认识测绘学工作课件

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1、单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,认识测绘学工作,建筑工程测量,认识测绘学工作建筑工程测量,1,认识测绘学工作,1.1,测绘学的概念及其作用,1.2,地球的形状与大小,1.3,地面点位置的确定,1.4,用水平面代替水准面的限度,1.5,测量工作概述,认识测绘学工作1.1测绘学的概念及其作用1.2地球的形状与大,2,认识测绘学工作,知识目标,掌握测绘学最新概念的含义及其学科

2、分类。,掌握大地水准面、测量的基准面及基准线等的概念。,掌握测量的三项基本工作目的，明确测量工作的程序和原则。,了解高斯投影原理及高斯平面直角坐标系的设计原理。,能力目标,能够认识测绘学的基本研究范围。,能区分不同坐标系的设计原理及坐标元素。,能明确本教材的学习主题及学习重点。,认识测绘学工作知识目标掌握测绘学最新概念的含义及其学科分类。,3,认识测绘学工作,建筑工程测量学是测绘学下属工程测量学科中的一门实用专业技术课，也是土木工程、建筑设计、工程监理和房地产等专业的一门必修课，学习本课程的目的是能够使用常规测量仪器进行普通控制测量、掌握大比例尺地形图测绘方法和建筑工程施工放样的基本理论和方法

3、。,引言,认识测绘学工作 建筑工程测量学是测绘学下属工程,4,1.1.1,测绘学的概念,任务,1.1,测绘学的概念及其分类,测绘学起初的概念是：研究如何确定地地面点之间的相对空间位置，将地球表面的地形及其它信息绘制成地形图，以及确定地球形状与大小的科学。,最新测绘学是研究对实体（包括地球整体、表面以及外层空间各种自然和人造的物体）中与地理空间分布有关的各种几何、物理、人文及其随时间变化的信息的采集、处理、管理、更新和利用的科学与技术。,1.1.1 测绘学的概念 任务1.1 测绘学的概念及其分,5,1.1.2 测绘学的分类,1.按工作性质对测绘学分类,任务,1.1,测绘学的概念及其分类,测定：,

4、使用测量仪器和工具，通过测量和计算将地物和地貌的位置按一定比例尺、规定的符号缩小绘制成地形图，供科学研究和工程建设规划设计使用。,测设：,将在地形图上设计出的建筑物和构筑物的位置在实地标定出来，作为施工的依据。,1.1.2 测绘学的分类1.按工作性质对测绘学分类任务1,6,任务,1.1,测绘学的概念及其分类,大地测量学,定义：它是研究地球的形状、大小和重力场，测定地面点几何位置和地球整体与局部运动的理论。,测定地球的大小是指研究大地水准面的形状,（或地球椭球的扃率）；测定地面点的几何位置,是指测定以地球椭球面为参考面的地面点的位置。,1,）,2,）,摄影测量学,定义：它是研究利用摄影或遥感的手

5、段获取目标物的影像数据，从中提取几何的或物理的信息，,并用图像，图形和数字形式表达测绘成果的学科。,2,.按学科对测绘学分类,任务1.1 测绘学的概念及其分类 大地测量学1）2）,7,任务,1.1,测绘学的概念及其分类,地图学,定义：它是研究模拟地图和数字地图的基础理论、地图设计、地图编制和复制的技术方法及其应用的学科。,3,）,4,）,工程测量学,定义：在工程建设勘察设计、施工和管理阶段所进行的各种测量工作。它是研究在工程建设和自然资源开发各个阶段进行测量工作的理论和技术的学科。,工程测量按工程建设的对象分为：建筑工程测量、水利工程测量、铁路工程测量、公路工程测量、桥梁工程测量、矿山工程测量

6、、精密工程测量、地图量算和图上作业等。,任务1.1 测绘学的概念及其分类 地图学3）4）,8,任务,1.1,测绘学的概念及其分类,普通测量学,定义：是研究地球表面局部区域内测绘工作的基本理论，仪器和方法的学科，但侧重于测绘地形图的理论，技术。又称为地形测量学。,5,）,6,）,海洋测量学,定义：它是研究以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制理论和方法的学科。,海洋测量学主要分为：海道测量、海洋大地测量、海底地形测量、海洋专题测量以及航海图、海底地形图、各种海洋专题图和海洋图集的编制。,任务1.1 测绘学的概念及其分类 普通测量学5）6）,9,任务,1.1,测绘学的概念及其分类,全球卫星定

