测绘学概论重点概念

测绘学概论重点概念

1．总论

（1）．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。按照这样的概念, 测绘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, 然后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。

（2）.测绘学的研究对象不仅是地球, 还需要将其研究范围扩大到地球外层空间的各种自然和人造实体。

（3）.因此, 测绘学的一个比较完整的基本概念应该是: 研究对实体(包括地球整体、表面以及外层空间各种自然和人造的物体)中与地理空间分布有关的各种几何、物理、人文及其随时间变化的信息的采集、处理、管理、更新和利用的科学与技术。

(4).针对地球而言, 测绘学就是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, 建立各种地理信息系统, 为国民经济发展和国防建设以及地学研究服务.

(5).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, 载四时, 以开九州、通九道、陂九泽、度九山”。这说明在上古时代, 中国人为了治水就已经会用简单的测量工具了。人类最早对地球的认识为天圆地方.

直到公元前6 世纪古希腊的毕达哥拉斯( Pythagoras)才提出地球为球形的概念, 2 个世纪后亚里士多德( Aristotle )对此作了进一步论证, 支持这一学说, 此称地圆说。又 1 世纪后, 亚历山大的埃拉托斯尼( Eratosthenes )采用在两地观测日影的方法, 首次推算出地球子午圈的周长和地球的半径, 证实了地圆说。这是测量地球大小的“弧度测量”方法的初始形式。世界上最早的实地弧度测量是公元8 世纪南宫说在张遂(一行) 的指导下在今河南境内进行的, 它由测绳丈量的距离和由日影长度测得的纬度推算出了纬度为1°的子午弧长。到17 世纪末, 为了用地球的精确大小定量证实万有引力定律, 英国的牛顿( J .Newton)和荷兰的惠更斯(C .Huygens ) 首次从力学原理提出地球是两极略扁的椭球, 称为地扁说。。18 世纪中叶, 法国科学院在南美洲的秘鲁和北欧的拉普兰进行弧度测量, 证实了地扁说.19 世纪初, 随着测量精度的提高, 通过各处弧度测量结果的研究,

法国的拉普拉斯( P .S .Laplace )和德国的高斯(C .F .Gaus s) 相继指出地球的非椭球性, 现在的研究结果证明地球总体上是一个梨形.因此人类对地球形状的认识经历了圆球→椭球→大地水准面→真实地球自然表面的过程

中国历史上首次使用这样的方法在广大国土上测绘的地形图是清初康熙年间完成的全国性大规模的《皇舆全览图》。这次地形图的测绘任务奠定了中国近代地图测绘的基础.。1617 年, 荷兰的斯涅耳(W .Snell ) 首创三角测量法, 以代替在地面上直接测量弧长, 从此测绘工作不仅量距, 而且开始了角度测量。

(6).大地测量学:它是研究地球的形状、大小和重力场, 测定地面点几何位置和地球整体与局部运动的理论和技术的学科。

(7).解决大地测量学所提出的任务, 传统上有两种方法: 几何法和物理法。随着20 世纪50 年代末人造地球卫星的出现, 又产生了卫星法。

(8).摄影测量学:它是研究利用摄影或遥感的手段获取目标物的影像数据, 从中提取几何的或物理的信息,并用图形. 图像和数字形式表达测绘成果的学科。

(9).地图制图学( 地图学):它是研究模拟地图和数字地图的基础理论、地图设计、地图编制和复制的技术方法及其应用的学科。

(10).3S 技术的集成, 是GPS、RS、GIS 技术的发展, 并走向集成, 是当前国内外的发展趋势。在3S 技术的集成中, GPS 主要用于实时、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与物理信息, 以及它们的各种变化; GIS 则是对多种来源时空数据的综合处理分析和应用的平台。

(11).现代测绘学是指空间数据的测量、分析、管理、存储和显示的综合研究, 这些空间数据来源于地球卫星、空载和船载的传感器以及地面的各种测量仪器。

第2章．大地测量学

1．将现代大地测量学分为四类: 实用大地测量学、椭球面大地测量学、物理大地测量学和卫星大地测量学。海洋大地测量学、动力大地测量学以及月球和行星大地测量学主要是利用上述四个方面内容中的有关理论和方法形成的。

2．大地测量系统包括坐标系统、高程系统/ 深度基准和重力参考系统。与大地测量系统相对应, 大地测量参考框架有坐标( 参考) 框架、高程( 参考) 框架和重力测量( 参考) 框架三种。

3．大地测量坐标系统又分为空间直角坐标系统、大地坐标

系统和球坐标系统三种形式。空间直角坐标一般用( x, y, z)表示; 大地坐标用(经度λ, 纬度 , 大地高H )表示, 其中大地高H 是指空间点沿椭球面法线方向高出椭球面的距离。4．国际大地测量和地球物理联合会( IUGG) 分别于1971、1975、1979 年推荐了三组大地测量常数, 它们对应于大地测量参考系统1967( GRS67) 、IUGG75、GRS80。我国西安1980 坐标系统采用IUGG75 的大地测量常数。目前, 正被广泛使用的常数是GRS80 定义的。

5．高程基准定义了陆地上高程测量的起算点。

6．我国1956 年以前采用略最低低潮面作为深度基准面。1956 年以后采用弗拉基米尔斯基理论最低潮面(简称理论最低潮面) , 作为深度基准面。

7．实用大地测量学的基本任务是建立地面大地控制网, 即以精确可靠的地面点坐标、高程和重力值来实现大地测量系统。

8．在平面控制测量中, 用于测量水平角和垂直角的主要测量仪器是经纬仪。不论是哪种类型的光学经纬仪或电子经纬仪都是由角度测量、目标照准和归心置平三大装置组成。9．高程测量最重要的参考面———大地水准面, 是地球重力场的一个等位面。因此, 研究地球形状及外部重力场是大地测量学的一个重要的科学任务。

10．物理大地测量学的主要内容有: ( 1) 研究地球形状及