测绘专业基础知识点汇编

测绘专业基础知识点汇编测绘，作为一门研究地球形状、大小、重力场以及地表各种物体的几何形态、空间分布和相关信息的采集、处理、描述、分析和应用的科学与技术，是国民经济和社会发展的一项基础性、先行性工作。其应用遍及国土规划、工程建设、资源勘探、环境保护、城市管理、防灾减灾等诸多领域。本汇编旨在梳理测绘专业的核心基础知识点，为学习者提供一个系统的概览。一、测绘的基本概念与任务1.1测绘的定义与内涵测绘是通过运用各种仪器、技术和方法，对地球表面或近地空间的自然和人工要素进行测定、采集、处理、存储、管理、分析、显示和应用的一门综合性学科。其核心在于获取和处理空间位置信息及其属性。1.2测绘的基本任务测绘的基本任务可概括为：确定地面点的空间位置（坐标和高程）；将地球表面的地物、地貌按一定比例缩小绘制成图；为各种工程建设和科学研究提供必要的测绘数据和图件；对地理信息进行动态监测与更新。二、地球的形状与测量基准2.1地球的形状与大小地球并非标准球体，而是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则旋转椭球体。测绘工作中，通常采用一个与大地体形状和大小接近的旋转椭球作为参考面，称为地球椭球。其大小由长半轴（赤道半径）、短半轴（极半径）和扁率等参数定义。2.2大地水准面与铅垂线大地水准面是一个假想的、与静止海水面相重合的重力等位面，并向大陆内部延伸所形成的闭合曲面。它是高程测量的基准面。铅垂线则是重力方向线，是测量工作的基准线。2.3坐标系统坐标系统是描述空间位置的参照框架。*地理坐标系统：用经度（λ）和纬度（φ）表示地面点在球面上的位置，以大地水准面或椭球面为基准。*平面直角坐标系统：将球面坐标通过地图投影的方法转换到平面上，形成以x、y为坐标的平面坐标系，便于工程建设和地图使用。我国常用的有高斯-克吕格平面直角坐标系。*参心坐标系与地心坐标系：参心坐标系以参考椭球中心为原点，如我国曾用的1954年北京坐标系、1980西安坐标系。地心坐标系以地球质心为原点，如我国现行的2000国家大地坐标系（CGCS2000）。2.4高程系统高程系统是确定地面点高程的基准。*绝对高程（海拔）：地面点沿铅垂线到大地水准面的距离。*相对高程：地面点沿铅垂线到某一假定水准面的距离。*我国规定以青岛验潮站求得的1956年黄海平均海水面作为全国统一的高程基准面，称为1956年黄海高程系；后启用更精确的1985国家高程基准。2.5地图投影地图投影是将地球椭球面上的点、线、面按一定数学法则转换到平面上的过程。由于地球椭球面是不可展曲面，投影必然会产生变形（长度变形、面积变形、角度变形）。常用的地图投影有高斯-克吕格投影、墨卡托投影、UTM投影等。高斯-克吕格投影是我国大比例尺地形图的主要投影方式。三、测绘技术方法3.1大地测量大地测量是研究和测定地球形状、大小和地球重力场，以及测定地面点几何位置的学科。其特点是精度高、范围广。传统大地测量主要采用三角测量、导线测量、水准测量等方法。现代大地测量则已进入空间大地测量时代。3.2工程测量工程测量是为各种工程建设的勘测设计、施工放样、竣工验收和运营管理等阶段所进行的测量工作。内容包括控制测量、地形测绘、施工放样、变形监测等。具有专业性强、精度要求不一、与工程结合紧密等特点。3.3全球导航卫星系统（GNSS）GNSS是利用卫星信号进行全球范围内定位、导航和授时的系统。主要包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo以及中国的北斗卫星导航系统（BDS）。*基本原理：通过接收至少四颗卫星的信号，测量卫星到接收机的距离（伪距或载波相位），利用空间后方交会原理解算接收机的三维坐标。*主要特点：全天候、高精度、自动化、高效益、测站间无需通视。*应用：已广泛应用于大地测量、工程测量、地形测绘、导航定位、变形监测等众多领域。3.4摄影测量与遥感*摄影测量：通过对摄影像片（或数字化影像）的处理和分析，来测定物体的形状、大小和空间位置，并绘制地形图。根据成像方式和距离可分为航空摄影测量、航天摄影测量和近景摄影测量。其特点是可快速获取大范围地形信息，减少野外工作量。*遥感（RS）：非接触式地远距离探测目标物体的电磁辐射信息，并通过对这些信息的处理、分析，来识别目标物体的属性、状态及其变化。具有宏观、动态、多时相、多光谱等优势，是地理信息获取的重要手段。3.5地图制图学地图制图学研究地图的理论、编制技术和应用方法。主要包括地图设计、地图编制、地图印刷和地图应用等。现代地图制图已从传统的手工编绘发展为计算机辅助地图制图（CAC）和数字地图制图。3.6地理信息系统（GIS）GIS是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS与测绘技术密不可分，测绘为GIS提供数据来源，GIS则为测绘数据的管理、分析和应用提供强大工具。四、测量误差与数据处理4.1测量误差的基本概念任何测量成果都不可避免地存在误差。测量误差是观测值与真值之间的差异。根据误差产生的原因和性质，可分为系统误差、偶然误差和粗差。*系统误差：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，误差的大小和符号固定不变，或按一定规律变化。系统误差具有累积性，可通过校正或采取一定观测方法加以消除或减弱。*偶然误差：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，误差的大小和符号呈现偶然性，从单个误差看无规律，但总体上服从统计规律。偶然误差是不可避免的，是衡量观测精度的依据。*粗差：由于观测者的粗心大意或仪器故障等原因造成的显著大于规定限差的误差，又称错误。粗差必须通过严格的质量控制方法予以剔除。4.2衡量精度的指标精度是指误差分布的密集或离散程度，即观测结果与真值的接近程度。常用的精度指标有中误差、相对误差、极限误差（容许误差）等。*中误差：是衡量偶然误差离散程度的指标，其值为各观测值真误差平方和的平均值的平方根（在实际应用中用改正数代替真误差计算）。中误差越小，观测精度越高。*相对误差：中误差与观测值之比，用于衡量长度等具有量纲观测值的精度，通常以分子为1的分数形式表示。*极限误差：在一定观测条件下，偶然误差的绝对值不应超过的限值，通常取中误差的两倍或三倍。4.3测量平差的基本原理测量平差是依据最小二乘法原理，处理一系列带有偶然误差的观测值，消除它们之间的矛盾，求出未知量的最可靠值，并评定测量成果精度的理论和方法。其核心思想是让观测值的改正数平方和为最小。五、测绘成果与应用5.1测绘成果的类型主要包括各种比例尺的地形图、数字线划图（DLG）、数字高程模型（DEM）、数字正射影像图（DOM）、数字栅格地图（DRG），以及控制测量成果、管线测量成果、境界测量成果等。5.2测绘成果的应用领域测绘成果是国家重要的基础性、战略性信息资源，广泛应用于：*国家宏观规划与决策；*国土资源调查、开发与管理；*城市规划、建设与管理；*交通、水利、能源等重大工程建设；*环境保护与生态建设；*防灾减灾与应急响应；*国防建设；*大众地理信息服务（如导航电子地图、位置服务）等。六、总结与展望测绘学是一门古老而又充满活力的学科。从早期的绳测、步量，到如今的卫星定位、航空航天遥感、智能测绘装备，测绘技术的发展日新月异。它不仅是获取空间信息的基本手段，更是国家信息化建设和数字经济发展的重要支撑。随着