测量学第一章PPT课件
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【测量学课件】第一章测量学的任务及其分支
海洋大地测量——为确定海面地形、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
海图编制——设计、编绘、整饰和印刷海图的工作
三、测绘学的现代发展
测绘学中的3S技术
◆ 全球定位系统（Global Positioning System, GPS）
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
我国地心坐标系参考框架
2008年7月1日起启用“2000国家大地坐标系”
➢ 国家高程基准
我国采用 1985 黄 海 高 程系统，基准 是青岛水准原 点及其高程值。 国家一、二等 水准网则为此 高程系统的参 考框架。
任务：
• 测绘科学是一门研究如何确定地球形状和大小 及地面、地下和空间中各物体的几何形态及其空
间位置的科学，为人类了解自然、认识自然和能 动的改造自然服务。
研究三维空间中各种物体的形状、大小、 位置、方向和其分布的学科。
• ⑴ 测量（精确测定点的位置，物的形状、大小） • ⑵ 标定（将图纸上设计好的位置标定在实地） • ⑶ 绘图（将所测数据根据需要展绘到图上）
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
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
4 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——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
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
海图编制——设计、编绘、整饰和印刷海图的工作
三、测绘学的现代发展
测绘学中的3S技术
◆ 全球定位系统（Global Positioning System, GPS）
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
我国地心坐标系参考框架
2008年7月1日起启用“2000国家大地坐标系”
➢ 国家高程基准
我国采用 1985 黄 海 高 程系统，基准 是青岛水准原 点及其高程值。 国家一、二等 水准网则为此 高程系统的参 考框架。
任务：
• 测绘科学是一门研究如何确定地球形状和大小 及地面、地下和空间中各物体的几何形态及其空
间位置的科学，为人类了解自然、认识自然和能 动的改造自然服务。
研究三维空间中各种物体的形状、大小、 位置、方向和其分布的学科。
• ⑴ 测量（精确测定点的位置，物的形状、大小） • ⑵ 标定（将图纸上设计好的位置标定在实地） • ⑶ 绘图（将所测数据根据需要展绘到图上）
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
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
4 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——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
测量学 第1章绪论
1、测量学的定义
它是研究地球的形状、大小以及地 球表面各种形态的科学。
主要任务： 确定地球的形状和大小 确定地面点的位置和高程 测绘地面地形图
2、测量学分类
大地测量学
测
地形测量学
量
学
的
摄影测量与遥感
分
类
工程测量学
地图制图学
大地测量学
是“测定和描绘地球表面的科学”
在广大区域建立国家大地控制网，测定地球形状、 大小、重力场及其变化的技术方法的学科。
大地测量学--GPS
地形测量学
研究小区域内地表各类物体形状和大小， 将小区域内地物和地面起伏按一定比例缩 小后，绘制成平面图或地形图的学科。
摄影测量与遥感
对非接触传感器获取的影像和数字表达的记 录进行量测和解译的过程。是影像信息的获 取，处理，提取和成果表达的一门信息科学。
原始影像
处理后的影像
地图制图学（续）
3、测量的基准线和基准面
外业：铅垂线和大地水准面
内业：法线和参考椭球面
N
P地球表面
P0
R
参考椭球面
W
E
大地水准面
S
4、地面上点位的表示方法
坐标
高程
地理坐标
绝对高程
高斯平面直角坐标 相对高程
平面直角坐标
（1）投影的基本概念
N
高
N
斯
|
克
W
E
吕
格
S
投 投影的基本条件：
S
影 1、中央子午线的投影为直线而且是投影的对称轴。
教学内容
第一部分（第1章）
测量学的基本概念和基本知识
第二部分（第2-4章）
测量学一绪论精品PPT课件
中央子午线投影
yAyBAB NhomakorabeaxA
xB
y(E)
yA
A
yB
B
xA
xB
y
赤道
O
O