7、位系统（,GNSS,）,是利用卫星信号进行导航定位的各种定位系统统称。目前已建或正在建的全球卫星定位系统有美国的,GPS,卫星、俄罗斯的,GLONASS,卫星、欧盟的伽利略（,GALILEO,）卫星及中国的北斗卫星（,BDS,）。,7,）,8,）,遥感学,(Remote Sensing,，,RS,）,定义：它是研究以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制理论和方法的学科。,9,）,地理信息系统,(,简称,GIS),是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、更新、显示、制图和综合分析应用的技术系统。它是将计算机技术与空间地理分布数据相结合，通过

8、一系列空间操作和分析方法，为地球科学、环境科学和工程设计，乃至政府行政职能和企业经营提供对规划、管理和决策有用的信息，并回答用户提出的有关问题。,任务1.1 测绘学的概念及其分类 全球卫星定位系,10,1.1.,3,建筑工程测量的任务,任务,1.1,测绘学的概念及其分类,3.,变形观测,监测建、构筑物在施工与使用阶段的沉降和位移状态，以便采取措施防治，保证建筑物的建筑物的安全运营。,2.,施工放样,将工程设计图上设计的建、构筑物各个结构的点、线位置信息在现场做出标记，作为施工的依据。,1.,地形图测绘,运用各种测量仪器、软件，通过实地测量，把待建设工程所在范围内地面上的地物、地貌按一定的比例尺

9、测绘成大比例尺图，为工程设计人员提供设计所需要的资料。,1.1.3 建筑工程测量的任务任务1.1 测绘学的概念,11,1.,2,.,1,大地水准面,任务,1.2,地球的形状与大小,水准面,：假想静止不动的海水面延伸穿过陆地，包围整个地球，形成一个封闭的并处处与铅垂线垂直的曲面。水准面有无数多个。,大地水准面,：与平均海水面相吻合的水准面。大地水准面是唯一的。,1.2.1 大地水准面任务1.2 地球的形状与大小,12,1.,2,.,2,测量工作的基准线与基准面,任务,1.2,地球的形状与大小,重力：地球上的质点所受的万有引力与离心力的合力。,铅垂线：重力的方向。,铅垂线是测量工作的基准线。,大地

10、水准面作为测量工作的基准面。,1.2.2 测量工作的基准线与基准面任务1.2 地球的,13,1.,2,.,3,参考椭圆球面,任务,1.2,地球的形状与大小,因此人们设想，用一个与大地体非常接近的又能用数学式表述的规则球体即旋转椭球体来代表地球的形状。它是由椭圆,NESW,绕短轴,NS,旋转而成，是一个规则的曲面体。可以用数学公式来表示，即,式中，,a,、,b,为参考椭球体的几何参数，,a,为长半径，,b,为短半径。参考椭球体扁率,应满足下式：,1.2.3 参考椭圆球面任务1.2 地球的形状与大小,14,任务,1.2,地球的形状与大小,地球的形状与大小,任务1.2 地球的形状与大小 地球的形状与

11、大小,15,任务,1.2,地球的形状与大小,常用的参考椭球体,任务1.2 地球的形状与大小常用的参考椭球体,16,1.,3,.,1,地理坐标系,任务,1.3,地面位置点的确定,天文地理坐标系,以大地水准面为基准面，地面点沿铅垂线投影在该基准面上的位置，称为该点的天文坐标。该坐标用天文经度（,）和天文纬度（,）表示。,在本初子午线以东的叫东经，以西的叫西经。其值分为东经,0,180,和西经,0,180,。,在赤道以北的叫北纬，以南的叫南纬，其值分为北纬,0,90,和南纬,0,90,。,1.,天文地理坐标系,1.3.1 地理坐标系任务1.3 地面位置点的确定天文,17,任务,1.3,地面位置点的确

12、定,以参考椭球面为基准面，地面点沿椭球面的法线投影在该基准面上的位置，称为该点的大地坐标。该坐标用大地经度（,L,）和大地纬度（,B,）表示。,包含地面点,P,的法线与地球旋转轴,NS,的平面称为点,P,的大地子午面。过点,P,的大地子午面与本初大地子午面所夹的两面角就称为点,P,的大地经度。用,L,表示，其值分为东经,0,180,和西经,0,180,。,过点,P,的法线与椭球赤道面所夹的线面角就称为点,P,的大地纬度。用,B,表示，其值分为北纬,0,90,和南纬,0,90,。,2.,大地地理坐标系,大地地理坐标系,任务1.3 地面位置点的确定以参考椭球面为基准面，地面点沿,18,1.,3,.

