测绘基础培训讲义

1、测量技术员基本岗位职责1、严格按照金属测量规程中各项技术要求进行测量资料的收集、汇总工作。2、负责矿区地面控制系统和井下测量工作，负责矿区地形图、井上下对照图、采掘工程平面图的测绘工作。3、负责对井下所有掘进巷道的测量及重要贯通的复测算工作，对井下各掘进头及时准确的提供中腰线，并经常校正，确保工程质量。2022-5-311v4、测量仪器、工具要定期进行检校和维修，使用时要轻拿轻放，妥善保管。仪器箱不准坐人，不得将仪器箱、三角架腿等作“脚手架”使用。仪器使用结束后，须将仪器及其附件及时装箱，并将各个部分固定装置锁好。上井后必须及时打开仪器箱，将仪器晾干、擦净，然后存入仪器柜。v5、及时整理外业成

2、果，搞好内业计算，依照测量成果认真准确填绘图纸。计算、对算者必须及时独立整理和检查外业观测手薄，确认无误及各项误差符合要求方可进行内业计算。v6、不得在原始测量记录资料计算、汇总、图纸填绘等工作中弄虚作假。v7、认真学习专业技术，不断提高业务素质和工作质量，减少误差和工作失误，确保安全生产。2022-5-3122022-5-313测量基础培训讲义测量基础培训讲义目 录v1 测绘工作的任务与作用v2 地球的形状和大小v3 参考椭球与测量坐标系v4 用水平面代替水准面的限度v5 高斯投影v6 地形图及地形测量常识v7 测量常用单位2022-5-3142022-5-315一一. . 定义定义1.1.

3、测量学测量学: : 研究测定地面点的研究测定地面点的平面位置平面位置和和高程高程，将地球表，将地球表面的地形及其它信息测绘成图，以及确定地球的面的地形及其它信息测绘成图，以及确定地球的形状形状和和大小大小的科学。的科学。v研究对象研究对象: :地球形状、大小，地表物体大小、位置地球形状、大小，地表物体大小、位置v成果：地图、地理数据库成果：地图、地理数据库1 1测测绘工作的任务与作用绘工作的任务与作用2022-5-316二二. .分类分类1.1.大地测量学大地测量学在大区域内建立国家控制网，测在大区域内建立国家控制网，测定地球的形状和大小，研究地球重力场的理论和测定地球的形状和大小，研究地球重

4、力场的理论和测定方法。定方法。必须考虑地球曲率的影响必须考虑地球曲率的影响分常规大地测量和人卫大地测量分常规大地测量和人卫大地测量2.2.地形测量学地形测量学测绘地形图的理论和方法。又称普测绘地形图的理论和方法。又称普通测量学。通测量学。小地区范围内，可以不考虑地球曲率的影响小地区范围内，可以不考虑地球曲率的影响2022-5-3173.摄影测量与遥感摄影测量与遥感4.工程测量学工程测量学5.海洋测绘与制图学海洋测绘与制图学6.地籍测绘学地籍测绘学本课程主要内容：本课程主要内容：普通测量学普通测量学研究地球表面较小区域内测绘工作的基本理论、技术和应研究地球表面较小区域内测绘工作的基本理论、技术和

5、应用方法的学科用方法的学科地形测量：地形测量：对地球表面上一个较小区域内各类固定性物体对地球表面上一个较小区域内各类固定性物体形状和位置的研究工作形状和位置的研究工作2022-5-318GPS全球定位系统全球定位系统 Global Positioning SystemGIS地理信息系统地理信息系统 Geographic Information SystemRS 遥感遥感 Remote Sensing三三. .现代测绘新技术现代测绘新技术2022-5-319卫星定位方法卫星定位方法 利用卫星信号接受机，同时接受多颗定位卫利用卫星信号接受机，同时接受多颗定位卫星发射的信号进行定位，称为卫星定位。星

6、发射的信号进行定位，称为卫星定位。GPS接受机接受机 PGPS卫星卫星2022-5-3110GPS 系统的组成GPS 由三个主要部分组成2022-5-3111地面监控系统：v监测站：用GPS接收系统测量每颗卫星的伪距和距离差，采集气象数据，并将观测数据传送给主控站。v主控站：接收各监测站的GPS卫星观测数据、卫星工作状态数据、各监测站和注入站自身的工作状态数据。根据上述各类数据，及时编算每颗卫星的导航电文并传送给注入站，控制和协调监测站间、注入站间的工作，检验注入卫星的导航电文系统，诊断卫星工作状态，完成各类相关工作。v注入站：接受主控站送达的各卫星导航电文并将之注入飞越其上空的每颗卫星。20

7、22-5-31122022-5-3113地理信息系统地理信息系统 GISGIS Geographic Information SystemGeographic Information System 又称地学信息系统。它采集、贮存、管理、分又称地学信息系统。它采集、贮存、管理、分析和描述表达整个或部分地球表面析和描述表达整个或部分地球表面( (包括大气包括大气层层) )与空间和地理分布有关的数据的工具信息与空间和地理分布有关的数据的工具信息系统。研究计算机技术与空间地理分布数据的系统。研究计算机技术与空间地理分布数据的结合，通过一系列的操作和分析，为各行各业结合，通过一系列的操作和分析，为各行各

