(同濟(jì)大學(xué)測量學(xué)課件)第01章-測繪工作概述

1、測量學(xué)測量學(xué) 同濟(jì)大學(xué)測量與國土信息工程系 第一章 測繪工作概述一、測量學(xué)的產(chǎn)生一、測量學(xué)的產(chǎn)生測量學(xué)的基本任務(wù)四、測量學(xué)的基本任務(wù) 測定測定測設(shè)測設(shè)地形圖應(yīng)用地形圖應(yīng)用 測定地面現(xiàn)狀的位置。測定的成果：測定地面現(xiàn)狀的位置。測定的成果：(1)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 坐標(biāo)(球面坐標(biāo)、平面坐標(biāo)) 、高程、 角度、距離、地面直線的方位角、坡度、 面積、 等。(2)圖圖 地形圖、平面圖、 地籍圖、斷面圖、 沉降圖，工程圖等。1.1.測定測定（地面（地面 圖紙）圖紙） 將圖紙上設(shè)計(jì)的建筑物、將圖紙上設(shè)計(jì)的建筑物、 構(gòu)筑物的平面位置和高程，放構(gòu)筑物的平面位置和高程，放 樣于實(shí)地，作為施工的依據(jù)。樣于實(shí)地，作為施工的依據(jù)

2、。 也叫也叫施工放樣施工放樣。測設(shè)的成果：測設(shè)的成果： 體現(xiàn)設(shè)計(jì)的平面位置和高程 的現(xiàn)場標(biāo)志現(xiàn)場標(biāo)志。 2.測設(shè)測設(shè)（圖紙（圖紙 地面）地面）3.地形圖應(yīng)用地形圖應(yīng)用 地形圖應(yīng)用于廣泛的領(lǐng)域，如國土整治、資源勘測、城鄉(xiāng)建設(shè)、交通規(guī)劃、土地利用、環(huán)境保護(hù)、工程設(shè)計(jì)、礦藏采掘、河道整理、等，可在地形圖上獲取詳細(xì)的地面現(xiàn)狀信息。在國防和科研方面，更具重要用途。數(shù)字化地形圖使地形圖在管理和使用上體現(xiàn)出圖紙地形圖所無法比擬的優(yōu)越性。五、測量學(xué)的特點(diǎn)和要求（1）特點(diǎn)特點(diǎn) 實(shí)踐性強(qiáng)，責(zé)任性要求高， 必須遵照測量的規(guī)范和規(guī)則。 內(nèi)容多：測量學(xué)基本原理、誤差理 論、儀器使用、作業(yè)方法、基本計(jì) 算等。 學(xué)會(huì)和掌握

3、測量的基本作業(yè)方法：學(xué)會(huì)和掌握測量的基本作業(yè)方法： 角度測量、距離測量、高程測量 （儀器的基本操作、作業(yè)程序、記錄、成果整理） 掌握測量儀器的檢驗(yàn)和校正方法掌握測量儀器的檢驗(yàn)和校正方法 （測量儀器的軸線關(guān)系、檢驗(yàn)和校正的作業(yè)方法） 學(xué)會(huì)控制測量、地形測量、施工放樣學(xué)會(huì)控制測量、地形測量、施工放樣 的基本作業(yè)方法的基本作業(yè)方法 （外業(yè)測量、內(nèi)業(yè)計(jì)算與繪圖） 建立測量誤差的基本概念建立測量誤差的基本概念 （掌握測量誤差的基本理論和測量誤差的計(jì)算）（2）學(xué)習(xí)）學(xué)習(xí)要求：要求： 野外作業(yè)：野外作業(yè)：嚴(yán)格按照規(guī)定的作業(yè)和操作程序。 記記 錄：錄：字跡清晰、端正，不得任意涂改 （按規(guī)定方式改數(shù)）。 計(jì)計(jì)

4、算：算：按平差規(guī)則、作計(jì)算檢核、保證計(jì)算精度 （小數(shù)取位）。 正正 負(fù)負(fù) 號(hào)：號(hào)：在以下數(shù)據(jù)前，加“+、-”號(hào)：高差、豎 直角、指標(biāo)差、坐標(biāo)增量、所有的閉合 差、改正數(shù)。其它要求其它要求 （1）教材：）教材：測量學(xué)測量學(xué)，顧孝烈、鮑峰、程效軍編著，同濟(jì)大，顧孝烈、鮑峰、程效軍編著，同濟(jì)大學(xué)出學(xué)出 版社版社1999年出版年出版 測量學(xué)實(shí)驗(yàn)測量學(xué)實(shí)驗(yàn)，顧孝烈、鮑峰、程效軍編著，同濟(jì)大學(xué)出版，顧孝烈、鮑峰、程效軍編著，同濟(jì)大學(xué)出版社社2004年出版年出版 參考教材參考教材數(shù)字側(cè)圖原理與方法數(shù)字側(cè)圖原理與方法，潘正風(fēng)、楊正蕘、程效軍，潘正風(fēng)、楊正蕘、程效軍等編著，武漢大學(xué)出版社等編著，武漢大學(xué)出版社2

