测绘学概论总论 宁津生院士ppt课件.ppt

第一章 总 论,宁 津 生,测 绘 学 概 论,一 、测绘学的定义及历史沿革,二 、测绘学的研究内容,三 、测绘学的分支学科,四 、测绘学的现代发展,五 、测绘学的科学地位和作用,目 录,1、测绘学的定义 研究测定和推算地面点的几何位置、 地球形状及地球重力场，据此测量地球 表面自然形态和人工设施的几何分布， 并结合某些社会信息和自然信息的地球 分布，编制全球和局部地区各种比例尺 的地图和专题地图的理论和技术的学科。 它是地球科学的一个分支学科。,一、 测绘学的定义及历史沿革, 测绘学获取观测成果的工具是测量仪器， 它的形成和发展依赖于测绘方法和仪器 的创造和变革, 测绘学的研究结果是地图。地图的演变 及其制作方法的进步是测绘学发展的重 要标志, 测绘学的研究对象是地球。它随着人类 对地球形状认识的深化和测定的精确度 提高而向前发展, 测绘学有悠久的历史,2、测绘学的历史沿革,1. 研究和测定地球形状、大小及其重力场， 建立统一的坐标系统，测定地面点在该 坐标系统中的精确点位；,2. 对地表形态进行测绘工作，使之变成各 种比例尺的地形原图；,3. 在各种经济建设和国防工程建设中进行 测绘工作；,4. 在海洋环境中进行测绘工作，研究其特 殊的方法和专用仪器,5. 将地形原图经过地图制图工作，并建立 各种地理信息系统。,二、 测绘学的研究内容,大地测量,工程测量,地图制图,与遥感摄影测量,海洋测绘,测 绘 学,三 、测绘学的分支学科,研究和测定地球的形状、大小、重力场、 整体与局部运动和测定地面点的几何位 置以及它们的变化的理论和技术的学科。,地球的大小指地球椭球的大小；,地面点的几何位置指地面点在一个坐标系 中的位置；,地球的形状指大地水准面的形状（或地球 椭球的扁率）；,地球重力场研究指利用地球的重力作用研 究地球形状等；,1.大地测量学,几何法几何大地测量,动态监测动态大地测量,卫星法卫星大地测量或 空间大地测量,物理法物理大地测量,解决大地测量学任务的方法,研究利用摄影或遥感的手段获取目标物 的影像数据，从中提取几何的或物理的 信息，并用图形、图像和数字形式表达 的学科 。,主要内容包括： 获取目标物的影像； 对所摄得的影像进行处理； 用图形、图像或数字形式表示所处理的成果。,从摄影测量学到摄影测量与遥感学。,2. 摄影测量与遥感学,航空摄影在飞机上利用航摄机摄取地面景 物影像的技术,航天摄影在航天飞行器上利用摄影机或其 它遥感探测器获取地球的图像资 料和有关数据的技术,航空航天摄影测量根据在飞机上拍摄的像 片获取地面信息，测绘 地形图,地面摄影测量利用安置在地面上的专用摄 影机拍摄的主体像对，对所 摄目标物进行测绘工作的技 术,研究工程建设和自然资源开发中各个阶 段进行控制测量、地形测绘、施工放样 和变形监测的理论和技术的学科,规划设计阶段的测量提供地形资料，配合 地质勘探和水文观测 数据进行测量,施工兴建阶段的测量按照设计要求，在实地 准确地标定出建筑物各 部分的平面和高程的测 量作为施工和安装的依 据,3. 工程测量学,高精度工程测量采用非常规的测量仪器和方法， 使其测量的绝对精度达到毫米 以上要求的测量工作,运营管理阶段的测量工程竣工后为监视工程状 况，保证安全，进行周期 性的重复测量，观测其变 形情况,研究模拟和数字地图的基础理论、设计、 编绘、复制的技术方法及应用的学科 。,地图投影依据数学原理将地球椭球面上的 经纬度线网描绘在平面上相应的 经纬线网,地图编制制作地图的理论和技术,地图整饰研究地图的表现形式,地图制印地图复制的理论和技术,地图应用对地图进行分析、评价、阅读、 量算和在图上进行作业,计算机地图制图用计算机进行地图制图,4. 地图制图学（地图学）,以海洋水体和海底为对象所进行的测量和 海图编制的理论和方法的学科 。,海道测量以保证航行安全为目的对地球表面水域及 毗邻陆地所进行的水深和岸线测量以及底 质、障碍物的探测等工作,海洋大地测量为确定海面地形、海底地形以及海洋 重力及其变化所进行的大地测量工作,海底地形测量测定海底起伏、沉积物结构和地物的 测量工作,海图编制设计、编绘、整饰和印刷海图的工作,海洋专题测量以海洋区域的地理专题要素为对象的 测量工作,5. 