测绘基本知识

测量基本知识 测绘基本知识 From： http://co.163.com/forum/content/518_253415_1.htm 版主：青城人 中华人民共和国地图的国界线标准样图 中华人民共和国地图的国界线标准样图指按照一定的原则而制作的一种有关中国国界 线画法的统一标准图样。 中华人民共和国地图的国界线标准样图上中国国界线画法的原则是： (1)凡是中华人民共和国政府已同有关邻国签定边界条约、边界协定、边界协定书的地 段，以有关边界条约、边界协定、边界协定书的规定及其附图国界线的画法标绘。 (2)中华人民共和国政府同邻国未签定边界条约、边界协定、边界协定书的界段，依照 中国解放前出版的地图或传统习惯边界线标绘。 根据需要，中华人民共和国地图的国界线标准样图的比例尺可以是一种，也可以是各种 比例尺的系列图。 中华人民共和国地图的国界线标准样图由国务院外交行政主管部门和国务院测绘行政 主管部门共同制定，报国务院批准发布。 中华人民共和国地图的国界线标准样图上的中国国界线的画法，是代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 中华人民共和国 政府立场的，是各公开地图上中国国界线画法的标准依据。 如何测定地形坡度 用一块硬纸板自制一个简易的半圆量角器，在量角器半圆的圆心处用图钉和一根小细线 悬一重物，您站在山坡的一侧，双手握住量角器，使量角器的底边与山坡保持平行一致，读 取细线经过量角器的刻度数，再从该刻度数中减去 90°则为山坡的坡度。 数字栅格地图（Digital Raster Graphic，缩写 DRG） DRG 是利用现有的纸质地形图经扫描、几何纠正、图像处理（彩色地图还需色彩纠正） 和数据压缩后形成的栅格数据文件，其在内容、几何精度和色彩上与原图保持一致。 DRG 是模拟产品向数字产品过渡的一种产品形式，它是现有纸介质地形图以数字方式 存档和管理最简捷的形式，也是利用现有地形图制作 DLG 的基础，可作为 GIS 的空间背景 数据广泛应用，也可与 DOM、DEM 集成使用，派生出新的可视信息，从而提取和更新地图 数据，绘制纸质地图。 GPS全球卫星定位技术在摄影测量中的用途 GPS 全球卫星定位技术是有广泛用途的高新技术，它在摄影测量领域的引用，促进了 摄影测量的发展。我们知道，摄影测量中有一项必要的工序——空中三角测量，其目的是为 测图加密控制点。加密需要一定数量的航测外业控制点，而航测外业控制测量通常是艰苦的， 有时是困难的，因此如何减少外业的工作量成为一个重要的研究课题。引用 GPS 技术为解 决这一课题开辟了广阔的前景。我们知道，GPS 可以用于动态定位，所以可以利用设在地 面已知点上和飞机上的 GPS 接收机来测定航线中摄站相对于该地面已知点的三维坐标，即 用来确定摄点的位置。摄站的位置坐标实际上类似外业控制点坐标。利用摄站位置坐标数据 可以进行空中三角测量的区域平差（即控制点加密），从而节省或免去外业控制点。原则上 讲，在理想的条件下，GPS 测量提供的摄站坐标完全可以取代地面控制点，特别是在飞机 上利用三个 GPS 天线进行差分干涉测量以确定飞机的飞行姿态参数，进而推算出摄影仪的 1-14 测量基本知识 六个定向参数，就使空中三角测量变得非常简单或者干脆不必进行了。 航空摄影是被动式遥感 秋高气爽，晴空万里。一架银白色的航摄飞机在西安上空匀速地飞掠，多光谱航空摄影 机的快门有规律地开启和关闭。航摄结束后，经过对胶片的冲洗、拷贝，就可以得到西安地 区的航空像片了。这时，人们在立体像对上就可以俯视西安全貌：繁华的街区、宽敞的马路、 雄伟的古城墙、巍峨的大雁塔……。通常把上面这种遥感方式称为被动式遥感。因为，航摄 飞机上的多光谱摄影机是被动地接受地面物体的反射光，而地面物体的反射光谱特性取决于 光源（太阳）和大气条件等，所以航空摄影受到日光、时间、天候等多种因素限制，其被动 性可见一斑。属于光学摄影的航空摄影只“敏感”电磁波的可见光波段。可见光是人眼能够 看到的光，它由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光组成，是一个很窄的波段。与光学摄影 机相类似，红外传感器也是被动地接受电磁波。红外传感器“感知”红外波段，这一波段介 于 0.76 微米～1 毫米之间，分为近红外、中红外、远红外、极远红外四个区域。我们知道， 自然界的任何物体不仅反射太阳辐射出来的红外线，而且当其处于绝对温度零度（－273C） 以上时，还自动向外发射红外线，这种发射能力一般由物体的温度决定。所以红外传感器是 全天候的遥感设备。 