第一章 总论
1什么是测绘学？它是研究什么的？
? 测绘学的概念是以地球为研究对象，对他进行测定和描绘的科学
? 测绘学是研究测定和推算地面及其外层空间点的几何位置，确定地球形状和地球重力场，
获取地球表面自然形态和人工设施的几何分布以及与其属性有关的信息，编制全球或局部地区的各种比例尺的普通地图和专题地图，为国民经济发展和国防建设以及地学研究服务的科学与技术
2测绘学包含几个子学科？每个子学科的基本概念是什么？
? 大地测量学：研究地球表面及其外层空间点位的精密测定、地球的形状，大小和重力场，
地球整体与局部运动，以及它们的变化的理论和技术的学科 【几何法（三角测量-水平控制网；水准测量-高程控制网） 物理法（大地水准面差距、扁率等）】
? 摄影测量学：利用摄影或遥感的手段获取目标的影像数据，研究影像的成像规律，对所
获取影像进行量测、处理、判读，从中提取几何的或物理的信息，并用图形、图像和数字形式表达测绘成果的学科
【航空摄影、航空摄影测量（地形图）、地面摄影测量（近景摄影测量）】
? 地图制图学：研究地图制作的基本理论，地图设计、地图编制和制印的技术方法及其应
用的学科
【地图设计、地图投影、地图编制（制图资料的分析与处理、地图原图的编绘及图例、表示方法、色彩、图型和制印方案等编图过程的设计）、地图制印、地图应用】 ? 工程测量学：研究在工程建设和自然资源开发各个阶段进行测量工作的理论和技术的学
科。是测绘学在国民经济、社会发展和国防建设中的直接应用，因此包括【规划设计阶段的测量、施工建设阶段的测量、运行管理阶段的测量 高精度工程测量（毫米级）】
? 海洋测绘学：研究以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制理论和方法的学科
3测绘学中发展了哪些新技术？这些新技术对测绘学科发展有何影响？
由于传统测绘学的相关理论与测量手段的相对落后，是的传统测绘学具有很多的局限性。随着空间技术、计算机技术和信息技术以及通信技术的发展及其在各行各业中的不断渗透和融合，测绘学这一古老的学科在这些新技术的支撑和推动下，出现了一“3s”技术为代表的现代测绘科学技术，从而使测绘学科从理论到手段发生了根本性的变化。
? 卫星导航定位技术GNSS（global navigation satellite system）。目前世界上正在运行的有
美国的GPS（Global positioning System）、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗，另外欧盟的伽利略Galileo正在研制中。 ? 航天遥感技术RS（remote sensing） ? 数字地图制图技术DC（digital cartography） ? 地理信息系统技术GIS
? 3S集成技术integration of GPS、RS and GIS technology）
? 卫星重力探测技术SG（satellite gravimetry） ? 虚拟现实模型技术VRT（virtual reality technology）
现代测绘高新技术日新月异的迅猛发展，使得测绘学的理论基础、测绘工程技术体系、研究领域和科学目标等正在适应新形势的需要而发生深刻的变化。GPS等空间定位技术的引进，导致大地测量从分维式发展到整体式，从静态发展到动态，从描述地球的几何空间发展到描述地球的物理——几何空间，从地表层测量发展到地球内部结构的反演，从局部参考坐标系中的地区性测量发展到统一地心坐标系中的全球性测量。
摄影测量本身已完成了“模拟摄影测量”和“解析摄影侧”的发展历程，现正在进入数字摄影测量的阶段。由于现代航天技术和计算机技术的发展，当代卫星遥感技术可以提供比光学摄影所获得的黑白像片更加丰富的影像信息，因此在摄影测量中引进了卫星遥感技术，形成了航天测绘。摄影测量学中由于应用了遥感技术，并与计算机视觉等交叉融合，因此它已成为基于电子计算机的现代图像信息学科。
