第一篇:《測繪學(xué)概論》學(xué)習(xí)心得
《測繪學(xué)概論》學(xué)習(xí)心得
時(shí)間過得真快,這個(gè)學(xué)期的《測繪學(xué)概論》的學(xué)習(xí)已經(jīng)結(jié)束了,教授們的講解都很精辟,我也對測繪學(xué)有了初步的了解。
測繪學(xué)有著悠久的歷史,測繪技術(shù)起源于社會的生產(chǎn)需求,隨著社會的進(jìn)步而向前發(fā)展,形成測繪學(xué)的基本概念,即研究測定和推算地面及其外層空間點(diǎn)的幾何位置,確定地球形狀和地球重力場,獲取地球表面自然形態(tài)和人工設(shè)施的幾何分布以及與其屬性有關(guān)的信息,編制全球或局部地區(qū)的各種比例尺的普通地圖和專題地圖,為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)以及地學(xué)研究服務(wù)。測繪學(xué)的主要研究成果之一是地圖,地圖的演變及其制作方法的進(jìn)步是測繪學(xué)發(fā)展的重要標(biāo)志。
隨著空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及地理信息技術(shù)的發(fā)展,測繪學(xué)這一古老的學(xué)科在這些新技術(shù)的支撐和推動下,出現(xiàn)了以“3S”技術(shù)為代表的現(xiàn)代測繪科學(xué)技術(shù),使測繪學(xué)科從理論到手段發(fā)生了根本性的變化。“3S”包括全球定位系統(tǒng)GPS、遙感RS、地理信息系統(tǒng)GIS。3S技術(shù)的集成,是GPS、RS、GIS技術(shù)的發(fā)展,是當(dāng)前國內(nèi)外的發(fā)展趨勢。在3S技術(shù)的集成中,GPS主要用于實(shí)時(shí)、快速地提供目標(biāo)的空間位置;RS用于實(shí)時(shí)、快速地提供大面積地表物體及其環(huán)境的幾何與物理信息,以及它們的各種變化;GIS則是對多種來源時(shí)空數(shù)據(jù)的綜合處理分析和應(yīng)用的平臺。
測繪學(xué)的現(xiàn)代概念是研究地球和其他實(shí)體的與時(shí)空分布有關(guān)的信息的采集、量測、處理、顯示、管理和利用的科學(xué)和技術(shù)。它的研究內(nèi)容和科學(xué)地位則是確定地球及其他實(shí)體的形狀和重力場及空間定位,利用各種測量儀器、傳感器及其組合系統(tǒng)獲取地球及其他實(shí)體與時(shí)空分布有關(guān)的信息,制成各種地形圖、專題圖和建立地理、土地等空間信息系統(tǒng),為研究地球的自然和社會現(xiàn)象,解決人口、資源、環(huán)境和災(zāi)害等社會可持續(xù)發(fā)展中的重大問題,以及國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)提供技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)保障。
傳統(tǒng)測繪學(xué)科分為大地測量學(xué)、攝影測量學(xué)、地圖制圖學(xué)、工程測量學(xué)和海洋測繪學(xué)。大地測量學(xué)主要研究地球表面及其外層空間點(diǎn)位的精密測定、地球的形狀、大小和重力場,地球整體與局部運(yùn)動,以及它們的變化的理論和技術(shù)。攝影測量學(xué)主要利用攝影手段獲取目標(biāo)物的影像數(shù)據(jù),研究影像的成像規(guī)律,對所獲取影像進(jìn)行量測、處理、判讀,從中提取目標(biāo)物的幾何的或物理的信息,并用圖形、圖像和數(shù)字形式表達(dá)測繪成果。地圖制圖學(xué)主要研究地圖制作的基礎(chǔ)理論、地圖設(shè)計(jì)、地圖編制和制印的技術(shù)方法及其應(yīng)用。工程測量學(xué)主要研究在工程建設(shè)和自然資源開發(fā)各個(gè)階段進(jìn)行測量工作的理論和技術(shù)。海洋測繪學(xué)主要研究以海洋水體和海底為對象所進(jìn)行的測量和海圖編制理論和方法。
這門課程主要是讓還未接受專業(yè)教育的我們,先對測繪工程專業(yè)有些概括性的了解,樹立學(xué)習(xí)這門專業(yè)的信心,培養(yǎng)我們的學(xué)習(xí)興趣,為今后的專業(yè)學(xué)習(xí)從思想認(rèn)識上打下較穩(wěn)固的基礎(chǔ)。
第二篇:《測繪學(xué)概論》學(xué)習(xí)心得
《測繪學(xué)概論》學(xué)習(xí)心得
測繪學(xué)有著悠久的歷史,測繪技術(shù)起源于社會的生產(chǎn)需求,隨著社會的進(jìn)步而向前發(fā)展,形成測繪學(xué)的基本概念,即研究測定和推算地面及其外層空間點(diǎn)的幾何位置,確定地球形狀和地球重力場,獲取地球表面自然形態(tài)和人工設(shè)施的幾何分布以及與其屬性有關(guān)的信息,編制全球或局部地區(qū)的各種比例尺的普通地圖和專題地圖,為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)以及地學(xué)研究服務(wù)。測繪學(xué)的主要研究成果之一是地圖,地圖的演變及其制作方法的進(jìn)步是測繪學(xué)發(fā)展的重要標(biāo)志。
隨著空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及地理信息技術(shù)的發(fā)展,測繪學(xué)這一古老的學(xué)科在這些新技術(shù)的支撐和推動下,出現(xiàn)了以“3S”技術(shù)為代表的現(xiàn)代測繪科學(xué)技術(shù),使測繪學(xué)科從理論到手段發(fā)生了根本性的變化。“3S”包括全球定位系統(tǒng)GPS、遙感RS、地理信息系統(tǒng)GIS。3S技術(shù)的集成,是GPS、RS、GIS技術(shù)的發(fā)展,是當(dāng)前國內(nèi)外的發(fā)展趨勢。在3S技術(shù)的集成中,GPS主要用于實(shí)時(shí)、快速地提供目標(biāo)的空間位置;RS用于實(shí)時(shí)、快速地提供大面積地表物體及其環(huán)境的幾何與物理信息,以及它們的各種變化;GIS則是對多種來源時(shí)空數(shù)據(jù)的綜合處理分析和應(yīng)用的平臺。
從測繪學(xué)的基本概念可知,其研究內(nèi)容是很多的,涉及許多方面,主演研究地球的地理空間信息,同地球科學(xué)的研究有著密切的關(guān)系,下面僅就測繪地球來簡要論述。首先,在已知地球形狀、大小及其重力場的基礎(chǔ)上建立一個(gè)統(tǒng)一的地球坐標(biāo)系統(tǒng),用以表示地球表面及其外部空間任一點(diǎn)在這個(gè)地球坐標(biāo)系中準(zhǔn)確的幾何位置。這里要研究地球重力場理論、確定地球橢球參數(shù)、建立測繪基準(zhǔn)和坐標(biāo)系統(tǒng)以及測定點(diǎn)的坐標(biāo)等技術(shù)和方法。其次,有了大量的地面點(diǎn)的坐標(biāo)和高程,就可以以此為基礎(chǔ)運(yùn)用平面測量、攝影測量等方法進(jìn)行地表形態(tài)測繪工作。第三,以上各種信息要經(jīng)過地圖投影、綜合、編制、整飾和制印以地圖的形式反映和展示出來。第四,在廣闊的海洋也有許多測繪工作。由于海洋環(huán)境復(fù)雜多變,就要求研究海洋水域的特殊測量方法和儀器設(shè)備與之相適應(yīng)。第五,測繪學(xué)中大量的測量工作都需要有人用測量儀器在某種自然環(huán)境中進(jìn)行觀測,不可避免會帶來誤差。因此測量工作中必須研究和處理帶有誤差的觀測值,以提高被觀測量的質(zhì)量,這就是測量數(shù)據(jù)處理和平差問題。第六,測繪學(xué)的研究和工作成果最終要服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)以及科學(xué)研究,因此要研究測繪學(xué)在不同領(lǐng)域的測繪理論、方法和儀器。
測繪學(xué)的現(xiàn)代概念是研究地球和其他實(shí)體的與時(shí)空分布有關(guān)的信息的采集、量測、處理、顯示、管理和利用的科學(xué)和技術(shù)。它的研究內(nèi)容和科學(xué)地位則是確定地球及其他實(shí)體的形狀和重力場及空間定位,利用各種測量儀器、傳感器及其組合系統(tǒng)獲取地球及其他實(shí)體與時(shí)空分布有關(guān)的信息,制成各種地形圖、專題圖和建立地理、土地等空間信息系統(tǒng),為研究地球的自然和社會現(xiàn)象,解決人口、資源、環(huán)境和災(zāi)害等社會可持續(xù)發(fā)展中的重大問題,以及國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)提供技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)保障。
