《測繪基礎知識》-鄭平元

1、1.1 1.1 測量學的任務及作用測量學的任務及作用一、測量學的定義一、測量學的定義 測量學是研究對地球整體及其表面和外測量學是研究對地球整體及其表面和外層空間中的各種自然和人造物體上與地理空層空間中的各種自然和人造物體上與地理空間分布有關的信息進行采集、處理、管理、間分布有關的信息進行采集、處理、管理、更新和利用的科學和技術。更新和利用的科學和技術。1. 研究確定地球的形狀和大小，為地研究確定地球的形狀和大小，為地球科學提供必要的數(shù)據(jù)和資料。球科學提供必要的數(shù)據(jù)和資料。2. 將地球表面的地物、地貌測繪成圖。將地球表面的地物、地貌測繪成圖。3. 將圖紙上的設計成果測設至現(xiàn)場。將圖紙上的設計成果

2、測設至現(xiàn)場。1.1.大地測量學大地測量學：研究地球的形狀、大小和地：研究地球的形狀、大小和地球重力場，以及測定地面點的空間位置的球重力場，以及測定地面點的空間位置的學科。學科。2.2.地形測量學地形測量學：不考慮地球曲率的影響，研：不考慮地球曲率的影響，研究小范圍地球表面形狀的測繪工作的學科。究小范圍地球表面形狀的測繪工作的學科。3.3.工程測量學工程測量學：研究工程建設在設計、施工：研究工程建設在設計、施工和管理階段時的各種測量工作的學科。和管理階段時的各種測量工作的學科。三、測量學的主要分支學科三、測量學的主要分支學科2 24.4. 地圖制圖學地圖制圖學：研究模擬和數(shù)字地圖的基礎理：研究模

3、擬和數(shù)字地圖的基礎理論、設計、編繪、復制的技術方法以及應用論、設計、編繪、復制的技術方法以及應用的學科。的學科。5.5. 海洋測量學海洋測量學：研究以海洋水體和海底為對象：研究以海洋水體和海底為對象所進行的測量和海圖編制的理論、技術和方所進行的測量和海圖編制的理論、技術和方法的學科。法的學科。6.6. 攝影測量與遙感學攝影測量與遙感學：研究通過攝影和遙感的：研究通過攝影和遙感的技術獲取目標物的信息，以確定物體的形狀、技術獲取目標物的信息，以確定物體的形狀、大小、性質(zhì)和空間位置的學科。大小、性質(zhì)和空間位置的學科。1. “3S”1. “3S”技術技術u GPS（Global Positioning

4、 System）全球定位系統(tǒng)）全球定位系統(tǒng);u GIS（Geographical Information System）地理信息）地理信息系統(tǒng)；系統(tǒng)；u RS（Remote Sensing）遙感。）遙感。2. “4D”2. “4D”產(chǎn)品產(chǎn)品u DEM（Digital Elevation Model）數(shù)字高程模型）數(shù)字高程模型;u DOM（Digital Orthograph Model）數(shù)字正射影像；）數(shù)字正射影像；u DLG（Digital Line Graph）數(shù)字線劃圖；）數(shù)字線劃圖；u DRG（Digital Raster Graph）數(shù)字柵格圖。）數(shù)字柵格圖。1.1.經(jīng)濟建設經(jīng)濟建設

5、：城鄉(xiāng)規(guī)劃與建設，國土整治，公路、：城鄉(xiāng)規(guī)劃與建設，國土整治，公路、鐵路的修建，農(nóng)林、水利建設，資源調(diào)查，礦鐵路的修建，農(nóng)林、水利建設，資源調(diào)查，礦產(chǎn)的勘探和開發(fā)，環(huán)境監(jiān)測等都離不開測繪工產(chǎn)的勘探和開發(fā)，環(huán)境監(jiān)測等都離不開測繪工作。作。 2.2.國防建設國防建設：軍事測量和軍用地圖是現(xiàn)代大規(guī)模：軍事測量和軍用地圖是現(xiàn)代大規(guī)模諸兵種協(xié)同作戰(zhàn)不可缺少的重要保障，而且對諸兵種協(xié)同作戰(zhàn)不可缺少的重要保障，而且對諸如遠程導彈、空間武器、人造衛(wèi)星和航天器諸如遠程導彈、空間武器、人造衛(wèi)星和航天器的發(fā)射也起著重要的作用。的發(fā)射也起著重要的作用。3.3.科學研究科學研究：測繪技術對于空間科學技術的研究，：測繪技

