測繪基礎(chǔ)知識概述

1、測繪基礎(chǔ)知識概述測繪是測量和地圖制圖的簡稱。測量就是獲取反映地球形狀、地球重力場、地球上自 然和社會要素的位置、形狀、空間關(guān)系、區(qū)域空間結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。地圖制圖是將這 些數(shù)據(jù)經(jīng)處理、分析或綜合后加以表達(dá)和利用的一種形式。大地基準(zhǔn)建立國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)和推算國家大地控制網(wǎng)中各點大地坐標(biāo)的基本依據(jù)，它包 括一組大地測量參數(shù)和一組起算數(shù)據(jù)，其中，大地測量參數(shù)主要包括作為建立大地坐標(biāo)系依據(jù)的地球橢球的四個常數(shù)，即地球橢球赤道半徑 啊，地心引力常數(shù)GM，帶球諧系數(shù)J2（由此導(dǎo)出橢球扁率f）和地球自轉(zhuǎn)角度w， 以及用以確定大地坐標(biāo)系統(tǒng)和大地控制網(wǎng)長度基準(zhǔn)的真空光速c；而一組起算數(shù) 據(jù)是指國家大地控制網(wǎng)起算點（成

2、為大地原點）的大地經(jīng)度、大地緯度、大地高 程和至想鄰點方向的大地方位角。大地水準(zhǔn)面是由靜止海水面并向大陸延伸所形成的不規(guī)則的封閉曲面。它是重力等位面，即 物體沿該面運動時，重力不做功（如水在這個面上是不會流動的）。大地水準(zhǔn) 面是描述地球形狀的一個重要物理參考面，也是海拔高程系統(tǒng)的起算面。大地水 準(zhǔn)面的確定是通過確定它與參考橢球面的間距一一大地水準(zhǔn)面差距（對于似大地 水準(zhǔn)面而言，則稱為高程異常）來實現(xiàn)的。大地水準(zhǔn)面和海拔高程等參數(shù)和概念 在客觀世界中無處不在，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著重要的作用。大地水準(zhǔn)面是大地測量基準(zhǔn)之一，確定大地水準(zhǔn)面是國家基礎(chǔ)測繪中的一項重要工程。它將幾 何大地測量與物理大地測

3、量科學(xué)地結(jié)合起來，使人們在確定空間幾何位置的同 時，還能獲得海拔高度和地球引力場關(guān)系等重要信息。大地水準(zhǔn)面的形狀反映了 地球內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)、密度和分布等信息，對海洋學(xué)、地震學(xué)、地球物理學(xué)、地質(zhì) 勘探、石油勘探等相關(guān)地球科學(xué)領(lǐng)域研究和應(yīng)用具有重要作用。高程基準(zhǔn)是推算國家統(tǒng)一高程控制網(wǎng)中所有水準(zhǔn)高程的起算依據(jù)，它包括一個水準(zhǔn)基面和 一個永久性水準(zhǔn)原點。水準(zhǔn)基面，通常理論上采用大地水準(zhǔn)面，它是一個延伸到全球的靜止海水面，也 是一個地球重力等位面，實際上確定水準(zhǔn)基面則是取驗潮站長期觀測結(jié)果計算出 來的平均海面。中國以青島港驗潮站的長期觀測資料推算出的黃海平均海面作為 中國的水準(zhǔn)基面，即零高程面。中國水準(zhǔn)

4、原點建立在青島驗潮站附近，并構(gòu)成原 點網(wǎng)。用精密水準(zhǔn)測量測定水準(zhǔn)原點相對于黃海平均海面的高差，即水準(zhǔn)原點的 高程，定為全國高程控制網(wǎng)的起算高程。重力基準(zhǔn)是指絕對重力值已知的重力點，作為相對重力測量（兩點間重力差的重力測量） 的起始點。世界公認(rèn)的起始重力點稱為國際重力基準(zhǔn)。各國進(jìn)行重力測量時都盡 量與國際重力基準(zhǔn)相聯(lián)系，以檢驗其重力測量的精度并保證測量成果的統(tǒng)一。國 際通用的重力基準(zhǔn)有1909年波茨坦重力測量基準(zhǔn)和1971年的國際重力基準(zhǔn)網(wǎng)（IGSN71） o中國于19561957年建立了全國范圍的第一個國家重力基準(zhǔn)，稱為1957年國 家重力基本網(wǎng)，該網(wǎng)由21個基本點和82個一等點組成。1985

