現(xiàn)代測量學第一章

1、滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 現(xiàn)代測量學現(xiàn)代測量學滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 目標：系統(tǒng)傳授先進、實用的測量學知識和技能。要求：通過學習普通測量的基本知識，掌握測量儀器、工具的構(gòu)造和使用，并能進行大比例尺地形圖的識讀和應用。課程目標滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 理論課：每周1次 周一上午1-2節(jié) YF3301實驗課：每周一次 （2-17周）周日上午3-4節(jié)A組，周日下午7-8節(jié)B組4位同學為一小組，每小組指派一名小組長。上課時提前10分鐘攜帶學生證到D103借儀器(陳建老師），地信學院門前場

2、地集合。課程安排滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 第一章 緒論一 、測量學概述二 、測量學的歷史發(fā)展三 、地面點位的確定及坐標系統(tǒng)四 、水平面代替水準面的限度 五 、測量工作的原則和程序滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 1、基本概念：測量學是研究地球及其表面各種形態(tài)的學科，主要任務是測定地球表面的點位和幾何形狀，并繪制地圖，以及測定和研究地球的形狀和大小。測繪是測量和繪圖的簡稱。測量是用水準儀、經(jīng)緯儀等儀器測出某一地區(qū)的地形和地貌；繪圖是將測量取得的成果按照一定的比例畫到圖紙上的過程。 一一、測量學概述、測量學概述滁州學院地理信息與旅

3、游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 地形測量滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 測繪地球滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 測量學的任務 測定測定(location)：使用測量儀器和工具，通過測量和計算將地物和地貌的位置按一定比例尺、規(guī)定的符號縮小繪制成地形圖，供科學研究和工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計使用。 測設(shè)測設(shè)(setting-out)：將在地形圖上設(shè)計出的建筑物和構(gòu)筑物的位置在實地標定出來，作為施工的依據(jù)。 滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學

4、滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 大地測量學大地測量學 是是 “測定和描繪地球表面的科學測定和描繪地球表面的科學”在廣大區(qū)域建立國家大地控制網(wǎng)，測在廣大區(qū)域建立國家大地控制網(wǎng)，測定地球形狀、大小、重力場及其變化定地球形狀、大小、重力場及其變化的技術(shù)方法的學科。的技術(shù)方法的學科。滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 地形測量學地形測量學 研究小區(qū)域內(nèi)地表各類物體形狀和大小，將小區(qū)域內(nèi)地物和地面起研究小區(qū)域內(nèi)地表各類物體形狀和大小，將小區(qū)域內(nèi)地物和地面起伏按一定比例縮小后，繪制成平面圖或地形圖的學科。伏按一定比例縮小后，繪制成平面圖或地形圖的

5、學科。滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 地形測量實地景觀一角實地景觀一角 輸出的等高線圖輸出的等高線圖輸出的三維透視圖輸出的三維透視圖地形測量地形測量滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 攝影測量與遙感攝影測量與遙感對非接觸傳感器獲取的影像和數(shù)字表達的記錄進行量測對非接觸傳感器獲取的影像和數(shù)字表達的記錄進行量測和解譯的過程。是對影像信息的獲取，處理，提取和成和解譯的過程。是對影像信息的獲取，處理，提取和成果表達的一門信息科學。果表達的一門信息科學。原始影像原始影像處理后的影像處理后的影像再處理后的影像再處理后的影像立面圖立面圖滁州學院地理

6、信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 圖像像幅圖像像幅航航空空攝攝影影示示意意圖圖攝影測量攝影測量（包括航空攝影測量與近景攝影測量）（包括航空攝影測量與近景攝影測量）航航空空攝攝影影測測量量滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 根據(jù)航測數(shù)據(jù)生成的虛擬三維地形根據(jù)航測數(shù)據(jù)生成的虛擬三維地形滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 近近景景攝攝影影測測量量滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 靈山大佛靈山大佛滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信

