測(cè)繪學(xué)概論知識(shí)點(diǎn)

1、基礎(chǔ)概念測(cè)繪學(xué)：研究對(duì)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)。地形測(cè)量學(xué)：研究不考慮地球曲率的小區(qū)域地表面各類物體形狀和大小的測(cè)繪科學(xué)。大地測(cè)量學(xué)研究需考慮地球曲率的廣大地區(qū)的測(cè)繪科學(xué)?；救蝿?wù)是建立國(guó)家大地控制網(wǎng),測(cè)定地球的形狀、大小和研究地球重力場(chǎng)的理論、技術(shù)和方法。又可以分為常規(guī)大地測(cè)量與衛(wèi)星大地測(cè)量攝影測(cè)量學(xué)：利用攝影相片來(lái)研究地表形狀和大小的測(cè)繪科學(xué)。又分為地面攝影測(cè)量和核孔攝影測(cè)量。工程測(cè)量學(xué)：研究在工程建設(shè)各個(gè)階段所進(jìn)行的與地形及工程有關(guān)的信息的采集和處理、工程的施工放樣及設(shè)備安裝、變形監(jiān)測(cè)分析和預(yù)報(bào)等的理論、技術(shù)與方法，以及研究對(duì)與測(cè)量和工程有關(guān)的信息進(jìn)行管理和使用。地圖制圖學(xué)：利用測(cè)量所得的資料，研究如何投影編繪成地圖，以及地圖制作的理論、工藝技術(shù)和應(yīng)用等方面的測(cè)繪科學(xué)。水準(zhǔn)面：一個(gè)處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面。平均海水面：海水靜止時(shí)的水面，是一個(gè)特定重力位的水準(zhǔn)面，也稱為大地水準(zhǔn)面。參考橢球定位：確定參考橢球面與大地水準(zhǔn)面的相關(guān)位置，使其在地區(qū)范圍內(nèi)與大地水準(zhǔn)面最佳擬合，使其作為測(cè)量計(jì)算的基準(zhǔn)面的過(guò)程高程：在一般測(cè)量工作中以大地水準(zhǔn)面作為基準(zhǔn)面，因而某點(diǎn)到基準(zhǔn)面的高度是指某點(diǎn)沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離，通常稱為它是絕對(duì)高程或海拔。等角投影：將地面點(diǎn)沿鉛垂線投影到投影面上，并使得投影前后圖形的角度保持不變。直線定向：確定一條直線與基本方向的關(guān)系。三北方向：橢球子午線方向稱為直子午線，用磁針北端確定的方向稱為磁北線；平行于高斯投影平面直角坐標(biāo)系X坐標(biāo)軸的方向稱為坐標(biāo)縱線。子午線收斂角：子午線與該店坐標(biāo)縱線的夾角。東為正，反之為負(fù)。磁偏角：磁北線與真子午線方向的夾角，東為東偏，為正，西為西偏，為負(fù)。方向角：由基本方向線的北端起順時(shí)針?lè)较虻揭环较蚓€的角度，稱為該方向線的方位角。象限角：用直線與基本方向線相交的銳角來(lái)表示直線定向，這種定向的銳角稱為象限角。如果已知A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)，為了計(jì)算未知點(diǎn)P的坐標(biāo)，只要觀測(cè)乙A和乙B即可。這種測(cè)定未知點(diǎn)P的平面坐標(biāo)的方法稱為前方交會(huì)。若觀測(cè)乙A和乙P或乙B和乙P,同樣可以測(cè)定未知點(diǎn)P的平面坐標(biāo)，這種方法稱為側(cè)方交相鄰航線影像之間也必須有一定的重疊度一一稱為旁向重疊，一般應(yīng)大于20%0地面攝影測(cè)量是將攝影機(jī)安置在地面上進(jìn)行測(cè)量。地面攝影測(cè)量既可以利用測(cè)量專用的攝影機(jī)（稱為量測(cè)攝影機(jī)）進(jìn)行。3.2攝影測(cè)量學(xué)的一些基本原理SI、S2是兩個(gè)攝站，攝得兩幅影像pl、p2,它們之間的距離B=SIS2被稱為基線（baseline）攝影中心到成像面的距離稱攝影機(jī)的焦距f,攝影中心到成像面的垂足o稱為像主點(diǎn)，So稱為攝影機(jī)的主光軸。主點(diǎn)離影像中心點(diǎn)的位置xO、yO確定了像主點(diǎn)在影像上的位置。f、xO、yO一起稱為攝影機(jī)的內(nèi)方位元素。內(nèi)方位元素可以通過(guò)攝影機(jī)檢校（在計(jì)算機(jī)視覺(jué)中稱為標(biāo)定）獲得.在被攝的影像上有標(biāo)記（稱為框標(biāo)），一般有4（或8）個(gè)在攝影測(cè)量過(guò)程中，對(duì)準(zhǔn)框標(biāo)是很重要的步驟，它被稱為內(nèi)定向。即攝影時(shí)攝影機(jī)在物方空間坐標(biāo)系中的位置XS、YS、ZS和攝影機(jī)的姿態(tài)角力、川、k,這6個(gè)參數(shù)就是攝影機(jī)的外方位元素，共線方程為：用來(lái)描述三點(diǎn)共線的數(shù)學(xué)公式.Q? +by5）+a?（z?z$）〕Y-Y7）=-fJa?（x?Xs）+a（y-rs）+g-（z-Zs）?, = 嚴(yán)?（X? Xs）+A? ? （Z?4）I，?M一■ J° ?（x? Xs）+A?Ys） +g ? （Z?4），描述了像點(diǎn)a（X -xO ,y-yO ,-f）、攝影中心5（XS ,YS , ZS）與地面點(diǎn)八（X,Y,Z）位于一條直線上，其中al、a2、a3、bl、b2、b3、cl、c2、c3是由三個(gè)外方位的角元素（I）、3、k所生成的3義3的正交旋轉(zhuǎn)矩陣R的9個(gè)元素。獲得攝影機(jī)的外方位元素的方法：有空間后方交會(huì)、空中三角測(cè)量與區(qū)域網(wǎng)平差、相對(duì)定向與絕對(duì)定向以及在攝影過(guò)程中直接獲取。3平面攝影測(cè)量與立體攝影測(cè)量通過(guò)一張影像也可以進(jìn)行測(cè)量，這種測(cè)量稱為平面攝影測(cè)量立體攝影測(cè)量是對(duì)相鄰的兩張影像建立立體模型，進(jìn)行測(cè)繪地形圖或建立數(shù)字地面模型等利用兩張具有重疊度的影像進(jìn)行人造立體觀測(cè)的條件是：（1）分像，即左眼只能看左影像,右眼只能看右影像，而不能同時(shí)看到；（2）左右影像必須平行眼睛基線，即不能上下岔開(kāi)，按攝影測(cè)量的術(shù)語(yǔ)則稱：沒(méi)有上下視差（y-parallax）。立體觀測(cè)常用的方法：1）通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)；2）互補(bǔ)色法；3）同步閃閉法；4）偏振光法確定一個(gè)立體像對(duì)兩張影像的相對(duì)位置稱為相對(duì)定向，它用于建立地面立體模型。相對(duì)定向的惟一標(biāo)準(zhǔn)是兩張影像上同名點(diǎn)的投影光線對(duì)對(duì)相交，所有同名點(diǎn)的交點(diǎn)集合構(gòu)成了地面的幾何模型（簡(jiǎn)稱地面模型）。確定兩張影像的相對(duì)位置的元素稱為相對(duì)定向元素。投影點(diǎn)Al、A2與在Y方向的距離Q稱為上下視差，是否存在上下視差被視為相對(duì)定向的標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)位置有兩種方法：1）將攝影基線固定水平，稱為獨(dú)立像對(duì)相對(duì)定向系統(tǒng);2）將左影像置平（或?qū)⑵湮恢霉潭ú蛔儯Q為連續(xù)像對(duì)定向系統(tǒng)。為了使所建立的模型能與地面一致，還需利用控制點(diǎn)對(duì)立體模型進(jìn)行絕對(duì)定向相對(duì)定向（5個(gè)元素）建立立體模型，再通過(guò)立體模型的絕對(duì)定向（7個(gè)元素）通過(guò)相對(duì)定向+絕對(duì)定向與兩張影像各自進(jìn)行后方交會(huì)恢復(fù)兩張影像的外方位元素，兩者是一致的。由兩張影像上的同名點(diǎn)確定對(duì)應(yīng)地面點(diǎn)的坐標(biāo)，稱為空間前方交會(huì)。3.4空中三角測(cè)量與數(shù)字地面模型空中三角測(cè)量與區(qū)域網(wǎng)平差的基本出發(fā)點(diǎn)：利用少量的外業(yè)實(shí)測(cè)的控制點(diǎn)確定全部影像的外方位元素，加密測(cè)圖所需的控制點(diǎn)。航帶空中三角主要由相對(duì)定向、模型連接、航帶自由網(wǎng)的絕對(duì)定向與誤差改正等部分組成。