测量与地图学 第一章-绪论

1、测量与地图学测量与地图学第一章 绪论本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论绪论12345地图产品地图产品 测绘科学的发展测绘科学的发展测绘科学的研究对象与分类测绘科学的研究对象与分类 课程性质与目的、要求及总体安排课程性质与目的、要求及总体安排测绘科学对经济建设的作用测绘科学对经济建设的作用 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论一、课程性质与目的n课程性质课程性质 测量与地图学是一门综合性综合性学科是地学专业必修的一门专业基础技能课，具有技术性和技术性和实践性实践性强的特征。n学习目的学习目的掌握测量学与地图学的基础理论、基础知

2、识和基本技能基础理论、基础知识和基本技能，具备基本的测图、绘图、读图、用图测图、绘图、读图、用图的能力，为后续课的学习和将来从事测绘工作打下必要的基础。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论二、课程学习要求n（1）理解测量与地图学基础知识；n（2）掌握测量的基本理论、测量方法，以及如何使用测量仪器测量仪器正确测图；n（3）掌握绘制地图绘制地图的方法，以及在实践中正确识别识别地图和使用地图地图和使用地图的基本技能。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论三、课程总体安排n教学内容教学内容=理论讲解+实验操作本科生课程：测量与地图学本科

3、生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论四、考试分数n期末成绩占70%（理论50%，实践20%）n考试内容：1.书后习题 2.上课强调n平时成绩占30 % （出勤率和作业）n作业：实习记录本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论?n问题问题1：见过或使用过地图吗？：见过或使用过地图吗？n问题问题2：什么是地图？：什么是地图？n问题问题3：地图怎么来的？：地图怎么来的？n问题问题4：什么是测量？：什么是测量？本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论绪论12345地图产品地图产品 测绘科学的发展测绘科学的发展测绘科学的研究对象与分类测绘

4、科学的研究对象与分类 课程性质与目的、要求及总体安排课程性质与目的、要求及总体安排测绘科学对经济建设的作用测绘科学对经济建设的作用 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论一、测绘科学的研究对象 n测绘科学的研究对象研究对象是地球整体及其表面和外层空间的各种自然和人造物体的有关信息。n研究内容:与地理空间有关的信息进行采集、处理、管理、更新和利用。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论n传统测绘科学研究的对象是地球及其表面，n但随着现代科学技术的发展，它已扩展到地球的外层空间外层空间，并已由静态对象发展到观测和研究动态对象动态对象。

5、使用的手段和设备，也已转向自动化、遥测、遥控和数字化自动化、遥测、遥控和数字化。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论n测量学与地图学统称为测绘学测绘学。n它既要研究测定地面点的几何形态：地球的形状、大小、地球重力场、地球表面的地形、地貌及地物的几何形状和其空间位置(测量学测量学)；n又要结合社会和自然信息的地理分布，研究绘制全球和局部地球各种比例尺的地形图和专题地图的理论和技术(地图学地图学)。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论一、测量学的任务：一、测量学的任务： a）确定地球的形状和大小； b）确定地面上和空间上各点的相对

6、位置或某一坐标的统一位置，即把地面上施测区域绘制成图； c）将土地及其附属物的开发、利用、建设的设计方案在实地标定，即将各种工程设计测设到现场； d）变形监测：已有工程或其它设施在一定时期内的变化测量。实地地图地图实地二、测量与地图学的任务与分类测量学的任务是_ 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 测绘：测绘： 地面地面 图纸图纸BAabi上丝读数上丝读数中丝读数中丝读数下丝读数下丝读数竖直角竖直角水平角水平角本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 测设：测设： 图纸图纸 地面地面H HA A=24.376=24.376H H

7、B B=25.000=25.000大地水准面大地水准面A AB Ba aH Hi ib b高程放样高程放样A AB BP P(X(XA A,Y,YA A) )(X(XB B,Y,YB B) )(X(XP P,Y,YP P) )设计设计D DAPAPD DBPBP距离交会距离交会本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论测量学分支学科：测量学的分类，大致可分为 _，_， _， _ ， _ ， _ 。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 本科生课程：测量与地图学本科