7、息與旅游學院現(xiàn)代測量學 遙感（遙感（RSRemote Sensing）滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 南京遙感衛(wèi)星影像南京遙感衛(wèi)星影像滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 工程測量學工程測量學 工程測量學是研究在工程建設(shè)和自工程測量學是研究在工程建設(shè)和自然資源開發(fā)的勘測、設(shè)計、施工、管理然資源開發(fā)的勘測、設(shè)計、施工、管理各個階段進行測量的理論和技術(shù)的學科。各個階段進行測量的理論和技術(shù)的學科。 工程測量學包含控制測量、地形測工程測量學包含控制測量、地形測繪、施工放樣、變形監(jiān)測及建立相應信繪、施工放樣、變形監(jiān)測及建立相應信息系統(tǒng)等內(nèi)容。息系

8、統(tǒng)等內(nèi)容。例如：大壩安全檢測、高層建筑物沉降監(jiān)測例如：大壩安全檢測、高層建筑物沉降監(jiān)測滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 工程測量工程測量滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 地圖制圖學地圖制圖學 地圖制圖學是研究繪制或表述地球表面及其地圖制圖學是研究繪制或表述地球表面及其附屬物形狀的成圖理論與方法的學科。附屬物形狀的成圖理論與方法的學科。 地圖的表現(xiàn)形式有圖形、圖像和數(shù)字，是測地圖的表現(xiàn)形式有圖形、圖像和數(shù)字，是測繪行業(yè)的主要產(chǎn)品形式之一。繪行業(yè)的主要產(chǎn)品形式之一。滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 滁州學院地

9、理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 現(xiàn)代地形圖滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 測繪學獲取觀測成果的工具是測量儀器，它的形成和發(fā)展依賴于測繪方法和儀器的創(chuàng)造和變革 測繪學的研究結(jié)果是地圖。地圖的演變及其制作方法的進步是測繪學發(fā)展的重要標志 測繪學的研究對象是地球。它隨著人類對地球形狀認識的深化和測定的精確度提高而向前發(fā)展 測繪學有悠久的歷史 二、測繪學的歷史發(fā)展二、測繪學的歷史發(fā)展滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 遠古：遠古：大禹治水使用規(guī)、矩、準、繩

10、戰(zhàn)國：戰(zhàn)國：使用司南（指南針） 西漢：西漢：地形圖和駐軍圖 東漢：東漢：張衡，渾天儀和地動儀 宋朝：宋朝：沈括繪制天下州縣圖，并制作木圖 元朝：元朝：郭守敬進行天文測量，實測27個點 清朝：清朝：完成皇輿全圖1、古代發(fā)展、古代發(fā)展滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 2、近現(xiàn)代發(fā)展、近現(xiàn)代發(fā)展機械時代機械時代光學時代光學時代電子時代電子時代信息時代信息時代鋼尺、經(jīng)緯儀、鋼尺、經(jīng)緯儀、水準儀、平板儀水準儀、平板儀光學對中經(jīng)緯儀、光學對中經(jīng)緯儀、水準儀水準儀激光對中經(jīng)緯儀、自動安激光對中經(jīng)緯儀、自動安平水準儀、測距儀平水準儀、測距儀電子經(jīng)緯儀、電子水準儀、電子經(jīng)緯儀、電子

11、水準儀、測距儀、全站儀、攝影測量、測距儀、全站儀、攝影測量、GPS、RS、GIS滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 坐標坐標地理坐標地理坐標平面直角坐標平面直角坐標 高程高程絕對高程絕對高程相對高程相對高程滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 1、 地球形狀與地球橢球體地球的形地球的形狀狀及大小及大小地球自然表面地球自然表面不規(guī)則曲面不規(guī)則曲面 珠峰珠峰8844.43m8844.43m，馬里，馬里亞納海溝亞納海溝11022m11022m，海洋，海洋71%71%平均半徑平均半徑6371km6371km滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息

12、與旅游學院現(xiàn)代測量學 基準面：水準面、大地水準面基準面：水準面、大地水準面水準面：水準面：設(shè)想有一個自由設(shè)想有一個自由平靜的海水面，向陸地延伸平靜的海水面，向陸地延伸而形成一個封閉的曲面，我而形成一個封閉的曲面，我們把自由平靜的海水面稱為們把自由平靜的海水面稱為水準面。水準面。 水準面水準面是一個處處與重力方是一個處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面。也可以向垂直的連續(xù)曲面。也可以定義為：處處與鉛垂線垂直定義為：處處與鉛垂線垂直的連續(xù)封閉曲面。如右圖所的連續(xù)封閉曲面。如右圖所示。示。滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 大地水準面大地水準面：完整的水準面是被海水包圍的封完整的

