测绘学基本概念

测绘学基本概念:研究测定和推算地面及其外层空间点的几何位置，确定地球形状和地球重力场，获取地球表面自然形态和人工设施的几何分布以及与其属性有关的信息，编制全球或局部地区的各种比例尺的普通地图和专题地图，为国民经济发展和国防建设以及地学研究服务。测绘学研究内容：1、在已知地球形状、大小及其重力场的基础上建立一个统一的地球坐标系统，用以表示地球表面及其外部空间任一点在这个地球坐标系中准确的几何位置。2、有了大量的地面点的坐标和高程，就可以此为基础进行地表形态的测绘工作，其中包括地表的各种自然形态，也包括人类社会活动所产生的各种人工形态。3、以上用测量仪器和测量方法所获得的自然界和人类社会现象的空间分布、相互联系及其动态变化信息，最终要以地图的形式反映和展示出来。4、各种经济建设和国防工程建设的规划、设计、施工和建筑物建成后的运营管理中，都需要进行相应的测绘工作，并利用测绘资源引导工程建设的实施，监视建筑物的变形。5、地球表面主要是以海洋为主，因此不仅要在陆地进行测绘，而且面对广阔的海洋也有许多测绘工作。6、测绘学中有大量各种类型的测量工作，这些测量工作都需要有人用测量仪器在某种自然环境中进行观测。7、测绘学的研究和工作成果最终要服务于国民经济建设、国防建设以及科学研究，因此要研究测绘学在社会在社会经济发展的各个相关领域中的应用。大地测量学的基本任务：1、建立和维护高精度全球和区域性大地测量系统与大地测量参考框架；2、获取空间点位置的静态和动态信息；3、测定和研究地球形状大小、地球外部重力场及其随时间的变化；4、测定和研究全球和区域性地球动力学现象；5、研究地球表面观测量向椭球面和平面的投影变换及相关的大地测量计算问题；6、研究新型的大地测量仪器和大地测量方法；7、研究空间大地测量理论和方法；8、研究月球和行星大地测量理论和方法。地图集的特点：1、地图集是科学的综合总结；2、地图集是科学性与艺术性相结合的成果；3、地图集主题具有系统、完备的内容；4、地图集的内容、形式的统一协调性；5、编图程序及制印工艺复杂。空间信息可视化：运用计算机图形学、地图学和图像处理技术，将空间信息输入、处理、查询、分析以及预测的数据和结果，用符号、图形、图像，结合图表、文字、表格、视频等可视化形式显示，并进行交互处理的理论、方法和技术。空间信息可视化形式主要有地图、多媒体地学信息、三维仿真地图、虚拟环境定位：测量和表达信息、事件或目标发生在什么时间，什么相关的空间位置理论方法与技术导航：对运动目标，通常指运载工具如飞船，飞机，船舶，汽车，运载武器等的实时，动态定位，即三维位置、速度和包括航向偏转，纵向摇摆，横向摇摆三个角度的姿态的确定海洋测绘任务对海洋及其邻近陆地和江河湖泊进行测量和调查，获取海洋基础地理信息，编制各种海洋图和航海资料，为航海、国防建设、海洋开发和海洋研究服务。从广义角度讲，海洋测绘是一门对海洋表面及海底的形状和性质参数进行准确的测定和描绘的科学。定位：测量和表达信息、事件或目标发生在什么时间、什么相关的空间位置的理论方法与技术。导航：对运动目标，通常指运载工具如飞船、飞机、船舶、汽车、运载武器等的实时、动态定位，即三维位置、速度和包括航向偏转、纵向摇摆、横向摇摆三个角度的姿态的确定。GPS现代化的实质：1、保护：采用一系列措施保护GPS系统不受敌方和黑客的干扰，增加GPS军用信号的抗干扰能力，其中包括增加GPS的军用无线电信号的强度。2、阻止：阻止敌方利用GPS的军用信号。3、改善：改善GPS定位与导航的精度地理信息系统：人们通过对各种地理现象的观察、抽象、综合取舍，得到实体目标，然后对实体目标进行定义、编码、结构化和模型化，形成易于用计算机表达的空间对象，以数据形式存入计算机内。观测误差理论与测量平差的科学任务：1、研究观测误差的统计规律性，建立观测误差理论，用来研究、分析和处理观测误差。2、针对带有误差的观测值，研究数据处理的最优化方法。3、对测绘成果进行质量控制。系统误差：在相同的观测条件下作一系列观测，如果误差在大小、符号上表现出系统性，或者在观测过程中按一定的规律变化，或者为某一常数，那么这种误差为系统误差数字地球：以计算机、多媒体技术和大规模存储技术为基础，已宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并以它作为工具来支持人类活动和改善人们的生活质量。大地测量学：主要研究地球表面及其外层空间点位的精密测定、地球的形状、大小和重力场，地球整体与局部运动，以及它们的变化理论和技术。数字地球构成：数据获取与更新体系、数据处理与存储体系、信息提取和分析体系、数据与信息传播体系、数据库体系、网络体系、应用模型体系、专用软件体系、咨询服务体系、专业人员体系、用户体系、教育体系、标准与互操作体系、法规与财经体系数字地球的特点：1、具有空间性、数字性和整体性2、具有无边无缝的分布式数据层结构。