《数字测量》课件 第0章 绪论

黄鹤测绘与城市空间信息学院绪论006-5月-242第1章测绘参考框架的选择第2章地形图基本知识第3章测量误差的基本知识绪论第4章角度测量第5章高程测量第6章距离测量第7章控制测量第8章地形图测绘第9章地形图的应用第10章测设的基本工作第11章建筑工程测量第12章线路测量第13章桥梁工程测量第14章地下工程测量课程结构

综合概述课程背景

理论基础

技术方法

行业应用目录06-5月-243测绘的任务和作用I.测绘的发展历史简介II.测绘学的研究内容III.06-5月-244测绘学(Geomatics,SurveyingandMapping)是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，并据此对自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性信息进行采集、处理、存储和管理的科学。0.1测绘的任务和作用

·测绘学的定义06-5月-245

·测绘的任务测绘的任务主要包括“测绘”和“测设”两部分。“测绘”是借助特定的测量工具及技术将地表已有的特征信息（如地形、建筑物等的几何信息及属性信息）进行量化描述，形成相应产品（如纸质地图、电子地图或是空间信息数据库等），供规划、设计及管理之用。“测设”是借助仪器并根据一定的方法将图上设计的建（构）筑物的图形和位置在实地标定出来，作为施工的依据，通常也称之为“施工放样”。0.1测绘的任务和作用0.1测绘的任务和作用测绘学的分支学科06-5月-246摄影测量学大地测量学海洋测绘学地图制图学测绘学

地球形状(大地水准面)与大小(地球椭球)

测定地面点几何位置

确定地球重力场

几何大地测量、物理大地测量、空间大地测量研究工程建设中设计、施工和管理各阶段测量工作的理论、技术和方法

建筑工程测量、线路工程测量、变形监测海洋水体和海底为对象进行测量和海图编制

海道测量、海洋大地测量、海底地形测量

海洋专题图以及航海图、海底地形图等研究地球表面局部区域内控制测量和地形图测绘的理论和方法

地形测量

、控制测量利用摄影或遥感的手段

影像数据中获取几何、物理信息

航空、航天、地面摄影测量研究地图及其编制和应用的一门学科地图投影、地图编制、地图整饰和地图制印等

工程测量学普通测量学06-5月-247大地测量学

·学科发展经典大地测量学地球→刚体/均匀旋转一定范围的测绘几何大地测量学物理大地测量学几何大地测量学物理大地测量学空间大地测量学地球→非刚体/运动/变化洲际、全球的监测人造卫星等现代空间技术现代大地测量学0.1测绘的任务和作用大地测量学06-5月-248大地测量学的地位和作用经济、社会发展的基础先行性保证灾害及环境监测评价与保护发展空间技术和国防建设的保障地球科学研究测绘学科的基础科学交通运输/资源开发

水利水电工程

工业企业建设

农业生产规划

土地管理

城市建设发展

社会信息管理……大地测量控制网

大地测量坐标系

重力场参数等道路图地形图地籍图0.1测绘的任务和作用06-5月-249大地测量学的地位和作用经济、社会发展的基础先行性保证灾害及环境监测评价与保护发展空间技术和国防建设的保障地球科学研究测绘学科的基础科学地震、火山

洪水、干旱

山体滑坡、泥石流

地面沉降

救灾、抢险……日本国土地理院GPS连续观测站分布图GPS常年观测站日本2011.3.11大地震平面位移图日本2011.3.11大地震垂直位移图InSAR垂直位移图0.1测绘的任务和作用06-5月-2410大地测量学的地位和作用经济、社会发展的基础先行性保证灾害及环境监测评价与保护发展空间技术和国防建设的保障地球科学研究测绘学科的基础科学海水面上升

遥感卫星→地心坐标

动态GIS→测量控制点……GPS和验潮站的结合Timeseriesofannualmeansea-levelvaluesfrom:(left)tidegauges;(middle)tidegaugescorrectedforGIA(Glacial-IsostaticAdjustment)modelpredictions;and(right)GPS-correctedtidegaugerecords(fromWöppelmannetal.,2009).基于卫星测高仪的全球海平面变化监测0.1测绘的任务和作用06-5月-2411大地测量学的地位和作用经济、社会发展的基础先行性保证灾害及环境监测评价与保护发展空间技术和国防建设的保障地球科学研究测绘学科的基础科学空间科学技术：精确的地球参考框架精密的全球重力场模型