測繪學(xué)是技術(shù)性學(xué)科,它的形成和發(fā)展在很大程度上依賴測量方法和儀器工具的創(chuàng)造和改革。17世紀(jì)以前,人們使用簡單的工具,如繩尺、木桿尺等進(jìn)行測量,以量測距離為主。17世紀(jì)初發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡。1617年創(chuàng)立的三角測量法,開始了角度測量。1730年英國的西森制成第一架經(jīng)緯儀,促進(jìn)了三角測量的發(fā)展。1794年德國的C.F.高斯發(fā)明了最小二乘法,直到1809年才發(fā)表。1806年法國的A.-M.勒讓德也提出了同樣的觀測數(shù)據(jù)處理方法。1859年法國的A.洛斯達(dá)首創(chuàng)攝影測量方法。20世紀(jì)初,由于航空技術(shù)發(fā)展,出現(xiàn)了自動連續(xù)航空攝影機(jī),可以將航攝像片在立體測圖儀上加工成地形圖,促進(jìn)了航空攝影測量的發(fā)展。
20世紀(jì)50年代起,測繪技術(shù)朝著電子化和自動化發(fā)展。1948年起各種電磁波測距儀出現(xiàn),克服了量距的困難,使導(dǎo)線測量得到重視和應(yīng)用。大約與此同時(shí),電子計(jì)算機(jī)問世,加快了測量計(jì)算速度,改變了測繪儀器和方法,出現(xiàn)了解析測圖儀,促進(jìn)了解析測圖技術(shù)的發(fā)展。1957年第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功后,在測繪學(xué)中開辟了衛(wèi)星大地測量和航天攝影測量新領(lǐng)域。隨后發(fā)展起來的甚長干涉測量技術(shù)、慣性測量技術(shù),使測繪學(xué)增添了新的測量手段。
傳統(tǒng)測繪學(xué)科分為大地測量學(xué)、攝影測量學(xué)、地圖制圖學(xué)、工程測量學(xué)和海洋測繪學(xué)。大地測量學(xué)主要研究地球表面及其外層空間點(diǎn)位的精密測定、地球的形狀、大小和重力場,地球整體與局部運(yùn)動,以及它們的變化的理論和技術(shù)。攝影測量學(xué)主要利用攝影手段獲取目標(biāo)物的影像數(shù)據(jù),研究影像的成像規(guī)律,對所獲取影像進(jìn)行量測、處理、判讀,從中提取目標(biāo)物的幾何的或物理的信息,并用圖形、圖像和數(shù)字形式表達(dá)測繪成果。地圖制圖學(xué)主要研究地圖制作的基礎(chǔ)理論、地圖設(shè)計(jì)、地圖編制和制印的技術(shù)方法及其應(yīng)用。工程測量學(xué)主要研究在工程建設(shè)和自然資源開發(fā)各個(gè)階段進(jìn)行測量工作的理論和技術(shù)。海洋測繪學(xué)主要研究以海洋水體和海底為對象所進(jìn)行的測量和海圖編制理論和方法。
這門課程主要是讓還未接受專業(yè)教育的我們,先對測繪工程專業(yè)有些概括性的了解,樹立學(xué)習(xí)這門專業(yè)的信心,培養(yǎng)我們的學(xué)習(xí)興趣,為今后的專業(yè)學(xué)習(xí)從思想認(rèn)識上打下較穩(wěn)固的基礎(chǔ)。
第三篇:測繪學(xué)概論
測繪學(xué)概論論文
主要詞:測繪 歷史 發(fā)展 分類 大地測量學(xué)
摘要:測繪學(xué)有著悠久的歷史,測繪學(xué)的主要研究對象是地球,人類對地球形狀認(rèn)識的逐步深化,要求精確測定地球的形狀和大小,從而促進(jìn)了測繪學(xué)的發(fā)展。測繪學(xué)主要分為:
1、大地測量學(xué)
2、攝影測量學(xué)
3、地圖制圖學(xué)
4、工程測量學(xué)
5、海洋測繪學(xué)。大地測量學(xué)的基本目標(biāo)是測定和研究地球空間點(diǎn)的位置、重力及其隨時(shí)間變化的信息,為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展、國家安全、以及地球科學(xué)和空間科學(xué)研究等提供大地測量基礎(chǔ)設(shè)施、信息和技術(shù)支持。
引言:進(jìn)入大學(xué),進(jìn)行了一學(xué)期的測繪學(xué)概論的學(xué)習(xí),教授們的講解都很精辟,從中,我對測繪學(xué)有了大致地了解。下面,我就一學(xué)期所學(xué)、所得從測繪的發(fā)展、分類等方向以及大地測量方面進(jìn)行一下小結(jié)。
測繪學(xué)有著悠久的歷史,測繪技術(shù)起源于社會的生產(chǎn)需求,隨著社會的進(jìn)步而發(fā)展。測繪學(xué)的一個(gè)比較完整的概念是:研究實(shí)體(包括地球整體、表面以及外層空間各種自然和人造的物體)中與地理空間分布有關(guān)的各種幾何、物理、人文及其隨時(shí)間變化的信息的采集、處理、管理、更新和利用的科學(xué)與技術(shù)。
測繪學(xué)的主要研究對象是地球,人類對地球形狀認(rèn)識的逐步深化,要求精確測定地球的形狀和大小,從而促進(jìn)了測繪學(xué)的發(fā)展。因此測繪學(xué)可以說是地球科學(xué)的一個(gè)分支科學(xué)。測繪學(xué)的研究成果主要是地圖,地圖的演變及其制作方法的進(jìn)步是測繪學(xué)發(fā)展的重要標(biāo)志。測繪學(xué)獲取觀測數(shù)據(jù)的工具是測量儀器,測繪學(xué)的形成和發(fā)展在很大程度上依賴于測繪方法和測繪儀器的創(chuàng)造和變革。測繪儀器的發(fā)展經(jīng)歷了早期游標(biāo)經(jīng)緯儀到小平板儀、大平板儀、水準(zhǔn)儀、航空攝影機(jī)、擺儀、重力儀、電磁波測距儀、激光測距儀、解析測圖儀以及現(xiàn)代的自動繪圖機(jī)。
隨著空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)以及通信技術(shù)的發(fā)展,測繪學(xué)這一古老的學(xué)科在這些新技術(shù)的支撐和推動下,出現(xiàn)了以“3S”技術(shù)為代表的現(xiàn)代測繪科學(xué)技術(shù),使測繪學(xué)科從理論到手段發(fā)生了根本性的變化。測繪學(xué)中出現(xiàn)了3S新技術(shù),包括全球定位系統(tǒng)GPS、遙感RS、地理信息系統(tǒng)GIS。3S技術(shù)的集成,是GPS、RS、GIS技術(shù)的發(fā)展,并走向集成,是當(dāng)前國內(nèi)外的發(fā)展趨勢。在3S技術(shù)的集成中,GPS主要用于實(shí)時(shí)、快速地提供目標(biāo)的空間位置;RS用于實(shí)時(shí)、快速地提供大面積地表物體及其環(huán)境的幾何與物理信息,以及它們的各種變化;GIS則是對各種來源時(shí)空數(shù)據(jù)的綜合處理分析和應(yīng)用的平臺。
測繪學(xué)在日常生活中有著重要的作用和很高的地位。測繪學(xué)在科學(xué)研究中是不可缺少的,它在探索地球的奧秘和規(guī)律、深入認(rèn)識和研究地球的各種問題中發(fā)揮著重要作用;測繪學(xué)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用是廣泛的,在經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、土地資源調(diào)查和利用、海洋開發(fā)、農(nóng)林牧漁業(yè)的發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及各種工程、礦山和城市建設(shè)等各個(gè)方面都必須進(jìn)行相應(yīng)的測量工作,編制各種地圖和建立相應(yīng)的地理信息系統(tǒng),以供規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理和決策使用;在現(xiàn)代國防建設(shè)中,為建立國家邊界及國內(nèi)行政界限,測繪空間數(shù)據(jù)庫和多媒體地理信息系統(tǒng)不僅在實(shí)際疆界劃定工作中起著基礎(chǔ)信息的作用,而且對于邊界談判、緝私禁毒、邊防建設(shè)與界限管理中均有重要作用;另外,社會發(fā)展也是離不開測繪學(xué)的,社會發(fā)展的大
多數(shù)活動是在廣袤的地域空間進(jìn)行的。政府部門或職能機(jī)構(gòu)既要及時(shí)了解自然和社會經(jīng)濟(jì)要素的分布特征與資源環(huán)境條件,也要進(jìn)行空間規(guī)劃布局,還要掌握空間發(fā)展?fàn)顟B(tài)和政策的空間效應(yīng)。
測繪學(xué)科的現(xiàn)代化發(fā)展促使測繪學(xué)中出現(xiàn)了若干新學(xué)科,例如衛(wèi)星大地測量(或空間大地測量),遙感測繪(或航天測繪),地圖制圖與地理信息工程等等。但按照傳統(tǒng)的學(xué)科分類,測繪學(xué)主要分為:
1、大地測量學(xué)
2、攝影測量學(xué)
3、地圖制圖學(xué)
4、工程測量學(xué)