5、004年年8月出版月出版（2）實(shí)驗(yàn)（）實(shí)驗(yàn)（1/3時(shí)間）時(shí)間） 分組進(jìn)行，分組進(jìn)行，4人一組，選一小組長，最后實(shí)驗(yàn)操作考核人一組，選一小組長，最后實(shí)驗(yàn)操作考核（3）成績?cè)u(píng)定（綜合）成績?cè)u(píng)定（綜合）平時(shí)（出勤、作業(yè)、回答問題）；平時(shí)（出勤、作業(yè)、回答問題）；期中考試；期中考試；實(shí)驗(yàn)成績；實(shí)驗(yàn)成績；期終考試。期終考試。（3）教材、實(shí)驗(yàn)與成績教材、實(shí)驗(yàn)與成績一、測量學(xué)在人類認(rèn)識(shí)地球中的作用一、測量學(xué)在人類認(rèn)識(shí)地球中的作用“地球地球 的的 形形 狀狀 是是 甚甚 么樣的？么樣的？”。1 12 2 = = 2 2 - - 1 1lRR=l/l/L=2RL=2Rl l=R=R地籍測量與房產(chǎn)測量地籍測量與房

6、產(chǎn)測量測量學(xué)發(fā)展歷史與趨勢測量學(xué)發(fā)展歷史與趨勢1-3 1-3 地球的形狀和大小地球的形狀和大小一、地球的自然形體一、地球的自然形體高低起伏，極其復(fù)雜高低起伏，極其復(fù)雜局部特點(diǎn)局部特點(diǎn)：1、近似一個(gè)兩極略扁的橢球；近似一個(gè)兩極略扁的橢球；2 2、可視為水球（海、可視為水球（海71 %71 %，陸，陸29%29%）；）；3 3、無法用數(shù)學(xué)公式描述。、無法用數(shù)學(xué)公式描述。 整體特點(diǎn)整體特點(diǎn)：靜止的液體表面，稱為水準(zhǔn)面。靜止的液體表面，稱為水準(zhǔn)面。特性特性q 處處與處處與鉛垂線鉛垂線正交正交二、水準(zhǔn)面二、水準(zhǔn)面q 是不規(guī)則的表面，有無窮多是不規(guī)則的表面，有無窮多q 水準(zhǔn)面與鉛垂線可作為野外測量的水準(zhǔn)面

7、與鉛垂線可作為野外測量的基準(zhǔn)面基準(zhǔn)面和和基準(zhǔn)線基準(zhǔn)線與平靜的平均海與平靜的平均海水面相重合、并水面相重合、并延伸穿過陸地而延伸穿過陸地而形成的封閉曲面形成的封閉曲面稱為稱為大地水準(zhǔn)面。大地水準(zhǔn)面。 由于大地水由于大地水準(zhǔn)面是不規(guī)則曲準(zhǔn)面是不規(guī)則曲面，無法準(zhǔn)確描面，無法準(zhǔn)確描述和計(jì)算。也難述和計(jì)算。也難以在其面上處理以在其面上處理測量成果。測量成果。P PP P長半徑 a=6378137m短半徑b=6356752m扁率f=(a-b)/b=1/298.257 當(dāng)范圍較小時(shí)，可以把地球看成圓當(dāng)范圍較小時(shí)，可以把地球看成圓球，其半徑球，其半徑R=（2a+b）/3=6371kml l NSMP格林尼治格

8、林尼治天天 文文 臺(tái)臺(tái)n 大地經(jīng)度大地經(jīng)度(L) (L) n 大地緯度大地緯度(B)(B)n 大地高大地高(H) (H) LBH過地面點(diǎn)的子午面與起過地面點(diǎn)的子午面與起始子午面之間的夾角始子午面之間的夾角過地面點(diǎn)的法線與赤道過地面點(diǎn)的法線與赤道面之間的夾角面之間的夾角地面點(diǎn)沿法線至參考橢地面點(diǎn)沿法線至參考橢球面的距離球面的距離G3.高斯平面直角坐標(biāo)高斯平面直角坐標(biāo)測量平面直角坐標(biāo)系測量平面直角坐標(biāo)系O YX象限 象限象限 象限 測量平面直角坐標(biāo)系測量平面直角坐標(biāo)系 及點(diǎn)的坐標(biāo)：及點(diǎn)的坐標(biāo)： 測量平面直角坐標(biāo)系如右圖， 所有平面三角學(xué)公式平面三角學(xué)公式都同樣能 在測量坐標(biāo)系計(jì)算中應(yīng)用。PXpYp

