《测量基本知识》PPT课件.ppt

同学们好!,测 量 学,陈丽华 浙江大学建工学院,使用教材： 1、测量学，浙江大学出版社，2009年，浙江省重点教材 2、测量学实验与实习，浙江大学出版社，2011年，浙江省重点教材,第一章 测量基本知识,测绘学概述 地球的形状和大小 测量坐标系与地面点位的确定 测量的基本工作与原则 地球曲率对测量观测量的影响,第一节 测绘学概述,测绘的概念 测绘：测量与地图制图的总称 测绘学：研究地理信息的获取、处理、描述和应用的学科 测绘学的研究对象：地球表面（地下、空间） 测绘学的研究内容：地球的形状和大小、 地面点间的相互关系,一、测量工作的作用,在科学研究方面 在国防建设方面 在经济建设方面 在工程建设方面 在日常生活方面 在其他方面,测量工作的作用,界碑测量 界河测量,测量工作的作用,测量工作的作用,测绘贯穿三峡工程选址、施工、放样、机电安装、竣工以及大坝变形观测的全过程，并为库区生态保护、文物抢救、移民安置等提供了基本用图和测绘数据。,测量工作的作用,三峡坝区不同时期航空影像对比,二、 测量学的发展概况,1、中国古代测绘技术 公元前21世纪，夏禹治水时“陆行乘车，水行乘舟，泥行乘撬 ，山行乘撵 ，左准绳，右规矩，载四时，以开九州，通九道，陂九泽，度九山” 。 西汉长沙国的地形图、驻军图、城邑图，是迄今发现的最古老最详实的地图。 西晋的裴秀总结和提出了分率、准望、道里、高下、方斜、迂直的“制图六体” 唐代高僧一行主持进行了世界上最早的子午线测量。,马王堆地形图,北宋沈括用分级筑堰静水水位方法测量汴渠四百多公里沿河段的高差，用水平望尺、干尺和罗盘测量 地形，并在世界上最早发现了磁针偏角。 元朝郭守敬创制了多种天文仪器，主持进行了大规模的天文测量。 明代郑和七使西洋首次绘制了航海图。 清康熙年间，开展了大规模的经纬度测量和地形测量，历时10年，测绘范围超过1000万平方公里，于1718年编成著名的皇舆全览图,郑和航海图,皇舆全览图,2、新中国测绘技术,建立和统一了全国坐标系统和高程系统 1954北京坐标系； 1980西安坐标系； 1956年黄海高程系统； 1985国家高程基准； 2000国家大地坐标系(2008年)。 建立了遍及全国的国家水平控制网、国家水准网、GPS网等,完成了国家基本图的测制工作，并不断更新。 在资源勘察和区域规划中进行了大量测绘工作。 在工厂建设、矿山建设、铁路建设、公路建设、水利建设、城市建设、灾害治理等方面的测量工作。 科学考察中的测量。南极、北极考察，世界第一高峰珠穆朗玛峰的高程精确测定。,2005年测量珠穆朗玛峰的高程为： 8844.430.21米,3、测绘新技术,3S技术 GPS全球定位系统 GIS地理信息系统 RS遥感 数字地球,GPS卫星,北斗导航卫星用于海事、航空、国防、民用等各个领域,大地测量学 摄影测量与遥感学 地图制图学 工程测量学 海洋测绘学 普通测量学,三、测绘学的分支学科,全球卫星定位系统（GPS）连续运行参考站 激光测距观测站,航空摄影,航空影像,1:5万,四、测量学的任务,地形图的测绘 地形图的应用 施工测量 建筑物的变形观测,1、地形图的测绘 测图：使用测量仪器，按一定的程序和方法，根据地形图图式规定的符号，将地球表面测绘在图纸上，供规划设计等使用。 地形：地物与地貌的总称 地物：地面上的固定性物体 地貌：地面的高低起伏 2、地形图的应用,自动安平水准仪,DSZ2,DZS3-1,型号：AL328,天宝 ZEISS DiNi系列电子水准仪,电子水准仪,DT-02,电子经纬仪,DT200系列 电子经纬仪,TPS1000/2000高精度全站仪 TC标准型全站仪 TCA全自动全站仪/测量机器人,地形图的测绘,3、施工测量,各种工程建设在施工阶段的测量工作。 