测绘科学技术压缩后ok

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1、测绘工程导论,测绘教研室,目 录,2.1 测绘学的研究对象与研究内容 2.2 测绘学的历史发展 2.3 测绘学的现代发展 2.4 测绘学的学科分类 2.5 测绘学的科学地位和作用,2.1 测绘学的研究对象与研究内容,测绘学的基本概念 起初的概念：以地球为研究对象，对它进行测定和描绘的科学。测绘就是利用测量仪器测定地面自然形态的地理要素和地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性，然后根据观测数据通过地图制图方法将地面自然形态和人工设施绘制成地图。,小平板仪测图,实地和地形图的对应关系,2.1 测绘学的研究对象与研究内容,测绘学的基本概念 基本概念：研究测定和推算地面及其外层空间点的几何位置，确

2、定地球形状和地球重力场，获取地球自然表面形态和人工设施的几何分布以及与其属性有关的信息，编制全球或局部地区的各种比例尺的普通地图和专题地图，为国民经济、国防建设以及地学研究服务。,2.1 测绘学的研究对象与研究内容,测绘学的研究内容 1、研究和测定地球形状、大小及其重力场，建立统一的坐标系统，测定地面点在该坐标系统中的精确点位； 2、对地表形态进行测绘工作，使之变成各种比例尺的地形原图； 3、将地形原图经过地图制图工作，绘制成各种比例尺各种类型的地图。,2.1 测绘学的研究对象与研究内容,测绘学的研究内容 4、在各种经济建设和国防工程建设中进行测绘工作； 5、在海洋环境中进行测绘工作，研究其特

3、殊的方法和专用仪器； 6、将带有误差的观测值进行观测数据处理和平差，获取未知量的最佳结果； 7、研究测绘学在社会经济发展各相关领域中的应用问题。,2.2 测绘学的历史发展,测绘学有悠久的历史。 测绘学的研究对象是地球。它随着人类对地球形状认识的深化和测定的精度提高而向前发展。 测绘学的研究结果是地图。地图的演变及其制作方法的进步是测绘学发展的重要标志。 测绘学获取观测成果的工具是测量仪器，它的形成和发展依赖于测绘方法和仪器的创造和变革。,2.3 测绘学的现代发展,空间定位技术：依据用户和4颗卫星之间的伪距测量，根据卫星在适当参考框架中的已知坐标确定用户接收机天线的坐标。 GPS GLONASS

4、 GALILEO 北斗,2.3 测绘学的现代发展,航天遥感技术：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，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 。 遥感卫星影像； 航天飞机测图； 数字摄影测量；,2.3 测绘学的现代发展,地理信息系统技术：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 。 多维、动态GIS 影像、图形和DEM一体化 基于互联网和内联网的网络GIS GIS产业化 从提供数据到提供信息与服务。,2.3 测绘学的现代发展,3S集成技术 GPS:用于实时、快速地提供

5、目标的空间位置； RS: 用于实时、快速地提供大面积地表物体及 其环境的几何、物理信息和各种变化； GIS:多种来源的时空数据的综合处理分析和应 用平台。,2.3 测绘学的现代发展,卫星重力探测技术 将卫星当作地球重力场的探测器或传感器，通过它对卫星轨道的受摄运动及其参数的变化进行观测，以此研究和了解地球重力场的结构,2.3 测绘学的现代发展,高速图形图像宽带网络 、信息高速公路由计算机服务器、网络和终端组成。 、远程通讯载体已经使用10G/s的网络，每秒TB级的英特网已在研究中。 、通信终端向多媒体和移动化方向发展：个人数字助理（PDA）、无线上网（手机上网WAP）。,2.3 测绘学的现代发

6、展,虚拟现实模型技术 可视化是实现地球空间信息与人交互的窗口和工具。 虚拟现实模型技术由计算机组成的高级人机交互系统,构成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境。用户戴上头盔式三维立体显示器、数据手套及立体声耳机等，可以完全沉浸在计算机制造的图形世界里，用户在这个环境中实现观察、触摸、操作、检测等试验，有身临其境之感。,测绘学科发展的影响,有了对地球整体进行观察和测绘的工具 ; 测绘学科的理论和手段发生了根本性变化; 改变了传统的测绘生产和产品分发方式 ; 测绘业转变为信息产业; 扩大了测绘学科的服务领域.,测绘学科发展的影响,研究与地球有关的基础空间信息的采集、处理、显示、管