军事利用……0.1测绘的任务和作用06-5月-2412大地测量学的地位和作用经济、社会发展的基础先行性保证灾害及环境监测评价与保护发展空间技术和国防建设的保障地球科学研究测绘学科的基础科学0.1测绘的任务和作用06-5月-2413大地测量学的地位和作用经济、社会发展的基础先行性保证灾害及环境监测评价与保护发展空间技术和国防建设的保障地球科学研究测绘学科的基础科学0.1测绘的任务和作用06-5月-2414大地测量学的地位和作用经济、社会发展的基础先行性保证灾害及环境监测评价与保护发展空间技术和国防建设的保障地球科学研究测绘学科的基础科学worldview-20.1测绘的任务和作用06-5月-24150.1测绘的任务和作用工程测量学

·定义研究并解决工程建设在勘测设计、施工建造和运营管理阶段所遇到的各种测量问题

·目的研究大型工程建设在勘测、规划、设计、施工和管理阶段的测量技术和方法。面向大型、特种工程建设电磁波测距、电子测角、全站仪、测量机器人、卫星导航系统测量自动化、测量数据的三维可视化、激光测量技术地形图测绘、施工放样、地形图应用

·主要工作内容06-5月-2416勘测设计阶段测绘各种比例尺地形图，供规划设计使用施工建造阶段将图纸上设计好的建(构)筑物等的平面位置和高程，运用测量仪器和测量方法在地面上标定出来，以便进行施工运营管理阶段

需要进行竣工测量，供维修和扩建用

大型或重要建(构)筑物需要定期的变形监测0.1测绘的任务和作用工程测量学

·工程建设三个阶段及其测量任务

·工程测量的核心：空间点的位置确定

·测绘工作是工程建设的尖兵，测绘的作用贯穿于工程建设的全过程06-5月-24170.1测绘的任务和作用工程测量学06-5月-24180.1测绘的任务和作用工程测量学

·天津西站钢构整体提升变形监测06-5月-24190.1测绘的任务和作用工程测量学

·天津西站钢构整体提升变形监测06-5月-24200.1测绘的任务和作用海洋测绘学海洋测绘是海洋测量和海图绘制的总称对整个海洋空间，包括海面水体和海底进行全方位、多要素的综合测量获取包括大气、水文以及海底地形、地貌、重力、磁力等信息，并绘制成不同目的的专题地图，为经济、军事和科学服务工作内容：海洋重力/磁力测量大地控制与海底控制测量海洋定位测深与海底地形勘测海图制图与海洋GIS

·海洋测绘学作用与任务06-5月-24210.1测绘的任务和作用海洋测绘学

·海洋重力测量L&RAir/SeaGravitySystemII

gravimeter06-5月-2422

为避免再次发生1912年泰坦尼克号的灾祸，德国人物理学者亚历山大(AlexanderBehm)引导一些研究，找出了一个发现冰山的方法。他发现回声的技术，可惜对于认出冰山的效能不太理想，却是一种非常好的工具用来深测海洋的深度。Behm的回声探测器(EchoSounder)于1913年得到发明的德国专利权(No.282009)。0.1测绘的任务和作用海洋测绘学

·海洋测深【精密双频回声探测器】【回声测深原理图】06-5月-24230.1测绘的任务和作用海洋测绘学

·海洋测深【测深绳】【单波束】【多波束】§1.4海洋测绘学06-5月-2424http://www.geologie.ens.fr/spip.php?rubrique67&lang=en0.1测绘的任务和作用

·海底地形探测1.测绘学与测绘学科§1.4海洋测绘学06-5月-2425

·海洋地质结构调查1.测绘学与测绘学科§1.4海洋测绘学06-5月-2426/osw/images/2007_photos/Hydroacoustics.html

·航道测量06-5月-24270.1测绘的任务和作用海洋测绘学

·水下遗留军火的探测与清除/marine-surveys.htm06-5月-24280.1测绘的任务和作用§1.4海洋测绘学

·海图制图1.测绘学与测绘学科§1.4海洋测绘学06-5月-2429

·航道管理06-5月-24300.1测绘的任务和作用海洋测绘学

·海洋GIS【船舶动态信息管理系统】06-5月-24310.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感摄影测量学是利用摄影或遥感的手段获取被测物体的信息(影像或数字式)，经过对图像的处理、量测、判释和研究，以确定被测物体的形状、大小和位置，并判断其性质的一门学科。

研究内容：机载实时测图数字地面模型数字表面模型数据挖掘图形和图像数据库三维虚拟现实

·定义与研究内容06-5月-24320.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·摄影测量学的分类目标图像信息目标06-5月-24330.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·摄影测量学的分类地形摄影测量(地形图)非地形摄影测量(其他用途)目标图像信息06-5月-24340.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·摄影测量学的分类航天摄影测量(>160km，遥感)航空摄影测量(2～30km)地面摄影测量(100~300m)近景摄影测量(<100m)显微摄影测量水下摄影测量图像信息目标图像获取方式06-5月-24350.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·摄影测量学的分类可见光摄影测量多光谱摄影测量雷达摄影测量双介质摄影测量X射线摄影测量…信息图像目标06-5月-24360.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·摄影测量学的分类模拟摄影测量像片模拟解算解析摄影测量像片数字解算数字摄影测量数字图像数字解算

