的位置、监 控工程施工质量等。
❖ (4)绘制工程俊工平面图等。
第二节 地球的形状与大小
第一章 绪论
地球是椭球体,地球表面不规则,海拔有 8846.13米的,也有低于海水面11022米的, 平 均半径为6371公里,对于普通测量来说,可以 视为圆球,小范围内可以视为平面。

测量学-第一章 绪论

测量学-第一章 绪论
• 短轴平行于地轴
– 定位
• 大地水准面与椭球体最接近 • 单点定位:大地原点参考椭球面和大地水准面相切,
法线和垂线重合。
北纬34°32′27.00″东经108°55′25.00″。
地球
大地体
大地水准面
大地水准面和铅垂线 是测量工作的基准面 和基准线
参考椭球
参考椭球面
参考椭球面和法线测量 内业计算的基准面和基 准线
• 施工阶段:把线路和各种建筑物正确的测设到 地面上。
• 竣工测量:对建筑物进行竣工测量。(是否符 合设计的要求)
• 运营阶段:为改建、扩建而进行的各种测量。 • 变形观测:为安全运营,防止灾害进行变形测
量。
§1.2 测量学的发展概况
世界最早的地图
公元前3200年古埃及绘在苇草上的金矿图
陶片上的古巴比伦
§1.3.2 空间位置表示方法
地面点的空间位置表示方法
1.二维坐标系和一维坐标系组合表示
地理坐标和高程 平面直角坐标和高程
2.三维的空间直角坐标
天文地理坐标系
大地水准面和铅垂线是天文地理坐 标系的基准面和基准线
地面点的坐标是它沿铅垂线在大地 水准面上投影点的经度和纬度(
) ,
正高是地面点沿铅垂线到大地水准 面的距离
N
P

子 午
O
线
赤道
大地水准面 S
图5-1 天文地理坐标系
大地地理坐标系
– 基准面:参考椭球面 – 基准线:法线
表示地面点在地球椭球面上 的位置,用地面点沿投影到 椭球面上的投影点的大地经 度L和大地纬度B,表示。
我国目前采用的国家大地坐标系是1954年北京坐标 系和1980年国家大地坐标系 。

中南大学土木工程测量课件 第01章绪论

中南大学土木工程测量课件  第01章绪论

中 南 大 学
二、测量坐标系
Dept. of RE, CSU
1、大地坐标系(大地经度L,大地纬度B)
大地坐标,是表示地面点在参考椭球面上的位置,它的基准是法线和参考椭 球面,它用大地经度(L)和大地纬度(B)表示。 A点大地经度:过A点的大地子午面和首子午面所夹的两面角。 A点大地纬度:过A点的法线与赤道面的夹角。
球自转轴相重合。地面点的空间
x
中 南 大 学
位置用三维直角坐标xA 、 yA 、
zA表示。全球定位系统(GPS)
采用的就是地心坐标系。
3、平面直角坐标系
Dept. of RE, CSU 适用于:研究范围较小,将水准面看作水平面。
中 南 大 学
数学平面直角坐标系
测量平面直角坐标系
坐标系的异同:
Dept. of RE, CSU
5. 高程系统 5、地面点的高程
Dept. of RE, CSU 地面点的高程系统 地面点到大地水准面的铅垂距离,称为该点的绝对 高程或海拔,简称高程。在下图中地面点A、B的绝对高 程分别为Ha、Hb。
中 南 大 学
Dept. of RE, CSU
当在局部地区进行
高程测量时,也可以假 定一个水准面作为高程
课程特点
Dept. of RE, CSU
1、实用性强,属专业基础课
测量基本功:测、绘、算 2、实践性强:
中 南 大 学
Dept. of RE, CSU
第一章 绪论
§1.1 测量学与土木工程 §1.2 地面点位的表示方法 §1.3 用水平面代替水准面的限度
中 南 大 学
§1.4 测量工作概述
§1.1 测量学与土木工程
测(measurement)和解译(interpretation)

