测经纬大地
绘世纪蓝图
测 量 学 课 程
我们共同努力，开创测绘新天地
由于空间技术、计算机技术、通讯技术和
地理信息技术的发展，致使测绘学的理论基础、
工程技术体系、研究领域和科学目标正在适应
新形势的需要而发生深刻的变化。
它的服务对象和范围已远远超出了传统测
绘学比较狭窄的应用领域，扩大到国民经济和
国防建设中与地理空间信息的各个领域。
课 程 介 绍
测绘科学是一门研究如何确定地球的形状和大小
及地面、地下和空间各种物体的几何形态及其位置的
科学。其任务主要以下有三点：
一是精确的测定地面点的位置及地球的形状和大小；
二是将地球表面的形态及其其他信息测绘成图；
三是进行经济建设和国防建设所需要的测绘的工作。
课 程 介 绍
测量学介绍
测绘学的主要分支有：
一是 大地测量学,它是以研究地球的表面大区域为
研究对象，研究和测定地球的形状、大小和地球的
重力场，以及测定地面点的几何位置的科学；
二是 测量学,它是研究测绘地形图的基本理论、技
术和方法的科学；
三是 摄影测量学,它是利用摄影或遥感的手段获取
被测物体的信息，经过对图像的处理、量测、判断
和研究，以确定被测物体的形状、大小和位置，并
判断其性质的科学；
测量学介绍
四是 工程测量学, 它是研究工程建设在规划设计,
施工放样和运营管理各阶段中进行的测量工作的理论,
技术和方法的科学；
五是 地图制图学, 它是以地图信息传输为中心, 探
讨地图及其制作的理论, 工艺技术和使用方法的一门
综合性学科 。
课程介绍
本课程是非测绘专业学生为掌握相关测绘知识,
我们所编辑, 整理的相关内容 。 作为地理信息系统本
科专业学生, 学习相关测绘知识是为了掌握地理信息
系统所需的基础图件的测绘方法, 因此该课程主要包
括：
一是相关测绘仪器的原理和使用方法；
二是测量误差的基本知识；
三是基本控制测量和碎步测量；
四是测图的原理和方法；
五是地图数字化的原理和方法 。
课程介绍
测绘科学和地理信息系统的关系
地理信息系统脱胎于地图, 它们都是地理信息的
载体, 具有存储, 分析与显示地理信息的功能 。
测绘是地理信息系统的基础 。
地理信息系统是测绘的一个发展方向 。
地理信息系统是许多科学的综合 。
课 程 要 求
1,理解测绘专业的相关专业名词的概念；
2,能够熟练使用水准仪, 经纬仪, 全站仪等仪器；
3,学会四等水准测量, 导线测量的方法和步骤；
4,掌握常规方法测图和数字化测图；
5,掌握一些测绘的基本计算等；
6,了解 GPS卫星定位系统的基本原理；
7,了解摄影测量和遥感成图的原理等 。
课堂实习内容
1,水准仪的认识实习 （ 2学时 ） ；
2,四等水准测量实习 （ 2学时 ） ；
3,经纬仪的认识实习 （ 2学时 ） ；
4,测回法测量实习 （ 2学时 ） ；
5,附和导线测量实习 （ 4学时 ） ；
6,平板仪测图实习 （ 4学时 ） ；
7,全站仪认识实习 （ 2学时 ） 。
本课程其它信息
所用教材：, 数字测图原理与方法,
中国矿业大学出版社出版
教学方式,以课堂实习配合课堂讲授的教学方式
课 时 量,45学时课堂教学 +18学时课堂实习
课程类型,必修课
学 分,3.5
第一章 测量基本知识
基本要求：
1,了解有关地球的基本知识；
2,掌握测量常用坐标系统；
3,掌握地形图的基本知识；
4,掌握测量工作的内容和原则 。
第一节 地球形状大小和坐标系统
一, 地球的形状大小
1,大地体,取平均海水面作为地球形状和大小的标准,
它所包围的形体称为大地体 。
2,大地水准面,平均海水面代替静止的海水面, 是一
个特定的重力位的水准面 。
3,参考椭球面,取大小与大地体很接近的旋转椭球作
为地球的参考形状和大小, 一般称其外表为参考椭球
面 。
4,椭球体的基本元素：
长半轴 a
短半轴 b
扁 率
5,参考椭球体的扁率很小, 在普通测量中可以把地球
作为圆球看待, 其半径为
R=（ a+a+b） /3=6671km
第一节 地球形状大小和坐标系统