随着数字地图制图和地图数据库技术的飞速发展，作为人们认知地理环境和利用地理条件的根据，地图制图学已进入数字制图和动态制图的阶段，并且成为地理信息系统的支撑技术。
现代工程测量学也已经远离了单纯为工程建设服务的狭隘概念，正向着所谓“广义工程测量学”发展，内外业一体化、数据获取与处理自动化、测量工程控制和系统行为的智能化、测量成果和产品的数字化。
海洋测量中，广泛应用先进的激光探测技术、空间定位与导航技术、计算机技术、网络技术、通信技术、数据库管理技术以及图形图像处理技术使海洋测量的仪器和测绘方法自动化和信息化。
测绘学科和测绘工作正在向着信息采集、数据处理和成果应用的数字化、网络化、实时化和可视化的方向发展，生产中体力劳动得到解放，生产力得到很大的提高。今天的光缆通信、卫星通信、数字化多媒体网络技术可使测绘产品从单一的纸质信息转变为磁盘和光盘等电子信息，测量产品的形式和服务社会的方式由于信息技术的支持发生了很大的变化，表现为正以高新技术为支撑和动力，测绘行业和地理信息产业成为新世纪的朝阳产业。它的服务范围和对象正在不断扩大，不再是原来单纯从控制到测图，为国家制作基本地形图，而是扩大到国民经济和国防建设中与地理空间数据有关的各个领域。
测绘学已经完成了由传统测绘向数字化测绘的过渡，现在正在向信息化测绘发展。从单一学科走向多学科的交叉，其应用已经扩展到与空间分布信息有关的众多领域，显示出现代测绘学正向着地球空间信息科学（geo-spatial information science）的跨越和融合。
4测绘学在国民经济和社会发展中具有什么样的地位和作用？
测绘学在国民经济建设中的作用是广泛的。在经济发展规划、土地资愿调查和利用、海洋开发、农林牧渔业的发展、生态环境保护以及各种工程、矿山和城市建设等各个方面都必须进行相应的测量工作，编制各种地图和建立相应的的地理信息系统，以供规划、设计、施工、管理和决策使用。
为实现政府管理和决策的科学化、民主化，要求提供广泛通用的地理空间信息平台，测绘数据是其基础。在此基础上，将大量经济和社会信息加载到这个平台上，形成符合真实世
界的空间分布形式，建立空间决策系统，进行空间分析和管理决策，以及实施电子政务。在防灾减灾、资源开发和利用、生态建设与环境保护等影响社会可持续发展的种种因素方面，各种测绘和地理信息可用于规划、方案的制定，灾害、环境监测系统的建立，风险的分析，资源、环境调查与评估、可视化的显示以及决策指挥等。
5何谓地球空间信息学？它与测绘学有何关系？
第二章大地测量学
1大地测量学的基本任务是什么？
（1） 建立和维护高精度全球和区域性大地测量系统与大地测量参考框架 （2） 获取空间点位置的静态和动态信息
（3） 测定和研究地球形状大小、地球外部重力场及其随时间的变化
（4） 测定和研究全球和区域性地球动力学现象，包括地球自转与极移、地球潮汐、板块运
动与地壳形变以及其他全球变化
（5） 研究地球表面观测量向椭球面和平面的投影变换及相关的大地测量计算问题 （6） 研究新型的大地测量仪器和大地测量方法 （7） 研究空间大地测量理论和方法 （8） 研究月球或行星大地测量理论和方法
2现代大地测量学有哪些主要特点和基本内容？
20世纪70年代以后，空间技术、计算机技术和信息技术飞跃发展，为大地测量学注入了新的内容，形成了现在大地测量，它通常具有六个特点： （1） 长距离，大范围 （2） 高精度
（3） 实时、快速 （4） “时间维”
（5） 地心 （6） 学科的融合
3大地测量坐标系统有哪几种？它们相应的主要几何特点是什么？
【大地测量系统包括坐标系统、高程系统/深度基准、重力系统】