模型連接的目的是將后一個(gè)模型的比例尺統(tǒng)一到前一個(gè)模型的比例尺上，其方法是沿基線移動(dòng)后一個(gè)投影中心，使三度重疊區(qū)內(nèi)的公共點(diǎn)交會(huì)于一點(diǎn)。利用空中三角測(cè)量進(jìn)行控制點(diǎn)加密，一般不是按一條航帶進(jìn)行，而是按若干條航帶構(gòu)成的區(qū)域進(jìn)行，其解算過(guò)程稱為區(qū)域網(wǎng)平差?；具^(guò)程為：①構(gòu)成航帶的自由網(wǎng)；②利用航帶之間的公共點(diǎn)，將多條航帶拼接成區(qū)域自由網(wǎng)；③區(qū)域網(wǎng)平差。區(qū)域網(wǎng)平差方法有：航帶法區(qū)域網(wǎng)平差、獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)平差、光束法區(qū)域網(wǎng)平差。光束法區(qū)域網(wǎng)平差，其理論最為嚴(yán)密，而且很容易引入各種輔助數(shù)據(jù)（特別是由GPS獲得的攝影中心坐標(biāo)數(shù)據(jù)等）、引入各種約束條件進(jìn)行嚴(yán)密平差相鄰等高線的高程之差稱為等高距。每隔4條等高線繪制一條加粗曲線為計(jì)曲線，在計(jì)曲線上加注的高程值稱為高程注記。數(shù)字高程模型主要有方格網(wǎng)與三角網(wǎng)兩種形式，方格網(wǎng)形式就是將地面XY平面分成格網(wǎng),格網(wǎng)的間隔AX、AY是固定的，因此表達(dá)地面的形態(tài)只需按格網(wǎng)的行、列號(hào)記錄每個(gè)點(diǎn)的高程Z.TIN就是將離散的地形特征點(diǎn)按一定的規(guī)則連接成三角網(wǎng)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站DPW：由硬件和軟件組成的系統(tǒng)，它支持影像和相關(guān)地理空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，處理與顯示，可以基于影像通過(guò)自動(dòng)或交互的方式獲取3維空間信息。5數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算代替作業(yè)員的眼睛進(jìn)行立體觀測(cè)就是數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的核心。一般在影像上搜索同名點(diǎn)的過(guò)程是一個(gè)二維搜索（在右影像的平面內(nèi)逐行、逐列進(jìn)行移位、搜索）的過(guò)程，但是當(dāng)相對(duì)定向后，就可以利用核線，將二維搜索轉(zhuǎn)化為一維搜索，從而極大地加速運(yùn)算速度。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的另一個(gè)特點(diǎn)是用數(shù)字影像代替光學(xué)影像，從而使得利用計(jì)算機(jī)替代所有的光學(xué)、機(jī)械攝影測(cè)量?jī)x器成為可能，使數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量成為現(xiàn)實(shí)。數(shù)字影像的本質(zhì)是將一個(gè)二維影像的灰度g表達(dá)為影像平面坐標(biāo)X、y的函數(shù).為了提高匹配精度，最小二乘法匹配（Ackermann,1984）是一種重要的方法，它將測(cè)量中最常用的數(shù)據(jù)處理方法（最小二乘法）應(yīng)用到影像匹配。內(nèi)定向自動(dòng)化的核心是如何自動(dòng)識(shí)別影像的框標(biāo)。相對(duì)定向自動(dòng)化的核心是如何自動(dòng)識(shí)別左、右影像的同名點(diǎn)。基本步驟為：1）生成金字塔影像，利用影像金字塔進(jìn)行由粗到細(xì)的匹配策略，是影像匹配中最常用、最重要的策略，也符合視覺(jué)原理。2）在左影像上用特征算子（interestoperator）提取特征點(diǎn)（影像具有明顯紋理結(jié)構(gòu)的點(diǎn)），作為待匹配的目標(biāo)點(diǎn)。3）在右影像上搜索同名點(diǎn)。4）計(jì)算相對(duì)方位元素，同時(shí)剔除“同名點(diǎn)”的粗差。通過(guò)基線B的平面（稱為核面）與影像的交線稱為核線。。不同的核面與影像有不同的交線,同一核面與左、右影像的交線為同名核線。在左、右影像上所有的核線分別交于一點(diǎn)，即基線B與影像的交點(diǎn)稱為核點(diǎn)。在已知同名核線的條件下，影像匹配（搜索同名點(diǎn)）的問(wèn)題就由二維（平面）匹配轉(zhuǎn)化為一維（直線）匹配。按核線排列所獲得的影像稱為核線影像。建立DEM的途徑：1）在核線影像上進(jìn)行一維匹配，2）VLL匹配方法第四章地圖制圖學(xué)1地圖的基本概念地圖的特性：1）可量測(cè)性；2）直觀性；3）一覽性通過(guò)取舍和概括的方法表示出重要的物體，舍去次要的物體，這就是制圖綜合。地圖的內(nèi)容由數(shù)學(xué)要素、地理要素和輔助要素構(gòu)成。數(shù)學(xué)要素包括地圖的坐標(biāo)網(wǎng)、控制點(diǎn)、比例尺和定向等內(nèi)容，地理要素大致可以區(qū)分為自然要素、社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素和環(huán)境要素等，輔助要素主要包括圖名、圖號(hào)、接圖表、圖廓、分度帶、圖例、坡度尺、附圖、資料及成圖說(shuō)明等。地圖按內(nèi)容可分為普通地圖和專題地圖兩大類。地圖按比例尺可分為:大、中、小比例尺按自然區(qū)劃可分為：世界地圖、大陸地圖、洲地圖等。按政治行政區(qū)劃可分為：國(guó)家地圖、?。▍^(qū)）地圖、市地圖、縣地圖等。按使用方式分類：桌面用圖、掛圖、隨身攜帶地圖4.2地圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)將地球橢球面上的點(diǎn)投影到平面上的方法稱為地圖投影。按照一定的數(shù)學(xué)法則，使地面點(diǎn)的地理坐標(biāo)（入，”）與地圖上相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的平面直角坐標(biāo)（x,y）建立函數(shù)關(guān)系.地圖投影按變形性質(zhì)地圖投影可分為等角投影、等面積投影和任意投影。等角投影是指地面上的微分線段組成的角度投影保持不變，因此適用于交通圖、洋流圖和風(fēng)向圖等。等面積投影是指投影平面上的地物輪廓圖形面積保持與實(shí)地的相等，因此適用于對(duì)面積精度要求較高的自然社會(huì)經(jīng)濟(jì)地圖。任意投影是指投影地圖上既有長(zhǎng)度變形，又有面積變形。在任意投影中，有一種常見(jiàn)投影即等距離投影。該投影只在某些特定方向上沒(méi)有變形，一般沿經(jīng)線方向保持不變形以幾何特征為依據(jù)，將地球橢球面上的經(jīng)緯網(wǎng)投影到平面、圓錐表面和圓柱表面等幾何面上，從而構(gòu)成方位投影、圓錐投影和圓柱投影方位投影：以平面作為投影面的投影。根據(jù)投影面和地球體的位置關(guān)系不同，有正方位、斜方位和橫方位幾種不同的投影。圓錐投影：以圓錐面作為投影面的投影。在圓錐投影中，有正圓錐、斜圓錐和橫圓錐幾種不同的投影。圓柱投影：以圓柱面作為投影面的投影。在圓柱投影中，有正圓柱、斜圓柱和橫圓柱幾種不同的投影。按經(jīng)緯線形狀，可將其分為偽方位投影、偽圓錐投影、偽圓柱投影和多圓錐投影。我國(guó)1：100萬(wàn)地形圖采用雙標(biāo)準(zhǔn)緯線正等角割圓錐投影。3地圖符號(hào)系統(tǒng)地圖符號(hào)根據(jù)空間事物的抽象特征可以分為點(diǎn)狀符號(hào)、線狀符號(hào)、面狀符號(hào)和體積符號(hào).地圖符號(hào)具有形狀、尺寸、色彩、方向、亮度和密度六個(gè)基本變量。4普通地圖編制普通地圖上表示的海洋要素主要包括海岸和海底地貌，有時(shí)還要表示海流、潮流、冰界、海上航行標(biāo)志等。海岸和海岸線通常以藍(lán)色實(shí)線表示在地圖制圖學(xué)中，通常把陸地上各水系物體的總合稱為陸地水系，簡(jiǎn)稱水系。地貌的表示方法主要有：暈渲法、等高線法和分層設(shè)色法等。表示居民地行政等級(jí)的方法主要有兩種：一種是用地名注記的字體、字大和注記下方加輔助線表示，另一種是用居民地圈形符號(hào)形狀和尺寸的變化表示。地圖的基本任務(wù)是以縮小的圖形來(lái)表示客觀世界。