5、海洋測繪學(xué)。20世紀(jì)地球科學(xué)進(jìn)步的一個(gè)突出標(biāo)志是人類開始脫離地球,并將得到的數(shù)據(jù)和信息在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中以地理信息系統(tǒng)形式存儲、管理、分發(fā)、流通和應(yīng)用。通過航空航天遙感(包括可見光、紅外、微波和合成孔徑雷達(dá))、聲吶、地磁、重力、地震、深海機(jī)器人、衛(wèi)星定位、激光測距和干涉測量等探測手段,獲得了有關(guān)地球的大量地形圖、專題圖、影像圖和其他相關(guān)數(shù)據(jù),加深了對地球形狀及其物理化學(xué)性質(zhì)的了解及對固體地球、大氣、海洋環(huán)流的動力學(xué)機(jī)理的認(rèn)識。利用對地觀測新技術(shù),不僅開展了氣象預(yù)報(bào)、資源勘探、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)作物估產(chǎn)、土地利用分類等工作,還對沙塵暴、旱澇、火山、地震、泥石流等自然災(zāi)害的預(yù)測、預(yù)報(bào)和防治展開了科學(xué)研究,有力地促進(jìn)了世界各國的科技發(fā)展,提高了人們的生活質(zhì)量,為地球科學(xué)的研究和人類社會的可持續(xù)發(fā)展做出了它的貢獻(xiàn)。下面就來具體介紹一下大地測量學(xué)。
大地測量學(xué)的基本目標(biāo)是測定和研究地球空間點(diǎn)的位置、重力及其隨時(shí)間變化的信息,為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展、國家安全、以及地球科學(xué)和空間科學(xué)研究等提供大地測量基礎(chǔ)設(shè)施、信息和技術(shù)支持。大地測量學(xué)的基本任務(wù)是:(1)建立和維護(hù)高精度全球和區(qū)域性大地測量系統(tǒng)與大地測量參考框架;(2)獲取空間點(diǎn)位置的靜態(tài)和動態(tài)信息;(3)測定和研究地球形狀大小、地球外部重力場及其隨時(shí)間的變化;(4)測定和研究全球和區(qū)域性地球動力學(xué)現(xiàn)象,包括地球自轉(zhuǎn)與極移、地球潮汐、板塊運(yùn)動與地殼形變以及其它全球變化;(5)研究地球表面觀測量向橢球面和平面的投影變換及相關(guān)的大地測量計(jì)算問題;(6)研究新型的大地測量儀器和大地測量方法;(7)研究空間大地測量理論和方法;(8)研究月球和行星大地測量理論和方法,牙研究月球或行星探測器定位、定軌和導(dǎo)航技術(shù),構(gòu)建月球或行星坐標(biāo)參考系統(tǒng)和框架,探測月球和行星重力場。現(xiàn)代大地測量學(xué)主要有以下六個(gè)特點(diǎn):
1、長距離、大范圍
2、高精度
3、實(shí)時(shí)、快速
4、“時(shí)間維”
5、地心
6、學(xué)科的融合。大地測量學(xué)是測繪科學(xué)與技術(shù)的重要理論基礎(chǔ),是地理信息系統(tǒng)、數(shù)字地球、數(shù)字中國和數(shù)字區(qū)域的幾何和物理的基礎(chǔ)平臺,它通過將各種空間信息源統(tǒng)一起來,重構(gòu)這些信息源之間的幾何和物理的拓?fù)潢P(guān)聯(lián)。因此,大地測量是組織、管理、融合和分析地球海量時(shí)空信息的一個(gè)數(shù)理基礎(chǔ),也是描述、構(gòu)建和認(rèn)知地球,進(jìn)而解決地球科學(xué)問題的一個(gè)時(shí)空平臺。大地測量學(xué)有多種分類,我們一般將其分為四類:實(shí)用大地測量學(xué)、橢球面大地測量學(xué)、物理大地測量學(xué)和衛(wèi)星大地測量學(xué)。其中,實(shí)用大地測量學(xué)的基本任務(wù)是建立地面大地控制網(wǎng),即以精確可靠的地面點(diǎn)坐標(biāo)、高程和重力值來實(shí)現(xiàn)大地測量系統(tǒng)。橢球面大地測量是實(shí)用大地測量數(shù)據(jù)處理的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),為對實(shí)用大地測量觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理和表示,必須將觀測數(shù)據(jù)歸算到一個(gè)易于表示的橢球面上進(jìn)行數(shù)字或幾何的處理與表示。物理大地測量學(xué)的任務(wù)主要是研究利用地球的重力等物理觀測量(包括直接觀測量和間接觀測量)確定地球形狀、地球外部重力場及其變化等問題。衛(wèi)星大地測量學(xué)是利用人造衛(wèi)星進(jìn)行精確測量,研究利用這些觀測數(shù)據(jù)解決大地測量學(xué)中的問題。
通過對測繪學(xué)概論的學(xué)習(xí),我掌握了基本的測繪學(xué)科知識,了解了測繪學(xué)的基本框架,我對未來的測繪學(xué)習(xí)充滿了期待與渴望。
第四篇:測繪學(xué)概論讀書筆記
《測繪學(xué)概論》讀書筆記
一·緒論
測繪學(xué)有著悠久的歷史。古代的測繪技術(shù)起源于水利和農(nóng)業(yè)。古埃及尼羅河每年洪水泛濫,淹沒了土地界線,水退以后需要重新劃界,從而開始了測量工作。公元前2世紀(jì),中國司馬遷在《史記·夏本紀(jì)》中敘述了禹受命治理洪水的情況:“左準(zhǔn)繩,右規(guī)矩,載四時(shí),以開九州、通九道、陂九澤、度九山”。說明在公元前很久,中國人為了治水,已經(jīng)會使用簡單的測量工具了。
在隨著歷史的前進(jìn)與人類的發(fā)展,人類活動與測繪信息變得緊密相關(guān),密不可分時(shí)間,空間,屬性是地理空間信息的三大要素,是人們在生活和一切活動中都會涉及的問題。在21世紀(jì)人類面臨著四大挑戰(zhàn)性問題:1.人口增加,需要有相應(yīng)的良好深存條件;2.環(huán)境污染,需要時(shí)時(shí)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測,調(diào)查,評估和治理。3.資源耗矢,需要完整可靠的資源探測,合理開發(fā)和科學(xué)利用;4.災(zāi)害頻發(fā),需要及時(shí)準(zhǔn)確的災(zāi)害預(yù)報(bào),應(yīng)急指揮,搶險(xiǎn)救災(zāi)和災(zāi)后重建;面對這一系列問題,都需要測繪學(xué)來提供技術(shù)上的支持與幫助。
如此重要的一門學(xué)科,對它的認(rèn)識與發(fā)展,無疑也是漫長的。從1880年德國科學(xué)家F.R.Helmert 把測定和描述地球表面的學(xué)科定義為“測地學(xué)”,到測繪學(xué)的現(xiàn)代概念:“研究地球和其他實(shí)體的與時(shí)空分布有關(guān)的信息的采集,量測,處理,顯示,管理和利用的科學(xué)技術(shù)。”的發(fā)展過程中,測繪學(xué)的發(fā)展可以分為三個(gè)階段既:傳統(tǒng)測繪,數(shù)字化測繪,信息化測繪。
傳統(tǒng)測繪。利用模擬的方法測定和推算地面以及其外層空間點(diǎn)的幾何位置,確定地球形狀和地球重力場,獲取地球表面自然形態(tài)和人工設(shè)施的幾何分布以及與其屬性有關(guān)的信息,編制全球或局部的地區(qū)的各種比例尺的普通地圖和專題地圖,為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)以及地學(xué)研究服務(wù)。
數(shù)字化測繪。將來源于與星載,空載和船載的傳感器以及地面各種測量儀器所獲取的地理空間數(shù)據(jù),通過信息技術(shù)和數(shù)字化方法,利用計(jì)算機(jī)硬件和軟件對這些地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行測量,處理,分析,管理,顯示和利用。其顯著特征是:測繪儀器電子化與自動化,數(shù)據(jù)處理,計(jì)算機(jī)化,測繪生產(chǎn)與產(chǎn)品形式數(shù)字化,測繪成果分發(fā)網(wǎng)絡(luò)化。
信息化測繪。在完全網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境下,利用數(shù)字化測繪技術(shù)為經(jīng)濟(jì)社會實(shí)時(shí)有效地提供地理空間信息綜合服務(wù)的一種新的測繪方式和功能形態(tài)。其顯著特征是::地理空間信息的快速獲取和實(shí)時(shí)更新;地理空間信息的智能化處理和一體化管理;地理空間信息的規(guī)模化生產(chǎn)和網(wǎng)絡(luò)化信息分發(fā);實(shí)現(xiàn)地理空間信息資源的融合,為社會經(jīng)濟(jì)提供多尺度,多時(shí)相,多形式的綜合服務(wù)。
