测量学与地图学
第二章 测量与地图学基础知识1
本科生课程：测量与地图学_第二章 测量与地图学基础知识
第一节 地球的形状和大小
认识地球是人类探索自然的目标之一，也是测量学 的 任务之一。 绝大多数测量工作是在地球面上进行，以地球作为参 考系。 因此，有必要首先讨论地球的形状和大小。
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二、坐标
（一）地理坐标
地面点的位置如果用经度和纬度表示，则称为地理坐标系。
地理坐标系可分为两种：
①天文地理坐标 ②大地地理坐标
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①天文地理坐标
以大地水准面和铅垂线为基准建立起来的坐标系称之为天文坐标系 地面点用天文经度λ、天文纬度φ和正高Hg来表示，
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测量与地图学基础知识
1 地球的形状和大小 2 地面点位置的表示方法 3 用水平面代替水准面的限度 4 测量工作概述
5 地图的特性与构成要素 6 地图的分类与功能
7 地图成图方法简介 8 误差与精度的基本知识
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英国格林尼治(Greenwich)天文台
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英 国 格林尼治 皇家天文台
世界时 授时钟
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纬线：垂直于旋转轴NS的任一平面与参考椭球面的交 线称为纬线，它与赤道平行。 赤道面：过参考椭球中心且垂直于旋转轴的平面。 点的法线：过参考椭球面上任一点P而垂直于该点切平 面的直线称为过P点的法线。除赤道上的点和极点的法 线外，点的法线一般不通过椭球中心。
测量与地图学基础知识
间接测量、绝对测量和相对测量等。
测量误差
03
在测量过程中，由于各种因素的影响，测量结果往往存在误差，
需要对误差进行分析和处理。
测量的单位与精度
国际单位制
国际单位制是国际通用的计量单 位体系，包括长度、质量、时间 等基本单位。
单位换算
不同单位间的换算是测量中常见 的需求，需要掌握不同单位间的 换算关系。
土地利用与管理
GIS可以对城市土地进行分类和评 估，为土地规划和利用提供科学依 据，实现土地资源的合理配置。
城市基础设施规划
GIS可以辅助规划和管理城市基础设 施，如供水、供电、燃气等，提高 城市基础设施的可靠性和安全性。
导航系统中的应用
车辆导航
通过GPS和GIS技术，为驾驶员提供准确的路线导 航和交通信息，提高出行效率和安全性。
3
随着科技的发展，测量和地图学的交叉应用越来 越广泛，如无人机、遥感等技术为测量和地图制 作提供了新的手段和方法。
04 测量与地图学的应用实例
地理信息系统（GIS）应用
地理信息查询与检索
GIS系统可以快速查询和检索地理信息数据，包括地形、地貌、水 文、植被等，为决策者提供准确的信息支持。
空间分析
数字孪生
利用高精度地图数据，构建物理世界的数字模型，实现城市规划、 应急响应等方面的模拟和分析。
人工智能在测量与地图学中的应用
自动化地图制作
利用人工智能技术，实现地图数据的自动化处理、分析和 制作。
智能地图查询
通过自然语言处理技术，实现用户对地图信息的智能查询 和交互。
地形分析和模拟
利用机器学习和深度学习技术，对地形数据进行高精度分 析和模拟，为土地利用、城市规划等领域提供决策支持。
测量学与地图学说课
5分钟
25分钟
45分钟 在实施 过程中
进行 15分钟
综合实训教学模式设计
教学方法与手段
工作任务 大比例地形图测绘
子任务1：高程控制测量 子任务2：平面控制测量 子任务3：碎部测量 子任务4：地形图的绘制
实训环节
布置任务 计划
实施 检查 评价
实训内容
训练能力
大比例地形图测 绘
1、团队分工 2、进度安排 3、外业工作 4、内业工作 1、高程控制测 量 2、平面控制测 量 3、碎部测量 4、地形图绘制 测量内、外业的 注意事项
图
学
学习情境三
工作任务1：地形图的识读
地形图测绘与应用
工作任务2：大比例地形图测绘
工作任务3：地形图应用
根据岗位工作过程与内容确定了八项典型的工作任务，通过工作任务的驱动 将本课程设置了三个学习情境，通过完成三个情境的学习达到掌握岗位技能的 目的。
教学内容组织形式
授课计划Leabharlann 电子教案教学内容设计
教材 电子课件
结合项目实施 过程中 完成的 清况给出评价
项目的分析 能力
项目的计划 能力、学习 能力
仪器的操作 能力、测绘 能力、协作 能力
对结果的评 价 能力
教学方法
教学方法与手段