地圖制圖綜合主要有選取和概括兩個(gè)基本方法。地圖制圖綜合模型主要有定額選取模型、結(jié)構(gòu)選取模型和圖形化簡(jiǎn)模型。地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)自動(dòng)生成審校、修改地圖設(shè)計(jì)資料收集地|?|掃描地圖圖像縮小匹圖形數(shù)據(jù)的矢量跟蹤、制圖媒合地圖符號(hào)、注記的配打印機(jī)噴繪地圖激光照排機(jī)數(shù)據(jù)處理地圖設(shè)計(jì)資料收集地|?|掃描地圖圖像縮小匹圖形數(shù)據(jù)的矢量跟蹤、制圖媒合地圖符號(hào)、注記的配打印機(jī)噴繪地圖激光照排機(jī)數(shù)據(jù)處理輸出四色軟片成品地圖設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作階段一正式編輯設(shè)計(jì)工作階段一地圖設(shè)計(jì)階段一地圖制作階段5專題地圖編制專題地圖是為突出而較完備地表示一種或幾種自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象而使地圖內(nèi)容專門化的一種地圖。它主要由地理基礎(chǔ)底圖和專題內(nèi)容構(gòu)成。地理基礎(chǔ)底圖顯示制圖要素的空間位置和區(qū)域地理背景；專題內(nèi)容是專題地圖上表示的主題。專題地圖按內(nèi)容可分為自然地圖、社會(huì)經(jīng)濟(jì)地圖、環(huán)境地圖和其他專題地圖?？梢暬且环N將抽象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為幾何圖形的計(jì)算方法，以便研究者能夠觀察其模擬和計(jì)算的過(guò)程和結(jié)果?？梢暬▓D像的理解和綜合，其目的是解釋輸入計(jì)算機(jī)中的圖像。它主要研究人和計(jì)算機(jī)怎樣協(xié)調(diào)一致地接收、使用和交流視覺(jué)信息?？臻g信息可視化形式主要有地圖、多媒體地學(xué)信息、三維仿真地圖和虛擬環(huán)境等。地圖信息論是研究以地圖圖形顯示、傳輸、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、處理和利用空間信息的理論。地圖傳輸論是研究地圖信息傳輸過(guò)程和方法的理論。第五章工程測(cè)量學(xué)5.1概述工程測(cè)量學(xué)主要研究在工程建設(shè)各個(gè)階段所進(jìn)行的與地形及工程有關(guān)的信息的采集和處理、工程的施工放樣及設(shè)備安裝、變形監(jiān)測(cè)分析和預(yù)報(bào)等的理論、技術(shù)與方法，以及研究對(duì)與測(cè)量和工程有關(guān)的信息進(jìn)行管理和使用。工程建設(shè)分為規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理三個(gè)階段。主要包括以工程建筑為對(duì)象的工程測(cè)量和以機(jī)器、設(shè)備為對(duì)象的工業(yè)測(cè)量?jī)纱蟛糠帧?工程建設(shè)各階段的測(cè)量工作隧道（洞）貫通是一個(gè)典型的工程測(cè)量問(wèn)題，3工程測(cè)量的儀器和方法工程測(cè)量最基本的任務(wù)可概括為兩點(diǎn)：一是確定現(xiàn)實(shí)世界中被測(cè)對(duì)象上任意一點(diǎn)在某一坐標(biāo)系中用二維或三維坐標(biāo)來(lái)描述的位置，二是將設(shè)計(jì)的或具體的物體根據(jù)已知數(shù)據(jù)安置在現(xiàn)實(shí)空間中的相應(yīng)位置。前者稱為測(cè)量，后者稱為放樣或測(cè)設(shè)。角度測(cè)量的儀器主要是經(jīng)緯儀，經(jīng)緯儀分為光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀兩大類；測(cè)量方位角的儀器稱陀螺經(jīng)緯儀。距離測(cè)量主要有三種方法：直接丈量法、視距測(cè)量法和物理測(cè)距法。高程測(cè)量,即高差測(cè)量,主要有幾何水準(zhǔn)測(cè)量、液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量以及三角高程測(cè)量等方法。最常用的方法有：極坐標(biāo)法、直角坐標(biāo)法、交會(huì)法、網(wǎng)平差法以及由基本方法派生的其他各種方法；撓度曲線為相對(duì)于水平線或鉛垂線（稱基準(zhǔn)線）的彎曲線，曲線上某點(diǎn)到基準(zhǔn)線的距離稱為撓度。工程控制網(wǎng)中采用的坐標(biāo)系有國(guó)家坐標(biāo)系、城市坐標(biāo)系和工程坐標(biāo)系。工程控制網(wǎng)具有控制全局、提供基準(zhǔn)和控制測(cè)量誤差積累的作用。測(cè)圖控制包括平面控制和高程控制兩部分。測(cè)圖平面控制網(wǎng)的作用在于控制測(cè)量誤差的累積，保證圖上內(nèi)容的精度均勻和相鄰圖幅正確拼接。測(cè)圖高程控制網(wǎng)，通常采用水準(zhǔn)測(cè)量或電磁波測(cè)距三角高程的方法建立。施工平面控制網(wǎng)應(yīng)根據(jù)總平面設(shè)計(jì)和施工地區(qū)的地形條件布設(shè)。施工高程控制網(wǎng)通常也分為兩級(jí)布設(shè)。首級(jí)高程控制網(wǎng)采用二等或三等水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè),加密高程控制網(wǎng)則用四等水準(zhǔn)測(cè)量。變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)由參考點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)組成。一個(gè)網(wǎng)可以由任意多個(gè)網(wǎng)點(diǎn)組成，但至少應(yīng)由一個(gè)參考點(diǎn)、一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)（確定絕對(duì)變形）或兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)（確定相對(duì)變形）組成施工放樣的任務(wù)是將圖紙上設(shè)計(jì)的建（構(gòu)）筑物的平面位置和高程，按設(shè)計(jì)要求、以一定的精度在實(shí)地標(biāo)定出來(lái)，作為施工的依據(jù)。放樣方法分直接放樣法和歸化法放樣。直接放樣法是根據(jù)放樣點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算放樣元素，用逐漸趨近法把放樣點(diǎn)的位置在實(shí)地標(biāo)定下來(lái)；歸化法放樣是先用直接放樣法作近似放樣,再用測(cè)量的方法測(cè)出放樣點(diǎn)的坐標(biāo)，將計(jì)算的放樣點(diǎn)的理論坐標(biāo)與實(shí)測(cè)坐標(biāo)相比較，由差值可歸化改正到理論位置。將設(shè)計(jì)的曲線從圖紙放樣到地面的工作稱曲線測(cè)設(shè)。為了進(jìn)行工業(yè)設(shè)備的安裝和檢校，測(cè)量人員的主要任務(wù)是根據(jù)設(shè)計(jì)和工藝的總要求，將大量的工藝設(shè)備構(gòu)件按規(guī)定的精度和工藝流程的需要安置到設(shè)計(jì)的位置、軸線、曲面上，同時(shí)在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中進(jìn)行必要的檢測(cè)和校準(zhǔn)，上述測(cè)量工作稱三維工業(yè)測(cè)量。變形是指被監(jiān)測(cè)對(duì)象（變形體）的空間位置隨時(shí)間發(fā)生變化的形態(tài)和特征。變形監(jiān)測(cè)是對(duì)被監(jiān)視的對(duì)象或物體進(jìn)行測(cè)量以確定其空間位置隨時(shí)間的變化特征。變形分析分為變形的幾何分析和物理解釋。變形監(jiān)測(cè)的目的：1）安全保證；2）積累資料；3）為科學(xué)試驗(yàn)服務(wù)變形體的位移由其上離散的目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于參考點(diǎn)的變化來(lái)描述，參考點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)之間通過(guò)邊角或高差觀測(cè)值連接。