《地图学原理》PPT课件.ppt

第二章 地图的数学基础,第一节 地球椭球体与大地控制,第二节 地图比例尺,第一节 地球椭球体与大地控制,地球椭球体大地控制全球定位系统,一、地球椭球体,对地球测量而言，地球表面是一个无法用数学公式表达的曲面，这样的曲面不能作为测量和制图的基准面。,大地水准面,大地水准面,欧空局绘制的大地水准面,地球椭球体,地球椭球体与大地水准面的区别,1.大地水准面是根据地球重力场分布计算得到的闭合曲面，不是人为设定的；,2.大地水准面是不规则的闭合曲面，不能用数学公式进行表达；,3.地球椭球体是人为选择的规则的曲面，目的在于近似代替大地水准面，以便于地物投影；,4.一个大地水准面可以对应多个地球椭球体；,5.大地水准面会随地球重力场的变化产生微小的变动，而地球椭球体一旦选定，不再随时间变化。,常用的地球椭球体数据,问题：为什么会出现不同的地球椭球体数据？,1.地球椭球体是对地球表面的近似，对于同一个椭球体，它对不同地区地表的拟合近似程度不同；,2.对于不同国家和地区，在制作地图时，为了更准确地投影，往往采用与本地区地表近似程度最高的椭球体数据。,3.对于同一个国家，不同时期采用不同的椭球体，原因在于，不同时期测量的精度不同，随着测量技术的发展，测量精度不断提高，因而，也会采用更为合适的地球椭球体。,二、大地控制,地理坐标系我国的大地坐标系统高程系大地控制网,2.1 地理坐标系,2.2 我国的大地坐标系统,北京54,椭球体参数：克拉索夫斯基椭球体,坐标原点：北京,缺点：所选用的椭球体面与我国的大地水准面不能很好地符合，误差较大,西安80,椭球体参数：IUGG/IAG1975年提供的椭球体参数,坐标原点：西安市以北泾阳县某地。,优点：椭球体参数精度高，与我国大地水准面符合较好，误差小。,缺点,不能与三维坐标通用,与卫星定位精度不适配,不能提供与全球总体适配的地心坐标系统,2.3 高程系,高程基准面我国的高程系,高程系-高程基准面,高程基准面,水准基面-海拔为零,永久性的水准原点,我国将黄海平均海水面作为全国统一的水准基面，即海拔为零的水准面。,我国的永久性水准原点选在青岛观象山。,2.4 大地控制网,大地控制网,平面控制网,高程控制网,三角测量,导线测量,水准测量,三、全球定位系统,组成优点功能,GPS的组成,GPS的组成,空间星座部分,地面监控部分,地面接收部分,GPS的组成-空间星座部分,GPS的组成-地面监控部分,地面监控部分,主控站，一个，位于美国科罗拉多州的谢里弗尔空军基地，是整个地面监测系统的管理中心和技术中心。,注入站，四个，将主控站计算得到的卫星星历、导航电文等信息注入卫星。,监测站，六个，采集GPS卫星数据和当地环境数据，发送给主控站。,GPS的优势,使用低频信号，可在恶劣天气条件下使用；全球覆盖；三维定位，精度高；可移动定位，测量速度；测站间无需通视；使用过程中接收机不必发出任何信号，隐蔽性强，提高了其军事应用效能。,GPS的功能,精确定时：天文台、通讯基站、电视台；工程施工：道路、桥梁、隧道施工；勘探测绘：野外勘探、区域规划；导航：武器、车辆、船舶、飞机、卫星、个人；定位：防盗、防走失；,课堂小结,掌握地球椭球体、大地水准面、GPS的概念；了解地球椭球体与大地水准面的区别；了解大地控制网的构成及测量方法；了解GPS的组成、功能及用途。,第二节 地图比例尺,地图比例尺的概念地图比例尺的形式地图比例尺的作用,一、地图比例尺的概念,?,地图比例尺的概念,制图区域较小时：,各处比例尺相近，可直接应用比例尺进行量测。,制图区域较大时：,各处比例尺差别较大，根据变形程度来确定比例尺。,地图比例尺的概念,主比例尺：代表未产生变形的点的缩小程度，实际上就是地球缩小为地球仪时相应的缩小的比例。,局部比例尺：除主比例尺外的其他比例尺。,地图比例尺的概念,地图比例尺的准确定义：,地图上沿某方向的微分线段和地面上相应微分线段的水平长度之比。,二、地图比例尺的形式,地图比例尺的形式,地图比例尺的形式,地图比例尺的形式,斜分比例尺,地图比例尺的形式,三、地图比例尺的作用,决定地图图形的大小；反映地图的量测精度；决定地图内容的详细程度；,地图比例尺的作用-决定地图图形的大小,实地1平方公里在不同比例尺图上的大小,1：5万,1：10万,1：25万,1：50万,1：100万,地图比例尺的作用-反映地图的量测精度,人眼的分辨极限是0.1mm；,图上0.1mm所对应的实地水平距离称为比例尺精度；,比例尺越大，比例尺精度越高（误差越小）。,地图比例尺的作用-决定地图内容的详细程度,比例尺越大，可以表达的内容越详细；比例尺越大，地图符号的尺寸可相应增大；,课堂小结,什么是主比例尺、什么是局部比例尺？比例尺的准确定义是什么？地图比例尺的形式有哪些？地图比例尺的作用？,