总之，利用多光谱摄影机或多光谱扫描仪这类传感器直接接收地面物体反射或辐射波来 探测物体的遥感方式称为被动式遥感。被动式遥感器主要工作在紫外、可见光、红外、微波 等波段。其主要遥感器有摄影机、扫描仪、分光计、辐射计、电视系统等。目前在航空遥感 中大多使用被动式遥感器。 雷达探测是主动式遥感 细雨霏霏，阴云密布。在“蓝军”炮位阵地上，加农炮的长长炮筒指向天空，火箭炮的 成排火箭筒已经昂起头，指挥员一声号令，炮弹便呼啸着穿过雨帘，消失在浓云之中。此时， “红军”的炮位侦察雷达的网状天线在不停地旋转，监视屏在频频闪烁。突然，监视屏的视 野里出现了“蓝军”来袭的弹头，雷达的计算机根据弹头飞行轨迹立刻推算出“蓝军”炮阵 地的坐标，引导严阵以待的火炮猛烈轰击，一举将“蓝军”炮阵地摧毁。这是一次军事演习 的片断。 我们说，炮位侦察雷达捕捉目标是主动式遥感，这话道理何在呢？先来看看雷达是怎样 捕捉到蓝军的弹头的。首先，雷达向监视空域连续地发射电磁波，并不断地接受反射回来的 电波，当弹头进入监视空域，就会反射回与背景不同的电波，这时监视屏上就会出现飞行的 弹头“形象”。根据弹头飞行轨迹，就可以推算其发射阵地的位置了。由于雷达不是被动地 接受物质的反射波和辐射波，而是主动地发射电磁波并通过接受其回波进行探测的，所以称 这种探测方式为主动式遥感。雷达发射的电磁波主要是微波波段。因为，微波易于聚成较窄 的发射波束，波束角可达一度左右；微波呈近直线传播，在高空不受电离层反射的影响；微 波波长较短，目标对其散射性能好；自然界的电磁波对微波的干扰小。所以，雷达探测能够 克服日照条件、成像时间和云雾、雨雪等气象条件的限制。概言之，由探测主体发射一定频 率的电磁波信号照射目标并通过其回波来探测物体的遥感方式被称为主动式遥感。主动式遥 感主要使用激光和微波作为照射源。主动式遥感器有：激光荧光扫描仪、激光雷达、激光测 高仪、激光散射计、雷达测高仪、真实和合成孔径雷达、微波全息雷达等。 航天遥感与航空遥感的区别 航天遥感泛指利用各种空间飞行器为平台的遥感技术系统。它以地球人造卫星为主体， 2-14 测量基本知识 包括载人飞船、航天飞机和空间站，有时也把各种行星探测器包括在内。在航天遥感平台上 采集信息的方式有四种：一是宇航员操作，如在“阿波罗”飞船上宇航员利用组合像机拍摄 地球照片：二是卫星舱体回收，如中国的科学实验卫星回收的卫星像片；三是通过扫描将图 像转换成数字编码，传输到地面接收站；四是卫星数据采集系统收集地球或其它行星、卫星 上定位观测站发送的探测信号，中继传输到地面接受站。 航空遥感泛指从飞机、气球、飞艇等空中平台对地面感测的遥感技术系统。按飞行高度， 分为低空（600～3000 米）、中空（3000～10000 米）、高空（10000 米以上）三级，此外还 有超高空（U－2 侦察机）和超低空的航空遥感。 由此可见，航天遥感和航空遥感的区别主要是：一是使用的遥感平台不同，航天遥感使 用的是空间飞行器，航空遥感使用的是空中飞行器，这是最主要的区别；二是遥感的高度不 同，航天遥感使用的极地轨道卫星的高度一般约 1000 公里，静止气象卫星轨道的高度约 360O 公里，而航空遥感使用的飞行器的飞行高度只有几百米、几公里、几十公里。俗话说， 登高才能望远。航天遥感与航空遥感相比，感测的地域显然要大得多，美国“陆地卫星”的 一幅多光谱图像覆盖地面的面积达 34000 平方公里，相当于台湾岛的面积，而赤道上空的气 象卫星可以覆盖南北纬 40°以内、东西经相距 70°左右的区域。因此，航天遥感能够以空 前广阔的视野时刻监视着地球。 GIS迅速发展的原因 地理信息系统（GIS）是一个新兴的科学技术领域，它是从 20 世纪 60 年代中后期发 展起来的。初期出现的系统主要是一些关于城市和土地利用方面的信息系统．进入 80 年代， 由于西方国家工业化进程的加快，城市人口迅猛膨胀，出现水源匮乏、能源短缺、用地紧张、 良田锐减的严重局面，地球生态环境屡遭破坏，迫使人们寻找保护生态环境和资源的有效办 法，地理信息系统提供了有效的手段。例如，美国三里岛核扩散事件中，美国政府就用地质 调查局建立的 GIS 在 24 小时里作出了各种可能扩散范围和损失的估计。日本筑波科学城的 选址，应用国土信息系统作出了决策分析。加拿大的 GIS 对全国土地资源和土地适应能力 作出了快速的清查和综合分析。全球性大面积小麦估产、世界海洋测深的自动制图、火山爆 发的预测、周期性全球天气的分析预报等都是在不同类型的地理信息系统支持下进行的。 （1）由于遥感、遥测等新技术的应用和迅速发展，使资源与环境信息的数量激增。