《测绘学基础》知识要点

测绘学基础知识要点第一章绪论内容：了解测绘学科的起源、发展沿革与分支学科的研究领域；测绘学的任务与作用。重点：大地测量学与地形测量学的研究领域和工作内容。难点：无。§1-1测绘学的定义研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形态和 人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地球分布，编制全球和局部地区各种比 例尺的地图和专题地图的理论和技术的学科。它是地球科学的一个分支学科。即：研究地球与空间有关数据（地理信息）的采集、量测、处理和应用的一门科学。§1-2测绘学的分支学科大地测量学： 主要研究整个地球的形状、大小和地球重力场及其变化，通过建立区域和全 球三维控制网及利用卫星测量、甚长基线干涉测量等方法测定地球各种动态的理论和技术。地形测量学： 测量小区域内的地球表面形状时，将其作为平面而不考虑地球曲率的影响而 进行的测量工作。摄影测量学与遥感 不接触物体本身，用传感器收集目标物的电磁波信息，经处理、分析后,识别目标物的形状、大小和空间位置，揭示其几何、物理特性和相互联系及其变化规律的科学技 术。工程测量学：研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的测量工作及建立相应信息 系统的理论与技术的学科。海洋测绘学：研究有关海洋几何要素、海面地形等自然和社会分布及编制海图的理论与技 术的学科。地图制图学：研究地图的信息传输、投影原理、制图概况和地图设计、编制、及建立地图 数据库的理论与技术的学科。地理信息系统：在计算机软件和硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性以一定 的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统。第二章测绘学基本知识内容：了解地球的形状、大小与点位的确定方法；掌握直线定向和空间点位的测算原理与方 法；了解地球表面曲率对测绘成果的影响情况；熟悉常用坐标系统、高斯地图投影方法、地 图分幅方法；掌握大比例尺地形图测绘的基本原理；了解控制测量与地形测量的一般原理与 技术方法。重点：直线定向和空间点位的测算原理与方法；常用坐标系统、高斯投影、地图分幅方法; 大比例尺地形图的测绘原理。难点：地球自然表面、大地水准面和椭球体面之间的关系；测绘上地面点位置表示方法与数 学的区别；常用的坐标系统及表示方法、所依据的基准；高斯投影的基本方法与分度带概念。§2-1地球的几何要素1 .地球的形状2 . 1.1地球的自然表面陆地29%,最高一珠穆朗玛峰8844.43m（2005年10月）；海洋71 %,最低一马里亚纳海沟-11022m。1.2 大地水准面与处于流体静平衡状态的海洋面（平均海水面）重合并延伸向大陆且包围整个地球的重力等 位面。 大地水准面一测量工作外业的基准面； 铅垂线一测量工作外业的基准线。 大地体 大地水准面包围的地球形体。1.3 参考椭球体面 参考椭球体一大小与大地体很接近的旋转椭球，作为地球的参考形状和大小。 参考椭球体面 一测量工作内业的基准面； 过椭球面法线 一测量工作内业的基准线。2.地球的大小扁率：f.a -b : a 一长半轴；b 一短半轴。 a平均半径：r =应也，或R = Va2b 。33.参考椭球体定位大地原点：在大地水准面与参考椭球体面非常接近的地球表面处选择一点P,设想椭球体与大地体相切，切点P'在P点的铅垂线上，这时P'点的法线与该点对大地水准面的铅垂线重合，并使椭球的短轴与地球自转轴平行。这个过程叫参考椭球体定位，P点称为大地原点。国家大地原点：1980年国家大地测量参考系的原点位于陕西省泾阳县永乐镇。§2-2确定地面点位的方法1概念球面/平面坐标一坐标投影；铅垂线 一-竖直距离2点的图程/标局2.1 定义绝对高程：地面点到大地水准面的铅垂距离，亦称海拔假定高程：地面点到某一假定水准面的铅垂距离，亦称相对高程2.2 我国大地水准面 （“1985高程基准”）：青岛黄海平均海水面 一H黄=0m,青岛观象山水准原点 一H0 = 72.260m, （19531979年验潮资料，1987年启用）。“195解黄海高程系Ho=72.289m, （19501956年资料）。国家高程控制网是确定地貌地物海拔高程的坐标系统，按控制等级和施测精度分为一、二、 三、四等网。目前提供使用的1985国家高程系统共有水准点成果114041个，水准路线长度为416619. 1 公里。2.3 高差：两点之间高程的差值。3点在投影面上的坐标（3.1 地理坐标（地轴：NS 地球自转轴；南极、北极：N, S;子午面：过地轴的平面；起始（首、本初）子午面（：格林威治子午面；赤道面：过球心与地轴正交的平面：经线（子午线、子午圈）：子午面与椭球面的交线；首（本初）子午线：通过Greenwich天文台；纬线（纬圈、平行圈）：与地轴正交 并平行赤道面在椭球面的截线。天文坐标大地水准面上：天文经度（入：两子午面间的二面角（即两地间时角差）；天文纬度也过地面点铅垂线与赤道面的交角。大地坐标椭球面上：大地经度 B:两子午面间的二面角；大地纬度 L:过某点法线与赤道面的交角。 1954年北京坐标系：以1942年前苏联西部普尔科夫为原点联测的北京原点坐标系，采 用克拉索夫斯基椭球元素。 