测量学 第一章 测量学绪论

测量学 第一章  测量学绪论
(4)除赤道外的其余纬线,投影
后为凸向赤道的曲线,并以 赤道为对称轴。
平行圈
(5)经线与纬线投影后仍然保持
正交。
赤道
O
y
(6)离中央子午线愈远,长度变 子午线
形愈大。
中央子午线
4、投影带的划分
我国规定按经差6º和3º进 行投影分带。
6º带自首子午线开始,按6º的 经差自西向东分成60个带。
3º带自1.5 º开始,按3º的经差 自西向东分成120个带。
几何形体,作为地球的参考形状和大小。
二、测量工作的基准线和基准面
测量工作的基准线—铅垂线。 测量工作的基准面—大地水准面。 测量内业计算的基准面—参考椭球面。
O 铅垂线
G
大地水 准面
三、地面点位的确定(X Y H)
地面点位的确定
高程 地理坐标
天文坐标
大地坐标
坐标
高斯平面直角坐标
平面直角坐标
独立平面直角坐标
例: 有一国家控制点的坐标: x=3102467.280m ,y=19367622.380m, (1)该点位于6˚ 带的第几带? (第19带) (2)该带中央子午线经度是多少? (L。=6º×19-3º=111˚) (3)该点在中央子午线的哪一侧?
(先去掉带号,原来横坐标y=367622.380—500000=-132377.620m,在西侧)
(距中央子午线132377.620m,距赤道310状相关概念
1、地球自然形体:是一个不规则的几何体,海洋面积约占地
球表面的71%。
2、水准面:静止的水面。
3、大地水准面:设想处于完全静止的平均海水面向陆地和岛
屿延伸所形成的闭合曲面。 4、大地体:大地水准面所包围的代表地球形状和大小的形

测量学第一章PPT课件

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1、测量学科的发展概况
◆ GIS (Geographic information system)
地理信息系统是 以采集、存储、 描述、检索、分 析和应用与空间 位置有关的相应 属性信息的计算 机系统,它是集 计算机、地理、 测绘、环境科学、 空间技术、信息 科学、管理科学、 网络技术、现代 通讯技术、多媒 体技术为一体的 多学科综合而成 的新兴学科。
1、测量学科的发展概况
◆ 3S技术的结合
1、测量学科的发展概况
◆ 数字地球(Digital Earth)的概念
用经纬仪进行长江水文观测
用水准仪进行地面平整测量
用全站仪进行公路施工测量
青藏高原测量
施工测量
用光电测距仪进行武汉长江大桥变形观测
航摄照片 地形图
☆测量珠穆朗玛峰高程☆
1975年在海拔6120米测量 珠穆朗玛峰高程。 珠峰高程为8848.13m
◆ RS(Remote sense)
遥感是利用遥感器从空中来探 测地面物体性质的,它根据不同物 体对波谱产生不同响应的原理,识 别地面上各类地物,具有遥远感知 事物的意思。也就是利用地面上空 的飞机、飞船、卫星等飞行物上的 遥感器收集地面数据资料,并从中 获取信息,经记录、传送、分析和 判读来识别地物
水准面与大地水准面概念
水准面:处处与铅垂线相垂直的曲面。 大地水准面:与平均海水面重合的水准面。
地球表面 水准面
铅垂线
大地水准面 (平均海水面)
大地水准面是有微小起伏的复杂曲面,其原因是地球内部质量 分布不均匀,看下图:
大地水准面
Z