社 会上对这些信息的需求日趋迫切，对质量的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 也越来越高。从定性分析发展到定性、定量 和定位相结合，从单一要素发展到多要素、多时空的综合分析，传统的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 已不能适应资源 与环境信息科学管理和综合开发的需要，必须充分从现代科学技术中吸取营养。 （2）由于信息科学、计算机科学、网络技术、人工智能特别是数据库技术的发展，促 进了数字测图技术和制图自动化技术的发展，使资源与环境信息的数字化采集、存贮、处理、 显示和自动输出成为可能。 （3）随着信息时代以多学科跨领域为特征的科学思维的发展，使社会发展和国家宏观 决策更趋向于从纵观全局的高度进行系统分析，必须把自然界和人类社会作为一个整体，必 须将资源与环境作为一个巨大的系统来对待。这就促进了各种类型的经济信息系统与自然环 境信息系统相结合的综合性信息系统的相继建立。 （4）地理信息系统的广泛运用，大大提高了资源与能源的利用率，带来了巨大的经济 效益和社会效益。 （5）国际上有关学术组织的诞生，也是促进 GIS 迅速发展的重要原因之一。 全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS） 全球定位系统是美国布设的第二代卫星无线电导航系统。它是在地球上空布设 24 颗 3-14 测量基本知识 GPS 专用卫星，卫星轨道即每时刻的精确位置由地面监控站测定，并通过卫星用无线电波 向地面发播；地面上用 GPS 接收机同时接收 4 颗以上卫星信号，根据卫星的精确位署以求 得地面点位置。它能为用户提供全球性、全天候、连续、实时、高精度的三维坐标、三向速 度和时间信息。 GPS 具有精度高、速度快、全天候、距离远等特点，促使大地测量的作用大大向外扩 展延伸。其作用可归纳如下一些： （1）为飞机、船舶、运载体提供定位和导航信息； （2）布设城市、矿山、海洋等各类控制网，不需造标观测，可灵活方便又廉价的满足 经济建设和国防建设的需要； （3）布设地面监测网，可监测地壳形变、板块运动、固体潮、海平面升降等地球动力 学现象； （4）可用于标定国界、海疆和联测沿海岛屿； （5）用于建立以地球质心为坐标系原点的地心坐标系，为建立大地测量参考框架提供 资料； （6）利用 GPS 和水准测量资料精化大地水准面； （7）应用在已知点上的 GPS 观测资料，可反求大气对流层的气象元素等。 1、GPS 发展的背景 1957 年世界上第一颗人造卫星发射成功后，利用卫星导航定位的研究提到了议事日程。 1973 年 12 月，美国陆、海、空三军继“海军导航卫星系统”（简称“NNSS”，1958 年开始 研制，1964 年正式运行）后，开始联合研制新一代空间卫星导航定位系统，历时 20 多年， 耗资 300 亿美元。其目的主要是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服 务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成部 分。 2、GPS 的工作原理 GPS 是目前世界公认最先进的被动式卫星导航定位系统。即卫星全天时地发射包含自 身三维速度、三维坐标和准确时间等信息的导航电文，设在代定点上的接收机通过接受导航 电文进行测时、测距，利用空间后方距离交会技术反算出代定点的三维速度和三维坐标，实 现导航定位的目的。 3、GPS 的组成部分 ①空间部分：由分布在 6 个轨道面上的 24 颗卫星组成（21 颗工作卫星和三颗备用卫星）， 卫星上安置了精确的原子钟、发射和接受系统等装置； ②地面控制部分：由主控站（负责管理、协调整个地面系统的工作）、注入站（即地面 天线，在主控站的控制下向卫星注入导航电文和其他命令）、监测站（数据自动收集中心） 和通讯辅助系统（数据传输）组成； ③用户装置部分：由天线、接收机、微处理机和输入输出设备组成。 4、SA 和 AS 技术及对策 美国为了维护其军事利益和国家安全，分别对 GPS 实施了 AS 和 SA 技术。AS （Anti-Spoofing）技术也叫反电子欺骗技术，他是一种 GPS 保护技术，是为了防止敌方和 黑客对 GPS 信息的破坏和干扰以及防止非授权用户（民用用户）使用精密导航信息（军用 码）。SA（Selective Availability）技术即选择可用技术，是通过在非精密导航信息（民用码） 里人为地加入高频干扰信号和降低卫星星历精度，从而降低了普通用户的定位精度，使民用 单点定位误差达到 100 米。