地面点位的确定
地面点位的确定
地面点位的确定一、地球的形状和大小测量学的实质就是确定地面点的空间位置，要测量地球表面上点的相互位置，必须首先建立一个共同的坐标系统，而测量工作是在地球表面上进行，因此测量的坐标与地球的大小形状有密切关系。
我们知道，地球的自然表面是高山、丘陵、平原、盆地及海洋等起伏状态。
就整个地球而言，海洋的面积约占71%，陆地的面积约占29%。
虽然陆地上最高的山峰珠穆朗玛峰海拔8848.13米，海底最深的海沟太平洋西部的马里亚纳和菲律宾附近的海沟深达11022米，但和地球半径6371千米来比较，是可以忽略不计的。
所以我们把地球的形状想象为一个处在静止状态的海洋面，延伸通过大陆后所包围的形体。
如1-1所示。
假想静止不动的水面延伸穿过陆地，包围了整个地球，形成一个闭合的曲面，这个曲面称为水准面。
水准面是受地球重力影响而形成的，它的特点是面上任意一点的铅垂线都垂直于该点的曲面。
水面可高可低，因此符合这个特点的水准面有无数个，其中与平均海水面相吻合的水准面称为大地水准面，如1-2所示。
由于地球内部质量分布不均匀，重力也受其影响，引起铅垂线方向的变动，致使大地水准面成为一个复杂的曲面。
如果将地球表面上的图形投影到这个复杂的曲面上，在计算上是非常困难的。
为了解决这个问题，选择一个非常接近大地水准面、并可用数学式表示的几何形体来代表地球总的形状。
这个数学形体是由椭圆P E P1Q绕其短轴P P1旋转而成的旋转椭球体，又称地球椭球体。
其旋转轴与地球自转轴重合，如1-3所示，其表面称为旋转椭球面（参考椭球面）。
决定地球椭球体的大小和形状的元素为椭圆的长半轴a、短半轴b、扁率f，其关系式为：随着测绘科学技术的进步，可以越来越精确的确定椭圆元素，目前我国采用的地球椭球体的参数为：a=6378.140k mf=1:298.257由于地球椭球体的扁率很小，当测区面积不大时，可以表达其当作圆球看待，其半径R按下式计算：其近似值为6371k m。
《地面点位的确定》课件
土地利用
土地资源调查
01
通过地面点位确定，可以对土地资源进行精确测量和分类，为
土地利用规划和土地资源管理提供基础数据。
土地评估
02
在土地评估中，地面点位确定可以帮助确定土地的价值和等级
，为土地交易和市场管理提供依据。
土地整治
03
通过地面点位确定，可以对土地进行精确测量和规划，为土地
整治和复垦提供基础数据。
混合法
合成孔径雷达干涉测量法（InSAR）
利用合成孔径雷达（SAR）技术，结合干涉测量原理，对地球表面进行高精度测 量。这种方法适用于地形测绘、地质调查和灾害监测等领域。
遥感与GIS综合法
利用遥感技术获取地面信息，结合地理信息系统（GIS）进行数据处理和分析。 这种方法精度高，覆盖范围广，但数据获取和处理成本较高。
05
地面点位确定的未来发展
高精度测量技术的发展
总结词
随着科技的进步，高精度测量技术将更加精准、高效，为地面点位的确定提供更可靠的数据支持。
详细描述
目前，高精度测量技术已经取得了长足的进步，如卫星定位、激光雷达等技术的应用，大大提高了测 量精度和效率。未来，随着技术的不断创新和完善，高精度测量技术将更加精准、高效，为地面点位 的确定提供更可靠的数据支持。
感谢您的观看
THANKS
环境保护
环境监测
通过地面点位确定，可以精确测量环境监测点的位置和高度，为环 境监测提供基础数据，确保监测数据的准确性和可靠性。
生态保护
在生态保护中，地面点位确定可以帮助确定生态保护区的范围和边 界，为生态保护提供基础数据。
灾害预警
在灾害预警中，地面点位确定可以帮助确定灾害预警点的位置和范围 ，为灾害预警提供基础数据。
地面点位确定的方法
2 独立平面直角坐标系
独立平面直角坐标系是在测区内任意选定坐标原点和坐标轴 而建立的平面直角坐标系统（简称为独立坐标系,又称假定 轴的方向
2 地面点的高程：
绝对高程：地面点到大地水准面的铅 垂距离，用H表示。 我国采用的“1985年国家高程基准” ，是以1952年至1979年青岛验潮站观 测资料确定的黄海平均海水面，作为 绝对高程基准面。为72.260M
