04地形測(cè)量黃河水院課件

第一章緒論§1－1測(cè)繪工作的任務(wù)及其在社會(huì)建設(shè)中的作用一、定義測(cè)量學(xué)是一古老的地球科學(xué)，它自于希臘文的“土地劃分”。而近代的測(cè)量學(xué)已經(jīng)發(fā)展為一門多方面的綜合科學(xué)，通常叫做測(cè)繪科學(xué)。測(cè)繪科學(xué)研究的對(duì)象主要是地球的形狀、大小和地表面上各種物體的幾何形狀及其空間位置，目的是為人們了解自然和改造自然服務(wù)。二、分類測(cè)繪科學(xué)已發(fā)展為包含著許多學(xué)科的現(xiàn)代科學(xué)，它們分別是：1．地形測(cè)量學(xué)假如要研究的只是地球自然表面上一個(gè)小區(qū)域，則由于地球半徑很大，就可以把這塊球面當(dāng)作平面看待而不考慮其曲率。地形測(cè)量學(xué)研究的內(nèi)容可以用文字和數(shù)字記錄下來(lái)，也可用圖表示。2．大地測(cè)量學(xué)凡研究的對(duì)象是地表上一個(gè)較大的區(qū)域甚至整個(gè)地球時(shí)，就必須考慮地球的曲率。這種以研究廣大地區(qū)為對(duì)象的測(cè)繪科學(xué)是大地測(cè)量學(xué)的范疇。這門學(xué)科的基本任務(wù)是建立國(guó)家大地控制網(wǎng)，測(cè)定地球的形狀、大小和研究地球重力場(chǎng)的理論、技術(shù)和方法。3．?dāng)z影測(cè)量學(xué)攝影測(cè)量學(xué)是利用攝影象片來(lái)研究地表形狀和大小的測(cè)繪科學(xué)。因獲得象片的方法不同，攝影測(cè)量學(xué)又可分為地面攝影測(cè)量和航空攝影測(cè)量學(xué)4．工程測(cè)量學(xué)城市建設(shè)、大型廠礦建筑、水利樞紐、農(nóng)田水利及道路修建等在勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工放樣、竣工驗(yàn)收和工程監(jiān)測(cè)保養(yǎng)等方面的測(cè)繪工作，統(tǒng)稱工程測(cè)量學(xué)。主要任務(wù)有三方面，即：地面到圖紙，圖紙到地面，以及變形觀測(cè)。5．制圖學(xué)利用測(cè)量所得的資料，研究如何投影編繪成地圖，以及地圖制作的理論、工藝技術(shù)和應(yīng)用等方面的測(cè)繪科學(xué)是制圖學(xué)的范疇。§1－2測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況測(cè)量學(xué)是一門很古老的科學(xué)，至少有四千多年的歷史。古埃及的尼羅河泛濫后，消滅了土地界限，洪水過(guò)后需要重新劃定地界，這樣就需要測(cè)量學(xué)與幾何學(xué)的理論與技能。古代的一些重要水利工程和市政建設(shè)，都離不開(kāi)測(cè)量科學(xué)，例如公元前六世紀(jì)的尼羅河——紅海運(yùn)河、底格里斯河與幼發(fā)拉底河之間的霍巴運(yùn)河、伊拉克巴比他的“空中花園”等。據(jù)資料記載，公元前200年希臘人埃拉托斯芬第一個(gè)測(cè)定了地球的形狀與大小。

早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，已經(jīng)制成了利用磁石的指南儀器“司南”，它是沿用幾千年的指南針與羅盤的雛型。大約是公元前2200年，夏禹治水時(shí)，使用了“左準(zhǔn)繩，右規(guī)矩”的測(cè)量工具和方法。長(zhǎng)沙馬王堆3號(hào)漢墓出土了西漢時(shí)期的《地形圖》和《駐軍圖》》。俄國(guó)時(shí)代的《甘石星表》、東漢張衡研制的天球儀與侯風(fēng)地動(dòng)儀、魏晉時(shí)期劉徽的《海島算經(jīng)》、西晉裴秀的《制圖六體》、唐李吉甫的《元和群縣圖志》等等一系列成就都在我國(guó)測(cè)繪史上增添了光輝的篇章。