參考點(diǎn)穩(wěn)定性分析方法主要有平均間隙法、最大間隙法以及卡爾曼濾波法。變形觀測(cè)數(shù)據(jù)可分為兩種：一種是監(jiān)測(cè)網(wǎng)的周期觀測(cè)數(shù)據(jù)處理；另一種是各監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的某一種特定監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理，工程測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)可概括為“六化”和“十六字”。“六化”是：測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)作業(yè)的一體化；數(shù)據(jù)獲取及處理的自動(dòng)化；測(cè)量過(guò)程控制和系統(tǒng)行為的智能化；測(cè)量成果和產(chǎn)品的數(shù)字化；測(cè)量信息管理的可視化；信息共享和傳播的網(wǎng)絡(luò)化?！笆帧笔牵壕_、可靠、快速、簡(jiǎn)便、實(shí)時(shí)、持續(xù)、動(dòng)態(tài)、遙測(cè)。第六章海洋測(cè)繪2海洋測(cè)繪學(xué)科內(nèi)容海洋大地測(cè)量其主要工作是建立海洋控制網(wǎng)，為水面、水中、水底定位提供已知位置的控制點(diǎn)。水下控制網(wǎng)是采用聲學(xué)的方法建立的。海道測(cè)量為航海人員提供多渠道、多手段的為保障船舶航行安全的航海信息和技術(shù)服務(wù)。海底地形測(cè)量是測(cè)量海底起伏形態(tài)和地物的工作，是陸地地形測(cè)量在海域的延伸。按測(cè)量區(qū)域可將其分為海岸帶、大陸架和大洋三種海底地形測(cè)量。海洋磁力測(cè)量主要是測(cè)量地球磁場(chǎng)總強(qiáng)度F、磁場(chǎng)水平強(qiáng)度H、磁場(chǎng)垂直強(qiáng)度Z、磁偏角D、磁傾角I及磁力異常AF,并繪制相應(yīng)要素的分布圖，供科學(xué)研究及生產(chǎn)使用。海洋工程測(cè)量是以海洋定位、測(cè)深的各種手段和方法為基礎(chǔ)，在各種不同海洋工程的勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工和管理階段所進(jìn)行的測(cè)量工作.3海洋測(cè)繪的主要手段海洋重力測(cè)量有兩種方式：一是海底重力測(cè)量，二是航海重力測(cè)量。當(dāng)船體加速度的水平分量和垂直分量的頻率一樣而相位不同時(shí)，在穩(wěn)定平臺(tái)上的擺桿式重力儀會(huì)出現(xiàn)交叉耦合效應(yīng)，稱為cc效應(yīng)?？剖狭?duì)于在自轉(zhuǎn)的地球上航行的船只上安裝的重力儀的影響稱為厄缶效應(yīng)。海洋定位測(cè)量是海洋測(cè)繪和海洋工程的基礎(chǔ)。無(wú)線電定位系統(tǒng)按作用距離可分為遠(yuǎn)程定位系統(tǒng)、中程定位系統(tǒng)和近程定位系統(tǒng)三種。短基線定位系統(tǒng)其工作原理是測(cè)定聲標(biāo)發(fā)出聲脈沖到不同水聽(tīng)器之間的時(shí)差或相位差，從而計(jì)算出船位。用豎直波束回聲測(cè)深儀進(jìn)行水深測(cè)量是目前水深數(shù)據(jù)采集的主要手段。多波束測(cè)深系統(tǒng)主要由發(fā)射器基陣、發(fā)射子系統(tǒng)、信號(hào)接收系統(tǒng)及聲吶處理系統(tǒng)，圖形處理及顯示子系統(tǒng)，后處理工作站等組成.第七章全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)概述常規(guī)大地測(cè)量定位技術(shù)多半屬于相對(duì)定位技術(shù)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS(InertialNavigationSystem)是一種不依賴于任何外部信息、也不向外部輻射能量的自主式導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有很好的隱蔽性。慣性導(dǎo)航定位的基本原理是慣性導(dǎo)航設(shè)備里安裝有兩種基本的傳感器：一種稱為陀螺的傳感器可以測(cè)量角速度矢量，一種稱為加速度計(jì)的傳感器可以測(cè)量運(yùn)動(dòng)載體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度矢量，通過(guò)加速度、速度與位置的關(guān)系，最終得到運(yùn)動(dòng)載體的相對(duì)位置、速度和姿態(tài)(航向偏轉(zhuǎn)，橫向搖擺，縱向搖擺)等導(dǎo)航參數(shù)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：它不依賴任何外界系統(tǒng)的支持而能獨(dú)立自主地進(jìn)行導(dǎo)航，能連續(xù)地提供包括姿態(tài)參數(shù)在內(nèi)的全部導(dǎo)航參數(shù)，具有良好的短期精度和短期穩(wěn)定性。無(wú)線電導(dǎo)航信號(hào)發(fā)射臺(tái)安設(shè)在地球表面的導(dǎo)航系統(tǒng)，稱為地基無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)。利用無(wú)線電波來(lái)確定動(dòng)態(tài)目標(biāo)至已知參考坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)的定位導(dǎo)航中心臺(tái)站之間距離或時(shí)間差的定位導(dǎo)航技術(shù),稱無(wú)線電導(dǎo)航定位技術(shù)。分為被動(dòng)式定位方式和主動(dòng)式定位方式兩種地基遠(yuǎn)程無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)中，應(yīng)用較廣的有羅蘭C(Loran-C),奧米伽(OMEGA)和塔康(TACAN)等。地基無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的不足：（1）系統(tǒng)覆蓋區(qū)域受限制；（2）定位精度較低。為了提高導(dǎo)航定位精度和可靠性，出現(xiàn)了多種組合導(dǎo)航的方式,如慣性導(dǎo)航與多普勒組合導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航與測(cè)向/測(cè)距（VOR/DME）組合導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航與羅蘭（LORAN）組合導(dǎo)航系統(tǒng)，以及慣性導(dǎo)航與全球定位系統(tǒng)（INS/GPS）組合導(dǎo)航系統(tǒng)。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的工作原理和使用方法衛(wèi)星定位系統(tǒng)都是利用在空間飛行的衛(wèi)星不斷向地面廣播發(fā)送某種頻率并加載了某些特殊定位信息的無(wú)線電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)定位測(cè)量的定位系統(tǒng)。一般包括三個(gè)部分：空間部分、控制部分、用戶部分。產(chǎn)生衛(wèi)星定位的主要誤差按其來(lái)源可以分為以下三類:與衛(wèi)星相關(guān)的誤差、與接收機(jī)相關(guān)的誤差，與大氣傳輸相關(guān)的誤差。RTK就是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位的意思。利用GPS載波相位觀測(cè)值實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位就是所謂的GPSRTK技術(shù)。廣域差分GPS（WideAreaDGPS,WADGPS）技術(shù)的基本思想是：對(duì)GPS觀測(cè)量的誤差源加以區(qū)分，并對(duì)每一個(gè)誤差源分別加以“模型化”，然后將計(jì)算出來(lái)的每一個(gè)誤差源的誤差修正值（差分改正值），通過(guò)數(shù)據(jù)通信鏈傳輸給用戶，對(duì)用戶GPS接收機(jī)的觀測(cè)值誤差加以改正，以達(dá)到削弱這些誤差源影響，改善用戶GPS定位精度的目的。