地圖學(xué)原理PPT課件

1、第二章第二章 地圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)地圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié)第一節(jié) 地球橢球體與大地控制地球橢球體與大地控制 第二節(jié)第二節(jié) 地圖比例尺地圖比例尺 地圖學(xué)原理 第一節(jié) 地球橢球體與大地控制 地球橢球體 大地控制 全球定位系統(tǒng) 地圖學(xué)原理 一、地球橢球體 對地球測量而言，地球表面是一個無法用數(shù) 學(xué)公式表達(dá)的曲面，這樣的曲面不能作為 測量和制圖的基準(zhǔn)面。 地圖學(xué)原理 大地水準(zhǔn)面 地圖學(xué)原理 大地水準(zhǔn)面 歐空局繪制的大地水準(zhǔn)面 地圖學(xué)原理 地球橢球體 地圖學(xué)原理 地球橢球體與大地水準(zhǔn)面的區(qū)別 1. 大地水準(zhǔn)面是根據(jù)地球重力場分布計(jì)算得到的閉 合曲面，不是人為設(shè)定的； 2. 大地水準(zhǔn)面是不規(guī)則的閉合曲面，不能用數(shù)

2、學(xué)公 式進(jìn)行表達(dá)； 3. 地球橢球體是人為選擇的規(guī)則的曲面，目的在于 近似代替大地水準(zhǔn)面，以便于地物投影； 4. 一個大地水準(zhǔn)面可以對應(yīng)多個地球橢球體； 5. 大地水準(zhǔn)面會隨地球重力場的變化產(chǎn)生微小的變 動，而地球橢球體一旦選定，不再隨時間變化。 地圖學(xué)原理 常用的地球橢球體數(shù)據(jù) 地圖學(xué)原理 問題：為什么會出現(xiàn)不同的地球橢球體數(shù)據(jù)？ 1. 地球橢球體是對地球表面的近似，對于同一個橢 球體，它對不同地區(qū)地表的擬合近似程度不同； 2. 對于不同國家和地區(qū)，在制作地圖時，為了更準(zhǔn) 確地投影，往往采用與本地區(qū)地表近似程度最高的 橢球體數(shù)據(jù)。 3. 對于同一個國家，不同時期采用不同的橢球體， 原因在于，

3、不同時期測量的精度不同，隨著測量技 術(shù)的發(fā)展，測量精度不斷提高，因而，也會采用更 為合適的地球橢球體。 地圖學(xué)原理 二、大地控制 地理坐標(biāo)系 我國的大地坐標(biāo)系統(tǒng) 高程系 大地控制網(wǎng) 地圖學(xué)原理 2.1 地理坐標(biāo)系 地圖學(xué)原理 2.2 我國的大地坐標(biāo)系統(tǒng) 北京54 橢球體參數(shù)：克拉索 夫斯基橢球體 坐標(biāo)原點(diǎn)：北京 缺點(diǎn)：所選用的橢球體面 與我國的大地水準(zhǔn)面不能 很好地符合，誤差較大 地圖學(xué)原理 西安80 橢球體參數(shù)：IUGG/IAG1975 年提供的橢球體參數(shù) 坐標(biāo)原點(diǎn)：西安市以北涇陽 縣某地。 優(yōu)點(diǎn)：橢球體參數(shù) 精度高，與我國大 地水準(zhǔn)面符合較好， 誤差小。 缺 點(diǎn) 不能與三維坐標(biāo)通用 與衛(wèi)星

4、定位精度不適配 不能提供與全球總體適 配的地心坐標(biāo)系統(tǒng) 地圖學(xué)原理 2.3 高程系 高程基準(zhǔn)面 我國的高程系 地圖學(xué)原理 高程系-高程基準(zhǔn)面 高 程 基 準(zhǔn) 面 水準(zhǔn)基面-海拔為零 永久性的水準(zhǔn)原點(diǎn) 地圖學(xué)原理 我國將黃海平均海水面作為全國統(tǒng)一 的水準(zhǔn)基面，即海拔為零的水準(zhǔn)面。 我國的永久 性水準(zhǔn)原點(diǎn) 選在青島觀 象山。 地圖學(xué)原理 2.4 大地控制網(wǎng) 大 地 控 制 網(wǎng) 平面控 制網(wǎng) 高程控 制網(wǎng) 三角測量 導(dǎo)線測量 水準(zhǔn)測量 地圖學(xué)原理 地圖學(xué)原理 地圖學(xué)原理 地圖學(xué)原理 三、全球定位系統(tǒng) 組成 優(yōu)點(diǎn) 功能 地圖學(xué)原理 GPS的組成 G P S 的 組 成 空間星座部分 地面監(jiān)控部分 地面