6、術對于空間科學技術的研究，地殼形變，地震預報，地球動力學研究等是不地殼形變，地震預報，地球動力學研究等是不可缺少的工具。可缺少的工具。 1.2 1.2 地球的形狀和大小地球的形狀和大小陸地高山海洋丘陵 地球是一個南北極稍扁，赤道稍長，平均地球是一個南北極稍扁，赤道稍長，平均半徑約為半徑約為6371km的橢球。的橢球。 測量工作是在地球表面上進行的，而地球測量工作是在地球表面上進行的，而地球的自然表面有高山、丘陵、平原、盆地、的自然表面有高山、丘陵、平原、盆地、湖泊、河流和海洋等高低起伏的形態(tài)，其湖泊、河流和海洋等高低起伏的形態(tài)，其中海洋面積約占中海洋面積約占71%，陸地面積約占，陸地面積約占2

7、9%。 最高珠峰最高珠峰8844.43米，最低馬里亞納海溝米，最低馬里亞納海溝11022米。米。二、基本概念二、基本概念1 11.1.重力重力：地球上的質(zhì)點所受的萬有引力與離：地球上的質(zhì)點所受的萬有引力與離心力的合力稱為重力，重力的方向稱為鉛心力的合力稱為重力，重力的方向稱為鉛垂線方向。垂線方向。2.2.法線法線：由地表任一點向參考橢球面所作的：由地表任一點向參考橢球面所作的垂線稱法線垂線稱法線。3.3.水準面水準面：靜止的海水面稱為水準面。：靜止的海水面稱為水準面。 水準面有無窮個；水準面有無窮個； 處處與鉛垂線垂直的連續(xù)封閉曲面。處處與鉛垂線垂直的連續(xù)封閉曲面。二、基本概念二、基本概念2

8、24.4.大地水準面大地水準面：與平均海水面相吻合的水準：與平均海水面相吻合的水準面稱為大地水準面。面稱為大地水準面。 大地水準面是唯一的；大地水準面是唯一的； 大地水準面是有微小起伏的、不規(guī)則的、大地水準面是有微小起伏的、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)學方程表示的復雜曲面。5.5.大地體大地體：大地水準面所包圍的形體。：大地水準面所包圍的形體。三、參考橢球面三、參考橢球面 通常選擇一個與大地水準面非常接近的、能通常選擇一個與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基準面，這用數(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個橢球面是由橢圓NESW繞其

9、短軸繞其短軸NS旋轉(zhuǎn)而成旋轉(zhuǎn)而成的旋轉(zhuǎn)橢球面，稱為的旋轉(zhuǎn)橢球面，稱為參考橢球參考橢球，其表面稱為，其表面稱為參考參考橢球面橢球面。幾個著名的橢球體幾個著名的橢球體橢球名稱橢球名稱長半軸長半軸短半軸短半軸扁扁 率率年代和國家年代和國家備備 注注克拉索夫斯基克拉索夫斯基637824563568631:298.3001940 前蘇聯(lián)前蘇聯(lián)1954 北京坐標系北京坐標系1975國際橢球國際橢球637814063567551:298.2571975 國際國際1980 西安坐標系西安坐標系WGS-84637813763567521:298.2571984 美國美國 美國國防部制圖局美國國防部制圖局一、確定

10、地面點位的要素一、確定地面點位的要素l坐標坐標 地面點投影到基準面上的位置。（此基地面點投影到基準面上的位置。（此基準面一般指參考橢球面）準面一般指參考橢球面）l高程高程 地面點沿投影方向到基準面的距離。地面點沿投影方向到基準面的距離。（此基準面實用上一般指大地水準面）（此基準面實用上一般指大地水準面）二、坐標系的分類二、坐標系的分類1.1.地理坐標地理坐標l天文坐標天文坐標 以大地水準面為基準面，地面點沿鉛垂以大地水準面為基準面，地面點沿鉛垂線投影在該基準面上的位置。線投影在該基準面上的位置。l大地坐標大地坐標 以參考橢球面為基準面，地面點沿橢球以參考橢球面為基準面，地面點沿橢球面的法線投影

