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1、第一講 測(cè)量的基準(zhǔn)面與坐標(biāo)系作者:本站 來(lái)源:本站原創(chuàng) 發(fā)布時(shí)間:2009-6-1 23:23:23 發(fā)布人:gyl減小字體 增大字體 第 1 次課首頁(yè)本課主題測(cè)量的基準(zhǔn)面與坐標(biāo)系授課日期 目的通過(guò)本次課的學(xué)習(xí),使學(xué)員了解測(cè)量學(xué)的定義、內(nèi)容、分支和發(fā)展歷史,對(duì)地圖成圖過(guò)程有一個(gè)整體性認(rèn)識(shí)。理解大地水準(zhǔn)面、參考橢球面的定義、性質(zhì)和作用,掌握大地坐標(biāo)系、天文坐標(biāo)系、平面直角坐標(biāo)系、高程的基本概念。講授內(nèi)容與時(shí)間分配序號(hào)講 授 內(nèi) 容時(shí)間1本課程介紹5分
2、2§1.1 緒論15分3§2.1 地球形狀、大小及其基準(zhǔn)面37分4地球的自然形體5分5大地水準(zhǔn)面及其特性15分6參考橢球面及其特性17分7§2.2 測(cè)量坐標(biāo)系30分8大地坐標(biāo)系與天文坐標(biāo)系 地球坐標(biāo)系與協(xié)議地球坐標(biāo)系16分9平面直角坐標(biāo)系、高程與高差14分10小結(jié)3分重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn):
3、大地水準(zhǔn)面及其特性參考橢球面及其特性大地坐標(biāo)和高程難點(diǎn):大地水準(zhǔn)面及其特性參考橢球面及其特性方法手段1. 采用啟發(fā)式教學(xué)方法2. 利用多媒體Powerpoint模片,采用講授+自學(xué)方式上課。 實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn) 教 案 正 文本課程介紹:(約5分鐘)教學(xué)目標(biāo)掌握測(cè)量學(xué)的基礎(chǔ)理論和概念,為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定扎實(shí)的基礎(chǔ);(專業(yè)基礎(chǔ)課)掌握野外地形測(cè)圖的基本原理和技術(shù),為今后工作打下技能基礎(chǔ)。(大比例尺數(shù)字測(cè)圖原理與方法) 教學(xué)特點(diǎn)課程特點(diǎn):概念多,理論與實(shí)踐并重教學(xué)方
4、法:自學(xué) + 講授 + 討論 + 實(shí)習(xí)業(yè)務(wù)作風(fēng):真實(shí)、準(zhǔn)確、細(xì)致、及時(shí)幾點(diǎn)希望處理好專業(yè)基礎(chǔ)理論與實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系素質(zhì)教育具體化、日?;?#160; 自學(xué) 獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題 課堂提問(wèn) 口頭表達(dá) 作業(yè) 寫(xiě)作
5、160; 實(shí)習(xí) 動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)精神緒論(約15分鐘)一、測(cè)量學(xué)的概念定義:研究地球的形狀和大小,確定地面點(diǎn)的空間位置,將地球表面的形狀和其它信息測(cè)繪成地圖的科學(xué)。對(duì)象: 地球的自然表面內(nèi)容:研究地球形狀和大小,測(cè)制地圖的理論與技術(shù) 確定空間位置的技術(shù).主要分支: 大地測(cè)量學(xué) 地形測(cè)量學(xué) &
6、#160; 攝影測(cè)量學(xué) 工程測(cè)量學(xué) 制圖學(xué) 海洋測(cè)量學(xué) 備 注