a）坐标原点西移前的高斯平面直角坐标 b）坐标原点西移后的高斯平面直角坐标
图1-5 高斯平面直角坐标
第二节 地面点位的确定
地面点的平面位置，可用高斯平面直角坐标x、y来表示。由 于我国位于北半球，x坐标均为正值，y坐标则有正有负，如图15a所示，yA＝＋136780m，yB＝－272440m。为了避免y坐标出现 负值，将每带的坐标原点向西移500km，如图1-5b所示，纵轴西 移后：
yA＝500000＋136780 =637680m， yB＝500000－272440=225760m 规定在横坐标值前冠以投影带带号。如A、B两点均位于第20号带，
（2）高斯平面直角坐标 利用高斯投影法建立的平面直角坐标系， 称为高斯平面直角坐标系。在广大区域内确定点的平面位置，一 般采用高斯平面直角坐标。 高斯投影法是将地球划分成若干带，然后将每带投影到平面上。
N
第中 1
带央
首
子
子 午
午
线
线
0 °
6
赤道 12°
°
S
图1-3 高斯平面直角坐标的分带
如图1-3所示，投影带是从首子午线起，每隔经度6˚划分一带，
地貌缩绘成地形图。 （2）测设 测设是指将设计图纸上规划设计好的建筑物位置，在实
地标定出来，作为施工的依据。 二、土木工程测量的任务
土木工程测量是测量学的一个组成部分。它是研究土木工程 在勘测设计、施工和运营管理阶段所进行的各种测量工作的理论、 技术和方法的学科。它的主要任务是： （1）测绘大比例尺地形图、纵断图和横断图。 （2）用图。设计阶段、城市规划、城镇建设等。 （3）建筑物的施工测量。（放样） （3）建筑物的变形观测。
【精品】测量学PPT课件
S
A
L
L1
C B
2mm
图2－7
O
图2－8
•(１）管水准器－－水准管 • 一般S1、S3型水准仪的水准管分划值分别为 10″/2mm及20″／2mm。 用于精平。
•（２） 圆水准器
•一般圆水准器的分划值约为8′~ 10′。用于粗平。 •
• 3.附件： 三脚架、水准尺和尺垫
（a）
图2－11
（b）
（c） 图2－12
–
•
水准点分为永久性和临时性两种。
(a)
(b)
图2－17
21号楼
至南湖新村
5 号 楼 1号楼
图2－18
水准路线：
闭合水准路线，附合水准路线，支水准路线，水准 网
– “1985国家高程基准” 水准原点的高程为 72.260m。
§1-3 测量的基本工作
– 测量的基本要素是：
• 1. 距离（水平距离或斜距）； • 2. 角度（水平角和竖直角）； • 3. 高程。
习题
– 1．进行测量工作应遵循的原则是什么？ – 2．什么是水准面、大地水准面、椭球和参
考椭球？ – 3．测量工作中地面点的位置是如何表示的？ – 4．基本的测量工作有哪些？
• 水准面的特点：处处与铅垂线相垂直。
• 水准面可以有无数个。大地水准面是与平均海 水面重合的一个封闭曲面。
• 3 旋转椭球
• 由于大地水准面是一个不规则的曲面。为了便 于处理大地测量的成果，用一个椭圆绕其短轴旋 转而成的形体来代替大地体，称为“椭球”。
•
椭球的大小用长半轴 a和短半轴 b或扁率α
B
hAB
A HA
HA '水准面HB HB '
第一章测量学的基本知识课件
研究在工程、工业和城市建设及资源开发各个阶 段所进行的地形和有关信息的采集和处理，施工放 样、设备安装、变形监测分析和预报等的理论、方 法和技术，以及研究对测量和工程有关的信息进行 管理和使用的学科，它是测绘学在国民经济和国防 建设中的直接应用。
第一章测量学的基本知识
二、测量工作的作用
1、主要作用 • 提供基础数据； • 提供地图； • 行政勘界与权属定界； • 提供各种工程需要的测量技术； • 军事测绘。
实验安排 水准仪的使用与水准测量 经纬仪的使用与水平角测量 经纬仪与竖直角观测 大比例尺地形图测绘
实验分组：每5～6人分为一个小组，每组选 出1名组长，女生要分到不同小组。
请各班班长下次课上交实验分组情况。 实验时间：请同学们商量后确定（9－12周）。
第一章测量学的基本知识
第一章 测量学的基本知识
《测 量 学》
第一章测量学的基本知识
第一章 测量学的基本知识
第二章 水准测量
第三章 经纬仪及水平角测量
主 第四章 距离测量与直线定向
要 内
第五章 测量误差的基本理论
容 第六章 平面控制测量
第七章 三角高程测量
第八章 大比例尺地形图测绘
第九章 地形图的应用
第一章测量学的基本知识
实验一 实验二 实验三 实验四
三、测量学的发展
1、古代测量学的成就
长沙马王堆三号墓出土的西汉时期长沙国 地图——世界上已发现的最早的军用地图。 世界上现存最古老的地图是古巴比伦北部 的加苏古巴城（今伊拉克境内）发掘的刻在 陶片上的地图。 1718年（清朝康熙年间）完成了世界上最 早的地形图——《皇舆全图》的绘制。
第一章测量学的基本知识
（2）主要任务
精确地测定地面点的位置及地球的形状和大小； 将地球表面的形态及其他相关信息测绘成图； 将设计好的建筑物、构筑物在地面标定出来； 进行经济建设和国防建设所需要的测绘工作。
第一章测量学的基本知识
二、测量工作的作用
1、主要作用 • 提供基础数据； • 提供地图； • 行政勘界与权属定界； • 提供各种工程需要的测量技术； • 军事测绘。
