测绘学概论重点概念

1、测绘学概论重点概念1总论（1）测绘学起初的概念是以地球为研究对象,对它进行测定和描绘的科学。按照这样的概念,测绘就是利用测量仪器测定地球表面自然形态的地理要素和地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等,然后根据观测到的这些数据通过地图制图的方法将地面的自然形态和人工设施等绘制成地图。（2）.测绘学的研究对象不仅是地球,还需要将其研究范围扩大到地球外层空间的各种自然和人造实体。（3）.因此,测绘学的一个比较完整的基本概念应该是:研究对实体（包括地球整体、表面以及外层空间各种自然和人造的物体）中与地理空间分布有关的各种几何、物理、人文及其随时间变化的信息的采集、处理、管理、更新和利用的科学与技

2、术。（4）.针对地球而言,测绘学就是研究测定和推算地面及其外层空间点的几何位置,确定地球形状和地球重力场,获取地球表面自然形态和人工设施的几何分布以及与其属性有关的信息,编制全球或局部地区的各种比例尺的普通地图和专题地图,建立各种地理信息系统,为国民经济发展和国防建设以及地学研究服务.（5）.在公元前3世纪前,中国人已知道天然磁石的磁性,并已有了某些形式的磁罗盘。公元前2世纪,我国司马迁在史记夏本纪中叙述了禹受命治理洪水而进行测量工作的情况,所谓“左准绳,右规矩,载四时,以开九州、通九道、陂九泽、度九山”。这说明在上古时代,中国人为了治水就已经会用简单的测量工具了。人类最早对地球的认识为天圆地

3、方.直到公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯(Pythagoras)才提出地球为球形的概念,2个世纪后亚里士多德(Aristotle)对此作了进一步论证,支持这一学说,此称地圆说。又1世纪后,亚历山大的埃拉托斯尼(Eratosthenes)采用在两地观测日影的方法,首次推算出地球子午圈的周长和地球的半径,证实了地圆说。这是测量地球大小的“弧度测量”方法的初始形式。世界上最早的实地弧度测量是公元8世纪南宫说在张遂(一行)的指导下在今河南境内进行的,它由测绳丈量的距离和由日影长度测得的纬度推算出了纬度为1°的子午弧长。到17世纪末,为了用地球的精确大小定量证实万有引力定律，英国的牛顿(J.Ne

4、wton)和荷兰的惠更斯(C.Huygens)首次从力学原理提出地球是两极略扁的椭球，称为地扁说。18世纪中叶，法国科学院在南美洲的秘鲁和北欧的拉普兰进行弧度测量，证实了地扁说.19世纪初，随着测量精度的提高，通过各处弧度测量结果的研究，法国的拉普拉斯(P.S.Laplace)和德国的高斯(C.F.Gauss)相继指出地球的非椭球性,现在的研究结果证明地球总体上是一个梨形.因此人类对地球形状的认识经历了圆球一椭球f大地水准面f真实地球自然表面的过程中国历史上首次使用这样的方法在广大国土上测绘的地形图是清初康熙年间完成的全国性大规模的皇舆全览图。这次地形图的测绘任务奠定了中国近代地图测绘的基础.

5、。1617年，荷兰的斯涅耳(W.Snell)首创三角测量法，以代替在地面上直接测量弧长,从此测绘工作不仅量距,而且开始了角度测量。(6) .大地测量学:它是研究地球的形状、大小和重力场，测定地面点几何位置和地球整体与局部运动的理论和技术的学科。(7).解决大地测量学所提出的任务，传统上有两种方法:几何法和物理法。随着20世纪50年代末人造地球卫星的出现，又产生了卫星法。(8) .摄影测量学:它是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测绘成果的学科。(9) .地图制图学(地图学):它是研究模拟地图和数字地图的基础理论、地图设计、地图

6、编制和复制的技术方法及其应用的学科。（10）.3S技术的集成，是GPS、RS、GIS技术的发展，并走向集成,是当前国内外的发展趋势。在3S技术的集成中,GPS主要用于实时、快速地提供目标的空间位置;RS用于实时、快速地提供大面积地表物体及其环境的几何与物理信息，以及它们的各种变化；GIS则是对多种来源时空数据的综合处理分析和应用的平台。（11）.现代测绘学是指空间数据的测量、分析、管理、存储和显示的综合研究，这些空间数据来源于地球卫星、空载和船载的传感器以及地面的各种测量仪器。第2章大地测量学1将现代大地测量学分为四类:实用大地测量学、椭球面大地测量学、物理大地测量学和卫星大地测量学。海洋大地