13、水準面是被海水包圍的封閉曲面。這樣的水準面有無數(shù)個，其中最接近地閉曲面。這樣的水準面有無數(shù)個，其中最接近地球形狀和大小的是通過平均海水面的那個水準面，球形狀和大小的是通過平均海水面的那個水準面，這個唯一而確定的水準面叫大地水準面，這個唯一而確定的水準面叫大地水準面，也就是也就是測量的基準面測量的基準面 。 大地體大地體：由大地水準面所包圍的形體稱為大地體。由大地水準面所包圍的形體稱為大地體。大地體代表了地球的自然形狀和大小。大地體代表了地球的自然形狀和大小。滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 參考旋轉(zhuǎn)橢球體面參考旋轉(zhuǎn)橢球體面：通常選擇一個與大地水準面非通常選擇一個與

14、大地水準面非常接近的、能用數(shù)學方程表示的橢球面作為投影的常接近的、能用數(shù)學方程表示的橢球面作為投影的基準面，這個橢球面是由橢圓基準面，這個橢球面是由橢圓NESW繞其短軸繞其短軸NS旋旋轉(zhuǎn)而成的旋轉(zhuǎn)橢球面，稱為參考橢球，其表面稱為轉(zhuǎn)而成的旋轉(zhuǎn)橢球面，稱為參考橢球，其表面稱為參考橢球面。參考橢球面。 由于地球內(nèi)部質(zhì)量分布不均勻，導致地面上各點由于地球內(nèi)部質(zhì)量分布不均勻，導致地面上各點的重力方向即鉛垂線方向產(chǎn)生不規(guī)則的變化，因而的重力方向即鉛垂線方向產(chǎn)生不規(guī)則的變化，因而大地水準面實際上是一個有微小起伏的、不規(guī)則的、大地水準面實際上是一個有微小起伏的、不規(guī)則的、很難用數(shù)學方程表示的復雜曲面。很難用數(shù)

15、學方程表示的復雜曲面。滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 NSWE地 球 橢地 球 橢球體球體大地水準大地水準面面大地水準面與地球橢球體面NSEWOaba 地球橢球體（地球形狀）滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 確立基準面的方法確立基準面的方法地球的自然表面水準面水準面大地水準面大地水準面地球橢球體表面地球橢球體表面基準面基準面大地體大地體地球橢球體地球橢球體滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 我國使用的橢球我國使用的橢球 我國先后使用過兩個參考橢球。我國先后使用過兩個參考橢球。1954年北京坐標系采用的是原

16、年北京坐標系采用的是原蘇聯(lián)克拉索夫斯基橢球，其長半徑蘇聯(lián)克拉索夫斯基橢球，其長半徑a =6 378 245米，短半徑米，短半徑b=6 356 863米，扁率米，扁率f=(a-b)/a=1:298.3。1980年西安坐標系采用的是年西安坐標系采用的是1975年年國際大地測量學與地球物理學聯(lián)合會第十六屆大會上的推薦值，國際大地測量學與地球物理學聯(lián)合會第十六屆大會上的推薦值，a=6 378 140 米米 ，b=6 356 755米，米，f=1:298.257。 滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 測量工作的基本任務是確定地面點的位置。通常采用地測量工作的基本任務是確定地面

17、點的位置。通常采用地面點在基準面上的投影位置及該點沿投影方向到基準面的距面點在基準面上的投影位置及該點沿投影方向到基準面的距離來表示。離來表示?？臻g是三維的，表示地面點在某個空間坐標系中的位置需要三個參數(shù)，確定地面點位的實質(zhì)就是確定其在某個空間坐標系中的三維坐標。 測量上將空間坐標系分解成確定點的球面位置的坐標系(二維)和高程系(一維)。確定點的球面位置的坐標系有地理坐標系、空間直角坐標系和平面直角坐標系三類。 2、 地面點位的確定滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 天文坐標系以經(jīng)緯度來表示地面點位置的球面坐標系稱為地理坐標系，地理坐標又分為天文坐標系和大地坐標系。

