大地測量學基礎課件+++

大地測量學基礎大地測量學是測量和研究地球形狀、大小、重力場以及地球表面點位的學科。它涉及地理信息系統(tǒng)、導航、地圖制作等領域。測量學概述測量工具測量學應用各種儀器和工具，例如水準儀、經(jīng)緯儀和全站儀，以獲取精確的數(shù)據(jù)。野外測量測量人員在野外進行實際測量，收集數(shù)據(jù)以用于地圖繪制、工程設計和土地管理。數(shù)據(jù)分析測量數(shù)據(jù)需要經(jīng)過處理和分析，以確定位置、距離、角度和其他重要信息。測量過程和誤差1測量過程測量目標和參考系選擇合適的儀器2測量誤差儀器誤差環(huán)境影響3誤差分析誤差來源誤差大小4誤差修正數(shù)據(jù)處理提高測量精度測量過程是一個復雜的過程，需要仔細規(guī)劃和執(zhí)行。誤差是測量過程中不可避免的，需要通過誤差分析和修正來提高測量精度。常用測量單位及換算長度單位米（m）厘米（cm）毫米（mm）公里（km）角度單位度（°）分（′）秒（″）弧度（rad）面積單位平方米（m2）平方厘米（cm2）公頃（ha）平方公里（km2）體積單位立方米（m3）立方厘米（cm3）位置與坐標系統(tǒng)位置與坐標系統(tǒng)是大地測量學的基礎，用于確定地球上各個點的位置。常用的坐標系統(tǒng)包括平面坐標系、大地坐標系和投影坐標系。平面坐標系以二維平面表示地球表面，常用于工程測量、地圖制作等領域。大地坐標系則以經(jīng)緯度來描述地球上點的位置，是全球定位系統(tǒng)的基礎。投影坐標系是將地球表面上的點投影到平面上的坐標系，在不同的投影方式下，坐標系的大小和形狀會有所不同。平面坐標系及其應用平面坐標系用于描述地面點在水平面上的位置。它基于二維直角坐標系，常用投影坐標系，例如高斯-克呂格投影坐標系。應用廣泛，包括地圖繪制、城市規(guī)劃、工程建設等領域。地球的形狀與大小地球并非完美的球體，而是略扁的旋轉橢球體，赤道半徑略大于極半徑。地球形狀影響著大地測量學的計算和測量精度。地球大小是通過精確的測量和計算得到的，主要參數(shù)包括赤道半徑、極半徑和地球扁率。地球的形狀和大小是大地測量學研究的基礎，也是進行地球科學研究和地理信息系統(tǒng)應用的基礎。大地坐標系11.定義大地坐標系是一種基于地球形狀和大小的坐標系，用于確定地球表面點的位置。22.組成它通常由經(jīng)度、緯度和大地高程三個坐標組成，分別對應于地球表面點的經(jīng)度、緯度和海拔高度。33.應用大地坐標系廣泛應用于各種領域，包括地圖繪制、導航、衛(wèi)星定位和地理信息系統(tǒng)。44.重要性它為地球表面點提供了一個統(tǒng)一的參考框架，使其能夠在全球范圍內進行精確的定位和測量。投影坐標系統(tǒng)投影的概念將地球橢球面上的點投影到平面上，建立平面坐標系。常用投影類型橫軸墨卡托投影高斯-克呂格投影UTM投影投影變形投影過程中會產生長度、角度和面積變形。投影坐標系應用地圖繪制、工程測量、地理信息系統(tǒng)。測量平面和測量儀器測量平面測量平面是指用于進行測量工作的平面，通常是水平平面或垂直平面。水平平面用來測量水平距離和高程，垂直平面用來測量垂直距離和傾斜角。測量儀器測量儀器是用來進行測量工作的工具，包括水準儀、經(jīng)緯儀、全站儀、GPS接收機等。不同類型的測量儀器具有不同的功能和精度，需要根據(jù)測量任務選擇合適的儀器。儀器校準測量儀器需要定期校準，以確保其測量精度。校準過程通常使用標準儀器進行，并根據(jù)校準結果對測量儀器進行調整。儀器操作測量儀器需要熟練的操作，才能獲得準確的測量結果。操作人員需要掌握儀器的工作原理、使用方法和注意事項。水準測量水準測量是一種測量地面點高程的方法。它利用水準儀和水準尺，通過觀測視線與水準尺的交點，來確定地面點的高程差。