8、业提供规划，管理，决策和运营等有用的信息，提供规划，管理，决策和运营等有用的信息，回答用户提出的有关问题。回答用户提出的有关问题。2022-5-3114GIS组成组成 系系 统统 软软 件件 系系 统统 硬硬 件件空间空间 数据数据用户用户2022-5-3115空间对象表达：遥感空间对象表达：遥感遥感传感器平台遥感传感器平台传感器传感器2022-5-3116数据输出数据输出 数据交换数据交换 统计表格统计表格 制图：专题地图、影象地图、统计地图、地形图制图：专题地图、影象地图、统计地图、地形图2022-5-31174D产品产品 随着测绘技术和计算机技术的结合与不断发随着测绘技术和计算机技术的结

9、合与不断发展。地图不在局限与以往的模式，现代数字展。地图不在局限与以往的模式，现代数字地图主要由地图主要由DOM (DOM (数字正射影像图数字正射影像图) )、DEM (DEM (数数字高程模型字高程模型) )、DRG (DRG (数字栅格地图数字栅格地图) )、DLG DLG ( (数字线划地图数字线划地图) )以及复合模式组成。以及复合模式组成。 DOMDigital Orthophoto MapDEMDigital Elevation ModelDRGDigital Raster GraphicDLGDigital Line Graphic2022-5-3118DOM (数字正射影像图

10、数字正射影像图) 利用航空相片、遥感影像，经象元纠正，按利用航空相片、遥感影像，经象元纠正，按图幅范围裁切生成的影像数据。它的信息丰图幅范围裁切生成的影像数据。它的信息丰富直观，具有良好的可判读性和可量测性，富直观，具有良好的可判读性和可量测性，从中可直接提取自然地理和社会经济信息。从中可直接提取自然地理和社会经济信息。2022-5-3119DEM (数字高程模型数字高程模型) 数字高程模型是以高程表达地面起伏形态的数字高程模型是以高程表达地面起伏形态的数字集合。可制作透视图、断面图，进行工数字集合。可制作透视图、断面图，进行工程土石方计算、表面覆盖面积统计，用于与程土石方计算、表面覆盖面积统

11、计，用于与高程有关的地貌形态分析、通视条件分析、高程有关的地貌形态分析、通视条件分析、洪水淹没区分析。洪水淹没区分析。2022-5-3120DRG (数字栅格地图数字栅格地图) 数字栅格地图是纸制地形图的栅格形式的数数字栅格地图是纸制地形图的栅格形式的数字化产品。字化产品。 可作为背景与其他空间信息相关，可作为背景与其他空间信息相关，用于数据采集、评价与更新，与用于数据采集、评价与更新，与DOM、DEM集成派生出新的可视信息。集成派生出新的可视信息。2022-5-3121DLG (数字线划地图数字线划地图) 现有地形图上基础地理要素分层存储的矢量数现有地形图上基础地理要素分层存储的矢量数据集。

12、数字线划图既包括空间信息也包括属据集。数字线划图既包括空间信息也包括属性信息，可用于建设规划、资源管理、投资性信息，可用于建设规划、资源管理、投资环境分析等各个方面以及作为人口、资源、环境分析等各个方面以及作为人口、资源、环境、交通、治安等各专业信息系统的空间环境、交通、治安等各专业信息系统的空间定位基础。定位基础。2022-5-3122我国测绘成就我国测绘成就v在全国范围内建立了高精度的大地控制网，统一了坐标系统在全国范围内建立了高精度的大地控制网，统一了坐标系统与高程系统与高程系统v完成了国家基本比例尺地形图的测绘完成了国家基本比例尺地形图的测绘v编制出版了各种地图、专题图及图集编制出版了

13、各种地图、专题图及图集v制图手段由手工向数字化、自动化过渡制图手段由手工向数字化、自动化过渡v先进测绘软件的开发、研制先进测绘软件的开发、研制v先进测绘仪器制造从无到有、门类多样先进测绘仪器制造从无到有、门类多样 新中国成立以来，我国的测绘事业得到了党和国家的关心和新中国成立以来，我国的测绘事业得到了党和国家的关心和支持。支持。1956年成立了国家测绘总局年成立了国家测绘总局(现为国家测绘地理信息现为国家测绘地理信息局局)，建立了测绘研究机构，组建了培养测绘人才的院校。，建立了测绘研究机构，组建了培养测绘人才的院校。2022-5-3123南方仪器公司的南方仪器公司的CASS软件软件2022-5

14、-3124对对象象特特性性管管理理器器2022-5-3125完完善善的的地地图图符符号号2022-5-3126三维模型的实时动态操作三维模型的实时动态操作2022-5-3127多种品牌的全站仪南方测绘公司生产的全站仪，测角精度南方测绘公司生产的全站仪，测角精度5 ，测距精度，测距精度2+2ppm2022-5-3128全站仪附件全站仪附件2022-5-31292 地球的形状和大小地球的形状和大小一一. .地球的形状和大小地球的形状和大小v珠峰高度：珠峰高度：8848.13m 8848.13m 马里亚纳海沟：马里亚纳海沟：11 022m11 022m 近年来，根据卫星观测结果表明，地球似一个梨形。

15、近年来，根据卫星观测结果表明，地球似一个梨形。 两极略为扁平，赤道稍稍膨大，南北两极不对称。两极略为扁平，赤道稍稍膨大，南北两极不对称。v海洋：海洋：7171 陆地：陆地：2929v水准面：海水静止时的表面水准面：海水静止时的表面v大地水准面：与平均海水面重合并延伸到大陆内部的水准面大地水准面：与平均海水面重合并延伸到大陆内部的水准面v大地体：由大地水准面包围的地球形体大地体：由大地水准面包围的地球形体v水平面：通过水准面上某一点与水准面相切的平面水平面：通过水准面上某一点与水准面相切的平面2022-5-3130&2.&2.地球的形状和大小地球的形状和大小地心地心O O离心力离心力地心引力地心

