1、第一章 測繪基礎 認識測繪 主講：蘇軍德Email： Tel：151019142021 1）什么是測繪學？）什么是測繪學？2 2）測繪學能夠干什么？）測繪學能夠干什么？1、測繪學概念1、測繪學概念珠峰高度1、測繪學概念橋墩形狀1、測繪學概念GPS 空間位置1、測繪學概念 測繪測繪：是指對自然地理要素或者地表人工設施的形狀、大小、空間位置及其屬性等進行測定、采集、表述以及對獲取的數據、信息、成果進行處理和提供的活動2、測繪學科體系球形地球球形地球扁球形地球扁球形地球梨形地球梨形地球大地測量學：研究地球大小，形狀和地球重力場的學科2、測繪學科體系攝影測量與遙感：利用攝影相片或遙感技術來確定地面物體

2、的形狀、大小、性質、特征和空間位置的學科。2、測繪學科體系大橋測量大橋測量隧道測量隧道測量工程測量學：研究工程建設中測量工作的理論、技術與方法的學科。3、測繪學用途-航空航天2008年9月25日21時10分，載著翟志剛、劉伯明、景海鵬3位航天員的神舟七號飛船在中國酒泉衛星發射中心發射升空 北京時間2007年10月24日16時05分，中國在西昌衛星發射中心用“長征三號甲”運載火箭，成功將“嫦娥一號”月球探測衛星送入太空 3、測繪學用途-軍事天時、地利、人和！3、測繪學用途-工程建設例如：（在測量的地形圖上）征地報批（在測量的地形圖上）規劃、設計施工（需要施工放樣、測設）竣工、驗收（需要竣工測量）

3、使用、工程管理（變形觀測）3、測繪學用途-水利水位監測4、測繪內容及任務內容：解決2個問題測定測定：（地面（地面 圖紙）圖紙） 使用測量儀器和工具，通過測量和計算，得到一系列測量數據或成果，將地球表面的地形縮繪成地形圖，供經濟建設、規劃設計、國防建設及科學研究使用。4、測繪學內容及任務測設：測設： （圖紙（圖紙 地面）地面） 測設是指用一定的測量方法，按照一定的精度，把設計圖紙上設計好的建(構)筑物的平面位置和高程標定在實地上，作為施工的依據。4、測繪學的內容及任務任務：依據內容，測繪學任務主要包括兩個方面，即地形圖的測繪和施工測量。通俗的講：山有多高？路有多遠？海有多深？天有多高？地有多寬？

4、敢問路在何方？6、小結及思考 小結小結 ：1 1. . 測量學測量學的定義和的定義和分類？分類？ 2 2. . 測量學測量學的基本的基本體系？體系？ 3 3. . 測量學測量學的發展的發展現狀？現狀？ 4. 4. 測量學的內容和任務？測量學的內容和任務？第一章 測繪基礎 地面點位的確定及測量坐標系（一）地球的形狀和大小（一）地球的形狀和大小球形地球球形地球扁球形地球扁球形地球梨形地球梨形地球大地測量學：研究地球大小，形狀和地球重力場的學科（一）地球的大小和形狀陸地占29%海洋占71%起伏變化起伏變化（一）地球的大小和形狀8844.43m11022m珠穆朗瑪峰珠穆朗瑪峰馬里亞納海溝馬里亞納海溝（

5、一）地球的大小和形狀重力的方向線稱為鉛垂線重力的方向線稱為鉛垂線1、基本概念 重力方向線 即鉛垂線， 是測量工作的基準線（一）地球的大小和形狀水準面：水準面：液體受重力而形成的靜止平面稱為水準面。兩個特性：兩個特性：l同一水準面上的重力位處處相等；l同一水準面上任一點的鉛垂線都與水準面相正交。 （一）地球的大小和形狀大地水準面：大地水準面：與平靜的平均海水面相重合、并延伸通過陸地而形成的封閉曲面稱為大地水準面。大地水準面是測量工作的基準面。靜止海水面靜止海水面陸地陸地大地水準面大地水準面（一）地球的大小與形狀（一）地球的大小和形狀水準面與大地水準面示意圖水準面與大地水準面示意圖（一）地球的大小

