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文檔簡介

礦山測量學(xué)地質(zhì)工程系第一講緒論礦山測量學(xué)測繪學(xué)的任務(wù)及作用地形測圖的發(fā)展概況課程學(xué)習(xí)要求地面點(diǎn)位的確定

本章主要內(nèi)容

第一章緒論測繪學(xué)的內(nèi)容和任務(wù)測繪科學(xué)技術(shù)的地位和作用緒論

測量學(xué)內(nèi)容與任務(wù)1.測繪學(xué)的定義

傳統(tǒng):(1)測量學(xué)是研究地球的形狀和大小以及確定地面點(diǎn)位置的科學(xué)。(2)測量學(xué)是研究地球及其表面各種形態(tài)的學(xué)科,主要任務(wù)是測定地球表面的點(diǎn)位和集合形狀,并繪制成圖,以及測定和研究地球的形狀和大小。測量學(xué)內(nèi)容與任務(wù)1.測繪學(xué)的定義現(xiàn)代:

測繪學(xué)研究測定和推算地面的幾何位置、地球形狀及地球重力場,據(jù)此測量地球表面自然形態(tài)和人工設(shè)施的幾何分布,并結(jié)合某些社會(huì)信息和自然信息的地球分布,編制全球和局部地區(qū)各種比例尺的地圖和專題圖的理論和技術(shù)的學(xué)科,是地球科學(xué)的重要組成部分。根據(jù)它的任務(wù)與作用,包括兩個(gè)方面:◆測定(測繪)(location)◆測設(shè)(放樣)(seting-out)測設(shè):圖紙地面測定:地面圖紙測量學(xué)內(nèi)容與任務(wù)

測繪學(xué)科的分類按照研究范圍、研究對象及采用技術(shù)手段◆大地測量學(xué)◆攝影測量學(xué)◆地圖學(xué)◆工程測量學(xué)(礦山測量學(xué))◆海洋測繪學(xué)攝影測量

測繪科學(xué)技術(shù)的地位和作用◆測繪工程(包括公路、建筑)的設(shè)計(jì)、施工、竣工、擴(kuò)建維修及變形監(jiān)測均要進(jìn)行測量工作。◆從國防建設(shè)方面,測繪是贏得現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的保障◆在科學(xué)研究方面,需要測繪技術(shù)的配合。建筑變形監(jiān)測在南極長城站進(jìn)行控制測量

在海拔6120米測量珠穆朗瑪峰高程在南極長城站進(jìn)行天文測量

地形測圖的發(fā)展概況1.我國古代測量學(xué)的成就

◆長沙馬王堆三號墓出土的西漢時(shí)期長沙國地圖——世界上現(xiàn)發(fā)現(xiàn)的最早的軍用地圖◆北宋時(shí)沈括的《夢溪筆談》中記載了磁偏角的發(fā)現(xiàn)?!羟宄滴跄觊g,1718年完成了世界上最早的地形圖之一《皇興全圖》。

注:世界上現(xiàn)存最古老的地圖是在古巴比倫北部的加蘇古巴城(今伊拉克境內(nèi))發(fā)掘的刻在陶片上的地圖。

2.目前測量學(xué)發(fā)展?fàn)顩r及展望◆測量室內(nèi)外一體化。◆GPS(Globalpositioningsystem)◆RS(Remotesense)◆GIS(Geographicinformationsystem)◆3S技術(shù)的結(jié)合◆數(shù)字地球(DigitalEarth)的概念。課程學(xué)習(xí)要求

◆認(rèn)真聽課;

◆復(fù)習(xí)與預(yù)習(xí);

◆按時(shí)完成作業(yè);

◆實(shí)驗(yàn)課認(rèn)真對待。

地面點(diǎn)位的確定地球的形狀和大小地面地位的表示方法

WENSabo確定地面點(diǎn)的空間位置需用三個(gè)量,在測量工作中一般用:某點(diǎn)在基準(zhǔn)面上投影位置(x,y)該點(diǎn)離基準(zhǔn)面高度(H)地球的形狀和大小1、大地水準(zhǔn)面2、參考橢球體1、測量(外業(yè))工作基準(zhǔn)面——水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面?!羲疁?zhǔn)面——靜止海水面所形成的封閉曲面?!舸蟮厮疁?zhǔn)面——其中通過平均海水面的那個(gè)水準(zhǔn)面。WENS橢球面大地水準(zhǔn)面

設(shè)想以一個(gè)靜止不動(dòng)的水面向陸地延伸,形成一個(gè)閉合的曲面包圍整個(gè)地球,稱這個(gè)閉合曲面為水準(zhǔn)面。水準(zhǔn)面有無數(shù)個(gè),其中通過平均海水面的一個(gè)水準(zhǔn)面稱為大地水準(zhǔn)面。大地水準(zhǔn)面是測量工作的基準(zhǔn)面。由大地水準(zhǔn)面所包圍的地球形體稱為大地體。圖形:水準(zhǔn)面及大地水準(zhǔn)面圖◆水準(zhǔn)面的特性——處處與鉛垂線正交、封閉的重力等位曲面。◆鉛垂線——測量工作的基準(zhǔn)線2、測量(內(nèi)業(yè))計(jì)算基準(zhǔn)面——旋轉(zhuǎn)橢球面(參考橢球面)