信息图像目标处理方式06-5月-2437传感器被动方式主动方式真实孔径雷达合成孔径雷达非扫描（非图象）扫描（图象）激光高度计激光水深计激光测距仪微波散射计微波高度计激光光谱仪物面扫描方式象面扫描方式被动型

相控阵雷达非扫描扫描（图象）物面扫描方式象面扫描方式TV摄像机固体扫描仪光机扫描仪微波辐射计黑白/天然彩色红外/彩色红外非图象方式图象方式（相机）地磁测量仪重力测量仪傅立叶光谱仪0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·遥感传感器分类06-5月-2438

·航空摄影测量0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-24390.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·航空摄影测量06-5月-2440

1903年，莱特兄弟发明飞机1903年，利用鸽子来航拍1858年，纳达尔乘坐气球航拍1957年，苏联发射第一颗卫星20世纪70年代开始，广泛应用卫星遥感技术

·遥感平台的发展0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-2441地物的电磁波特性地物特性太阳位置大气状态气象/季节地表状态传感器属性传感器位置…影响因子遥感数据采集计算机数据处理人工图像判读数据处理农业林业地质水文海洋气象环境…应用

·遥感数据流程图0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-2442

·分辨率与采用光谱0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-2443自然草坪人造草坪真彩色图象假彩色图象

·真彩色图像与假彩色图像0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-2444真彩色图象多光谱图象假彩色图象

·真彩色图像与假彩色图像0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-2445位置关系、活动特征、周边环境大小、形状、纹理色调阴影、高程、模式基本要素色调的空间分布复杂程度最简单较简单较复杂最复杂

·目标判读依据0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-2446光谱分辨率：0.4～0.7μm空间分扁率：1～3cm@20m辐射度分辨率黑白影象：16～32个灰度；彩色影象：100多种颜色256Gray-scalecolorsMunsellColorTree(蒙塞尔色树)

·目标判读依据0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-2447地质探查土地利用海洋农业

·遥感技术的应用领域0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感环境变化气象灾情监测森林06-5月-2448护卫区导弹装备

·冷战时期的应用：古巴导弹危机0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感冷战的顶峰和转折点，世界史中与核战争最为接近的期间1959年，美国在意大利和土耳其布署了中程弹道导弹；1961.9.5，美国侦察机首次拍摄到SA-2地对空导弹；1962.10，最后达成协议：苏联撤回部署在古巴的导弹，美国宣布不再对古巴进行任何

入侵行动，美国撤回部署

在土耳其和意大利的导弹06-5月-2449根据6月1日EOS/MODIS卫星资料，对我省地表植被长势情况进行监测，结果显示：目前全省平均植被指数为0.42，与上旬相比，全省平均绿度值下降了0.07，主要原因为全省小麦逐步进入成熟～收获期。06-5月-2450

·农作物长势监测0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-24511975.6.171992.7.102000.8.1玻利维亚的森林砍伐(1975-2000年)

·森林监测0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-2452

·国情监测0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感中华人民共和国国庆六十周年06-5月-2453

·国情监测0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感朝鲜导弹发射0.5米WorldView-1卫星影像06-5月-2454库帕鲁克流域(KuparukRiverBasin)育空-卡斯寇魁三角洲(Yukon-KuskokwimDelta)美国阿拉斯加地区JERS-1SAR夏季影象的镶嵌影象处理：喷气推进实验室(JPL)、加利福尼亚理工学院

·地表水域提取0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-2455

·灾害监测0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感德克萨斯大火06-5月-2456

·冰川融化监测0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-24570.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·玉树地震06-5月-24580.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·舟曲泥石流06-5月-2459

·舟曲泥石流0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-2460GPS卫星GPS/INS激光扫描仪LSXYZXYZINSXYZGPSLight

Detection

And

RangingGPS基准站

·机载三维激光扫描系统0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-2461

·机载三维激光扫描系统0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-2462包括建筑物，树木，车辆等表面信息数字表面模型(DSM,DigitalSurfaceModel)数字高程模型(DEM,DigitalElevationModel)经过数据过滤除去非地形信息

·DEM与DSM的区别0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感06-5月-2463遥感影象与非遥感数据的融合，如与地面高程数据融合利用地面DEM数据，可消除

