第一章测量学(卞正富主编)绪论

1、v姓名：郭才v职称：教授v职务：园艺学院基础部主任v电话邮箱：测量学测量学卞正富主编卞正富主编非测绘专业用非测绘专业用中国农业出版社出版中国农业出版社出版学时：32学时（理论：24课时，实验：8课时）内容：园林建设中测量的原理和方法，测绘仪器的使用。参考资料： 测量学，顾孝烈，同济大学出版社 工程测量学，李青岳，测绘出版社 测量学，河北农业大学，中国农业出版社理论考核：理论总成绩=平时成绩（30%）+考试成绩（70%）实习考核：实习成绩=实习报告成绩（50%） +实习表现与成果成绩（50%） 第一章 绪论第一节第一节 测量学的任务与作用测量学的任务与作用第二节第二节

2、地球的形状与大小地球的形状与大小 第三节第三节 地面点位置的表示地面点位置的表示 第四节第四节 地球曲率对测量工作的影响地球曲率对测量工作的影响第五节第五节 测量工作的基本内容和程序测量工作的基本内容和程序 第一节第一节 测量学的任务与作用测量学的任务与作用测量学测量学：研究地球的形状和大小以及确定地面点位置的科：研究地球的形状和大小以及确定地面点位置的科学。学。一、任务一、任务测定（测绘）测定（测绘）：使用测量仪器和工具，将测区内的地形：使用测量仪器和工具，将测区内的地形缩绘成地形图。缩绘成地形图。测设（放样）测设（放样）：把图纸上设计好的建筑物在地面上标定：把图纸上设计好的建筑物在地面上标

3、定出来。出来。第一章 绪论测量学分类测量学分类1、大地测量学：研究测定地球的形状和大小的测量方法。研究对象是从地球延伸向宇宙空间。分为：常规大地测量学和卫星大地测量学。2、摄影测量学：研究利用航空摄影、地面摄影和遥感进行测量的方法。可减轻体力劳动，提高效率，降低成本。第一章 绪论v3、地图学：研究地图制图的理论和方法。要利用测量所得的资料。v4、地形测量学（普通测量学）：研究将地球表面局部地区的地貌、地物测绘成地形图的理论和方法。将地球表面形态按一定比例相似地缩绘到平面图上，这种图叫地形图。主要研究测量基本理论和大比例尺测量方法。研究小区域，可不计地球曲率。地球直径平均为6371公里。v5、工

4、程测量学：研究测量和制图的理论与技术在工程建设中的应用。测绘、放样、俊工测量、变形测量。v6、测量仪器学：研究测量仪器的制造、改进和创新的学科。v7、天文测量学：研究测定恒星的坐标以及利用恒星确定观测点的坐标的学科。 v8、海洋测绘学：研究以海洋和陆地水域为对象所进行的测量。3S技术发展概况1、全球定位系统（全球定位系统（GPSGPS）：美国国防部为满足其海、陆、空高精度导航、定位、定时的要求而建立的一种卫星定位和导航系统。 2、遥感（遥感（RS）：指从远距离高空以及外层空间的各种平台上，利用可见光、红外、微波等电磁波探测仪器，通过摄影、扫描、信息感应、传输、处理，研究地面物体的形状、大小、位

5、置及其环境相互关系的现代科学技术。 第一章 绪论v3、地理信息系统（地理信息系统（GIS）：以采集、存储、描述、检索、分析与空间位置有关的信息的计算机系统。它是集计算机、地理、测绘、环境科学、空间技术、信息科学、管理科学、网络技术、现代通讯技术、多媒体技术为一体的多学科综合而成的新兴学科。v 信息高速公路：利用网络快速传输。v 空间信息基础设施：信息高速公路的基础，包括存储和管理控制数据、土地利用数据等。v 数字地球：关于地球的可以嵌入海量地理数据的、多分辩率、三维的表示形式，能把地球上任一地点的所有信息都组织起来。v 二、测量学作用二、测量学作用1 1、在国民经济建设中的作用、在国民经济建设

6、中的作用（1 1）提供一系列大地坐标、高程等，为科研、地形图测绘）提供一系列大地坐标、高程等，为科研、地形图测绘和工程施工服务。和工程施工服务。（2 2）提供多种比例尺地形图和地图，作为规划、设计、施）提供多种比例尺地形图和地图，作为规划、设计、施工和编制各种专用图的基础。工和编制各种专用图的基础。（3 3）在工程施工、大型设备安装和工程运营中提供测绘保）在工程施工、大型设备安装和工程运营中提供测绘保障，确保工程质量和安全生产。障，确保工程质量和安全生产。（4 4）为空间技术提供测绘保障。）为空间技术提供测绘保障。（5 5）为国防建设服务。）为国防建设服务。（6 6）为信息高速公路、空间信息基

7、础设施、数字地球建设）为信息高速公路、空间信息基础设施、数字地球建设提供数学基础、空间信息框架、技术支撑。提供数学基础、空间信息框架、技术支撑。 第一章 绪论v2、在园林专业中的作用、在园林专业中的作用v（1）利用测绘获得的地形图进行有关工程的）利用测绘获得的地形图进行有关工程的规划与设计。规划与设计。v（2）将规划设计图纸通过测量的手段标定到）将规划设计图纸通过测量的手段标定到现场。现场。v（3）利用测量的手段标定取样点的位置、监）利用测量的手段标定取样点的位置、监控工程施工质量等。控工程施工质量等。v（4）绘制工程俊工平面图等。）绘制工程俊工平面图等。 第一章 绪论 地球是椭球体，地球表面

