测量与地图学第一章-绪论
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第一章 地图学 绪论
IKONOS影像
•
工作过程；
2. 编绘成图：根据已有的地图或其他编图资料， 在室内编制新图的方法。
常规编图
遥感成图
计算机制图
第三节 现代地图的作用与类型
一、地图的功能
1.认识功能
作为表达空间现 象一种主要的图形形 式，它的认知功能表 现在许多方面：
（1）可以组成整体、全局的概念，也就是确立地
像地图，也可以是触觉地图。
• 地图：地图是遵循一定的数学法则，将
客体上的地理信息，通过科学的概括， 并运用符号系统表示在一定载体上的图 形，以传递它们的数量和质量在时间与 空间上的分布规律和发展变化。
二、地图的构成要素
• 图形要素
是地图根据制图的要求所表达的内 容。包括注记。地学基础
• 数学要素
这个时期地图学发展的主要历史事件： 15-17世纪地理大发现，奠定了世界地图的地理轮廓。 16世纪地图集的盛行，总结了16世纪以前地图学的 历史性成就； 17世纪后的大规模三角测量和地形图测绘，奠定了 近代地图测绘的基础； 18世纪后-20世纪初专题地图，照相制版方法的出现 和航空摄影测量技术的发明，导致了地图生产技术 工艺的变革； 20世纪中期，形成了系统而完整的关于地图制作的 技术、方法、工艺和理论。
• 17 -18 世纪，实测成图 为了国家管理、瓜分控制殖民地以及战争 的需要，大规模的三角测量和基本地形图 测绘逐渐形成地图科学发展的主流。
– 测量仪器 – 投影 – 等高线 – 地图要素和符号比例分级概念逐渐加强
清代的实测地图《皇舆全览图》
——由清康熙帝主持， 中西方测绘人员合作， 历经十年测制的中国第 一部实测全国地图，采 用经纬差各一度的梯形 经纬网格，详细地表示 了地形、水系、居民地 间相对集团及其汉字名 称，并在边疆地区加注 满文。该图具有较高的 精度，公元1717年成图 (康熙五十六年)，公元 1719年制成铜版(康熙 五十八年)， 52.5×77cm 共41幅， 比例尺 1:1 400 000， 现藏于北京图书馆。
测量学-第一章-绪论
工程测量
§1 绪1.3 论 测量常用的坐标系统 1.3.4 平面直角坐标系
当测区的范围较小时，可以把测区球面当作平面处 理，直接将地面点沿铅垂线投影到水平面上，用平面直 角坐标来表示。平面直角坐标原点一般选在测区西南方， 以该测区子午线方向(真子午线或磁子午线)为x轴，北方 向为正。y轴与x轴垂直，东方向为正。
“1954北京坐标系”：1954年，通过与前苏联1942年普 尔科沃坐标系联测，经我国东北传算过来的坐标系称 “1954北京坐标系”(Beijing geodetic coordinate system 1954)，其大地原点位于前苏联列宁格勒天文台中央。
“1980西安坐标系”：1980年， 我国以陕西省泾阳县永 乐镇大地原点(geodetic origin)为起算点，由此建立的大地坐 标系，称为“1980西安坐标系”(Xian geodetic coordinate system 1980)，简称80系或西安系。
3°带 是在6°带基础上划分的，从1°30′起，其中央子午线在奇数带时
与6°带中央子午线重合，每隔3°为一带，共120带，各带中央子午线经度为：
各带中央子午线经度(L03)按下式计算：
L30 3n'
(1-5)
已知某点大地经度L，可按下式计算所属的带号：
n' L 1.5 (的整数商)+1(有余数时) 3
③离开赤道的纬线是弧线， 凸向赤道。
工程测量
§1 绪1.3 论 测量常用的坐标系统
1.3.3 高斯平面直角坐标系
高斯投影可将椭球面变成平面，但离开中央子午线越远变形越 大，这种变形将会影响测图和施工的精度。为对长度变形加以控 制，测量中采用限制投影宽度的方法——分带投影。投影带宽以 相邻两子午线的经差i来划分。有6°、3°带等不同投影方法。
§1 绪1.3 论 测量常用的坐标系统 1.3.4 平面直角坐标系
当测区的范围较小时，可以把测区球面当作平面处 理，直接将地面点沿铅垂线投影到水平面上，用平面直 角坐标来表示。平面直角坐标原点一般选在测区西南方， 以该测区子午线方向(真子午线或磁子午线)为x轴，北方 向为正。y轴与x轴垂直，东方向为正。
“1954北京坐标系”：1954年，通过与前苏联1942年普 尔科沃坐标系联测，经我国东北传算过来的坐标系称 “1954北京坐标系”(Beijing geodetic coordinate system 1954)，其大地原点位于前苏联列宁格勒天文台中央。
“1980西安坐标系”：1980年， 我国以陕西省泾阳县永 乐镇大地原点(geodetic origin)为起算点，由此建立的大地坐 标系，称为“1980西安坐标系”(Xian geodetic coordinate system 1980)，简称80系或西安系。
3°带 是在6°带基础上划分的，从1°30′起，其中央子午线在奇数带时