包括多源、多比例尺、多分辨率的、历史和现时的、矢量格式和栅格格式的数据3、具有不断充实的互联网地理数据库4、以图像、图形、图表、文本报告等形式提供服务5、采用开放平台、构件技术、动态互操作等最先进的技术方案6、数字踢球的用户可以以多种方式从中获取信息7、数字地球的服务对象覆盖整个社会层面工程测量的发展趋势和特点：“六化”：测量内外业作业的一体化，数据获取及处理的自动化，测量过程控制和系统行为的智能化，测量成果和产品的数字化，测量信息管理的可视化，信息共享和传播的网络化“十六字”：精确、可靠、快速、简便、实时、持续、动态、遥测工程建设各阶段的测量工作：1、规划设计阶段：测绘各种比例尺的地形图，另外还要为工程、水文地质勘探以及水文测验等进行测量，对于重要工程或地质条件不良地区的工程建设还要对地层的稳定性进行观测2、施工建设阶段：根据工地的地形、地质情况、工程性质及施工组织计划等建立施工测量控制网。再按照施工的要求，将图纸上所设计的抽象几何实体在现场标定出来3、运行管理阶段：为了监视工程的安全和稳定情况，了解设计是否合理，验证设计理论是否正确，需要定期地对工程的动态变形如水平位移、沉陷、倾斜、裂缝以及震动、摆动等进行监测国家高程控制网的目的和任务：1、在全国范围内建立统一的高程控制网，为地形测图和工程建设提供必要的高程控制2、为地壳垂直运动、海面地形及其变化和大地水准面形状等地球科学研究提供精确的高程数据制图综合：地图只能以概括、抽象的形式反映出制图对象的带有规律性的类型特征，而将那些次要，非本质的物体舍弃，这个过程为制图综合地图的分类：按变形性质：等角投影，等面积投影，任意投影按构成方法：几何投影，非几何投影测绘学中的新技术：卫星导航定位系统GNSS，航天遥感系统RS，地理信息系统技术GIS，数字地图制图技术，三S集成技术（GPS,RS,GIS），卫星重力探测技术，虚拟现实模型技术大地测量的特点；长距离、大范围，高精度，实时、快速，地心，时间围，学科的融合大地测量系统：坐标系统，高程系统，重力系统高程基准：我国采用黄海平均海水面，验潮站是青岛大港验潮站，其观相山有中华人民共和国水准原点，1987年以前我国采用1956国家高程基准，1988年1月1日我国正式使用1985国家高程基准。1985国家高程基准水准原点为72.2604米，其平均海水面比1956国家高程基准平均海水面高0.029米我国高程系统采用正常高系统地面大地控制网：平面控制网，高程控制网，重力控制网国家水准网才用从高到低，从整体到局部，逐级控制，逐级加密的方式布设分为一、二、三、四等水准网摄影测量的分类：航空摄影测量，航天摄影测量，地面（近地）摄影测量摄影测量的发展经历了模拟，解析，数字摄影测量三个阶段摄影测量所要解决的基本问题：被测量的点，如何恢复影像在摄影瞬间的方位影像的方位元素分为摄影机内部方位元素和摄影时摄影的外部方位元素摄影测量的后方交会为空间后方交会，需利用地面上至少三个已知点A,B,C,与其影像上三个对应的影响点abc，解算影像的6个外方位元素地图的特性：可量测性，直观性，一览性地图的内容：数学要素：坐标网，控制点，比例尺，定向地理要素：自然要素：地质，地球物理，地市，地貌，水系，气象，社会经济要素：政治行政，人口，历史，经济，文化环境要素：自然灾害，自然保护，污染与保护，疾病与医疗辅助要素:图名,图号,接图表,图廓,图例地形图定向:真北方向,坐标北方向,磁北方向地图上某线段的长度与相应的实地的水平长度之比,称为地图比例尺地图符号:点状符号,线状符号,面状符号,体积符号制图综合：地图只能以概括、抽象的形式反映出制图对象的带有规律性的类型特征，而将那些次要，非本质的物体舍弃，这个过程为制图综合地图制图综合的基本方法:选取和概括选取的顺序:从主要到次要,从高等级到低等级,从整体到局部,从大到小选取的方法:资格法,额定法网的质量准则:精度,可靠性,建网费用变形监测网还包括灵敏度变形监测的目的:安全保证,积累资料,为科学实验服务\GPS全球定位系统:空间部分,控制部分,用户部分控制部分:监控站,主控站,注入站遥感数据的分辨率:空间分辨率(地面分辨率),时间分辨率(重复周期),光谱分辨率(波谱带数目),温度分辨率遥感数据预处理:数据转换,数据压缩,数据校正,辐射校正,几何校正\航空航天遥感传感器数据获取技术去向三多和三高三多：多角度，多传感器，多平台三高：高空间分辨率，高时相分辨率，高光谱分辨率空间对象的计算机表达形式：基于矢量的表达，基于栅格的表达地理信息系统：硬件，软件，数据，系统使用者地理信息系统在技术方面的进展主要表现在组件GIS,移动GIS，三维GIS，互联网GIS，地理信息共享与互操作观测误差：仪器误差，人为误差，环境误差，基准误差在相同的观测条件下作一系列观测，如果误差大小，符号上表现出系统性，或者在观测过程中按一定的规律变化，或者为某一常数，这种误差称为系统误差导航与定位技术：天文导航与定位技术，常规大地测量定位技术，惯性导航定位技术，无线电导航定位技术，卫星导航定位技术