地球椭球面
高密度矿体
低密度矿体
O
Y

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(1)本科生:测绘工程 (2)研究生:大地测量学与测量工程、摄影测量与遥感、
地图制图学与地理信息工程
§ 1.1 测绘学与测量学
2.测绘学研究的具体内容
(1)测量学 ——研究地球形状和大小(包括地球重力场) ——确定地面点的空间位置(含地下和空间)
(2)地图制图学 ——研究社会和自然信息的地理分布 ——绘制全球和局部地区各种比例尺的地形图
• 望远镜的发明,推动了光学测量仪器(如光学 水准仪、经纬仪)的发展和广泛使用
• 1859年第一台地形摄影机在法国制造,洛斯达 开创了地面摄影测量方法
• 1903年飞机的发明,1915年第一台自动连续航 空摄影机在德国蔡司测绘仪器厂研制成功,使 航空摄影测量成为现实
• 1947年瑞典生产第一台光电测距仪,世界从此 进入电子测量时代。随后相继出现了微波测距 仪、激光测距仪、红外测距仪等
实验,推论地球是椭球;1687年,英国牛顿在《自然哲学的数学 原理》书中根据万有引力定律证明了地球是旋转椭球的理论
一、测绘学的发展简史(3)
高斯(C.F.Gauss,1777~1855年) 世界近代测量史的杰出代表,现代测绘科学的奠基人,
德国著名的数学家、物理学家、天文学家。
• 1794年,最早提出最小二乘法,奠定了的近代测量平 差理论的基础,1809年正式发表(概率论创始人法国 拉格朗日1806年发表最小二乘原理)
• 第二部分:专业部分(后3章) (1)第11、12章——测设基本工作与施工测量 (2)第13章——变形观测
第1章 绪 论
§ 1.1 测绘学与测量学
一、测量学与制图学统称为测绘学
1. 测绘学定义 测绘学是研究地球整体及其表面和外层空间中的
各种自然物体和人造物体的有关信息,并对这些地理 空间信息进行采集、处理、管理、更新和利用的一门 科学。 测绘科学是国家一级学科,其二级学科包括:
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1. 分类:地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感;
根据传感器探测波段的不同,有紫外遥感、可见光遥 感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感
2.特点 :(1)大面积的同步观测 (2)时效性 (3)数
据的绘界,人们把工程建设中的所有测绘 工作统称为工程测量 。
◆我国取青岛附近黄海平均海水面为大地水准面; 人为而定,相对稳定(我国1956年取前6年的平 均潮位作为大地水准面;1985年取1953年1979 年共26年观测的平均潮位作为大地水准面);
◆水准原点建在青岛市内,作为我国的国家高程 基准。1956年高程基准的高程为72.289米, 1985年高程基准的高程为72.260米。
与大地体最接近的地球椭 球,叫做总地球椭球体, 简称总椭球体或总椭球, 其表面叫做总椭球面。
长半径 a=6378137m 短半径b=6356752m 扁率f=(a-b)/b=1/298.257
当范围较小时,可以把地球看成圆 球,其半径R=(2a+b)/3=6371km
hAB H B H A
4.绝对高程、相对高程
(四)地图制图学
地图制图学主要研究模拟地图和数字
地图的基本理论、设计、测绘和印制 。
提要二 测量学 的基本 任务
四、测量学的基本任务(补充内容)
•1:测定 •2:测设 •3:地形图应用
1.测定(地面
1.测定
图纸)
测定地面现状的位置。测定的成果:
(1)数据
坐标(球面坐标、平面坐标) 、高程、 角度、距离、地面直线的方位角、坡度、
(小数取位)。 ●正 负 号:在以下数据前,加“+、-”号:高差、竖
直角、指标差、坐标增量、所有的闭合 差、改正数。
第一章第二章
第一章 绪论
1-2 测量学的研究对象
一、测量学的产生
生产、生活的需要 建筑、农田、水利建设等
交通运输的需要 旅行、航海等
军事的需要
二、测量学的定义
1.传统的定义: 研究确定地面点位相对位置的科学。