SA 政策是影响民用定位精度的主要原因。 为了应对美国 SA 政策，提高定位精度，世界各国纷纷采用差分技术。即利用多台接收 4-14 测量基本知识 机同时接受同一颗卫星信号，采用一次或多次求差的方法，抵消同一颗卫星的各种人为干扰 误差和大气误差，从而提高定位精度。在此基础上又发展了的广域差分、实时差分等定位技 术，有效的减弱了 SA 和 AS 政策的影响。 5、GPS 技术的发展方向 为了促进 GPS 的发展，1998 年美国政府提出了 GPS 现代化计划，总体上可归纳为以下 三个方面： ①保护。采用各种措施保护 GPS 不受敌方和黑客的干扰，增加军用讯好的强度，增强 抗干扰能力。 ②阻止。阻止敌方利用 GPS 军用讯号，设计新的信号结构，将军用频道和民用频道彻 底分开。 ③改善。改善 GPS 定位和导航精度，增加 2 个民用频道，提前结束 SA 政策。 为了促进 GPS 产业发展，2000 年 5 月 1 日，克林顿总统宣布取消 SA 干扰，使 GPS 单 点定位精度提高了 10 倍。为了不给美国国家安全带来威胁，美军升级了军用 GPS 系统并声 称在其认为国家安全受到威胁时，还将增加地区性的认为干扰。 图 1 什么是GIS 地理信息系统在国际上称为 GIS，即 Geograhpic Information system 的缩写。在我国又 称为资源与环境信息系统。在国际上虽然许多学者对 GIS 有不同的表述，但其基本概念是 大体相同的。地理信息系统是利用计算机存贮、处理地理信息的一种技术与工具，是一种在 计算机软、硬件支持下，把各种资源信息和环境参数按空间分布或地理坐标，以一定 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 和 分类编码输入、处理、存贮、输出，以满足应用需要的人-机交互信息系统。它通过对多要 素数据的操作和综合分析，方便快速地把所需要的信息以图形、图像、数字等多种形式输出， 满足各应用领域或研究工作的需要。地理信息系统在国民经济建设中得到了广泛运用，特别 是在地域开发、环境保护、资源利用、城市管理、灾情预测、人口控制、交通运输等方面发 5-14 测量基本知识 挥着积极的作用。 GIS的分类 地理信息系统（GIS）一般分为三种类型： （1）全国性的综合系统。它是以一个国家为其研究和分析对象的系统，如日本的“国 土信息系统”、加拿大的“国家地理信息系统”等，都是按全国统一标准、存贮包括自然地 理和社会经济要素的全面信息，为全国提供咨询服务。 （2）区域性的信息系统。它是以某个地区为其研究和分析对象的系统，如瑞典斯德哥 尔摩地区信息系统。 （3）专题性信息系统．它是以某个专业、问题或对象为主要内容的系统，也是发展最 多、最为普遍的系统，如美国的地震分析系统、法国的地球物理信息系统等。 GIS的组成 GIS 由五个主要的元素所构成： 硬件、软件、数据、人员和方法。 硬件：是 GIS 所操作的计算机。今天，GIS 软件可以在很多类型的硬件上运行。从中央 计算机服务器到桌面计算机，从单机到网络环境。 软件 ：包括输入和处理地理信息的工具、数据库管理系统(DBMS)、支持地理查询、分 析和视觉化的工具、容易使用这些工具的图形化界面(GUI)。 数据：一个 GIS 系统中最重要的部件就是数据了。地理数据和相关的表格数据可以自 己采集或者从商业数据提供者处购买。GIS 将把空间数据和其他数据源的数据集成在一起， 而且可以使用那些被大多数公司用来组织和保存数据的数据库管理系统，来管理空间数据。 人员：GIS 技术如果没有人来管理系统和制定计划应用于实际问题，将没有什么价值。 GIS 的用户范围包括从设计和维护系统的技术专家，到那些使用该系统并完成他们每天工作 的人员。 方法：成功的 GIS 系统，具有好的设计计划和自己的事务规律，这些是 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 而且对每 一个公司来说具体的操作实践又是独特的。 GIS的特点及功能 为了满足 GIS 对地球表面、空中和地下的若干要素空间分布和相互关系的研究，GIS 都 具有公共地理定位基础、标准化和数字化、多维结构的特点。此外，GIS 还具有数据输入、 存贮、编辑、查询、检索、显示输出的功能，能进行各种操作运算和应用分析，并易于更新 维护。 遥感（RS）及其特点 系统组成—遥感卫星、地面接收站、遥感资料处理和影像地图制作。 服务领域—国土资源调查、环保及灾情监测、矿产资源开发、气象预测、地表勘探、植 被分布与生长状况监测等。 