1980年国家大地坐标系：西安泾阳县永乐镇大地原点的坐标系，采用1975年国际椭球元素（第三个推荐值）a= 6378140m； b= 6356755m； f= 1/298.257国家平面控制网是确定地貌地物平面位置的坐标体系，按控制等级和施测精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的国家平面控制网含三角点、导线点共154348个，构成1954北京坐标系统、1980西安坐标系两套系统。3.2 高斯平面坐标系采用高斯投影（等角横轴切椭圆柱投影），地球椭球面与平面间的分带正形投影的坐标系统。6°带（适合1/2.5万1/5万地形图）：从首子午线起，每6°一带。各带中央子午线经度：L6 = 6°N-3°o其中：N 投影带号。全球 N=160。我国72°136°,即第1323带，即11个6°带。 阜新6°带中央子午线L6= 6°X 21 -3 = 123°o坐标自然值：一用于内业计算；通用值：X通=*自；Ya=Y§+ 500km （X轴西移）+带号。 一用于资料管理。3。带（减少投影带边缘的长度变形）：从东经1。30起，每3。一带。（适合 1/2.5万地形图），各带中央子午线经度：L3 = 3n°o3.3 独立平面直角坐标测区小，曲面一平面。§2-3直角坐标系1坐标推算已知：点1的坐标Xi, Yi,点1和2间的平距&有方位角a12；求：点2坐标X2 , 丫2。2 =Xi +AX12 =Xi +&2 XC0S«12 -丫2=丫1+刈2 =丫+§2 -2直线定向2.1 基准方向 真子午线（真北）方向：过地球某点的真子午线的切线方向。 磁子午线（磁北）方向：磁针自由静止时其轴线方向。 坐标纵轴（坐标北）方向：高斯平面坐标系x轴方向。2.2 基准方向间的关系磁偏角S：过某点的磁子午线方向与过该点真子午线方向的夹角。（东偏+,西偏一）子午线收敛角丫各子午线与该带中央子午线的夹角。（东+,西一）产ALsinB。2.3 方位角（Azimuths）直线的方向 定义：从基准方向北端顺时针到某直线的角度。 真方位角 A真以真北为基准方向； 磁方位角 A磁以磁北为基准方向； 坐标方位角 u 以坐标北为基准方向。换算关系：A真=丹兹+6 =" +尸。2.4 象限角（Bearings）定义：某直线与基准方向间的锐角。以R表示方位角与象限角间换算关系：直线方向根据象限角R求方位角A根据方位角A求象限角RA象限A = RR = A第二象限A=180o-RR = 1800 - A第三象限A=180o+ RR = A -1800第四象限A = 360o - RR = 360o-A2.5 正反方位角正方位角：X轴方向与某直线前进方向间的坐标方位角。反方位角：X轴方向与某直线后退方向间的坐标方位角。£ BA = 0fAB+1800。3地面点坐标测算原理直接测算天文测量、GPS测量等；间接测算常规（大地、普通）测量。3.1 坐标正算 23 =: 21：2 =二 12180 - -2.X3 =X2LX23 =X2S23 COS： 23V3 =V2 +4丫23 =丫2 +S23SinO（23, 03.2 坐标反算象限角：r12 =tan”12 ；Xi2平距：S12 =y =上三=Ax122y122sin = 12cos.：H23.3象限的判定(Determinant for quadrants )期限Ai-Ay力向培。的大小示意 图JJ1IImIV+1II1|CT r 91 广9CF |81.r10* -270*270* -3450*1-4y"八1H§2-4地图的基本知识1地图定义传统定义：地图是根据特定的数学法则，将地球或星球上的自然和社会经济现象通过制图 综合，并以符号和注记缩绘到平面上的图像。现代定义：地图是遵循一定的数学法则，将客体（地球及其它星球）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，一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。2地图基本特，性 数学法则；地图概括/制图综合）；符号系统；地理信息载体3地图内容3.1 数学要素坐标网； 大地控制点； 比例尺（；（4）定向指标线 3.2 地理要素（图形要素）反映制图对象相对地理位置及与地理环境间联系的要素。地图的基本内容。自然地理要素；社会经济地理要素。3.3 辅助要素图名；图号；图例（Legend）;接图表；图廓；分度带；量图用表；附图编图资料；成图说明；。3.4 补充资料补充地图；表格。3.5 分类4.1 按内容分类普通地图平面图；地形图；地理图或一览图。专题地图自然地图；社会经济地图；工程技术地图4.2 按比例尺分类（见表4-1）5地图成图法5.1 实测成图法：实地测绘而制作地图。5.2 编绘成图法：根据已有地图和编图资料在室内编制新图。5.3 机助成图法：依据图数转换原理，以计算机为中心设备的现代成图法。5.4 遥感资料成图法：以航空像片为原始资料进行分析和量测绘成地形图。表4-1地图按比例尺分类大比例尺中比例尺小比例尺普通地图)1/巧<1/1 万，而 > 1/10阳< 1/100 万地形图1/讦< 1/5 千，而 > 1/53<1/536地图比例尺6.1 比例尺：地图上线段长/实地线段在椭球面上水平投影长（1/M）。6.2 表不形式数字比例尺；图解比例尺 含直线比例尺：微分（斜分）比例尺复式比例尺。6.3 地图比例尺系八种常用：1/5千；1/1万；1/2.5万；