高程(绝对高程、海拔)----地面点到大地水准面的铅垂距 离。
假定(相对)高程-----地面点 到假定水准面的铅垂距离。
高差-----两点间的高程之差。
hAB H B H A
H B H A hAB
5.高程系统与高程基准
2.高程系统与高程基准
我国国家高程系统:黄海高程系 我国国家高程基准: 1985年国家高程基准
2.现今的定义: 研究与地球有关的基础空间信
息的采集、处理、显示、管理、和 利用的科学与技术。也称为测绘学。
三、测绘学的分支学科
(一)大地测量学
是研究地球的形状、大小及其重力场的
科学 。
(二)遥感
是指以人造卫星、宇宙飞船、飞机、热气 球、车、船、活动高架等为遥感平台,通过传 感器拍摄或扫描得到遥感图像或摄影像片来研 究地表形状与大小的科学。
上海地区高程系统:吴淞高程系
六、测量平面直角坐标系
测量上用的平面直角坐标与数学上的基本相似,但坐标轴互换,
象限顺序相反。
X
Ⅳ象限
测量平面直角坐标系 及点的坐标:
Ⅰ象限
Yp P
面积等。
(2)图
地形图、平面图、 地籍图、断面图、
沉降图,工程图等。
2.测设
2.测设(图纸 地面)
——将图纸上设计的建筑物、 构筑物的平面位置和高程,放 样于实地,作为施工的依据。 也叫施工放样。 测设的成果: 体现设计的平面位置和高程 的现场标志。
2.测设
3.地形图应用
地形图应用于广泛的领域,如国土 整治、资源勘测、城乡建设、交通规划、 土地利用、环境保护、工程设计、矿藏 采掘、河道整理等,可在地形图上获取 详细的地面现状信息。在国防和科研方 面,更具重要用途。数字化地形图使地 形图在管理和使用上体现出图纸地形图 所无法比拟的优越性。
《测量学》学习辅导
《测量学》
提要三 测量学的特点 和要求
测量学的特点和要求
(1)特点
●实践性强,责任心要求高, 必须遵照测量的规范和规则。
●内容多:测量学基本原理、误差理 论、仪器使用、作业方法、基本计 算等。
二 学习要求
(2)学习要求:
①学会和掌握测量的基本作业方法:
角度测量、距离测量、高程测量、地形图的测绘 (仪器的基本操作、作业程序、记录、成果整理)
1.按其工作顺序和性质分:勘测设计阶段的工程控制测
量和地形测量;施工阶段的施工测量和设备安装测量;竣工 和管理阶段的竣工测量、变形观测及维修养护测量等
2.按工程建设的对象分 :建筑工程测量、水利工程测量、
铁路测量、公路测量、桥梁工程测量、隧道工程测量、矿山 测量、城市市政工程测量、工厂建设测量以及军事工程测量、 海洋工程测量等等。
②学会控制测量、地形测量、施工放样 的基本作业方法
(外业测量、内业计算与绘图)
③建立测量误差的基本概念
(掌握测量误差的基本理论和测量误差的计算)
学习要求续
⑤其它要求
●野外作业:严格按照规定的作业和操作程序。 ●记 录:字迹清晰、端正,不得任意涂改
(按规定方式改数)。 ●计 算:按平差规则、作计算检核、保证计算精度
2、水准面
液体受重力而形成的静止表面,称为水准面。
1.处处与铅垂线(受地球内部质量分布不均匀的影响, 特性 见课本图1.2)正交
2. 是不规则的表面,有无穷多 3.水准面与铅垂线可作为野外测量的基准面和基准线
4.同一水准面上的重力位能处处相 等;
5.同一水准面上任一点的铅垂线都与水 准面相正交。
3、大地水准面
•与平静的平均海水面相重合、并延伸穿过陆地 而形成的封闭曲面称为大地水准面。
大地水准面(续)
由于大地水 准面是不规则曲 面,无法准确描 述和计算。也难 以在其面上处理 测量成果。
二、总椭球体与WGS84椭球体
1. 因此,用一非常接近大 地水准面的数学面------旋 转椭球面代替大地水准面, 用旋转椭球体描述地球。
1-3 地球的形状和大小
认识地球是人类探索的目标之一, 也是测量学 的任务之一。
绝大多数测量工作是在地球表面 上进行,或用地球作为参考系。 所以我们要先认识我们生活的地 球表面。
1、地球的自然形体
局部特点: 高低起伏,极其复杂
整体特点: 1、近似一个两极略扁的椭球; 2、可视为水球(海71 %,陆29%); 3、无法用数学公式描述。
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