与6°带中央子午线重合，每隔3°为一带，共120带，各带中央子午线经度为：
各带中央子午线经度(L03)按下式计算：
L30 3n'
(1-5)
已知某点大地经度L，可按下式计算所属的带号：
n' L 1.5 (的整数商)+1(有余数时) 3
③离开赤道的纬线是弧线， 凸向赤道。
工程测量
§1 绪1.3 论 测量常用的坐标系统
1.3.3 高斯平面直角坐标系
高斯投影可将椭球面变成平面，但离开中央子午线越远变形越 大，这种变形将会影响测图和施工的精度。为对长度变形加以控 制，测量中采用限制投影宽度的方法——分带投影。投影带宽以 相邻两子午线的经差i来划分。有6°、3°带等不同投影方法。
《测量学》第01章 绪论02
§1.4 用水平面代替水准面的限度
一、对水平距离的影响
水准面上弧长为S，其所对圆心角为θ， 地球的半径为R。水平面上直线长为t，其差 值为ΔS。
S AC AB t S
1 S3 S 3 R2 S 1 S 2 相对差值： ( ) S 3 R
上式中取R=6371km，则 S/km
2.平面直角坐标系
数学平面直角坐标系
测量平面测区范围较小（半径为10km的范围内）， 能够忽略地球曲率对该区的影响而将其当 作平面看待。
一般选定子午线方向为纵 轴，即x轴，原点设在测区 的西南角，以避免坐标出 现负值。 O
X
测区
Y
（2）高斯平面直角坐标系
地理坐标对局部测量工作来说是非常不 方便的。例如，在赤道上，1º 的经度差或纬 度差对应的地面距离约为110km。测量计算 最好在平面上进行，但地球是一个不可展的 曲面，必须通过投影的方法将地球表面上的 点位化算到平面上。地图投影有多种方法， 我国采用的是高斯－克吕格正形投影，简称 高斯投影。
高斯投影-1
高斯投影是高斯在1820~1830年间，为解 决德国汉诺威地区大地测量投影问题而提出 的一种投影方法。1912年起，德国学者克吕 格(Kruger)将高斯投影公式加以整理和扩充 并推导出了实用计算公式。从几何意义上看， 就是假设一个椭圆柱横套在地球椭球体外并 与椭球面上的某一条子午线相切，这条相切 的子午线称为中央子午线。
高差——h
地面上两点的高程之差。
高差计算公式
hAB HB H A HB H H A HB hBA A
由上式可知，高差与起算面无关， 并且有正、有负之分，并用下标注明其 方向。在土木建筑工程中，又将绝对高 程和相对高程统称为标高。
测量与地图学 第一章-绪论
海洋大地测量学 在海洋范围内建立大地控制网所进行的测量工作。 内容有控制测量、水深测量、海洋重力测量、卫星大地
测量等。 与大地测量、地图制图、航海学、海洋学、潮汐学、水
声物理学、电子技术和遥感技术等有密切的联系。
•
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
（二）地图学
地图学是关于地图的科学，它研究的对象是地
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球各种
比例尺的地形图和专题地图的理论和技术(地图学)。
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
二、测量与地图学的任务与分类
一、测量学的任务：
a）确定地球的形状和大小； 实地→地图 b）确定地面上和空间上各点的相对位置或某一坐
标的统一位置，即把地面上施测区域绘制成图； 地图→实地 c）将土地及其附属物的开发、利用、建设的设计
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
机载空间三维数据采集系统
机身利用卫星定位
•
•31
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
车载空间三维数据采集系统 － 地面摄影测量的自动化
在车辆行进过程中对道路两边采集各种角度和不同分辨率的影像，
然后根据立体像对精确分析，快速建立空间三维模型。
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
绪论
1 课程性质与目的、要求及总体安排 2 测绘科学的研究对象与分类 3 地图产品 4 测绘科学的发展
5 测绘科学对经济建设的作用
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
一、传统地图
传统地图是按照一定数学法则，用规定的图式符号和颜色， 把地球表面的自然现象和社会现象，有选择地缩绘在平面 图纸上的图。如普通地图、专题地图、影像地图、立体地 图等。
测量等。 与大地测量、地图制图、航海学、海洋学、潮汐学、水
声物理学、电子技术和遥感技术等有密切的联系。
•
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
（二）地图学
地图学是关于地图的科学，它研究的对象是地
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球各种