二, 大地坐标系和高程
1,子午面,NS为椭球的旋转轴, N为北极, S为南极,
通过椭球旋转轴的平面为子午面 。
2,起始子午面：通过格林尼治天文台的子午面 。
3,子午线：子午面与椭球面的交线 。
4,大地经度 L：通过某点的子午面与起始子午面的夹
角为该点的大地经度 。
第一节 地球形状大小和坐标系统
5,大地纬度 B,在椭球面的 p点做一与椭球体相切的平面, 过 p点
做垂直于此平面的直线, 这直线称为 p点的法线, 法线与赤道面的
夹角为该点的大地纬度 。
6.大地经度 L和大地纬度 B统称大地坐标 。
7,绝对高程 （ 海拔 ）, 以大地水准面作为基准面, 某点到基准面
的高度是指某点沿铅垂方向到大地水准面的距离, 叫绝对高程
（ 海拔, 高程 ）, 符号 H代表高程 。
8,相对高程,某点到任意一个水准面的距离 。
用 L,B和 H表示一个点的位置就是用大地坐标系表示其的位置坐
标 。
第一节 地球形状大小和坐标系统
第一节 地球形状大小和坐标系统
三, 平面坐标系统
在小区域内进行测量工作采用大地坐标表示地面点
的位置是不方便的, 通常采用平面直角坐标 。
测量上用的平面直角坐标的原点有时是假设的, 假
设原点的位置应使测区内各点的 x,y值为正 。
注意：测量工作中所用的平面直角坐标与解析几何中
所介绍的基本相同, 只是测量工作以 x轴作为纵轴 （ 南
北方向 ）, 以 y轴作为横轴 （ 东西方向 ） 。
第一节 地球形状大小和坐标系统
四, 高斯 -克吕格坐标的轴系
高斯投影的方法首先是将地球按经线划分成带, 称
为投影带 。 任意一个带中央子午线经度 λ可按下式计算：
λ=6N-3
式中 N投影带号 。
也可以 3带和 1.5带 。
为避免出现负值, 将每个投影带的坐标原点向西移
500km,则投影带中任一点的横坐标值也恒为正值 。
第一节 地球形状大小和坐标系统
五, 我国采用的坐标系
1,分类：
国家统一坐标系和独立坐标系
2,1954年北京坐标系
从原苏联传入的坐标系统 。 其坐标原点在俄罗斯的普
尔科沃 。
3,1980年国家坐标系
坐标原点在陕西省泾阳县永乐镇, 称为国家大地原点 。
第一节 地球形状大小和坐标系统
4,1956年黄海高程系和 1985年国家高程系
我国的绝对高程是以青岛港验潮站历年记录的黄海平
均海水面高为准, 并在青岛市内的一个山洞里建立 水准原
点 。 其高程为 72.260m（ 1985年国家高程基准 ）, 原 1956年
高程基准为 72.289m.。
第二节 地形图的认识
一, 概述
1,地形图,凡是图上即表示出道路, 河流, 居民地等一系
列固定物体的平面位置, 又表示出地面个种高低起伏形态,
并综合取舍, 按比例缩小后用规定的符号和一定的表示方
法描绘在图纸上的正形投影图 。
2,正形投影也是等角投影 。
第二节 地形图的认识
二, 地形图的内容
1,地物,凡是地面上各种固定性的物体, 如：城市街道,
居民地, 铁路, 江河, 森林, 草地及其各种人工建筑物,
均称为地物 。
2,地貌,表示地面的起伏, 这种起伏是自然形成的, 如：
高山, 深谷, 陡坎, 悬崖峭壁及雨裂冲沟等, 均称为地貌 。
3,图式,用一定的符号表示相应的地物 。
4,等高线,有一高地被水平面 P,P,P所截, 各平面上得
到相应的截线称为等高线 。
第二节 地形图的认识
5,等高线的特征：
A,同一条等高线上的各点高程相等；
B,等高线是闭合的曲线；
C,不同高程的等高线不能相交；
D,等高线与分水线 （ 山脊线 ）, 合水线 （ 山谷线 ） 正交；
E,两条等高线间的垂直距离为平距, 等高线间平距的大小
与地面坡度的大小成反比 。
第二节 地形图的认识
三, 图的比例尺
1,地图的比例尺,图上某直线的长度与地面上相应线段的
实际的水平长度之比 。
2,比例尺的分类：
a,数字比例尺：以分数形式表示的比例尺；
b,图式比例尺：
MdDD
d 1
/
1 ??
