数字测图原理与方法-潘正风-课件-优质.ppt

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1、地质与测绘学院魏东英数字测图原理与方法PrincipleandMethodsofDigitalMapping1第二章测量坐标系和高程2.1地球形状和大小2.2测量常用坐标系和参考椭球定位2.3地图投影和高斯平面直角坐标系2.4高程2.5用水平面代替水准面的限度2.6方位角本章小结16九月202122.1地球的形状和大小1、地球概述地球的自然表面：地球的自然表面高低起伏，其形状十分复杂。海洋的面积占71%,陆地的面积占29%。珠穆朗玛峰高达8844.43米马里亚纳海沟深达11000多米人类认识地球的过程经过了2-3千年的过程1

2、6九月202132、铅垂线地球表面任一质点，都同时受到两个作用力：其一是地球自转产生的惯性离心力；其二是整个地球质量产生的引力。这两种力的合力称为重力。重力的作用线又称为铅垂线。铅垂线是测量外业所依据的基准线。16九月202143、水准面（1）水准面：液体受重力而形成的静止表面称为水准面。（2）特点：①水准面是一个重力等位面，水准面上处处与该点的重力方向（铅垂线方向）垂直。②在地球表面上、下重力作用的范围内，通过任何高度的点都有一个水准面，因而水准面有无数个。16九月202154、大地水准面（1）定义：在测量工作

3、中，把一个假想的、与静止的海水面重合并向陆地延伸且包围整个地球的特定重力等位面称为大地水准面。（2）大地水准面的特征：①是一个封闭的曲面。②是一个略有起伏的不规则曲面，由于地表起伏以及地球内质量分布不均匀，所以大地水准面是个复杂的曲面，无法用数学公式精确表达。大地水准面是测量外业所依据的基准面。16九月20216二、参考椭球体由于大地水准面是不规则曲面，无法准确描述和计算。也难以在其面上处理测量成果因此，用一非常接近大地水准面的数学面------旋转椭球面代替大地水准面，用旋转椭球体描述地球。作为描述地球表面空间位置

4、的基准，称其为地球椭球。16九月20217地球椭球分类：总地球椭球:与全球范围内的大地水准面最佳拟合，即与大地水准面最接近的地球椭球称；参考椭球:与某个区域的大地水准面最佳拟合，即与某个区域如一个国家大地水准面最为密合的椭球称为参考椭球，其椭球面称为参考椭球面。由此可见，参考椭球有许多个，而总地球椭球只有一个。16九月20218大地水准面差距:地球椭球与大地水准面的距离垂线偏差:地面一点对大地水准面的垂线和对于地球椭球面的法线夹角.参考椭球面：一个以椭圆的短轴为旋转轴的旋转椭球体的表面。椭球体的大小和大地体十分接近。参考

5、椭球面可用数学模型表示。16九月20219大地原点：确定大地水准面和参考椭球面的相互关系。定向：短轴平行于地轴定位：大地体与椭球体相切定大小：椭球的基本元素一定我国大地原点在西安泾阳县永乐镇16九月20211016九月202111在几何大地测量中，椭球的形状和大小通常用长半轴a、短半轴b和扁率f来表示。我国1980年国家大地坐标系采用了1975年国际椭球，该椭球的基本元素是：a=6378140mb=6356755.3mf=1/298.257由于参考椭球体的扁率很小，当测区面积不大时，在普通测量中可把地球近似地看作圆球体，其半

6、径为：参考椭球面可以用数学公式准确地表达。因此，在测量工作中用这样一个规则的曲面代替大地水准面作为测量计算的基准面。16九月202112几种常见的椭球体参数值克拉索夫斯基椭球体1975年国际椭球体WGS-84椭球体abfe2e′26378245.0000000000（m）6356863.0187730473（m）1／298.30.0066934216229660.0067385254146836378140.0000000000（m）6356755.2881575287（m）1／298.2570.00669438499958

7、80.0067395018194736378137.0000000000（m）6356752.3142（m）1/298.2572235630.00669437990130.00673949674227其中，a为长半轴，b为短半轴，f为扁率，e为第一偏心率，e′为第二偏心率。16九月20211316九月202114测量工作的基准线和基准面测量工作的基准线—铅垂线。测量工作的基准面—大地水准面。测量内业计算的基准线—法线。测量内业计算的基准面—参考椭球面。16九月202115思考题1、地球的形状近似于怎样的形体？2、地球自然表面

8、、水准面、大地水准面和参考椭球面的区别和联系？3、参考椭球的基本元素有哪些？4、测量工作的基准面和基准线是指什么？5、平均海水面____（是/不是）参考椭球面。6、任意高度的静止的液体表面（如平静的湖水面）______（都是/都不是/有的是）水准面16九月2021162.2测量常用坐标系和