遥感影象上由于地面起伏而

产生的几何变形，提高遥感

影象的定位精度也可作为辅助数据用于遥感

图象的分类识别，提高分类

精度可利用计算机图形学技术生

成三维立体图象

·DEM与DSM的区别0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感1.测绘学与测绘学科§1.5摄影测量学与遥感06-5月-2464

·车载三维激光扫描系统06-5月-24650.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·车载三维激光扫描系统道路沿线调查构建真三维城市道路状态评估铁路沿线地物调查06-5月-24660.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·车载三维激光扫描系统LiDARMMS测量实例还在看着屋顶吗？0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·真三维制作在屋顶你能猜到它是什么吗？0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·真三维制作40°倾斜影像的优点0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·真三维制作二维地图符号化的缺陷0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·真三维制作EastEastSouthSouthNorthNorthWestWestOrthoOrtho同时获得5方向

影像数据0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·真三维制作0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·真三维制作0.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·真三维制作实例欣赏：韩国汝矣岛06-5月-24740.1测绘的任务和作用摄影测量学与遥感

·古树扫描06-5月-24750.1测绘的任务和作用地图制图学与地理信息系统

·地图制图学利用测量所得的资料，研究如何投影编绘成地图，以及地图制作的理论、工艺技术和应用等方面的测绘科学是制图学的范畴。

·地理信息系统在计算机软硬件支持下，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、更新、显示、制图、综合分析和应用的技术系统。06-5月-24760.1测绘的任务和作用地图制图学与地理信息系统

·地理信息系统的构成06-5月-24770.1测绘的任务和作用地图制图学与地理信息系统

·地图的符号化06-5月-24780.1测绘的任务和作用地图制图学与地理信息系统

·地理信息系统数据构成06-5月-2479

0.1测绘的任务和作用地图制图学与地理信息系统

·地理信息系统数据的分层管理06-5月-2480DimensionsCadastralNetworksSurveysAddressesAnnotationVectors3DObjectsTopologyCADImagesTerrainAttributeCartographyGeodatabase0.1测绘的任务和作用地图制图学与地理信息系统

·地理信息系统数据的分层管理06-5月-2481StepsDetailsTechnologyContextDesign/purposeGeographicextentScaleProductLibraryTemplateinstructionsCartographicData

FeaturesAttributesGridsandgraticuleslayersBandingMagneticSymbologyFeaturesTextVisualspecificationsViewsCartographicEditing

AutomatedInteractiveLayersnapshotReshaperepresentationSetoriginvertexLayoutElementsLayoutwindowDatabaseelementsGraphictablesLayoutrulesPublish

PrintingExportingArchivingSeeSpotSeparatedTIFFLayoutGeoTIFFProductLibrary0.1测绘的任务和作用地图制图学与地理信息系统

·地理信息系统的工作流程06-5月-2482环境监测灾害应对人口分析0.1测绘的任务和作用地图制图学与地理信息系统

·地理信息系统的应用06-5月-2483GovernmentOperationsCitizenEngagementMobileDesktopsInformationModelMapsandApps

0.1测绘的任务和作用地图制图学与地理信息系统

·政府公务系统06-5月-2484公民安全信息系统的扩展信息共享与扩展地图与应用城市经济市政工程移动通讯紧急事件对应土地调查网络地图基本底图无偿提供可支配资源公共卫生城市规划可持续发展为民服务行政职员政府地理信息系统民政服务公共事业设备0.1测绘的任务和作用地图制图学与地理信息系统

·政府公务系统06-5月-24850.1测绘的任务和作用地图制图学与地理信息系统

·地形分析坡度(陡度)山坡方向阴影图06-5月-24860.1测绘的任务和作用地图制图学与地理信息系统

·地形分析阴影地图06-5月-24870.1测绘的任务和作用地图制图学与地理信息系统

·专题图凯尼福克河流域专题地图06-5月-2488ImplementingGIS-basedHighwaySafetyAnalyses:BridgingtheGap/library/userconf/proc00/professional/papers/PAP888/p888.htm0.1测绘的任务和作用地图制图学与地理信息系统

·专题图06-5月-24890.1测绘的任务和作用地图制图学与地理信息系统

·房屋价格时间变化06-5月-24902001Q12001Q22001Q32001Q42002Q12002Q22002Q32002Q42003Q12003Q22003Q306-5月-24912003Q42004Q12004Q22004Q32004Q42005Q12005Q22005Q32005Q42006Q12006Q22006Q306-5月-24922006Q42007Q12007Q22007Q32007Q42008Q12008Q22008Q306-5月-2493WebServerDatabasesBrokerBrowsersWebApplicationsServices(builton.Net,SOAP/XML,JavaAPI)Source:RezaWahadj,CSIG04,withmods.DallasDurbanDe