大地测量坐标系统规定了大地测量起算基准的定义及其相应的大地测量常熟。 是一种固定在地球上，随地球一起转动的非惯性坐标系统。根据原点位置不同，分为地心坐标系统和参心坐标系统；根据表现形式，分为空间直角坐标系统、大地坐标系统和球坐标系统。
（1） 地心坐标系统：原点位于地心质心（包括海洋和大气），尺度是国际统一规定的
长度因子，z轴和x轴的定向由某一历元的EOP（earth orientation parameters）（地球定向参数，包括地球北极CTP（conventional terrestrial pole）和零子午线）确定，y与x、z构成空间右手直角坐标系。地心大地坐标系统的原点与总地球椭球中心重合，椭球旋转轴与CTP重合，起始大地子午面与零子午面重合
（2） 参心坐标系统的原点位于参考椭球中心，z轴（椭球旋转轴）与地壳自转轴平行，
x轴在参考椭球的赤道面并平行于天文起始子午面
（3） 空间直角坐标系统（笛卡尔坐标系统）是由相互垂直的X轴、Y轴、Z轴三个坐
标轴组成的，三轴的交点为原点
（4） 大地坐标系统用来表述地球上点的位置的一种地区坐标系统。它采用一个十分近
似于地球自然形状的参考椭球作为描述和推算地面点位置和相互关系的基准面。一个大地坐标系统必须明确定义其三个坐标轴的方向和其中心的位置。通常人们用旋转椭球的短轴与某一规定的起始子午面分别平行干地球某时刻的平均自转轴和相应的真起始子午面来确定坐标轴的方向。若使参考椭球中心与地球平均质心重合，则定义和建立了地心大地坐标系。它是航天与远程武器和空间科学中各种定位测控测轨的依据。若椭球表面与一个或几个国家的局部大地水准面吻合最好，则建立了一个国家或区域的局部大地坐标系。大地坐标系中点的位置是以其大地坐标表示的，大地坐标均以椭球面的法线来定义。其中，过某点的椭球面法线与椭球赤道面的交角为大地纬度；包含该法线和大地子午面与起始大地子午面的二面角为该点的大地经度；沿法线至椭球面的距离为该点的大地高。大地纬度、大地经度和大地高分别用大写英文字母B（Latitude？）、L（Longitude）、H（指空间点沿椭球面法线方向高出椭球面的距离）表示。
（5） 球坐标系统在空间任取一点O作为极点,从O引两条互相垂直的射线OX和OZ作
为极轴,再规定一个单位长度和射线OX绕OZ轴旋转所成角的正方向,这样就建立了一个球坐标系(或空间极坐标系)
4简要地回顾一下我国近五十年来大地测量的进展
（1） 20世纪50 ～ 70年代
? 1954北京坐标系统和我国天文大地网
1954年，我国暂时采用了克拉索夫斯基椭球，并与前苏联1942年坐标系统进行联测，通过计算建立了我国大地坐标系统，称为1954北京坐标系统。
我国的天文大地网于1951年开始布设，全部工作于1975年完成。从大地测量发展史来看，我国天文大地网规模之大、网形之佳和质量之优，在当时的世界大地测量中非常突出。
? 全国第一期水准网和1956黄海高程基准
我国第一期水准网开始于1951年，到1976年基本完成。1957年，建成1956黄海高程基准。一期水准网的起算高程采用1956黄海高程基准
? 1957重力基本网
1957年，在全国范围内建立了第一个国家重力控制网，它由21个基本点和82个一等点组成，称为1957重力基本网，属波茨坦重力系统
? 第一代全国似大地水准面
20世纪50至70年代，采用天文重力水准和天文水准技术，建立了我国1954北京坐标系统下的我国第一代似大地水准面CLQG60
? 珠穆朗玛峰海拔高程第一次精确测定（1975年5月27日） （2） 20世纪80年代
? 天文大地网平差与1980西安坐标系统 ? 1985国家高程基准与国家第二期水准控制网
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