服务项目—提供遥感影像平面图、动态地理信息服务、气象服 务等。 1957 年，前苏联成功地发射了人造地球卫星，标志着人类宇航时代的开始。接着，在 1959 年从人造卫星上发回了第一张地球像片，又在 1960 年从气象卫星上获得了全球的云图。 6-14 测量基本知识 于是在 1962 年，专家们来到美国的密执安大学，讨论侧视雷达和红外扫描图像的应用问题， 会议取名“环境遥感”。从此，遥感（remote sensing，简称 RS）一词就成了从高空探测地球 表面及其环境信息的获取、处理及其应用技术的专用术语。 遥感，顾名思义，就是从遥远处感知，泛指各种非接触的、远距离的探测技术。当直升 飞机旋停在葛洲坝上空，用遥感设备向地面的电视转播系统传输长江截流的盛况图像时，我 们就说这是遥感。登月的宇航员发现月球表面是干粉状的，虽然他远离地球，也不能算是遥 感，因为他是身临其境的。非接触性是遥感的一大特点。从狭义上讲，遥感是一门新兴的科 学技术，主要指从远距离、高空或外层空间的平台上，利平可见光、红外、微波等探测仪器， 通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技 术系统。 遥感是在航空摄影测量的基础上，随着空间技术、电子技术和地球科学的发展而发展起 来的，它的主要特点是：已从以飞机为主要运载工具的航空遥感发展到以人造卫星为主要运 载工具的航天遥感；它超越了人眼所能感受到的可见光的限制，延伸了人的感官；它能快速、 及时地监测环境的动态变化；它涉及天文、地学、生物学等科学领域，广泛吸取了电子、激 光、全息、测绘等多项技术的先进成果；它为资源勘测、环境监测、军事侦察等提供了现代 化技术手段。概言之，遥感是运用物理手段、数学方法和地学规律的现代化综合性探测技术。 随着航天技术、传感器技术和计算技术的发展，RS 的发展逐渐呈现出多传感器（各种 摄影仪、扫描仪、雷达探测仪等）、高分辨率（空间分辨率、光谱分辨率、温度分辨率）、多 时相和高精度、短周期的趋势。遥感信息的应用分析已从单一遥感资料向多时相、多数据源 的融合与分析，从静态分析向动态监测过渡，从对资源与环境的定性调查向计算机辅助的定 量自动制图过渡，从对各种现象的表面描述向软件分析和计量探索过渡。 3S技术集成 3S 技术形象的代表了测绘学科与其他相关学科的融合与交叉，其本身也在走向集成。 在 3S 技术集成中，GPS 主要是实时、快速的提供目标的空间位置，RS 用于实时、快速的 提供大面积地表物体及其环境的几何与地理信息及各种变化，GIS 则是多种来源时空数据的 综合处理和应用分析的平台。他们既可以是三种技术的集成，也可以是其中两种技术的集成。 1、GPS 与 GIS 的集成与应用 利用 GIS 中的电子地图和 GPS 接收机的实时差分定位技术，可以组成 GPS+GIS 的各种 自动电子导航系统，用于交通指挥调度、公安侦破、车船自动驾驶、农田作业管理、渔船捕 鱼等多方面。也可以利用 GPS 的方法对 GIS 进行实时更新。 2、RS 与 GIS 的集成与应用 RS 是 GIS 重要的数据源和数据更新的手段，而反过来，GIS 则是遥感中数据处理的辅 助信息。两者集成可用于全球变化监测、农业收成面积监测和产量预估、空间数据自动更新 等方面。 3、GPS 与 RS 的集成与应用 在遥感平台上安装 GPS 可以记录传感器在获取信息瞬间的空间位置数据，直接用于空 三平差加密，可以大大减少野外控制测量的工作量。可在自动定时数据采集、环境监测、灾 害预测等方面发挥着重要作用 4、3S 技术集成与应用 3S 的整体集成应用更为广泛，例如在由 GPS+GIS 组成自动导航系统中加入 CCD 摄像 机组成移动式测绘系统可用于高速公路、铁路和各种线路的自动监测和管理，也可建立战时 现场自动指挥系统。美国的巡航导弹和爱国者导弹上安装了 3S 集成系统，可以实现自动导 航、自动跟踪、自动识别目标，以进行准确的拦截和打击。 7-14 测量基本知识 大地基准 大地基准是指绝对重力值已知的重力点，作为相对重力测量（两点间重力差的重力测量） 的起始点。世界公认的起始重力点称为国际重力基准。各国进行重力测量时都尽量与国际重 力基准相联系，以检验其重力测量的精度并保证测量成果的统一。国际通用的重力基准有 1909 年波茨坦重力测量基准和 1971 年的国际重力基准网（IGSN——71）。 中国于 1956～1957 年建立了全国范围的第一个国家重力基准，称为 1957 年国家重力基 本网，该网由 21 个基本点和 82 个一等点组成。1985 年，中国重新建立了国家重力基准。 