测量学第一章PPT课件
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Z
大地水准面
地球椭球面
O
Y
X
地球椭球的参数可用a(长半径)、b（短半径）及α（扁率）表示。扁率α为
ab
a
1979年国际大地测量与地球物理联合归推荐的地球椭球参数a=6378140m，
b=6356755.3m, α=1:298.257。
旋转椭球面是数学表面，可用如下的公式表示：
x
2
y
2
z
2
1
b
M (大地原点）
b
铅 垂
法
线线
地面
a
赤
道
a
赤
道
P'
P' （南极）
上述两种椭球大小相同：长半径a=6378140m，短半径b=6356755.3m，扁率α=1:298.257
总地球椭球定位方法：椭球中心与地球中心重合， 参考椭球定位方法：椭球中心与地球中心不要求重合， 椭球短轴与地球自转轴重合等条件。 要求椭球短轴与地球自转轴平行，使大地起始子午面与天
1、测量学科的发展概况
◆ 3S技术的结合
1、测量学科的发展概况
◆ 数字地球(Digital Earth)的概念
用经纬仪进行长江水文观测
用水准仪进行地面平整测量
用全站仪进行公路施工测量
青藏高原测量
施工测量
用光电测距仪进行武汉长江大桥变形观测
航摄照片 地形图
☆测量珠穆朗玛峰高程☆
1975年在海拔6120米测量 珠穆朗玛峰高程。 珠峰高程为8848.13m
◆ RS（Remote sense）
遥感是利用遥感器从空中来探 测地面物体性质的，它根据不同物 体对波谱产生不同响应的原理，识 别地面上各类地物，具有遥远感知 事物的意思。也就是利用地面上空 的飞机、飞船、卫星等飞行物上的 遥感器收集地面数据资料，并从中 获取信息，经记录、传送、分析和 判读来识别地物
测量上
数学上
X y
xα
O
m(x,y)
测区
Y
Y
m(x,y)
Ⅱ
ⅠY
α
OX
X
Ⅲ
Ⅳ
X轴为南北方向，Y轴为垂直于南北的东西方向，坐标原点在测 区西南角
X轴可采用：(1)真子午线方向；
(2)磁子午线方向；(3)建筑物主轴线方向。
测量直角坐标系与数学直角坐标系不同点有3点：
(1)过坐标原点的南北方向为纵轴，即X轴，垂直于南 北方向（东西方向）为横轴，即Y轴。数学直角坐 标系横坐标为X轴，纵坐标为Y轴。
2005年5月重测珠峰高 程，用GPS全球卫星定 位技术和传统的测量方 法相结合重测珠峰高程 为8844.43m
2、学习本课程的意义及要求
测量学是一门研究地球形状和大小以及确定地面点位的学科。
测量学
基础篇 （1-8章)
应用篇 (9-12章）
提高篇
实训篇
（13-15章） （实习课程）
2、学习本课程的意义及要求
如何学好这门课？
关键在于“勤思考，多动手”。测量实践性极强，要重 视实践环节，要求由会操作，并要懂得操作中的道理，最终 达到熟练操作。测量工作的基本功是“测、绘、算”，因此 要求会测，会绘图，会计算。
2、学习本课程的意义及要求
※课程考核安排
◆认真听课； ◆做好简单笔记； ◆独立完成作业； ◆认真对待实习课。
测量学
第1章 绪论
§1.1 测量学科的发展、学习意义及要求
测量学科的发展概况
学习本课程的意义及要求
1、测量学科的发展概况
测量学是一门研究地球的形状和大小以及确 定地面（包含空中、地下和海底）点位，并 将地球表面的地貌、地物、行政和权属界限
测绘成图（测绘），以及将规划设计的点和 线在实地定位的学科（测设）。
1、测量学科的发展概况
目前测量学发展状况及展望
◆ 全站仪(Total Station)
◆ GPS（Global positioning system）全球定位系统是美国国防
部为满足其军事部门海、陆、空高精度导航、定位和定时的要求而建立 的一种卫星定位和导航系统 。
全站仪自动监测隧道
GPS卫星
1、测量学科的发展概况
文起始子午面平行，使椭球面与本国大地水准面充分接近。
用途：全球测图
用途：国家测图
§1.2.2 地面点位的确定
确定地面点的空间位置需用三个量，在测 量工作中一般用: 某点在基准面上投影位置(x,y) (L,B) 该点离基准面高度（H）
1.地面点在投影面上的坐标 (1)独立平面直角坐标系（假定平面直角坐标系）