3GPS衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用大氣溫度、大氣壓、大氣密度和水汽含量等量值是描述大氣狀態(tài)最重要的參數(shù)。GPS定位技術(shù)在工程技術(shù)中的應(yīng)用：全球和國(guó)家大地控制網(wǎng)的建設(shè)；在工程施工測(cè)量、精密監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用；在通信工程、電力工程中的應(yīng)用；在交通、監(jiān)控、智能交通中的應(yīng)用；在測(cè)繪工程中的應(yīng)用；海陸空運(yùn)動(dòng)載體（車、船、飛機(jī)）導(dǎo)航；在軍事技術(shù)中的應(yīng)用（低空遙感衛(wèi)星定軌，飛機(jī)、火箭的實(shí)時(shí)位置、軌跡確定，戰(zhàn)場(chǎng)的精密武器時(shí)間同步協(xié)調(diào)指揮）；在其他領(lǐng)域的應(yīng)用（在娛樂(lè)消遣、體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，動(dòng)物跟蹤，GPS用于精細(xì)農(nóng)業(yè)）第八章遙感科學(xué)與技術(shù)1遙感的概念遙感泛指通過(guò)非接觸傳感器遙測(cè)物體的幾何與物理特性的技術(shù)，通常把這一接收、傳輸、處理、分析判讀和應(yīng)用遙感數(shù)據(jù)的全過(guò)程稱為遙感技術(shù)。遙感技術(shù)主要建立在物體反射或發(fā)射電磁波的原理基礎(chǔ)之上。公No近井點(diǎn)，是設(shè)置在坑道、豎井井口附近的控制點(diǎn)。它是指導(dǎo)坑道、豎井掘進(jìn)、施測(cè)坑（井）口位置點(diǎn)和坑道內(nèi)經(jīng)緯儀導(dǎo)線的起算點(diǎn)。礦區(qū)控制測(cè)量就是在國(guó)家一、二等三角網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)基礎(chǔ)上布設(shè)礦區(qū)三、四等三角網(wǎng)或高精度的光電測(cè)距導(dǎo)線作為礦區(qū)的平面控制，布設(shè)礦區(qū)三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)作為礦區(qū)的高程控制。礦井聯(lián)系測(cè)量分類:礦井平面聯(lián)系測(cè)量和礦井高程聯(lián)系測(cè)量。礦井平面聯(lián)系測(cè)量是解決井上、井下平面坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一問(wèn)題；礦井高程聯(lián)系測(cè)量是解決井上、井下高程系統(tǒng)的統(tǒng)一問(wèn)題。礦井平面聯(lián)系測(cè)量的任務(wù)：是根據(jù)地面已知點(diǎn)的平面坐標(biāo)和已知邊的方位角，確定進(jìn)下導(dǎo)線起算點(diǎn)的平面坐標(biāo)和起算邊的方位角。礦井平面聯(lián)系測(cè)量的方法：主要分為幾何定向和物理定向兩種。幾何定向又分為一井定向和兩井定向兩種；物理定向即陀螺定向。礦井高程聯(lián)系測(cè)量：鋼絲法導(dǎo)入標(biāo)高，光電測(cè)距儀導(dǎo)入標(biāo)高。當(dāng)?shù)刂醒虢?jīng)線經(jīng)度二6。、當(dāng)?shù)貛?hào)一3。；當(dāng)?shù)刂醒虢?jīng)線經(jīng)度二3,當(dāng)?shù)貛?hào)6度帶帶號(hào)二（經(jīng)度+6。）/6取整 6度帶中央經(jīng)線二（6度帶帶號(hào)*6）-33度帶帶號(hào)二（經(jīng)度+1.5。）/3取整 3度帶中央經(jīng)線二3度帶帶號(hào)*3①.規(guī)則的幾何圖形符號(hào)（圓形、正方形、三角形等），以圖形幾何中心點(diǎn)為實(shí)地地物的中心位置。②.底部為直角形的符號(hào)（獨(dú)立樹(shù)、路標(biāo)等），以符號(hào)的直角頂點(diǎn)為實(shí)地地物的中心位置。③.寬底符號(hào)（煙囪、崗?fù)さ龋苑?hào)底部中心為實(shí)地地物的中心位置。④.幾種圖形組合符號(hào)（路燈、消火栓等），以符號(hào)下方圖形的幾何中心為實(shí)地地物的中心位置。⑤.下方無(wú)底線的符號(hào)（山洞、窯洞等），以符號(hào)下方兩端點(diǎn)連線的中心為實(shí)地地物的中心位置。被動(dòng)方式是指?jìng)鞲衅鞅旧聿话l(fā)射信號(hào)，而是直接接收目標(biāo)物輻射和反射的太陽(yáng)散射；主動(dòng)方式是指?jìng)鞲衅鞅旧戆l(fā)射信號(hào)，然后再接收從目標(biāo)物反射回來(lái)的電磁波信號(hào)。（攝影法（（攝影法（C被動(dòng)方式， r〔掃描Mr圖像方把 I寬波段攝影多波段攝影光學(xué)機(jī)械掃描（多波段掃描儀）電子束掃描（反束光導(dǎo)管攝像機(jī)）CCD（電荷耦合器件）?雷達(dá)高度計(jì)

合成孔徑雷達(dá)L非圖像方式（主動(dòng)式和被動(dòng)式X微波輻射計(jì)紅外輻射計(jì)8.2遙感的電磁波譜人們把能到達(dá)地面的波段形象地稱為“大氣窗口”，大氣窗口分為三個(gè)，一個(gè)是可見(jiàn)光窗口，一個(gè)是紅外窗口，一個(gè)是微波窗口。8.3遙感信息獲取任何一個(gè)地物都有三大屬性，即空間屬性、輻射屬性和光譜屬性。任何地物是有空間明確的位置、大小和幾何形狀，這是其空間屬性；對(duì)任一單波段成像而言，任何地物都有其輻射特征，反映為影像的灰度值；而任何地物對(duì)不同波段有不同的光譜反射強(qiáng)度，從而構(gòu)成其光譜特征。使用光譜細(xì)分的成像光譜儀可以獲得圖譜合一的記錄，這種方法稱為成像光譜儀或高光譜（超光譜）遙感。遙感信息獲取的關(guān)鍵是傳感器。由于電磁波隨著波長(zhǎng)的變化其性質(zhì)有很大的差異，地物對(duì)不同波段電磁波的發(fā)射和反射特性也不大相同，因而接收電磁輻射的傳感器的種類極為豐富。r框幅攝影機(jī)r光學(xué)攝影類型r光學(xué)攝影類型縫隙攝影機(jī)

全景攝影機(jī)1多光譜攝影機(jī)成像傳感器rTV攝像機(jī)光電成像類型4掃描儀成像傳感器真實(shí)孔徑雷達(dá)

合成孔徑雷達(dá),電荷耦合器件CCD真實(shí)孔徑雷達(dá)

合成孔徑雷達(dá)r側(cè)視雷達(dá)｛I主動(dòng)可〔全景雷達(dá)圖8-7最常見(jiàn)的成像傳感器傳感器由收集系統(tǒng)、探測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)和記錄系統(tǒng)四個(gè)部分組成.常用的探測(cè)元件有膠片、光電敏感元件和熱電靈敏元件。光電敏感元件是利用某些特殊材料的光電效應(yīng)把電磁波信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)來(lái)探測(cè)電磁輻射。遙感數(shù)據(jù)的分辨率分為空間分辨率（地面分辨率）、光譜分辨率（波譜帶數(shù)目）、時(shí)間分辨率（重復(fù)周期）和溫度分辨率。利用成像光譜儀和高光譜、超光譜遙感，可以大大提高遙感的光譜分辨率，從而極大地增強(qiáng)對(duì)地物性質(zhì)、組成與相互差異的研究能力。提高時(shí)間分辨率有幾種方法：第一是利用地球同步靜止衛(wèi)星，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地面某一地區(qū)的多次、重復(fù)觀測(cè)，可達(dá)到每小時(shí)、每半小時(shí)甚至更快的重復(fù)觀測(cè)；第二是通過(guò)多個(gè)小衛(wèi)星組建衛(wèi)星星座，從而提高重復(fù)觀測(cè)能力；第三是通過(guò)衛(wèi)星上多個(gè)可以任意方向傾斜45。的傳感器，從而實(shí)現(xiàn)在不同的軌道位置上對(duì)某一感興趣目標(biāo)點(diǎn)的重復(fù)觀測(cè)。氣象衛(wèi)星主耍分為地球同步靜止氣象衛(wèi)星和太陽(yáng)同步極軌氣象衛(wèi)星兩大類。