13、,2,高斯平面直角坐标系,任务,1.3,地面位置点的确定,1.,高斯投影原理,利用高斯投影法建立的平面直角坐标系，称为高斯平面直角坐标系。假设一个椭圆柱横套在地球椭球体外并与椭球面上的某一条子午线相切，这条相切的子午线称为中央子午线。假想在椭球体中心放置一个光源，通过光线将椭球面上一定范围内的物象映射到椭圆柱的内表面上，然后将椭圆柱面沿一条母线剪开并展成平面，即获得投影后的平面图形。,1.3.2 高斯平面直角坐标系任务1.3 地面位置点的,19,任务,1.3,地面位置点的确定,高斯投影,任务1.3 地面位置点的确定高斯投影,20,任务,1.3,地面位置点的确定,2.,高斯投影特点,1）保角条件

14、,投影后角度大小不变。,2）长度变形固定性,长度投影后会变形，但是在一点上各个方向的微分线段变形比m是个常数k。,3）中央子午线的投影特点,投影后的中央子午线为直线，无长度变化。其余的经线投影为凹向中央子午线的对称曲线，长度较球面上的相应经线略长。,4)赤道的投影特点,赤道的投影也为一直线，并与中央子午线正交。其余的纬线投影为凸向赤道的对称曲线。,任务1.3 地面位置点的确定2.高斯投影特点 1,21,任务,1.3,地面位置点的确定,3.,高斯分带投影,为了对变形加以控制，测量中采用限制投影区域的办法，即将投影区域限制在中央子午线两侧一定的范围，这就是所谓的分带投影，如图,1-5,所示。投影带

15、一般分为,6,带投影和,3,带投影两种。,任务1.3 地面位置点的确定,22,任务,1.3,地面位置点的确定,高斯平面直角坐标的分布,高斯平面直角坐标系,6,带投影与,3,带投影的关系,任务1.3 地面位置点的确定高斯平面直角坐标的分布高斯平面,23,任务,1.3,地面位置点的确定,4.,高斯投影的平面直角坐标系,通过高斯投影，将中央子午线的投影作为纵坐标轴，用,x,表示；将赤道的投影作为横坐标轴，用,y,表示；两轴的交点作为坐标原点，由此构成的平面直角坐标系称为高斯平面直角坐标系。对应于每一个投影带，就有一个独立的高斯平面直角坐标系，区分各带坐标系则利用相应投影带的带号。,任务1.3 地面位

16、置点的确定4.高斯投影的平面直角坐标系,24,任务,1.3,地面位置点的确定,高斯平面直角坐标系,任务1.3 地面位置点的确定高斯平面直角坐标系,25,1.,3,.,3,独立平面直角坐标系,任务,1.3,地面位置点的确定,当测区范围较小时，可以用测区中心点,A,的水平面来代替大地水准面。在这个平面上建立的测区平面直角坐标系，称为独立平面直角坐标系（又称为假定平面直角坐标系）。,独立平面直角坐标系,1.3.3 独立平面直角坐标系任务1.3 地面位置点的,26,1.,3,.,4,空间平面直角坐标系,任务,1.3,地面位置点的确定,空间直角坐标系又称为地心坐标系，卫星大地测量是利用空中卫星的位置来确定地面点的位置。由于卫星围绕地球质心运动，所以卫星大地测量中需采用地心坐标系。,地心坐标系,1.3.4 空间平面直角坐标系任务1.3 地面位置点的,27,1.,3,.,5,高程,任务,1.3,地面位置点的确定,1.,高程的分类,1,）绝对高程（海拔）,在一般的测量工作中都以大地水准面作为高程起算的基准面。因此，地面任一点沿铅垂线方向到大地水准面的距离就称为该点的绝对高程或海拔，简称高程，,2,）相