11、在該基準面上的位置。面的法線投影在該基準面上的位置。天文坐標系與大地坐標系示意圖天文坐標系與大地坐標系示意圖NSWOPE垂 線首 子 午 線WSLO首 子 午 線N法 線PBE大 地 水 準 面參 考 橢 球 面天 文 坐 標 系大 地 坐 標 系過地面上任一點過地面上任一點P的鉛垂線與地球旋轉(zhuǎn)軸的鉛垂線與地球旋轉(zhuǎn)軸NS所組成的平面稱為該點的所組成的平面稱為該點的天文子午面天文子午面，天文子午，天文子午面與大地水準面的交線稱為面與大地水準面的交線稱為天文子午線天文子午線，也稱，也稱經(jīng)經(jīng)線線。稱過英國格林尼治天文臺。稱過英國格林尼治天文臺G的天文子午面為的天文子午面為首子午面首子午面。天文經(jīng)度和

12、天文緯度的定義天文經(jīng)度和天文緯度的定義l天文經(jīng)度天文經(jīng)度 ：過過P點的子午面與首子午面所夾的二面角。點的子午面與首子午面所夾的二面角。l東經(jīng)：東經(jīng)：自首子午線向東自首子午線向東0180 。l西經(jīng)：西經(jīng)：自首子午線向西自首子午線向西0180 。l赤道面：赤道面：垂直于地軸并通過球心的平面。垂直于地軸并通過球心的平面。l赤道：赤道：赤道面與球面的交線。赤道面與球面的交線。l緯線：緯線：垂直于地軸且平行于赤道的平面與球面的交線。垂直于地軸且平行于赤道的平面與球面的交線。l天文緯度天文緯度 ：是過是過P點的鉛垂線與赤道面的夾角。點的鉛垂線與赤道面的夾角。l北緯：北緯：緯度從赤道起向北緯度從赤道起向北0

13、90。l南緯：南緯：緯度從赤道起向南緯度從赤道起向南090。大地經(jīng)度和大地緯度大地經(jīng)度和大地緯度大地坐標用大地經(jīng)度和大地緯度表示。大地坐標用大地經(jīng)度和大地緯度表示。大地經(jīng)度大地經(jīng)度是指過是指過P點的大地子午面和首子午面點的大地子午面和首子午面所夾的兩面角。所夾的兩面角。大地緯度大地緯度是指過是指過P點的法線與點的法線與赤道面的夾角。赤道面的夾角。大地經(jīng)緯度是根據(jù)起始大地點（又稱大地經(jīng)緯度是根據(jù)起始大地點（又稱大大地原點地原點，該點的大地經(jīng)緯度與天文經(jīng)緯度一，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)推致）的大地坐標，按大地測量所得的數(shù)據(jù)推算而得的。算而得的。195419

14、54北京坐標系和北京坐標系和19801980西安坐標系西安坐標系通過與前蘇聯(lián)通過與前蘇聯(lián)1942年普爾科沃坐標系聯(lián)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測，經(jīng)我國東北傳算過來的坐標系稱“1954北京坐標系北京坐標系” ，其大地原點位于前蘇聯(lián)列寧，其大地原點位于前蘇聯(lián)列寧格勒天文臺中央。格勒天文臺中央。我國以陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)大地原點為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，稱為起算點，由此建立的大地坐標系，稱為“1980西安坐標系西安坐標系” ，簡稱，簡稱80系系或或西安系西安系。國國家家大大地地原原點點測量平面直角坐標系測量平面直角坐標系數(shù)學平面直角坐標系

15、數(shù)學平面直角坐標系 v測區(qū)范圍較?。ò霃綖闇y區(qū)范圍較?。ò霃綖?0km的范圍內(nèi)），的范圍內(nèi)），能夠忽略地球曲率對該區(qū)的影響而將其當能夠忽略地球曲率對該區(qū)的影響而將其當作平面看待。作平面看待。OXY 測區(qū)v一般選定子午線方向為縱一般選定子午線方向為縱軸，即軸，即x軸，原點設在測區(qū)軸，原點設在測區(qū)的西南角，以避免坐標出的西南角，以避免坐標出現(xiàn)負值。現(xiàn)負值。 地理坐標對局部測量工作來說是非常不地理坐標對局部測量工作來說是非常不方便的。例如，在赤道上，方便的。例如，在赤道上，1的經(jīng)度差或緯的經(jīng)度差或緯度差對應的地面距離約為度差對應的地面距離約為110km。測量計算。測量計算最好在平面上進行，但地球是一