第二节 地形图的认识
3,比例尺精度,在测量工作中称相当于图上 0.1mm的实际
水平距离 。
根据比例尺精度, 有两件事可以参考决定：
（ 1） 按工作需要, 多大的地物须在图上表示出来或测量地
物要求的精度到什么程度, 由此可参考决定的比例尺 。
（ 2） 当测图比例尺已经决定后, 可以推算出测量地物时应
精确到什么程度 。
第三节 测图原理与测量工作概述
一, 测图原理
地形图上各点是实地上相应在水平面上的正射投影的位
置再用测图的比例尺缩绘在纸上的 。 因此, 测量工作中测定
点与点之间关系的三条规则：
1,测定地面上两点的距离, 是指水平距离；
2,测定两条边的夹角, 是指通过角顶的两条边所作的
两个竖直平面与水平面的交线所构成的角；
3,地面上各点的高差, 是指各点沿铅垂线方向至大地
水准面距离之差 。
第三节 测图原理与测量工作概述
二, 测图原则
1,控制测量,进行某一个测区的测量工作时, 首先要用较
严密的方法和较精密的仪器, 测定分布在全区的少量控制点
的点位, 作为测图或施工放样的框架和依据, 以保证测区的
整体精度, 称为控制测量 。
2,控制测量建立类型：
（ 1） 测角网,交会测量 三角锁 三角网
（ 2） 测边网：
（ 3） 边角网 （ 导线测量 ）, 支导线 附合导线 闭合导线
导线网
第三节 测图原理与测量工作概述
3,细部测量 （ 碎步测量 ）,在每个控制点上, 以较低的 （ 当然也需保
证必要的 ） 精度施测其周围的局部地形细部或放样需要施工的点位, 称
为细部测量 。
4,外业：测量工作有些在野外进行,
内业：测量工作有些在室内进行 。
总之, 在测量的布局上, 是, 由整体到局部,, 在测量的次序上,
是, 先控制后碎部,, 在测量的精度上, 是, 从高级到低级,, 这就是
测量工作应遵循的基本原则 。
本 章 练 习 题
练习题：
1,给出某点的大地坐标, 如何求算其中央子午线 。 例如：
知道焦作地区位于 113左右, 求算该地区的中央子午线 。
2,复习地形图的内容, 测量原则等 。
绘世纪蓝图
测 量 学 课 程
我们共同努力，开创测绘新天地
由于空间技术、计算机技术、通讯技术和
地理信息技术的发展，致使测绘学的理论基础、
工程技术体系、研究领域和科学目标正在适应
新形势的需要而发生深刻的变化。
它的服务对象和范围已远远超出了传统测
绘学比较狭窄的应用领域，扩大到国民经济和
国防建设中与地理空间信息的各个领域。
课 程 介 绍
测绘科学是一门研究如何确定地球的形状和大小
及地面、地下和空间各种物体的几何形态及其位置的
科学。其任务主要以下有三点：
一是精确的测定地面点的位置及地球的形状和大小；
二是将地球表面的形态及其其他信息测绘成图；
三是进行经济建设和国防建设所需要的测绘的工作。
课 程 介 绍
测量学介绍
测绘学的主要分支有：
一是 大地测量学,它是以研究地球的表面大区域为
研究对象，研究和测定地球的形状、大小和地球的
重力场，以及测定地面点的几何位置的科学；
二是 测量学,它是研究测绘地形图的基本理论、技
术和方法的科学；
三是 摄影测量学,它是利用摄影或遥感的手段获取
被测物体的信息，经过对图像的处理、量测、判断
和研究，以确定被测物体的形状、大小和位置，并
判断其性质的科学；
测量学介绍
四是 工程测量学, 它是研究工程建设在规划设计,
施工放样和运营管理各阶段中进行的测量工作的理论,
技术和方法的科学；
五是 地图制图学, 它是以地图信息传输为中心, 探
讨地图及其制作的理论, 工艺技术和使用方法的一门
综合性学科 。
课程介绍
本课程是非测绘专业学生为掌握相关测绘知识,
我们所编辑, 整理的相关内容 。 作为地理信息系统本
科专业学生, 学习相关测绘知识是为了掌握地理信息
系统所需的基础图件的测绘方法, 因此该课程主要包
括：
一是相关测绘仪器的原理和使用方法；
二是测量误差的基本知识；
三是基本控制测量和碎步测量；
四是测图的原理和方法；
五是地图数字化的原理和方法 。
课程介绍