根据课程内容和学生特点，灵活应用演示法、启发 引导、案例教学法、分组训练、任务驱动、现场参观 等教学方法，鼓励学生积极思考、乐于实践。如对测 量仪器使用，可以采用演示法教学；测量基本理论知 识，采用启发式教学；水准路线的测量，经纬仪导线 测量，采用案例教学。
课程教学目标
（1）掌握测量的三项基本工作及测量基本技能。 （2）掌握规划放线方法。 （3）熟悉地形图测绘、应用及误差知识。
测量与地图学
测量与地图学1·什么叫测绘学？它的研究对象和分类是那些？答：测量与地图学统称为测绘学。
研究对象是：地球整体及其表面和外层空间的个各种自然和人造物体的有关信息。
测量学与地图学是现代测绘科学的组成部分。
2·测绘科学的研究内容？答：研究内容是对这些与地理空间有关的信息进行采集、处理、管理、更新和利用。
3·什么叫测绘？答：测量和地图制图的简称。
4·什么叫做测量学？什么是测量学的任务？它的分支学科哪些？答：测量学是研究地球的形状、大小、以及地球表面的各种形态的科学。
→任务：①确定地球的形状；②确定地面点的平面位置和高程；③将地球表面的起伏状态和其他信息测绘成图；→分支科学：①地图测量学②地形测量学③投影测量学④工程测量学⑤海洋大地测量学；第一章测量与地图学基础知识第一节：地图的形状和大小1·地球的自然表面是什么样的？答：地球的自然表面高低起伏，是一个复杂的不规则的表面。
2·什么叫做水准面和平均水准面？答：家乡一个海水面，向陆地延伸形成一个封闭的曲面，这个曲面成为水准面。
水准面上每一个点的铅垂线均与改点的重力方向重合。
3·什么叫大地水准面与大地球体？答：有一个假想的静止海水面相吻合，成为大地水准面。
大地水准面所包围的形体称为大地球体。
4·地球椭圆体及其数学表面和三个要素？答:接近大地水准面且能用数学模型表达的曲面代替大地水准面，这个曲面称作旋转椭球体。
地球椭球体表面是一个规则的数学表面。
三要素为：①长半径a ②短半径b ③扁率第二节：地面点位置的表示方法1·普通测量高程有几种类型？答:有两种分类：①地面上的一点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，称为改点的绝对高程或海拔高程，一般用H 表示；②地面上的一个点沿铅垂线方向到任意水准面的距离，称为改点的相对高程。
2·什么叫做高差？答：地面两点间的搞成之差，称为高差。
3·我国的坐标有几种基准？答：有两种：①大地基准②高程基准4·我国的高程起算的水准面在哪儿？答：黄海平均海面作为中国的水准基面，即零高面。
《测量学与地图学》(含工程测量)重点归纳
第一章绪论1、测量学：测量学是研究地球形状和大小以及确定地面点位的科学。
2、测量学的内容：测定（获得一系列数据）和测设（施工放样）3、测量学的实质：测定地面点位。
4、测量学的基本工作：三个基本工作：高程测量、水平角测量、距离测量三个基本元素：高差、水平角、距离5、大地水准面——通过平均海水面的水准面。
唯一的、不规则曲面。
是测量工作的基准面6、铅垂线——即重力方向线，是测量工作的基准线水准面——静止的海水面向陆地延伸形成的封闭曲面，是等位面, 有无数个。
大地水准面——通过平均海水面的水准面。
唯一的、不规则曲面。
是测量工作的基准面参考椭球面——由一个椭圆绕其短轴旋转而成的旋转椭球体的表面。
形状和大小与大地水准面非常接近、能用数学方程表示、可作为测量计算和绘图的基准面。
参考椭球面的法线——测量计算的基准线7、常用坐标系：大地坐标系、高斯平面直角坐标系、高程系统（1）大地坐标系(基准面：参考椭球面基准线：法线)地面点位用大地经度和大地纬度来表示1954年北京坐标系、1980国家大地坐标系、WGS-84世界大地坐标系（2）高斯平面直角坐标系高斯投影——横切椭圆柱正形投影。
又称为高斯—克吕格投影。
同时满足等角和高斯投影条件。
目的：将球面坐标转换为平面坐标。
高斯投影的特点：①保角：球面角=平面角；②中央子午线不变形；③长度变形随离中央子午线的远近而变。
高斯投影的坐标系：直角坐标x轴：中央子午线投影线，指北为正。
直角坐标y轴：赤道投影线，向东为正。
高斯投影的分带：目的：控制投影变形。
6˚分带：从0˚子午线起，以经度每隔6˚为一带，全球共60带。
中央子午线：各投影带中间一条和椭圆柱相切的子午线。
第1带中央子午线经度为3°中央子午线经度计算式：L0=6N-3。
3˚分带：从东经1.5˚子午线起，以经度每隔3˚为一带，共120带。
中央子午线经度计算式：L0=3N8、高程：地面点到某一高程基准面的垂直距离。
（1）绝对高程（高程、海拔）：地面点到大地水准面的铅垂距离。
浅析测量学与地图学的应用现状及发展趋势参考文献
浅析测量学与地图学的应用现状及发展趋势参考文献测量学和地图学是地理信息科学领域中重要的研究方向。
它们的应用现状和发展趋势涉及广泛领域，如地理信息系统、地理空间数据管理和分析、物理地理学、城市规划等。
以下是一些可能参考的文献，供您深入了解测量学和地图学的应用现状和发展趋势：1. 《测量学导论》（第4版），作者：康岳峰，出版社：测绘出版社，2016年。
2. 《地图学导论》（第5版），作者：康岳峰，出版社：测绘出版社，2017年。