18、 表示地面點在大地水準面上的位置，它的基準是鉛垂線和大地水準面，它用天文經(jīng)度和天文緯度兩個參數(shù)來表示地面點在球面上的位置。(一）地理坐標系滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 地面點地面點P在旋轉(zhuǎn)橢球面上的投在旋轉(zhuǎn)橢球面上的投影位置用大地經(jīng)度影位置用大地經(jīng)度 L 和大地緯度和大地緯度B來表示。如圖來表示。如圖1-2所示。所示。NS 為橢球為橢球的旋轉(zhuǎn)軸，的旋轉(zhuǎn)軸，N 表示北極，表示北極，S 表示南表示南極，極，O 為橢球中心。為橢球中心。 地面點地面點P的坐標為（的坐標為（L，B）大地坐標系大地坐標系滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 經(jīng)度

19、經(jīng)度-所在的子午面與首子所在的子午面與首子午面（過英國格林尼治天文臺）午面（過英國格林尼治天文臺）的夾角的夾角 緯度緯度-所在點的鉛垂線與赤所在點的鉛垂線與赤道平面之間的夾角道平面之間的夾角 缺點缺點: 大地坐標是球面坐標，對測量計算和繪圖來說，不便于直接進行各種計算。 滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 注：大地經(jīng)、緯度是根據(jù)起始大地點(又稱大地原點，該點的大地經(jīng)緯度與天文經(jīng)緯度一致)的大地坐標，按大地測量所得的數(shù)據(jù)推算而得的。 注：由于天文坐標和大地坐標選用的基準線和基準面不同，所以同一點的天文坐標與大地坐標不一樣，不過這種差異很小，在普通測量工作中可以忽略。滁

20、州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 我國以陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)大地原點為起算點，由此建立的大地坐標系，稱為“1980西安坐標系”，簡稱80系或西安系。 通過與前蘇聯(lián)1942年普爾科沃坐標系聯(lián)測，經(jīng)我國東北傳算過來的坐標系稱“1954北京坐標系”，其大地原點位于前蘇聯(lián)列寧格勒天文臺中央。 WGS-84坐標系：WGS英文意義是“World Geodetic System”(世界大地坐標系)，它是美國國防局為進行GPS導航定位于1984年建立的地心坐標系，1985年投入使用。在實際測量工作中很少直接使用WGS84坐標系，而是將其轉(zhuǎn)換成其它坐標系再使用。 WGS-84橢球采用國

21、際大地測量與地球物理聯(lián)合會第17屆大會測量常數(shù)推薦值，采用的兩個常用基本幾何參數(shù)：長半軸a=6378137m；扁率f=1:298.257223563滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 （二）空間直角坐標系（二）空間直角坐標系坐標原點 O：地球橢球體中心（與質(zhì)心重合） Z 軸 方 向：指向地球北極 X 軸 方 向：指向格林尼治子午面與地球赤道面之交點 Y 軸 方 向：垂直于XOZ平面，構(gòu)成右手坐標系。 如：地面上任意點P的空間直角坐標（X、Y、Z）滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 地理坐標對局部測量工作來說是非常不方便的（地理坐標為球面坐

22、標，不方便進行距離、方位、面積等參數(shù)的量算 ）。 如：在赤道上，1的經(jīng)度差或緯度差對應的地面距離約為30m。 但地球是一個不可展的曲面，也就是展開后不能成為一個平面，因此我們可以考慮將地球投影到一個平面上或者是一個可以展開的曲面上。 (3) 平面直角坐標系平面直角坐標系 滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 高斯投影概況高斯投影概況 是一種解決曲面不可展的投影方法。是一種解決曲面不可展的投影方法。 由德國數(shù)學家高斯擬定，又經(jīng)德國大地測量學家克呂由德國數(shù)學家高斯擬定，又經(jīng)德國大地測量學家克呂格補充完善，又稱高斯格補充完善，又稱高斯-克呂格投影?？藚胃裢队?。 大多數(shù)國家將

23、此種投影作為比例尺大于百萬分之一的大多數(shù)國家將此種投影作為比例尺大于百萬分之一的地形圖投影。地形圖投影。我們可以想象有一個光源在地球的中心，將地表上的物體投射到一個投影面上，就可以得到一幅地圖。那么投影面的類型和位置可以任意變化，因此對應可以得到很多種地圖投影。我國采用的是高斯-克呂格正形投影，簡稱高斯投影。滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 高斯投影是高斯在18201830年間，為解決德國漢諾威地區(qū)大地測量投影問題而提出的一種投影方法。1912年起，德國學者克呂格(Kruger)將高斯投影公式加以整理和擴充并推導出了實用計算公式。 高斯投影是將地球按經(jīng)線劃分成帶，