a a b
按一定的规则将旋转椭球与大地体套合在一起，这项工作称椭球定位。定位 时采用椭球中心与地球质心重合，椭球短轴与地球短轴重合，椭球与全球大地水 准面差距的平方和最小，这样的椭球称总地球椭球。
Baidu Nhomakorabea
总地球椭球与参考椭球的区别
总地球椭球体
参考椭球体
P 总地球椭球体面
参考椭球体面 P （北极）
大地水准面
香港维港RS影像图片
1、测量学科的发展概况
◆ GIS (Geographic information system)
地理信息系统是 以采集、存储、 描述、检索、分 析和应用与空间 位置有关的相应 属性信息的计算 机系统，它是集 计算机、地理、 测绘、环境科学、 空间技术、信息 科学、管理科学、 网络技术、现代 通讯技术、多媒 体技术为一体的 多学科综合而成 的新兴学科。
水准面与大地水准面概念
水准面：处处与铅垂线相垂直的曲面。 大地水准面：与平均海水面重合的水准面。
地球表面 水准面
铅垂线
大地水准面 (平均海水面)
大地水准面是有微小起伏的复杂曲面，其原因是地球内部质量 分布不均匀，看下图：
大地水准面
Z
地
面
地球椭球面
高密度矿体
低密度矿体
O
Y
大地水准面
地球
椭
球
面
X
如果将地球表面上的图形投影到这个不规的大地水准面曲的 面上，计算时将非常困难。为此，选用一个非常接近于大地水 准面、并可用数学式表示的几何形体来代替大地水准面作为进 行测量数据处理，这个规则曲面就是旋转椭球面。如下图红色 表示旋转椭球面，它所包围的球体称为地球椭球体。
§1.2 地面点位的确定 ◆测量基准面 ◆地面点的坐标
§1.3 测量工作概述
1.2.1测量的基准线与基准面
1.基准线：
地球上任一点都要受到离心力和地球引力的双重的作用，这 两个力的合力称重力，重力的方向线称为铅垂线。测量仪器悬挂 垂球，指向重力方向，铅垂线就是测量的基准线。
2.基准面：
空间任何一点都有水准面，处处和重力方向相垂直的曲面均称 水准面，水准面就是测量的基准面。由于水准面的高度不同，水 准面有无穷多个，其中一个和平均的海水面重合，我们称之为大 地水准面，它是又一个测量的基准面。
大地水准面
地球椭球面
O
Y
X
地球椭球的参数可用a(长半径)、b（短半径）及α（扁率）表示。扁率α为
ab
a
1979年国际大地测量与地球物理联合归推荐的地球椭球参数a=6378140m，
b=6356755.3m, α=1:298.257。
旋转椭球面是数学表面，可用如下的公式表示：
x
2
y
2
z
2
1
b
M (大地原点）
b
铅 垂
法
线线
地面
a
赤
道
a
赤
道
P'
P' （南极）
上述两种椭球大小相同：长半径a=6378140m，短半径b=6356755.3m，扁率α=1:298.257
总地球椭球定位方法：椭球中心与地球中心重合， 参考椭球定位方法：椭球中心与地球中心不要求重合， 椭球短轴与地球自转轴重合等条件。 要求椭球短轴与地球自转轴平行，使大地起始子午面与天
1、测量学科的发展概况
◆ 3S技术的结合
1、测量学科的发展概况
◆ 数字地球(Digital Earth)的概念
用经纬仪进行长江水文观测
用水准仪进行地面平整测量
用全站仪进行公路施工测量
青藏高原测量
施工测量
用光电测距仪进行武汉长江大桥变形观测
航摄照片 地形图
☆测量珠穆朗玛峰高程☆
1975年在海拔6120米测量 珠穆朗玛峰高程。 珠峰高程为8848.13m
◆ RS（Remote sense）
遥感是利用遥感器从空中来探 测地面物体性质的，它根据不同物 体对波谱产生不同响应的原理，识 别地面上各类地物，具有遥远感知 事物的意思。也就是利用地面上空 的飞机、飞船、卫星等飞行物上的 遥感器收集地面数据资料，并从中 获取信息，经记录、传送、分析和 判读来识别地物
测量上
数学上
X y
xα
O
m(x,y)
测区
Y
Y
m(x,y)
Ⅱ
ⅠY
α
OX
X
Ⅲ
Ⅳ
X轴为南北方向，Y轴为垂直于南北的东西方向，坐标原点在测 区西南角
X轴可采用：(1)真子午线方向；
(2)磁子午线方向；(3)建筑物主轴线方向。
测量直角坐标系与数学直角坐标系不同点有3点：