实验安排 水准仪的使用与水准测量 经纬仪的使用与水平角测量 经纬仪与竖直角观测 大比例尺地形图测绘
实验分组：每5～6人分为一个小组，每组选 出1名组长，女生要分到不同小组。
请各班班长下次课上交实验分组情况。 实验时间：请同学们商量后确定（9－12周）。
第一章测量学的基本知识
第一章 测量学的基本知识
《测 量 学》
第一章测量学的基本知识
第一章 测量学的基本知识
第二章 水准测量
第三章 经纬仪及水平角测量
主 第四章 距离测量与直线定向
要 内
第五章 测量误差的基本理论
容 第六章 平面控制测量
第七章 三角高程测量
第八章 大比例尺地形图测绘
第九章 地形图的应用
第一章测量学的基本知识
实验一 实验二 实验三 实验四
三、测量学的发展
1、古代测量学的成就
长沙马王堆三号墓出土的西汉时期长沙国 地图——世界上已发现的最早的军用地图。 世界上现存最古老的地图是古巴比伦北部 的加苏古巴城（今伊拉克境内）发掘的刻在 陶片上的地图。 1718年（清朝康熙年间）完成了世界上最 早的地形图——《皇舆全图》的绘制。
第一章测量学的基本知识
（2）主要任务
精确地测定地面点的位置及地球的形状和大小； 将地球表面的形态及其他相关信息测绘成图； 将设计好的建筑物、构筑物在地面标定出来； 进行经济建设和国防建设所需要的测绘工作。
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人类活动与测绘工作紧密相关
什么时间？什么地方？发生了什么事情？事发地点及其 周围环境发生什么变化、有什么关联？
时间、空间、属性是地理空间信息的三大要素，使人们 在生活和一切活动中都会涉及到的问题；
经济社会发展对测绘信息需求迅速增长，测绘信息内容 和服务方式发生了深刻变化。
基本内容
1 测量学 （Surveying）的基本概念 2 基本测绘技能、方法 3 地图认读 4 工程测绘放样
主要内容包括：
• 获取目标物的影像； • 对所摄得的影像进行处理； • 用图形、图像或数字形式表示所处理的成果。
从摄影测量学到摄影测量与遥感学。
机载空间三维数据采集系统
Fast digital terrain modeling
Laser Scanning from the air – digital earth models with and without vegetation
测量学的产生
1、生产、生活的需要以及建筑、 农田、水利建设等
2、军事、交通运输的需要---旅行、航海等。
1.1 测量学的任务及其在工程中的应用
一、测量学的研究对象和 任务
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。早期的定义
测量学是一门研究地面点位的空间位置的确定，将地球表面 的地貌、地物、行政和权属界线测绘成图，以及将规划设计的
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
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
4 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 。
测量学课件 第一章 绪论
第一章绪论第一节工程测量的任务和作用第二节地面点位的确定第三节测量三要素第四节用水平面代替水准面的限度第五节测量工作概述exit第一节工程测量的任务和作用一、测量学的一般概念测量学(Surveying)是测定地面点的空间位置，将地球表面地形和其它地理信息测绘成图，研究并确定地球形状和大小的科学。
工程测量是研究工程建设在勘测设计、施工过程和管理阶段所进行的各种测量工作的学科。
主要内容有：工程控制网的建立、地形测绘、施工放样、设备安装测量、竣工测量、变形观测和维修养护测量等。
第一节工程测量的任务和作用二、工程测量的任务和作用•测量学将地表物体分为地物和地貌,地物和地貌总称为地形(landform) 。
•地物(feature)：地面上天然或人工形成的物体，它包括平原、湖泊、河流、海洋、房屋、道路、桥梁等；•地貌(geomorphy)：地表高低起伏的形态，它包括山地、丘陵和平原等。
• 1.测定(location)：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一定比例尺、规定的符号缩小绘制成地图。
• 2. 测设(setting-out)：将在地形图上设计出的建筑物和构筑物的位置在实地标定出来，作为施工的依据。
•测绘科学在建筑类各专业的工作中有着广泛的应用。
例如：勘测设计、施工、竣工测量和对重要建筑物进行变形观测等。
第一节工程测量的任务和作用三、测量在国民经济建设中的应用1)城市规划、给排水、煤气管道、工业厂房和高层建筑建设•①设计阶段——测绘各种比例尺地形图，供结构物平面及竖向设计使用；•②施工阶段——将设计建构物的平面位置•和高程在实地标定出来，作为施工的依据；•③工程完工后——测绘竣工图，供日后扩建、•改建、维修和城市管理用；•对某些重要建构筑物在建设中和建成后进行•变形观测，保证建筑物安全。