7、测量学、动力大地测量学以及月球和行星大地测量学主要是利用上述四个方面内容中的有关理论和方法形成的。2大地测量系统包括坐标系统、高程系统/深度基准和重力参考系统。与大地测量系统相对应，大地测量参考框架有坐标（参考）框架、高程（参考）框架和重力测量（参考）框架三种。3大地测量坐标系统又分为空间直角坐标系统、大地坐标系统和球坐标系统三种形式。空间直角坐标一般用(x,y,z)表示；大地坐标用(经度入，纬度,大地高H)表示，其中大地高H是指空间点沿椭球面法线方向高出椭球面的距离。4国际大地测量和地球物理联合会(IUGG)分别于1971、1975、1979年推荐了三组大地测量常数,它们对应于大地测量参考系

8、统1967(GRS67)、IUGG75、GRS80。我国西安1980坐标系统采用IUGG75的大地测量常数。目前，正被广泛使用的常数是GRS80定义的。5高程基准定义了陆地上高程测量的起算点。6我国1956年以前采用略最低低潮面作为深度基准面。1956年以后采用弗拉基米尔斯基理论最低潮面(简称理论最低潮面)，作为深度基准面。7实用大地测量学的基本任务是建立地面大地控制网，即以精确可靠的地面点坐标、高程和重力值来实现大地测量系统。8在平面控制测量中，用于测量水平角和垂直角的主要测量仪器是经纬仪。不论是哪种类型的光学经纬仪或电子经纬仪都是由角度测量、目标照准和归心置平三大装置组成。9高程测量最重要

9、的参考面大地水准面，是地球重力场的一个等位面。因此，研究地球形状及外部重力场是大地测量学的一个重要的科学任务。10物理大地测量学的主要内容有:(1)研究地球形状及其外部重力场;（2）发展重力场探测设备及探测方法;（3）研究利用地球重力场理论和信息解决大地测量科学问题。11重力g是地球引力F和离心力P的合力。即g=F+P12地球外部重力等位面俗称水准面,但它并非是几何曲面,而是一个近似于椭球面的复杂曲面。其中,与静止状态海水面相重合的那个重力等位面称为大地水准面,它是海拔高程的起算面,即地面点到大地水准面的垂直距离就是该点的高程。13绝对重力测量测定点的绝对重力值,主要测量仪器为绝对重力仪,如F

10、G5。它是直接测定自由落体的运动时间和路程,求得重力值。相对重力测量测定两点间的重力差值,主要测量仪器为弹簧重力仪,如LCR重力仪（。第3章摄影测量学1摄影测量是一门通过摄影,对所获得的影像进行测量（特别是测绘国家基本比例尺地形图）的学科。它的基本原理来自测量的交会方法。2测量是逐“点”的测量,而摄影测量是“面”（影像）的测量。3根据对地面获取影像位置的不同,摄影测量可以分为航空摄影测量、航天摄影测量与地面（或近景）摄影测量。摄影测量最主要的摄影对象是地球表面,用来测绘国家各种基本比例尺的地形图,为各种地理信息系统与土地信息系统提供基础数据。4航空摄影测量测绘的地形图比例尺一般为1：5万、1:

11、1万、1：5000、1:2000、1：1000、1：500等。其中,1：5万、1：1万为国家、省级基本图,1：1万也常用于大型工程（如水利、水电、铁路、公路）的初步勘测设计;1：2000、1：1000、1：500主要应用于城镇的规划、土地和房产管理;1：5000、1：2000一般为大型工程设计用图。5航天摄影测量是随着航天、卫星、遥感技术的发展而发展起来的摄影测量技术,它将摄影机（一般称为传感器）安装在卫星上,对地面进行摄影6地面摄影测量可以用来测绘地形图,也可以用于工程测量。一切用于非地形测量的摄影测量均称为近景摄影测量。7. 18511859年法国陆军上校劳赛达特提出的交会摄影测量,被称为

12、摄影测量学的真正起点。8. 摄影测量的发展经历了模拟、解析和数字摄影测量三个阶段。9. 摄影测量来自测量的交会,利用影像进行量测。10. 地图上重要的事物符号用浓、艳的颜色,次要的事物符号用浅、淡的颜色。11. 从社会经济发展看,人类走过了资源经济、资本经济和知识经济三个阶段。12数字地球是美国副总统戈尔于1998年1月31日在“数字地球认识21世纪我们这颗星球”的报告中提出的一个通俗易懂的概念,它勾绘出了信息时代人类在地球上生存、工作、学习和生活的时代特征。13所谓“数字地球”：就是用数字的方法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装入计算机中,实现在网络上的流通,并使之最大限度地为人

13、类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。14严格地讲,数字地球是以计算机、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带,运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述,并以它作为工具来支持人类活动、改善人类的生活质量。18要在电子计算机上实现数字地球不是一件很简单的事情,它需要诸多学科,特别是信息科学技术的支撑。这其中主要包括:信息高速公路和计算机宽带高速网络技术、高分辨率卫星影像技术、空间信息技术、大容量数据处理与存储技术、科学计算以及可视化和虚拟现实技术。19.地球空间信息科学(Geo-SpatialInformationScience,简称Geomatics)是以全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)等空间信息技术