16、引力重力重力G G重力的方向线称为铅垂线重力的方向线称为铅垂线2022-5-3131 设想当海洋处于静止均衡状态时，设想当海洋处于静止均衡状态时，将它延伸到陆地内部所形成的封闭曲面。将它延伸到陆地内部所形成的封闭曲面。静 止 海 水静 止 海 水面面陆地陆地大地水准面大地水准面2022-5-31322022-5-3133密质物体密质物体地表面地表面平均海水面平均海水面大大 地地 水水 准准 面面水准面特征：处处与其铅垂线（重力方向）方向垂直水准面特征：处处与其铅垂线（重力方向）方向垂直大地水准面作用：高程起算面大地水准面作用：高程起算面 非数学曲面非数学曲面大地水准面：略有起大地水准面：略有起

17、伏、不规则、光滑伏、不规则、光滑2022-5-3134与大地体大小和形状十分接近的旋转椭球体与大地体大小和形状十分接近的旋转椭球体地球椭球体地球椭球体长半轴：长半轴：a a短半轴：短半轴：b b扁率：扁率：aba研究发现：地球表面接近一个两极略扁的旋转椭球体研究发现：地球表面接近一个两极略扁的旋转椭球体椭球元素椭球元素2022-5-3135大地水准面大地水准面椭球定位椭球定位在地面上适当位在地面上适当位置选择一点作为置选择一点作为大地原点大地原点，用于，用于归算地球椭球定归算地球椭球定位结果，并作为位结果，并作为观测元素归算和观测元素归算和大地坐标计算的大地坐标计算的起算点，进而采起算点，进而

18、采用与地球大小和用与地球大小和形状接近的并确形状接近的并确定了和大地原点定了和大地原点关系的地球椭球关系的地球椭球体。体。2022-5-31361 1 参考椭球面参考椭球面 规规则曲面，测量计算的基准面。则曲面，测量计算的基准面。v 与大地水准面非常接近的数学形体，由一个椭圆绕其短轴与大地水准面非常接近的数学形体，由一个椭圆绕其短轴旋转而成。旋转而成。 v 定位元素：定位元素：19791979年国际大地测量与地球物理联合会推荐值年国际大地测量与地球物理联合会推荐值 a = 6378.137kma = 6378.137km； b = 6356.752kmb = 6356.752km；aba3 参

19、参考椭球与测量坐标系考椭球与测量坐标系2022-5-3137v我国曾经采用苏联的我国曾经采用苏联的克洛索夫斯基克洛索夫斯基元素值，建立元素值，建立“19541954年年北京坐标系北京坐标系”19801980年以后采用自己的元素值年以后采用自己的元素值 a = 6378140 ma = 6378140 m = = （a-ba-b）/a = 1:298.257/a = 1:298.257v大地原点大地原点设在陕西泾阳县永乐镇，建立了设在陕西泾阳县永乐镇，建立了“19801980年国家大年国家大地坐标系地坐标系”在在小范围小范围内，可以把椭球体近似看作球体，其半径为内，可以把椭球体近似看作球体，其半

20、径为kmbaaR6371)(312022-5-3138一、参考椭球面上的主要点、线、面一、参考椭球面上的主要点、线、面 旋转轴、极点（北极、南极）、子午面、子午圈、子午线旋转轴、极点（北极、南极）、子午面、子午圈、子午线（经线）（经线）首子午面、纬线首子午面、纬线二、大地线二、大地线ABAB地面上的点投影到参考椭地面上的点投影到参考椭球面上后，参考椭球面上球面上后，参考椭球面上相应投影点间的相应投影点间的最短最短连线连线2022-5-31393 参考椭球与测量坐标系参考椭球与测量坐标系地心空间直角坐标地心空间直角坐标原点：地球椭球中心原点：地球椭球中心Z轴：与地球旋转轴重合轴：与地球旋转轴重合

21、X轴：通过原点与起始子午面与赤轴：通过原点与起始子午面与赤道的交点道的交点Y轴：与轴：与X轴和轴和Z轴构成右手系轴构成右手系（右手坐标系）（右手坐标系）广泛应用于全球定位系统、航空、广泛应用于全球定位系统、航空、航天航天xyz2022-5-3140大地坐标系大地坐标系点位表示：大地经度（点位表示：大地经度（L）、大地纬度（）、大地纬度（B）地面上任意点地面上任意点P的空间的空间位置为：位置为：P（L、B） 大地坐标是以大地坐标是以法线法线和和椭球体面椭球体面为为基准线基准线和和基准面基准面例：北京某地的地理坐标为例：北京某地的地理坐标为东东经经11628，北纬北纬3954； 长沙地处长沙地处东

22、经东经11257，北纬北纬2812。2022-5-3141平面直角坐标系平面直角坐标系OYXOYX独立平面直角系原点一般选择在测区的西南角独立平面直角系原点一般选择在测区的西南角 P(x、y)xy例：例：X=138567.923m Y=126738.357m P” P2022-5-31421.1954北京坐标系北京坐标系原苏联原苏联1942年普尔科沃大地坐标系年普尔科沃大地坐标系克拉索夫斯基椭球元素值，原点在原苏联普尔科沃天文台克拉索夫斯基椭球元素值，原点在原苏联普尔科沃天文台我国的大地坐标系统我国的大地坐标系统2.1980西安坐标系西安坐标系1975年国际第三推荐值为参考椭球，原点在西安附近

