测量与地图学复习笔记

测量与地图学

前11章复习总结

绪论

第一节测绘科学的研究对象与分类

一、测绘科学的研究对象

二、测绘学科研究的对象是地球整体及其表面和外层空间的各种自然和人造物体的有关信息。

三、它研究的内容是对这些与地理空间有关的信息进行采集、处理、管理、更新和利用。

四、它既要研究测定地面点的几何位置、地球形状、地球重力场，以及地球表面自然形态和人工设施的几何形态；又要结合社会和自然信息的

地理分布，研究绘制全球和局部地区各种比例尺的地形图和专题地图的理论和技术。前者和后者构成测绘学。

五、测量与地图是测绘学科的重要组成部分。

六、测量与地图学的任务与分类：测量学是研究地球的形状、大小以及地球表面各种形态的科学。

A.其任务主要表现为：确定地球的形状和大小；确定地面点的平面位置和高程；将地球表面的起伏状态和其它信息测绘成图。

B.测量学的任务，具体有：1)确定地球的形状和大小；2)确定地面上和空间各点的相对位置或某一坐标系统的统一位置：即把地面上施

测区域绘制成图；3)构筑物放样：将土地及其附属物的开发、利用、建设的设计方案在实地标定，即将各种工程设计测设到现场；4)变形监测：已有工程或其它设施在一定时期内的变化测量。

C.概括起来地图学的任务是：1)研究地图本身及其各要素的表示方法的演变以及今后的发展趋向；2)研究地球椭球体(或球体)表面描写

到平面上的理论与方法，研究地图投影的变形规律以及不同投影的转换问题；3)研究地图的内容与形式的统一，各要素的制图综合，地图的编绘和复制等一系列的理论与技术方法，并尽可能运用当代最新科学技术于地图的生产，以缩短成图周期，提高成图质量和增加新的地图品种；4)研究地图的使用、量算以及对地图产品的评价问题等。

三、测量学的发展已经包括以下几个分支学科：

大地测量学地形测量学摄影测量与遥感学

工程测量学

海洋大地测量学地图(制图)学

测量学

地图学现代科学体系框架把地图学分为理论地图学、地图与地理信息工程学、地图应用学三个部分

第二节地图的产品

一、随着测绘技术的进步，现代地图及其产品有了明显的变化，已出现缩微地图、数字地图、电子地图、全息像片等新品种。在生产部门，4D

产品(数字高程模型DEM、数字线划地图DLG、数字栅格地图DRG、数字正射影像图DOM)已经逐步取代传统意义上的纸质地图

二、我国规定1：5 000、1 ：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万、1，20万(现已为1：25万)、1：50万、1：100万等八种比例尺地形

图为国家基本比例尺地形图。

第一章测量与地图学基础知识

一、水准面：假想有一个静止的海水面，向陆地延伸形成一个封闭的曲面，这个曲面称为

水准面。大地水准面：水准面海上一个点的铅垂线均与该点的重力方向重合。由于

海水面受潮汐影响而有涨有落，所以水准面有无数个。其中有一个与假想的静止海水

面相吻合，称为大地水准面。

二、地面上选一点P，令P的铅垂线和椭球面上相应P0点的法线重合，并使P0点的椭

球面与大地水准面相切。这里的P点称为大地原点，旋转后的椭球面称作参考椭球

面，其包围的形体称作参考椭球体。

第二节地面点位置的表示方法

一、坐标

A.地理坐标：天文地理坐标：表示地面点在大地水准面上的位置。用天文经度与天文纬度表示。大地地理坐标：表示地面点在

参考椭球面上的位置。用大地经度L与大地纬度B表示。

经纬度：

经度：通过地轴和地球表面上任一点P的子午面与过格林尼治天文台的子午面的两面角，即以起始子午面作为计算经度的起算，过P 点的子午面与起始子午面之间的夹角即为P点的经度，向东从0～1800称东经，向西从0～1800称西经。

纬度：过P点的铅垂线(或法线)与赤道面之间的夹角即为P点的纬度，赤道以北从0～900称北纬，赤道以南从0～900称南纬。

B.高斯平面直角坐标

C.地心空间直角坐标系随着卫星大地测量兴起，地心空间直角坐标系越来越受到重视。地面点可以用大地坐标表示，也可以用空间直

角坐标表示。空间直角坐标系定义为：①坐标原点O选在地球椭球体中心，对于总地球椭球，坐标原点与地球质心重合。②z轴指向地球北极。③x轴指向格林尼治子午面与地球赤道面交线。④y轴垂直于xOz平面，构成右手坐标系。地面点p在空间直角坐标系中的坐标为(xp，yp，zp) 。

