现代测量学 第一章 绪论(2013)

一、测绘学的发展
对地球形状的认识
公元前8世纪
公元前6世纪 古希 腊
2个世纪后
一个世纪后
17世纪末
18世纪中叶 1743年
英国 荷兰
法国 法国
张遂（一行）
世界上最早的实地弧度测量 （纬度为1度的子午弧长）
毕达哥拉斯（Pythagoras） 提出地球为球形的概念
亚里士多德（Aristotle） 埃拉斯托尼 （Eratosthenes） 牛顿（J·Newton） 惠更斯(C·Huygens）
第一章 绪 论
第一节 测绘学的基本概念与研究内容 第二节 测绘学的历史发展 第三节 测绘学的分支学科 第四节 测绘学的科学地位和作用
要求： 1、掌握测绘学的基本概念与研究内容； 2、掌握测绘学的学科分支； 3、理解学习测量学的目的及要求； 4、了解测量学的历史发展、科学地位和作用。
第一节 测绘学的基本概念与研究内容
提出由重力测量资料确定地球 形状的完整理论和实际的计算 方法。
1873年 1945年
课程简介(W O H)
Why Object How
课程安排 课程要求
Object
掌握测量学的基础知识及理论
在学习大比例尺测图的基本原理、方法及 技能的基础上，掌握利用全站仪进行数字 测图的整个过程，并能利用测量学的基本 理论、方法及技能对测量数据进行正确处 理。
数字测图： 利用GPS测量技术或全站仪在野外进行数字化地
图1 场区首级平面控制 图2 场区平面轴线控制
（五）海 洋 测 绘
特点：测量内容综合性强，需多种仪器配合实施，同时 完成多种观测项目，测区条件比较复杂，动态作业(海面
受潮汐、气象因素等影响起伏不定)，观测者不能用肉眼
透视水域底部，精确测量难度较大。
研究内容：研究海洋水域的特殊测量方法和仪器设备，
（二）测绘地球表面形态
小面积的地表形态：
普通的测量仪器—平面
测量的方法； 大面积的地表形态：
摄影测量理论和方 法—模拟的、解析的 或数字的方式—地形
原图（或形成地理数 据库）。
（三）地图制作的理论、技术和工 艺
地图投影、综合、编 制、整饰和制印，或 者增加某些专门要 素—形成各种比例尺
的普通地图和专题地 图。
形数据采集，并在成图软件的支持下，利用计算机 进行加工处理，以获得数字地形图的方法。
How
测量学是一门综合性极强的实践性课程。 在掌握基本理论及方法的基础上，应具备
动手操作仪器的技能。
课程安排
第一章 绪 论 第二章 测量学的基本知识 第三章 水准测量 第四章 角度测量 第五章 电子全站仪 第六章 距离测量和直线定向 第七章 小地区控制测量 第八章 测量误差的基本知识 第九章 大比例尺地图的测绘
平差依据：
数学准则，如最小二乘准则
（七）测绘成果的应用
测绘学的研究和 工作成果最终要
服务于国民经济 建设、国防建设 以及科学研究。
第二节 测绘学的历史发展
一、测绘学的发展 二、测绘方法和测绘仪器的变革
一、测绘学的发展
社会的生产需求
例如： （1）公元前1400年 埃及 开始测量工作 （2）公元前3世纪前 中国 某种形式的磁罗盘 （3）公元前2世纪 中国 司马迁《史记·夏本纪》 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、陡九泽、度九川”。
起初的概念
一、测绘学的基本概念
结
论
比较完整的概念
二、研究内容
起初的概念
概念： 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。
适用范围： （1）较小区域的测量； （2）将地面当成平面，不考虑地球曲率的影响。
如无线电导航系统、电磁波测距仪器、水生定位系统、 卫星组合导航系统、惯性组合导航系统以及天文方法等。
（六）测量数据的处理和平差
误差来源：
（1）测量仪器上不可避免的缺陷； （2）观测者的技术水平和感觉器官的局限性； （3）自然环境的各种因素。
平差原因：
这些方法只能减小观测误差，将误差控制在一定范 围内，而不能完全消除它们，因此必须研究和处理这 些带有误差的观测值，设法消除或削弱其误差，以便 提高被观测量的质量。
（四）工 程 测 量
各种经济建设和国防工程建设的规划、设计、施 工和建筑物建成后的运营管理中，都需要进行相
应的测绘工作，并利用测绘资料引导工程建设的 实施，监视建筑物的形变。 这些测绘工程往往要根据具体工程的要求，采取 专门的测量方法。 例如：用高精度的仪器进行大坝变形观测。
•国家大剧院工程测量方案
（一）建立统一的地球坐标系统
在已知地球的形状、大小 及其重力场的基础上建立 一个统一的地球坐标系统， 用以表示地球表面及其外 部空间任一点在这个地球 坐标系中准确的几何位置。 研究内容：
地球重力场（gravity field of the earth ）
理论 地球椭球参数 测绘基准和坐标系统 测定点的坐标的技术和方法
由概念得出的结论
测绘学主要研究地球的地理空间信息，同 地球科学的研究有着密切的关系，因此测 绘学可以说是地球科学的一个分支学科。
研究内容
建立统一的地球坐标系统 测绘地球表面形态 地图制作的理论、技术和工艺 工程测量 海洋测绘 测量数据的处理和平差 在社会经济发展的各个相关领域中的应用
克莱洛（A·C·Clairaut）
百度文库
地圆说 证实了地圆说
地扁说
证实了地扁说 证明了重力值与地球扁率之间 的数学关系。
一、测绘学的发展
对地球形状的认识
19世纪初 1849年
法国 德国 英国
拉普拉斯(P·S·Laplace） 高斯（C·F·Gauss） 斯托克司（G·G·Stokes）
证明地球总体上是一个梨形。
比较完整的概念
前提： （1）科学技术的发展和社会的进步； （2）研究范围的扩大： 地球表面 地球整体 地球外层空间
概念： 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。