9、 采用高斯投影的方法，將旋轉(zhuǎn)橢球體面 投影到平面上表示。高斯坐標(biāo)系建立高斯坐標(biāo)系建立1高斯投影方法：高斯投影方法：將橢球面投影到平面上。 在橢球面上劃分投影帶劃分投影帶逐帶投影到圓柱面 上展開圓柱面成平面直角坐標(biāo)系； 特點(diǎn)：采用正形投影正形投影（即保角變換、保角影 射）(1)高斯平面直角坐標(biāo)系的建立高斯平面直角坐標(biāo)系的建立高斯坐標(biāo)系建立高斯坐標(biāo)系建立2使投影帶的中央子午線中央子午線與圓柱體相切，投影時(shí)其 長度不變，展開后為X軸軸，向北為正； 赤道赤道與中 央子午線正 交，展開后為Y軸軸向東為正。高斯投影示意圖高斯坐標(biāo)表示高斯坐標(biāo)表示(2) 高斯平面直角坐標(biāo)的表示高斯平面直角坐標(biāo)的表示 a）將以

10、中央子午線為X軸的橫坐標(biāo)加上500000米； （縱坐標(biāo)不變）（縱坐標(biāo)不變） b）為區(qū)分各坐標(biāo)帶，再在各點(diǎn)橫坐標(biāo)之前加上坐 標(biāo)帶的帶號(hào)。 為使用方便，將X軸向西移500km例：例：設(shè)第21投影帶內(nèi)A、B投 影的橫坐標(biāo)分別為： ya=+ 224567m Yb=245678m 則則： ya =500000+224567=724567m yb =500000-245678=254322m即即： ya =21724567m yb=21254322m（一）地心坐標(biāo)系（一）地心坐標(biāo)系2.高程系統(tǒng)與高程基準(zhǔn)高程系統(tǒng)與高程基準(zhǔn)我國國家高程系統(tǒng)：高程系統(tǒng)：黃海高程系黃海高程系我國國家高程基準(zhǔn)：高程基準(zhǔn)： 1985

11、年年國家國家高程基準(zhǔn)高程基準(zhǔn)我國取青島附近黃海平均海水面為大地水準(zhǔn)面； 人為而定，相對(duì)穩(wěn)定(我國1956年取前6年的平 均潮位作為大地水準(zhǔn)面；1985年取1953年1979 年共26年觀測的平均潮位作為大地水準(zhǔn)面)；水準(zhǔn)原點(diǎn)水準(zhǔn)原點(diǎn)建在青島市內(nèi)，作為我國的國家高程 基準(zhǔn)。1956年高程基準(zhǔn)的高程為72.289米， 1985年高程基準(zhǔn)的高程為72.260米。上海地區(qū)高程系統(tǒng)：上海地區(qū)高程系統(tǒng)：吳淞高程系吳淞高程系高程系統(tǒng)與高程基準(zhǔn)高程系統(tǒng)與高程基準(zhǔn)地物和地貌地物和地貌基本原則基本原則布局上布局上由整由整體到局部；體到局部；次序上次序上先控先控制后細(xì)部；制后細(xì)部；精度上精度上從高從高級(jí)到低級(jí)級(jí)到低

12、級(jí)控制測量控制測量地形細(xì)部測量地形細(xì)部測量施工放樣施工放樣基本觀測量基本觀測量距離、角度、高差距離、角度、高差距離距離斜距斜距、平距；、平距；角度角度水平水平角、垂直角角、垂直角高差高差垂直垂直距離距離1-61-6地球表面曲率對(duì)測量工作的影響地球表面曲率對(duì)測量工作的影響dRsRtgd23331)31(RsRRRtgsdS2Rsss一、對(duì)水平距離的影響一、對(duì)水平距離的影響結(jié)論結(jié)論：在半徑小于10km的范圍內(nèi)量距，不必考慮地球曲率改正。d二、對(duì)高差的影響二、對(duì)高差的影響hRdhdRhR2)(2222Rdh22d結(jié)論：高程測量時(shí)，哪怕距離很結(jié)論：高程測量時(shí)，哪怕距離很近，也必須考慮地球曲率的影響。近，也必須考慮地球曲率的影響。一、測量單位一、測量單位 1-7 1-7 測量的度量單位測量的度量單位2、角度單位、角度單位3 3、面積單位、面積單位平方米平方米公頃