建筑物的放样：把图纸上设计好的各种建(构)筑物的平面位置和高程标定在实地上，也叫测设。,施工测量,施工测量,核电站建设,施工测量,西湖边第一高楼浙大湖滨校区教学主楼，高度67米，共有22层 2007年1月16日,4、建筑物的变形观测 测定建筑物及其地基在建筑物荷重和外力作用下随时间而发生的变形，目的是监测建筑物的安全性。,隔河岩大坝自动分洪监测,第二节 地球的形状和大小,基本概念 铅垂线：重力的方向线 水准面：水在静止时的表面 水准面是重力等位面，特性：处处与铅垂线正交。 大地水准面：与假想的无扰动的处于流体平衡状态的海洋面相重合重力等位面。 大地水准面为一个没有皱纹和棱角的、连续的封闭曲面，是一个与平均海水面相吻合的水准面。 作用:作为高程基准面 大地体：由大地水准面所包围的形体。,参考椭球体：一个国家或地区为处理测量成果而采用的一种与地球大小、形状最接近并具有一定参数的地球椭球。 参考椭球面：参考椭球体的表面。,1954年北京坐标系，所用的椭球参数： 长半径 a=6378245米 扁率f=（a-b）/a=1/298.3 1980年国家大地坐标系（1980西安坐标系），所用的椭球参数： 长半径 a=6378140米 短半径 b=6356755.2882米 扁率f=（a-b）/a=1/298.257 2000国家大地坐标系，所用的椭球参数： 长半径 a=6378137米 扁率f=（a-b）/a=1/298.257222101 地球的平均半径：R=6371千米,第三节 测量坐标系与地面点位的确定,一、测量坐标系 二、点的坐标 可用地理坐标或平面直角坐标表示。 1、地理坐标 用经纬度表示地面点位置的球面坐标，可分为大地坐标及天文坐标。,E,w,S,P0,P,N,第四节 地面点位的确定,x (北),y (东),y,o,o,x,测量平面直角坐标系,数学平面直角坐标系,2、平面直角坐标,测量上的平面直角坐标与数学中的平面直角坐标是有所不同的： 以南北方向的纵轴为x轴，自原点向北为正，向南为负； 以东西方向的横轴为y轴，自原点向东为正，向西为负； 象限按顺时针方向编号。,中央子午线与圆柱体相切，投影时其长度不变，展开后为X轴； 赤道与中央子午线正交，展开后为Y轴。,N,S,O,W,E,8,(1)高斯平面直角坐标,(2)独立坐标系坐标,国家大地原点（陕西泾阳）,杭州紫薇园坐标原点,三、点的高程,高程：地面点至高程基准面的铅垂距离 高程基准面通常有： 参考椭球面大地高 大地水准面正高 似大地水准面正常高 我国采用正常高系统,绝对高程：地面点至高程基准面的铅垂距离， 也叫海拔，简称高程，用H表示。 相对高程：地面点至任意水准面的铅垂距离， 也叫假定高程，用H表示。 当测区附近无国家水准点或使用需要时，而引测绝对高程有困难时，可采用假定高程系统。 高差：两点间的高程之差，用h表示,高差有正负,国家水准原点（山东青岛）,第四节 测量的基本工作与原则,一、测量的基本工作 地面点的坐标和高程通常不是直接测定的。 ,x,y,o,A,B,1,2,D,B1,D,12,1,B,1、平面直角坐标的测定,测定点的坐标的主要工作是量边和测角。 必须注意：点的坐标是地面点投影在水平面的位置，所以量边及测角时，所测边长及角度也应为地面点投影到水平面上的边长和角度，即水平距离及水平角，而不是地面点之间所组成的空间距离和角度。 2、高程的测定 测定点的高程的主要工作是测量高差。,综上所述，确定地面点位的3个基本要素是： 水平距离、水平角及高差。 我们把距离测量、角度测量及高程测量作为 测量的三项基本工作。, o 从整体到局部；先控制后碎部；由高级到低级 o 步步有检核,二、测量工作的基本原则,第五节 地球曲率对测量观测量的影响,一、地球曲率对水平距