比例尺的地形图和专题地图的理论和技术(地图学)。
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
二、测量与地图学的任务与分类
一、测量学的任务：
a）确定地球的形状和大小； 实地→地图 b）确定地面上和空间上各点的相对位置或某一坐
标的统一位置，即把地面上施测区域绘制成图； 地图→实地 c）将土地及其附属物的开发、利用、建设的设计
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
机载空间三维数据采集系统
机身利用卫星定位
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本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
车载空间三维数据采集系统 － 地面摄影测量的自动化
在车辆行进过程中对道路两边采集各种角度和不同分辨率的影像，
然后根据立体像对精确分析，快速建立空间三维模型。
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
绪论
1 课程性质与目的、要求及总体安排 2 测绘科学的研究对象与分类 3 地图产品 4 测绘科学的发展
5 测绘科学对经济建设的作用
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
一、传统地图
传统地图是按照一定数学法则，用规定的图式符号和颜色， 把地球表面的自然现象和社会现象，有选择地缩绘在平面 图纸上的图。如普通地图、专题地图、影像地图、立体地 图等。
测量学-第一章 绪论
• 短轴平行于地轴
– 定位
• 大地水准面与椭球体最接近 • 单点定位：大地原点参考椭球面和大地水准面相切，
法线和垂线重合。
北纬34°32′27.00″东经108°55′25.00″。
地球
大地体
大地水准面
大地水准面和铅垂线 是测量工作的基准面 和基准线
参考椭球
参考椭球面
参考椭球面和法线测量 内业计算的基准面和基 准线
• 施工阶段：把线路和各种建筑物正确的测设到 地面上。
• 竣工测量：对建筑物进行竣工测量。（是否符 合设计的要求）
• 运营阶段：为改建、扩建而进行的各种测量。 • 变形观测：为安全运营，防止灾害进行变形测
量。
§1.2 测量学的发展概况
世界最早的地图
公元前3200年古埃及绘在苇草上的金矿图
陶片上的古巴比伦
§1.3.2 空间位置表示方法
地面点的空间位置表示方法
1.二维坐标系和一维坐标系组合表示
地理坐标和高程 平面直角坐标和高程
2.三维的空间直角坐标
天文地理坐标系
大地水准面和铅垂线是天文地理坐 标系的基准面和基准线
地面点的坐标是它沿铅垂线在大地 水准面上投影点的经度和纬度（
） ,
正高是地面点沿铅垂线到大地水准 面的距离
N
P
首
子 午
O
线
赤道
大地水准面 S
图5-1 天文地理坐标系
大地地理坐标系
– 基准面：参考椭球面 – 基准线：法线
表示地面点在地球椭球面上 的位置，用地面点沿投影到 椭球面上的投影点的大地经 度L和大地纬度B，表示。
我国目前采用的国家大地坐标系是1954年北京坐标 系和1980年国家大地坐标系 。
– 定位
• 大地水准面与椭球体最接近 • 单点定位：大地原点参考椭球面和大地水准面相切，
法线和垂线重合。
北纬34°32′27.00″东经108°55′25.00″。
地球
大地体
大地水准面
大地水准面和铅垂线 是测量工作的基准面 和基准线
参考椭球
参考椭球面
参考椭球面和法线测量 内业计算的基准面和基 准线
• 施工阶段：把线路和各种建筑物正确的测设到 地面上。
• 竣工测量：对建筑物进行竣工测量。（是否符 合设计的要求）
• 运营阶段：为改建、扩建而进行的各种测量。 • 变形观测：为安全运营，防止灾害进行变形测
量。
§1.2 测量学的发展概况
世界最早的地图
公元前3200年古埃及绘在苇草上的金矿图
陶片上的古巴比伦
§1.3.2 空间位置表示方法
地面点的空间位置表示方法
1.二维坐标系和一维坐标系组合表示
地理坐标和高程 平面直角坐标和高程
2.三维的空间直角坐标
天文地理坐标系
大地水准面和铅垂线是天文地理坐 标系的基准面和基准线
地面点的坐标是它沿铅垂线在大地 水准面上投影点的经度和纬度（
） ,
正高是地面点沿铅垂线到大地水准 面的距离
N
P
首
子 午
O
线
赤道
大地水准面 S
图5-1 天文地理坐标系
大地地理坐标系
– 基准面：参考椭球面 – 基准线：法线
表示地面点在地球椭球面上 的位置，用地面点沿投影到 椭球面上的投影点的大地经 度L和大地纬度B，表示。
我国目前采用的国家大地坐标系是1954年北京坐标 系和1980年国家大地坐标系 。
第一章 导论
25
（2）获得物体所具有的定性及定量特征。
提供空间分布物体和现 象的尺寸、维数、范围 等概念，形成正确的对 比概念、图形感受及制 图对象空间立体分布和 时间过程变化。