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。
高差：
地面两点间的高程之差。 有方向和正负
A、B为已知水准点，HA =56.345m ， HB =59.039m 求a.b两点的高差： 求b.a两点的高差：
1 该点的平面位置（在大地水准面的投影位置）
（1）地理坐标（球面坐标，不便计算） （2）平面直角坐标： 1、高斯平面坐标 2、独立平面直角坐标
1 高斯平面直角坐标 以中央子午线和赤道投影后的交点O作为坐标原点，以中央子午 线的投影为纵坐标轴x，规定x轴向北为正；以赤道的投影为横 坐标轴y，规定y轴向东为正，从而构成高斯平面直角坐标系。
确定地面点位的方法
复习：
1、水准面：静止广阔的水面（如海洋或湖泊水面）。 2、水平面：与水准面相切的平面 3、大地水准面：假想的平均的静止海水面 作用：测量野外工作的基准面 特性：唯一性、等位面、不规则的曲面
新课讲解
一、确定地面点位的量是由三个量 来决定的： 1、该点的平面位置（在大地水准面 的投影位置） 2、该点的高程
地面点位确定
地面点位确定1、地球球形状和大小不野外地质工作、矿权圈定、各种工程施工都是在地球表面进行，需要确定点位的空间位置。
点位确定就必需建立参考基准：坐标系，这与地球的形状和大小不一密切相关。
水平距离：空间两点投影到水平面两点之间的长度水平角落空间两相交直线在水平面投影之间的两面角因此水平面就作为野外工作的基准面，由于我们工作的地表面是高低起起伏形状差异有高山有低谷、平原、海洋等等水平面就不至。
海洋大约７１％占地球表面，把地球想象成处于静止状态海水面延伸穿过快陆地所包围的形体。
这个形体称作大地体，表面就水准面，通过平均海水面的水准面为大地水准面大地水准面特点大地体与铅垂线正交。
由于地球表面起伏不平和内部物质分布不均匀，大地水准面实际上是不规则的曲面，不便于建立坐标系和计算。
从而引进参考椭球代替大地体：大地体的确定○1要求参考椭球的球心和大地体质心;○2两者表面间相距差平方和最小。
椭球由ＮＷＳＥ绕着短轴ＮＳ旋转而成椭圆长半轴a短半轴b扁率α＝(a-b)/a实际只有两个参数就可以确定椭圆形状了由于长半轴和扁率、参考基点不一致产生不同的坐标系我们比较熟悉常见的有：1954北京坐标系1980国家大地坐标系1984世界坐标系1954坐标系采用的是前苏联克拉索夫斯基参数原点设在北京(实际是从前苏联推算过来)a= 6378245b=6356863α＝1:298.31980年国家大地坐标系参数采用1975年16 届国际大地测量与地球物理协会联合推荐的数据通原点设陕西省泾阳县内a= 6378140mb=6356755α＝1:298.2571984世界坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系,原点在地球质心a= 637817±2mα＝1:298.257223583２、地面点表示方法地面点表示方法由地面点投影到地球椭球面的位置和点到大地水准面的铅垂距离（高程）来确定即平面位置和高程位置○1地面点高程有时称谓绝对高程、高程、海拔我国高程起算面是与黄海平均海水吻合的大地水准面，该面上各点高程为零，根据53年——56、56——77两个时期青岛验潮站观测数据国家水准原点高程分别为：72.289 72.260 对应也有了1956黄海高程系和1985国家高程基准○2地面点平面位置a\ 地理坐标地面点投影到地球椭球的位置一般用地理坐标:大地经度λ或L 大地纬度表示,φ或B表示.通过地面任一点M和地轴(NS)所构成的子午的平面为子午面,经过原英国格林尼治天文台的子午面为起始子午面,M点的子午面与起始子午面的夹角为M点的经度,以起始子午面为0度向东东经0~180 向西西经0~180.过M点的法线与赤道面的夹角为纬度向北为北纬0~90 向南为南纬0~90 地面点任何一点对应着地理坐标.