土木工程测量(第二版)1绪论共54页
《土木工程测量绪论》课件
土木工程测量的应用
1
道路工程测量
道路工程测量是为建设、维护和管理各类道路而进行的测量工作，包括公路、铁路、地铁等。
2
桥梁工程测量
桥梁工程测量是为设计、建设和检修各类桥梁而进行的测量工作，包括天桥、地下通道、隧道等。
土木工程测量的基本概念
测量误差
是指测量结果与实际值之间的差距。为了保证精确 的测量结果，需要进行误差分析和精度评定。
勾股定理
是三角形中一条直角边的平方等于另外两条直角边 平方和的定理。
坐标系
是描述空间位置的一组数字。常用的坐标系包括平 面直角坐标系和球面坐标系等。
三角形解算
是一种利用三角函数计算未知数量的方法。包括正 弦定理、余弦定理和正切定理等。
测量仪器及其使用
全站仪的基本操作
GPS测量仪的基本操作
全站仪是一种多功能精密测量仪器， 可以进行角度、距离、高程等多方 面的测量。常用于建筑、土木工程、 道路维修等方面。
GPS测量仪主要用于大范围地面测 量和定位，具有高精度、高效率、 全天候等特点。常用于车辆导航、 地球物理勘探等方面。
激光测距仪的基本操作
《土木工程测量绪论》 PPT课件
欢迎大家来到《土木工程测量绪论》课程。本课程将为大家深入浅出地介绍 土木工程测量的基础知识、常见测量仪器的使用以及未来发展趋势。
什么是土木工程测量？
土木工程测量是一种测量土地和建筑物的方法，用于规划、建设和维护各种 土木工程项目。它可以为工程师提供有关地形、地貌及地下障碍物的信息， 并且可以更好地规划和设计建筑结构。
土木工程测量的未来发展
1 绪论
313.9
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3.对水平角的影响
ε″＝（P/R2）ρ″
表用水平面代替椭球面（水准面）产生的球面角超
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面积P（2） 10 20 50 70 100 150 200 300
球面角超ε（
0.05
0.10
0.25
0.36
0.51
0.76
1.01
1.52
§1.3
测量工作的基本原则和基本内容
目录
一、 测量工作的基本原则 测量工作应遵循的基本原则是“从 整体到局部 ”、“先控制后碎部”、 “先高级后低级”，“步步有检核”。
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二、测量工作的基本内容 无论是控制测量还是碎部测量，其 实质都是确定地面点的位置。 测量工作的基本内容就是角度测量、 距离测量和高程测量。
◎
习题与思考题
目录
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1-1 简述土木工程测量学的主要任务？ 1-2 什么是测量工作的基准面和基准线？ 1-3 什么是绝对高程？什么是相对高程？ 1-4 测量上的平面直角坐标系和数学中的笛卡尔坐 标系有什么区别？ 1-5 已知某地大地坐标为（106°12′，38°32′）。 计算：（1）该地在高斯投影3°带的带号及其中央子午 线经度；（2）该地在高斯投影6°带的带号及其中央子 午线经度。 1-6已知控制点BM30的大地坐标为（106°49′27″， 39°04′58″），其高斯投影3°带内计算的平面坐标自 然值是（4328363.369m，-101752.428m）。计算BM30的 坐标通用值。 1-7测量工作应遵循的基本原则是什么？ 1-8测量工作的基本内容是什么？
§1.2
地面点位的表示方法
目录
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一、测量的基准 1.地球的形状和大小 2.测量工作基准线和基准面 （1）基准线和基准面 （2）参考椭球体几何参数 （3）我国常用坐标系采用的参考椭球体几 何参数 二、 地面点的高程 1.高程的概念
土木工程测量(精)