16、個不可展的最好在平面上進行，但地球是一個不可展的曲面，必須通過投影的方法將地球表面上的曲面，必須通過投影的方法將地球表面上的點位化算到平面上。地圖投影有多種方法，點位化算到平面上。地圖投影有多種方法，我國采用的是高斯克呂格正形投影，簡稱我國采用的是高斯克呂格正形投影，簡稱高斯投影高斯投影。 高斯投影是高斯在高斯投影是高斯在18201830年間，為解年間，為解決德國漢諾威地區(qū)大地測量投影問題而提出決德國漢諾威地區(qū)大地測量投影問題而提出的一種投影方法。的一種投影方法。1912年起，德國學者克呂年起，德國學者克呂格格(Kruger)將高斯投影公式加以整理和擴充將高斯投影公式加以整理和擴充并推導出了實

17、用計算公式。從幾何意義上看，并推導出了實用計算公式。從幾何意義上看，就是假設一個橢圓柱橫套在地球橢球體外并就是假設一個橢圓柱橫套在地球橢球體外并與橢球面上的某一條子午線相切，這條相切與橢球面上的某一條子午線相切，這條相切的子午線稱為的子午線稱為中央子午線中央子午線。赤 道Sab中央子午線N母線經(jīng)線So赤道a緯線byN中央子午線x高斯投影高斯投影-2-2 假想在橢球體中心放置一光源，通過光線將橢假想在橢球體中心放置一光源，通過光線將橢球面上一定范圍內(nèi)的物象投射到橢圓柱的表面，然球面上一定范圍內(nèi)的物象投射到橢圓柱的表面，然后將橢圓柱面沿母線剪開并展成平面，即獲得投影后將橢圓柱面沿母線剪開并展成平面

18、，即獲得投影后的平面圖形，如下圖所示。后的平面圖形，如下圖所示。高斯投影的特性高斯投影的特性投影后的中央子午線為直線，無長度變化，投影后的中央子午線為直線，無長度變化，其余的經(jīng)線投影為凹向中央子午線的對稱其余的經(jīng)線投影為凹向中央子午線的對稱曲線，長度較球面上的相應經(jīng)線略長。曲線，長度較球面上的相應經(jīng)線略長。 赤道的投影為直線，并與中央子午線正交，赤道的投影為直線，并與中央子午線正交，其余的緯線投影為凸向赤道的對稱曲線。其余的緯線投影為凸向赤道的對稱曲線。經(jīng)緯線投影后仍然保持相互垂直的關系，經(jīng)緯線投影后仍然保持相互垂直的關系，說明投影后的角度無變形。說明投影后的角度無變形。分帶投影分帶投影 高斯

19、投影沒有角度變形，但有長度變形高斯投影沒有角度變形，但有長度變形和面積變形，離中央子午線越遠，變形就越和面積變形，離中央子午線越遠，變形就越大，為了對變形加以控制，測量中采用限制大，為了對變形加以控制，測量中采用限制投影區(qū)域的辦法，即將投影區(qū)域限制在中央投影區(qū)域的辦法，即將投影區(qū)域限制在中央子午線兩側(cè)一定的范圍，這就是所謂的子午線兩側(cè)一定的范圍，這就是所謂的分帶分帶投影投影，投影帶一般分為，投影帶一般分為6 6帶和帶和3 3帶兩種。帶兩種。投影帶的劃分投影帶的劃分 6帶帶自自首子午線首子午線開始，按開始，按6的經(jīng)差自西的經(jīng)差自西向東分成向東分成60個帶個帶。3帶帶自自1.5 開始，按開始，按3

20、的經(jīng)的經(jīng)差自西向東分成差自西向東分成120個帶個帶。6 6帶的計算帶的計算 位于各帶中央的子午線稱為該帶的位于各帶中央的子午線稱為該帶的中央中央子午線子午線。第一個。第一個 6帶的中央子午線的經(jīng)度為帶的中央子午線的經(jīng)度為3，任意帶的中央子午線經(jīng)度與投影帶號的，任意帶的中央子午線經(jīng)度與投影帶號的關系為關系為 366NL 反之，已知地面任一點的經(jīng)度反之，已知地面任一點的經(jīng)度L，要求計算，要求計算該點所在的統(tǒng)一該點所在的統(tǒng)一6帶編號的公式為帶編號的公式為)5 . 063(LIntN投影變形投影變形6投影帶的最大變形在赤道與投影帶最外投影帶的最大變形在赤道與投影帶最外一條經(jīng)線的交點上，其長度變形約為一