4遙感信息傳輸與預(yù)處理遙感信息的傳輸有模擬信號(hào)傳輸、數(shù)字信號(hào)傳輸兩種方式。數(shù)據(jù)壓縮目的是為了去除無(wú)用的或多余的數(shù)據(jù)，并以特征值和參數(shù)的形式保存有用的數(shù)據(jù)。校正的內(nèi)容主要有輻射校正和幾何校正。輻射校正，除去大氣反射和散射的能量，背景的能量等。遙感影像數(shù)據(jù)的處理分為幾何處理、灰度處理、特征提取、目標(biāo)識(shí)別和影像解譯。雷達(dá)干涉測(cè)量是利用復(fù)雷達(dá)圖像的相位差信息來(lái)提取地面目標(biāo)地形三維信息的技術(shù)。8.8遙感對(duì)地觀測(cè)的發(fā)展前景航空航天遙感傳感器數(shù)據(jù)獲取技術(shù)趨向三多和三高.三多是指多平臺(tái)、多傳感器、多角度，三高則指高空間分辨率、高光譜分辨率和高時(shí)相分辨率。攝影測(cè)量與遙感將用來(lái)建設(shè)DOM（數(shù)字正射影像）、DEM（數(shù)字高程模型）和DLG（數(shù)字線畫(huà)圖）和CP（控制點(diǎn)影像數(shù)據(jù)庫(kù)）。第九章地理信息系統(tǒng)1地理信息系統(tǒng)的概念地理信息系統(tǒng)即是人們通過(guò)對(duì)各種地理現(xiàn)象的觀察、抽象、綜合取舍，得到實(shí)體目標(biāo)，然后對(duì)實(shí)體目標(biāo)進(jìn)行定義、編碼、結(jié)構(gòu)化和模型化，形成易于用計(jì)算機(jī)表達(dá)的空間對(duì)象，以數(shù)據(jù)形式存入計(jì)算機(jī)內(nèi)。地理信息系統(tǒng)（GeographicalInformationSystem,GIS）是一種以采集、存儲(chǔ)、管理、分析和描述整個(gè)或部分地球表面（包括大氣層在內(nèi)）與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)的核心技術(shù)是如何利用計(jì)算機(jī)表達(dá)和管理地理空間對(duì)象及其特征。第十章觀測(cè)誤差與測(cè)量平差概述觀測(cè)數(shù)據(jù)是科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ),通過(guò)分析和處理這種觀測(cè)數(shù)據(jù),才能正確地獲得觀測(cè)問(wèn)題所需的信息。任何觀測(cè)值總是包含信息和干擾（誤差）兩部分。觀測(cè)誤差產(chǎn)生原因：儀器誤差、人為誤差、外界條件誤差根據(jù)產(chǎn)生的原因不同，通常將誤差分為偶然誤差、系統(tǒng)誤差和粗差三種類型。誤差的大小和符號(hào)沒(méi)有規(guī)律性，但就大量誤差的總體而言，具有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，這種誤差稱為偶然誤差。在相同的觀測(cè)條件下作一系列觀測(cè)，如果誤差在大小、符號(hào)上表現(xiàn)出系統(tǒng)性，或者在觀測(cè)過(guò)程中按一定的規(guī)律變化，或者為某一常數(shù)，那么這種誤差就稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差與偶然誤差在觀測(cè)過(guò)程中總是同時(shí)產(chǎn)生的。當(dāng)觀測(cè)中有顯著的系統(tǒng)誤差時(shí)，偶然誤差就居于次要地位，觀測(cè)誤差就呈現(xiàn)出系統(tǒng)的性質(zhì)。反之，則呈現(xiàn)出偶然的性質(zhì)。粗差即粗大誤差，是指比在正常觀測(cè)條件下所可能出現(xiàn)的最大偶然誤差還要大的誤差測(cè)量平差，是測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)整的意思。其基本定義是，依據(jù)某種最優(yōu)化準(zhǔn)則，由一系列帶有觀測(cè)誤差的觀測(cè)值，求定未知量的最優(yōu)估值及其精度的理論和方法。測(cè)量平差原則與精度指標(biāo)任一被觀測(cè)的量，客觀上總是存在著一個(gè)能代表其真正大小的數(shù)值。這一數(shù)值就稱為該被觀測(cè)量的真值。誤差的分布情況具有以下幾點(diǎn)性質(zhì)：（1）絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差多；（2）絕對(duì)值相等的正負(fù)誤差的個(gè)數(shù)相近；（3）誤差的絕對(duì)值有一定的限值。偶然誤差的特性：（1）在一定的觀測(cè)條件下，偶然誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過(guò)一定的限值；（2）絕對(duì)值較小的誤差比絕對(duì)值較大的誤差出現(xiàn)的可能性較大；（3）絕對(duì)值相等的正誤差與負(fù)誤差出現(xiàn)的可能性相等；（4）偶然誤差的簡(jiǎn)單平均值，隨著觀測(cè)次數(shù)的無(wú)限增加而趨向于零，精度，就是指誤差分布的密集或離散的程度。倘若兩組觀測(cè)成果的誤差分布相同，則兩組觀測(cè)結(jié)果的精度相同；反之，若誤差分布不同，則精度也就不同。在相同的觀測(cè)條件下所進(jìn)行的一組觀測(cè)，由于它是對(duì)應(yīng)著同一種誤差分布，因此對(duì)于這一組中的每一個(gè)觀測(cè)值，都稱為同精度觀測(cè)值在一定觀測(cè)條件下，獨(dú)立誤差絕對(duì)值之平均值的極限，稱為平均誤差在一定觀測(cè)條件下，獨(dú)立誤差平方之平均值的極限，稱為中誤差的平方或方差常以3倍中誤差作為偶然誤差的極限值，稱為極限誤差真誤差、中誤差、極限誤差均稱為絕對(duì)誤差。權(quán)也是一個(gè)相對(duì)精度指標(biāo)，但它僅是用來(lái)比較各觀測(cè)值相互之間精度高低的一組比例數(shù)。因此權(quán)的意義不在于它們本身數(shù)值大小，重要的是它們之間所存在的比例關(guān)系。誤差傳播律闡述觀測(cè)值的函數(shù)的中誤差與觀測(cè)值本身的中誤差之間關(guān)系的定律，就稱為誤差傳播律。測(cè)量平差基本原理測(cè)量平差法目的是消除由于誤差引起的觀測(cè)值之間的矛盾現(xiàn)象，即消除其不符值，運(yùn)用某種最優(yōu)化準(zhǔn)則，求出未知量的最優(yōu)估值，同時(shí)按方差-協(xié)方差傳播律估計(jì)未知量的精度。設(shè)觀測(cè)值個(gè)數(shù)為n,未知量個(gè)數(shù)為t,平差問(wèn)題要求n>t,r=n-t稱為多余觀測(cè)數(shù),r>0表示觀測(cè)值的個(gè)數(shù)必須多于未知量的個(gè)數(shù)，這是平差問(wèn)題的一個(gè)基本要求。每一個(gè)觀測(cè)值都與所求未知量有著一定的函數(shù)關(guān)系，稱為觀測(cè)值方程。第十一章地球空間信息學(xué)與數(shù)字地球第一章總論測(cè)繪學(xué)的基本概念與研究?jī)?nèi)容測(cè)繪學(xué)的基本概念：研究對(duì)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)。研究?jī)?nèi)容：1）在已知地球的形狀、大小及其重力場(chǎng)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；2）以大量的地面點(diǎn)的坐標(biāo)和高程為基礎(chǔ)進(jìn)行地表形態(tài)的測(cè)繪工作，其中包括地表的各種自然形態(tài)和人類社會(huì)活動(dòng)所產(chǎn)生的各種人工形態(tài)；3）以地圖圖形的形式反映和展示用測(cè)量?jī)x器和測(cè)量方法所獲得的自然界和人類社會(huì)現(xiàn)象的空間分布、相互聯(lián)系及其動(dòng)態(tài)變化信息；4）各種經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防工程建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和建筑物建成后的運(yùn)營(yíng)管理中，都需要進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)繪工作，并利用測(cè)繪資料引導(dǎo)工程建設(shè)的實(shí)施，監(jiān)視建筑物的形變；5）在海洋環(huán)境（包括江河湖泊）中進(jìn)行測(cè)繪工作；6）對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和平差；7）將測(cè)繪學(xué)的研究和工作成果應(yīng)用到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域。