第一节工程测量的任务和作用2) 铁路、公路建设的测量工作①测绘路线附近地形图，在地形图上设计路线，将设计路线位置标定到地面。
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正、三四等水准测量。
（2）了解自动安平水准仪、精密水准仪和精 密水准尺
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48
第二章 重难点
• 重点：
• 水准测量的原理
• 难点：
• 三四等水准测量
• 水准仪的使用
• 水准测量的方法及 成果整理
• 三四等水准测量
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49
高程测量概述
• 高程测量的方法：
水准测量 三角高程测量 GPS高程测量 气压高程测量。
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24
二、现代测量科学的发展概况：
新的3S技术：
GPS－卫星定位系统 GIS－地理信息系统 R S－遥感
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25
三、地面点位的确定
1、地球的形状和大小
水准面：处处与重力线正交的海水面
大地水准面 ：与平均海水面相吻合的水准面
大地体 ：大地水准面所包含的形体
地球椭球体：与整个大地水准面吻合得最佳 的旋转椭球
28
①天文坐标系
天文经度λ 天文纬度φ 特点：天文坐标系以铅垂线为基准线，
以大地水准面为基准面； 测量方法：在地面点上用天文测量的方
法测定。
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29
②大地坐标系
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30
大地经度L：
大地纬度B：
特点：大地坐标是以法线为基准线，以 椭球体面为基准面
测量方法：大地坐标是根据大地原点坐 标，再按大地测量所测得的数据推算而 得。
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52
2、基本概念
• 后视点 • 后视读数 • 前视点 • 前视读数 • 测站
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53
3、高程的计算方法
①高差法
hABa－b
（2）了解自动安平水准仪、精密水准仪和精 密水准尺
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48
第二章 重难点
• 重点：
• 水准测量的原理
• 难点：
• 三四等水准测量
• 水准仪的使用
• 水准测量的方法及 成果整理
• 三四等水准测量
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49
高程测量概述
• 高程测量的方法：
水准测量 三角高程测量 GPS高程测量 气压高程测量。
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24
二、现代测量科学的发展概况：
新的3S技术：
GPS－卫星定位系统 GIS－地理信息系统 R S－遥感
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25
三、地面点位的确定
1、地球的形状和大小
水准面：处处与重力线正交的海水面
大地水准面 ：与平均海水面相吻合的水准面
大地体 ：大地水准面所包含的形体
地球椭球体：与整个大地水准面吻合得最佳 的旋转椭球
28
①天文坐标系
天文经度λ 天文纬度φ 特点：天文坐标系以铅垂线为基准线，
以大地水准面为基准面； 测量方法：在地面点上用天文测量的方
法测定。
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29
②大地坐标系
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30
大地经度L：
大地纬度B：
特点：大地坐标是以法线为基准线，以 椭球体面为基准面
测量方法：大地坐标是根据大地原点坐 标，再按大地测量所测得的数据推算而 得。
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52
2、基本概念
• 后视点 • 后视读数 • 前视点 • 前视读数 • 测站
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53
3、高程的计算方法
①高差法
hABa－b
(同济大学测量学)第01章-测绘工作概述PPT课件
分组进行，4人一组，选一小组长，最后实验操作考核 （3）成绩评定（综合） 平时（出勤、作业、回答问题）； 期中考试； 实验成绩； 期终考试。
.