第一章：绪论一、 土木工程测量学的任务：测定、测设、监测 二、 地面点位的确定：确定地面点的位置的 三要素：水平角、水平距离、高差1、 水准面（人为规定的水平面）有无数个；大地水准面（海平面的平均高度）只有一个2、 大地水准面和铅垂线是测量专业所依据的基准面和基准线3、 常用的坐标系有：大地坐标系（1980西安坐标系或1980国家坐标系）； 高斯平面投影直角坐标系 6°带：中央子午线经度为 3°带：中央子午线经度为 独立平面直角坐标系 4、 高程系统（目前采用 绝对高程（海拔）：地面点到大地水准面的铅锤距离；相对高程：到任意水准面的铅锤距离 水准面以上的高程为正，反之为负5、 半径小于10km 的区域内（普通测量），地球曲率对水平距离的影响可以忽略，用水平面 代替水准面 三、 测量工作的基本原则：测量工作的组织原则：7C第二章：水准仪及水准测量一、高程测量分为 水准测量、三角高程测量和气压高程测量 水准测量的基本原理： 高差=后视读数-前视读数（hAB = a - b ）a?b 时高差为正，B 点比A 点高，反之成立1水准仪的基本构造 （三部分）望远镜、水准器、基座 2、水准测量的一般方法：3、 水准尺和尺垫尺垫的作用：防止水准尺的位置和高度发生变化而影响水准测量的精度 尺垫的位置：在起点和终点不能放尺垫而中间测点（转点）必须要放4、 水准点分为永久性和临时性（BM:已知高程的永久水准点） 二、水准路线：单一水准路线和水准网1、 单一水准路线： 附合水准路线、闭合水准路线、支水准路线2、 水准测量的检核：计算检核、测站检核（变仪器高法、双面尺法） （1）、附合水准路线的成果检核：:中央子午线视为 X 轴，并且y 坐标加上500km 以免出现负值 6n ・3， 3n ;佃85黄海高程系统）从整体到局部、从高级到低级 从整体到局部、先控制后碎步 180 3600P = -------------四、一弧度对应的秒值:hAB -W a-W b A / \ ” B （AB 间可能有n 个测站）、成果检核f h =艺h 测-（H 终-H始）f h —高差闭合差（普通水准测量中，不得超过± 40j L mm 或者± 12j n mm L （ km ）是水准路线的长度，n 为测站数）H 终一终点水准点BM2的高程送h 测=hAB =送a"送、f 容?fh、高差闭合差的调整（ 按与测站数（或距离）成正比例反符号 的分配原则）ViL —水准路线的总长度Li —第i 测段路线长度 n —水准路线的总测站数n i—第i 段测站数3、闭合水准路线成果计算（〔八f h=送 h 测-（H 终-H始）；fh 容 = ±12石（或士 4%）H始一始点水准点BM1的高程表2冲图根水准测量的成果处理V i（mm ）:高差改正数式中高差改正数的计算检核：Z v i =-f h4、 水准测量误差： 仪器误差、观测误差、外界条件的影响5、 水准测量时要求前、后视距相等 可以抵消i 角、地球曲率和大气折光的影响。
土木工程测量第1章绪论(莫PPT-1)
五、高程系统（掌握）
地面点的空间位置除了基准面上的投影位置外，还有高程位置， 与之对应的是高程系统。
高程系统是用以传算全国高程测量控制网中各点高程所采用的 统一系统。我国法定高程系统是正常高系统（似大地水准面）， 高程起算依据是国家黄海1985高程基准。 由于高程基准面选择的不同，有不同的高程系统。
假定高程
假定
绝对高程
绝对高程
掌握 高差----地面上两点间的高程之差称为高差，用h表示
(注意：未强调是何种高程) 。 A、B两点高差为：
hAB H B H A H H
/ B
/ A / B
(1—6)
B、A两点高差为:
hBA H A H B H H
/ A
结论：上式说明，高差的大小与高程基准面的选择无关 h AB 与 hBA 大小 （即与高程） ，只与两地面点的位置有关； 相等，符号相反。
（２）在3°带的带号为： １）计算：116°28′/3°=38.822 ２）3°带的带号为：n =39带 或n=2×N-1=2×20-1=39 （３）6°带中央子午线的经度 6 L0 =6°N －3°=6°×20－3°=117° （４）3°带中央子午线的经度为： 3 L0 =3°n=3°×39=117°