26
（3）建立地物与地物或现象与现象间的空间关系。
27
（4）易于建立正确的空间图像。
只有地图才能帮 助人们迅速建立 正确的空间图形。 地图是人类认识 自己赖以生存环 境的最主要的， 并且永远不可代 替的工具。
48
近现代地图作品介绍
《申报馆中国地图集》（1934） 53幅 36 200地名 《中国地势图》（1958）1：400万 单幅 《中华人民共和国自然地图集》（1965）222幅 36万字 《中华人民共和国自然地图集》（1999）540幅 30万字 《中华人民共和国人口地图集》（1986）142幅 36万字 《中华人民共和国农业地图集》（1990）300幅 36万字 《中国城市地图集》（1992）2册 幅 40万字 779页 450城市 《中国历史地图集》（1992）8卷 300幅 40万字 70 000地名 《中华人民共和国国家经济地图集》（1993）265幅 25万字 《中华人民共和国国家普通地图集》（1996）248幅 50 000地名
35
新石器时代
1991年沙漠军刀行动
宋长安城
36
第三节 地图的历史与现状发展 一．古代地图制作的成就 二．中世纪西方的黑暗时代和我国的地图传统 三．地理大发现带来的测绘进步 四．信息时代的地图进展
37
一、古代地图制作的成就
国外，发现最古老的原始地图是 在古巴比伦遗址北320km的加苏 古城发掘出的巴比伦地图，距今 有4500余年的历史
把制图对象的地理位置及范围，质量和数量特征，时-空分布规 律与相互关系，用十分概括与抽象的符号加以表示。 符号，可以是图形，还可以为文字注记和数字形式。 采用了专门符号表示事物的特殊方法，使地图具有直观性。
（2）获得物体所具有的定性及定量特征。
提供空间分布物体和现 象的尺寸、维数、范围 等概念，形成正确的对 比概念、图形感受及制 图对象空间立体分布和 时间过程变化。
26
（3）建立地物与地物或现象与现象间的空间关系。
27
（4）易于建立正确的空间图像。
只有地图才能帮 助人们迅速建立 正确的空间图形。 地图是人类认识 自己赖以生存环 境的最主要的， 并且永远不可代 替的工具。
48
近现代地图作品介绍
《申报馆中国地图集》（1934） 53幅 36 200地名 《中国地势图》（1958）1：400万 单幅 《中华人民共和国自然地图集》（1965）222幅 36万字 《中华人民共和国自然地图集》（1999）540幅 30万字 《中华人民共和国人口地图集》（1986）142幅 36万字 《中华人民共和国农业地图集》（1990）300幅 36万字 《中国城市地图集》（1992）2册 幅 40万字 779页 450城市 《中国历史地图集》（1992）8卷 300幅 40万字 70 000地名 《中华人民共和国国家经济地图集》（1993）265幅 25万字 《中华人民共和国国家普通地图集》（1996）248幅 50 000地名
35
新石器时代
1991年沙漠军刀行动
宋长安城
36
第三节 地图的历史与现状发展 一．古代地图制作的成就 二．中世纪西方的黑暗时代和我国的地图传统 三．地理大发现带来的测绘进步 四．信息时代的地图进展
37
一、古代地图制作的成就
国外，发现最古老的原始地图是 在古巴比伦遗址北320km的加苏 古城发掘出的巴比伦地图，距今 有4500余年的历史
把制图对象的地理位置及范围，质量和数量特征，时-空分布规 律与相互关系，用十分概括与抽象的符号加以表示。 符号，可以是图形，还可以为文字注记和数字形式。 采用了专门符号表示事物的特殊方法，使地图具有直观性。
测量学精品课程课件第一章绪论
测定碎部点的位置分两步进行：先进行控制测量，再进行碎部
测量。这种“先控制后碎部、从整体到局部”的方法是测量工作应
遵循的原则。
测量工作应遵循的另一个原则就是“步步有检核”。
无论是控制测量、碎部测量还是施工放样，其实质都是确定地 面点的位置，也就是测定三个元素棗水平角测量、距离测量和水平角测量是测量的基本工作，观
第一章 绪 论
1-1 测量学的任务及其在工程中的应用 1-2 地面点位的测定 1-3 测量工作概述 复习思考题
整理课件
3
第一章 绪 论 1-1 测量学的任务及其在工程中的作用
测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点位置的科 学。它的主要内容包括测定和测设两部分。测定就是使用测量 仪器和工具，将测区内的地物和地貌缩绘成地形图，供规划设 计、工程建设和国防建设使用。测设(也称放样)就是把图上设 计好的建筑物和构筑物的位置标定到实地上去，以便于施工。
测量工作不外乎两大类：即地形图测绘和施工放样。其基本工
作内容就是测角、测距和测高差。地球表面复杂多样的形态可分为
地物和地貌两大类。地面上的固定性物体称为地物；地球表面各种
高低起伏的形态称为地貌。地物和地貌总称为地形。 一般将表示
地物形态变化的点称为地物特征点，也叫碎部点。测图工作主要就
是测定这些碎部点的平面坐标和高程?