24、稱為投影帶，投影帶是從首子午線起，每隔經(jīng)度6劃分為一帶(稱為統(tǒng)一6帶)，自西向東將整個地球劃分為60個帶。帶號從首子午線開始，用阿拉伯數(shù)字表示。1、高斯平面直角坐標系滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 高高斯斯| |克克呂呂格格投投影影投影的基本條件：投影的基本條件：1 1、中央子午線的投影為直線而且是投影的對稱軸。、中央子午線的投影為直線而且是投影的對稱軸。2 2、投影后沒有角度變形。又稱是正形投影。、投影后沒有角度變形。又稱是正形投影。3 3、中央子午線上沒有長度變形。、中央子午線上沒有長度變形。NSWENS平行光平行光滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息

25、與旅游學院現(xiàn)代測量學 高斯平面直角坐標的投影高斯平面直角坐標的投影高斯投影設(shè)想高斯投影設(shè)想如右圖：如右圖：滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 174-174 -1681807284 90 9678012 186高高斯斯| |克克呂呂格格投投影影1、6 6分帶法：分帶法：從格林尼治零度經(jīng)線起每從格林尼治零度經(jīng)線起每6 6為一為一個投影帶，全球共分個投影帶，全球共分6060個投影帶個投影帶 L L0 0=6N-3=6N-3131415161233031321201 2 3 4 5 658 59606162636424 25262728293031323 39 15157

26、5 818793177 -177 -171滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 高高斯斯平平面面直直角角坐坐標標 中央子午線投影后的中央子午線投影后的直線為直線為X X軸、向北為軸、向北為正，以赤道投影后的正，以赤道投影后的直線為直線為Y Y軸軸, ,向東為正，向東為正，它們的交點為坐標原它們的交點為坐標原點。坐標象限自縱軸點。坐標象限自縱軸北方向順時針順序編北方向順時針順序編號。號。XYO滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 kmyA6 .63220 另另A點在點在第第20帶帶，則在，則在橫坐標前橫坐標前冠以帶號冠以帶號kmyA6 .632

27、 我國位于北半球，我國位于北半球，x坐標恒為正坐標恒為正，y坐標則有坐標則有 正有負，故把坐標縱軸正有負，故把坐標縱軸向西平移向西平移500km. 設(shè)設(shè)A坐標為：坐標為：則平移后則平移后kmykmxAA6 .132,2 .345 6度帶投影能滿足度帶投影能滿足1：25000或更小比例尺側(cè)圖或更小比例尺側(cè)圖 的精度要求的精度要求滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 高高斯斯平平面面直直角角坐坐標標XYOXOY500KMA滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 n 高斯坐標系的作用高斯坐標系的作用 使較復雜的橢球面上的計算變?yōu)楸容^簡單的平面上的計算

28、 便于地圖按經(jīng)緯線分幅。如將圖廓點（其地理坐標為經(jīng)緯度）按其相應的高斯坐標展繪在圖紙上，就可得地圖的分幅線。 將大地控制點按其高斯坐標展在平面上，作為工程測量和地形測量的起始點。滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 2、獨立坐標系 獨立平面直角坐標系:在小地區(qū)的工程測量中，可將這個小區(qū)域（一般半徑不大于10km的范圍內(nèi)）的水準面近似看作水平面，并在該面上建立獨立平面直角坐標系，用平面直角坐標來表示地面點的平面位置。（注意與數(shù)學平面直角坐標區(qū)別）注意與數(shù)學平面直角坐標區(qū)別）規(guī)定：規(guī)定：南北方向為縱坐標軸，記作南北方向為縱坐標軸，記作x軸，向北為正；軸，向北為正；以東西方