测绘科学和地理信息系统的关系
地理信息系统脱胎于地图, 它们都是地理信息的
载体, 具有存储, 分析与显示地理信息的功能 。
测绘是地理信息系统的基础 。
地理信息系统是测绘的一个发展方向 。
地理信息系统是许多科学的综合 。
课 程 要 求
1,理解测绘专业的相关专业名词的概念；
2,能够熟练使用水准仪, 经纬仪, 全站仪等仪器；
3,学会四等水准测量, 导线测量的方法和步骤；
4,掌握常规方法测图和数字化测图；
5,掌握一些测绘的基本计算等；
6,了解 GPS卫星定位系统的基本原理；
7,了解摄影测量和遥感成图的原理等 。
课堂实习内容
1,水准仪的认识实习 （ 2学时 ） ；
2,四等水准测量实习 （ 2学时 ） ；
3,经纬仪的认识实习 （ 2学时 ） ；
4,测回法测量实习 （ 2学时 ） ；
5,附和导线测量实习 （ 4学时 ） ；
6,平板仪测图实习 （ 4学时 ） ；
7,全站仪认识实习 （ 2学时 ） 。
本课程其它信息
所用教材：, 数字测图原理与方法,
中国矿业大学出版社出版
教学方式,以课堂实习配合课堂讲授的教学方式
课 时 量,45学时课堂教学 +18学时课堂实习
课程类型,必修课
学 分,3.5
第一章 测量基本知识
基本要求：
1,了解有关地球的基本知识；
2,掌握测量常用坐标系统；
3,掌握地形图的基本知识；
4,掌握测量工作的内容和原则 。
第一节 地球形状大小和坐标系统
一, 地球的形状大小
1,大地体,取平均海水面作为地球形状和大小的标准,
它所包围的形体称为大地体 。
2,大地水准面,平均海水面代替静止的海水面, 是一
个特定的重力位的水准面 。
3,参考椭球面,取大小与大地体很接近的旋转椭球作
为地球的参考形状和大小, 一般称其外表为参考椭球
面 。
4,椭球体的基本元素：
长半轴 a
短半轴 b
扁 率
5,参考椭球体的扁率很小, 在普通测量中可以把地球
作为圆球看待, 其半径为
R=（ a+a+b） /3=6671km
第一节 地球形状大小和坐标系统
二, 大地坐标系和高程
1,子午面,NS为椭球的旋转轴, N为北极, S为南极,
通过椭球旋转轴的平面为子午面 。
2,起始子午面：通过格林尼治天文台的子午面 。
3,子午线：子午面与椭球面的交线 。
4,大地经度 L：通过某点的子午面与起始子午面的夹
角为该点的大地经度 。
第一节 地球形状大小和坐标系统
5,大地纬度 B,在椭球面的 p点做一与椭球体相切的平面, 过 p点
做垂直于此平面的直线, 这直线称为 p点的法线, 法线与赤道面的
夹角为该点的大地纬度 。
6.大地经度 L和大地纬度 B统称大地坐标 。
7,绝对高程 （ 海拔 ）, 以大地水准面作为基准面, 某点到基准面
的高度是指某点沿铅垂方向到大地水准面的距离, 叫绝对高程
（ 海拔, 高程 ）, 符号 H代表高程 。
8,相对高程,某点到任意一个水准面的距离 。
用 L,B和 H表示一个点的位置就是用大地坐标系表示其的位置坐
标 。
第一节 地球形状大小和坐标系统
第一节 地球形状大小和坐标系统
三, 平面坐标系统
在小区域内进行测量工作采用大地坐标表示地面点
的位置是不方便的, 通常采用平面直角坐标 。
测量上用的平面直角坐标的原点有时是假设的, 假
设原点的位置应使测区内各点的 x,y值为正 。
注意：测量工作中所用的平面直角坐标与解析几何中
所介绍的基本相同, 只是测量工作以 x轴作为纵轴 （ 南
北方向 ）, 以 y轴作为横轴 （ 东西方向 ） 。
第一节 地球形状大小和坐标系统
四, 高斯 -克吕格坐标的轴系
高斯投影的方法首先是将地球按经线划分成带, 称
为投影带 。 任意一个带中央子午线经度 λ可按下式计算：
λ=6N-3
式中 N投影带号 。
也可以 3带和 1.5带 。
为避免出现负值, 将每个投影带的坐标原点向西移
500km,则投影带中任一点的横坐标值也恒为正值 。
第一节 地球形状大小和坐标系统
五, 我国采用的坐标系
1,分类：
国家统一坐标系和独立坐标系
2,1954年北京坐标系