6、和形狀地心地心OOG格林尼治天文臺格林尼治天文臺G G地球自轉軸地球自轉軸起始天文子起始天文子午面午面地球自然表面地球自然表面大地水準面大地水準面E 大地體大地體由由大地水準面包大地水準面包圍的地球形體，圍的地球形體，是不規則球體是不規則球體（一）地球的大小和形狀 旋轉橢球旋轉橢球 與大地體非常接近的與大地體非常接近的 數學橢球數學橢球 長半徑為長半徑為a，短半徑為，短半徑為b 扁率扁率 數學模型數學模型 地球平均半徑地球平均半徑 R=6371km 1222222bzayax)(31baaRabaZYX（一）地球的大小和形狀 旋轉橢球理論上是唯一旋轉橢球理論上是唯一的數學球體的數學球體 旋轉橢

7、球參數，難以全旋轉橢球參數，難以全球統一確定；各國自己球統一確定；各國自己測定并采用的旋轉橢球測定并采用的旋轉橢球稱為稱為參考橢球參考橢球 同時顧及地球幾何參數同時顧及地球幾何參數和物理參數的旋轉橢球和物理參數的旋轉橢球稱為地球橢球體，又稱稱為地球橢球體，又稱為為參考橢球體參考橢球體 參考橢球面參考橢球面是測量計算是測量計算和制圖的基準面和制圖的基準面 （二）確定地面點位的坐標系19801980國家大地坐標系國家大地坐標系大地原點大地原點位于陜西省涇陽縣永樂鎮位于陜西省涇陽縣永樂鎮（二）確定地面點位的坐標系一、大地坐標系一、大地坐標系 基準面基準面：參考橢球面：參考橢球面 基準線基準線：法線：

8、法線 地面點位用大地地面點位用大地經度經度和和大地大地緯度緯度來表示來表示1.19541.1954年北京坐標系年北京坐標系2.19802.1980國家大地坐標系國家大地坐標系3.WGS-843.WGS-84世界大地坐標系世界大地坐標系（二）確定地面點位的坐標系二、高程系統二、高程系統確定該點沿鉛垂方向到某基準面的距離。絕對高程（海拔）絕對高程（海拔）：指某點沿鉛垂線方向到大地水準面的距離，用表示。相對高程：相對高程：某點距假定水準面的鉛垂距離。高差：高差：地面上兩點間的高程之差，用h表示。B假定水準面hABAHAHBHAHB黃海平均海水面大地水準面 高程基準面如何 確定，基準點的高程為多少呢？

9、 以青島驗潮站多年的觀測資料求得黃海平均黃海平均海水面海水面，作為我國的高程基準面，建立了“1956年黃海高程系”，并在青島市觀象山上建立了國家水準基點（72.289m）。在1987年啟用“19851985國家高程基準國家高程基準”，此時測定的國家水準基點高程72.260m72.260m。（二）確定地面點位的坐標系高斯高斯投影投影橫切橢圓柱正形投影。又稱為高斯橫切橢圓柱正形投影。又稱為高斯克呂格投克呂格投影。同時滿足等角和高斯投影條件。影。同時滿足等角和高斯投影條件。目的目的：將球面坐標轉換為平面坐標。將球面坐標轉換為平面坐標。（二）確定地面點位的坐標系OSN赤道面中央子午線M二、高斯平面直角

10、坐標系二、高斯平面直角坐標系高斯高斯投影投影l中央子午線和赤道投中央子午線和赤道投影后成相互垂直的直影后成相互垂直的直線。線。l中央子午線長度不變，中央子午線長度不變，離中央子午線越遠變離中央子午線越遠變形越大。形越大。l為保證投影精度，必為保證投影精度，必須采用須采用分帶投影分帶投影。6 6度投影帶度投影帶：中央子午線經度為中央子午線經度為360NL高斯高斯投影分帶投影分帶（1 1）6 6度投影帶度投影帶：中央子午線經度為中央子午線經度為360NLnL 30（2 2）3 3度投影帶度投影帶：中央子午線經度為中央子午線經度為（二）確定地面點位的坐標系 高斯平面直角坐標系高斯平面直角坐標系lx

