测绘学概论第1章-总论

教材：《测绘学概论》（宁津生）总学时：16考查：课程结束后，按要求撰写课程论文授课安排及考试方式测绘学是一个古老而现代的学科测绘学是高科技学科测绘学属于信息学科与测绘有关的名人知多少？林肯、华盛顿、拿破伦、赫鲁晓夫、勃列日涅夫作过测量员工程院土木、水利与建筑工程学部（9人）：郭仁忠、李建成、刘经南、刘先林、谭述森、张祖勋，宁津生、王家耀、许其凤工程院工程院信息与电子工程学部（3人）：李德仁、魏子卿、王任享科学院地学部（11人）：李德仁、龚健雅、郭华东、徐冠华、杨元喜、叶嘉安、周成虎、陈俊勇、高俊、童庆禧、许厚泽已故院士（6人）：夏坚白、王之卓、陈永龄、方俊、陈述彭、李小文测绘界的院士知多少？第一章总论1.1测绘学的概念和研究内容1.2测绘学的历史发展1.3测绘学的分支学科1.4测绘学的现代发展1.5测绘学的科学地位和作用1.1测绘学的概念和研究内容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。测绘学的概念1.1测绘学的概念和研究内容测量，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,

描绘，是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。利用小平板仪测绘地形图1.1测绘学的概念和研究内容实地和地形图的对应关系1.1测绘学的概念和研究内容测绘学一个比较完整的基本概念：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，为国民经济发展和国防建设以及地学研究服务它是地球科学的一个分支学科测绘学的概念1.1测绘学的概念和研究内容研究内容研究和测定地球形状、大小及其重力场，建立统一的坐标系统，测定地面点在该坐标系统中的精确点位地表形态的测绘工作制作各种比例尺的普通地图和专题地图在各种经济建设和国防工程建设中进行测绘工作在海洋环境(包括江河湖泊)中进行测绘工作测量数据处理和平差研究测绘学在社会经济发展的各个相关领域中的应用1.1测绘学的概念和研究内容1.2测绘学的历史发展测绘技术起源于社会的生产需求,随着社会的进步而发展。在埃及肥沃的河谷与平原上发现的证据表明,早在公元前1400年,就已有地产边界的测定,开始了测量工作。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”。一、测绘的悠久历史1.2测绘学的历史发展二、人类对地球的认识测绘学的研究对象是地球。它随着人类对地球形状认识的深化和测定的精确度提高而向前发展。圆球椭球大地水准面真实地球1.2测绘学的历史发展三、地图演变及制作方法测绘学的研究结果是地图。地图的演变及其制作方法的进步是测绘学发展的重要标志。陶片地图经纬线方位和比例尺地图投影精确方位、比例尺数字地图、电子地图1.2测绘学的历史发展四、测量仪器和方法的发展测绘学获取观测成果的工具是测量仪器，它的形成和发展依赖于测绘方法和仪器的创造和变革。简单测绘仪器经纬仪、水准仪最小二乘法航测摆仪、重力仪电子仪器卫星定位、遥感1.2测绘学的历史发展1.3测绘学的学科分类大地测量学地图制图学海洋测绘学摄影测量学工程测量学

测绘学1.3测绘学的学科分类一、大地测量学研究和测定地球的形状、大小、重力场、整体与局部运动和测定地面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科。

地球的大小指地球椭球的大小

地球的形状指大地水准面的形状（或地球椭球的扁率）

地球重力场研究指利用地球的重力作用研究地球形状等

地面点的几何位置指地面点在一个坐标系中的位置1.3测绘学的学科分类一、大地测量学解决大地测量学任务的方法1.几何法——几何大地测量：几何大地测量:用几何距离观测(距离、角度、方向和高差)来建立水平控制网或高程控制网，提供地面点的水平位置和高程。1.3测绘学的学科分类三角测量水准测量1.3测绘学的学科分类一、大地测量学解决大地测量学任务的方法2.物理法——物理大地测量：用地球的重力等物理观测量通过地球重力场的理论和方法推求大地水准面相对于地球椭球的距离(称为大地水准面差距)、地球椭球的扁率(地球形状)等。1.3测绘学的学科分类重力测量2000似大地水准面1.3测绘学的学科分类一、大地测量学解决大地测量学任务的方法3.卫星法——卫星大地测量：是用人造地球卫星观测量进行空间定位,提供地面点在地心坐标系中的三维坐标。GPS测量1.3测绘学的学科分类二、摄影测量与遥感学研究摄影影像与被摄物体之间的内在几何和物理关系，进行分析、处理和解译，以确定被摄物体的形状、大小和空间位置，并判定其性质的一门学科。可分为航空摄影测量学、地面摄影测量学。