从原苏联传入的坐标系统 。 其坐标原点在俄罗斯的普
尔科沃 。
3,1980年国家坐标系
坐标原点在陕西省泾阳县永乐镇, 称为国家大地原点 。
第一节 地球形状大小和坐标系统
4,1956年黄海高程系和 1985年国家高程系
我国的绝对高程是以青岛港验潮站历年记录的黄海平
均海水面高为准, 并在青岛市内的一个山洞里建立 水准原
点 。 其高程为 72.260m（ 1985年国家高程基准 ）, 原 1956年
高程基准为 72.289m.。
第二节 地形图的认识
一, 概述
1,地形图,凡是图上即表示出道路, 河流, 居民地等一系
列固定物体的平面位置, 又表示出地面个种高低起伏形态,
并综合取舍, 按比例缩小后用规定的符号和一定的表示方
法描绘在图纸上的正形投影图 。
2,正形投影也是等角投影 。
第二节 地形图的认识
二, 地形图的内容
1,地物,凡是地面上各种固定性的物体, 如：城市街道,
居民地, 铁路, 江河, 森林, 草地及其各种人工建筑物,
均称为地物 。
2,地貌,表示地面的起伏, 这种起伏是自然形成的, 如：
高山, 深谷, 陡坎, 悬崖峭壁及雨裂冲沟等, 均称为地貌 。
3,图式,用一定的符号表示相应的地物 。
4,等高线,有一高地被水平面 P,P,P所截, 各平面上得
到相应的截线称为等高线 。
第二节 地形图的认识
5,等高线的特征：
A,同一条等高线上的各点高程相等；
B,等高线是闭合的曲线；
C,不同高程的等高线不能相交；
D,等高线与分水线 （ 山脊线 ）, 合水线 （ 山谷线 ） 正交；
E,两条等高线间的垂直距离为平距, 等高线间平距的大小
与地面坡度的大小成反比 。
第二节 地形图的认识
三, 图的比例尺
1,地图的比例尺,图上某直线的长度与地面上相应线段的
实际的水平长度之比 。
2,比例尺的分类：
a,数字比例尺：以分数形式表示的比例尺；
b,图式比例尺：
MdDD
d 1
/
1 ??
第二节 地形图的认识
3,比例尺精度,在测量工作中称相当于图上 0.1mm的实际
水平距离 。
根据比例尺精度, 有两件事可以参考决定：
（ 1） 按工作需要, 多大的地物须在图上表示出来或测量地
物要求的精度到什么程度, 由此可参考决定的比例尺 。
（ 2） 当测图比例尺已经决定后, 可以推算出测量地物时应
精确到什么程度 。
第三节 测图原理与测量工作概述
一, 测图原理
地形图上各点是实地上相应在水平面上的正射投影的位
置再用测图的比例尺缩绘在纸上的 。 因此, 测量工作中测定
点与点之间关系的三条规则：
1,测定地面上两点的距离, 是指水平距离；
2,测定两条边的夹角, 是指通过角顶的两条边所作的
两个竖直平面与水平面的交线所构成的角；
3,地面上各点的高差, 是指各点沿铅垂线方向至大地
水准面距离之差 。
第三节 测图原理与测量工作概述
二, 测图原则
1,控制测量,进行某一个测区的测量工作时, 首先要用较
严密的方法和较精密的仪器, 测定分布在全区的少量控制点
的点位, 作为测图或施工放样的框架和依据, 以保证测区的
整体精度, 称为控制测量 。
2,控制测量建立类型：
（ 1） 测角网,交会测量 三角锁 三角网
（ 2） 测边网：
（ 3） 边角网 （ 导线测量 ）, 支导线 附合导线 闭合导线
导线网
第三节 测图原理与测量工作概述
3,细部测量 （ 碎步测量 ）,在每个控制点上, 以较低的 （ 当然也需保
证必要的 ） 精度施测其周围的局部地形细部或放样需要施工的点位, 称
为细部测量 。
4,外业：测量工作有些在野外进行,
内业：测量工作有些在室内进行 。
总之, 在测量的布局上, 是, 由整体到局部,, 在测量的次序上,
是, 先控制后碎部,, 在测量的精度上, 是, 从高级到低级,, 这就是
测量工作应遵循的基本原则 。
本 章 练 习 题
练习题：
1,给出某点的大地坐标, 如何求算其中央子午线 。 例如：
知道焦作地区位于 113左右, 求算该地区的中央子午线 。
2,复习地形图的内容, 测量原则等 。