23、（陕年国际第三推荐值为参考椭球，原点在西安附近（陕西省泾阳县永乐镇）西省泾阳县永乐镇）2022-5-3143我国的高程系统我国的高程系统基准面：大地水准面基准面：大地水准面绝对高程：地面点到大地水准面的绝对高程：地面点到大地水准面的铅垂距离铅垂距离相对高程：地面点到任意假定水准相对高程：地面点到任意假定水准面的铅垂距离面的铅垂距离高差：地面两点高程之差高差：地面两点高程之差有正、负之分有正、负之分h hA AB B=H=HB B-H-HA A2022-5-3144v19851985年国家高程基准：用青岛验潮站年国家高程基准：用青岛验潮站1952195219791979年年的潮汐观测资料所计算的

24、平均海水面作为高程基准的潮汐观测资料所计算的平均海水面作为高程基准面，面，“中华人民共和国水准原点中华人民共和国水准原点”为高程起算点为高程起算点 H H0 0 = 72.2604 m = 72.2604 mv19561956年黄海高程系统年黄海高程系统 H H0 0 = 72.289 m = 72.289 m 有有: : H H8585=H=H5656-0.029-0.029某地面点在黄海高程系的高程为某地面点在黄海高程系的高程为H H5656153.883m153.883m则该点在则该点在19851985国家高程系的高程为国家高程系的高程为H H8585153.854m153.854m29

25、mm1956黄海高程基准面黄海高程基准面1985国家高程基准面国家高程基准面二、四种高程系统的关系二、四种高程系统的关系实际工作中涉及四种高程系统：实际工作中涉及四种高程系统： 大地高系统、正高系统、正常高系统、力高系统。大地高系统、正高系统、正常高系统、力高系统。v大地高系统大地高系统 是以参考椭球面参考椭球面为基准面，地面点的大地高大地高是该点沿参考椭球面法线至参考椭球面的距离。大地高也称为椭球高，一般用符号H大大表示。v正高系统正高系统 是以大地水准面大地水准面为基准面，地面点的正高正高是沿该点的垂线至大地水准面的距离，正高用符号H正正表示。v正常高系统正常高系统 是以似大地水准面似大地

26、水准面为基准面，地面点的正常高正常高是沿该点垂线至似大地水准面的距离，正常高用符号H常常表示。v力高系统力高系统 工程上有时用的特殊的高程系统。工程上有时用的特殊的高程系统。各种高程系统之间的关系各种高程系统之间的关系 地地球球表表面面参考椭参考椭球面球面似大地似大地水准面水准面大地水大地水准面准面H大大H正正H常常N高程高程异常异常大地水大地水准面差距准面差距H大大=H正正+NH大大=H常常+三、三、正高系统正高系统AAgdhWW00AAAAAAAAAAdHggdhWWWWdHgWW00因为位差唯一：因为位差唯一：所以：所以：AA dHdhW = CAW = W0O大地水准面大地水准面A点点

27、水准面水准面AAmAmAAAAgdhggWWdHH001正则：则：A点的正高为：点的正高为：式中：式中： 为大地水准面上为大地水准面上A 点到点到A点的平均重力。点的平均重力。Amg事实上，只有在作出地壳内部质量分布的假设后，才能事实上，只有在作出地壳内部质量分布的假设后，才能近似地求得平均重力值。近似地求得平均重力值。四、正四、正常高系统常高系统2022011sin,1sinsin 2aaBBB称为克莱罗定理。精确公式为：001:0.3086,2AAAAAmAmAmHHgdhA正常高式中可看作 点到正常椭球面一半高度处的正常重力值。将正高系统中不能精确测定的将正高系统中不能精确测定的 ,用正

28、常重力代替，便用正常重力代替，便得到另一种系统的高程，称其为得到另一种系统的高程，称其为正常高正常高。我国规定采用。我国规定采用正常高高程系统作为我国高程的统一系统。正常高高程系统作为我国高程的统一系统。Amg反映地球扁率与反映地球扁率与重力扁率的关系重力扁率的关系23521288paaqaqqfM为重力扁率：为赤道上离心力与重力之比：四、正四、正常高系统（续）常高系统（续）000000111()()BBBBBBBBBmmmHgdhdhdhgdh正常高正常高可分解成三项之和。正常高可分解成三项之和。第一项为主项，后面两项为改正项。则相应的正常高第一项为主项，后面两项为改正项。则相应的正常高高差

29、可表示为：高差可表示为：000(), =ABmmBmmgHH其中：其中：000011()()11 ()()BBABABAAmmOBOABBAAmmOBOAHHdhdhdhgdhgdhdh正常高正常高称水准面不平行改正称水准面不平行改正 亦称近视正高改正亦称近视正高改正正常高高差的实际计算公式正常高高差的实际计算公式另外，似大地水准面到参考椭球面的距离，称为高程异常，记另外，似大地水准面到参考椭球面的距离，称为高程异常，记大地高与正常高之间的关系为：大地高与正常高之间的关系为： H大大=H常常+AAAT=BABBABAAABhHHdh常常61.5395 10sin2mmH 66()10 (110