(1)过坐标原点的南北方向为纵轴，即X轴，垂直于南 北方向（东西方向）为横轴，即Y轴。数学直角坐 标系横坐标为X轴，纵坐标为Y轴。
2005年5月重测珠峰高 程，用GPS全球卫星定 位技术和传统的测量方 法相结合重测珠峰高程 为8844.43m
2、学习本课程的意义及要求
测量学是一门研究地球形状和大小以及确定地面点位的学科。
测量学
基础篇 （1-8章)
应用篇 (9-12章）
提高篇
实训篇
（13-15章） （实习课程）
2、学习本课程的意义及要求
如何学好这门课？
关键在于“勤思考，多动手”。测量实践性极强，要重 视实践环节，要求由会操作，并要懂得操作中的道理，最终 达到熟练操作。测量工作的基本功是“测、绘、算”，因此 要求会测，会绘图，会计算。
2、学习本课程的意义及要求
※课程考核安排
◆认真听课； ◆做好简单笔记； ◆独立完成作业； ◆认真对待实习课。
测量学
第1章 绪论
§1.1 测量学科的发展、学习意义及要求
测量学科的发展概况
学习本课程的意义及要求
1、测量学科的发展概况
测量学是一门研究地球的形状和大小以及确 定地面（包含空中、地下和海底）点位，并 将地球表面的地貌、地物、行政和权属界限
测绘成图（测绘），以及将规划设计的点和 线在实地定位的学科（测设）。
1、测量学科的发展概况
目前测量学发展状况及展望
◆ 全站仪(Total Station)
◆ GPS（Global positioning system）全球定位系统是美国国防
部为满足其军事部门海、陆、空高精度导航、定位和定时的要求而建立 的一种卫星定位和导航系统 。
全站仪自动监测隧道
GPS卫星
1、测量学科的发展概况
文起始子午面平行，使椭球面与本国大地水准面充分接近。
用途：全球测图
用途：国家测图
§1.2.2 地面点位的确定
确定地面点的空间位置需用三个量，在测 量工作中一般用: 某点在基准面上投影位置(x,y) (L,B) 该点离基准面高度（H）
1.地面点在投影面上的坐标 (1)独立平面直角坐标系（假定平面直角坐标系）
a a b
按一定的规则将旋转椭球与大地体套合在一起，这项工作称椭球定位。定位 时采用椭球中心与地球质心重合，椭球短轴与地球短轴重合，椭球与全球大地水 准面差距的平方和最小，这样的椭球称总地球椭球。
Baidu Nhomakorabea
总地球椭球与参考椭球的区别
总地球椭球体
参考椭球体
P 总地球椭球体面
参考椭球体面 P （北极）
大地水准面
香港维港RS影像图片
1、测量学科的发展概况
◆ GIS (Geographic information system)
地理信息系统是 以采集、存储、 描述、检索、分 析和应用与空间 位置有关的相应 属性信息的计算 机系统，它是集 计算机、地理、 测绘、环境科学、 空间技术、信息 科学、管理科学、 网络技术、现代 通讯技术、多媒 体技术为一体的 多学科综合而成 的新兴学科。
水准面与大地水准面概念
水准面：处处与铅垂线相垂直的曲面。 大地水准面：与平均海水面重合的水准面。
地球表面 水准面
铅垂线
大地水准面 (平均海水面)
大地水准面是有微小起伏的复杂曲面，其原因是地球内部质量 分布不均匀，看下图：
大地水准面
Z
地
面
地球椭球面
高密度矿体
低密度矿体
O
Y
大地水准面
地球
椭
球
面
X
如果将地球表面上的图形投影到这个不规的大地水准面曲的 面上，计算时将非常困难。为此，选用一个非常接近于大地水 准面、并可用数学式表示的几何形体来代替大地水准面作为进 行测量数据处理，这个规则曲面就是旋转椭球面。如下图红色 表示旋转椭球面，它所包围的球体称为地球椭球体。
§1.2 地面点位的确定 ◆测量基准面 ◆地面点的坐标
§1.3 测量工作概述
1.2.1测量的基准线与基准面
1.基准线：
地球上任一点都要受到离心力和地球引力的双重的作用，这 两个力的合力称重力，重力的方向线称为铅垂线。测量仪器悬挂 垂球，指向重力方向，铅垂线就是测量的基准线。
2.基准面：
空间任何一点都有水准面，处处和重力方向相垂直的曲面均称 水准面，水准面就是测量的基准面。由于水准面的高度不同，水 准面有无穷多个，其中一个和平均的海水面重合，我们称之为大 地水准面，它是又一个测量的基准面。