1.3测绘学的学科分类三、地图制图学（地图学）研究模拟和数字地图的基础理论、设计、编绘、复制的技术方法及应用的学科。地图投影地图编制地图制印地图应用1.3测绘学的学科分类地图投影地图投影——依据数学原理将地球椭球面上的经纬度线网描绘在平面上相应的经纬线网三、地图制图学（地图学）1.3测绘学的学科分类三、地图制图学（地图学）地图编制——制作地图的理论和技术1.3测绘学的学科分类地图制印——地图复制的理论和技术三、地图制图学（地图学）1.3测绘学的学科分类三、工程测量学研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行控制测量、地形测绘、施工放样和变形监测的理论和技术的学科规划设计阶段的测量施工兴建阶段的测量运营管理阶段的测量高精度工程测量1.3测绘学的学科分类规划设计阶段的测量——提供地形资料，配合地质勘探和水文观测数据进行测量三、工程测量学1.3测绘学的学科分类施工兴建阶段的测量——按照设计要求，在实地准确地标定出建筑物各部分的平面和高程的测量作为施工和安装的依据三、工程测量学1.3测绘学的学科分类运营管理阶段的测量——工程竣工后为监视工程状况，保证安全，进行周期性的重复测量，观测其变形情况三、工程测量学1.3测绘学的学科分类高精度工程测量——采用非常规的测量仪器和方法，使其测量的绝对精度达到毫米以上要求的测量工作三、工程测量学1.3测绘学的学科分类5.海洋测绘学它是研究以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制理论和方法的学科。海道测量：以保证航行安全为目的,对地球表面水域及毗邻陆地所进行的水深和岸线测量以及底质、障碍物的探测等工作回声仪探测海底地形测量1.3测绘学的学科分类海洋大地测量：测定海面地形、海底地形以及海洋重力及其变化所进行的大地测量工作海底地形测量：测定海底起伏、沉积物结构和地物的测量工作海洋专题测量：以海洋区域的地理专题要素为对象的测量工作海图制图：设计、编绘、整饰和印刷海图的工作,同陆地地图编制基本一致5.海洋测绘学1.3测绘学的学科分类1.4测绘学的现代发展测绘学中的3S技术:卫星导航定位技术(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)

它是利用空间飞行的卫星不断向地面广播发送具有某种频率并加载了某些特殊定位信息的无线电信号来实现定位测量的导航定位系统。遥感(RemoteSensing,RS)不接触物体本身，用传感器收集目标物的电磁波信息，经处理、分析后，识别目标物，揭示其几何、物理特性和相互联系及其变化规律的科学技术。

地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)在计算机软件和硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统。1.4测绘学的现代发展3S技术的集成——3S技术的综合利用GNSS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、物理信息和各种变化GIS是多种来源的时空数据的综合处理分析和应用平台1.4测绘学的现代发展GPS定位原理1.4测绘学的现代发展遥感原理遥感影像1.4测绘学的现代发展GIS原理1.4测绘学的现代发展测绘学的现代概念和内涵测绘学已完成由传统测绘向数字化测绘的过渡，现在正在向信息化测绘发展。由于将空间数据与其他专业数据进行综合分析，致使测绘学科从单一学科走向多学科的交叉，其应用已扩展到与空间分布信息有关的众多领域，显示出现代测绘学正向着近年来兴起的一门新兴学科一地球空间信息科学学(Geo-SpatialInformationScience，简称Geomatics)。1.4测绘学的现代发展1.5测绘学的科学定位和作用一、在科学研究中的作用海平面变化1.5测绘学的科学定位和作用岩石圈研究冰盖研究海洋研究大气研究一、在科学研究中的作用1.5测绘学的科学定位和作用二、在国民经济建设的作用鸟巢与水立方建筑施工测量1.5测绘学的科学定位和作用精密大型复杂工程的施工测量控制测量安装测量变形检测二、在国民经济建设的作用1.5测绘学的科学定位和作用长距离跨海大桥工程的精密高程传递在我国首次并先后完成了上海跨度为33km的东海大桥、青岛跨度为26km的海湾大桥和跨度35km的港珠澳大桥等重大项目的高程传递，成果已成为我国大型跨海桥梁建设中高程测量新技术二、在国民经济建设的作用1.5测绘学的科学定位和作用大坝变形监测隔河岩水利枢纽工程在1998年夏季的特大洪水中，错峰调节洪水发挥了卓越的贡献。这与大坝外观变形GPS自动监测系统在恶劣环境下的实时监测，为大坝提供变形监测数据以确保大坝安全的前提下最大限度控制流量所发挥的作用是分不开的二、在国民经济建设的作用1.5测绘学的科学定位和作用古建筑保护二、在国民经济建设的作用1.5测绘学的科学定位和作用隧道扫描测量二、在国民经济建设的作用1.5测绘学的科学定位和作用城镇地籍测绘基于3S技术的土地利用动态监测流程图超站仪四、在社会发展中的作用1.5测绘学的科学定位和作用高铁与城市轨道交通工程测量二、在国民经济建设的作用1.5测绘学的科学定位和作用地下管线管理与探测二、在国民经济建设的作用1.5测绘学的科学定位和作用数字矿山是把矿山表征进行计算机数字化，将表征数据转化为计算机可以识别、存储、传输和加工处理的格式，以计算机技术及系统为手段，把矿山进行各种方式的再表述，如平面图、剖面图、地质地形图、矿体岩三维仿真图。二、在国民经济建设的作用1.5测绘学的科学定位和作用道路检测二、在国民经济建设的作用1.5测绘学的科学定位和作用虚拟化战场环境三、在国防建设的作用1.5测绘学的科学定位和作用数字化战争三、在国防建设的作用1.5测绘学的科学定位和作用四、在社会发展中的作用珠峰高程测量