30、 )mgH注意：注意：与两点间的高程、纬度、纬差有关，与经差无关；与两点间的高程、纬度、纬差有关，与经差无关；与两点间的高差、重力偏差、正常重力差有关，与两点间的高差、重力偏差、正常重力差有关，与高程无关与高程无关?称为重力异常改正1 1、正常高与正高不同，它不是地面点到大地水准面的距离、正常高与正高不同，它不是地面点到大地水准面的距离，而是地面点到一个与大地水准面极为接近的基准面的距，而是地面点到一个与大地水准面极为接近的基准面的距离，这个基准面称为似大地水准面。因此，似大地水准面离，这个基准面称为似大地水准面。因此，似大地水准面是由地面沿垂线向下量取正常高所得的点形成的连续曲面是由地面沿垂

31、线向下量取正常高所得的点形成的连续曲面，它不是水准面，只是用以计算的辅助面。因此，我们可，它不是水准面，只是用以计算的辅助面。因此，我们可以把正常高定义为以似大地水准面为基准面的高程。以把正常高定义为以似大地水准面为基准面的高程。2 2、两点之间的实测水准高差加上微小的正常高改正，就化、两点之间的实测水准高差加上微小的正常高改正，就化算为正常高高程系统中的正常高差，从而消除水准测量的算为正常高高程系统中的正常高差，从而消除水准测量的理论闭合差。理论闭合差。3 3、正常高和正高之差、正常高和正高之差, ,在高山地区可达在高山地区可达4 4米，在平原地区数米，在平原地区数厘米，在海水面上为零。故大

32、地水准面的高程原点对似大厘米，在海水面上为零。故大地水准面的高程原点对似大地水准面也是适用的。地水准面也是适用的。 关于正常高和正高系统的说明关于正常高和正高系统的说明v同一个重力位水准面上两点的正高或正常高是不相等的。同一个重力位水准面上两点的正高或正常高是不相等的。于是在一个静止水面上，相距较远的两点，其正常高程并于是在一个静止水面上，相距较远的两点，其正常高程并不相等，例如某湖泊南北方向相距不相等，例如某湖泊南北方向相距450km450km的湖面的正常高高的湖面的正常高高差竟达差竟达16.6cm16.6cm，这就不利与水利上的应用。，这就不利与水利上的应用。v对于大型水库等工程项目，它的

33、静止水面是一个重力等位对于大型水库等工程项目，它的静止水面是一个重力等位面，在设计、施工、放样等工作中，通常要求这个水面是面，在设计、施工、放样等工作中，通常要求这个水面是一个等高面。这时若继续采用正常高显然是不合适的，为一个等高面。这时若继续采用正常高显然是不合适的，为了解决这个矛盾，可以采用所谓力高系统，它按下式定义了解决这个矛盾，可以采用所谓力高系统，它按下式定义：注意：注意：说明力高是区域性的，主要用于大型水库等工程建说明力高是区域性的，主要用于大型水库等工程建设中。它不能作为国家统一高程系统。在工程测量中，应设中。它不能作为国家统一高程系统。在工程测量中，应根据测量范围大小，测量任务

34、的性质和目的等因素，合理根据测量范围大小，测量任务的性质和目的等因素，合理地选择正常高、力高或区域力高作为工程的高程系统。地选择正常高、力高或区域力高作为工程的高程系统。AOAgdhH451力1:AAOHgdh力或五、力高和地区力高高程系统五、力高和地区力高高程系统六、高程基准面六、高程基准面v高程基准面高程基准面就是地面点高程的统一起算面，由于大地水准面就是地面点高程的统一起算面，由于大地水准面所形成的体形所形成的体形大地体是与整个地球最为接近的体形，因大地体是与整个地球最为接近的体形，因此通常采用此通常采用大地水准面作为高程基准面大地水准面作为高程基准面。v水准测量水准测量的基准面是水准面

35、，国家水准测量则应以大地水准的基准面是水准面，国家水准测量则应以大地水准面作为统一的高程基准面。当将国家水准测量成果归算（实面作为统一的高程基准面。当将国家水准测量成果归算（实测水准高差加上微小的正常高改正）至正常高高程系统后，测水准高差加上微小的正常高改正）至正常高高程系统后，起始高程基准面已由似大地水准面来取代大地水准面，但追起始高程基准面已由似大地水准面来取代大地水准面，但追根究源大地水准面仍起高程基准面的作用。根究源大地水准面仍起高程基准面的作用。v严格地讲，严格地讲，大地水准面与平均海水面不同大地水准面与平均海水面不同。我国漫长的海岸。我国漫长的海岸线上的各验潮站所推求的平均海水面并

36、不相同，最大相差达线上的各验潮站所推求的平均海水面并不相同，最大相差达数十厘米。数十厘米。v各国只能通过一个验潮确定起始高程点，作为高程基准点。各国只能通过一个验潮确定起始高程点，作为高程基准点。两高程基准的关系水准原点水准原点1956年黄海高程系统平均海水面年黄海高程系统平均海水面0.029m1985国家高程基准平均海水面国家高程基准平均海水面72.260m72.289m2022-5-31551. 对距离的影响对距离的影响223 RSSSStSSBAatp pb bR在半径在半径10km范围内，对距离的影响可以忽略不计。范围内，对距离的影响可以忽略不计。结论：结论：S(km)S(cm)S/S