21、條經(jīng)線的交點上，其長度變形約為0.14，面積變形約為面積變形約為0.27。6帶的長度變形能滿帶的長度變形能滿足足1:2.5或更小比例尺地形圖的精度要求，或更小比例尺地形圖的精度要求，1:1萬或更大比例尺地形圖則應采用萬或更大比例尺地形圖則應采用3投影帶。投影帶。 3 3度帶的計算度帶的計算 3投影帶是在投影帶是在6帶的基礎上劃分的，帶的基礎上劃分的，從從東經(jīng)東經(jīng)1.5的子午線開始，自西向東，每隔的子午線開始，自西向東，每隔經(jīng)差經(jīng)差3為一帶，全球分成為一帶，全球分成120帶，其中央子帶，其中央子午線在奇數(shù)帶時與午線在奇數(shù)帶時與6帶中央子午線重合，每帶中央子午線重合，每帶的中央子午線經(jīng)度可用下式計

22、算帶的中央子午線經(jīng)度可用下式計算nL33 反之，已知地面任一點的經(jīng)度反之，已知地面任一點的經(jīng)度L，要求計，要求計算該點所在的統(tǒng)一算該點所在的統(tǒng)一3帶編號的公式為帶編號的公式為)5 . 03(LIntnx軸軸 中央子午線的投影中央子午線的投影y軸軸 赤道的投影赤道的投影原點原點O 兩軸的交點兩軸的交點注：注：x軸向軸向北北為為正正， y軸向軸向東東為為正正。OxyP（x，y）高斯自高斯自然坐標然坐標赤道赤道中央子午線中央子午線 我國位于北半球，我國位于北半球， x坐標值恒為正，坐標值恒為正，y坐標值有正有負，當測點位于中央子午線坐標值有正有負，當測點位于中央子午線以東時為正，以西時為負，這對計算

23、和使以東時為正，以西時為負，這對計算和使用均不方便，為了使用均不方便，為了使y坐標都為正值，故將坐標都為正值，故將縱坐標軸向西平移縱坐標軸向西平移500km（半個投影帶的（半個投影帶的最大寬度不超過最大寬度不超過500km），并在），并在y坐標前加坐標前加上投影帶的帶號成為上投影帶的帶號成為通用坐標通用坐標。高斯平面直角坐標系高斯平面直角坐標系A500kmOY(y)Xx105(18帶） 如圖示的如圖示的A點位于第點位于第18投影投影帶，其坐標為帶，其坐標為x=3395451.258m，y=-82261.362m，它的通用坐標則為它的通用坐標則為X=3395451.258m，Y=18 41773

24、8.638m。 地形圖上注記的坐標值都是地形圖上注記的坐標值都是通用坐標。通用坐標。 例題例題 X=3102467.280m，Y=19367622.380m，（1 1）該點位于幾度投影帶的第幾帶？）該點位于幾度投影帶的第幾帶？（2 2）該帶中央子午線經(jīng)度是多少？）該帶中央子午線經(jīng)度是多少？（3 3）該點在中央子午線的哪一側(cè)？）該點在中央子午線的哪一側(cè)？（4 4）該點距中央子午線和赤道的距離為多少？）該點距中央子午線和赤道的距離為多少？答案：答案： （1）6度帶的第度帶的第19帶；（帶；（2） L6=6 19-3=111；（3）先去掉帶號，原來橫坐標）先去掉帶號，原來橫坐標y367622.380

25、500000-132377.620m，在，在西側(cè)；西側(cè)；（4）距中央子午線）距中央子午線132377.620m，距赤道，距赤道3102467.280m。l地心空間直角坐標系地心空間直角坐標系 坐標系原點坐標系原點O與地與地球質(zhì)心重合，球質(zhì)心重合，Z軸指向軸指向地球北極，地球北極，X軸指向格軸指向格林尼治平均子午面與林尼治平均子午面與地球赤道的交點地球赤道的交點E，Y軸垂直于軸垂直于XOZ平面構平面構成成右手坐標系右手坐標系。 橢球體中心與地球質(zhì)心重合，橢球短軸橢球體中心與地球質(zhì)心重合，橢球短軸與地球自轉(zhuǎn)軸相合，與地球自轉(zhuǎn)軸相合，大地經(jīng)度大地經(jīng)度L為過地面點為過地面點的橢球子午面與格林尼治平均子

