测绘学基础与数字化成图

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1、第1编测绘学基础第1章绪论1．1测绘学的任务和作用测绘学基础测绘学是以地球形状、大小及地球表面上的各种地物(如房屋、道路、河流、桥梁等)的几何形状和地貌(如高山、丘陵、盆地、平原等)的形态为研究对象，并研究如何将地面上的各种地物、地貌测绘成图及将设计在图纸上的各种建筑物放样于实地的有关理论与方法的一门科学。其作用在于为人们了解自然、改造自然提供各种有效数据及图纸，帮助人们把改造自然的种种想法付诸于实际，从而实现人们的宏伟蓝图。随着人类社会的不断发展，人们对测绘学也不断提出新的课题，因而测绘学也相继产生了较多的分支

2、学科。地形测量学是研究小区域地面点的位置(平面位置x，y及H高程)，并将地球表面局部地区的地物、地貌及有关信息按一定比例尺测绘成图的一门学科。是测绘专业的一门技术基础课。通过对地形进行测绘可以得到各种不同比例尺的地形图，以供科学研究、国防和工程建设、规划、设计等使用，同时也为GIS提供有效数据。大地测量学是以大区域或整个地球为研究对象，其基本任务是建立国家大地控制网，测定地球形状、大小和研究地球重力场的理论、技术和方法。通过大地测量可取得不同等级控制点的有关成果，一方面为科学研究提供有效数据，另一方面也是其他学科

3、的基础性工作。工程测量学是以各种工程(工业厂房建设、铁路建设、隧道及地下工程建设、水利工程建设及城市规划建设等)为研究对象，为各种工程的勘探设计、施工放样、竣工验收和工程监测、保养等方面提供理论及方法的一门学科。通过工程测量可将人们设计在图纸上的各种工程放样于实地并保证工程按设计图纸施工。摄影测量是利用摄影相片来研究地表形状及大小的一门学科。随着遥感技术的不断发展，其应用范围越来越广。除上述学科外，测绘学还包括矿山测量学、制图学、海洋测量学、地籍测量学等许多学科。在国民经济建设和国防建设中，测绘工作常被人们称为尖

4、兵，这是因为测绘工作是一切大型工程建设、设计、施工的前导性工作。如在公路、铁路的建设过程中，要选择最经济、合理的路线，要计算填挖的土方量、隧道长度、桥涵的孔径大小(其与计算汇水面积有关)等都离不开相应的图纸。在城市建设中，如规划、设计有关道路、房屋，上、下水管线，电力线、供暖管线等相关设施也都离不开相应的图纸。而在具体旋工阶段又要将规划、设计的内容按要求落于实地，更离不开测绘工作。可以说测绘工作是一切大型工程建设、规划、设计不可缺少的基础性工作。由于我国幅员辽阔，又正处于高速发展阶段，因此测绘工作十分繁重，这就要

5、求我们每一位测绘工作者对待测绘工作要兢兢业业，不畏艰辛，为把我国建设成为高度发达的社会主义强国作出自己应有的贡献。1．2测绘学的发展概况测绘学是一门发展历史悠久的科学。在我国各个历史时期都有关于测量方面的史料记载，如在公元前7世纪前后的《管子>，西汉初期的《地形图》及《驻军图>，东汉时期的《灵宪》，魏晋时期的《海岛算经》，西晋时期的<制图六体>、<禹贡地域图>、<地形方丈图》，唐代时期的《海内华夷图》，宋代时期的《华夷图》、《禹迹图>、《天下州县图>，清代时期的《皇舆全图>等。世界各国测绘科学的发展主要是在17世

6、纪初逐步发展起来的。在17世纪望远镜发明以后，各种测量仪器在结构上有了质的变化，在精度上有了大幅的提高，为测绘科学带来了一次飞跃。自19世纪末航空摄影测量出现以后，测绘又增添了新的方法。在20世纪80年代以后，随着计算机、测距仪、电子经纬仪、全站仪、GPS(GRS-RTK技术)绘图机及测绘成图软件的出现，为测绘科学又带来了一次飞跃。如在地形图测绘方面，在数据的采集和成图速度与质量上都有了质的飞跃，使自动化成图得以实现。加之国内各种成图软件(如清华三维的EPSW电子平板、上海数维的WALK、南方公司的CASS)的日

7、益成熟，使地形测量的作业模式发生了根本性变化。如电子平板的作业模式可以实现现场实时成图。全站仪+草图+计算机、GPS．RTK+草图+计算机的作业模式也可以实现地形测量的内外业一体化。随着GIS的出现，对地形测量与成图又提出了更高的要求，不但要有准确的平面图，而且要配有相应的数字地图；不但要有丰富的信息，而且要为使用部门对图形及数据的管理提供各种有效的数据，使地形测量又增加了新的内涵。我国加入了WTO，大多数测绘部门在不远的将来都将拥有更先进的测绘设备，因此我们每一位测绘工作者，特别是在校学习的大学生，更应该掌握这

8、些先进设备的使用和新的相关理论，推动我国的测绘事业不断向前发展，以适应社会主义现代化建设的需要。第2章测量学的基本知识2．1地球的形状、大小和地面点位的确定2．1．1地球的形状和大小在地球表面既有高山、盆地，又有陆地、海洋。可以说地球表面是一个极不规则的曲面，但就整个地球而言，海洋面积约占地球表面的71％，而陆地仅占29％。因此假设有一个静止的水面，将其向陆地延伸，从而形