《测量学》课程教学资源（PPT课件）第一章 绪论

绪论第一章81-1测量学的产生与组成测量学的产生：生产、生活的需要以及建筑、农田、水利建设等公元前二十七世纪建设的埃及大金字塔，其形状与方向都很准确，说明当时已有放样的工具和方法。我国二干多年前的夏商时代，为了治水开始了水利工程测量工作。司马迁在《史记中对夏禹治水有这样的描述：“陆行乘车，水行乘船，泥行乘撬，山行乘摔（）左准绳，右规矩、载四时，以开九州，通九道，陂九泽，度九山。”所记录的是当时的工程勘测情景，准绳和规矩就是当时所用的测量工具，准是可揍（kiu）平的水准器，绳是丈量距离的工具，规是画圆的器具，矩则是一种可定平、测长度、高度深度和画圆画矩形的通用测量仪器。早期的水利工程多为河道的疏导，以利防洪和灌溉，其主要的测量工作是确定水位和堤坝的高度。秦代李冰父子领导修建的都江堰水利枢纽工程，曾用一个石头人来标定水位，当水位超过石头人的肩时，下游将受到洪水的威胁：当水位低于石头人的脚背时，下游将出现干旱。这种标定水位的办法与现代水位测量的原理完全一样。北宋时沈括为了治理汗渠，测得“京师之地比泗州凡高十九丈四尺八寸六分”，是水准测量的结果。1973年从长沙马王堆汉幕出土的地图包括了地形图、驻军图和城邑图三种，不仅所表示的内容相当丰富，绘制技术也非常熟练，在颜色使用、符号设计、内容分类和简化等方面都达到了很高水平，是目前世界上发现的最早的地图，这与当时测绘术的发达分不开。公元前十四世纪，在幼发拉底河与尼罗河流域曾进行过土地边界的划分测量。我国的地籍管理和土地测量最早出现在殷周时期，秦、汉过渡到私由制。隋唐实行均田制建立户籍册。宋朝按乡登记和清文丈王地，出现地块图。到了明朝洪武四年，全国进行士地大清香和勘丈，编制的鱼鳞图册，是世界最早的地籍图册

第一章 绪论 §1-1 测量学的产生与组成 • 生产、生活的需要以及建筑、农田、水利建设等 公元前二十七世纪建设的埃及大金字塔，其形状与方向都很准确，说明当时已有放 样的工具和方法。 我国二千多年前的夏商时代，为了治水开始了水利工程测量工作。司马迁在《史记》 中对夏禹治水有这样的描述：“陆行乘车，水行乘船，泥行乘撬，山行乘撵（jú）， 左准绳，右规矩、载四时，以开九州，通九道，陂九泽，度九山。 ”所记录的是当 时的工程勘测情景，准绳和规矩就是当时所用的测量工具，准是可揆（kiu）平的水 准器，绳是丈量距离的工具，规是画圆的器具，矩则是一种可定平、测长度、高度、 深度和画圆画矩形的通用测量仪器。早期的水利工程多为河道的疏导，以利防洪和 灌溉，其主要的测量工作是确定水位和堤坝的高度。秦代李冰父子领导修建的都江 堰水利枢纽工程，曾用一个石头人来标定水位，当水位超过石头人的肩时，下游将 受到洪水的威胁；当水位低于石头人的脚背时，下游将出现干旱。这种标定水位的 办法与现代水位测量的原理完全一样。北宋时沈括为了治理汴渠，测得“京师之地 比泗州凡高十九丈四尺八寸六分” ，是水准测量的结果。1973年从长沙马王堆汉墓 出土的地图包括了地形图、驻军图和城邑图三种，不仅所表示的内容相当丰富，绘 制技术也非常熟练，在颜色使用、符号设计、内容分类和简化等方面都达到了很高 水平，是目前世界上发现的最早的地图，这与当时测绘术的发达分不开。 公元前十四世纪，在幼发拉底河与尼罗河流域曾进行过土地边界的划分测量。我国的 地籍管理和土地测量最早出现在殷周时期，秦、汉过渡到私田制。隋唐实行均田制， 建立户籍册。宋朝按乡登记和清丈土地，出现地块图。到了明朝洪武四年，全国进 行土地大清查和勘丈，编制的鱼鳞图册，是世界最早的地籍图册。 一、测量学的产生