8、不规则，海拔有8846.13米的,也有低于海水面11022米的, 平均半径为6371公里,对于普通测量来说，可以视为圆球，小范围内可以视为平面。 地球上每个点都受到地心引力和离心力作用。 重力就是地心引力和离心力的合力。 把重力的方向线称为铅垂线。 铅垂线是测量工作的基准线。 第二节第二节 地球的形状与大小地球的形状与大小 地球是一个表面覆盖71%的水的椭球体。 水准面水准面：自由静止的海水面向陆地延伸形成一个闭合曲面。 水平面水平面：与水准面相切的平面。 大地水准面大地水准面：自由静止的平均海水面向陆地延伸形成一个闭合曲面。 大地水准面是测量工作的基准面。 第一章 绪论 大地体大地体：由大地

9、水准面所包围的地球形体。 参考椭球面参考椭球面：接近大地水准面，可用数学式表示的椭球面来作为测量计算工作基准面。（9页图1-3） 椭球定位椭球定位：参考椭球面和大地水准面达到最好的密合。（9页图1-3） 大地原点大地原点：在本国合适的地方选择一点，在该点参考椭球面和大地水准面相切，法线和铅垂线重合（9页图1-3）。 我国的大地原点在西安市泾阳县永乐镇。测量工作的基本任务：确定地面点的位置。测量工作的基本任务：确定地面点的位置。地面点的位置：由坐标和高程表示。地面点的位置：由坐标和高程表示。坐标：表示地面点沿基准线投影到基准面上的位坐标：表示地面点沿基准线投影到基准面上的位置。置。高程：表示地面

10、点沿基准线到基准面的距离。高程：表示地面点沿基准线到基准面的距离。 第一章 绪论第三节第三节 地面点位置的表示地面点位置的表示 v1 1、地理坐标、地理坐标v地面点的位置用经度和纬度来表示。分天文坐标天文坐标和大地坐标大地坐标。v天文坐标：天文坐标：用天文经度和天文纬度表示地面点在大地水准面上的位置。见10页图1-4。v大地坐标：大地坐标：用大地经度和大地纬度表示地面点在参考椭球面上的位置。v天文经纬度：用天文测量法测定。v大地经纬度：根据大地原点的大地坐标，按大地测量所得的数据推算而得的。v我国以西安市泾阳县永乐镇的大地原点为起算点，建立了国家大地坐标系。2 2、高斯平面直角坐标、高斯平面直

11、角坐标 第一章 绪论高斯投影：高斯投影：正形投影的一种，同时，中央子午线（以能够正形投影的一种，同时，中央子午线（以能够被被1515整除的经度作为该区域的中央子午线）投影为一直线，整除的经度作为该区域的中央子午线）投影为一直线，且长度不变。且长度不变。高斯投影规律：高斯投影规律：（1） 中央子午线的投影为一直线，且长度不变，其余子午中央子午线的投影为一直线，且长度不变，其余子午线的投影均为曲线，对称地凹向中央子午线；线的投影均为曲线，对称地凹向中央子午线；（2） 赤道的投影为直线，且与中央子午线垂直，其余纬线赤道的投影为直线，且与中央子午线垂直，其余纬线的投影为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴

12、；的投影为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴；（3） 经纬线投影后无角度变形。经纬线投影后无角度变形。 v3、高程系、高程系v绝对高程（海拔或高程）：地面点到大地水准面的铅垂距离。记为H。v相对高程（假定高程）：地面点到某一假定水准面的铅垂距离。v高差：相邻两点高程差。记为h。1956年黄海高程系：以青岛验潮站19501956年的潮汐观测资料算得的平均海平面为零的高程系统。原点设在青岛市观象山。高程为72.289米。80年代前利用。1985国家高程基准：以青岛验潮站19531979年的潮汐观测资料算得的平均海平面为零的高程系统。原点设在青岛市观象山。高程为72.2604米。运算见15页表1-2。

13、第四节第四节 地球曲率对测量工作的影响地球曲率对测量工作的影响 大地水准面为球面，而本课程是小面积测量，为了简化计算，因此，用水平面代替大地水准面，那么必然产生误差。实际测量工作中，误差只要在测量和制图的容许范围内，其影响可以忽略不计。一、对距离测量的影响 一般测量工作中，在半径为10 km的范围内，用水平面代替大地水准面，距离误差可忽略不计。 第一章 绪论二、对水平角的影响 一般测量工作中，在测区面积为100 km2时，角度影响可忽略不计。 三、对高差的影响 对高差的影响很大，当距离为100m时，误差为3.1mm，这个误差在高程测量中是不能忽视的。见17页表1-5。第一章 绪论mm 测量的目

14、的：测定地球表面某一局部地区的形状大小，并绘制成图。 地球表面的内容是丰富的，具体可分为地物地物和地貌地貌。 地物地物：地球表面天然形成的物体或固定物体。如房屋，道路，河流。 地貌地貌：地球表面高低起伏的形状，如山岭，洼地，河谷。第五节第五节 测量工作的基本内容和程序测量工作的基本内容和程序 一、测量工作的内容一、测量工作的内容 测量工作就是确定一个点的位置（点与点间的距离、角度、高差）。 测量工作基本内容：测量工作基本内容：水平角测量、水平距离测水平角测量、水平距离测量、高程测量量、高程测量。 测量工作基本技能：测量工作基本技能：观测、计算、绘图。 第一章 绪论二、测量工作应遵循的原则二、测量工作应遵循的原则1、工作范围上，从整体到局部；工作性质上，先控制后碎部；精度上，从高级到低级。2、上一步工作没有完成不进行下一步工作，步步有校核。控制测量控制测量：测区内，选定一些具有控制意义的地面点，作