7、理、利用的科学与技术。测绘学已由传统测绘过渡到数字测绘，现在正在向信息化测绘发展。 由于将空间数据与其他专业数据进行综合分析，使测绘学从单一学科走向多学科的交叉，其应用已扩展到与空间分布信息有关的众多领域，显示出现代测绘学正向着新兴学科地球空间信息科学的跨越和融合。,测绘学科发展的影响,测绘学科的应用范围和服务对象从控制到测图（制作国家基本地形图）的任务扩大到与地理空间信息有关的各个领域。特别是在建设“数字中国”中构建用于集成各类自然、社会、经济、人文、环境等方面信息的统一的地理空间载体，即国家地理空间基础框架。,测绘学科发展的影响,信息化测绘的特征： 技术体系数字化 功能趋向服务化 数据获取

8、实时化 信息交互网络化 基础设施公用化 信息服务社会化 信息共享法制化,2.4 测绘学的学科分类,测绘学： 大地测量学；摄影测量学（遥感）；地图制图与地理信息；工程测量学；海洋测量学。,2.4 测绘学的学科分类,大地测量学 研究和测定地球的形状、大小、重力场、整体与局部运动和测定地面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科。 1、地球的大小是指地球椭球的大小； 2、地球的形状是指大地水准面的形状（或地球椭球的扁率）； 3、地面点的几何位置指地面点在一个坐标系中的位置； 4、地球重力场研究指利用地球的重力作用研究地球形状等；,2.4 测绘学的学科分类,大地测量学 解决大地测量学任务的方法：

9、几何法几何大地测量 物理法物理大地测量,2.4 测绘学的学科分类,摄影测量学 研究利用摄影的手段获取目标物的影像数据，从中提取几何的或物理的信息，并用图形、图像表达测绘成果的学科 。 主要内容包括： 获取目标物的影像； 对所摄得的影像进行处理； 用图形、图像表示所处理的成果。,2.4 测绘学的学科分类,摄影测量学 航空摄影在飞机上利用航摄机摄取地面景物 影像的技术 ； 航空摄影测量根据在飞机上拍摄的像片获取 地面信息，测绘地形图； 地面摄影测量利用安置在地面上的专用摄影 机拍摄的立体像对，对所摄目标物 进行测绘工作的技术；,2.4 测绘学的学科分类,地图制图学 研究地图制作的地图学基础理论、地

10、图设计、地图编绘和复制的技术方法及应用的学科 。 地图投影依据数学原理将地球椭球面上的经纬 度线网描绘在地图平面上相应的经纬 线网； 地图编制制作地图的理论和技术； 地图设计制定新编地图的内容、表现形式及其 生产工艺程序的工作； 地图制印研究复制和印刷地图的各种工艺的理 论和技术方法,2.4 测绘学的学科分类,工程测量学 研究工程建设和自然资源开发中进行测量工作的理论和技术的学科。 规划设计阶段的测量提供地形资料，配合地质勘探和水文观测数据进行测量； 施工兴建阶段的测量按照设计要求，在实地准确地标定出建筑物各部分的平面和高程的测量作为施工和安装的依据。,2.4 测绘学的学科分类,工程测量学 运

11、营管理阶段的测量工程竣工后为监视工程状况，保证安全，进行周期性的重复测量，观测其变形情况 高精度工程测量采用非常规的测量仪器和方法，使其测量的绝对精度达到毫米以上要求的测量工作。,2.4 测绘学的学科分类,海洋测绘学 研究以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制的理论和方法的学科 。 1、海道测量以保证航行安全为目的对地球表面水域及毗邻陆地所进行的水深和岸线测量以及底质、障碍物的探测等工作 2、海洋大地测量为确定海面地形、海底地形以及海洋重力及其变化所进行的大地测量工作,2.4 测绘学的学科分类,海洋测绘学 3、海底地形测量测定海底起伏、沉积物结构和地物的测量工作 4、海洋专题测量以海洋区