海洋测绘学,1测绘学中的3S技术, 全球定位系统（Global Positioning System, GPS） 美国发展的新一代卫星导航和定位的军事系统, 遥感（Remote Sensing, RS） 不接触物体本身，用传感器收集目标物的电磁波信息， 经处理、分析后，识别目标物，揭示其几何、物理特 性和相互联系及其变化规律的科学技术, 地理信息系统（Geographic Information System, GIS） 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、显示和综 合分析应用的技术系统,四、测绘学的现代发展, 3S技术的集成3S技术的综合利用，其中 GPS 用于实时、快速地提供目标的空间位置 RS 用于实时、快速地提供大面积地表物体及 其环境的几何、物理信息和各种变化 GIS 是多种来源的时空数据的综合处理分析和 应用平台, 有了对地球整体进行观察和测绘的工具, 测绘学科的理论和手段发生了根本性变化, 改变了传统的测绘生产和产品分发方式, 测绘业转变为信息产业, 扩大了测绘学科的服务领域,2 3S技术对测绘学科发展的影响,现代测绘学的内涵 它是通过信息技术，利用计算机的硬件和软件对空 间数据进行测量、分析、管理、储存和显示的综合 研究，是应现代社会对空间信息有极大需求这一特 点提出的一个更全面且综合的学科体系，它更准确 地描述了测绘学科在现代信息通讯社会中的地 位和作用。原来各个测绘分支学科之间的界限已逐 渐变得模糊，它们都因计算机和通讯技术的发展而 紧密联系在一起，并结合地球和管理学等其它学科 知识为现代社会对空间信息的各种需求提出全面的 优化解决方案。这就是测绘工程专业要学习和完成 的任务。,五、测绘学的科学地位和作用,研究地球和其它实体与空间分布有关的信息 的采集、量测、分析、显示、管理和利用的 科学和技术,3. 测绘学的科学地位 为研究地球的自然和社会现象，解决人口、 资源、环境和灾害等社会可持续发展中的重 大问题，为土地、海洋及工程的规划和经济 国防建设提供技术支撑和数据保障,2. 测绘学的现代意义,在经济发展的相关领域中进行相应的测绘工作， 制成各种地图和建立相应的地理信息系统，供 规划、设计、施工、管理和决策使用。在国防 建设和现代战争中，可持续、实时地提供战场 环境，为作战指挥和武器的定位与制导提供测 绘保障。在科学研究中是测定地球动态变化， 研究地壳运动及其机制的重要手段，同时还可 用于探索某些自然规律，研究地球内部构造、 环境变化、资源勘探、灾害预测和防治等,4. 测绘学的实际应用,地球物理学、地质学、天文学、地理学、海 洋学、空间科学、环境科学、计算机科学、 信息科学和其它工程学科,测绘学偏重于研究地球表层和物体的空间特性和变化。,5. 与测绘学有密切关系的学科领域,谢 谢 ！,测绘地球,地形测量,地球梨形形状,大地水准面形状,埃拉托斯特尼世界地图,托勒密世界地图,西汉驻军图,西汉地形图,现代地形图,游标经纬仪,光学经纬仪,精密水准仪,激光测距仪,卫星激光测距仪,地球的大小,地球的形状,WDM94模型描述的地球形状,地面点坐标,地球重力,三角测量,水准测量,测量标志,重力测量,中国2000似大地水准面,测量,GPS,全球板块分布,航空摄影,用遥感获取地球的数字影像,TOPEX/Poseidon,Overview: Understanding our Oceans & Climate from Space,北京,立体坐标量测仪,数字摄影测量,奋进号,奋进号发回的俄罗斯堪察加半岛的立体图,地面摄影测量,城市测量,施工测量,变形观测,准直仪,北京电子对撞机,地图投影,地图,地图印刷,计算机地图制图,回声测深仪,海底地形测量,空间部分,24-27颗卫星21000公里高度6个轨道发射L1=1.57542GMH L2=1.2276 GMH两种调制测距信号C/A、P1、P2和广播星历的频率,GPS定位原理,遥感原理,GIS原理,虚拟现实技术,辅助政府决策,GPS手表,别克新世纪 E 概念车,GPS导航驱动器：“步步对应”道路跟踪式导航系统自动收缩式6.5英寸高清晰度彩色显示屏导航地图和电影播放共享同一屏幕的互换功能,