4
第一章 绪 论
1-2 地面点位的确定
地球上最高的珠穆朗玛峰，高出海水面8846.27 m,最低的马里
亚纳海沟，低于海水面11022 m。这些高低起伏与巨大的地球半径
(平均为6371 km)相比，可以忽略不计。地球上陆地面积仅占整个
地球表面的29%，而海洋面积占了71%，可以认为地球是被静止的海
测量学第1章 绪论
传统测量学的主要任务：测定和测设。
测定 ： 地面地物、地貌
地形图
测设： 设计图上建筑物、构筑物
地面定位
1.1 测量学的任务与作用
1.1.4 测量学的作用
测绘发展 设备：机械— 光学仪器 — 电子、数字仪器 —卫星测绘 技术：常规测绘 ——3S技术(RS,GIS,GPS) —— 数字地球
机械经纬仪 光学经纬仪 全站仪
板块运动和地震监测
大型加速器长达几十千米， 磁铁的安装定位精度高达 0.1~0.15mm。
1.1.4 测量学的作用
四、在日常生活中的应用
车辆导航管理
1.2 地球的形状和大小
1.2.1 地球的形状
地球是一个两极略扁，半径R=6731Km的近似球 体，其表面不规则，且陆地占29％，海洋占71％。 水准面 假设静止的海水面向 陆地延伸，直到包围整个地球， 此时所形成的连续封闭曲面称为 水准面。 我们把其中与平均海水面重合 的水准面称为大地水准面
我国规定按经差6º和3º进行投影分带。 6º带自首子午线开始按6º的经差自西向东分成60个带。 3º带自1.5 º开始按3º的经差自西向东分成120个带。
1.3.2 高斯—克吕格平面直角坐标系
带号与中央子午线的经度计算 按照6º带划分的规定，第1带中央子午线的经度为3º，其余各 带中央子午线经度与带号的关系是：
1.1 测量学的任务与作用 1.1.1 测量学的概念 测量学属地学范畴，是研究地球的形状和大小，确定点的空 间位置，并将地球表面的地物、地貌等信息测绘成图的科学。
测量学
测绘学
制图学
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
测定 ： 地面地物、地貌
地形图
测设： 设计图上建筑物、构筑物
地面定位
1.1 测量学的任务与作用
1.1.4 测量学的作用
测绘发展 设备：机械— 光学仪器 — 电子、数字仪器 —卫星测绘 技术：常规测绘 ——3S技术(RS,GIS,GPS) —— 数字地球
机械经纬仪 光学经纬仪 全站仪
板块运动和地震监测
大型加速器长达几十千米， 磁铁的安装定位精度高达 0.1~0.15mm。
1.1.4 测量学的作用
四、在日常生活中的应用
车辆导航管理
1.2 地球的形状和大小
1.2.1 地球的形状
地球是一个两极略扁，半径R=6731Km的近似球 体，其表面不规则，且陆地占29％，海洋占71％。 水准面 假设静止的海水面向 陆地延伸，直到包围整个地球， 此时所形成的连续封闭曲面称为 水准面。 我们把其中与平均海水面重合 的水准面称为大地水准面
我国规定按经差6º和3º进行投影分带。 6º带自首子午线开始按6º的经差自西向东分成60个带。 3º带自1.5 º开始按3º的经差自西向东分成120个带。
1.3.2 高斯—克吕格平面直角坐标系
带号与中央子午线的经度计算 按照6º带划分的规定，第1带中央子午线的经度为3º，其余各 带中央子午线经度与带号的关系是：
1.1 测量学的任务与作用 1.1.1 测量学的概念 测量学属地学范畴，是研究地球的形状和大小，确定点的空 间位置，并将地球表面的地物、地貌等信息测绘成图的科学。
测量学
测绘学
制图学
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
测量学第一章绪论
天文纬度
某点天顶方向与天球赤道面的夹角
在大地测量学中，常以天文经纬度定义地理坐标
地图与测量 第1章 绪 论
三、大地坐标 —— 地面点在参考椭球面上的位置
法线 在参考椭球面上过某一个点作一个 与椭球体相切的平面，再通过这个 点所作的垂直于这个平面的直线 通过椭球旋转轴和地球上任意一点的平面 通过格林尼治天文台的子午面 子午面与椭球面的交线，也称作经线或经圈 起始子午面与椭球面的交线 垂直于旋转轴的平面与椭球面的交线
地图 投影 按照一定的数学法则，将参考椭球面上的经 纬网转换到平面上，使地面点位的地理坐标 与地图上相对应点位的平面直角坐标或平面 极坐标间，建立起一一对应的函数关系 长度 投影 变形 角度 面积
变形性质 分 类
等角投影 等面积投影 任意投影
高斯——克吕格投影 高斯——克吕格投影
地图与测量 第1章 绪 论