7、 舉例說(shuō)明測(cè)量學(xué)各分支學(xué)科與其它學(xué)科不斷融合、分化與相互滲透的發(fā)展規(guī)律 教 案 正 文測(cè)量學(xué)發(fā)展歷史與趨勢(shì):發(fā)展階段測(cè)量?jī)x器測(cè)量理論測(cè)量產(chǎn)品名稱演變古代17世紀(jì)前繩尺、步弓、矩尺簡(jiǎn)單機(jī)械式弧度測(cè)量、面積計(jì)算理論原始簡(jiǎn)單粗糙的地圖地形測(cè)量學(xué) 測(cè)量學(xué) 現(xiàn)代測(cè)量學(xué)近代17-20世紀(jì)初望遠(yuǎn)鏡、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、平板儀光學(xué)機(jī)械式三角測(cè)量、最小二乘法、地圖投影測(cè)量走向
8、精確實(shí)測(cè)的地圖現(xiàn)代20世紀(jì)至今電子儀器、航空攝影、GPS電子智能儀器GIS、RS、GPS數(shù)字測(cè)圖測(cè)量走向自動(dòng)化數(shù)字地圖將來(lái)數(shù)字化、自動(dòng)化、小型化、智能化數(shù)字地球大眾化的數(shù)字地圖二、現(xiàn)代測(cè)量學(xué)的概念1.地形測(cè)量學(xué)定義:研究在野外條件下,將地球表面局部區(qū)域的地物和地貌直接測(cè)繪成地形圖的理論、技術(shù)和方法的學(xué)科。地物:地面上位置固定、界線分明的物體(河流、橋梁)地貌: 地面上高低起伏的自然形態(tài)(高山、丘陵)地形圖:表示地物和地貌的正射投影圖對(duì)象:地球的局部區(qū)域內(nèi)容:控制測(cè)量 地形測(cè)圖2.現(xiàn)代測(cè)量學(xué)研究基本測(cè)量理論,利用現(xiàn)代測(cè)量?jī)x器和測(cè)量方法測(cè)定地面點(diǎn)的空間位置,將地球表面的自然
9、形態(tài)和人工設(shè)施測(cè)繪成數(shù)字地圖的理論和技術(shù)的學(xué)科。三、地形圖的成圖過(guò)程 備 注 提問(wèn):生活、學(xué)習(xí)中見(jiàn)過(guò)的測(cè)量?jī)x器 提問(wèn):大家見(jiàn)過(guò)的地圖是如何制作的呢? 教 案 正 文四、測(cè)量的基
10、本理論問(wèn)題如何將不規(guī)則的地球表面上的地物地貌表示成平面地形圖?解決思路:不規(guī)則的地球表面上的地物地貌表達(dá)到基準(zhǔn)面上將基準(zhǔn)面上投影成平面對(duì)平面地圖進(jìn)行分幅§2.1 地球形狀、大小及其基準(zhǔn)面(約37分鐘)一、地球的自然形體局部特點(diǎn):高低起伏,極其復(fù)雜整體特點(diǎn):1、近似一個(gè)兩極略扁的橢球; 2、可視為水球(海71 %,陸29%); 3、無(wú)法用數(shù)學(xué)公式描述。
11、0; 二、大地水準(zhǔn)面及其特性1、水準(zhǔn)面靜止的液體表面,稱為水準(zhǔn)面。特性: 1、處處與鉛垂線正交。2、是不規(guī)則的表面,有無(wú)窮多,且相互平行。3、水準(zhǔn)面與鉛垂線可作為野外測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線2、大地水準(zhǔn)面定義:設(shè)想的處于靜止?fàn)顟B(tài)的平均海水面,并向陸地內(nèi)部延伸而形成的一個(gè)封閉形體的表面。其所包含的形體稱為大地體。特性:大地水準(zhǔn)面是水準(zhǔn)面之一;常作為高程基準(zhǔn)三、參考橢球面及其特性地球橢球:形狀與大小都與大地體十分接近的旋轉(zhuǎn)橢球橢球元素:長(zhǎng)短半軸 a、b或a、扁率=(a-b)/a橢球定位:確定地球橢球與大地體的相關(guān)位置的過(guò)程。其目的是使地球橢球面的局部與某一地區(qū)的大地水
12、準(zhǔn)面實(shí)現(xiàn)最佳擬合。參考橢球:形狀與大小以及與大地體的相關(guān)位置均已確定的地球橢球,其表面叫參考橢球面。備 注 用圖形演示解決思路 本課程研究對(duì)象地球,其形狀大小如何呢?(引出該節(jié)學(xué)習(xí)的目的) 鉛垂線用下圖解釋大地水準(zhǔn)面用下圖解釋參考橢球用下圖解釋教 案 正 文參考橢球面特性 :是一個(gè)規(guī)則表面,可用公式表示是測(cè)量計(jì)算的基準(zhǔn)面參考橢球面的確立,標(biāo)志著測(cè)量坐標(biāo)系的建立我國(guó)測(cè)量坐標(biāo)系使用情況:1954年北京坐標(biāo)系選用克拉索夫斯基橢球元素 a=6378245 m, =1:298.3與蘇聯(lián)1942年坐標(biāo)系聯(lián)測(cè)1980年國(guó)家坐標(biāo)系選用IUGG