1水準測量目的確定地面點高程2水準測量儀器水準儀、水準尺3水準測量方法視線法4水準測量數(shù)據(jù)處理計算高程差水準測量類型和步驟1水準測量類型普通水準測量精密水準測量三角高程測量根據(jù)測量精度要求和地形條件選擇合適的水準測量類型。2水準測量步驟選點布設儀器安置觀測讀數(shù)數(shù)據(jù)整理水準測量過程需要嚴格按照規(guī)范操作，以確保測量精度。3水準測量儀器是進行水準測量的重要工具。水準測量數(shù)據(jù)處理水準測量數(shù)據(jù)處理是水準測量工作的重要組成部分。處理過程包括對原始觀測數(shù)據(jù)進行整理、校核、計算和分析，以獲得準確可靠的測量結果。數(shù)據(jù)處理主要包括以下步驟：數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)校核、高差計算、成果整理和分析。角度測量角度測量是測量學中一項重要技術，用于確定點之間的相對位置。1儀器選擇選擇合適的測量儀器，例如經(jīng)緯儀、全站儀等。2測量步驟精確地進行觀測，記錄數(shù)據(jù)，包括角度值、方向等。3數(shù)據(jù)處理對測量數(shù)據(jù)進行校正和計算，得到最終的角度值。角度測量在土地測量、工程建設、地圖繪制等領域有著廣泛的應用。角度測量基本定理方向角定理方向角是某一條直線與子午線的夾角。方向角定理指出：兩條直線的夾角等于其方向角之差。水平角定理水平角是兩條直線在同一水平面上的夾角。水平角定理指出：兩條直線的水平角等于其方向角之差，但要考慮正負號。角度測量步驟和數(shù)據(jù)處理1步驟一：觀測準備選擇合適的儀器和測站，并進行必要的校準工作。確保測站點穩(wěn)定且能夠安全進行觀測。2步驟二：觀測實施按照規(guī)范操作步驟進行觀測，記錄觀測數(shù)據(jù)。需要注意的是，要控制觀測誤差，確保數(shù)據(jù)質量。3步驟三：數(shù)據(jù)處理對觀測數(shù)據(jù)進行整理和計算，消除誤差，得到最終的測量結果。數(shù)據(jù)處理包括：角度校正、角度閉合差調整、角度精度分析等。距離測量距離測量定義距離測量是指確定兩點之間實際距離的過程。它是大地測量學中的基礎測量項目之一，為后續(xù)的坐標計算、面積計算、工程設計等提供必要的數(shù)據(jù)。測量方法距離測量方法主要分為直接距離測量和間接距離測量兩種。直接測量法通常采用卷尺、鋼尺等工具直接測量距離；間接測量法則利用三角形幾何原理，通過測量其他參數(shù)來間接計算距離。測量儀器常用的距離測量儀器包括卷尺、鋼尺、測距儀等。測距儀利用光波或電磁波原理，能夠快速、精確地測量距離，是現(xiàn)代測繪工作中常用的工具。影響因素距離測量結果會受到多種因素的影響，例如溫度、濕度、儀器誤差、觀測者誤差等。因此，在實際測量過程中需要采取相應的措施來消除或減小這些誤差的影響。直接距離測量1卷尺測量用于測量較短距離，例如建筑物尺寸，家具尺寸2測距儀測量利用激光或紅外線技術，測量更長距離，例如建筑物間距，道路長度3經(jīng)緯儀測量將經(jīng)緯儀架設在測量點，利用望遠鏡瞄準目標點，并通過刻度盤讀取距離值直接距離測量是通過工具直接測量兩個點之間的距離，常用測量工具包括卷尺，測距儀，經(jīng)緯儀等。不同工具適用于不同距離范圍和精度要求，選擇合適的工具才能獲得準確的測量結果。間接距離測量1角度測量利用角度和已知邊長計算未知邊長2方位角測量確定兩點之間的方位角3水平角測量測量水平角4垂直角測量測量垂直角間接距離測量方法通過測量角度和已知距離，利用三角函數(shù)計算未知距離。應用廣泛，適用于地形復雜、難以直接測量距離的情況。坐標測量GPS測量使用全球定位系統(tǒng)（GPS）接收衛(wèi)星信號，確定目標點的經(jīng)緯度坐標。全站儀測量結合電子經(jīng)緯儀和電子測距儀，直接測量目標點在平面坐標系中的坐標。