一、测量学的产生军事、交通运输的需要一一一旅行、航海等工程测量学的发展也受到了战争的促进。中国战国时期修筑的午道，公元前210年秦始皇修建的“堑山理谷，千八百里”直道，古罗马构筑的兵道，以及公元前218年欧洲修建的通向意大利的“汉尼拨通道”等，都是著名的军用道路。修建中应用了测量工具进行地形测、定线测量和隧道定向开挖测量。唐代李荃指出“以水佐攻者强，，先设水平测其高下，可以漂城，灌军，浸营，败将也”，说明了测量地势高低对军事成败的作用。中华民族伟大象征的万单长城修建于秦汉时期，这一规模巨大的防御工程，从整体布局到修筑，都进行了详细的勘察测量和施工放样工作。我国的采矿业是世界上发展最早的国家，在公元前二千多年的黄帝时代就已开始应用金属如铜器、铁器等，到了周代金属工具已普遍应用。据《周礼》记载，在周朝已建立了专门的采矿部门，开采时很重视矿体形状，并使用矿产地质图来辨别矿产的分布我国四大发明之一的指南针，从司南、指南鱼算起，有二千多年的历史，对矿山测量和其它工程勘测有很大的贡献。在国外，意大利都灵保存有公元前十五世纪的金矿巷道图。公元前十三世纪埃及也有按比例缩小的巷道图。公元前一世纪，希腊学者格罗·亚里山德里斯基对地下测量和定向进行了叙述。德国在矿山测量方面有很大贡献，1556年格·阿格里柯拉出版的《采矿与治金》一书，专门论述了开采中用罗盘测量井下巷道的一些问题

一、测量学的产生 军事、交通运输的需要-旅行、航海等 工程测量学的发展也受到了战争的促进。中国战国时期修筑的午道，公元前210年秦始 皇修建的“堑山堙谷，千八百里”直道，古罗马构筑的兵道，以及公元前218年欧洲修 建的通向意大利的“汉尼拨通道”等，都是著名的军用道路。修建中应用了测量工具 进行地形勘测、定线测量和隧道定向开挖测量。 唐代李筌指出“以水佐攻者强，.，先设水平测其高下，可以漂城，灌军，浸营，败 将也” ，说明了测量地势高低对军事成败的作用。中华民族伟大象征的万里长城修建 于秦汉时期，这一规模巨大的防御工程，从整体布局到修筑，都进行了详细的勘察测 量和施工放样工作。 我国的采矿业是世界上发展最早的国家，在公元前二千多年的黄帝时代就已开始应用 金属如铜器、铁器等，到了周代金属工具已普遍应用。据《周礼》记载，在周朝已建 立了专门的采矿部门，开采时很重视矿体形状，并使用矿产地质图来辨别矿产的分布。 我国四大发明之一的指南针，从司南、指南鱼算起，有二千多年的历史，对矿山测量 和其它工程勘测有很大的贡献。在国外，意大利都灵保存有公元前十五世纪的金矿巷 道图。公元前十三世纪埃及也有按比例缩小的巷道图。公元前一世纪，希腊学者格 罗·亚里山德里斯基对地下测量和定向进行了叙述。德国在矿山测量方面有很大贡献， 1556年格·阿格里柯拉出版的《采矿与冶金》一书，专门论述了开采中用罗盘测量井下 巷道的一些问题

二、 测量学（Surveying）的定义·定义：测量学是研究对地球整体及其表面和外层空间中的各种自然和人造物体上与地理空间分布有关的信息进行采集处理、管理、更新和利用的科学和技术它的主要任务有三个方面一是研究确定地球的形状和大小，为地球科学提供必要的数据和资料：二是将地球表面的地物地貌测绘成图：三是将图纸上的设计成果测设至现场

二、测量学（Surveying)的定义 • 定义: 测量学是研究对地球整体及其表面和外层 空间中的各种自然和人造物体上与地理空间 分布有关的信息进行采集处理、管理、更新 和利用的科学和技术。 • 它的主要任务有三个方面： 一是研究确定地球的形状和大小，为地球科 学提供必要的数据和资料； 二是将地球表面的地物地貌测绘成图； 三是将图纸上的设计成果测设至现场

三、测量学科的组成·大地测量学（Geodesy）是研究和确定地球形状、大小、重力场整体与局部运动和地表面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科其基本任务是建立国家大地控制网，测定地球的形状、大小和重力场，为地形测图和各种工程测量提供基础起算数据为空间科学、军事科学及研究地壳变形地震预报等提供重要资料。按照测量手段的不同，大地测量学又分为常规大地测量学、卫星大地测量学及物理大地测量学等

三、测量学科的组成 • 大地测量学(Geodesy ) 是研究和确定地球形状、大小、重力场、 整体与局部运动和地表面点的几何位置 以及它们的变化的理论和技术的学科。 其基本任务是建立国家大地控制网，测 定地球的形状、大小和重力场，为地形 测图和各种工程测量提供基础起算数据； 为空间科学、军事科学及研究地壳变形、 地震预报等提供重要资料。按照测量手 段的不同，大地测量学又分为常规大地 测量学、卫星大地测量学及物理大地测 量学等

·地图制图学（Cartography）是研究模拟和数字地图的基础理论、设计、编绘、复制的技术、方法以及应用的学科。它的基本任务是利用各种测量成果编制各类地图，其内容一般包括地图投影、地图编制、地图整饰和地图制印等分支