37、10.00100.821/120万152.771/54万206.571/30万2512.831/19万4 用水平面代替水准面的限度用水平面代替水准面的限度2022-5-3156b dbDRShbBBbh22 2.对高程的影响对高程的影响BAap pR在高程测量中，即使距离很短也在高程测量中，即使距离很短也应考虑应考虑地球曲率的影响。地球曲率的影响。结论：结论：2022-5-3157用水平面代替水准面的限度用水平面代替水准面的限度结论：结论：1. 距离测量误差在距离测量误差在10km范围内可以忽略。范围内可以忽略。2. 高程误差的影响高程误差的影响即使距离很短也即使距离很短也必须考必须考虑虑。2

38、022-5-3158一、概述一、概述高斯投影（等角横切椭圆柱投影）高斯投影（等角横切椭圆柱投影）德国数学家高斯于德国数学家高斯于1916年年1920年建立年建立 此投影保持图上任意两个方向的夹角与实地相应的此投影保持图上任意两个方向的夹角与实地相应的角度相等，在小范围内保持图上形状与实地相似。角度相等，在小范围内保持图上形状与实地相似。5 高斯投影高斯投影2022-5-3159NSOx高斯投影高斯投影 横轴椭圆柱投影横轴椭圆柱投影 高斯投影带高斯投影带 为了限制变形，高斯投影只限于很窄的一条，为了限制变形，高斯投影只限于很窄的一条，称投影带。称投影带。yP1P2Sp1p2s赤道赤道中央子午线中

39、央子午线边缘子午线边缘子午线2022-5-3160(1)(1)中央子午线为中央子午线为x x轴，赤道为轴，赤道为y y轴，交点为坐标原点。轴，交点为坐标原点。(2)(2)位于中央子午线上的点无变形，其余各点均有变形，且离位于中央子午线上的点无变形，其余各点均有变形，且离中央子午线越远变形越大；除中央子午线以外的子午线凹向中中央子午线越远变形越大；除中央子午线以外的子午线凹向中央子午线；除赤道以外的纬线均凸向赤道。央子午线；除赤道以外的纬线均凸向赤道。（3 3）经线和纬圈在投影后仍保持正交。）经线和纬圈在投影后仍保持正交。2022-5-3161二、投影带的划分二、投影带的划分v国家坐标国家坐标6

40、 6O O带投影，以带投影，以0 0O O起算起算 0 0 6N - 36N - 3v3 3O O带投影，以带投影，以1.51.5O O度起算，度起算， 3N3N2022-5-3162子午线经度计算代号公式：子午线经度计算代号公式： （L为子午线经度）为子午线经度） 六度带：六度带： N=L/6+N=L/6+ 三度带：三度带：n=(L-1.5)/3+n=(L-1.5)/3+中央子午线经度计算公式：中央子午线经度计算公式： 六度带：六度带： 0 0 =6N-3 （N为投影带的号数）为投影带的号数） 三度带：三度带： 0 0 =3n10前项有余数时前项有余数时前项无余数时前项无余数时例：已知某点的

41、经度为例：已知某点的经度为11530，该点位于，该点位于6度带几度带几带？该带中央子午线经度是多少？带？该带中央子午线经度是多少？ 115.56191.5 N19+120 L0=20*6 -3 =117 2022-5-3163三、高斯平面直角坐标系三、高斯平面直角坐标系 （7327 13509 ）N（1323）；）； n（2545）自然坐标自然坐标通用坐标通用坐标2022-5-3164以以中央子午线中央子午线作为坐标纵轴作为坐标纵轴（用（用X表示）表示） 以以赤道赤道作为坐标横轴作为坐标横轴（用（用Y表示）表示）1 1、自然坐标、自然坐标2022-5-31652 2、通用坐标（轴平移、通用坐标

42、（轴平移500km 500km ）v通用坐标值通用坐标值y y带号带号500km500km自然坐标值自然坐标值 由于我国国土全部位于北半球由于我国国土全部位于北半球(赤道以北赤道以北)，x坐标值均坐标值均为正值，而为正值，而y坐标值则有正有负。为了避免坐标值则有正有负。为了避免y坐标值出坐标值出现负值，我国规定将每带的坐标原点向西移现负值，我国规定将每带的坐标原点向西移500km。由于各投影带上的坐标系是采用相对独立的高斯平面由于各投影带上的坐标系是采用相对独立的高斯平面直角坐标系，为了能正确区分某点所处投影带的位置，直角坐标系，为了能正确区分某点所处投影带的位置，规定在横坐标值前面冠以投影带

43、带号。规定在横坐标值前面冠以投影带带号。WENSABoybyayxWENSABoybya500kmyx2022-5-3166 B B点真正横坐标点真正横坐标Y Yb b-124625.723m-124625.723m 按照上述规定，按照上述规定，Y Y值应改写为值应改写为 Y Yb b 20(-124625.723+500000)20(-124625.723+500000) 20375374.27720375374.2771-3.1-3.地面点位的确定地面点位的确定 例例: B: B点位于点位于6 6带带( (20)20)WENSABoybyayxWENSABoybya500kmyx2022-

44、5-3167例：例：y yB B = 20 234728.57m = 20 234728.57m，求，求N N、 0 0、y yB B。例：例：xm=1346216.985m ym=19 634527.165m带号数带号数YXXmYm500km omX2022-5-3168& 6地形图及地形测量常识地形图及地形测量常识地形图：按一定的比例，用规定的符号表示地物、地貌的平面位置和高程的正射投影图。2022-5-3169 地形图的认识地形图的认识一、地形图的内容一、地形图的内容图名、图号、图幅结合表、四周的图框、测图比例尺、坐标系、高程系、施测图名、图号、图幅结合表、四周的图框、测图比例尺、坐标系

