测 绘 学 概 论第1讲-测绘学总论

建筑工程学院,测绘学概论,最高处中国珠穆朗玛峰，8844.43m(2005年),最低处：太平洋西部马里亚纳海沟最深处,第一讲、总论,第二讲、大地测量学,第三讲、摄影测量与遥感（RS),第四讲、地图制图学,第五讲、GPS与数字地球,测绘学概论课程的主要内容,第七讲、工程测量学第八、实验简要介绍第二讲第六讲，重点第五讲和实验,第六讲、地理信息系统（GIS),一、测绘学的定义及历史沿革,二、测绘学的研究内容,三、测绘学的分支学科,四、测绘学的现代发展,五、测绘学的科学地位和作用,第一讲总论,1、测绘学的定义研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场，测量地球表面自然形态和人工设施的几何分布，并结合社会和自然信息,编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术的学科。它是地球科学的一个分支学科。测绘资料是重要的基础信息。,一、测绘学的定义及历史沿革,测绘学获取观测成果的工具是测量仪器，它的形成和发展依赖于测绘方法和仪器的创造和变革,测绘学的研究结果是地图。地图的演变及其制作方法的进步是测绘学发展的重要标志,测绘学的研究对象是地球(椭球体，平均半径6371km)。它随着人类对地球形状认识的深化和测定的精确度提高而向前发展。,2、测绘学的历史沿革,1.研究和测定地球形状、大小及其重力场，建立统一的坐标系统，测定地面点在该坐标系统中的精确点位（三个量）；,2.对地表形态进行测绘工作，使之变成各种比例尺的地形原图；,3.在各种经济建设和国防工程建设中进行测绘工作；,4.在海洋环境中进行测绘工作，研究其特殊的方法和专用仪器。,二、测绘学的研究内容,大地测量,工程测量,地图制图,与遥感摄影测量,地理信息系统,测绘学,三、测绘学的分支学科,全球定位系统,海洋测绘,研究和测定地球的形状、大小、重力场、以及它们的变化的理论和技术的学科。,地球的大小：指地球椭球的大小；,地面点的几何位置指地面点在一个坐标系中的位置；,地球的形状指大地水准面的形状（或地球椭球的扁率）；,地球重力场研究指利用地球的重力作用研究地球形状等；,1.大地测量学,几何法几何大地测量,动态监测动态大地测量,卫星法卫星大地测量或空间大地测量,物理法物理大地测量,解决大地测量学任务的方法,研究利用摄影或遥感的手段获取目标物的影像数据，从中提取几何的或物理的信息，并用图形、图像和数字形式表达的学科。,主要内容包括：获取目标物的影像；对所摄得的影像进行处理；用图形、图像或数字形式表示所处理的成果。,2.摄影测量与遥感学,航空摄影在飞机上利用航摄机摄取地面景物影像的技术,航天摄影在航天飞行器上利用摄影机或其它遥感探测器获取地球的图像资料和有关数据的技术,地面摄影测量利用安置在地面上的专用摄影机拍摄的主体像对，对所摄目标物进行测绘工作的技术,研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行控制测量、地形测绘、施工放样和变形监测的理论和技术的学科。,规划设计阶段的测量提供地形资料作为设计的依据。,施工阶段的测量按照设计要求，在实地准确地标定出建筑物各部分的平面和高程的测量作为施工和安装的依据。,3.工程测量学,高精度工程测量采用非常规的测量仪器和方法，使其测量的绝对精度达到毫米以上要求的测量工作,运营管理阶段的测量工程竣工后为监视工程状况，保证安全，进行周期性的重复测量，观测其变形情况,研究模拟和数字地图的基础理论、设计、编绘、复制的技术方法及应用的学科。,地图投影依据数学原理将地球椭球面上的经纬度线网描绘在平面上相应的经纬线网,地图编制制作地图的理论和技术,地图整饰研究地图的表现形式,地图制印地图复制的理论和技术,地图应用对地图进行分析、评价、阅读、量算和在图上进行作业,4.地图制图学（地图学）,以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制的理论和方法的学科。,海道测量以保证航行安全为目的对地球表面水域及毗邻陆地所进行的水深和岸线测量以及底质、障碍物的探测等工作,海底地形测量测定海底起伏、沉积物结构和地物的测量工作,海图编制设计、编绘、整饰和印刷海图的工作,5.