3. 《测绘学报》，测绘出版社，定期刊物，提供最新研究成果和应用案例。
4. 《测绘学报告与综述》，测绘出版社，定期刊物，提供针对特定主题的综合评述和研究进展。
5. Li, J., & Li, Z. (Eds.). (2018). Geospatial data science: techniques and applications. CRC press.6. Arbia, G., & De Maio, M. (Eds.). (2014). Advances in spatial data handling and GIS: 14th International Symposium on Spatial Data Handling. Springer Science & Business Media.7. Geertman, S., & Stillwell, J. (Eds.). (2018). Planning support systems for smart cities. Springer.这些参考文献可以帮助您深入了解测量学和地图学的应用现状和发展趋势，并提供相关的研究成果和案例供您参考。
请注意，在引用和参考这些文献时，要遵循学术道德和版权规定。
《测量学与地图学》复习题集
地图学导论1、概念：地图地图学①地图是按照一定的数学法则，将地球（或星体）表面上的地理信息，通过科学的概括，并运用符号系统表示在一定载体上的图形，以传递它们的数量和质量在空间和时间上的分布规律和发展变化。
②地图学是以地理信息可视化为核心，探讨地图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性学科。
2、地图的构成要素有哪些？数学要素图形要素辅助要素补充说明3、地图的基本特性是什么？数学法则地图概括符号系统地理信息载体4、地图的成图方式有哪些？实测成图法编绘成图法5、实测成图过程可分哪四个步骤？编绘成图过程可分哪四个步骤？①传统实测成图法常分为控制测量、碎部测量、内业制图和制版印刷几个过程。
②传统编绘成图过程：资料收集地图设计地图原图编绘地图出版准备地图制印遥感制图法编制专题地图的流程如下：遥感图像资料获取遥感图像处理专题要素信息识别与提取地理底图编绘与专题要素转绘6、地图按照内容可以分为哪两种类型？普通地图专题地图7、我国地图学家把地图学分为哪几个分支学科组成？理论地图学地图制图学应用地图学8、结合所学知识谈谈测量与地图的用途有哪些。
经济建设科学研究国防建设政治活动、文化教育、日常生活第六章、地形图的应用一、名词解释1.普通地图普通地图使用相对平衡的详细程度来表示地球表面的地势、水系、土质植被、居民点、交通网、境界线等自然地理要素和社会人文要素一般特征的地图。
又分为地形图和地理图两种类型。
2.专题地图专题地图是着重表示一种或几种主题要素及它们相互关系的地图。
3. 地理图相对概括地表示制图区域自然地理和社会经济要素的基本特征、分布规律及其相互关系的普通地4. 等高线地面上高程相同的点所连接而成的闭和曲线。
5. 等高距地形图上相邻等高线的高程差。
6. 等高线平距相邻等高线之间的水平距离称为等高线平距。
7．首曲线按基本等高距描绘的等高线，也称基本等高线，用细实线表示。
8．计曲线高程能被五倍基本等高距整除的等高线，加粗描绘表示。
测量学与地图学(第七章)
ds ' m ds
Vm m 1
= 0 不变 > 0 变大 < 0 变小
2)面积变形 面积比和面积变形： 投影平面上微小面积（变形 椭圆面积）dF′与球面上相应的微小面积（微小圆面 积）dF之比。
P 表示面积比 Vpቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ表示面积变形
dF’
πa * r * b * r
P=
dF
=
π r2
= a*b
其中，等距投影是在特定方向上没有长度变形的任 意投影（m=1）。
§3
一.
地图投影的选择
地图投影的选择依据
1.制图区域的地理位置、形状和范围
2.制图比例尺
3.地图的内容
4.出版方式
1.制图区域的地理位置、形状和范围
2.制图比例尺
不同比例尺地图对精度要求不同，投影亦不同。 大比例尺地形图，对精度要求高，宜采用变形 小的投影。
测量学与地图学
电子教案
第七章、地图投影
第七章、地图投影
§1 、地图投影及其变形
§2 、地图投影的分类
§3 、地图投影的选择
§4 、地图投影的判别
§1 、地图投影及其变形
一 、地图投影
按照一定的数学法则，将地球椭球面上的经纬网转换 到平面上，使地面点位的地理坐标 （λ、φ） 与地图上相 对应点位的平面直角坐标（x,y） 或极坐标 (δ,ρ)间，建立 起一一对应的函数关系：
③等距割圆锥投影
条件：m = 1 ;
原苏联出版的苏联全图，采用(j1 = 47 ° ； j2 = 62 °)的该投影。
3. 伪圆锥投影
由法国彭纳（R. Bonne）在圆锥投影的基础上，根据某些 条件改变经线形状设计而成，故又称彭纳投影(等积投影)。