11、x坐標坐標：中央子午線向西：中央子午線向西平移平移500km500km，向北為正。，向北為正。ly y坐標坐標：赤道，向東為正。：赤道，向東為正。l為區分點位所在的高斯投為區分點位所在的高斯投影帶，在影帶，在Y Y坐標前必須加坐標前必須加兩位數的兩位數的帶號帶號。l如：如：mymxAA230.58763420695.3516432我國六度帶帶號我國六度帶帶號 N=1323N=1323，三度帶帶號，三度帶帶號 n=2545n=2545高斯投影具有如下特點：高斯投影具有如下特點：l投影前后角度保持不變l中央子午線投影為直線，其余經線為凹向中央子午線的對稱曲線l赤道投影后為直線且與中央子午線正交；其

12、余緯線為凸向赤道的對稱曲線l除中央子午線外均存在長度變形，且離中央子午線越遠，長度變現也越大地心坐標系地心坐標系（二）確定地面點位的坐標系 x y 高斯平面直角坐標系 y x 笛卡爾平面直角坐標系 地區地區平面平面直角坐標系直角坐標系與與數學數學笛卡爾笛卡爾平面直角坐標系的區別平面直角坐標系的區別 （三）用水平面代替水準面的限度一、對距離的影響一、對距離的影響大地水準面上：大地水準面上：在水平面上：在水平面上：誤差值：誤差值：相對誤差：相對誤差： RDtgRD)(tgRDDD223RDDD結論：結論：當測區半徑當測區半徑 r10kmr10km時時, , 誤差僅為誤差僅為1/1201/120萬，

13、可用水平面萬，可用水平面 代替代替大地水準大地水準面面（三）用水平面代替水準面的限度三、對高程的影響三、對高程的影響l用水平面代替水準面對高用水平面代替水準面對高程的影響就是程的影響就是地球曲率地球曲率對對高程的影響高程的影響 RDRRRobbobBBbh2) 1(secsec2結論結論: : 必須顧及其影響必須顧及其影響, ,進行改正進行改正（三）用水平面代替水準面的限度二、對水平角的影響二、對水平角的影響l球面三角形球面三角形 內角和內角和 球面角超球面角超PP球面三角形面積球面三角形面積RR地球半徑，地球半徑，180 2RP 3 .57,8343,520626 結論：結論：當測區范圍在當

14、測區范圍在100km100km2 2，用水平面代替水準面時，對角度影響僅為，用水平面代替水準面時，對角度影響僅為0.510.51，在普通測量工作中可以忽略不計，在普通測量工作中可以忽略不計坐標的正反算坐標的正反算l坐標的正算l坐標的反算（四）測量工作的程序及基本內容一、測量三項基本工作一、測量三項基本工作l測量工作包括測量工作包括測定測定和和測設測設兩部分，其實質都是確定兩部分，其實質都是確定地面點的點位地面點的點位l確定點位的確定點位的三要素三要素：高差、：高差、水平角、水平距離水平角、水平距離l測量測量三項基本工作三項基本工作： 高程測量（第三章）高程測量（第三章） 角度測量（第四章）角度

15、測量（第四章） 距離測量（第五章）距離測量（第五章）（四）測量工作的程序及基本內容二、測量工作的原則二、測量工作的原則（四）測量工作的程序及基本內容 在實際測量工作中應當遵守以下:在測量布局上，應遵循“由整體到局部”的原則；在測量精度上，應遵循“由高級到低級”的原則；在測量程序上，應遵循“先控制后碎部”的原則。在測量過程中，應遵循“隨時檢查，杜絕錯誤”的原則。 優點：優點： 減少誤差積累；減少誤差積累； 避免錯誤發生；避免錯誤發生； 提高工作效率提高工作效率。（四）測量工作的程序及基本內容（四）測量工作的程序及基本內容1km=1000m 1m=10dm=100cm=1000mm1km=1000

16、m 1m=10dm=100cm=1000mm1 1英里英里=1.6093=1.6093公里公里 1 1碼碼=3=3英尺英尺 1 1英尺英尺=12=12英寸英寸=30.48=30.48厘米厘米 1 1英寸英寸=2.54=2.54厘米厘米1 1海里海里=1.852=1.852公里公里 =1852=1852米米1 1里里=500=500米米 1 1丈丈=10=10尺尺 1 1尺尺=1/3=1/3米米 1 1尺尺=10=10寸寸一、一、測量單位測量單位長度單位長度單位（四）測量工作的程序及基本內容一、一、測量單位測量單位角度角度單位單位1 1度（度（d d）=60=60分（分（m m）=3600=3600秒（秒（s s）l