29、向為橫坐標軸，記作以東西方向為橫坐標軸，記作y軸，向東為正；軸，向東為正；坐標原點坐標原點O一般選在測區(qū)的西南角，使測區(qū)一般選在測區(qū)的西南角，使測區(qū)內(nèi)各點的內(nèi)各點的x、y坐標均為正值；坐標均為正值；坐標象限按順時針方向編號。坐標象限按順時針方向編號。滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 平面直角坐標（平面直角坐標（x xA A , y , yA A) )oxy (315.6)(269.8)A滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 地地面面點點位位確確定定示示意意圖圖o滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 3 高程高程(

30、Elevation)系統(tǒng)系統(tǒng) 地面點到大地水準面的鉛垂距離，稱為該點的絕對高程，簡稱地面點到大地水準面的鉛垂距離，稱為該點的絕對高程，簡稱高程，用高程，用H表示。地面點表示。地面點A、B的高程分別為的高程分別為HA、HB。（1）絕對高程）絕對高程滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 （2）相對高程）相對高程 地面點到假定水準面的鉛垂距離，稱為該點的相對高程地面點到假定水準面的鉛垂距離，稱為該點的相對高程或假定高程。或假定高程。A、B兩點的相對高程為兩點的相對高程為HA、HB。滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 （3）高差）高差 A、B兩點的

31、高差為：兩點的高差為：ABABHHh B、A兩點的高差為：兩點的高差為：BABAHHhA、B兩點的高差與兩點的高差與B、A兩點的高差，兩點的高差，絕對值相等，符號絕對值相等，符號相反，即：相反，即：BAABhh地面兩點間的高程之差，稱為高差，用地面兩點間的高程之差，稱為高差，用h表示。高差有方向和正負。表示。高差有方向和正負。滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 1956年經(jīng)過多年觀測后，得到從水準原點到驗潮站的平均海水面高程為72.289m。這個高程系統(tǒng)稱為“1956年黃海高程系統(tǒng)年黃海高程系統(tǒng)”，全國各地的高程都是以水準原點為基準得到的。80年代，我國根據(jù)驗潮站多

32、年的觀測數(shù)據(jù)，又重新推算了新的平均海水面，由此測得水準原點的高程為72.260m，稱為“1985年國家高程基準年國家高程基準”。滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 確定地面點的位置確定地面點的位置 基準面（大地水準面）基準面（大地水準面） 將地面點投影在大地水準面上將地面點投影在大地水準面上高程（高程（H）平面坐標（平面坐標（x、y）地面點位的確定滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 在實際測量工作中，在一定的測量精度要求和測區(qū)面積不大的情況下，往往以水平面直接代替水準面，就是把較小一部分地球表面上的點投影到水平面上來決定其位置。但在多大面

33、積范圍能容許以平面投影代替球面投影的問題就必須加以討論了。以下的內(nèi)容是假定大地水準面作為一個圓球面來敘述的。 滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 當水平距離為10km時，以水平面代替水準面所產(chǎn)生的距離誤差為距離的11217700，現(xiàn)在最精密距離丈量時的容許誤差為其長度的現(xiàn)在最精密距離丈量時的容許誤差為其長度的1 1100100萬萬。因此可得出結(jié)論：在半徑為10km的圓面積內(nèi)進行長度的測量工作時，可以不必考慮地球曲率；也就是說可以把水準面當作水平面看待，即實際沿圓弧丈量所得距離作為水平距離，其誤差可忽略不計。 在圖中，設(shè)DAE為水準面， AB為其上的一段圓弧，設(shè)長度為

34、S，其所對圓心角為，地球半徑為R。另自A點作切線AC，設(shè)長為t，如果將切于A點的水平面代替水準面，即以相應的切線段AC代替圓弧AB，則在距離方面將產(chǎn)生誤差S，由圖得1、水準面的曲率對水平距離的影響、水準面的曲率對水平距離的影響滁州學院地理信息與旅游學院滁州學院地理信息與旅游學院現(xiàn)代測量學 2、水準面的曲率對水平角度的影響、水準面的曲率對水平角度的影響 由球面三角學知道，同一個空間多邊形在球面上投影的各內(nèi)角之和，較其在平面上投影的各內(nèi)角之和大一個球面均超的數(shù)值。其公式為： =206265”(表示1弧度等于多少秒； =180*60*60”/)式中：為以秒計的弧度，P為球面多邊形面積，R為地球半徑。在測量工作中實測的是球面面積，繪制成圖時則繪成平面圖形的面積。 對于在面積