它由 6 个基准重力点，46 个基本重力点和 5 个因点组成，称为 1985 年国家重力基本网。 大地水准面 大地水准面是由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面。它是重力等位 面，即物体沿该面运动时，重力不做功（如水在这个面上是不会流动的）。大地水准面是描 述地球形状的一个重要物理参考面，也是海拔高程系统的起算面。大地水准面的确定是通过 确定它与参考椭球面的间距棗大地水准面差距（对于似大地水准面而言，则称为高程异常） 来实现的。大地水准面和海拔高程等参数和概念在客观世界中无处不在，在国民经济建设中 起着重要的作用。 大地水准面是大地测量基准之一，确定大地水准面是国家基础测绘中的 一项重要工程。它将几何大地测量与物理大地测量科学地结合起来，使人们在确定空间几何 位置的同时，还能获得海拔高度和地球引力场关系等重要信息。大地水准面的形状反映了地 球内部物质结构、密度和分布等信息，对海洋学、地震学、地球物理学、地质勘探、石油勘 探等相关地球科学领域研究和应用具有重要作用。 高程基准 国家第二期一等水准网高程起算点为水准原点。高程系统为“1985 国家高程系统”，共 有 292 条线路、19931 个水准点，总长度为 93341 公里，形成了覆盖全国的高程基础控制网 （台湾资料暂缺）。 是推算国家统一高程控制网中所有水准高程的起算依据，它包括一个水准基面和一个永 久性水准原点。 水准基面，通常理论上采用大地水准面，它是一个延伸到全球的静止海水面，也是一个 地球重力等位面，实际上确定水准基面则是取验潮站长期观测结果计算出来的平均海面。中 国以青岛港验潮站的长期观测资料推算出的黄海平均海面作为中国的水准基面，即零高程 面。中国水准原点建立在青岛验潮站附近，并构成原点网。用精密水准测量测定水准原点相 对于黄海平均海面的高差，即水准原点的高程，定为全国高程控制网的起算高程。 重力基准 重力基准是指绝对重力值已知的重力点，作为相对重力测量（两点间重力差的重力测量） 的起始点。世界公认的起始重力点称为国际重力基准。各国进行重力测量时都尽量与国际重 力基准相联系，以检验其重力测量的精度并保证测量成果的统一。国际通用的重力基准有 1909 年波茨坦重力测量基准和 1971 年的国际重力基准网（IGSN——71）。 中国于 1956～1957 年建立了全国范围的第一个国家重力基准，称为 1957 年国家重力基 本网，该网由 21 个基本点和 82 个一等点组成。1985 年，中国重新建立了国家重力基准。 它由 6 个基准重力点，46 个基本重力点和 5 个因点组成，称为 1985 年国家重力基本网。 8-14 测量基本知识 54国家坐标系 建国初期，为了迅速开展我国的测绘事业，鉴于当时的实际情况，将我国一等锁与原苏 联远东一等锁相连接，然后以连接处呼玛、吉拉宁、东宁基线网扩大边端点的原苏联 1942 年普尔科沃坐标系的坐标为起算数据，平差我国东北及东部区一等锁，这样传算过来的坐标 系就定名为 1954 年北京坐标系。因此，P54 可归结为： a．属参心大地坐标系； b．采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数； c.大地原点在原苏联的普尔科沃； d．采用多点定位法进行椭球定位； e．高程基准为 1956 年青岛验潮站求出的黄海平均海水面； f．高程异常以原苏联 1955 年大地水准面重新平差结果为起算数据。按我国天文水准 路线推算而得。 自 P54 建立以来，在该坐标系内进行了许多地区的局部平差，其成果得到了广泛的应 用。 80国家坐标系 C80 是为了进行全国天文大地网整体平差而建立的。根据椭球定位的基本原理，在建立 C80 坐标系时有以下先决条件： （1）大地原点在我国中部，具体地点是陕西省径阳县永乐镇； （2）C80 坐标系是参心坐标系，椭球短轴 Z 轴平行于地球质心指向地极原点方向，大 地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面；X 轴在大地起始子午面内与 Z 轴垂直指 向经度 0 方向；Y 轴与 Z、X 轴成右手坐标系； （3）椭球参数采用 IUG 1975 年大会推荐的参数 因而可得 C80 椭球两个最常用的几何参数为： 长轴：6378140±5（m）； 扁率：1：298.257 椭球定位时按我国范围内高程异常值平方和最小为原则求解参数。 （4）多点定位； （5）大地高程以 1956 年青岛验潮站求出的黄海平均水面为基准。 