26、午面的夾角，的橢球子午面與格林尼治平均子午面的夾角，大地緯度大地緯度B為過地面點的法線與橢球赤道面為過地面點的法線與橢球赤道面的夾角，的夾角，大地高大地高H為地面點沿法線至橢球面為地面點沿法線至橢球面的距離。的距離。v參心坐標系參心坐標系 “參心參心”意指參考橢球的中心。如意指參考橢球的中心。如1954和和1980兩個坐標系是參心坐標系。兩個坐標系是參心坐標系。v地心坐標系地心坐標系 “地心地心”意指地球的質(zhì)心。如意指地球的質(zhì)心。如GPS使用使用的的WGS-84屬于地心坐標系。屬于地心坐標系。 注：工程測量通常使用參心坐標系。注：工程測量通常使用參心坐標系。l絕對高程絕對高程（海拔）（海拔）H

27、 地面點沿鉛垂線到大地水準面的距離。地面點沿鉛垂線到大地水準面的距離。l相對高程相對高程（假定高程）（假定高程）H 地面點沿鉛垂線至假定水準面的距離。地面點沿鉛垂線至假定水準面的距離。l高差高差h 地面上兩點的高程之差。地面上兩點的高程之差。 由上式可知，高差與起算面無關，由上式可知，高差與起算面無關，并且有正、有負之分，并用下標注明其并且有正、有負之分，并用下標注明其方向。在土木建筑工程中，又將絕對高方向。在土木建筑工程中，又將絕對高程和相對高程統(tǒng)稱為程和相對高程統(tǒng)稱為標高標高。BABAABABABhHHHHHHh 由于海水面受潮汐、風浪等影響，它的高低時由于海水面受潮汐、風浪等影響，它的高

28、低時刻在變化。通常是在海邊設立驗潮站，進行長期觀刻在變化。通常是在海邊設立驗潮站，進行長期觀測，求得海水面的平均高度作為高程零點，以通過測，求得海水面的平均高度作為高程零點，以通過該點的大地水準面為高程基準面，也即該點的大地水準面為高程基準面，也即大地水準面大地水準面上的高程恒為零上的高程恒為零。 我國境內(nèi)所測定的高程點是以青島驗潮站歷我國境內(nèi)所測定的高程點是以青島驗潮站歷年觀測的黃海平均海水面為基準面，并于年觀測的黃海平均海水面為基準面，并于1954年年在青島市觀象山建立了水準原點，通過水準測量在青島市觀象山建立了水準原點，通過水準測量的方法將驗潮站確定的高程零點引測到水準原點，的方法將驗潮

29、站確定的高程零點引測到水準原點，也即求出水準原點的高程。也即求出水準原點的高程。 新中國成立后，新中國成立后，1956年我國采用青島驗潮站年我國采用青島驗潮站1950年年1956年年7年的潮汐記錄資料推算出的大地年的潮汐記錄資料推算出的大地水準面為基準引測出水準原點的高程為水準面為基準引測出水準原點的高程為72.289m，以這個大地水準面為高程基準建立的高程系稱為以這個大地水準面為高程基準建立的高程系稱為“19561956年黃海高程系年黃海高程系” ，簡稱，簡稱“5656黃海系黃海系”。 （山東青島觀象山）（山東青島觀象山） 80年代，我國又采用青島驗潮站年代，我國又采用青島驗潮站1953年年

30、1977年年25年的潮汐記錄資料推算出的年的潮汐記錄資料推算出的大地水準面為基準引測出水準原點的高程大地水準面為基準引測出水準原點的高程為為72.260m，以這個大地水準面為高程基準，以這個大地水準面為高程基準建立的高程系稱為建立的高程系稱為“1985國家高程基準國家高程基準”，簡稱簡稱“85高程基準高程基準”。在水準原點，。在水準原點，85高高程基準使用的大地水準面比程基準使用的大地水準面比56黃海系使用黃海系使用的大地水準面高出的大地水準面高出0.029m。 城市測量規(guī)范城市測量規(guī)范規(guī)定，一個城市只應采規(guī)定，一個城市只應采用一個統(tǒng)一的高程系統(tǒng)。城市高程系統(tǒng)應采用用一個統(tǒng)一的高程系統(tǒng)。城市高