则：点的横坐标y （高斯坐标） =y坐标值（国 家统一坐标去掉带号后）－500000m（即 500km=50万米）
若计算点的高斯横坐标y为“—”（负），则
该点位于中央子午线的西面；反之“+”该点位
于中央子午线的东面。
【案例】已知某点的坐标（国家统一坐标） 为x=4271817.800m,y=20317897.338m,则该点 位于六度带的第几带?它位于赤道的南面或北面? 点的高斯纵、横坐标为多少米?在中央子午线的 东面或西面?其最东面和最西面经度各多少?该中 央子午线位于3度带的第几带? 解：⑴∵该点的x=4271817.800m y=20317897.338m
第一章 土木工程测量绪论
Ⅳ x α Ⅰp
D
o
y
Ⅲ
Ⅱ
x=Dcosα
y=Dsinα
高斯平面直角坐标系
y
x=Dcosα
y=Dsinα
Ⅱ
o
Ⅲ
p
DⅠ
α
x
Ⅳ
笛卡尔坐标系
实用文档
独立平面直角坐标
当测区范围较小时，可将大地水准面看作平面，
并在平面上建立独立平面直角坐标系；
地面点的位置可用平面直角坐标确定；
坐标系原点一般 选在测区西南角
北
实用文档
3、高斯投影的特性 x
（1）中央子午线投影后为直
线，且长度不变。 （2） 除中央子午线外，其
平行圈
余子午线的投影均为凹向
赤道
O
y
中央子午线的曲线，并以
子午线
中央子午线为对称轴。投
影后有长度变形。 （3） 赤道线投影后为直线，
但有长度变形。
中央子午线
实用文档
x
（4） 除赤道外的其余纬线，
投影后为凸向赤道的曲线， 并以赤道为对称轴。
当hAC为正时， C点高于A点； 当hAC为负时， C点低于A点；
实用文档
我国的高程系统：
水准原点 全国高程的起算点。
1985年国家高程基准 （72.260m ） 1956年黄海高程系 （72.289m）
目前我国统一采用
1985年国家高程基准 。
水准原点 H0
验潮站
实用文档
大地水 准面
三、地面点的坐标
实用文档
2．参考椭球体及参考椭球面
参考椭球体 一个非常接近大地体，并可用数学式表示 几何形体，作为地球的参考形状和大小。 它是一个椭圆绕其短轴旋转而形成的形体， 故又称旋转椭球体。
土木工程概论1-绪论
土木工程概论
1.2.2 近代土木工程 近代土木工程的时间跨度为从17世纪中叶至20世纪中叶
的300年间。
主要特征是：
力学和结构理论作指导 砖、瓦、木、石等建筑材料广 泛使用；混凝土、钢材、钢筋砼以 及早期的预应力砼得到发展。 施工技术进步很大
土木工程概论
该历史时期，土木工程在理论、材料、施工领域出现的 具有重大意义大事有：
⑶ 实践性 由于影响土木工程的因素错综复杂，
使土木工程对实践的依赖性很强。
⑷ 技术、经济和艺术的统一性 土木工程是为人类需要服务的，
它必然是每个历史时期技术、经济、 艺术统一的见证。
土木工程概论ຫໍສະໝຸດ 1.2 土木工程发展历史简述1.2.1 古代土木工程 时间跨度长。大致
从新石器时代（约公元 前5000年起开始至17世 纪中叶)。
(1)土木工程功能化
即土木工程日益同 它的使用功能或生产工 艺紧密结合。
公共和住宅建筑物要 求建筑、结构、给水排 水、采暖、通风、供燃 气、供电等现代技术设 备结合成整体。
土木工程概论
巴西国会大厦。建于1957-1959 巴西首都巴伐里亚。由国会上 下议院、办公楼和各部分厅室、 服务房间等组成。
建筑造型讲究构图形式，体型 简洁而对比强烈。
土木工程概论
第1章
绪论
土木工程概论
1.1 土木工程的概念 1.2 土木工程的历史与发展 1.3 土木工程专业规范 1.4 注册师制度
土木工程概论 1.1 土木工程和土木工程专业
1. 土木工程概念 土木工程:建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。 土木工程的含义可从两方面去理解： 一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施；
土木工程概论
土木工程测量 第 1 章 绪论.