技术设计 在全测区内选择有控制意义且密度较小 的点，组成整体控制网，各控制点的位 置用精密仪器和相应方法测定 在控制测量的基础上测定碎部点的工作
控制测量
碎部测量
检查验收
地貌、地物的特征点、拐点
地面上高低起伏的形态
地图与测量 第1章 绪 论
地面上固定性的物体
地图与测量 第1章 绪 论
平面控制测量 控制测量 高程控制测量 利用仪器在野外测出控制点 之间或控制点与碎部点之间 的距离、角度、高差，从而 确定点的位置的工作 将外业成果在室内进行整理 、计算和绘制成图的工作
测设
地面
测定
地图
规划设计图
测设
地面
地图与测量 第1章 绪 论
地图与测量 第1章 绪 论
地图与测量 第1章 绪 论
§2
测量与地图学第一讲绪论
2）绘图 根据测定的点按规定的比例尺和表示方 法绘成地形图。
学科核心内容：测量和绘图的理论、技术、方法
二、学科分支：
现代测量学
大
工
摄
地
海
地
地
程
影
形
洋
图
测
测
测
测
测
制
量
量
量
量
量
图
学
学
学
学
学
学
1、大地测量学：研究和测定地球的形状、
大小和地球重力场，以及测定地面上特定 点的空间位置。
基本任务： 建立高精度的地面控制网及 重力水准网------为测量提供已知点。
1、 大地坐标系构成
大地纬度的起算面为赤道面；大地经度的起算面 为首子午面（也称起始大地子午面或本初子午 面）。
1884年世界各国将过英国格林威治天文台的大地 子午面作为首子午面，其与参考椭球面的交线， 称为首子午线或本初子午线。
2、大地经度 过地面上任一点P的大地子午面与首子午面的夹角L。 由首子午面向东量为正-----东经；向西量为负-----西 经，故经度取值范围0º~±180º。
原点，是国家平面位置测量的起算点。
5、我国的大地坐标系
1）北京-54坐标系 通过与前苏联1942年 普尔科沃坐标系联测， 经我国东北传算过来 的坐标系称“1954北 京坐标系” ，其大地 原点位于前苏联列宁 格勒天文台中央。
2）1980西安大地坐标系
1978年我国根据自己实测的天文大地资料推 算出适合本地区的地球椭球参数，从而建立
我国境内6°带最西一带的带号为13，最东 的一带为23，全国共11个6°带。
3、高斯平面直角坐标
1）高斯平面直角坐标系构成
学科核心内容：测量和绘图的理论、技术、方法
二、学科分支：
现代测量学
大
工
摄
地
海
地
地
程
影
形
洋
图
测
测
测
测
测
制
量
量
量
量
量
图
学
学
学
学
学
学
1、大地测量学：研究和测定地球的形状、
大小和地球重力场，以及测定地面上特定 点的空间位置。
基本任务： 建立高精度的地面控制网及 重力水准网------为测量提供已知点。
1、 大地坐标系构成
大地纬度的起算面为赤道面；大地经度的起算面 为首子午面（也称起始大地子午面或本初子午 面）。
1884年世界各国将过英国格林威治天文台的大地 子午面作为首子午面，其与参考椭球面的交线， 称为首子午线或本初子午线。
2、大地经度 过地面上任一点P的大地子午面与首子午面的夹角L。 由首子午面向东量为正-----东经；向西量为负-----西 经，故经度取值范围0º~±180º。
原点，是国家平面位置测量的起算点。
5、我国的大地坐标系
1）北京-54坐标系 通过与前苏联1942年 普尔科沃坐标系联测， 经我国东北传算过来 的坐标系称“1954北 京坐标系” ，其大地 原点位于前苏联列宁 格勒天文台中央。
2）1980西安大地坐标系
1978年我国根据自己实测的天文大地资料推 算出适合本地区的地球椭球参数，从而建立
我国境内6°带最西一带的带号为13，最东 的一带为23，全国共11个6°带。
3、高斯平面直角坐标
1）高斯平面直角坐标系构成
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（3）掌握绘制地图的方法，以及在实践中正确识别 地图和使用地图的基本技能。
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
三、课程总体安排
教学内容=理论讲解+实验操作
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
四、考试分数
期末成绩占70%（理论50%，实践20%） 考试内容：1.书后习题 2.上课强调
平时成绩占30 % （出勤率和作业） 作业：实习记录
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
????