16
§1-2 测量学的发展与 作用
一、测量学在人类认识地球中的作用
“地球 的 形 状 是 甚 么样的？”
这 是人 类 长 期 探 索 的 问 题 。 早 在 公 元 前 六世 纪古 希 腊 的 毕 达 哥 拉 斯（Pythagoras） 就提出了地为球形的概念。
和创新的学科。
地形测量学 研究将地球表面局部地区的
地貌、地物测绘成地形图和编制 地形图的基本理论和方法。
.
8
提要二 测量学 的基本
任务
四、测量学的基本任务
•测定 •测设 •地形图应用
.
9
1.测定（地面
1.测定
图纸）
测定地面现状的位置。测定的成果：
(1)数据
坐标(球面坐标、平面坐标) 、高程、 角度、距离、地面直线的方位角、坡度、
整治、资源勘测、城乡建设、交通规划、
土地利用、环境保护、工程设计、矿藏
采掘、河道整理、等，可在地形图上获
取详细的地面现状信息。在国防和科研
方面，更具重要用途。数字化地形图使
地形图在管理和使用上体现出图纸地形
图所无法比拟的优越性。
.
12
提要三 测量学的特点 和要求
五、测量学的特点和要求
（1）特点
●实践性强，责任性要求高， 必须遵照测量的规范和规则。
在测量学发展的过程中很多数学家、 物理学家作出了巨大的贡献，如托 勒密、墨卡托、高斯等。
.
22
二、测量学在军事的作用
“天时，地利，人和”是打胜仗的三 大要素。
.
16
§1-2 测量学的发展与 作用
一、测量学在人类认识地球中的作用
“地球 的 形 状 是 甚 么样的？”
这 是人 类 长 期 探 索 的 问 题 。 早 在 公 元 前 六世 纪古 希 腊 的 毕 达 哥 拉 斯（Pythagoras） 就提出了地为球形的概念。
和创新的学科。
地形测量学 研究将地球表面局部地区的
地貌、地物测绘成地形图和编制 地形图的基本理论和方法。
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提要二 测量学 的基本
任务
四、测量学的基本任务
•测定 •测设 •地形图应用
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9
1.测定（地面
1.测定
图纸）
测定地面现状的位置。测定的成果：
(1)数据
坐标(球面坐标、平面坐标) 、高程、 角度、距离、地面直线的方位角、坡度、
整治、资源勘测、城乡建设、交通规划、
土地利用、环境保护、工程设计、矿藏
采掘、河道整理、等，可在地形图上获
取详细的地面现状信息。在国防和科研
方面，更具重要用途。数字化地形图使
地形图在管理和使用上体现出图纸地形
图所无法比拟的优越性。
.
12
提要三 测量学的特点 和要求
五、测量学的特点和要求
（1）特点
●实践性强，责任性要求高， 必须遵照测量的规范和规则。
在测量学发展的过程中很多数学家、 物理学家作出了巨大的贡献，如托 勒密、墨卡托、高斯等。
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22
二、测量学在军事的作用
“天时，地利，人和”是打胜仗的三 大要素。
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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。
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
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。
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
测量上
数学上
X y
xα
O
m(x,y)
测区
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。
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）。
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
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。
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）
§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。
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
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。
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
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。
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
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。
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
测量上
数学上
X y
xα
O
m(x,y)
测区
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。
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）。
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
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。
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）
§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。
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
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。
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