第1章绪论内容提示：本章主要介绍土木测量各学科研究的内容、测量坐标系与地面点位的确定方法，简述测量计量单位和数据凑整原则，分析了以平面代替水准面的限度。
其重点内容为测量基准面的概念、测量坐标系统和高程系统、地面点定位的确定方法。
难点为高斯坐标系中横坐标通用值与带号的关系。
1.1 工程测量学的任务及作用1.1.1 测量学的定义测量学是研究地球形状、大小及确定地球表面空间点位，以及对空间点位信息进行采集、处理、储存、管理的科学。
按照研究的范围、对象及技术手段不同，又分为诸多学科。
普通测量学，是在不顾及地球曲率影响情况下，研究地球自然表面局部区域的地形、确定地面点位的基础理论、基本技术方法与应用的学科。
是测量学的基础部分。
其内容是将地表的地物、地貌及人工建(构筑物等测绘成地形图，为各建设部门直接提供数据和资料。
大地测量学，是研究地球的大小、形状、地球重力场以及建立国家大地控制网的学科。
现代大地测量学已进入以空间大地测量为主的领域，可提供高精度、高分辨率，适时、动态地定量空间信息，是研究地壳运动与形变、地球动力学、海平面变化、地质灾害预测等的重要手段之一。
摄影测量学，是利用摄影或遥感技术获取被测物体的影像或数字信息，进行分析、处理后以确定物体的形状、大小和空间位置，并判断其性质的学科。
按获取影像的方式不同，摄影测量学又分水下、地面、航空摄影测量学和航天遥感等。
随着空间、数字和全息影像技术的发展，它可方便地为人们提供数字图件、建立各种数据库、虚拟现实，已成为测量学的关键技术。
海洋测量学，是以海洋和陆地水域为对象，研究港口、码头、航道、水下地形的测量以及海图绘制的理论、技术和方法的学科。
工程测量学，是研究各类工程在规划、勘测设计、施工、竣工验收和运营管理等各阶段的测量理论、技术和方法的学科。
其主要内容包括控制测量、地形测量、施工测量、安装测量、竣工测量、变形观测、跟踪监测等。
地图制图学，是研究各种地图的制作理论、原理、工艺技术和应用的学科。
土木工程测量教师课件1绪论
2、普通测量学：研究地球局部表面的形状和大小的学科，不顾
及地球曲率的影响。
2020/6/9
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3、摄影测量学：研究利用摄影或遥感技术获取被测物体的
信息，以确定其形状、大小和空间位置的学科。又分为地面 摄影测量学、航空摄影测量学、水下摄影测量学和航天摄影 测量学。
1. 地理坐标
地面点在球面上的位置用经纬度表示，称为地理 坐标。地理坐标又按坐标所依据的基准线和基准面的 不同以及求坐标的方法不同，分为天文坐标和大地坐 标两种。
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l 天文坐标——天文经纬度 是用天文测量的方法直接测定的， 又叫天文地理坐标。（图1-3） 天文经度 ：F点所在子午面 与本初子午面的二面角； 天文纬度 ：F点的铅垂线与 赤道面的夹角。
4
第一章 绪论
学习难点：
1、地面点位的表示方法 2、地形图成图原理和测量工作的程序及原则
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第一章 绪论
目录
第一节 测量学的任务及作用 第二节 地面点位的确定 第三节 水平面代替水准面的限度 第四节 测量工作的程序和原则
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§1-1 测量学的任务及作用
一、测量学的定义
或构筑物标定于实地。这是改造自然的过程。
测定
地面
图纸
测设
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11
四、测量在工程建设中的作用
在勘测设计阶段：为工程设计提供详细的地面资料（地形图和 纵、横断面图）；
在施工阶段： 将设计好的建筑物测设标定于实地并指导施工和 变形监测；
在峻工阶段： 进行竣工测量，为工程的扩建、改建提供竣工 图；
土木工程测量复习资料全
第一章绪论名词解释测量学：研究地球表面局部地区内测绘工作的基本原理、技术、方法、和应用的学科。
地物：地面上天然或人工形成的物体。
地貌：地表高低起伏的形态。