測(cè)繪學(xué)的歷史發(fā)展人類對(duì)地球形狀認(rèn)識(shí)的演變：圓球一橢球一大地水準(zhǔn)面f真實(shí)地球自然表面測(cè)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(cè)繪學(xué)發(fā)展的重要標(biāo)志。測(cè)繪學(xué)的學(xué)科分類大地測(cè)量學(xué)：研究地球的形狀、大小和重力場(chǎng)，測(cè)定地面點(diǎn)幾何位置和地球整體與局部運(yùn)動(dòng)的理論和技術(shù)的學(xué)科。1）測(cè)定地球的大小是指測(cè)定地球橢球的大?。?）研究地球形狀是指研究大地水準(zhǔn)面的形狀（或地球橢球的扁率）；3）測(cè)定地面點(diǎn)的幾何位置是指測(cè)定以地球橢球面為參考面的地面點(diǎn)位置。大地測(cè)量中使用的方法：幾何法、物理法、衛(wèi)星法。幾何法：是用幾何觀測(cè)量（距離、角度、方向、高差）來(lái)建立水平控制網(wǎng)或高程控制網(wǎng)，提供地面點(diǎn)的水平位置或高程。物理法：用地球的重力等物理觀測(cè)量通過(guò)地球重力場(chǎng)的理論和方法推求大地水準(zhǔn)面相對(duì)于地球橢球的距離（稱為大地水準(zhǔn)面差距）、地球橢球的扁率（地球形狀）等。衛(wèi)星法：用人造地球衛(wèi)星觀測(cè)量進(jìn)行空間定位，提供地面點(diǎn)在地心坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)。攝影測(cè)量學(xué)：研究利用攝影或遙感的手段獲取目標(biāo)物的影像數(shù)據(jù)，從中提取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(cè)繪成果的學(xué)科。主要研究?jī)?nèi)容有：獲取目標(biāo)物的影像，對(duì)影像進(jìn)行處理，將所測(cè)得的成果用圖形、圖像或數(shù)字表示。攝影測(cè)量學(xué)包括航空攝影、航天攝影、航空航天攝影測(cè)量、地面攝影測(cè)量等。航空攝影是在飛機(jī)或其他航空飛行器上利用航攝機(jī)攝取地面景物影像的技術(shù)。航天攝影是在航天飛行器（衛(wèi)星、航天飛機(jī)、宇宙飛船）中利用攝影機(jī)或其他遙感探測(cè)器（傳感器）獲取地球的圖像資料和有關(guān)數(shù)據(jù)的技術(shù)，它是航空攝影的擴(kuò)充和發(fā)展。航空、航天攝影測(cè)量是根據(jù)在航空或航天飛行器上對(duì)地?cái)z取的影像獲取地面信息,測(cè)繪地形圖。地面攝影測(cè)量是利用安置在地面上基線兩端點(diǎn)處的專用攝影機(jī)拍攝的立體像對(duì)，對(duì)所攝目標(biāo)物進(jìn)行測(cè)繪的技術(shù)。地圖制圖學(xué)：研究模擬地圖和數(shù)字地圖的基礎(chǔ)理論、地圖設(shè)計(jì)、地圖編制和復(fù)制的技術(shù)方法及其應(yīng)用的學(xué)科。計(jì)算機(jī)地圖制圖技術(shù)：根據(jù)地圖制圖原理和地圖編輯過(guò)程的要求，利用計(jì)算機(jī)輸入、輸出等設(shè)備，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和圖形數(shù)字處理方法,實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的獲取、處理、顯示、存儲(chǔ)和輸出。工程測(cè)量學(xué)：研究在工程建設(shè)和自然資源開(kāi)發(fā)各個(gè)階段進(jìn)行測(cè)量工作的理論和技術(shù)的學(xué)科。因此包括規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的測(cè)量、施工興建階段的測(cè)量和運(yùn)營(yíng)管理階段的測(cè)量。海洋測(cè)繪學(xué):研究以海洋水體和海底為對(duì)象所進(jìn)行的測(cè)量和海圖編制理論和方法的學(xué)科，主要包括海道測(cè)量、海洋大地測(cè)量、海底地形測(cè)量、海洋專題測(cè)量以及航海圖、海底地形圖、各種海洋專題圖和海洋圖集等圖的編制。測(cè)繪學(xué)的現(xiàn)代發(fā)展遙感RS（RemoteSensing）：不接觸物體本身，用傳感器采集目標(biāo)物的電磁波信息，經(jīng)處理、分析后，識(shí)別目標(biāo)物，揭示其幾何、物理性質(zhì)和相互聯(lián)系及其變化規(guī)律的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。地理信息系統(tǒng)GIS（GeographicInformationSystem）：在計(jì)算機(jī)軟件和硬件支持下，把各種地理信息按照空間分布及屬性以一定的格式輸入、存儲(chǔ)、檢索、更新、顯示、制圖和綜合分析應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)。測(cè)繪學(xué)的現(xiàn)代概念就是研究地球和其他實(shí)體的與地理空間分布有關(guān)的信息的采集、量測(cè)、分析、顯示、管理和利用的科學(xué)和技術(shù)。測(cè)繪學(xué)的科學(xué)地位和作用1）科學(xué)研究方面；2）國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)；3）國(guó)防建設(shè)；4）經(jīng)濟(jì)發(fā)展第二章大地測(cè)量學(xué)2.1概述大地測(cè)量學(xué)的基本目標(biāo)是測(cè)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(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展、國(guó)家安全、以及地球科學(xué)和空間科學(xué)研究等提供大地測(cè)量基礎(chǔ)設(shè)施、信息和技術(shù)支持。大地測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)：1）建立和維護(hù)高精度全球和區(qū)域性大地測(cè)量系統(tǒng)與大地測(cè)量參考框架；2）獲取空間點(diǎn)位置的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息；3）測(cè)定和研究地球形狀大小、地球外部重力場(chǎng)及其隨時(shí)間的變化；4）測(cè)定和研究全球和區(qū)域性地球動(dòng)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(dòng)與地殼形變以及其他全球變化；5）研究地球表面觀測(cè)量向橢球面和平面的投影變換及相關(guān)的大地測(cè)量計(jì)算問(wèn)題；6）研究新型的大地測(cè)量?jī)x器和大地測(cè)量方法;7）研究空間大地測(cè)量理論和方法；8）研究月球和行星大地測(cè)量理論和方法，研究月球或行星探測(cè)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(cè)月球和行星重力場(chǎng)?，F(xiàn)代大地測(cè)量的特點(diǎn)：1）長(zhǎng)距離、大范圍；2）高精度；3）實(shí)時(shí)、快速；4）時(shí)間維；5）地心坐標(biāo)系；6）學(xué)科的融合。大地測(cè)量學(xué)的服務(wù)對(duì)象：1）經(jīng)濟(jì)建設(shè)；2）資源與環(huán)境發(fā)展；3）空間技術(shù)和航天工程；4）地球自轉(zhuǎn)與地球動(dòng)力學(xué)；5）國(guó)防安全和軍事信息化。2大地測(cè)量系統(tǒng)與參考框架大地測(cè)量系統(tǒng)包括坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)/深度基準(zhǔn)和重力參考系統(tǒng)。