测量基本知识教学内容

测量基本知识

第一章基本概念

§1-1：测量科学分类

1、大地测量学：专门研究地球形状、大小和解决在大面积内建立大地点控制网。

2、地形测量学：在大地控制网的基础上，根据需要测绘各种比例尺的地形图。

3、摄影测量学：利用航空摄影或地面（陆地）摄影所得到的摄影像片，经过内业纠正，绘制成地形图。

4、工程测量学：为城镇建设、矿山建设、交通运输、农田水利工程建设服务的测量科学。我们平时所从事的测量工作，均属于工程测量的内容之一。

根据测量学的分类，我们就不难分辨工程测量与大地测量的基本任务的区别，大地测量不在这里进行展开讨论，仅以工程测量与监理工作相关的方面进行学习与探讨。

§1-2：工程测量的基本任务

1、根据建设工程的需要，测绘局部地区的大比例尺地形图，以满足建设需要。

2、根据设计图纸，把图纸上设计好的各种工程建筑物，按照设计要求测设到地面上。

3、土建工程如：道路、桥梁、各种管道工程、农田水利、工业与民用建筑、矿山和铁路建设等，都需要用测量所得到的各种资料和图纸进行规划设计、工程量的估算和方案比较，以选出最经济、最合适的设计方案。为了保证设计意图的实现，在工程施工中也要首先通过测量建立标志，作为施工的依据。工程竣工后，为了满足使用、管理、维修和扩建等需要，还要把施工的实物，通过测量记录下来，编绘出竣工图纸和资料长期保存备用。

§1-3：平面图、地形图和地图概念

以各种测量的数据将地球表面上的形态描绘于平面图纸上的图形，按图的内容和成图的方法可分为平面图、地形图和地图。

一、平面图

将地面上的物体沿铅垂线投影到水平面上，并按比例缩小而成相似的图形，这种图称为平面图。

二、地形图

如图上不仅表示地物的平面位置，并且要把地面的高低起伏的形状用规定的符号及配合数字注记表示出来，这种图称地形图。

三、地图

当测区面积很大，不能用水平面代替“水准面”来做投影面，必须考虑到地球曲率的影响，而用地图投影的方法并按一定的精度要求，在平面图纸上描绘出测区或全球的图形，这种图称为地图。

§1-4：地面高程点的起算

确定一点的位置，除求出它的坐标外，还要求出它的高程。任意一点到大地水准面的铅垂线的距离，称为该点的绝对高程，也叫标高或海拔。

要衡量地面上点位的高低，就需要选择一个标准。人们经过多年对海水面的观察知道，尽管海水面升降有变化，但是某一点的长年平均海水面位置是基本不变的。所以，选用平均的静止海水面作为高程起算的标准面是比较理想的，这个标准面就叫它为大地水准面。其他静止的水平面叫水准面。水准面和大地水准面的特点是：面上的各点处处与铅垂线垂直，是个曲面，但在小范围内可以认为是一个水平面。

我国青岛水文验潮站，对黄海的海面升降

经过了多年观察记录取得了一个平均值，确定

为零点高程，作为全国高程的统一大地起算

面，绝对高程为零。1956年国务院正式发布统

一起用令，取代了原来使用的沪凇高程零点。

凡根据这个起算面推算的水准点高程，称为

1956年黄海高程系，我们简称之为“青岛标

高”。

如图1-1中的H A、H B，叫做该点的绝对

高程，也叫标高或海拔。例如：珠穆朗玛峰的绝对高程是8848.13m，就是说它高出大地水准面8848.13m；新疆的吐鲁番盆地中部艾丁湖的水面，经高程连测后，比黄海平均海水面低154m,就是说它的绝对高程是负154m （-154m）。

由图1-1可看出，B点对A点的高差h AB=H B-H A。由此得知，高差有正负之分。

还由如：在局部地区工作时，无法与国家水准点连测时，也可选一个假定水准面作为高程起算面。地面上某一点到假定水准面的铅垂距离（我们常讲测得的高程，这个高程我们称之为相对高程。这个点在以后有条件的情况下连测到国家水准点后，就可推算出它的绝对高程——青岛标高）。

确定地面点的高程测量工作，叫高程测量。高程测量的方法，根据使用仪器的不同，可分为水准测量（也叫直接高程测量）、三角高程测量和气压高程测量三种（后两种叫简接高程测量）。其中水准测量是比较精确的方法。

§1-5：点的平面直角坐标

地理坐标在大地测量和地图制图中经常用到，但在地形

测量中和工程建筑中常用平面直角坐标来表示地面点的位

置。

提示如下：

测量上使用的平面直角坐标与数学上的直角坐标是不同

的。测量工作中规定所有直线的方向都是从地球纵轴北端顺

时针方向量度的，因此，测量上将南北方向的一条坐标轴线图1-2

称为X轴，东西方向的一条轴线称为Y轴，测量上的象限顺序也与数学上的象限顺序相反，由于这种变换既不要根本上改变数学公式，又满足了测量上惯用的方向观测和坐标计算，所以运用至今。

我们在§1-4节一开始就已讲到确定地面上一点的位置，要有两个要素，高程和坐标。高程的要素我们已经知道怎么测量怎么计算了。那么坐标X、Y的测量与计算，是否也有一个起始原点和系统呢？答案是肯定的。在1980年以前，我们国家的坐标系统称为1954年北京坐标系，即以苏联克拉索夫斯基（测量学家）参考椭圆体的参数为依据建立的。我们国家的测量科学家在毛主席的独立自主、自力更生的号召之下，决心建立我国自己的地球椭圆体的参数，1956年就着手在我国960万平方的土地上，北纬3°~54°，东经73°~135°范围内进行了大规模的大地点选点、造标、埋石、观测、计算工作，直至文化大革命前这项工作已基本完成，就在进行全面平差计算的时候，一大批科学家受到冲击，1970年国家测绘总局被林彪下令撤消，这项工作未能最终完成，直至到文化大革命后，林彪四人帮被打倒，1973年国务院下令立即恢复国家测绘局，这项平差计算工作也得以重新启动，直到1980年底才完成，并公开发表以陕西省泾阳县永乐镇某点为我国大地定位原点，正式起用我国科学家自己测算的椭圆体参数，称为“1980年国家大地坐标系”。