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1、Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 1 1 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 2 2 课程介绍 1、实用性很强 测量基本功：测、绘、算（毕业学生多年之后可能还需要用到此课程的 内容），考研（专业基础课）。 2、以往学习情况 课不难，考试的时候比较简单，但是学的不扎实；眼高手低，基础知识 掌握不好，不该出错的地方出了错。 3、实践性强：56学时，20学时为实验课，4学分 暑期还有4周勘测实习，4学分 时间少，预习；实验指导书；实验手薄； 实验分组，4人一组，成绩，动手能力，男女，组长 小心仪器，照价赔偿
2、 4、成绩：卷面70%；平时30% 操作水平，实验报告，作业 （按时，独立）、出勤等 5、实验报告：认真、规范、完整、按时 6、答 疑：集中答疑 7、教材和实验手册：南校区图书馆统一购买。 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 3 3 第一章 绪论 1.1 测量学与土木工程 1.2 地面点位的确定 1.4 测量工作概述 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 4 4 1.1 测量学与土木工程 1测量学(surveying)的定义及任务 2测量学科的分类 3测量学作用 Dept. of RE, CSUDept.
3、 of RE, CSU 中 南 大 学 5 5 测设:图纸 地面 测定:地面 图纸 1测量学(surveying)的定义 测量学是研究地球的形状和大小，确定地球表面各种物 体的形状、大小和空间位置的科学。 其主要任务是测定和测设。 测定 (location)：使用测量仪器和工具，通过测量和 计算将地物和地貌的位置按一定比例尺、规定的符号缩小 绘制成地形图，供科学研究和工程建设规划设计使用。 测设（放样）(seeing-out)：将在地形图上设计出的 建筑物和构筑物的位置在实地标定出来，作为施工的依据 。 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 6 6
4、2测量学科的分类 普通测量学 大地测量学 (Geodesy ) 摄影测量学 (Photogrammetry) 工程测量学 (Engineering surveying) 地图制图学 (Cartography) Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 7 7 普通测量学 定 义 研究将地球表面局部地区的地貌及地物测绘成大比 例尺地形图的基本理论和方法的科学。 不考虑地球曲率 基本任务 地图绘制理论与方法研究。 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 8 8 大地测量学(Geodesy) 定义 研究和确定地球形状、
5、大小、重力场、整体与局部运动和地 表面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科。 必须考虑地球曲率 基本任务 测定地球形状、大小和重力场(gravity field) 建立国家大地控制网(national geodetic control network) 为地形测图和各种工程测量提供基础起算数据 为空间科学、军事科学及研究地壳变形、地震预报等提供 重要资料 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 9 9 摄影测量与遥感学 (Photogrammetry and Remote Sensing) 定义 研究利用电磁波传感器获取目标物的影像数据，从中提
6、 取语义和非语义信息，并用图形、图像和数字形式表达的学 科。 基本任务 通过对摄影像片或遥感图像进行处理(processing)、量 测(measurement)和解译(interpretation) 测定物体的形状(shape)、大小(size)和位置(position) 进而制作成图 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 1010 黑白黑白( (全色全色) )像片像片 对对对对 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 1111 彩色像片彩色像片 Dept. of RE, CSUDept. of RE, C
7、SU 中 南 大 学 1212 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 1313 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 1414 SPOT热红外影像纽约曼哈顿世贸大厦倒塌三小时后所 获取的影像(2001年9月11日当地上午11:55) Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 1515 IKONOSIKONOS 1m1m分辨分辨 率全色影率全色影 像像 天安门广场天安门广场 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 1616 IK
8、ONOSIKONOS获获获获取的影像取的影像 神州五号发发射11天前的“酒泉卫卫星发发射中心”影像 2003-10-42003-10-4 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 1717 IKONOSIKONOS获获获获取的影像取的影像 神州五号发发射3小时时之后的“酒泉卫卫星发发射中”影像 2003-10-152003-10-15 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 1818 法国巴黎埃菲法国巴黎埃菲尔尔铁铁铁铁塔塔 QuickBirdQuickBird彩色合成影像彩色合成影像 Dept. of RE,