由橢圓(長半軸a,短半軸b)繞b軸旋轉(zhuǎn)而成的橢球體。可用數(shù)學(xué)式表示的光滑曲面。球面在測量工作范圍不大時(shí),可將地球看作圓球體,以球面代替大地水準(zhǔn)面,,其半徑R=6371km

我國采用的參考橢球體幾何參數(shù)(1)1954年北京坐標(biāo)系,采用前蘇聯(lián)克拉索夫斯基參考橢球體參數(shù):

a=6378245m

=1:298.3(2)1980年國家大地坐標(biāo)系采用國際大地測量協(xié)會(huì)與地球物理聯(lián)合會(huì)在1975年推薦的IUGG-75地球橢球。其參數(shù):

a=6378140m

=1:298.257(3)

WGS-84坐標(biāo)系

a=6378137m

=1:298.257地面點(diǎn)位的表示方法(一)、平面坐標(biāo)1、地理坐標(biāo)2、空間直角坐標(biāo)系3、高斯平面直角坐標(biāo)系4、WGS-84坐標(biāo)系(二)、高程地面點(diǎn)位的表示方法(一)、平面坐標(biāo)1、地理坐標(biāo)(屬于球面坐標(biāo)系統(tǒng))適用于:在地球橢球面上確定點(diǎn)位。分為:(1).天文地理坐標(biāo)(天文經(jīng)度

,天文緯度

)(2).大地地理坐標(biāo)(大地經(jīng)度L,大地緯度B)(1)、天文坐標(biāo)(地理坐標(biāo)系)

通常用經(jīng)度(λ)和緯度(φ)表示。

以垂線和大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面oλP首子午線格林威治φ地面上任意點(diǎn)N(λ、Φ)P′(2)大地坐標(biāo)系點(diǎn)位的表示:大地經(jīng)度(L),大地緯度(B),大地高度(H)地面上任意點(diǎn)P的空間位置為:P(L、B、H)▲大地坐標(biāo)是以法線和橢球體面為基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面SNBLH大PG

以橢球體中心O為原點(diǎn),起始子午面與赤道面交線為X軸,赤道面上與X軸正交的方向?yàn)閅軸,橢球體的旋轉(zhuǎn)軸為Z軸,構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系O-XYZ,在該坐標(biāo)系中,P點(diǎn)的點(diǎn)位用OP在這三個(gè)坐標(biāo)軸上的投影x,y,z表示。地面上同一點(diǎn)的大地坐標(biāo)系和空間坐標(biāo)之間可以進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。2、空間直角坐標(biāo)系例如:地面上任意點(diǎn)P的空間直角坐標(biāo)(X、Y、Z)表示方法。XZYP(X、Y、Z)XYZ3、高斯投影和高斯平面直角坐標(biāo)系(1).高斯投影(橫切橢圓柱正形投影)★方法:將地球劃分成若干帶,然后將每帶投影到平面上?!锾攸c(diǎn):投影后角度保持不變,中央子午線投影后一條直線,且長度不變。P★高斯投影六度帶和三度帶投影示意圖★中央子午線經(jīng)度計(jì)算公式:六度帶:L0=6N-3(N為投影帶的號數(shù))三度帶:L0=3N(2).高斯平面直角坐標(biāo)系以中央子午線作為坐標(biāo)縱軸(用X表示)以赤道作為坐標(biāo)橫軸(用Y表示)例:xm=1346216.985mym=19634527.165m帶號數(shù)YXXmYm500kmomX

西y(東)x(北)(第四象限)(第三象限)(第一象限)(第二象限)AyAxAo我國大地原點(diǎn)位于陜省涇陽縣永樂鎮(zhèn)。我國統(tǒng)一采用的坐標(biāo)系為“1980年國家坐標(biāo)系”。大地原點(diǎn):全國統(tǒng)一坐標(biāo)的起算點(diǎn)。不同點(diǎn):

1.測量上北方向?yàn)閄軸正向,東方向?yàn)閅軸正向。

2.角度方向順時(shí)針度量;象限順時(shí)針編號。相同點(diǎn):

數(shù)學(xué)中的三角公式在測量中可直接應(yīng)用。坐標(biāo)系的異同

適用于:研究范圍較小。數(shù)學(xué)平面直角坐標(biāo)系測量平面直角坐標(biāo)系

4、WGS-84坐標(biāo)系

WGS-84坐標(biāo)系是全球定位系統(tǒng)(GPS)采用的坐標(biāo)系,屬于地心空間直角坐標(biāo)系。其原點(diǎn)是地球質(zhì)心,Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議地球極(CIP)方向,X軸指向BIH1984.0的零子午面和CIP赤道的交點(diǎn),Y軸垂直于X,Z軸.X,Y,Z軸構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系。1.絕對高程:地面上一點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離(H)2.相對高程:地面上一

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