31、程系統(tǒng)應采用1985國家高程基準或沿用國家高程基準或沿用1956年黃海高程系統(tǒng)，年黃海高程系統(tǒng)，在遠離國家水準點的新設城市或在改造舊有水在遠離國家水準點的新設城市或在改造舊有水準網(wǎng)因高程變動而影響使用時，經(jīng)上級行政主準網(wǎng)因高程變動而影響使用時，經(jīng)上級行政主管部門批準后，可暫時建立或用地方高程系統(tǒng)，管部門批準后，可暫時建立或用地方高程系統(tǒng)，但應爭取條件歸算到但應爭取條件歸算到1985國家高程基準上來。國家高程基準上來。一、對水平距離的影響一、對水平距離的影響 水準面上弧長為水準面上弧長為S，其所對圓心角為，其所對圓心角為，地球的半徑為地球的半徑為R。水平面上直線長為。水平面上直線長為t，其差，其

32、差值為值為S。StABACS223)(3131RSSSRSS相對差值：上式中取上式中取R=6371km，則，則 S/km S/mm S/S 5 1 1/4870000 10 8 1/1220000 20 66 1/304000 50 1027 1/48700結論結論： 在半徑為在半徑為10km的圓面積內(nèi)進行長度的測的圓面積內(nèi)進行長度的測量時，可以不必考慮地球曲率的影響，即可量時，可以不必考慮地球曲率的影響，即可把水把水準面當作水平面看待。準面當作水平面看待。2、對高程的影響、對高程的影響RSOBOCh22結論結論: : 地球曲率的影響對高差而言，即使地球曲率的影響對高差而言，即使在很短的距離也

33、必須加以考慮。在很短的距離也必須加以考慮。 S/km 0.05 0.10 0.20 1 10 h/mm 0.2 0.8 3.1 78.5 7850一、地形的內(nèi)容一、地形的內(nèi)容地形地形地物地物地面人工建筑物，如房屋、道路、 農(nóng)田、橋梁地貌地貌地面自然形態(tài)，如山脈、河流、 平原、洼地1.1.地形圖地形圖 按照一定的比例尺和圖式符號，表示按照一定的比例尺和圖式符號，表示地物、地貌的平面位置和高程的正射投影圖。地物、地貌的平面位置和高程的正射投影圖。2.2.平面圖平面圖 將地面上各種地物的平面位置按一定比將地面上各種地物的平面位置按一定比例尺、用規(guī)定的符號和線條縮繪在圖紙上，例尺、用規(guī)定的符號和線條縮

34、繪在圖紙上， 只表示地物的平面位置，不表示地貌的圖。只表示地物的平面位置，不表示地貌的圖。平面圖平面圖1:20001:500城區(qū)居民地地形圖樣圖城區(qū)居民地地形圖樣圖1:1000城鎮(zhèn)居民地地形圖樣圖城鎮(zhèn)居民地地形圖樣圖1:2000城郊地形圖樣圖城郊地形圖樣圖1. 數(shù)學要素數(shù)學要素測圖比例尺、坐標格網(wǎng)等。測圖比例尺、坐標格網(wǎng)等。2. 地形要素地形要素各種地物、地貌。各種地物、地貌。3. 注記要素注記要素文字說明注記。文字說明注記。4. 整飾要素整飾要素圖名、圖號、接圖表、圖廓及圖廓外注記等。圖名、圖號、接圖表、圖廓及圖廓外注記等。地形圖上任一線段的長度與地面上相應線段的水平長度之比，稱為地形圖的比

35、例尺。 比例尺=圖距/實距優(yōu)點：便于直接量取長度，并可減小便于直接量取長度，并可減小 因圖紙伸縮變形而引起的誤差。因圖紙伸縮變形而引起的誤差。（一）比例尺的表示方法（一）比例尺的表示方法MdDDd1/1 l:500 l:1000 l:2000 l:5000 l:1萬萬0.1mm圖上圖上0.1mm所表示的實地水平距離所表示的實地水平距離0.1mmM注：注：比例尺越大，其比例尺精度越高。 比例尺精度的概念，對測圖和用圖都有重要意義分幅方法梯形分幅按經(jīng)緯線分幅 （中小比例尺)矩形分幅按坐標格網(wǎng)分幅 （大比例尺）分幅和編號的目的：便于管理和使用（一）梯形分幅與編號（一）梯形分幅與編號u 基本思想：按經(jīng)