在進(jìn)入信息化測繪的階段后,測繪學(xué)科的應(yīng)用范圍和服務(wù)對象從控制到測圖的任務(wù)擴(kuò)大到與地理空間信息有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域。特別是在建設(shè)“數(shù)字化中國”中構(gòu)建用于集成各類自然,社會,經(jīng)濟(jì),人文,環(huán)境等方面信息的統(tǒng)一的地理信息空間載體,既國家地理空間框架。為了更好的完成時(shí)代賦予測繪學(xué)的新的任務(wù)與內(nèi)涵,測繪學(xué)也產(chǎn)生了大量的新的技術(shù)與學(xué)科列如新的技術(shù)有:全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS);衛(wèi)星重力探測技術(shù);航天遙感技術(shù)(RS);數(shù)字地圖制圖技術(shù);地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS);虛擬現(xiàn)實(shí)模型技術(shù);新的學(xué)科有:衛(wèi)星導(dǎo)航定位;航空航天測繪;地理信息工程等。向這些新的技術(shù)與學(xué)科,都包含,高精度,便捷,可視可觸,直觀立體,信息化,可模擬等優(yōu)點(diǎn),是的測繪學(xué)更好的為人類服務(wù)。
二·大地測量學(xué)
大地測量學(xué)是測繪的基礎(chǔ),也是國家地理信息的基礎(chǔ)框架。我國的大地測量是隨著中華人民共和國的誕生而起步的,經(jīng)過近六十年來大地測量工作者的努力,我國大地測量為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè),國防建設(shè)提供了服務(wù),為科學(xué)研究提供了大量精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。
大地測量學(xué)的任務(wù)就是獲取和研究地球幾何空間和地球重力場的靜態(tài)動態(tài)信息。例如:確定地球大小,形狀,旋轉(zhuǎn)及其變化;確定地球上點(diǎn)的位置,高程以及它們的變化;提供地球上點(diǎn)的重力及其變化;為地理信息系統(tǒng)和測繪制圖提供基礎(chǔ)的框架;為經(jīng)濟(jì)和國防提供時(shí)空基準(zhǔn)。大地測量學(xué)的學(xué)科體系分為:1.應(yīng)用大地測量學(xué);2.橢球面大地測量學(xué);3.物理大地測量學(xué);4.空間大地測量學(xué)。大地測量學(xué)的手段分為經(jīng)典大地測量技術(shù)與空間大地測量技術(shù)。經(jīng)典大地測量技術(shù)包含:1.經(jīng)緯儀角度測量;2.水準(zhǔn)儀高程測量;3.激光測距儀距離測量;4.重力儀重力測量。空間大地測量技術(shù)包含:1.甚長基線干涉測量;2.衛(wèi)星激光測距;3.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng);4.衛(wèi)星測高;5.衛(wèi)星重力測量。
經(jīng)典大地測量包含平面控制測量與高程控制測量。平面控制測量利用的是點(diǎn)位的傳遞與控制,運(yùn)用幾何知識前方交會法由已知兩點(diǎn)算出第三點(diǎn)的位置,既把兩個(gè)已知點(diǎn)的位置傳遞到第三個(gè)點(diǎn)處。在實(shí)際運(yùn)用中主要是,在全國建立已知點(diǎn),逐級(分為I~IV等控制網(wǎng)類型),布滿全國,被稱為大地控制網(wǎng)。為了滿足各種不同的地理情況以及儀器需要大地控制網(wǎng)主要分為:測角三角網(wǎng);邊角導(dǎo)線網(wǎng);測邊網(wǎng)。其主要使用的儀器有:經(jīng)緯儀,測距儀等。在平面控制測量中,有一個(gè)非常之重要的點(diǎn)——大地原點(diǎn),亦稱大地基準(zhǔn)點(diǎn),即國家水平控制網(wǎng)中推算大地坐標(biāo)的起標(biāo)點(diǎn)。位于咸陽市涇陽縣永樂鎮(zhèn)石際寺村境內(nèi)。它的建立代表著我國測繪事業(yè)獨(dú)立自主。在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)研究方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。高程控制測量利用兩點(diǎn)之間的位置高差建立垂直方向控制網(wǎng)的控制測量工作,在各國同樣建立有高程控制網(wǎng)稱為水準(zhǔn)網(wǎng)與三角高程網(wǎng),其主要儀器有水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺。在高程控制測量中同樣有一個(gè)舉足輕重的點(diǎn)--水準(zhǔn)原點(diǎn)亦是國家高程基準(zhǔn)位于青島的觀象山,它的出現(xiàn)使得我國測繪技術(shù)得到了較大的發(fā)展。比如全世界最高峰珠穆朗瑪峰的海拔高度便是從位于青島的這一國家水準(zhǔn)原點(diǎn)測量計(jì)算出來的。
橢球面大地測量學(xué)主要研究的方向有:地球形狀;橢球面上幾何元素之間的數(shù)學(xué)關(guān)系;橢球面上計(jì)算點(diǎn)的大地坐標(biāo),邊長和方位角;橢球面上幾何元素變換到平面上的投影;建立大地坐標(biāo)系的理論與方法。人類對地球的認(rèn)識就是橢球面大地測量學(xué)技術(shù)的發(fā)展的啟蒙,從公元前六世紀(jì)畢達(dá)哥拉斯提出地圓說到公元前四世紀(jì)亞里士多德驗(yàn)證地圓說,到后來的十八世紀(jì)證實(shí)扁球說。到后期為了更好地研究一個(gè)橢球面,大地測量投影出現(xiàn)了其任務(wù)是用一定的數(shù)學(xué)公式把一個(gè)橢球投影到柱面上并展開,具體到實(shí)際在我國國家基本地形圖法定為高斯-克呂各投影就是使用這種方法。
物理大地測量與重力大地測量的主要任務(wù)是:建立國家重力基準(zhǔn)網(wǎng);確定區(qū)域的和地球重力場;確定區(qū)域的和地球的大地水準(zhǔn)面。就我們已知的知識可以知道,重力場最后的形成是一個(gè)較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)過程,必須要有觀測數(shù)據(jù),要用實(shí)踐的數(shù)據(jù)來做依據(jù),而其觀測的方法有兩個(gè)分別是相對重力測量和絕對重力測量。相對重力測量主要是通過測量兩點(diǎn)之間的重力差來達(dá)到觀測的目的,但是由于技術(shù)的限制在國內(nèi)通過相對重力測量很難達(dá)到一個(gè)較高的精確度。絕對重力測量利用了自由落體原理,它主要被應(yīng)用在建立高精度絕對重力網(wǎng),監(jiān)測重力場的
非潮汐變化,并在海平面變化、地震、火山、構(gòu)造運(yùn)動及有關(guān)的環(huán)境變化、地質(zhì)災(zāi)害的研究等科學(xué)領(lǐng)域。但是在全球海洋范圍內(nèi)要進(jìn)行觀測必須要依據(jù)大地水準(zhǔn)面,對大地水準(zhǔn)面的嚴(yán)密定義是:與不隨時(shí)間變化的平均海面密合的重力等位面。大地水準(zhǔn)面是我國國家高程基礎(chǔ)。為了更好的的完成對地球重力的觀測,我們開始使用空間技術(shù)進(jìn)行大地測量,其中包括:全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng);衛(wèi)星激光測距;甚長基線干涉測量;衛(wèi)星測高;衛(wèi)星重力測量;與此同時(shí)現(xiàn)代大地測量的特點(diǎn)也發(fā)生了相應(yīng)的變化,其工作對象由靜態(tài)轉(zhuǎn)為動態(tài);其工作范圍由陸地推向海洋;其信息的獲取由地面發(fā)展到空間;其數(shù)據(jù)處理由后處理發(fā)展到實(shí)時(shí)處理;
其工作距離也由十千米量級發(fā)展到十的三次方千米量級;由單一的學(xué)科發(fā)展到與其他學(xué)科集成。
在世界范圍內(nèi),大地測量學(xué)都取得了長足的發(fā)展,我國也在大地測量學(xué)的發(fā)展中,完成了平面基準(zhǔn)的現(xiàn)代化,它包含:采用地心三維坐標(biāo)系;構(gòu)建國家GNSS,CORS網(wǎng);構(gòu)建中國導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。由于空間技術(shù)的定位及影像等的大多數(shù)成果,在客觀上都是以地心坐標(biāo)系為參照原點(diǎn),因此采用地心三維坐標(biāo)系對我國的測繪,航天等諸多高科技領(lǐng)域有著非凡的意義,我國也與2008年7月1日,采用地心三維坐標(biāo)系CGCS2000。構(gòu)建國家GNSS,CORS網(wǎng)是為了構(gòu)建面向全國,為各行各業(yè)服務(wù)的,資源共享的衛(wèi)星導(dǎo)航信息網(wǎng)。而在今后的幾年中建設(shè)北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng),就是為了建立我國的擁有自主產(chǎn)權(quán)的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng),它將是連續(xù),全天候,被動式的三維地心坐標(biāo)系統(tǒng)。屆時(shí)其訊號范圍會由中國及其周邊地區(qū)擴(kuò)大到全球范圍。