唐代增一行（張遂）主持了大規(guī)模的天文測(cè)量，其中包括公元724年進(jìn)行的從河南滑縣到上蔡長(zhǎng)達(dá)300km的子午線弧長(zhǎng)測(cè)量，并用日圭測(cè)定緯度，這是世界上最早的子午線弧長(zhǎng)測(cè)量。宋代沈括在他的著名著作《夢(mèng)溪筆談》中提出了磁偏角現(xiàn)象，這比哥倫布的發(fā)現(xiàn)要早400年。

世界測(cè)繪科學(xué)的發(fā)展與成熟始于17世紀(jì)。1617年開(kāi)始應(yīng)用三角測(cè)量；1668年出現(xiàn)了放大倍數(shù)為40倍的望遠(yuǎn)鏡，并普遍應(yīng)用于各種測(cè)量?jī)x器上。法國(guó)人皮卡爾等從1669年起進(jìn)行子午線弧長(zhǎng)測(cè)量，直到1792～1798年米申和德倫貝爾進(jìn)行了歷史性的工作，把通過(guò)巴黎的子午圈的長(zhǎng)度的四千萬(wàn)分之一作為lm。德國(guó)數(shù)學(xué)家高斯在1794年提出了最小二乘法理論，奠定了測(cè)量平差的基礎(chǔ)。高斯又于1816～1820年推導(dǎo)了橫圓柱正形投影的計(jì)算公式，克呂格在1912年加以研究改進(jìn)，用于測(cè)量實(shí)際。

在我國(guó)清代初期開(kāi)展了全國(guó)性測(cè)圖工作，1708～1718年完成了《皇輿全圖》。法國(guó)在1730～1780年進(jìn)行全國(guó)性地形測(cè)量。俄國(guó)在1745年繪成了歐洲部分地圖13幅和亞洲部分地圖6幅。20世紀(jì)50年代前后開(kāi)始，不少新的科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展。如電子學(xué)、信息論、相干光理論、電子計(jì)算機(jī)、空間科學(xué)技術(shù)等，它們又推動(dòng)了測(cè)繪科學(xué)的發(fā)展。1947年研究利用光波進(jìn)行測(cè)距，到60年代中利用氦氖激光器作為光源的電磁波測(cè)距儀就問(wèn)世了，這是量距工作的一大變革。在80年代電磁波測(cè)距儀在白天或黑夜的最大測(cè)程就能達(dá)到60公里，而且精度可達(dá)±（5mm+1ppm）。短測(cè)程的測(cè)距儀，測(cè)程為

1～2km，誤差僅及厘米。

20世紀(jì)40年代自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的問(wèn)世，標(biāo)志著水準(zhǔn)測(cè)量自動(dòng)化的開(kāi)端。1990年已研制出數(shù)字水準(zhǔn)儀，可以作到讀數(shù)記錄全自動(dòng)化。1968年生產(chǎn)了電子經(jīng)緯儀，它采用光柵、光學(xué)編碼來(lái)代替刻度分劃線，以電信號(hào)方式獲得測(cè)量數(shù)據(jù)，并可自動(dòng)記錄在存貯載體上。陀螺經(jīng)緯儀與激光經(jīng)緯儀亦已應(yīng)用于工程測(cè)量的定向工作。1957年第一顆人造地球衛(wèi)星上天，1966年開(kāi)始進(jìn)行人衛(wèi)大地測(cè)量，能以可全天候觀測(cè)，速度快，精度高，對(duì)洲際之間、島嶼和島嶼之間及島嶼和大陸之間的聯(lián)測(cè)能既快速又正確。20世紀(jì)70年代，通過(guò)人造衛(wèi)星拍攝地球的照片，使航天技術(shù)有了廣泛發(fā)展和應(yīng)用。80年代開(kāi)始發(fā)射的全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星，在90年代全部完成發(fā)射任務(wù)。

數(shù)字化自動(dòng)成圖系統(tǒng)，其中包括航測(cè)數(shù)字化成圖與全站儀數(shù)字化成圖，它與傳統(tǒng)的方法相比，具有成圖周期短、勞動(dòng)強(qiáng)度小、圖紙精度高等等無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)；

“3s”技術(shù)的崛起，其中包括地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和遙感，使