二、高程：确定地面一点的空间位置，除了其平面位置外，还需要高程。高程分为大地高和正常高。点位沿椭球的法线至椭球面的高度称为大

地高，点位沿铅垂线至大地水准面的高度称为正高(即海拔高)。

我国的坐标基准与坐标系

（一）坐标基准：大地基准：是建立国家大地坐标系统和推算国家大地控制网中各点大地坐标的基本依据，它包括一组大地测量参数和一组起算数据。大地测量参数主要包括作为建立大地坐标系依据的地球椭球的四个常数，即地球椭球赤道半径R，地心引力常数GM，带球谐系数J2(由此导出椭球扁率)和地球自转角度，以及用以确定大地坐标系统和大地控制网长度基准的真空光速c；

一组起算数据是指国家大地控制网起算点(称为大地原点)的大地经度、大地纬度、大地高程和至相邻点方向的大地方位角。

（二）高程基准：是推算国家统一高程控制网中所有水准高程的起算依据，它包括一个水准基面和一个永久性水准原点。以青岛港验潮站的长期观测资料推算出的黄海平均海面作为中国的水准基面，即零高程面。中国水准原点建立在青岛验潮站附近观象山，并构成原点网。用精密水准测量测定水准原点相对于黄海平均海面的高差，即水准原点的高程，定为全国高程控制网的起算高程。

三、中国的坐标系统：1954北京坐标系；1980国家大地坐标系；1956年黄海高程系；1985年国家高程基准（H85＝H56-0.029m。）

四、确定地面点位的三个基本要素：地面点间的位置关系是以距离。水平角（方向）和高程确定的。

第三节：用水平面代替水准面的限度

1)在半径为10km的范围内进行距离的测量工作时，用水平面代替水准面所产生的距离误差可以忽略不计。

2)对于面积在100km2 内的多边形，地球曲率对水平角的影响只有在最精密的测量中才考虑，一般测量工作是不必考虑的。

总结：在面积为100 km2 的范围内，不论是进行水平距离或水平角测量，都可以不考虑地球曲率的影响，在精度要求较低的情况下，这个范围还可以相应扩大。但地球曲率对高程的影响是不能忽视的。

第四节测量工作概述

1)国家基本平面控制可用下述两种方法建立：导线测量(单一导线、导线网)；三角测量（三角锁、三角网）

2)外业：测量工作中，有些是在野外进行的，称为外业；内业：有些是在室内进行的，称为内业。（外业工作中主要是获得必要的数据，

如点与点之间的距离，边与边之间夹角的水平投影(水平角等)；内业工作主要是计算与绘图。）

第五节地图的特性与构成要素

一、地图的基本特性：特定的数学法则；特殊的符号和注记系统；实施制图综合

二、地图的构成要素

数学要素：地图的数学要素包括地图的坐标网、控制点、比例尺和定向指标线等内容。1、地图坐标网地图的坐标网，分地理坐标网和平面直角坐标网两种。2．控制点地图上表示的控制点是指作测量控制用的一部分三角点、埋石点、水准点等，用以控制地图内容的平面位置和高程精度。仅在某些大比例尺地图上才有选择地表示之。3．比例尺比例尺是指地图相对于实地的缩小倍数，亦称缩尺。

它可以用来确定地图的缩小程度，以便从地图上获取精确的数量信息。4．定向指标线地图定向，是实现图示事物与相应的实地事物方位一致性的重要措施，是在野外现场使用地图开展地理工作的前提。通常以三北方向线—真子午线、磁子午线和坐标纵线作为地图定向的依据。

地理要素：即是我们人类生活的大千世界—地理环境的诸要素，是地图的主题内容。按其基本属性，可以分为自然地理要素和社会经济要素两大类。

辅助要素辅助要素是指地图图廓上及其以外的有助于读图、用图的某些内容。如图名、图号、图例、接图表、图廓、分度带、量图用表、附图、编图资料及成图说明等，用以提高地图的表现力和使用价值。其中如分度带等，既属数学要素，又起辅助要素作用。

第六节地图的分类与功能

一、地图的分类

二、1．普通地图：(1)平面图(2)地形图(3)地理图

2．专题地图专题地图是以普通地图为地理基础，着重表示制图区域内某一种或几种自然或社会经济现象的地图。