45、、高程系、施测日期日期 、测图员、绘图员、测图员、绘图员图框内：地物（规定图式符号表示）、地貌（等高线和高程注记）图框内：地物（规定图式符号表示）、地貌（等高线和高程注记）二、常用图式符号和图例二、常用图式符号和图例大比例尺地形图：中华人民共和国标准大比例尺地形图：中华人民共和国标准GBT7929-19951：500 1：1000 1：2000地形图图式地形图图式三、图的比例尺三、图的比例尺图上距离图上距离d与实地相应水平距离与实地相应水平距离D之比之比四、比例尺的种类四、比例尺的种类按大小分、按表示方式分按大小分、按表示方式分五、比例尺的精度五、比例尺的精度相当于图上相当于图上0.1mm的实

46、地水平距离的实地水平距离2022-5-3170一、名词解释一、名词解释地形：地形：地物、地貌地物、地貌地物：地物：地面上固定性物体，又分地面上固定性物体，又分自然自然地物和地物和人工人工地物。地物。地貌：地貌：地表的起伏状况地表的起伏状况地形图：按一定比例尺表示地物、地貌的正射投影图。地形图：按一定比例尺表示地物、地貌的正射投影图。（1 1）投影方式）投影方式 （2 2）表达方式）表达方式 （3 3）按比例缩小）按比例缩小平面图：平面图：仅表示地物的平面位置。仅表示地物的平面位置。 地图：地图：考虑地球曲率的影响，采用地图投影方法绘制考虑地球曲率的影响，采用地图投影方法绘制的大区域图。（小比例

47、尺图）的大区域图。（小比例尺图）地形图的基本知识地形图的基本知识2022-5-3171二、地形图的基本要求二、地形图的基本要求 清晰、易懂，表达正确一致。各项元素测绘齐全，综清晰、易懂，表达正确一致。各项元素测绘齐全，综合取舍。严格遵守和正确运用有关测量规范。合取舍。严格遵守和正确运用有关测量规范。三、地形图的基本内容三、地形图的基本内容数学要素：数学要素：投影、比例尺、方格网、控制点等。投影、比例尺、方格网、控制点等。地理要素：地理要素：地物、地貌、行政境界等。地物、地貌、行政境界等。整饰要素：整饰要素：图名、图号、图廓等。图名、图号、图廓等。2022-5-3172四、比例尺四、比例尺1.1

48、.定义：图上任一线段与相应实地水平距离的定义：图上任一线段与相应实地水平距离的比值比值。 作用：作用：测图测图依比例缩小依比例缩小 用图用图设想和判断地形的原始状况设想和判断地形的原始状况2.2.种类：种类：数字比例尺：数字比例尺： 或或 l l：L = 1L = 1：M M 比例尺大小由分数值决定。比例尺大小由分数值决定。图示比例尺：图示比例尺：2022-5-3173五、地形图按比例尺分类五、地形图按比例尺分类1:1001:100万万1 1：2020万万 小比例尺地形图小比例尺地形图 地图地图 编绘编绘1:101:10万万1 1：1 1万万 中比例尺地形图中比例尺地形图 国家基本图国家基本图

49、 航测航测1:50001:5000、1:20001:2000、1:1000 1:1000 大比例尺地形图大比例尺地形图 工程用图工程用图 人工人工1:5001:500、1:200 1:200 六、比例尺精度六、比例尺精度定义：定义：地形图上地形图上0.1mm0.1mm所代表的实地水平距离。所代表的实地水平距离。 即：即： 0.1mm0.1mmM M作用：作用：（1 1）确定量距精度）确定量距精度 （2 2）确定测图比例尺）确定测图比例尺合理选择比例尺合理选择比例尺：（1 1）根据精度要求和表达的详尽情况）根据精度要求和表达的详尽情况（2 2）测区面积及图幅大小）测区面积及图幅大小2022-5-

50、3174地形图图式比例符号 非比例符号 线状符号 填充符号 文字注记2022-5-3175地形图的内容1、按性质分，可分为：地物、地貌和注记2、依内容分，可分为10类：1）控制点2）居民地及桓栅3）工矿建筑物及其他设施4）管线及附属设施5）交通及附属设施6）水系及附属设施7）境界8）地貌和土质9）植被10）注记2022-5-31761:50001:100万中、小比例尺地图的梯形分幅和编号万中、小比例尺地图的梯形分幅和编号地图的分幅方法有两类：地图的分幅方法有两类：一类是按经纬线分幅的梯形分幅一类是按经纬线分幅的梯形分幅(trapezoid map-subdivision)法，它一般用于法，它一

51、般用于1:50001:100万的中、小比例尺地图的分幅；万的中、小比例尺地图的分幅；另一类是按坐标格网分幅的矩形分隔另一类是按坐标格网分幅的矩形分隔(rectangular map-subdivision)法，它一般用于城市和工程建设法，它一般用于城市和工程建设1:5001:2000的大比例尺地图的分幅。的大比例尺地图的分幅。 地图的梯形分幅又称地图的梯形分幅又称国际分幅国际分幅，由国际统一规定的经线为图，由国际统一规定的经线为图的东西边界，统一规定的纬线为图的南北边界。的东西边界，统一规定的纬线为图的南北边界。由于子午线向南北极收敛，因此，整个图幅呈梯形。其划分由于子午线向南北极收敛，因此，