5、接收部分 地圖學(xué)原理 GPS的組成-空間星座部分 地圖學(xué)原理 GPS的組成-地面監(jiān)控部分 地 面 監(jiān) 控 部 分 主控站，一個，位于美國科羅拉多州 的謝里弗爾空軍基地，是整個地面監(jiān) 測系統(tǒng)的管理中心和技術(shù)中心。 注入站，四個，將主控站計(jì)算得到的 衛(wèi)星星歷、導(dǎo)航電文等信息注入衛(wèi)星。 監(jiān)測站，六個，采集GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)和 當(dāng)?shù)丨h(huán)境數(shù)據(jù)，發(fā)送給主控站。 地圖學(xué)原理 GPS的優(yōu)勢 使用低頻信號，可在惡劣天氣條件下使用； 全球覆蓋； 三維定位，精度高； 可移動定位，測量速度； 測站間無需通視； 使用過程中接收機(jī)不必發(fā)出任何信號，隱蔽性強(qiáng)， 提高了其軍事應(yīng)用效能。 地圖學(xué)原理 GPS的功能 精確定時：天文臺

6、、通訊基站、電視臺； 工程施工：道路、橋梁、隧道施工； 勘探測繪：野外勘探、區(qū)域規(guī)劃； 導(dǎo)航：武器、車輛、船舶、飛機(jī)、衛(wèi)星、 個人； 定位：防盜、防走失； 地圖學(xué)原理 課堂小結(jié) 掌握地球橢球體、大地水準(zhǔn)面、GPS的概 念； 了解地球橢球體與大地水準(zhǔn)面的區(qū)別； 了解大地控制網(wǎng)的構(gòu)成及測量方法； 了解GPS的組成、功能及用途。 地圖學(xué)原理 第二節(jié) 地圖比例尺 地圖比例尺的概念 地圖比例尺的形式 地圖比例尺的作用 地圖學(xué)原理 一、地圖比例尺的概念 ? ? ? 地圖學(xué)原理 地圖比例尺的概念 制圖區(qū)制圖區(qū) 域較小域較小 時：時： 各處比例尺相近， 可直接應(yīng)用比例尺 進(jìn)行量測。 制圖區(qū)制圖區(qū) 域較大域較大

7、 時：時： 各處比例尺差別較 大，根據(jù)變形程度 來確定比例尺。 地圖學(xué)原理 地圖比例尺的概念 主比例尺：代表未產(chǎn)生變形的點(diǎn)的主比例尺：代表未產(chǎn)生變形的點(diǎn)的 縮小程度，實(shí)際上就是地球縮小為縮小程度，實(shí)際上就是地球縮小為 地球儀時相應(yīng)的縮小的比例。地球儀時相應(yīng)的縮小的比例。 地球 地球儀 局部比例尺：除主比例尺外的其他局部比例尺：除主比例尺外的其他 比例尺。比例尺。 地圖學(xué)原理 地圖比例尺的概念 地圖比例尺的準(zhǔn)確定義：地圖比例尺的準(zhǔn)確定義： 地圖上沿某方向的微分線段和地面上相應(yīng)微分 線段的水平長度之比。 地圖學(xué)原理 二、地圖比例尺的形式 地圖學(xué)原理 地圖比例尺的形式 地圖學(xué)原理 地圖比例尺的形式 地圖學(xué)原理 地圖比例尺的形式 斜分比例尺 地圖學(xué)原理 地圖比例尺的形式 地圖學(xué)原理 三、地圖比例尺的作用 決定地圖圖形的大??； 反映地圖的量測精度； 決定地圖內(nèi)容的詳細(xì)程度； 地圖學(xué)原理 地圖比例尺的作用-決定地圖圖形的大小 實(shí)地1平方公里在不同比例尺 圖上的大小 1：5萬1：10萬1：25萬 1：50萬 1：100萬 地圖學(xué)原理 地圖比例尺的作用-反映地圖的量測精度 人眼的分辨極限是0.1mm； 圖上0.1mm所對應(yīng)的實(shí)地水 平距離稱為比例尺精度； 比例尺越大，比例尺精度越 高（誤差越?。?。 地圖學(xué)原理 地圖比例尺