9、CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 1919 工程测量学(Engineering Surveying) 定义 工程测量学是研究各项工程在规划设计、施工建设和运营管理阶 段所进行的各种测量工作的学科。 工程项目：铁路、公路、桥梁、隧道、水利工程、地下工程 、管线(输电线、输油管)工程、矿山和城市建设等 基本任务 各个阶段所进行的地形和有关信息的采集、处理和成图各个阶段所进行的地形和有关信息的采集、处理和成图 工程建筑物或设备安装的施工放样工程建筑物或设备安装的施工放样 变形监测、分析和预报变形监测、分析和预报 对测量和工程有关的信息进行管理和使用对测量和工程有关的信息进行管理
10、和使用 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 2020 Topographic MapsTopographic Maps Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 2121 地图制图学(Cartography) 定义 研究模拟(analogous)和数字(digital)地图的基础理论 、设计、编绘、复制的技术和方法的学科。 基本任务 利用各种测量成果编制(compile)各类地图 工作内容一般包括 地图投影 (map projection) 地图编制 (map compilation) 地图整饰 (map g
11、rooming) 地图制印 (map printing) Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 2222 百度地图 Google earth Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 2323 3、土木工程测量学的作用 （1）勘测设计： 为选线测绘带状地形图。 （2）施工（放样）： 把线路和各种建筑物正确地测设到地面上。 （3）竣工： 对建筑物进行竣工测量。 （4）营运： 维护、保养（公路段中肯定有搞测量的） 为改建 、扩大建而进行的各种测量。 （5）变形观测 为安全运营，防止灾害进行变形测量。 Dept. o
12、f RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 2424 一、地球的形状和大小 二、测量坐标系 1.2 地面点位的确定 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 2525 一、地球的形状和大小 应掌握水准面、大地水准面、参考椭球的概念及关系，以及测量 的基准面。 地球是一个南北极稍扁，赤道稍长，平均半径约为6371km的椭球 。 测量工作是在地球表面上进行的，而地球的自然表面有高山、丘陵、 平原、盆地、湖泊、河流和海洋等高低起伏的形态，其中海洋面积约 占71%，陆地面积约占29%。 Dept. of RE, CSUDept. of R
13、E, CSU 中 南 大 学 2626 大地水准面（mean sea level） 静止的水面称为水准面。 同一水准面上的重力位处处相等； 同一水准面上任一点的铅垂线都与水准面相正交。 与平静的平均海水面相重合、并延伸通过陆地而形成的 封闭曲面称为大地水准面。 大地水准面包围的形体称为大地体(Geoid)。 配合最佳的 参考椭球面 大地 水准面 大地水准 面差距N Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 2727 图形：水准面及大地水准面图 水准面的特性处处与铅垂线正交、封闭的 重力等位曲面。 铅垂线测量工作的基准线 Dept. of RE, CSUD
14、ept. of RE, CSU 中 南 大 学 2828 测量基准面 由于地表起伏以及地球内质量分布不均匀，所以大地 水准面是个复杂的不规则曲面。 1测量工作基准面水准面、大地水准面。 水准面静止海水面所形成的封闭曲面。 大地水准面其中通过平均海水面的那个水准面。 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 2929 2测量计算基准面旋转椭球 由椭圆（长半轴a，短半轴b）绕b轴旋转而成的 椭球体。可用数学式表示的光滑曲面。 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 3030 大地水准面是有微小起伏、不规则、很难用数学
15、方程表示的复杂曲面。 将地球表面上的物体投影到大地水准面上，计算起来非常困难。 通常选一个与本地区大地水准面最接近的、能用数学方程表示的椭球面 作为投影的基准面，这个椭球面是由椭圆NESW绕其短轴NS旋转而成的 旋转椭球面，称为参考椭球(reference ellipsoid)，其表面称为参考椭球面 。 2测量计算基准面旋转椭球 Dept. of RE, CSUDept. of RE, CSU 中 南 大 学 3131 二、测量坐标系 1、大地坐标系(大地经度B，大地纬度L ) 大地坐标，是表示地面点在参考椭球面上的位置，它的基准是法线和参考椭 球面，它用大地经度(geodetic longitude)和大地纬度(geodetic latitude)表示。 P点大地经度：过P点的大地子午面(geodetic meridian plane)和首子午面所夹的 两面角。 P点大地纬度：过P点的法线与赤道面的夹角。 我国以陕西省泾阳县永乐镇大地原点(geodetic origin)为起算点，由此建立的大 地坐标系，称为“1980西安坐标系”(Xian geodetic coordinate system