海洋测绘学,1测绘学中的3S技术,全球定位系统（GlobalPositioningSystem,GPS）美国发展的新一代卫星导航和定位的军事系统,遥感（RemoteSensing,RS）不接触物体本身，用传感器收集目标物的电磁波信息，识别目标物，揭示其几何物理特性及变化规律的科学技术,地理信息系统（GeographicInformationSystem,GIS）在计算机软件和硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统,四、测绘学的现代发展,（人类有一个梦想，就是想只用一种方法，就把世间一切事物都管起来）,3S技术的综合利用RS用于实时、快速地提供大面积地表物体及其环境的几何、物理信息和各种变化。GPS用于实时、快速地提供目标的空间位置。GIS是多种来源的时空数据的综合处理分析和应用平台。,遥感技术（RS）是信息采集（提取）的主力；全球定位系统（GPS）是对遥感图像（像片）及从中提取的信息进行定位，赋予坐标。地理信息系统（GIS）是信息的“大管家”。遥感技术、全球定位系统、地理信息系统，它们具有天然的优势互补性，因此，自然而然的“走到”一起来了。,3S技术,现代测绘学的内涵它是通过信息技术，利用计算机的硬件和软件对空间数据进行测量、分析、管理、储存和显示的综合研究。原来各个测绘分支学科之间的界限已逐渐变得模糊，它们都因计算机和通讯技术的发展而紧密联系在一起，是应现代社会对空间信息有极大需求这一特点提出的一个更全面且综合的学科体系。,五、测绘学的科学地位和作用,2.测绘学的科学地位为研究地球的自然和社会现象，解决人口、资源、环境和灾害等社会可持续发展中的重大问题，为土地、海洋及工程的规划和经济国防建设提供技术支撑和数据保障。,制成各种地图和建立相应的地理信息系统，供工程规划、设计、施工、管理和决策使用。在国防建设和现代战争中，可持续、实时地提供战场环境，为作战指挥和武器的定位与制导提供测绘保障。在科学研究中是测定地球动态变化，研究地壳运动及其机制的重要手段。用于探索某些自然规律，研究地球内部构造、环境变化、资源勘探、灾害预测和防治等。,3.测绘学的实际应用,测绘无处不在，测绘无处不有！,思想有多远，测绘就能走多远！,测绘地球,地形测量,地球梨形形状,球形“地圆说”,椭球“地扁说”,大地水准面示意图,四“面”关系示意图,椭球体：扁率很小1/299,埃拉托斯特尼世界地图（公元前3世纪最先绘制经纬线）,西汉地形图,（公元前168年前，中国长沙马王堆汉墓（1972出土）,有方位；有比例尺（约1：18万）；有一定的精度；内容丰富：表示了山、川、邑、路等，尤以河流和居民地最为详细,现代地形图,（有丰富的地理信息和社会信息）,地形图,游标经纬仪,光学经纬仪,激光测距仪,免棱镜测距仪,世界上精度最高的徕卡全站仪（0.5）,南方GPS接收机,地球的形状,地球重力场是地球的一种物理属性。根据地球重力场的分布，可以研究地球内部结构、地球形状以及对航天器的影响。,点坐标(世界大地坐标系),大地坐标系常用大地经度、大地纬度、大地高表示地面点的空间位置。,表示地面点的空间位置,水准测量,测量标志,重力测量,GPS,全球板块分布,航空摄影,用遥感获取地球的数字影像,北京,地面摄影测量,城市测量,施工测量,变形观测,毫米级滑坡变形监测的,金坪子滑坡,滑坡DEM模型,北京电子正负离子对撞机安装,地图投影：通过投影将地球表面物体化算到平面上，一定存在变形；,切橙子,地图,地图印刷,计算机地图制图,计算机制图,海底地形测量,空间部分,24-27颗卫星21000公里高度6个轨道发射两种调制测距信号的频率,GPS定位原理,遥感原理,珠峰测高:采用了经典测量与卫星GPS测量结合的技术方案，并首次动用了冰雪深雷达探测仪。珠峰高度8,844.43米，比1975年测量的高度8,848.13米“矮”了3.7米。,地球的大小,2005年5月竣工通车的湖南张家界天门山盘山公路,天门山是湖南省张家界市永定区海拔最高的山，主峰1518.6米，距城区8公里，1992年7月被批准为国家森林公园。天门山盘山公路全长10.77公里，公路从200m高程急剧上升至1100m高程，起点与终点高差约为900m，有99道弯,，道路两侧绝壁千仞,空谷幽深,180度急弯此消彼长，堪称公路奇观。2005年5月竣工，修建了8年。,三、应用领域资源管理,GIS能干什么,三、应