地理坐标实际是球面坐标要精确的点位经纬度要很精确才行比如1秒的经差大概就在地表相当于31米,而且是不便于直接计算,为此需要建立球面坐标联系到平面直角坐标或者说转换成.B高斯克吕格平面直角坐标把球面点影我国采用高斯正形投影其建立:设想用一个平面卷成一个空心椭圆柱把它横套在地球表面,某个6度或是度带的中央子午线与圆柱面相切,椭球面上的图形与椭圆柱面上的图形保持等角下,把图形投影到椭圆柱面上,然后切开.这种投影中央经线长度比等于1 中央子午线和赤道相互垂直,其它经线均为凹向中央子午线的曲线,其它纬线均以赤道为对称的向两极弯曲的曲线,角度没有变形经线长度比均大于 1 长度变形为正, 距中央子午线愈远变形愈大,最大变形在边缘经线与赤道的交点上,面积也是如此,为了保证地图的精度采用分带投影的方法,即投影东西范围使其变形不超过一定的限度, 由此有了6度带，3度带 1.5带（我们很少接触）甚至更小。
测量学
测量学的实质就是确定点的位置，并对点的位置信息进行处理，存储，管理。
测量学的认为主要有两方面内容：测定和测设。
假象静止不动的水面延伸穿过陆地，包围整个地球，形成一个闭合的曲面，这个曲面称为水准面。
其中语平均海水面相吻合的水准面称为大地水准面。
确定地面点的方法：1）地理坐标系；天文地理坐标系和大地地里坐标系2）平面直角坐标系；（1）将地球按经纬划分成带，称为投影带。
将坐标原点选在测区西南角使坐标均为正值，以该测区中心的子午线方向为X轴方向。
高程：地面点到大地水准面的铅垂距离称为绝对高程，简称高程。
高程的大小与高程起算面无关。
我过采用“1985年国家高程基准”，他是根据青岛验潮站1952—1979年的观测资料确定的黄海平均海水面（高程为0）作为高程起算面，并在青岛建立了水准原点，水准原点的高程为72.260M，全国的高程均以他为基准进行推算。
在半径10KM的范围内，即面积约为300KM*2内，以水平面代替水准面所产生的误差可以忽略不计。
以平面水准面，在1KM的距离上高程误差就有8CM。
因此，当进行高程测量时，应顾及水准面曲率的影响。
测量工作应遵循两个原则：一是：“有整体到局部，有控制到碎布”：二是“步步校核”。
水准测量是利用一条水平视线来确定两点之间的高差，然后推算地面点发高程。
三角测量和水准测量一广泛应用于高程测量中。
水准仪只要由望远镜、水准器、和基座三部分组成。
水准仪的使用啊、包括仪器的安置、粗略整平，瞄准水准尺、精平和读数。
当眼睛在目镜上下微微移动时，若发现十字丝与目标影像有相对运动，称为视差。
消除视差的方法是重新仔细进行物镜对光，直到眼睛上下移动，读数不变为止。
误差产生原因：仪器误差、观测误差、环境误差。
角度测量是确定地面点位的基本测量工作之一，角度测量分为水平角测量和竖直角测量。
水平角测量是为了确定地面点的平面位置：竖直角测量是为了求得地面两点间的高差或将地面两点间的斜距改算成水平距离。
DJ分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一个字母，07、1、2、6、15分别为该仪器一测回方向中的误差的秒值。
建筑工程测量1.3地面点位的确定
yB (500③000两 2轴724的40 )交m 20点227为560坐m 标原
点O。
3° 9° 6°带
N 1带
2带
0
6°
°
1°30′ 4°30′
n 123
3°带
81° 87° 93° 99° 105° 111° 117°
14
15
16
17
18
19
20
x
A
α y0‘
O′
yP′
yP
P
xP′
xP
x0 B
O
y
已知P点的施工坐标，则可按下式将其换 算为测量坐标：
xP yP
xo yo
xP xP
cos sin
yP sin yP cos
已知P的测量坐标，则可按下式将其换算 为施工坐标：
xP yP
地水准面。在这个平面上建立的测区平面直角坐标系，称 为独立平面直角坐标系。
规定：
①南北方向为纵坐标轴，记作x轴，向北为正；
②以东西方向为横坐标轴，记作y轴，向东为正；
③坐标原点O一般选在测区的西南角，使测区内各点的x、
y坐标均为正值；
④坐标象限按顺时针方向编号。x
y
A
Ⅳ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
