文档介绍：第一章绪论
第一节测量学与交通土木工程
测量学是一门研究测定地面点位置,研究确定并展示地球表面形态与大小的科学。
人类在从事生产活动的过程中必然要涉及到测量科学,例如土地的利用以及地面上构造
物的建造等都离不开边界、面积、土石方的测定,漫长人类文明史中的生产活动与测量科学息
息相关。
测量学的主要技术表现为测量与绘图,故测量学又有“测绘学”之称。由于测量学所涉及
的研究对象、方式、手段各有区别,因而测量学在自身的发展中形成了特色各异的其他分支测
量学科,这些分支学科是:大地测量学、地形测量学、摄影测量学、海洋测量学、地图制图学和工
程测量学。
大地测量学是一门研究广大地面上建立国家大地基础控制,研究测定地球形状、大小的重
要学科。大地测量学是地学的重要组成部分,是整个测量科学的基础理论学科。
地形测量学是研究地面及其附属物的测绘理论和方法的学科。
海洋测量学是研究地球表面水体及水下地貌表面的测绘理论和方法的学科。
摄影测量学是研究以摄影图象等手段表述地球表面的测绘理论和方法的学科。
地图制图学是研究绘制或表述地球表面及其附属物形状的成图理论与方法的学科。
工程测量学是研究各种工程建设在规划、勘察设计、施工、管理各阶段中的测量理论和方
法的学科。
在科学技术高度发展的今天,测量学作为比较古老的学科,发展非常迅速。本世纪中期以
后出现的激光技术、微电子技术、航天技术、计算机技术等重大成就,极大地推动测量学科的飞
跃和革新,主要贡献有激光红外测距、卫星全天候定位、摄影与遥感、数字化测量技术等。测量
学已经是具有现代完整理论基础和现代先进技术的重要学科。
测绘,即对地球表面及其附属物的测绘,并赋予处理、储存、管理等过程,其获得的数据或
图象成为可以储备、传播、应用的地球空间信息。地球空间信息是测绘学的成果。在现代测绘
科学与计算机信息科学集成的条件下,地球空间信息科学由此发展起来。由于测绘学是实现
地球空间信息的科学,在这个意义上,测量学又有地球空间信息工程学之称。
测量在交通土木工程建设中占有重要的地位,主要表现在:
测量是交通土木工程规划选线的重要依据。例如规划一个地区的交通网络,确定一条
交通线的走向,必须有测量提供的地形图和有关的地理信息参数才能实现。规划选线所需的
地形图是优化交通网络,节约用地,提高交通建设效益的重要一环。
测量是交通土木工程勘察设计的重要基础工作。对一个区域或者一条待定交通线地面
的高低平斜、河川宽窄深浅以及地面附属物,只有经过详细测量并获得大量地面基础信息,才
能进行交通土木工程的设计。测量是交通土木工程设计的前期重要技术工作。
测量是交通土木工程顺利施工的基本保证。一条公路中心线的标定,一座建筑物实际
位置的确定,⋯⋯测量技术工作在其中发挥重要的保证作用。
测量是检验工程质量和监视重要交通土木工程设施安全营运的必要技术手段。
交通土木工程测量是交通土木工程专业的基本技术。这门技术不仅包括有测量学科的基
本理论和技术原理,而且具有工程测量学的意义。土木工程技术人员明确测量学科在交通土
木工程建设中的重要地位,熟练掌握测量基本理论和技术原理,熟练掌握和应用工程测量基本
理论和方法,是进行交通土木工程技术工作的基本条件。
第二节坐标系统和高程系统的概念
一、地球体的有关概念
测量在地球面上进行,测量技术工作与地球体有着密切关系,它必然涉及地球体的有关概
念。
垂线:重力的作用线称为铅垂线,简称垂线。一条细绳系一重物(图
细绳在重物作用下形成下垂的方向线就是垂线。图中的重物称为垂球。垂
线是测量技术工作的一条基准线。
水准面:某一时刻处于没有风浪的海洋水面,称为水准面。水准面是一个理
想化了的静止曲面,性质有: 水准面处处与其相应的垂线互相垂直; 因海水
有潮汐,静止曲面所处的高度随时刻不同而异,因此不同时刻的水准面存在不同
的高度。
大地水准面:在高度不同的水准面中选择一个高度适中的水准面作为平均
海水面,这个没有风浪没有潮汐的平均海水面就称为大地水准面。
大地体:大地水准面所包围的曲面形体称为大地体。大地测量学的研究表
明,大地体是一个上下略扁的椭球体(图。从整个地球表面现状看: 海洋
表面(约占)大于陆地表面(约占,大地水准面所依据的海洋表面在很
大程度上可代表地球表面; 地球表面的高低不平程度与地球半径相比可忽略图
不计(如珠峰高与地球半径的比值不足千分之二)。因此大地体曲面可以
代表地球的表面形状。
参考椭球体:由于地球内部物质的不均匀性,大地水准
面各处重力线方向是不规则的(图,大地水准面是一个
起伏变化的不规则曲面,由此可