• 地图制图学(Cartography) 是研究模拟和数字地图的基础 理论、设计、编绘、复制的技术、 方法以及应用的学科。它的基本 任务是利用各种测量成果编制各 类地图，其内容一般包括地图投 影、地图编制、地图整饰和地图 制印等分支

·摄影测量与遥感(Photogrammetry and remote sensing)是研究利用电磁波传感器获取目标物的影像数据，从中提取语义和非语义信息，并用图形、图像和数字形式表达的学科其基本任务是通过对摄影像片或遥感图像进行处理、量测、解译，以测定物体的形状、大小和位置进而制作成图。根据获得影像的方式及遥感距离的不同，本学科又分为地面摄影测量学，航空摄影测量学和航天遥感测量等

• 摄影测量与遥感 (Photogrammetry and remote sensing) 是研究利用电磁波传感器获取目标物的影 像数据，从中提取语义和非语义信息， 并用图形、图像和数字形式表达的学科。 其基本任务是通过对摄影像片或遥感图 像进行处理、量测、解译，以测定物体 的形状、大小和位置进而制作成图。根 据获得影像的方式及遥感距离的不同， 本学科又分为地面摄影测量学，航空摄 影测量学和航天遥感测量等

工程测量学（Engineeringsurveying定义一：工程测量学是研究各项工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。各项工程包括：工业建设、铁路、公路、桥梁、隧道、水利工程、地下工程、管线（输电线、输油管）工程、矿山和城市建设等。一般的工程建设分为规划设计、施工建设和运营管理三个阶段。工程测量学是研究这三阶段所进行的各种测量工作。定义二：工程测量学主要研究在工程、工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的地形和有关信息的采集和处理，施工放样、设备安装、变形监测分析和预报等的理论、方法和技术，以及研究对测量和工程有关的信息进行管理和使用的学科，它是测绘学在国民经济和国防建设中的直接应用。定义三：工程测量学是研究地球空间（包括地面、地下、水下、空中）中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象

工程测量学(Engineering surveying) 定义一：工程测量学是研究各项工程在规划设计、施工建设和运 营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。 各项工程包括：工业建设、铁路、公路、桥梁、隧道、水利工程、地 下工程、管线（输电线、输油管）工程、矿山和城市建设等。一般的 工程建设分为规划设计、施工建设和运营管理三个阶段。工程测量学 是研究这三阶段所进行的各种测量工作。 定义二：工程测量学主要研究在工程、工业和城市建设以及资源 开发各个阶段所进行的地形和有关信息的采集和处理，施工放样、设 备安装、变形监测分析和预报等的理论、方法和技术，以及研究对测 量和工程有关的信息进行管理和使用的学科，它是测绘学在国民经济 和国防建设中的直接应用。 定义三：工程测量学是研究地球空间（包括地面、地下、水下、 空中）中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论、 方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研 究服务对象

·测量仪器学研究测量仪器的制造、改进和创新的学科。·地形测量学是研究如何将地球表面局部区域内的地物地貌及其它有关信息测绘成地形图的理论、方法和技术的学科。按成图方式的不同地形测图可分为模拟化测图和数字化测图

• 测量仪器学 研究测量仪器的制造、改进和创新的学科。 • 地形测量学 是研究如何将地球表面局部区域内的地物、 地貌及其它有关信息测绘成地形图的理 论、方法和技术的学科。按成图方式的 不同地形测图可分为模拟化测图和数字 化测图

81-2测量学的发展与作用一、测量学在人类认识地球中的作用“地球 的 形 状 是 甚 么样的？What is the shape of the earth?这是人类长期探索的问题。公达了在毕出早的提元前6世纪古希腊哥拉斯（Pythagoras）就地的球 形 状的 概 念

§1-2测量学的发展与作用 这 是人 类 长 期 探 索 的 问 题 。 早 在 公 元 前 6 世 纪 古 希 腊 的 毕 达 哥 拉 斯（Pythagoras） 就 提 出 了 地的球 形 状的 概 念 。 一、测量学在人类认识地球中的作用 “地球 的 形 状 是 甚 么样的？” What is the shape of the earth?

两世纪后，亚里士多德（Aristotle）作了进一二步论证，支持这一学说又一世纪后，埃拉托人斯在日出特南影地尼（Eratosthenes）用儿北两地同时观测D北的代季翠器#装球子午圈的周

• 两 世 纪 后 ， 亚 里 士 多 德（Aristotle） 作 了 进 一 步 论 证 ， 支 持 这 一 学 说 。 • 又 一 世 纪 后 ， 埃 拉 托 斯 特 尼（Eratosthenes） 用 在 南 北 两 地 同 时 观 测 日 影 的 办 法 首 次 推 算 出 地 球 子 午 圈 的 周 长