8、生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 欧洲地球重力场和海洋环流探测卫星欧洲地球重力场和海洋环流探测卫星(Goce)(Goce)协助绘制水准面协助绘制水准面 欧洲航天局地球重力场和海洋环流探测卫星项目经欧洲航天局地球重力场和海洋环流探测卫星项目经理达尼洛理达尼洛木兹解释说：木兹解释说：“目前我们对地球重力场的了目前我们对地球重力场的了解很不完善。重力是我们的日常生活不可或缺的一

9、种力解很不完善。重力是我们的日常生活不可或缺的一种力，有了它，我们才能双足站在地面上。一般人们认为，有了它，我们才能双足站在地面上。一般人们认为，地球上各个地方的重力都一样，然而事实并非如此。地球上各个地方的重力都一样，然而事实并非如此。我我们在北极将比在赤道的体重更重。们在北极将比在赤道的体重更重。”地球的形状是导致地球的形状是导致这种异常现象的部分原因。这是因为这种异常现象的部分原因。这是因为地球并不是一个完地球并不是一个完美的球体，相对来说，地球两极更加扁平。地球的内层美的球体，相对来说，地球两极更加扁平。地球的内层并不是由同类岩石构成的，而且一些区域的地壳更厚，并不是由同类岩石构成的，

10、而且一些区域的地壳更厚，或者密度更大。或者密度更大。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论测量学分支学科：本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论另外，还包括土地地籍测量和房地产测量。另外，还包括土地地籍测量和房地产测量。 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论测量学分支学科：本科生课程：

11、测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论遥感技术遥感技术本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论卫星影像卫星影像本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 3131本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 3333在车辆行进过程中对道路两边采集各种角度和不同分辨率的影像，然后根据立体像对精确分析，快速建立空间三维模型。同时，汽车上装载地面三维激光扫描

12、成像系统，可以对大型建筑物进行精细扫描建模。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论测量学分支学科：本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 3636面水准测量场地平整本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 3737大桥变形测量本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论测量学分支学科：本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_

13、第一章绪论第一章绪论（二）（二）地图学地图学地图学地图学是关于地图的科学，它研究的对象是地图，探讨地图的实质、地图制作的理论和技术、地图应用的理论和技术三方面的问题。40本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论地图学分支学科：本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论（三）（三）测量与地图学测量与地图学n测量与地图学=测量学+地图学。n测绘科学与技术与生产结合十分密切。n测绘科学研究内容可分为： 42本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论绪论12345地图产品地图产品 测绘科学的发展测绘科学的发展测绘科学

14、的研究对象与分类测绘科学的研究对象与分类 课程性质与目的、要求及总体安排课程性质与目的、要求及总体安排测绘科学对经济建设的作用测绘科学对经济建设的作用 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论一、传统地图n传统地图传统地图是按照一定数学法则，用规定的图式符号和颜色，把地球表面的自然现象和社会现象，有选择地缩绘在平面图纸上的图。如普通地图、专题地图、影像地图、立体地图等。国家基本地形图 即是指国家基本比例尺地形图，简称国家基本图。我国规定了1： 5000、1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万、1：25万、1：50万、1：100万八种比例尺地形图为国家基本比例

15、尺地形图。地形图 它是普通地图的一种，是按一定比例尺表示地貌、地物平面位置和高程的一种正射投影图。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论专题地图本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论二、现代地图n近年来，随着测绘技术的进步，现代地图及其产品有了明显的变化，已出现缩微地图、数字地图、电子地图、全息像片等新品种。n在生产部门，4D产品产品（数字高程模型（数字高程模型DEM、数字线划地图数字线划地图DLG、数字栅格地图、数字栅格地图DRG、数、数字正射影像图字正射影像图DOM）已经逐步取代传统意义上的纸质地图。46本科生课程：测量与地图

16、学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论4D地图： 数字高程模型数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM） 在某一投影平面（如高斯投影平面）上规则格网点的平面坐标（X，Y）及高程（Z）的数据集。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论4D地图： 数字线划地图数字线划地图（Digital Line Graphic，DLG） 现有地形图要素的矢量数据集，保存各要素间的空间关系和相关的属性信息，全面地描述地表目标。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论4D地图： 数字栅格地图数字栅格地图（Digital