5、年，中國重新建 立了國家重力基準(zhǔn)。它由6個基準(zhǔn)重力點，46個基本重力點和5個因點組成， 稱為1985年國家重力基本網(wǎng)。地球重力場是地球的一種物理屬性。表征地球內(nèi)部、表面或外部各點所受地球重力作用的空 間。根據(jù)地球重力場的分布，可以研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地球形狀以及對航天器的 影響。54國家坐標(biāo)系：采用克拉索夫斯基橢球參數(shù)，又稱北京坐標(biāo)系。80國家坐標(biāo)系：采用國際地理聯(lián)合會（IGU ）第十六屆大會推薦的橢球參數(shù)，大地坐標(biāo)原點在陜 西省涇和縣永樂鎮(zhèn)的大地坐標(biāo)系，又稱西安坐標(biāo)系?；A(chǔ)測繪基礎(chǔ)測繪是指為國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展以及為國家各個部門和各項專業(yè)測繪提供 基礎(chǔ)地理信息而實施測繪的總稱?；A(chǔ)測繪必須在全國

6、或局部區(qū)域按國家統(tǒng)一規(guī) 劃和統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。專業(yè)測繪是指產(chǎn)業(yè)部門為保證本部門業(yè)務(wù)工作所進(jìn)行的具有專業(yè)內(nèi)容的測繪的總稱。專業(yè) 測繪應(yīng)采用國家測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。軍事測繪：具有軍事內(nèi)容或者為軍隊作戰(zhàn)、訓(xùn)練、軍事工程、戰(zhàn)略準(zhǔn)備等而實施的測繪的總 稱。地籍測繪是對地塊權(quán)屬界線的界址點坐標(biāo)進(jìn)行精確測定，并把地塊及其附著物的位置、面 積、權(quán)屬關(guān)系和利用狀況等要素準(zhǔn)確地繪制在圖紙上和記錄在專門的表冊中的測 繪工作。地籍測量的成果包括數(shù)據(jù)集（控制點和界址點坐標(biāo)等）、地籍圖和地籍 rm /冊。測量標(biāo)志是在陸地和海洋標(biāo)定測量控制點位置的標(biāo)石、覘標(biāo)以及其他標(biāo)記的總稱。標(biāo)石一 般埋于地下，用于測量和標(biāo)

7、定控制點地理坐標(biāo)、高程、重力、方位、長度（距離） 等方面；覘標(biāo)是建在地面上或其他建筑物頂部的測量專業(yè)標(biāo)架，作為觀測照準(zhǔn)目 標(biāo)和供升高儀器位置之用。根據(jù)用途和使用期限，測量標(biāo)志可分為永久性測量標(biāo)志和臨時性測量標(biāo)志。永久 性測量標(biāo)志是指設(shè)有固定標(biāo)志物以供測繪單位長期使用的需永久保存的測量標(biāo) 志。臨時性測量標(biāo)志指測繪單位在測量過程中設(shè)置和使用的，工作結(jié)束后不需要 長期保存的標(biāo)志物和標(biāo)記。如：測站點木樁、活動覘標(biāo)、測旗、測桿、航空攝影 測量地面標(biāo)志、繪在地面或建（構(gòu)）筑物上的標(biāo)記等。航空測量指從空中由飛機(jī)等航空器拍攝地面像片。為使取得的航空像片能用于在專門的儀 器上建立立體模型進(jìn)行量測，攝影時飛機(jī)應(yīng)按

8、設(shè)計的航線往返平行飛行進(jìn)行拍 攝，以取得具有一定重疊度的航空像片。按攝影機(jī)物鏡主光軸相對于地表的垂直 度，可分為近似垂直航空攝影和傾斜航空攝影。近似垂直航空攝影主要用于攝影 測量目的。科學(xué)考察和軍事偵察有時采用傾斜航空攝影。工程測量指在工程建設(shè)勘測設(shè)計、施工和管理階段所進(jìn)行的各種測量工作。按工作順序和 性質(zhì)分為：勘測設(shè)計階段的控制測量和地形測量；施工階段的施工測量和設(shè)備 安裝測量；管理階段的變形觀測和維修養(yǎng)護(hù)測量。按工程建設(shè)的對象分為：建筑、 水利、鐵路、公路、橋梁、隧道、礦山、城市和國防等工程測量。海洋大地測量是在海洋范圍內(nèi)建立大地控制網(wǎng)所進(jìn)行的測量工作。內(nèi)容有控制測量、水深測量、 海洋重力