WGS-84大地坐标系 WGS－84（World Geodetic System，1984 年）是美国国防部研制确定的大地坐标系，其 坐标系的几何定义是：原点在地球质心,z 轴指向 BIH 1984．0 定义的协议地球极(CTP）方 向，X 轴指向 BIH 1984.0 的零子午面和 CTP 赤道的交点。Y 轴与 Z、X 轴构成右手坐标 系（如图所示）。 WGs-84椭球及有关常数： 对应于 WGS-8 大地坐标系有一个 WGS-84 椭球，其常数采用 IUGG 第 17 届大会大地 测量常数的推荐值。下面给出 WGS-84 椭球两个最常用的几何常数： 长半轴： 6378137± 2（m） 扁 率： 1：298.257223563 9-14 测量基本知识 图 2 以下几楼为有关４d 的知识 数字高程模型（Digital Elevation Model，缩写 DEM） DEM 是一定范围内规则格网点的平面坐标（X，Y）及其高程（Z）的数据集，它主要 是描述区域地貌形态的空间分布，是通过等高线或相似立体模型进行数据采集（包括采样和 量测），然后进行数据内插而形成的。 DEM 是对地貌形态的虚拟表示，可派生出等高线、坡度图等信息，也可与 DOM 或其 它专题数据叠加，用于与地形相关的分析应用，同时它本身还是制作 DOM 的基础数据。 数字线划地图（Digital Line Graphic，缩写DLG） DLG 是地形图基础要素信息的矢量数据集，其中保存着要素间的空间关系和相关的属 性信息，能较全面的描述地表目标。 DLG 按不同的地图要素分为若干数据层（如：交通、水系、植被、行政区划等），可以 根据不同的需要实现地图要素的分层提取或相互叠加，满足 GIS 的空间检索和空间分析， 因此它被视为带有智能的数据。它还可以和 DOM 叠加成复合产品，制作各种专题地图或电 子地图，满足各专业部门的需要。 10-14 测量基本知识 图 3 数字栅格地图（Digital Raster Graphic，缩写DRG） DRG 是利用现有的纸质地形图经扫描、几何纠正、图像处理（彩色地图还需色彩纠正） 和数据压缩后形成的栅格数据文件，其在内容、几何精度和色彩上与原图保持一致。 DRG 是模拟产品向数字产品过渡的一种产品形式，它是现有纸介质地形图以数字方式 存档和管理最简捷的形式，也是利用现有地形图制作 DLG 的基础，可作为 GIS 的空间背景 数据广泛应用，也可与 DOM、DEM 集成使用，派生出新的可视信息，从而提取和更新地图 数据，绘制纸质地图。 图 4 数字正射影像图（Digital Orthophoto Map，缩写DOM） DOM 是利用 DEM 对经过扫描处理的数字化航空像片或遥感影像（单色或彩色），经逐 像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，并按规定图幅范围裁剪生成的形象数据，带有公里格 网、图廓（内、外）整饰和注记的平面图。 DOM 同时具有地图几何精度和影像特征，精度高、信息丰富、直观真实、制作周期短。 它可作为背景控制信息，评价其它数据的精度、现实性和完整性，也可从中提取自然资源和 社会经济发展信息，为防灾治害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据。 11-14 测量基本知识 图 5 国家基本比例尺地图的系列和基本精度 国家基本比例尺地图的系列，是指按照国家规定的测图技术标准（规范），编图技术标 准，图式和比例尺系统测量和编制的若干特定规格的比例尺的地图的系列。我国的国家基本 比例尺地图的系列包括 1∶500、1∶1000、1∶2000、1∶5000、1∶1 万、1∶2.5 万、1∶5 万、1∶10、1∶20 万、1∶50 万、1∶100 万比例尺地图。它们的基本精度包括测图精度和 编制精度。 以下是分类测绘 基础测绘 基础测绘是指为国民经济和社会发展以及为国家各个部门和各项专业测绘提供基础地 理信息而实施测绘的总称。基础测绘必须在全国或局部区域按国家统一规划和统一技术标准 进行。 专业测绘 专业测绘是指产业部门为保证本部门业务工作所进行的具有专业内容的测绘的总称。专 业测绘应采用国家测绘技术标准或者行业测绘技术标准。 军事测绘 军事测绘是指具有军事内容或者为军队作战、训练、军事工程、战略准备等而实施的测 绘的总称。 地籍测绘 地籍测绘是对地块权属界线的界址点坐标进行精确测定，并把地块及其附着物的位置、 面积、权属关系和利用状况等要素准确地绘制在图纸上和记录在专门的表册中的测绘工作。 地籍测量的成果包括数据集（控制点和界址点坐标等）、地籍图和地籍册。 