x
yA A′
O
xA y
O
符号相反，即：
B
hAB hBA
黄海平均海水面
hAB
A
HB′
HB HA′
HA
铅垂线 铅垂线
假定高程起算面 大地水准面
算例
HA=123.10m HB=135.50m hAB=HB-HA=135.50-123.10=12.40m hBA=HA-HB=123.10-135.50=-12.40m hAB=－hBA 结论：高差有正负和方向性，要注意下标的
测量地面点位的确定
测量地面点位的确定测量工程中定位空间一个点需要三个量。
首先选择一个投影面（或者基准面），把这个空间的点投影到基准面上得到点在基准面上面的坐标，这是第一步。
那么，这个可以叫点到投影面或到基准面的投影为x y，或者用入、∮表示经度、纬度，这是第一个两个量。
还有第三个量，通过这个点到投影面的距离用h来表示，这样就可以把空间的点用三个量清晰的表示出来。
既然要选择一个基准面，第一项工作就要选择投影的基准面。
最能代表地球表面的面是海洋面，选择的基准面就选择海水面。
水准面不是水平面，水准面实际是一个曲面。
水准面上任意一点与重力方向垂直，处处与重力相垂直的曲面叫水准面。
海水面一直在变化的运动的，只能取一个平均的海水面，把它作为基准面。
水准面有无数多个，其中那个和平均海水面重合的水准面就是大地水准面。
测量在地球表面展开，任一点受离心力及引力作用，合力称为重力，重力方向线就是测量基准线，是用来选择水准面或者基准面。
测量工作的基准线是选择测量工作的基准面是大地水准面。
在基准面上面的点的坐标。
点的坐标表示方法通常用两种。
第一种称为天文地理坐标，它用经度和纬度来表示。
确定地面点的空间位置需3个参数：X(纵坐标)，Y(横坐标)，H(高程)或入(经度)，∮(纬度)，H(高程)。
从整个地球考虑点的位置，通常是用经纬度表示。
用经纬度表示点的位置，称为地理坐标。
假定PP1为地球旋转轴，O为地心。
通过地球旋转轴的平面称子午面，子午面与地球表面的交线称子午线(经线)。
通过格林威治天文台G的子午线称首子午线。
地球表面任一M点的子午面PMM'P 与首子午面所组成的二面角，用入表示，称为M点的经度。
经度由首子午面向东向西各0°~180°，向东的称东经，向西的称为西P经。
我国在东半球，各地的经度都是东经。
通过地心o与地球旋转轴PP1垂直的平面EE1，称为赤道平面。
赤道平面与地球表面的交线称为赤道。
过M点的铅垂线与赤道面EG'M'E1的夹角称M点的纬度。
地面点位的确定
北
（测区内X、Y均为正值）；
X
原点坐标值可以假定，也可
以采用高斯平面直角坐标； 规定：X 轴向北为正，
测区
Y轴向东为正。
O
Y
（三）空间直角坐标
Z
如图所示：
原点O — 地球质心
O
Z轴 — 指向地球北极
Y
X轴 — 指向首子午面 X 与赤道的交点
Y轴 — 过O点与XOZ面垂直
如：A（XA，YA，ZA）
当hAC为正时， C点高于A点； 当hAC为负时， C点低于A点；(高差下标的顺序，不能写反！
我国的高程系统： 水准原点 全国高程的起算点。 1985年国家高程基准 （72.260m ） 1956年黄海高程系 （72.289m）
目前我国统一采用
1985年国家高程基准 。
水准原点 H0
验潮站
大地水 准面
高斯平面直角坐标系
1、高斯投影的概念
高斯投影是一种等角投影。它是由德国数 学家高斯(Gauss，1777~1855)提出，后经德 国大地测量学家克吕格(Kruger，1857～1923) 加以补充完善，故又称“高斯—克吕格投影”， 简称“高斯投影”。
测量对地图投影的要求：
①测量中大量的角度观测元素，在投影前后保 持不变，这样免除了大量投影计算工作； ②保证在有限范围内使得地图上图形同椭球上 原形保持相似，给识图用图带来很大方便。 ③投影能方便的按分带进行，并能用简单的、 统一的计算公式把各带连成整体。
p1
xp1 xp1 , xp2 xp2
o
y
y y p1=500000+ p1
=+（带号）636780.360m
y yp2 = 500000+ p2