無人機航測利用無人機搭載傳感器獲取影像數(shù)據(jù)，進行影像測量和處理，獲取目標區(qū)域的坐標信息。閉合測量原理1角度閉合測量一個閉合圖形的所有內角，其總和應等于(n-2)×180°，其中n是圖形的邊數(shù)。2距離閉合一個閉合圖形的起點和終點應重合，即起點和終點之間的距離為零。3坐標閉合在平面坐標系中，一個閉合圖形的起點和終點坐標應相等。4誤差分析閉合測量中，由于觀測誤差的存在，角度、距離和坐標不可能完全閉合，因此需要進行誤差分析和調整。閉合測量數(shù)據(jù)處理閉合測量數(shù)據(jù)處理是將測量數(shù)據(jù)進行整理、分析、計算，并最終得出測量結果的過程。通過數(shù)據(jù)處理可以消除測量誤差，提高測量精度，并最終得到可靠的測量成果。1誤差分析分析測量數(shù)據(jù)中的誤差，判斷誤差來源和性質。2數(shù)據(jù)校正對測量數(shù)據(jù)進行校正，消除系統(tǒng)誤差和偶然誤差的影響。3坐標計算利用校正后的數(shù)據(jù)，計算出各測點的坐標。4精度評定評估測量成果的精度，判斷是否滿足精度要求。測量精度分析精度誤差大小準確度測量值與真值之間的差異精密度多次測量結果之間的差異測量精度分析評估測量結果的可信度。通過分析誤差來源和大小，可以提高測量精度。測量標準差計算測量標準差是衡量測量精度的重要指標。它反映了測量值偏離真實值的程度。標準差計算公式為：σ=√(∑(xi-x?)2/(n-1))其中，σ為標準差，xi為單個測量值，x?為平均值，n為測量次數(shù)。標準差越小，測量精度越高。測量可靠性評估精度指標精度指標反映測量結果的準確程度，通常用標準差、中誤差和置信區(qū)間表示。精度指標越高，測量結果越可靠。誤差分析誤差分析旨在識別測量過程中存在的各種誤差來源，并評估其對測量結果的影響程度。誤差分析有助于提高測量精度，提升測量結果的可靠性。測量質量控制測量儀器校準定期校準測量儀器，確保其準確性和精度。校準過程應按照國家標準或行業(yè)規(guī)范進行。數(shù)據(jù)處理分析對測量數(shù)據(jù)進行嚴格的分析，識別和處理異常值，確保數(shù)據(jù)的一致性和可靠性。質量控制指標制定明確的質量控制指標，例如精度、偏差、誤差等，并定期進行監(jiān)測和評估。測量過程管理建立規(guī)范的測量過程管理制度，確保測量過程的科學性、規(guī)范性和可控性。測量數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)存儲建立有效的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，對測繪數(shù)據(jù)進行存儲和管理。數(shù)據(jù)處理對測量數(shù)據(jù)進行預處理、平差、轉換和分析。數(shù)據(jù)共享通過網(wǎng)絡或其他方式，實現(xiàn)測繪數(shù)據(jù)資源的共享。數(shù)據(jù)安全制定嚴格的數(shù)據(jù)安全策略，防止數(shù)據(jù)丟失和泄露。測繪應用案例分析測繪技術廣泛應用于城市規(guī)劃、基礎設施建設、資源管理和環(huán)境保護等領域。例如，測繪數(shù)據(jù)可用于城市三維模型構建，為城市規(guī)劃提供直觀的基礎數(shù)據(jù)，并指導城市發(fā)展方向。測繪技術還可以用于災害監(jiān)測和評估，為應急救援提供及時有效的決策支持。大地測量學發(fā)展趨勢11.融合技術融合多種技術，如GNSS、激光掃描和遙感，提高精度和效率。22.大數(shù)據(jù)分析利用大數(shù)據(jù)分析技術，從海量數(shù)據(jù)中提取有價值的信息。33.智能化發(fā)展人工智能技術應用于測量數(shù)據(jù)處理和分析，