系统自然观与测绘科学.docVIP

系统自然观与测绘科学自然辩证法是关于自然界、科学、技术和社会的本质及其发展规律的交叉学科。自然辩证法作为马克思主义的自然观、科学技术观、科学技术方法论，从世界观、认识论、方法论的高度，从整体上把握自然界、科学技术以及社会的本质及其发展的一般规律。自然辩证法的一个显著特点就是与众多学科的交叉与渗透，因此通过学习和研究自然辩证法，能够为科学技术提供正确的世界观、认识论和方法论的指导。科学具有盲目性和片面性，测绘科学同样如此，我们需要在一定的世界观指导下进行科学研究。系统自然观的确立，形成了一种探索组织性、复杂性问题的思维方式系统思维方式。在思维方式下，将会对测绘科学的研究起到很好的指导作用。1系统自然观概述 恩格斯曾经说过：“我们所面对着的整个自然界形成一个体系，即各种物体相互联系的一个总体”。从自然观角度看，可以认为系统是一种联系方式，若干有特定属性的要素经特定关系而构成具有特定功能的有机整体。系统与要素的规定是相对的，任何一个系统都是较高一级系统的要素，同时任何一个系统的要素本身又是较低一级的系统。以地球空间信息科学为例，地球空间信息科学是由几个学科组织构成的一个有机的整体，是一个系统。测绘科学作为其中的一个部分是构成这个整体的一个要素，它和其他作为要素的学科通过地理信息紧密的联系在一起，发挥着重要的作用。而地球空间信息科学作为一个动态的开放的系统，也处在一定的环境之中，与外界环境有着千丝万缕的联系。2系统思维方式的基本思想（一）把对象作为其构成要素，以一定的联系组成的具有一定结构和功能的统一整体来考察，先从整体出发，再对各要素进行分析研究，最后在分析的基础上再综合。因此对测绘科学的认识，我们首先对地球空间信息科学这个大的系统先进行把握，弄清所包含学科共性；再分析测绘科学是由大地测量学、工程测量学、控制测量学等多个学科构成，其中各个测量学科都具有哪些共同的理论体系，而又有什么不同的理论；最后再把分析的结果进行总结就能对测绘科学有个很全面的认识。（二）由各要素组成的系统不是各要素功能的简单相加，它是各个部分的有机结合。各组成部分孤立的特征和活动的总和，不能反映整体的特征和规律性。控制测量学就是一个很好的例子，大地测量学利用控制测量学的理论才能完成对大区域乃至整个地球测量控制网的布设，才能获取大地测量信息；而工程测量又需要借助大地测量的测量数据并依据控制测量的理论完成工程控制网的布设与测量，完成相关工程测量工作。三个部分相对独立，功能并不相同，但是整合到一起就是一个经典的测量过程。（三）任何系统都处在一定的环境中，与外界环境有千丝万缕的联系。任何系统自身要存在和发展必须要与环境进行物质能量和信息的交换。测绘科学作为系统通过地理信息系统与其他学科发生联系，才能有效地利用测绘所得的地理数据等信息。否则一个孤立的测绘系统其测绘信息是没有用处的。3物质系统的基本特征（一）开放性。开放系统，是与外界环境自由地进行物质、能量和信息交换的系统。系统是系统与要素的辨证统一。系统是要素依特定关系构成的，要素是构成系统的组分或组元。要素决定系统，同时又受系统的约束。测绘科学作为一个系统，其实质部分是由测绘理论和测绘方法构成的，测绘理论决定了测绘方法；而随着科学的发展，新方法的产生有时又会促进测绘理论的改进。（二）系统是结构与功能的辨证统一。结构深藏于内，是功能的内部根据，是相对稳定的；功能表现在外，是结构的外部表现，它随系统与环境的关系而呈现多样性和易变性。工程测量是完成一个工程项目所必须进行的工作，而工程测量又是由许多测量方法所组成，像角度测量、距离测量、高程测量等等，只有各种测量方法的相互结合才能完成一次完整的工程测量工作。（三）系统又是系统与环境的辨证统一。系统总是处在一定的环境之中，与环境进行着物质、能量以及信息的交换和流通，从而维持自己的稳定状态或从一种状态转化为另一种状态。测绘科学之所以可以不断发展，关键在于作为地球空间信息科学的一部分它处在地球科学这个大的学科环境中，它从环境中得到它所需要的信息，因此我们可以考虑发展其它相关学科来促进测绘科学的发展，而测绘科学的发展也会促进其它相关学科的发展，这都是我们思考课题的思路。（四）系统的层次性。层次性是指一方面系统由一定的要素组成，这些要素是由更小一层次的要素组成的子系统，另一方面系统自身又是更大系统的组成要素。自然界物质系统之间及其与子系统之间、子系统与子系统之间的纵向联系与横向联系，形成了无穷嵌套的立体网络结构的图景。立体网络结构包括系统之间的横向联系和纵向联系：1 纵向联系表明了低层次对高层次有基础性作用，而高层次对低层次有支配控制和调节性作用。就像测绘科学中的测量控制网一样，整个国土面积是由一个高等级的控制网布控的，随着控制范围的缩小，控制网的等级逐渐减小，最后是一个小范围的图根控制网。对于每一个控制网，它都受到高级网的控制，高级网是它的建网依据，根据它又可以布设许多的低级网。2 横向联系是同一层次水平上的诸系统之间，系统与环境之间的相互作用，而各层次要素间横向结合的紧密程度是不同的，随着层次由低到高推进，结合的紧密程度由大到小逐级递减，层次越低结合能越大，物质系统也就越稳定；层次越高，结合紧密度越低。在测量控制网的逐级布设中，同样大小的相对误差，对高级控制网的影响就比相对低级的控制网的影响小，由于所控制范围的不同，低级控制网之间的相对偏差很容易造成控制范围的重叠，而高级网之间由于控制范围较大而比例尺较大因此不易受到面积重叠的影响。3 立体网络结构还包括两层含义，一是每个系统并不一定由紧接着的下一层次的物质系统构成；二是某一层次的系统组成高一级层次时，并不一定组成唯一的高层次系统。就如同一等级的一组控制网，可能组成工程测量控制网，为工程建设服务，也可能组成测图控制网，