问题1：见过或使用过地图吗？ 问题2：什么是地图？ 问题3：地图怎么来的？ 问题4：什么是测量？
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
绪论
1 课程性质与目的、要求及总体安排 2 测绘科学的研究对象与分类 3 地图产品 4 测绘科学的发展
5 测绘科学对经济建设的作用
的变化测量。
测量学的任务是_______________________________
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
测绘： 地面 图纸
上丝读数 中丝读数 下丝读数
Байду номын сангаас
竖直角
B
水平角
i A
•
ba
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
测设： 图纸 地面
距离交会 P (XP,YP)设计
DAP
A
(XA,YA)
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
测量学与地图学统称为测绘学。 它既要研究测定地面点的几何形态：地球的形状、大小、地球重力场、
地球表面的地形、地貌及地物的几何形状和其空间位置(测量学)；
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球各种
比例尺的地形图和专题地图的理论和技术(地图学)。
•
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
在大地重力点上作重力测量
•
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
在珠峰高山地区作重力测量
•
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
利用卫星作地球重力测量
•
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
欧洲地球重力场和海洋环流探测卫星(Goce)
欧洲航天局地球重力场和海洋环流探测卫星项目经 理达尼洛·木兹解释说：“目前我们对地球重力场的了解 很不完善。重力是我们的日常生活不可或缺的一种力， 有了它，我们才能双足站在地面上。一般人们认为，地 球上各个地方的重力都一样，然而事实并非如此。我们 在北极将比在赤道的体重更重。”地球的形状是导致这 种异常现象的部分原因。这是因为地球并不是一个完美 的球体，相对来说，地球两极更加扁平。地球的内层并 不是由同类岩石构成的，而且一些区域的地壳更厚，或 者密度更大。
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
一、测绘科学的研究对象
测绘科学的研究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。
研究内容:与地理空间有关的信息进行采集、处理、 管理、更新和利用。
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
传统测绘科学研究的对象是地球及其表面，
但随着现代科学技术的发展，它已扩展到地球的外层空间， 并已由静态对象发展到观测和研究动态对象。使用的手段 和设备，也已转向自动化、遥测、遥控和数字化。
实践性强的特征。
学习目的
掌握测量学与地图学的基础理论、基础知识和基本技能， 具备基本的测图、绘图、读图、用图的能力，
为后续课的学习和将来从事测绘工作打下必要的基础。
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
二、课程学习要求
（1）理解测量与地图学基础知识；
（2）掌握测量的基本理论、测量方法，以及如何使 用测量仪器正确测图；
大地测量学 研究在地球表面大范围建立国家大地控制网，精确测定
地球形状和大小及地球重力场的理论、技术和方法的学科。 随着卫星定位技术发展，大地测量学不仅为空间科学军
事服务，还将为研究地球形状、大小以及地表形变和地震预 报提供可靠资料。
•
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
测定重力加速度G的目的： 1.建立国家重力基准网和基本网； 2.确定全球重力场模型及其变化； 3.确定区域的和地球的大地水准面及其变化 (重力异常使大地水准面产生不规则变化)。
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
绪论
1 课程性质与目的、要求及总体安排 2 测绘科学的研究对象与分类 3 地图产品 4 测绘科学的发展
5 测绘科学对经济建设的作用
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
一、课程性质与目的
课程性质
《测量与地图学》是一门综合性学科 是地学专业必修的一门专业基础技能课，具有技术性和
•
协助绘制水准面 液体受重力而形成的静止表面称为水准面
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
测量学分支学科：
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
测量学科的分支
地形测量学 本课程重点 研究地球表面较小区域内测绘地形图的基本理论、技术和
方法的科学。为社会发展的规划设计提供资料。 主要研究有：图根控制网的建立和地形图的测绘。 具体工作有：角度测量、距离测量、高程测量、观测数据
的处理和地形测图等。 另外，还包括土地地籍测量和房地产测量。
•
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
世界屋脊 - 珠穆朗玛峰的高程测定
•
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
用经纬仪作三角高程测量
•
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
用水准仪作精密水准测量
•
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
测量学分支学科：
DBP
a
Hi
B
(XB,YB)
A
HA=24.376
大地水准面 高程放样
•
b B
HB=25.000
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
测量学分支学科：
测量学的分类，大致可分为 ____，_____， _____， _____ ， _____ ， _____ 。
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
测量学科的分支
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
二、测量与地图学的任务与分类
一、测量学的任务：
a）确定地球的形状和大小； 实地→地图 b）确定地面上和空间上各点的相对位置或某一坐
标的统一位置，即把地面上施测区域绘制成图； 地图→实地 c）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； d）变形监测：已有工程或其它设施在一定时期内
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
测量学科的分支
摄影测量与遥感学 研究利用摄影或遥感手段，测定物体的形状、大小及空间
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三、课程总体安排
教学内容=理论讲解+实验操作
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四、考试分数
期末成绩占70%（理论50%，实践20%） 考试内容：1.书后习题 2.上课强调
平时成绩占30 % （出勤率和作业） 作业：实习记录
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
????