17、 Raster Graphic，DRG） 现有纸质地图经计算机处理后得到的栅格数据文件。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论4D地图： 数字正射影像图数字正射影像图（Digital Orthphoto Map，DOM） 利用数字高程模型（DEM）对经扫描处理的数字化航空像片，经逐像元投影差改正、镶嵌，按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的数字正射影像数据集。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论绪论12345地图产品地图产品 测绘科学的发展测绘科学的发展测绘科学的研究对象与分类测绘科学的研究对象与分类 课程性质与目的、要求及总

18、体安排课程性质与目的、要求及总体安排测绘科学对经济建设的作用测绘科学对经济建设的作用 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论一、测绘科学的历史 （一）我国古代：（一）我国古代：n春秋战国春秋战国：地图被看作是国宝，“图穷匕首见”n公元前公元前21世纪世纪：大禹治水“准、绳、规、矩”n西周西周：召公测绘了首都洛邑的城建图n汉汉：地形图和驻军图（长沙马王堆出土的）n南宋南宋：石刻地图华夷图和禹迹图n宋宋：沈括早欧洲人400年发现了磁偏角n元元：郭守敬在世界上第一个提出了海拔高程的概念n清清：康熙年间全国测定了630个点的经纬度n52本科生课程：测量与地图学本科生课程

19、：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 荆轲刺秦王本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论长沙马王堆汉墓出土的地形图 成图于公元前168年以前。比例尺约为1：180 000，相当于汉代一寸折十里，地图幅面为纵96cm、横96cm。原图上本无名，因地图内容包含山川、道路、城镇等要素，故取名“地形图”。 1973年12月发掘湖南长沙市东郊马王堆三号汉墓时出土。绢底彩绘，现藏于湖南省博物馆。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论清代的实测地图皇舆全览图由清康熙帝主持，中西方测绘人员合作，历经十年测制的中国第一部实测全国地图，采用经纬差各一度

20、的梯形经纬网格，详细地表示了地形、水系、居民地间相对集团及其汉字名称，并在边疆地区加注满文。该图具有较高的精度，公元1717年成图(康熙五十六年)，公元1719年制成铜版(康熙五十八年)，52.577cm 共41幅，比例尺 1:1 400 000，现藏于北京图书馆。皇舆全览图（清内府一统舆地秘图局部，四排二号：山东半岛、辽东半岛）本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论（二）世界各国：（二）世界各国：n世界各国测绘科学主要是从17世纪初开始发展起来的。n17世纪：望远镜开始应用于各种测量仪器n1617年：三角测量方法开始应用n1683年：法国进行弧度测量，证明地球

21、确是两极略扁的椭球体n之后，世界各国无论在测量理论、测量方法及测绘仪测量理论、测量方法及测绘仪器器方面都有不少创造发明，如：1794年高斯提出了最小二乘法理论，以后又提出了横圆柱投影学说。1903年飞机的发明促进了航空摄影测量学的发展。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论（1）测量领域 20世纪中叶，电子学、信息学、计算机学和空间科学等的发展，推动了测绘仪器的变革：n水准仪水准仪：20世纪40年代，自动安平水准仪的问世，标志着水准测量自动化的开端；近年来，数字水准仪的诞生，使水准测量中可以自动记录、自动传输、存储和处理数据n测距仪测距仪：1947年，光波测距仪

22、问世；20世纪60年代，激光用于电磁波测距(手工自动化)；长测程(可60km)、高精度(可达0.2mm+0.1ppm)、小体积的测距仪逐步应用于测绘生产57本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 5858从 经纬仪 发展到全能的 电子全站仪n测角仪测角仪：光学经纬仪电子经纬仪电子速测仪（全站仪）智能经纬仪本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 5959本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 6060本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 6161本科生课程：测量与地图