测定：使用测量仪器和工具，通过测量和计算将地物和地貌的位置按照一定比例尺、规定的符号缩小绘制成地形图，供科学研究和工程建设规划设计使用。
测设：将地形图上的图上设计的建筑物和构筑物的位置在实地中标定出来，作为施工依据。
水准面：假想静止不动的水面穿越地球陆地，包围整个地球，形成一个封闭曲面，这个封闭曲面就叫做水准面。
高程：地面点到大地水准面的铅垂距离成为该点的绝对高程或海拔，简称高程碎部点：地物，地貌的特征点碎步测量：测量碎部点坐标的方法与过程。
高差：地面两点之间的绝对高差或者相对高程之差成为高差。
用h加两点点名作下标表示填空参心坐标系：1954北京坐标系和1980西安坐标系地心坐标系：2000国家大地坐标系WGS-84坐标系（GNSS）地物和地貌总称地形，测量学的主要任务是测定和测设。
大地原点陕西省泾阳县永乐镇石际寺村大地原点1980西安坐标系，简称80西安系1954北京坐标系简称54北京系大地原点在俄罗斯圣彼得堡市普尔科沃天文台圆形大厅中心使用高斯投影的国家有德国中国，前苏联笛卡尔坐标系与高斯平面坐标系的区别高斯平面坐标系中，为了定向的方便，定义纵轴为Ｘ轴，横轴为Ｙ轴，第一象限相同，其余象限按顺时针方向编号。
为了避免Ｙ坐标出现负值，我国统一规定将每带的坐标原点西移５００ＫＭ，即是给每个点的Ｙ坐标加上５００ＫＭ，使之恒为正高程系是一维坐标系，它的基准是大地水准面（具有唯一性）测量工作的原则：从整体到局部，先控制到碎步1956年黄海高程系，56高程系，大地水准面为基准引测出水准原点的高程为72.289m。
简答题高斯投影的实质是椭圆球面上微小区域的图形投影到平面上后仍然与原图形相似，即不改变原图形的形状。
高斯投影式高斯在1820-1830年间，为解决德国汉诺地区大地测量投影问题的一种投影方法。
土木工程测量
+0.792
32.186
TP1 Ⅱ
TP2
2.312 2.424
0.450 0.558
+1.862 +1.866
+1.864
2.077
35.636
TP2
+1.211
118.95.5334 11.434 +6.900 +3.450
Ⅲ
+1.213
0.866
T∑P3a-∑b=18.334-11.4304.7=40+6.900 +1.215(∑a-∑b)/2=+3.450
望远镜 基座
水准器
19
视准轴CC
十字丝交点与物镜光心的连线
水准管轴LL：
过零点与内表面相切的直线
CC∥LL —构造满足的主要条件
圆水准器轴L′L′
过零点的球面法线
L′L′∥VV。
20
三、水准仪的操作 1、安置仪器 2、粗略整平 3、瞄准水准尺 4、精确整平 5、读数
21
视差
眼睛在目镜端上下移动，有时可看见十字丝 的中丝与水准尺影像之间相对移动的现象。
第一章 绪论
1 返回
第一节 测量学的任务及其应用
一、测量学的概念
• 测量学是研究地球的形状和
大小以及确定地面点位的科学。
测定、测设两部分内容。
2
第二节 地球的形状和大小
1、地球的自然表面 2、地球的物理表面——水准面 3、地球的数学表面——旋转椭球体面
3
铅垂线: 重力的方向线称为铅垂线—基准线
fh fhp
成果合格
31
(二) 闭合水准路线成果计算
h1＝＋1.575m n1＝8 L1＝1.0km
解读土木工程概论第1章 绪论
续性？
1.1.3 关于科学、技术、工程和工程师的概念
➢ 科学(Science) 指关于事物的基本原理和事实的有组织、有系统的
知识。
1.1.3 关于科学、技术、工程和工程师的概念
➢ 技术(Technology) 指根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各
1.3.6 土木工程的可持续发展
第1.4节 课程任务与课时分配
本节目录
1. 课程任务 2. 课时分配的参考意见
基本要求
1.了解课程任务和课时分配
1.4.1 课程任务
在学生入学后一年级设置了土木工程概论这门课程 的目的是： ➢ 使学生认识土木工程概论的地位和作用； ➢ 了解土木工程专业的培养目标； ➢ 了解土木工程方面的主要内容，树立正确的学习目的
和工程意识，为在校学习打好基础，为将来工作提供 良好条件。
1.4.1 课程任务
本书共分三部分： ➢ 绪论； ➢ 土木工程概述（第2章至第12章）； ➢ 附录。
1.4.2 课时分配的参考意见
章次 1
2—4 5—10