36、緯線劃分，行列編號。基本思想：按經(jīng)緯線劃分，行列編號。u 1：100萬比例尺地形圖：萬比例尺地形圖： 從經(jīng)度從經(jīng)度180起按經(jīng)差起按經(jīng)差6自西向東用自西向東用1-60表示；表示； 從赤道起向南、向北分別按緯差從赤道起向南、向北分別按緯差4分成分成22行，由低緯向高緯用行，由低緯向高緯用A,B,CV表示。表示。1:1001:100萬國際地圖的分幅與編號萬國際地圖的分幅與編號北半球東側(cè)北半球東側(cè)1:1001:100萬國際地圖的分幅與編號萬國際地圖的分幅與編號 采用行列編號方法統(tǒng)一用采用行列編號方法統(tǒng)一用10位的編碼（數(shù)字或位的編碼（數(shù)字或字母）表示：字母）表示：p 1:500 0001:5 000

37、地形圖的編號地形圖的編號 1:1000 000地形圖圖地形圖圖幅行號（字符碼）幅行號（字符碼）1:1000 000地形圖地形圖圖幅列號（數(shù)字碼）圖幅列號（數(shù)字碼）比例尺代碼比例尺代碼圖幅列號（數(shù)字碼）圖幅列號（數(shù)字碼）圖幅行號（數(shù)字碼）圖幅行號（數(shù)字碼） 將將1:1000 000地形圖按所含各種比例尺地形圖的經(jīng)差和緯地形圖按所含各種比例尺地形圖的經(jīng)差和緯差劃分成若干行和列，橫行從上到下，縱列從左到右順序分差劃分成若干行和列，橫行從上到下，縱列從左到右順序分別用別用001，002，編號。行和列均以三位數(shù)字表示（不足三編號。行和列均以三位數(shù)字表示（不足三位時前面補位時前面補0），取行號在前，列號在

38、后的排列形式標記。），取行號在前，列號在后的排列形式標記。 已知圖幅內(nèi)某點的經(jīng)緯度或圖幅西南角圖廓點已知圖幅內(nèi)某點的經(jīng)緯度或圖幅西南角圖廓點的經(jīng)、緯度，可按下式計算的經(jīng)、緯度，可按下式計算1:1000 000圖幅編號：圖幅編號：p 計算計算1:1000 000地形圖圖幅編號地形圖圖幅編號 式中式中 表示商取整表示商取整不能整除時舍棄余數(shù)；不能整除時舍棄余數(shù)；a為為1:1000 000圖幅所在緯度帶的字符碼所對應的數(shù)字圖幅所在緯度帶的字符碼所對應的數(shù)字碼；碼；b為為1:1000 000圖幅所在的數(shù)字碼；圖幅所在的數(shù)字碼；為圖幅內(nèi)某為圖幅內(nèi)某點的經(jīng)度或圖幅西南角圖廓點的經(jīng)度；點的經(jīng)度或圖幅西南角圖

39、廓點的經(jīng)度； 為圖幅內(nèi)某為圖幅內(nèi)某點的緯度或圖幅內(nèi)某點的緯度或圖幅西南角圖廓點點的緯度或圖幅內(nèi)某點的緯度或圖幅西南角圖廓點的緯度。的緯度。解：解：a=344538/4+1=9(對應的字母為對應的字母為I) b=1133925/6+31=49 所以該點所在所以該點所在1：1000 000地形圖的圖號為地形圖的圖號為I49。u 例例8 已知鄭州某點已知鄭州某點Q的經(jīng)度為的經(jīng)度為1133925，緯度為，緯度為344538，計算其所在圖幅的編號。，計算其所在圖幅的編號。 所求比例尺地形圖在所求比例尺地形圖在1:1000 0001:1000 000地形圖圖幅編號地形圖圖幅編號后的行、列編號，可按下式計算：后的行、列編號，可按下式計算：p 計算計算1:1000 000地形圖圖幅編號后的行列編號地形圖圖幅編號后的行列編號 式中式中 表示商取整；表示商取整； 表示商取余表示商取余-舍棄整除的商，舍棄整除的商，只保留余數(shù)；只保留余數(shù)；c,d分別為分別為1:1000 000地形圖編號后的地形圖編號后的行號和列號；行號和列號；為圖幅內(nèi)某點的經(jīng)度或圖幅西