23、学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论n全球定位系统（全球定位系统（GPS）：采用卫星直接进行空间点的三维定位，GPS开创了测绘科学新时代目前的卫星定位系统 美国： GPS俄罗斯： GLONASS （格鲁纳斯） 欧盟： GALILEO（加利略）中国：北斗卫星导航系统 卫星定位优势：l无需通视及觇标 l提供三维坐标 l定位精度高 l观测时间短 l全天候作业 l操作简便 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论 全球定位系统全球定位系统美国 GPS：由24颗卫星组成，分布在20 200 km高空6个等间隔的轨道上。 一般情况下可见到68颗，全天在地球上任何地

24、点都能进行GPS 定位。 本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论俄罗斯GLONASS：由24颗工作卫星和3颗备份卫星组成，均匀地分布在3个近圆形的轨道面上，每个轨道面8颗卫星，轨道高度19 100 km。欧盟GALILEO：星座由30颗卫星组成。卫星采用中等地球轨道，均匀地分布在高度约为2.3万km的3个轨道面上，星座包括27颗工作卫星，另加3颗备份卫星。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论北斗一号：卫星导航试验系统：由4颗卫星组成，具备中国及其周边地区的导航定位及通讯能力。 北斗卫星导航系统：(BeiDou（COMPASS）N

25、avigation Satellite System) 中国自主研发、独立运行、正在建设中的全球卫星导航系统。2012年，系统将首先具备覆盖亚太地区的服务能力；2020年前后，整个系统将具备覆盖全球的定位、导航和授时服务能力。北斗二号：卫星导航定位系统：正在建设中，将分两阶段完成： 2012年形成亚太区域覆盖，2020年实现全球覆盖。整个系统由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。目前，已成功发射9课卫星。本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论n空间星座部分n地面控制部分n用户接收设备全球定位系统全球定位系统本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学

26、_第一章绪论第一章绪论n测绘方式测绘方式：传统测绘方法数字测图本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论（2）地图生产方面 20世纪50年代，信息论、控制论和系统论三大科学理论和电子计算机的诞生，带来了地图制图技术上的革命：n计算机地图制图计算机地图制图：开始研究（50年代）实验试用（60年代）单一的或部门的地图制图系统（70年代）多功能、多用途的综合性地图制图系统（80年代）n一体化一体化：基于地图数据库的全数字式“地图设计地图编绘制版分色挂网胶片输出”本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论二、我国的测绘科学发展n我国测绘体系的形成

27、分为3个阶段：个阶段：5060年代年代7080年代末年代末80年代至今年代至今现代测绘技术体系的建立和发展现代测绘技术体系的建立和发展传统测绘技术体系的完善传统测绘技术体系的完善和现代测绘技术体系的形成和现代测绘技术体系的形成形成传统测绘技术体系形成传统测绘技术体系第一第一阶段阶段第二第二阶段阶段第三第三阶段阶段 建立了1954北京坐标系、1956黄海高程系等测绘标准 研究制定测绘基本原则、地图图式等，统一了全国测绘技术标准 编制1：25万等国家基本比例尺地形图，开展测绘关键技术研究试验本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论二、我国的测绘科学发展n我国测绘体系的

28、形成分为3个阶段：个阶段：5060年代年代7080年代末年代末80年代至今年代至今现代测绘技术体系的建立和发展现代测绘技术体系的建立和发展传统测绘技术体系的完善传统测绘技术体系的完善和现代测绘技术体系的形成和现代测绘技术体系的形成形成传统测绘技术体系形成传统测绘技术体系第一第一阶段阶段第二第二阶段阶段第三第三阶段阶段 继续完善平面、高程等测绘基准，建立新的大地坐标系和地心坐标系，建成全国天文大地网，一、二等水准网，国家重力基本网和卫星多普勒网等基础设施 开展了空间定位技术（如GPS）的应用研究本科生课程：测量与地图学本科生课程：测量与地图学_第一章绪论第一章绪论二、我国的测绘科学发展n我国测绘体系的形成分为3个阶段：个阶段：5060年代年代7080年代末年代末80年代至今年代至今现代测绘技术体系的建立和发展现代测绘技术体系的建立和发展传统测绘技术体系的完善传统测绘技术体系的完善和现代测绘技术体系的形成和现代测绘技术体系的形成形成传统测绘技术体系形成传统测绘技术体系第一第一阶段阶段第二第二阶段阶段第三第三阶段阶段 数字化测