大地測(cè)量參考框架有坐標(biāo)（參考）框架、高程（參考）框架和重力測(cè)量（參考）框架三種。大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)根據(jù)其原點(diǎn)位置不同，分為地心坐標(biāo)系統(tǒng)和參心坐標(biāo)系統(tǒng)。前者的原點(diǎn)與地球質(zhì)心重合，后者的原點(diǎn)與參考橢球中心重合（參考橢球是指與某一地區(qū)或國(guó)家地球表面最佳吻合的地球橢球）。大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)又分為空間直角坐標(biāo)系統(tǒng)、大地坐標(biāo)系統(tǒng)和球坐標(biāo)系統(tǒng)三種形式。空間直角坐標(biāo)一般用（x,y,z）表示；大地坐標(biāo)用（經(jīng)度入，緯度,大地高H）表示，其中大地高H是指空間點(diǎn)沿橢球面法線方向高出橢球面的距離。大地測(cè)量常數(shù)是指與地球一起旋轉(zhuǎn)且和地球表面最佳吻合的旋轉(zhuǎn)橢球（即地球橢球）幾何和物理參數(shù)。它分為基本常數(shù)和導(dǎo)出常數(shù)。我國(guó)西安1980坐標(biāo)系統(tǒng)采用IUGG75的大地測(cè)量常數(shù)。目前，正被廣泛使用的常數(shù)是GRS80定義的。地球橢球的幾何和物理屬性可由四個(gè)基本常數(shù)完全確定，這四個(gè)基本常數(shù)就是大地測(cè)量基本常數(shù)。它們是赤道半徑a;地心引力常數(shù)（包含大氣質(zhì)量）GM;地球動(dòng)力學(xué)形狀因子J2;地球自轉(zhuǎn)角速度3導(dǎo)出常數(shù)為計(jì)算所得，如橢球短半軸，幾何扁率。我國(guó)的GPS2000網(wǎng)是定義在ITRS2000地心坐標(biāo)系統(tǒng)中的區(qū)域性地心坐標(biāo)框架，它綜合了全國(guó)性的三個(gè)GPS網(wǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)，一并進(jìn)行計(jì)算而得。高程基準(zhǔn)定義了陸地上高程測(cè)量的起算點(diǎn)。區(qū)域性高程基準(zhǔn)可以用驗(yàn)潮站的長(zhǎng)期平均海面來(lái)確定，通常定義該平均海面的高程為零。在地面預(yù)先設(shè)置好一固定點(diǎn)（組），利用精密水準(zhǔn)測(cè)量聯(lián)測(cè)固定點(diǎn)與該平均海面的高差，從而確定固定點(diǎn)（組）的海拔高程。這個(gè)固定點(diǎn)就稱為水準(zhǔn)原點(diǎn)，其高程就是區(qū)域性水準(zhǔn)測(cè)量的起算高程。我國(guó)高程基準(zhǔn)采用黃海平均海水面，驗(yàn)潮站是青島大港驗(yàn)潮站。我國(guó)的高程系統(tǒng)采用正常高系統(tǒng)。正常高的起算面是似大地水準(zhǔn)面（似大地水準(zhǔn)面可由物理大地測(cè)量方法確定）。由地面點(diǎn)沿垂線向下至似大地水準(zhǔn)面之間的距離，就是該點(diǎn)的正常高，即該點(diǎn)的高程。高程框架是高程系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。我國(guó)水準(zhǔn)高程框架由全國(guó)高精度水準(zhǔn)控制網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，以黃海高程基準(zhǔn)為起算基準(zhǔn)，以正常高系統(tǒng)為水準(zhǔn)高差傳遞方式。深度是指在海洋（主要指沿岸海域）水深測(cè)量所獲得的水深值，是從測(cè)量時(shí)的海面（即瞬時(shí)海面）起算的。規(guī)定一個(gè)固定的水面作為深度的參考面，把不同時(shí)間測(cè)得的深度都化算到這一參考水面上去。這一參考水面即稱為深度基準(zhǔn)面。它就是海圖所載水深的起算面，狹義的海圖基準(zhǔn)面就是深度基準(zhǔn)面。重力測(cè)量就是測(cè)定空間一點(diǎn)的重力加速度。重力基準(zhǔn)就是標(biāo)定一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的（絕對(duì)）重力值的標(biāo)準(zhǔn)。2.3實(shí)用大地測(cè)量學(xué)實(shí)用大地測(cè)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(lái)實(shí)現(xiàn)大地測(cè)量系統(tǒng)。地面大地控制網(wǎng)大體分為平面控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)和重力控制網(wǎng)三類。平面控制網(wǎng)是以一定形式的圖形，把大地控制點(diǎn)構(gòu)成網(wǎng)狀，通過(guò)測(cè)定網(wǎng)中的角度、邊長(zhǎng)和方位角，推算網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)。高程控制網(wǎng)由連接各高程控制點(diǎn)的水準(zhǔn)測(cè)量路線組成。重力控制網(wǎng)是由絕對(duì)重力點(diǎn)和相對(duì)重力點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)，作為一個(gè)國(guó)家重力基準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)。國(guó)家大地控制網(wǎng)是主控制網(wǎng)，是國(guó)家所有地理坐標(biāo)、高程、重力值的基礎(chǔ)，其精度和可靠性應(yīng)足以保證國(guó)家各類工程和各種測(cè)繪的需要平面控制測(cè)量的主要目的是完成點(diǎn)位（坐標(biāo)）的傳遞和控制。平面控制測(cè)量的技術(shù)：1）水平角測(cè)量；2）距離測(cè)量；3）三角高程測(cè)量；4）衛(wèi)星定位測(cè)量我國(guó)平面控制網(wǎng)的起始邊大多采用膨脹系數(shù)極小的錮瓦基線尺直接丈量或組成基線網(wǎng)推算出來(lái)。大地天文測(cè)量是指用天文觀測(cè)方法測(cè)定天文方位角和天文經(jīng)緯度。它通過(guò)測(cè)量天體的天頂角、天體經(jīng)過(guò)某一特定位置的時(shí)間或者天體在任意位置的方向等幾何和物理量而得到天文方位角和天文經(jīng)緯度。常見(jiàn)的天文經(jīng)緯度和天文方位角測(cè)量方法：1）津格爾（星對(duì)）測(cè)時(shí)法；2）塔爾科特測(cè)緯度法；3）多星等高法；4）北極星任意時(shí)角法；5）中天法國(guó)家高程控制網(wǎng)布設(shè)的目的和任務(wù)有兩個(gè)：一是在全國(guó)范圍內(nèi)建立統(tǒng)一的高程控制網(wǎng)，為地形測(cè)圖和工程建設(shè)提供必要的高程控制；二是為地殼垂直運(yùn)動(dòng)、海面地形及其變化和大地水準(zhǔn)面形狀等地球科學(xué)研究提供精確的高程數(shù)據(jù)國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)采用從高到低，從整體到局部，逐級(jí)控制，逐級(jí)加密的方式布設(shè)，分為一、二、三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)。我國(guó)重力控制網(wǎng)分為二級(jí)：重力基準(zhǔn)網(wǎng)和一等重力網(wǎng)。2.4橢球面大地測(cè)量學(xué)橢球面大地測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)是研究旋轉(zhuǎn)橢球面的數(shù)學(xué)性質(zhì)，以及以該面為參考的大地測(cè)量計(jì)算問(wèn)題。其主要研究?jī)?nèi)容有：大地控制網(wǎng)的地面數(shù)據(jù)向橢球面的歸算問(wèn)題；橢球面法截線和大地線的性質(zhì)，以及橢球面三角形的解算方法；大地測(cè)量主題及其解算方法；橢球面投影到平面上的問(wèn)題，以及不同形式的地球坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換問(wèn)題。包含橢球面上一點(diǎn)法線的平面稱為法截面，法截面與該橢球面的交線稱為法截線