52、整个图幅呈梯形。其划分的方法和编号，随比例尺不同而不同。的方法和编号，随比例尺不同而不同。地形图分幅2022-5-3177一、经纬网国际分幅法一、经纬网国际分幅法1) 1:100万比例尺地图的分幅和编号万比例尺地图的分幅和编号1:100万比例尺地图的分幅是从地球赤道万比例尺地图的分幅是从地球赤道(纬度纬度0)起，分别向南北两极，起，分别向南北两极，每隔纬差每隔纬差4为一横行，依次以拉丁字母为一横行，依次以拉丁字母A、 B、 C、 D、V表示；表示；由经度由经度180起，自西向东每隔经差起，自西向东每隔经差 6为一纵列，依次用数字为一纵列，依次用数字1、 2、 3、60表示。表示。2022-5-

53、3178图图10-3所示为东半球北纬所示为东半球北纬1:100万地图的国际分幅和编号，图万地图的国际分幅和编号，图10-4所示为我国领域的所示为我国领域的1:100万万地图的分幅和编号，每幅图的地图的分幅和编号，每幅图的编号，先写出横行的代号，中编号，先写出横行的代号，中间绘一横线相隔，后面写出纵间绘一横线相隔，后面写出纵列的代号。如北京某处的纬度列的代号。如北京某处的纬度为北纬为北纬 395623，经度为东，经度为东经经 1162253，则所在的，则所在的1:100万比例尺图的图幅号是万比例尺图的图幅号是J-50。48444036322824201684 90 96102108114ABCD

54、EFGHIJKLM49 505148474645442022-5-31792) 1:50万万1：5000比例尺地图的分幅和编比例尺地图的分幅和编号号在在1:100万比例尺地图分幅和编号的基础上，万比例尺地图分幅和编号的基础上，按照表按照表10-1中的相应纬差和经差划分。中的相应纬差和经差划分。每幅每幅1:100万的图，按经差万的图，按经差3、纬差、纬差2可划分成可划分成4幅幅1:50万的图，分别以万的图，分别以A、B、C、D表示。如北京某处所在的表示。如北京某处所在的1:50万的万的图的编号为图的编号为J-50-A，见图，见图10-5所示。所示。每幅每幅1:100万的图又可按经差万的图又可按经

55、差1、纬差、纬差40划划分为分为36幅幅1:20万的图，分别以万的图，分别以1、2、36表示。如北京某处所在表示。如北京某处所在的的1:20万的图的编号为万的图的编号为J-50-3，见图，见图10-5中有阴影线的图幅。中有阴影线的图幅。每幅每幅1:100万的图按经差万的图按经差30、纬差、纬差20划分为划分为144幅幅1:10万的图，分 别 以万的图，分 别 以 1、2、3、144表示。如北京某处所在的表示。如北京某处所在的1:10万的图幅的编号为万的图幅的编号为J-50-5，见图，见图10-6中有阴影线的图幅。中有阴影线的图幅。 2022-5-3180001 001001 002002 00

56、2002 001001 001 001 002001 002002 001002 002004 001004 004* * * * * * * * * * * * * * *J50 J50 B B 001 001 002002J50J50J50J50J50 J50 C C 001 001 0020022022-5-3181分幅关系示意图分幅关系示意图1: :50万A,B,C,DJ-50-AJ-50-A1: :20万1,236J-50-1J-50-11: :10万1,2,144J-50-1J-50-11: :5万A,B,C,DJ-50-1-AJ-50-1-A1: :1万(1),(2)(64)J-

57、50-1-(1)J-50-1-(1)1: :2.5万1,2,3,4J-50-1-A-1J-50-1-A-11: :5千a,b,c,dJ-50-1-(1)-aJ-50-1-(1)-a1: :100万J-50J-50红框内比例尺的图幅作为下一级图幅的基本分幅。而下一级图幅的编号，必定冠有其上一级基本分幅 图的图号。2022-5-3182v二、坐标格网正方形（矩形）分幅法：二、坐标格网正方形（矩形）分幅法：v为了适应各种工程设计和施工的需要，对于大比例尺地形图，为了适应各种工程设计和施工的需要，对于大比例尺地形图，大多按纵横坐标格网线进行等间距分幅，即采用正方形分幅大多按纵横坐标格网线进行等间距分幅

58、，即采用正方形分幅与编号方法。与编号方法。v图幅的编号一般采用坐标编号法。由图幅西南角纵坐标图幅的编号一般采用坐标编号法。由图幅西南角纵坐标x和和横坐标横坐标y组成编号，组成编号，1 5000坐标值取至坐标值取至km，1 2000、1 1000取至取至0.1km,1 500取至取至0.01km。例如，某幅。例如，某幅1 1000地形图的西南角坐标为地形图的西南角坐标为x=6230km、y=10km，则，则其编号为其编号为6230.010.0。v也可以采用基本图号法编号，即以也可以采用基本图号法编号，即以1 5000地形图作为基础，地形图作为基础，较大比例尺图幅的编号是在它的编号后面加上罗马数字。较大比例尺图幅的编号是在它的编号后面加上罗马数字。v例如，一幅例如，一幅1 5000地形图的编号为地形图的编号为20-60，则其它图的编，则其它图的编号见图。号见图。 2022-5-3183 2022-5-3184七、地形图的用途七、地形图的用途大比例尺地形图一般实地测绘，中比例尺地形图多用航测或综合法大比例尺地形图一般实地测绘，中比例尺地形图多用航测或综合法成图，而小比例尺地形图常根据较大比例尺地形图及有关资料进行成图，而小比例尺地形图常根据较大比例尺地形图及有关资料进行编绘。编绘。1：10000