三.?dāng)z影測量學(xué)
當(dāng)前由于隨著網(wǎng)絡(luò)及信息時(shí)代的發(fā)展人類對地理空間信息越來越熟悉,加之地球上一切物體都與地理空間信息緊密相關(guān)。所以人類需要直觀的獲取地理空間信息由此誕生了攝影測量。攝影測量就是通過影像來獲取空間地理信息的學(xué)科,通俗而言:攝影測量通過攝影,進(jìn)行測量。一般來看普通攝影測量學(xué),也使用前方交會原理,將測繪學(xué)使用的經(jīng)緯儀換為照相機(jī),拍攝兩張照片,然后再影像上量測同名點(diǎn),求取位置點(diǎn)坐標(biāo)。由計(jì)算機(jī)視覺看攝影測量,就事使計(jì)算機(jī)具有通過二維圖像認(rèn)知三位環(huán)境的能力既使計(jì)算機(jī)具有人的視覺的能力。攝影測量學(xué)的基礎(chǔ)就是兩眼中的影像會有差異。歸納起來攝影測量學(xué)的最基本的流程就是,數(shù)據(jù)獲取,數(shù)據(jù)處理,構(gòu)建三維實(shí)體模型。所以從科學(xué)的角度來說攝影測量就是一門由二維影像來構(gòu)建三維空間的這樣的一門學(xué)科,其作用就是通過影像來對物體進(jìn)行間接測量。我們根據(jù)影像獲取的位置把攝影測量分為:航天攝影測量;航空攝影測量;地面攝影測量。它的任務(wù)就是測繪各種比例尺的地形圖。攝影測量學(xué)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段:模擬攝影測量;解析攝影測量;數(shù)字?jǐn)z影測量。攝影測量學(xué)所使用的儀器也由完全依賴于精密的光學(xué)儀器,發(fā)展到精密的光學(xué)儀器加計(jì)算機(jī)混合使用,到現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)完全替代原來的光機(jī)儀器。攝影測量學(xué)中建立影像與被攝物體的關(guān)系尤為重要。
四·地圖制圖學(xué)
地圖制圖學(xué)是測繪中的一個(gè)重要學(xué)科,可以說地圖就是測繪的結(jié)晶。地圖具有三個(gè)特性:可量測性由特殊的數(shù)學(xué)法則產(chǎn)生可以量測距離,面基甚至是空間分析;由于使用地圖語言(地圖符號,地圖色彩,地圖注記)所產(chǎn)生的直觀性,地圖語言與實(shí)地被表現(xiàn)對象具有對應(yīng)和解釋關(guān)系,地圖符號更有利于運(yùn)用地圖來表示各類地理現(xiàn)象;由于實(shí)施制圖綜合產(chǎn)生的一覽性,隨著地圖比例尺的縮小,地圖的面積減小不可能表示出地圖上所有的物體,因此必須去掉其中的一部分,只
保留較為重要的一部分,簡化原來復(fù)雜的圖形輪廓,減少分類分級,簡化復(fù)雜的質(zhì)量標(biāo)志,通過制圖綜合,讀者在閱讀任何一種比例尺的地圖時(shí),都可以在一覽之下獲得制圖區(qū)域的總體特征和最重要的地理信息。地圖的內(nèi)容分為:數(shù)學(xué)要數(shù)(坐標(biāo)網(wǎng),控制點(diǎn),比例尺,定向);地理要素(自然地理要素,社會經(jīng)濟(jì)要素);輔助要素(用以幫助讀圖,用圖及補(bǔ)充地圖的其他要素)。為了跟好的為社會服務(wù)地圖也可以更據(jù)不同的需求分為不同的類型:按內(nèi)容可分為普通地圖和專題地圖;按比例尺可分為大比例尺地圖,中比例尺地圖和小比列尺地圖;按表達(dá)方式可分為模擬地圖,數(shù)字地圖和電子地圖;按制圖區(qū)域分可按自然區(qū)和行政區(qū)細(xì)分;按使用方式可分為桌面用途,掛圖,袖珍地圖和電子地圖;按地圖維數(shù)可分為2維,2.5維,三維以及四維地圖。
眾所周知制作地圖是一件艱辛而又漫長的過程其中需要運(yùn)用大量的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)其中利用到的有坐標(biāo)系,地圖投影,地圖定向,地圖比例尺。其中坐標(biāo)系在大地測量學(xué)中所提到不再做詳細(xì)介紹。地圖投影就是將地球橢球面上的點(diǎn)投影到平面上的方法,地圖投影的種類繁多,通常是根據(jù)投影性質(zhì)和構(gòu)成方法來分類的。但是由于地圖投影所涉及的長度變形,方向變形,面積變形等問題使得地圖投影中成千上萬種方法里可實(shí)用的并不多。其按變形性質(zhì)來分有等角投影,等面積投影,任意投影。按構(gòu)成方法分類有方位投影,圓錐投影,圓柱投影。在地圖上確定圖形要素的地理方向叫地圖定向除在小于1:10萬的各種比例尺地形圖上繪出三北方向(真北方向,坐標(biāo)方向,磁北方向)外,其余地圖均只標(biāo)注真北方向。地圖的比例尺有數(shù)字式,文字式與圖解式。但在地圖上通常采用幾種形式配合表示比例尺的概念,常見的是數(shù)字式與圖解式的配合使用。
為了使地圖變得清晰明了,地圖語言功不可沒。地圖符號主要有點(diǎn)狀符號(具有單點(diǎn)定位特性的符號,其本身不依比列尺),線狀符號(指代在某個(gè)方向上延伸的線如道路符號,鐵路符號),面狀符號(指代一個(gè)空間的范圍如綠地,湖泊)以及體積符號(表示具有體積特征的物體如等高線表地勢)。
與地圖符號相伴使用的就是地圖的色彩,主要要與人的思維一致如用綠色表草地,藍(lán)色表水域。它的主要作用是強(qiáng)化分類。運(yùn)用色彩可以表示質(zhì)量特征如淡水用藍(lán)色,咸水用紫色。也可以表示數(shù)量特征,如依據(jù)重要度將顏色由濃到暗進(jìn)行變化。
我們也可以在地圖上看到各類注記,有地名注記,說明注記。注記的字體用于區(qū)分不同實(shí)物的類別,如宋體,黑體,等線體。字色主要起強(qiáng)化分類的作用。字體的大小,一定程度上反映了對象的的重要性和數(shù)量等級。字隔隱含了所注對象的分布特征。
趨勢隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,地圖制圖學(xué)也進(jìn)入了新的發(fā)展階段,其主要特點(diǎn)和趨勢為:地圖制圖學(xué)作為區(qū)域性學(xué)科,其重點(diǎn)已由普通地圖制圖轉(zhuǎn)移到專題地圖制圖,并向綜合制圖、實(shí)用制圖和系統(tǒng)制圖的方向發(fā)展;地圖制圖學(xué)作為技術(shù)性學(xué)科,正在向機(jī)助制圖方向發(fā)展,有可能逐步代替延續(xù)幾千年的手工編圖的作業(yè)方法;隨著地圖制圖學(xué)同各學(xué)科間的相互滲透,產(chǎn)生了一些新的概念和理論。例如,以地圖圖形顯示、傳遞、轉(zhuǎn)換、存儲、處理和利用空間信息為內(nèi)容的地圖信息論和地圖傳輸論;研究經(jīng)過地圖圖形模式化建立地圖數(shù)學(xué)模型和數(shù)字模型的地圖模式論;研究用圖者對地圖圖形和色彩的感受過程和效果的地圖感受論;研究和建立地圖語言的地圖符號學(xué)。
四·工程測量學(xué) 工程測量學(xué),是研究各種工程在規(guī)劃設(shè)計(jì),施工建設(shè)和運(yùn)營管理階段所進(jìn)行 的各種測量,工程建設(shè)和資源開發(fā)各個(gè)階段所進(jìn)行的地形及有關(guān)信息的采集與處理的一門學(xué)科。它的主要任務(wù)是:工程測量中的地圖測繪;工程控制網(wǎng)布設(shè)計(jì)及優(yōu)化設(shè)計(jì);建筑物施工放樣;工程的變形監(jiān)測分析和預(yù)報(bào);工程測量的通用和專用儀器;誤差理論與測量數(shù)據(jù)的處理。由于工程測繪在一個(gè)工程中參與的時(shí)間非常長,按建設(shè)階段工程測量的工作可劃分為:工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的測量工作;工程建設(shè)施工階段的測量工作;工程建設(shè)運(yùn)營管理階段的測量工作。工程測量可服務(wù)的對象也是多種多樣的,按服務(wù)對象工程測量可分為:城市建設(shè)測量;礦山建設(shè)測量;建筑工程的測量;水利工程測量;軍事工程測量;海洋工程測量等諸多方面。
工程測量學(xué)所利用的技術(shù)手段也是多種多樣的,分別有常規(guī)地面測量技術(shù);全球衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù);影像技術(shù);水下地形測量技術(shù);特種量測技術(shù);信息管理技術(shù);作為基礎(chǔ)工程測量在每一個(gè)工程的規(guī)劃階段都要建立控制網(wǎng),工程測繪中的控制網(wǎng)技術(shù)也必不可少,控制網(wǎng)在工程測量中包括四種:測圖控制網(wǎng);施工控制網(wǎng);變形監(jiān)控網(wǎng)以及安裝測量控制網(wǎng)。