12、域的地理专题要素为对象的测量工作 5、海图编制设计、编绘、整饰和印刷海图的工作,2.5 测绘学的科学地位与作用,在科学研究中的作用； 在国民经济建设中的作用； 在国防建设中作用； 在社会发展中的作用。,人类对地球形状认识的演变,球形地球（公元前6世纪希腊毕达哥拉斯提出“地圆”）,人类对地球形状认识的演变,扁球形地球（1687年牛顿提出，“地扁说”）,人类对地球形状认识的演变,大地水准面（1873年利斯汀）,人类对地球形状认识的演变,真实地球表面 （1942年莫洛坚斯基）,返回,地图的演变,陶 片 地 图,地图的演变,埃 拉 托 斯 尼 地 图,地图的演变,西 汉 地 图,地图的演变,托 勒 密

13、 地 图,地图的演变,现 代 地 形 图,返回,测量仪器的发展,早 期 游 标 经 纬 仪,测量仪器的发展,水 准 仪,测量仪器的发展,量 距,测量仪器的发展,航 空 摄 影 机,测量仪器的发展,高 级 光 学 经 纬 仪,测量仪器的发展,自 动 安 平 水 准 仪,测量仪器的发展,激 光 测 距 仪,测量仪器的发展,全 站 仪,测量仪器的发展,重 力 仪,返回,地球椭球,a：长半轴 b：短半轴,返回,大地水准面示意图,返回,地面点坐标,返回,地球重力场,返回,三角测量和测量标志,GPS接收机,返回,重力测量,中国2000似大地水准面,返回,地图投影,返回,地图编制,返回,地图设计,返回,地图

14、制印,返回,规划设计阶段测量,返回,施工测量,返回,大坝变形监测,返回,精密工程测量准直仪,精密工程测量北京电子对撞机,精密工程测量,返回,测深仪器,返回,海底地形测量,返回,海洋专题测量,返回,GPS定位原理,返回,GPS-空间部分,24-27颗卫星 21000公里高度 6个轨道 发射L1=1.57542GMH L2=1.2276 GMH两种调 制测距信号C/A、P1、 P2和广播星历的频率,GPS卫星,GPS-地面监控站,GPS接收机,静态观测,动态观测,GPS接收机,GPS的应用数字化战争,GPS的应用,隔河岩水利枢纽工程在1998年夏季的特大洪水中，错峰调节洪水，发挥了卓越的贡献。这与

15、大坝外观变形GPS自动监测系统在恶劣环境下的实时监测，为大坝提供变形数据以确保大坝安全的前提下最大限度控制流量所发挥的作用是分不开的。,返回,GALILEO,Galileo系统 27+3颗卫星 平均轨道高度约23616km 均匀分布于3个轨道面 轨道倾角56 运行周期约12h,GALILEO,返回,China GNSS project Beidou-1 Satellites,返回,遥感原理,遥感卫星图,返回,卫星影像,ATLANTER 机场卫星图象1米分辨率,东京市区1米分辨率卫星图象,北京市IKONOS图象1米分辨率,遥感影像的应用,军事领域 农业领域 环境监测 城市规划等 地质领域 气象监

16、测 其他,911 遭恐怖分子袭击前后纽约世贸大楼的比较 高耸的世贸中心姊妹楼及其辅助大楼已不复存在,遭到恐怖分子袭击后的 美国国防部五角大楼,五角大楼已得到了初步 恢复（2002，6，3）,农业领域,农业领域,拉斯维加斯 人口变化 1972年的遥感图,拉斯维加斯 人口变化 1986年的遥感图,拉斯维加斯 人口变化 1992年的遥感图,太湖蓝藻,太湖蓝藻：严重污染了太湖三岛，无锡等城市的生活用水。,EOS卫星太湖蓝藻监测图像 2006年6月11号,遥感在环境监控中的应用,三维卫星遥感图象,大连TM、SPOT融合图,返回,奋进号航天飞机全球测图,返回,AISA+机载高光谱成像光谱仪,飞行路线和遥感图像,近景摄影测量,20亿像素的相机,返回,数字城市,返回,数据通讯技术,返回,