下几楼为简易测绘知识 如何测定地形坡度 用一块硬纸板自制一个简易的半圆量角器，在量角器半圆的圆心处用图钉和一根小细线 悬一重物，您站在山坡的一侧，双手握住量角器，使量角器的底边与山坡保持平行一致，读 取细线经过量角器的刻度数，再从该刻度数中减去 90°则为山坡的坡度。 12-14 测量基本知识 怎样步测距离 步测距离就是利用步幅量测距离。通常以复步(两步为一复步，每复步长约 1.5 米)为单 位进行实地量测。其计算公式为：距离（米）=1.5 米×复步数，也可简化为一句话，即复步 加复步数之半，等于距离米数。如果某段距离共 200 复步，则该段距离米数应为 1．5 米× 200＝30O 米；或 20O＋IO0（200 复步之半）=300 米。 由于各人的步幅大小不同，要测得准确，就应经常练习， 逐步形成标准步幅（每复步 1．5 米）。如果自己的习惯步幅大于或小于标准步幅，也可按照自己的复步长按计算公式计 算距离。步测过程中，要注意直线前进，步幅均匀，遇有起伏地面还应调整步幅。 怎样用臂长尺测量距离 臂长尺是以自己臂长的百分之一为一个分划，刻在铅笔或直形物体上，并注以数字的尺。 如某人臂长为 60 厘米，则臂长尺上一个分划长为 6 毫米。 用臂长尺测距离有两种情况： （l）已知目标间隔（高度）求距离。 测量方法是：以手持尺，将臂向前伸直，使尺的“0”分划对准目标的一端，拇指压在 目标另一端所对准的分划上，读出分划数，然后按公式计算：距离=间隔（高度）×100/分 划数。 已知两电线杆的间隔为 50 米，读取臂长尺上的分划数为 5，则测量者至电杆的距离为： 50×100/5=1000（米）。 （2）不知目标间隔（高度）求距离。 要领与上述方法基本相同，不同之处是在前后两点上，分别测定目标的分划数，并测出 前后两点间（前进或后退）的距离，然后按下列公式计算：距离=前进（后退）距离×小分 划数/（大分数-小分数）。 怎样利用声速、光速概略测定距离 大家知道，光的传播速度每秒约为 30 万公里，声的传播速度每秒约为 331．4 米，即每 3 秒钟声音传播约 1 公里。由于光速很快，在简易测距中，光在短促的时间内传播很远，故 可忽略不计传播时间。根据光速与声速的关系，就可以测量距离。具体方法是：从看到爆炸 点发光起，用秒表卡出或数出听到声响时的秒数，再除以 3，即可得出爆炸点至观察点的距 离公里数。其计算公式为：距离（公里）=见光到听见声音的秒数除以 3。 在野外实地如何判定方位 人们出门在外，常常要辨明东、西、南、北方向，及时判明实地方位。实际判定方位的 方法很多，下面介绍几种： 利用指北针判定方位。判定时，手持指北针，待磁针稳定后，磁针红色一端所指的方向 即为实地的磁北方向。面向磁北，右为东、左为西，背后为南。 根据太阳阴影确定方位。您在一平坦地上垂直插入长约一米左右的木棍，并标出阴影的 端点。约过 15 分钟后，您再标出阴影的第二个端点。这时过这两个端点作一直线，过木棍 底部作该直线的垂线，这条垂线即指向北方。 有些地方由于受阳光、气候等自然条件的影响，形成了某些与方位有关的特征，也可以 利用这些特征来概略的判定方位。如独立树，通常是南面枝叶茂密、树皮光滑；北面树叶较 稀少，树皮粗糙。独立大树被砍伐后，树桩上的年轮通常是北面间隔小，南面间隔大。又如 突出地面的物体，像土堆、堤坎、独立石、建筑物等，其朝南地面干燥、春草早生、冬雪先 化；北面地上潮湿、夏长青苔、冬存积雪。 13-14 测量基本知识 在晴朗的夜晚，还可以得用北极星判定方位。 14-14 测绘基本知识 中华人民共和国地图的国界线标准样图 如何测定地形坡度 GPS全球卫星定位技术在摄影测量中的用途 航空摄影是被动式遥感 雷达探测是主动式遥感 航天遥感与航空遥感的区别 GIS迅速发展的原因 全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS） 什么是GIS GIS的分类 GIS的组成 GIS的特点及功能 遥感（RS）及其特点 3S技术集成 大地基准 大地水准面 高程基准 重力基准 54国家坐标系 80国家坐标系 WGS-84大地坐标系 WGs-84椭球及有关常数： 数字线划地图（Digital Line Graphic，缩写DLG） 数字栅格地图（Digital Raster Graphic，缩写DRG） 数字正射影像图（Digital Orthophoto Map，缩写DOM） 国家基本比例尺地图的系列和基本精度 基础测绘 专业测绘 军事测绘 地籍测绘 如何测定地形坡度 怎样步测距离 怎样用臂长尺测量距离 怎样利用声速、光速概略测定距离 在野外实地如何判定方位