工程測量的儀器可分通用儀器和專用儀器。通用儀器中常規(guī)的光學(xué)經(jīng)緯儀、光學(xué)水準(zhǔn)儀和電磁波測距儀將逐漸被電子全測儀、電子水準(zhǔn)儀所替代。電腦型全站儀配合豐富的軟件,向全能型和智能化方向發(fā)展。帶電動馬達(dá)驅(qū)動和程序控制的全站儀結(jié)合激光、通訊及CCD技術(shù),可實(shí)現(xiàn)測量的全自動化,被稱作測量機(jī)器人。測量機(jī)器人可自動尋找并精確照準(zhǔn)目標(biāo),在1 s內(nèi)完成一目標(biāo)點(diǎn)的觀測,像機(jī)器人一樣對成百上千個(gè)目標(biāo)作持續(xù)和重復(fù)觀測,可廣泛用于變形監(jiān)測和 施工 測量。GPS接收機(jī)已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測量中得到廣泛應(yīng)用。將GPS接收機(jī)與電子全站儀或測量機(jī)器人連接在一起,稱超全站儀或超測量機(jī)器人。它將GPS的實(shí)時(shí)動態(tài)定位技術(shù)與全站儀靈活的3維極坐標(biāo)測量技術(shù)完美結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)無控制網(wǎng)的各種工程測量。專用儀器是工程測量學(xué)儀器發(fā)展最活躍的,主要應(yīng)用在精密工程測量領(lǐng)域。其中,包括機(jī)械式、光電式及光機(jī)電(子)結(jié)合式的儀器或測量系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是:高精度、自動化、遙測和持續(xù)觀測。
展望21世紀(jì),工程測量學(xué)在以下方面將得到顯著發(fā)展: 測量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展,其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大,影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強(qiáng);工程測量將從土木工程測量、3維工業(yè)測量擴(kuò)展到人體科學(xué)測量,如人體各器官或部位的顯微測量和顯微圖像處理 ; GPS、GIS技術(shù)將緊密結(jié)合工程項(xiàng)目,在勘測、設(shè)計(jì)、施工 管理一體化方面發(fā)揮重大作用。工程測量學(xué)的上述發(fā)展將 直接對改善人們的生活環(huán)境,提高人們的生活質(zhì)量起重要作用。
五·海洋測繪
海洋在地球上所占的面積達(dá)到了71%,我國也是一個(gè)海洋大國,海岸線長達(dá)1.8萬公里,作為如此大的一個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)海洋也應(yīng)該作為我們所研究的一個(gè)重要對象。海洋是生命的搖籃,現(xiàn)在海洋內(nèi)不僅蘊(yùn)含著大量的資源而且是現(xiàn)代社會的一個(gè)重要交通要道。因此海洋測繪意義非凡。凡涉及到一切海洋經(jīng)濟(jì),軍事或科研活動均需要海洋測繪為其提供不同種類的的海洋地理信息要素,數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)圖像,所以說海洋測繪是一切海洋活動的基礎(chǔ)。
海洋測繪是海洋測量和海圖繪制的總稱,其任務(wù)是對海洋及其臨近陸地和江河湖泊進(jìn)行測量和調(diào)查,獲取海洋基礎(chǔ)地理信息,編制各種海圖和航海資料,為航海,國防建設(shè),海洋開發(fā)和海洋研究服務(wù)。海洋測繪相對于其他測繪而言有自己獨(dú)特的特點(diǎn):海洋測繪與陸地測繪中的理論方法具有密切的聯(lián)系,但又有其獨(dú)
特的一面;現(xiàn)代海洋測繪技術(shù)是建立在海洋物理知識基礎(chǔ)上的多學(xué)科綜合;海洋測量環(huán)境相對陸地復(fù)雜,測量手段也較為獨(dú)特;現(xiàn)代海洋測繪已發(fā)展為潛載,船載,機(jī)載和星載測繪技術(shù)于一體的,多學(xué)科交叉的綜合性研究領(lǐng)域。海洋測繪的主要內(nèi)容包括海洋測量,各種海圖的編繪以及海洋信息的綜合管理和利用。
未來海洋測繪發(fā)展展望:基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息獲取及處理技術(shù)、電子技術(shù)、自動控制技術(shù)等,海洋測繪學(xué)科已經(jīng)發(fā)生了深刻的變化。服務(wù)對象向全方位、多層次轉(zhuǎn)化。信息獲取載體由船到飛機(jī)、衛(wèi)星、水下機(jī)器人等,由單一系統(tǒng)向集成系統(tǒng)發(fā)展。信息獲取源由單一的聲學(xué)到光學(xué)、電磁波、雷達(dá)等。信息服務(wù)形式由三維靜態(tài)向四維動態(tài)發(fā)展。走向交叉與合作。
六`全球衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)
導(dǎo)航可以說是生物的一個(gè)本能,在生物中有許多都有導(dǎo)航定位的功能,例如:蝙蝠利用超聲波和螞蟻利用空氣中太陽的散射。生物界中對導(dǎo)航的定義為動物對距離和方位的感知和對目的地的判斷與感知。我們在科學(xué)意義上,定位就是測量和表達(dá)信息,事件或目標(biāo)在什么時(shí)候什么相關(guān)的空間位置的理論方法的技術(shù)。導(dǎo)航是指運(yùn)動目標(biāo)的實(shí)時(shí)的動態(tài)定位,即三維位置,速度和方向以最佳的姿態(tài)到達(dá)某一目標(biāo)。我國是發(fā)現(xiàn)與研究導(dǎo)航的最早國家,中國古代就有指南車的記載,以及在我國宋朝時(shí)發(fā)明的司南與我國古代的渾天儀。在現(xiàn)代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的工作原理,有絕對定位與相對定位方式,絕對定位是指直接確定信息,事件和目標(biāo)相對與參考坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)位置測量。相對定位是指確定信息,事件和目標(biāo)相對于坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)另一已知或相關(guān)信息,事件和目標(biāo)的位置關(guān)系
導(dǎo)航技術(shù)也是與時(shí)俱進(jìn)多種多樣的,其中有無線電導(dǎo)航,通過測量無線電信號到來方向或信號強(qiáng)弱來確定方位,例如雙曲線導(dǎo)航,利用動態(tài)目標(biāo)與已知參考坐標(biāo)系的導(dǎo)航定位臺站之間的距離或時(shí)間差來確定方位。還有利用地球自轉(zhuǎn)的慣性導(dǎo)航,它是一種不依賴外部信息,也不向外部輻射能量的自主式導(dǎo)航,其優(yōu)勢是工作環(huán)境多種多樣,能連續(xù)的提供全部導(dǎo)航參數(shù),具有良好的短期精度和短期穩(wěn)定性。為了更好的的服務(wù)航海,航空與航天等領(lǐng)域,現(xiàn)代的導(dǎo)航技術(shù)驅(qū)與組合導(dǎo)航,這樣一來可提高導(dǎo)航的精度和可靠性。現(xiàn)代的組合導(dǎo)航方式,主要有:衛(wèi)星定位與地圖匹配導(dǎo)航系統(tǒng);慣性導(dǎo)航測距組合導(dǎo)航系統(tǒng);慣性導(dǎo)航與羅蘭以及慣性導(dǎo)航與全球定位系統(tǒng)組合導(dǎo)航系統(tǒng)。現(xiàn)代導(dǎo)航的發(fā)展主要方式是把各具特點(diǎn)的不同類型的導(dǎo)航系統(tǒng)匹配組合,發(fā)揮各自特點(diǎn),揚(yáng)長避短,來提高導(dǎo)航能力,精度,可靠性,和自動化程度。
衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是時(shí)下隨著航空航天和發(fā)展而產(chǎn)生的新型導(dǎo)航定位技術(shù),它是利用飛行的衛(wèi)星不斷向地面廣播發(fā)送某種頻率,并加載某些特殊定位信息的無線電信號,來實(shí)現(xiàn)定位,導(dǎo)航和測時(shí)的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。其定位原理是三角定位法。其中被運(yùn)用最廣泛的就是GPS系統(tǒng),GPS系統(tǒng)的開發(fā)背景 20世紀(jì)70年代,隨著美蘇軍備競賽的升級。美國國防部不惜斥資120億美元研制軍用定位系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)由空間部分、地面測控部分和用戶設(shè)備三部分組成,現(xiàn)在世界上共有四套全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng),他們分別是美國的GPS,俄羅斯的.GLONASS系統(tǒng),歐盟的Galileo系統(tǒng)以及我國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)。我國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是中國正在實(shí)施的自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),致力于向全球用戶提供高質(zhì)量的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù),并能向有更高要求的授權(quán)用戶提供進(jìn)一步服務(wù),軍用與民用目的兼具的一套系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段計(jì)劃由35顆衛(wèi)星組成,包括5顆靜止軌道衛(wèi)星、27顆中地球軌道衛(wèi)星、3顆傾斜同步軌道衛(wèi)星。系統(tǒng)的地面段由主控站、注入站、監(jiān)測站組成。且具備其他導(dǎo)航系統(tǒng)不具備的發(fā)送短報(bào)文
功能,精度更高。在戰(zhàn)時(shí)使我國不會受制于美國,蔥末種意義上來說北斗的研發(fā)在我國有不可替代的位置。
七`遙感科學(xué)與技術(shù)
遙感科學(xué)與技術(shù)是在測繪科學(xué)、空間科學(xué)、電子科學(xué)、地球科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及其學(xué)科交叉滲透、相互融合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興邊緣學(xué)科。它利用非接觸傳感器來獲取有關(guān)目標(biāo)的時(shí)空信息,不僅著眼于解決傳統(tǒng)目標(biāo)的幾何定位,更為重要的是對利用外層空間傳感器獲取的影像和非影像信息進(jìn)行語義和非語義解譯,提取客觀世界中各種目標(biāo)對象的幾何與物理特征信息。
其主要研究對象有微波遙感,水文氣象,環(huán)境遙感。遙感是以航空攝影技術(shù)為基礎(chǔ),在20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來的一門新興技術(shù)[5]。開始為航空遙感,自1972年美國發(fā)射了第一顆陸地衛(wèi)星后,這就標(biāo)志著航天遙感時(shí)代的開始。經(jīng)過幾十年的迅速發(fā)展,成為一門實(shí)用的,先進(jìn)的空間探測技術(shù)。遙感是一門對地觀測綜合性技術(shù),它的實(shí)現(xiàn)既需要一整套的技術(shù)裝備,又需要多種學(xué)科的參與和配合,因此實(shí)施遙感是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。根據(jù)遙感的定義,遙感系統(tǒng)主要由以下四大部分組成:
1、信息源 信息源是遙感需要對其進(jìn)行探測的目標(biāo)物。任何目標(biāo)物都具有反射、吸收、透射及輻射電磁波的特性,當(dāng)目標(biāo)物與電磁波發(fā)生相互作用時(shí)會形成目標(biāo)物的電磁波特性,這就為遙感探測提供了獲取信息的依據(jù)。
2、信息獲取 信息獲取是指運(yùn)用遙感技術(shù)裝備接受、記錄目標(biāo)物電磁波特性的探測過程。信息獲取所采用的遙感技術(shù)裝備主要包括遙感平臺和傳感器。其中遙感平臺是用來搭載傳感器的運(yùn)載工具,常用的有氣球、飛機(jī)和人造衛(wèi)星等;傳感器是用來探測目標(biāo)物電磁波特性的儀器設(shè)備,常用的有照相機(jī)、掃描儀和成像雷達(dá)等。
3、信息處理 信息處理是指運(yùn)用光學(xué)儀器和計(jì)算機(jī)設(shè)備對所獲取的遙感信息[7] 進(jìn)行校正、分析和解譯處理的技術(shù)過程。信息處理的作用是通過對遙感信息的校正、分析和解譯處理,掌握或清除遙感原始信息的誤差,梳理、歸納出被探測目標(biāo)物的影像特征,然后依據(jù)特征從遙感信息中識別并提取所需的有用信息。
4、信息應(yīng)用 信息應(yīng)用是指專業(yè)人員按不同的目的將遙感信息應(yīng)用于各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的使用過程。信息應(yīng)用的基本方法是將遙感信息作為地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源,供人們對其進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)和分析利用。遙感的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,最主要的應(yīng)用有: 軍事、地質(zhì)礦產(chǎn)勘探、自然資源調(diào)查、地圖測繪、環(huán)境監(jiān)測以及城市建設(shè)和管理等。
遙感作為一門對地觀測綜合性技術(shù),它的出現(xiàn)和發(fā)展既是人們認(rèn)識和探索自然界的客觀需要,更有其它技術(shù)手段與之無法比擬的特點(diǎn)。當(dāng)前遙感形成了一個(gè)從地面到空中,乃至空間,從信息數(shù)據(jù)收集、處理到判讀分析和應(yīng)用,對全球進(jìn)行探測和監(jiān)測的多層次、多視角、多領(lǐng)域的觀測體系,成為獲取地球資源與環(huán)境信息的重要手段。
現(xiàn)代遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、海洋、氣象、水文、軍事、環(huán)保等領(lǐng)域。在未來的十年中,預(yù)計(jì)遙感技術(shù)將步入一個(gè)能快速,及時(shí)提供多種
對地觀測數(shù)據(jù)的新階段。遙感圖像的空間分辨率,光譜分辨率和時(shí)間分辨率都會有極大的提高。其應(yīng)用領(lǐng)域隨著空間技術(shù)發(fā)展,尤其是地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展及相互滲透,將會越來越廣泛。
八`地理信息系統(tǒng)
當(dāng)今社會,人們非常依賴計(jì)算機(jī)以及計(jì)算機(jī)處理過的信息。在計(jì)算機(jī)時(shí)代,信息系統(tǒng)部分或全部由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持,因此,計(jì)算機(jī)硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶是信息系統(tǒng)的四大要素。其中,計(jì)算機(jī)硬件包括各類計(jì)算機(jī)處理及終端設(shè)備;軟件是支持?jǐn)?shù)據(jù)信息的采集、存貯加工、再現(xiàn)和回答用戶問題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng);數(shù)據(jù)則是系統(tǒng)分析與處理的對象,構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ);用戶是信息系統(tǒng)所服務(wù)的對象,所以地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)可以說是順應(yīng)時(shí)代的需求與社會的發(fā)展。
地理信息系統(tǒng)工程是應(yīng)用系統(tǒng)原理和方法,針對特定的實(shí)際應(yīng)用目的和要求,統(tǒng)籌設(shè)計(jì)、優(yōu)化、建設(shè)、評價(jià)、維護(hù)實(shí)用GIS系統(tǒng)的全部過程和步驟的統(tǒng)稱。GIS工程具有一定的廣泛性;GIS工程又具有相對的針對性;GIS工程涵蓋范圍很廣。
廣泛性。它是系統(tǒng)原理和方法在GIS工程建設(shè)領(lǐng)域內(nèi)的具體應(yīng)用。它的基本原理是系統(tǒng)工程,即從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),立足于整體,統(tǒng)籌全局,又將系統(tǒng)分析和系統(tǒng)綜合有機(jī)地結(jié)合起來,采用定量的或定性與定量相結(jié)合的方法,提供GIS工程的建設(shè)模式。同時(shí),GIS工程在很大程度上是計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng),它在軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上要遵循軟件工程的原理,研究軟件開發(fā)的方法和軟件開發(fā)工具,爭取以較少的代價(jià)獲取用戶滿意的軟件產(chǎn)品,支持GIS工程。