9、測量、衛(wèi)星大地測量等。它與大地測量、地圖制圖、航海學(xué)、海洋學(xué)、 潮汐學(xué)、水聲物理學(xué)、電子技術(shù)和遙感技術(shù)等有著密切的聯(lián)系。全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，簡稱 GPS）是以人造衛(wèi)星組網(wǎng)為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。利用設(shè)置在地面或運動載體上 的專用接收機(jī)，接收衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號實現(xiàn)導(dǎo)航定位。是根據(jù)美國國防部 1973年12月批準(zhǔn)的國防導(dǎo)航衛(wèi)星計劃而建設(shè)的。由三部分組成，即空間的衛(wèi)星， 地面控制系統(tǒng)，用戶的接收處理裝置。空間部分有21顆衛(wèi)星，其中18顆為 工作衛(wèi)星，3顆為備份衛(wèi)星。18顆工作衛(wèi)星均勻分布在二萬公里高的六個軌道 平面上，每個軌道面三顆，運行周期為12

10、小時。工作衛(wèi)星以L1=1575.42 兆赫和L2=1227.6兆赫兩種頻率發(fā)送導(dǎo)航信號，導(dǎo)航信號采用偽隨機(jī)噪音編碼調(diào) 制，L1用P碼和C/A碼調(diào)制；L2用P碼調(diào)制。C/A碼開放民用。地面控制系統(tǒng)由 一個主控站、四個監(jiān)控站和三個注入站組成，任務(wù)是保證衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)的質(zhì)量。 用戶的接收裝置由天線、接收機(jī)、計算機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件等組成。數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model，縮寫 DEM）是在某一投影平面（如高斯投影平面）上規(guī)則格網(wǎng)點的平面坐標(biāo)（X，Y）及高 程（Z）的數(shù)據(jù)集。DEM的格網(wǎng)間隔應(yīng)與其高程精度相適配，并形成有規(guī)則的格 網(wǎng)系列。根據(jù)不同的高程精度，可分為不同類型。為完整

11、反映地表形態(tài)，還可增 加離散高程點數(shù)據(jù)。數(shù)字線劃地圖（Digital Line Graphic，縮寫DLG）是現(xiàn)有地形圖要素的矢量數(shù)據(jù)集，保存各要素間的空間關(guān)系和相關(guān)的屬性信息， 全面地描述地表目標(biāo)。數(shù)字柵格地圖（Digital Raster Graphic，縮寫 DRG）是現(xiàn)有紙質(zhì)地形圖經(jīng)計算機(jī)處理后得到的柵格數(shù)據(jù)文件。每一幅地形圖在掃描數(shù) 字化后，經(jīng)幾何糾正，并進(jìn)行內(nèi)容更新和數(shù)據(jù)壓縮處理，彩色地形圖還應(yīng)經(jīng)色彩 校正，使每幅圖像的色彩基本一致。數(shù)字柵格地圖在內(nèi)容上、幾何精度和色彩上 與國家基本比例尺地形圖保持一致。數(shù)字正射影像圖（Digital Orthophoto Map，縮寫D OM）是

12、利用數(shù)字高程模型（DEM）對經(jīng)掃描處理的數(shù)字化航空像片，經(jīng)逐像元進(jìn)行 投影差改正、鑲嵌，按國家基本比例尺地形圖圖幅范圍剪裁生成的數(shù)字正射影像 數(shù)據(jù)集。它是同時具有地圖幾何精度和影像特征的圖像，具有精度高、信息豐富、 直觀真實等優(yōu)點。國家基本比例尺地圖的系列和基本精度國家基本比例尺地圖的系列，是指按照國家規(guī)定的測圖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范），編圖 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，圖式和比例尺系統(tǒng)測量和編制的若干特定規(guī)格的比例尺的地圖的系 列。我國的國家基本比例尺地圖的系列包括：1 : 500、1 : 1000、1 : 2000、1 : 5000、1 : 1 萬、1 : 2.5 萬、1:5 萬、1:10、1 : 20萬、1 :50萬、1 : 100萬比例尺地圖。它們的基本精度包括測圖精度和 編制精度。中華人民共和國地圖的國界線標(biāo)準(zhǔn)樣圖指按照一定的原則而制作的一種有關(guān)中國國界線畫法的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)圖樣。中華人民共和國地圖的國界線標(biāo)準(zhǔn)樣圖上中國國界線畫法的原則是：（1）凡是中華人民共和國政府已同有關(guān)鄰國簽定邊界條約、邊界協(xié)定、邊界協(xié) 定書的地段，以有關(guān)邊界條約、邊界協(xié)定、邊界協(xié)定書的規(guī)定及其附圖國界線的 畫法標(biāo)繪。（2）中華人民共和國政府同鄰國未簽定邊界條約、邊界協(xié)定