《工程测量》第01章测量学绪论课件

第一章绪论§1-1测量学及其分类§1-2测量学的发展与作用§1-3地球的形状和大小§1-4地面点位置的确定§1-5测量工作的原则及基本的测量工作1§1-1测量学及其分类一、测量学的产生1、生产、生活的需要公元前二十七世纪埃及大金字塔二千多年前夏商时代夏禹治水秦代李冰父子都江堰水利枢纽工程北宋沈括治理汴渠……2、军事、交通运输的需要万里长城指南针……2二、测量学（Surveying)的定义和任务1、定义:测量学是研究对地球整体及其表面和外层空间中的各种自然和人造物体上与地理空间分布有关的信息进行采集、处理、管理、更新和利用的科学和技术。

2、测量学的主要任务：研究确定地球的形状和大小，为地球科学提供必要的数据和资料；将地球表面的地物地貌测绘成图，称为测绘；将图纸上的设计成果标定于实地，称为测设。32、地形测量学是研究如何将地球表面局部区域内的地物、地貌及其它有关信息测绘成地形图的理论、方法和技术的学科。按成图方式的不同地形测图可分为模拟化测图和数字化测图。3、摄影测量与遥感研究利用电磁波传感器获取目标物的影像数据，从中提取语义和非语义信息，并用图形、图像和数字形式表达的学科。其基本任务是通过对摄影像片或遥感图像进行处理、量测、解译，以测定物体的形状、大小和位置进而制作成图。根据获得影像的方式及遥感距离的不同，本学科又分为地面摄影测量学，航空摄影测量学和航天遥感测量等。

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4、工程测量学(Engineeringsurveying)定义一：工程测量学是研究各项工程在勘测设计、施工和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。各项工程包括：铁路、公路、桥梁、隧道、水利工程、地下工程、管线（输电线、输油管）工程、矿山、农业、林业和城市建设等。一般的工程建设分为勘测设计、施工和运营管理三个阶段。工程测量学是研究这三阶段所进行的各种测量工作。定义二：工程测量学主要研究在工程、工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的地形和有关信息的采集和处理，施工放样、设备安装、变形监测分析和预报等的理论、方法和技术，以及研究对测量和工程有关的信息进行管理和使用的学科，它是测量学在国民经济和国防建设中的直接应用。65、地图制图学(Cartography)

是研究模拟和数字地图的基础理论、设计、编绘、复制的技术、方法以及应用的学科。它的基本任务是利用各种测量成果编制各类地图，其内容一般包括地图投影、地图编制、地图整饰和地图制印等分支。6、测量仪器学研究测量仪器的制造、改进和创新的学科。7二、测量学在军事中的作用“天时，地利，人和”是打胜仗的三大要素。要有地利就要了解和利用地利。地图上详细表示着山脉、河流、道路、居民点等地形和地物，具有确定位置、辨识方向的作用。地图一直在军事活动中起着重要的作用，这对于行军、布防以及了解敌情等军事活动都是十分重要的。传统上各国测绘部门隶属于军事部门。至今相当多国家的测绘部门仍然隶属于军事部门。随着测绘技术在各方面的应用愈来愈广泛，测绘科技国际间的交流日益频繁，不少国家终于建立了民用的测绘机构9三、测量学在国土管理中的作用测量学的起源和土地界线的划定紧密联系着。非洲尼罗河每年泛滥会把土地的界线冲刷掉，为了每年恢复土地的界线很早就采用了测量技术地籍测量。用以测定地块的边界和坐落，求算地块的面积，在农业为主的社会里，国家为了征税而开展地籍测量，同时记录业主姓名和土地用途等。在我国,地籍测量是国家管理土地的基础。地籍测量的成果不仅用于征税，还用于管理土地的权属，保障用地的秩序，以提高土地利用的效益，合理和节约利用十分珍贵和有限的土地。测量学还服务于国家领土的管理。10四、测量学在道路工程建设中的作用勘测设计阶段：为选线测制带状地形图。施工阶段：把线路和各种建筑物正确地测设到地面上。竣工测量：对建筑物进行竣工测量。运营阶段：为改建、扩建而进行的各种测量。变形观测：为安全运营，防止灾害进行的变形监测。11一、地球自然表面不规则曲面平均半径6371km

珠峰海拔为8844.43m，马里亚那海沟海拔为-11022m，海洋面积占地球表面面积的71%二、大地水准面（meansealevel）液体受重力而形成的静止表面称为水准面。同一水准面上的重力位处处相等；同一水准面上任一点的铅垂线都与水准面正交。13与平静的平均海水面相重合、并延伸通过陆地而形成的封闭曲面称为大地水准面大地水准面包围的形体称为大地体（Geoid）配合最佳的参考椭球面大地水准面大地水准面差距N14由于地表起伏以及地球内质量分布不均匀，所以大地水准面是个复杂的曲面水准面和铅垂线是野外观测的基准面和基准线。地球表面大地水准面参考椭球15

PP1、参考椭球体的参数长轴半径a=6378137m

短轴半径b=6356752m

扁率f=(a-b)/a=1/298.257172、经度与纬度子午面：地球上任一点的法线与地轴所组成的平面。经度：所在的子午面与首子午面（过英国格林尼治天文台）的夹角纬度：所在点的法线与赤道平面之间的夹角。BL18§1-4地面点位置的确定

一、球面坐标系统当地面点投影到椭球面上时，其平面位置用大地坐标来表示，即：大地经度(L)大地纬度(B)要表示其空间位置，则还需：大地高(h)在测量工作中，地面上的点位都用坐标和高程来表示，坐标是用两个值说明地面点在椭球面或水平面上的投影位置，也就是用它来表示点的平面位置。高程则表示地面点到高程基准面的垂直距离。他们相当于数学中用三个坐标来确定一点的空间位置sBPOLL赤道本初子午面NP点子午面191、高斯平面直角坐标系高斯投影是等角横切椭圆柱投影。等角投影就是正形投影。所谓正形投影，就是在极小的区域内椭球面上的图形投影后保持形状相似。即投影后角度不变形。中央子午线投影后长度不变，其它子午线投影后均变长，离中央子午线越远其长度变形越大；21为了将长度变形限制在测图精度允许的范围内，可采用限制投影带的宽度，即采用分带投影。高斯分带投影一般采用6度宽的投影带，其中央子午线经度与带号的关系为22点在高斯平面直角坐标系中的坐标值理论上中央子午线的投影是X轴，赤道的投影是Y轴，其交点是坐标原点。点的X坐标是点至赤道的距离；点的y’坐标是点至中央子午线的距离。为了避免y’坐标出现负值，把原点向西平移500公里。为了区分不同投影带中的点，在点的y坐标值上加带号N所以点的横坐标通用值为

y=N*1000000+500000+y’AB500kmyAxyY’BX’BxAO23高斯坐标系的作用使较复杂的椭球面上的计算变为比较简单的平面上的计算便于地图按经纬线分幅。如将图廓点（其地理坐标为经纬度）按其相应的高斯坐标展绘在图纸上，就可得地图的分幅线。将大地控制点按其高斯坐标展在平面上，作为工程测量和地形测量的起始点25

2、独立平面直角坐标系独立平面直角坐标系以当地的水平面为基准面(不需要投影)；通常以当地的北方向为坐标纵轴(x)的正向，东西方向为横轴(y)方向，以东为正，象限顺序按顺时针方向计；该坐标系只适用于小的局部区域。26d2、对高差的影响29§1-5测量的基本原则与基本的测量工作

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