相對的針對性。GIS工程總是面向具體的應(yīng)用而存在,它伴隨著用戶的背景、要求、能力、用途等諸多因素而發(fā)生變化。這一方法說明GIS具有很強(qiáng)的功用性,另一方面則要求從系統(tǒng)的高度抽象出符合一般GIS工程設(shè)計(jì)和建設(shè)的思路和模式,用以指導(dǎo)各種GIS工程建設(shè)。
涵蓋范圍很廣它貫穿工程設(shè)計(jì)、優(yōu)化、建設(shè)、評價(jià)、維護(hù)更新等全過程,并綜合考慮人的因素、物的因素,使其整體統(tǒng)籌考慮的范疇,做到“物盡其用,人盡其能”,以最小的代價(jià)收取最高的收益 GIS工程涉及因素眾多,概括起來可以分為硬件、軟件、數(shù)據(jù)及人。硬件是構(gòu)成GIS系統(tǒng)的物理基礎(chǔ);軟件形成GIS系統(tǒng)的驅(qū)動模型;數(shù)據(jù)是GIS系統(tǒng)的血液;人則是活躍在GIS工程中的另一個(gè)十分重要的因素,人既是系統(tǒng)的提出者,又是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者、建設(shè)者,同時(shí)還是系統(tǒng)的使用者、維護(hù)者。如果人的作用發(fā)揮得好,可以增強(qiáng)系統(tǒng)的功能,增加系統(tǒng)的效益,為系統(tǒng)增值,反之會削弱系統(tǒng)應(yīng)有的潛能。如果說硬件、軟件、數(shù)據(jù)表現(xiàn)出某種層次關(guān)系的話,即軟件構(gòu)筑于硬件之上,數(shù)據(jù)賴以軟件而存在,那么,人的作用就是嵌入在整個(gè)GIS工程領(lǐng)域之中。
與一般信息系統(tǒng)相比,GIS是以管理具有定位特征的空間數(shù)據(jù)為其主要特征的計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng),其功能強(qiáng)大,種類繁多,數(shù)據(jù)種類多樣,應(yīng)用性強(qiáng),結(jié)構(gòu)復(fù)雜,主要表現(xiàn)為:橫跨多學(xué)科的邊緣體系,GIS是由計(jì)算機(jī)科學(xué)、測繪遙感學(xué)、攝影測量學(xué)、地理學(xué)、地圖制圖學(xué)、人工智能、專家系統(tǒng)、信息學(xué)等組成的邊緣學(xué)科。以空間數(shù)據(jù)為主,數(shù)據(jù)類型多樣:從內(nèi)涵上說,GIS包含有圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、拓?fù)鋽?shù)據(jù)。從形式上說,包含有文本數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、表格數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)皆以空間位置數(shù)據(jù)為主要核心,在圖形數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫間相聯(lián)系。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。)以應(yīng)用為主,類型多樣:GIS以應(yīng)用為主要目標(biāo),針對不同領(lǐng)域,具有不同GIS,如土地信息系統(tǒng)、資源與環(huán)境信息系統(tǒng)、輔助規(guī)劃系
統(tǒng)、地籍信息系統(tǒng)。不同的GIS具有不同的復(fù)雜性、功能和要求。以空間分析為主。
現(xiàn)代地理信息的反戰(zhàn)前景也是十分廣闊的,許多學(xué)科受益于地理信息系統(tǒng)技術(shù)。活躍的地理信息系統(tǒng)市場導(dǎo)致了GIS組件的硬件和軟件的低成本和持續(xù)改進(jìn)。這些發(fā)展反過來導(dǎo)致這項(xiàng)技術(shù)在科學(xué)、政府、企業(yè)和產(chǎn)業(yè)等方面更廣泛的應(yīng)用,應(yīng)用包括房地產(chǎn)、公共衛(wèi)生、犯罪地圖、國防、可持續(xù)發(fā)展、自然資源、景觀建筑、考古學(xué)、社區(qū)規(guī)劃、運(yùn)輸和物流。地理信息系統(tǒng)也分化出定位服務(wù)(LBS)。LBS使用GPS通過所在地與固定基站的關(guān)系用移動設(shè)備顯示其位置(最近的餐廳,加油站,消防栓),移動設(shè)備(朋友,孩子,一輛警車)或回傳他們的位置到一個(gè)中央服務(wù)器顯示或作其他處理。隨著GPS功能與日益強(qiáng)大的移動電子(手機(jī)、pad、筆記本電腦)整合,這些服務(wù)繼續(xù)發(fā)展。
結(jié)束語
測繪學(xué)是一門古老的學(xué)科因?yàn)樗兄凭玫臍v史,一千多年前,就已經(jīng)有了地產(chǎn)邊界的測定。然而測繪學(xué)又是一名現(xiàn)代的學(xué)科,因?yàn)殡S著人類社會的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技水平的不斷提高,測繪學(xué)科的理論、技術(shù)、方法及其學(xué)科內(nèi)涵也隨之不斷地發(fā)生變化。尤其是在當(dāng)代,由于空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和地理信息技術(shù)的發(fā)展,測繪學(xué)的理論基礎(chǔ)、工程技術(shù)體系、研究領(lǐng)域和科學(xué)目標(biāo)正在適應(yīng)新形勢的需要而發(fā)生深刻的變化。如今的測繪學(xué)與傳統(tǒng)的測繪學(xué)相比已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。
作為一名古老而現(xiàn)代的學(xué)科,測繪學(xué)的在科學(xué)研究、國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)、社會發(fā)展中的重大作用是毋庸質(zhì)疑的。隨著測繪科學(xué)技術(shù)在“3S”技術(shù)的支撐下在信息采集、數(shù)據(jù)處理和成果應(yīng)用等方面步入數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、實(shí)時(shí)化和可視化的新階段,測繪學(xué)已成為研究對地球和其他實(shí)體的空間分布有關(guān)的信息進(jìn)行采集量測、分析、顯示、管理和應(yīng)用的一門科學(xué)技術(shù),測繪學(xué)的服務(wù)領(lǐng)域、應(yīng)用范圍必將越來越大,
第五篇:《測繪學(xué)概論》思考題(測繪2011)
《測繪學(xué)概論》思考題
(測繪工程2011級)
1.經(jīng)典的大地測量學(xué)定義和現(xiàn)代大地測量學(xué)定義分別是什么?
2.測繪學(xué)中為什么要定義大地水準(zhǔn)面?
3.現(xiàn)代大地測量學(xué)科包括哪三個(gè)基本分支學(xué)科?
4.攝影測量具有哪些優(yōu)點(diǎn)或特點(diǎn)?請舉例說明這些優(yōu)點(diǎn)或特點(diǎn)的作用。
5.航空攝影測量的測繪成果主要有哪幾種表達(dá)形式?為什么會有不同的表達(dá)形式?
6.與傳統(tǒng)的地面調(diào)查與探測方法相比,衛(wèi)星遙感有什么優(yōu)點(diǎn)?各舉一例說明衛(wèi)星遙感在資
源、環(huán)境和災(zāi)害領(lǐng)域中如何發(fā)揮作用的?
7.網(wǎng)上查詢一下,全世界現(xiàn)有遙感衛(wèi)星中,分辨率高于5m的遙感衛(wèi)星有哪些?并對其中三
顆衛(wèi)星的影像特征作一初略描述。
8.什么是地圖?它具有哪些基本功能?
9.什么是GIS?它具有哪些基本功能?舉例說明GIS技術(shù)的應(yīng)用?
10.試述地圖與GIS有何聯(lián)系和區(qū)別?
11.為什么要進(jìn)行測繪數(shù)據(jù)處理?
12.簡述偶然誤差的特性
13.誤差可分為幾類?
14.試述工程測量的主要內(nèi)容包括哪些方面?
15.簡述變形監(jiān)測的目的與主要內(nèi)容。
16.試述陸地測繪和海洋測繪的區(qū)別和聯(lián)系。
17.簡述測繪新技術(shù)在海洋測繪中的應(yīng)用。
18.簡述GPS系統(tǒng)組成與各部分的作用。
19.簡述幾種不同全球定位系統(tǒng),它們分屬哪個(gè)國家或組織。
20.舉例說明衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的應(yīng)用。
21.“3S”集成的方式主要有幾種?,簡述其中兩種?
22.概述說明精細(xì)農(nóng)業(yè)中“3S”是如何集成的?
2011年11月