问题1：见过或使用过地图吗？ 问题2：什么是地图？ 问题3：地图怎么来的？ 问题4：什么是测量？
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绪论
1 课程性质与目的、要求及总体安排 2 测绘科学的研究对象与分类 3 地图产品 4 测绘科学的发展
5 测绘科学对经济建设的作用
的变化测量。
测量学的任务是_______________________________
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
测绘： 地面 图纸
上丝读数 中丝读数 下丝读数
Байду номын сангаас
竖直角
B
水平角
i A
•
ba
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测设： 图纸 地面
距离交会 P (XP,YP)设计
DAP
A
(XA,YA)
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
测量学与地图学统称为测绘学。 它既要研究测定地面点的几何形态：地球的形状、大小、地球重力场、
地球表面的地形、地貌及地物的几何形状和其空间位置(测量学)；
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球各种
比例尺的地形图和专题地图的理论和技术(地图学)。
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本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
在大地重力点上作重力测量
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本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
在珠峰高山地区作重力测量
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本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
利用卫星作地球重力测量
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本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
欧洲地球重力场和海洋环流探测卫星(Goce)
欧洲航天局地球重力场和海洋环流探测卫星项目经 理达尼洛·木兹解释说：“目前我们对地球重力场的了解 很不完善。重力是我们的日常生活不可或缺的一种力， 有了它，我们才能双足站在地面上。一般人们认为，地 球上各个地方的重力都一样，然而事实并非如此。我们 在北极将比在赤道的体重更重。”地球的形状是导致这 种异常现象的部分原因。这是因为地球并不是一个完美 的球体，相对来说，地球两极更加扁平。地球的内层并 不是由同类岩石构成的，而且一些区域的地壳更厚，或 者密度更大。
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
一、测绘科学的研究对象
测绘科学的研究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。
研究内容:与地理空间有关的信息进行采集、处理、 管理、更新和利用。
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
传统测绘科学研究的对象是地球及其表面，
但随着现代科学技术的发展，它已扩展到地球的外层空间， 并已由静态对象发展到观测和研究动态对象。使用的手段 和设备，也已转向自动化、遥测、遥控和数字化。
实践性强的特征。
学习目的
掌握测量学与地图学的基础理论、基础知识和基本技能， 具备基本的测图、绘图、读图、用图的能力，
为后续课的学习和将来从事测绘工作打下必要的基础。
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
二、课程学习要求
（1）理解测量与地图学基础知识；
（2）掌握测量的基本理论、测量方法，以及如何使 用测量仪器正确测图；
大地测量学 研究在地球表面大范围建立国家大地控制网，精确测定
地球形状和大小及地球重力场的理论、技术和方法的学科。 随着卫星定位技术发展，大地测量学不仅为空间科学军
事服务，还将为研究地球形状、大小以及地表形变和地震预 报提供可靠资料。
•
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
测定重力加速度G的目的： 1.建立国家重力基准网和基本网； 2.确定全球重力场模型及其变化； 3.确定区域的和地球的大地水准面及其变化 (重力异常使大地水准面产生不规则变化)。
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
绪论
1 课程性质与目的、要求及总体安排 2 测绘科学的研究对象与分类 3 地图产品 4 测绘科学的发展
5 测绘科学对经济建设的作用
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
一、课程性质与目的
课程性质
《测量与地图学》是一门综合性学科 是地学专业必修的一门专业基础技能课，具有技术性和
•
协助绘制水准面 液体受重力而形成的静止表面称为水准面
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测量学分支学科：
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测量学科的分支
地形测量学 本课程重点 研究地球表面较小区域内测绘地形图的基本理论、技术和
方法的科学。为社会发展的规划设计提供资料。 主要研究有：图根控制网的建立和地形图的测绘。 具体工作有：角度测量、距离测量、高程测量、观测数据
的处理和地形测图等。 另外，还包括土地地籍测量和房地产测量。
•
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世界屋脊 - 珠穆朗玛峰的高程测定
•
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用经纬仪作三角高程测量
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用水准仪作精密水准测量
•
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测量学分支学科：
DBP
a
Hi
B
(XB,YB)
A
HA=24.376
大地水准面 高程放样
•
b B
HB=25.000
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
测量学分支学科：
测量学的分类，大致可分为 ____，_____， _____， _____ ， _____ ， _____ 。
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测量学科的分支
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
二、测量与地图学的任务与分类
一、测量学的任务：
a）确定地球的形状和大小； 实地→地图 b）确定地面上和空间上各点的相对位置或某一坐
标的统一位置，即把地面上施测区域绘制成图； 地图→实地 c）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； d）变形监测：已有工程或其它设施在一定时期内
本科生课程：测量与地图学_第一章绪论
测量学科的分支
摄影测量与遥感学 研究利用摄影或遥感手段，测定物体的形状、大小及空间