11—12
内容 绪论 建筑工程概论 其他土木工程
土木工程防灾与减灾 高新技术在土木工程中的应用 合计
佩重纳斯大厦 马来西亚吉隆坡 高452 m ， 88层
西尔斯塔楼
金茂大厦
美国芝加哥
中国上海
高443 m ， 110层 高420.6 m，88层
第1.3节 土木工程的未来
本节目录
1. 重大工程项目将陆续兴建 2. 土木工程将向太空、海洋、荒漠开拓 3. 工程材料向轻质、高强、多功能化发展 4. 设计方法精确化、设计工作自动化 5. 信息和智能化技术全面引入土木工程 6. 土木工程的可持续发展
土木工程测量(第二版)1绪论
第一章 绪论
6º带与3º带中央子午线之间的关系如图:
3º带的中央子午线与6º带中央子午线及分带子午线重合， 减少了换带计算。 工程测量采用3 º带，特殊工程可采用1.5 º带或任意带。
万方科技学院
WANFANG COLLEGE OF SCIENCE
第一章 绪论
按照6º带划分的规定，第1带中央子午线的经度为3º， 其余各带中央子午线经度与带号的关系是： L。=6ºN－3º（N为6º带的带号） 例：20带中央子午线的经度为 L。＝6º×20－3º＝117º
万方科技学院
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第一章 绪论
按照3º带划分的规定，第1带中央子午线的经度为3º， 其余各带中央子午线经度与带号的关系是： L。=3ºn （n为3º带的带号） 例：38带中央子午线的经度为 L。＝3º×38＝114º
38
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第一章 绪论
土木工程测量的任务
工程建设三阶段 土木工程测量的任务
勘察、规划、设计
测图、用图
施工建设
施工测设-放图
运营管理
变形监测、测绘竣工图
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第一章 绪论
土木工程测量的作用
1、与人类生存息息相关的测量科学。
人类在地球上的生存、发展离不开点位置的确定，测量科学正是适
万方科技学院
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第一章 绪论
北京大学出版社
土木工程测量
主编:陈久强 刘文生
万方科技学院
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土木工程测量课件绪论
摄影测量的方法有地面摄影、航空 摄影和航天摄影和遥感。小范围的地 形测量或工程测量可利用地面摄影测 量方法。
航空摄影测量
? 机载空间三维数据采集系统
同济大学的车载空间三维数据采集 系统－ 地面摄影测量的自动化
( 三) 测量学在国土管理中的作用
城市土地的规划，城市道路的红线规 划，房地产开发，地籍的界址点测定, 都 需要由测量提供地形图和有关土地信息。
用高科技测量手段标定国界，常在国 家间的领土争执中起到重要作用; 也常以 对方出版的地图上对国境线的表示, 作为 有利于己方的证据。
( 四) 测量学在工程建设中的作用
作为 施工的依据。
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一. 地球的形状和大小
1．地球自然形体：是一个不规则的几何体 ，
海洋面积约占地球表面的 71%。
高山
陆地
海洋
丘陵
地球的制高点 － 珠穆朗玛峰
海拔高程 8844.43m
地球海面下最深处
马里亚纳海沟 － 斐查兹海渊剖面图
?高程为 －11000 m
大地水准面
液体受重力而形成的静止表面称为水准面
二、测量学科的分支
? 大地测量学
研究和测定地球的形状、大小、重力场 和地面点几何位置及其变化的理论和技术 的学科。地球的形状大小以大地水准面为 代表。大地点的定位，用经纬度或空间直 角坐标，定位方法有几何法大地测量、物 理法大地测量和近代的卫星法大地测量。
世界屋脊 - 珠穆朗玛峰的高程测定
摄影测量与遥感学
在工程建设的规划设计中，首先需要 有地形图。在修建工厂和居民点时，须要 先平整地基和设计房屋的放样。在建设城 市道路网（包括高架道路、地下铁道和桥 梁) ，都需要用测量方法精确地定向, 定位 和定高程。