13、推薦的橢球元素 a=6378140 m, =1:298.257原點(diǎn)在陜西涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)2000國(guó)家大地測(cè)量坐標(biāo)系(CGCS 2000 - Chinese Geodetic Coordinate System 2000,2008年7月1日啟用)選用IUGG17 推薦的橢球元素 a=63781137 m, =1:298.257WGS-84坐標(biāo)系(美國(guó) GPS系統(tǒng)使用)四、圓球在地形測(cè)量中,將地球近似看成圓球 R=(a+a+b)/3 = 6371 km§2.2 測(cè)量坐標(biāo)系(約30分鐘)一、大地坐標(biāo)系1、坐標(biāo)系
14、的建立2、大地坐標(biāo)的定義 提問(wèn):為什么要建立2000國(guó)家大地坐標(biāo)系?其重要意義是? 提問(wèn):為什么能將地球近似看成是圓球呢? 引言:坐標(biāo)系是確定點(diǎn)的空間位置的基準(zhǔn)。在測(cè)量上如何建立坐標(biāo)系呢? 教 案 正 文大地經(jīng)度L:過(guò)橢球面上M點(diǎn)的子午面與起始子午面所構(gòu)成的二面角L,叫M點(diǎn)的大地經(jīng)度東經(jīng):自起始子午面向東量稱為東經(jīng) 各
15、0-180西經(jīng):自起始子午面向西量稱為西經(jīng)大地緯度B:過(guò)橢球面上M點(diǎn)的法線與赤道面的夾角B,叫M點(diǎn)的大地緯度。北緯:自赤道面向北量稱為北緯南緯:自赤道面向南量稱為南緯 各0-90°二、天文坐標(biāo)系1、坐標(biāo)系的建立2、天文坐標(biāo)定義天文經(jīng)度:過(guò)地面點(diǎn)M的天文子午面與起始天文子午面之間的夾角。天文緯度:地面點(diǎn)M的鉛垂線方向與天文赤道面的夾角。 三、高程基準(zhǔn)面: 大地水準(zhǔn)面定 義: 面點(diǎn)沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離,
16、; 通常稱為高程、正高、海拔。用H表示。大地水準(zhǔn)面的確定:備 注 強(qiáng)調(diào):大地坐標(biāo)系與天文坐標(biāo)系的區(qū)別:垂線偏差 強(qiáng)調(diào):高程術(shù)語(yǔ)的不同說(shuō)法 教 案 正 文1956年黃海高程系: 根據(jù)青島驗(yàn)潮站1950
17、-1956年間的驗(yàn)潮結(jié)果,作為黃海平均海水面水準(zhǔn)原點(diǎn)高程:72.289 m1985年國(guó)家高程基準(zhǔn):根據(jù)青島驗(yàn)潮站1952-1979年間的驗(yàn)潮結(jié)果,作為黃海平均海水面水準(zhǔn)原點(diǎn)高程:72.260 m四、地球坐標(biāo)系與協(xié)議地球坐標(biāo)系1. 地球坐標(biāo)系2. 協(xié)議地球坐標(biāo)系五、平面直角坐標(biāo)系1. 坐標(biāo)系的定義 測(cè)量上,以X軸為縱軸,Y軸為橫軸。2. 特點(diǎn) 坐標(biāo)軸向、象限順序、角度量測(cè)方向均與數(shù)學(xué)坐 標(biāo)系相逆;
18、; 基于數(shù)學(xué)坐標(biāo)系推證的所有三角函數(shù)公式均可直接使用。五、高差定義: 同一高程系中,兩點(diǎn)的高程之差。用h表示 B點(diǎn)對(duì)A點(diǎn)的高程: A點(diǎn)對(duì)B點(diǎn)的高程: hAB = HB HA hBA = HA - HB 備 注放映水準(zhǔn)原點(diǎn)視頻平面直角坐標(biāo)系用下圖解釋本節(jié)課小結(jié):(約3分鐘) 緒論§ 測(cè)量學(xué)的概念 § 地形測(cè)量學(xué)的概念 § 地形圖成圖過(guò)程地球及基準(zhǔn)面l 地球的自然表面l 大地水準(zhǔn)面及其特性l 參考橢球面及其特性 測(cè)量坐標(biāo)系§ 大地坐標(biāo) § 高程 第 1 次課尾頁(yè)內(nèi)容小結(jié) 本次課講述了測(cè)量學(xué)和現(xiàn)代測(cè)量
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