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【干货】测绘人不得不知的三大基本概念

【干货】测绘人不得不知的三大基本概念 华测服务
2017-04-17
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导读:这三大基本概念,是我们测绘工作的重要组成部分






众所周知,现在的测绘产品,厂家做出来硬件、软件基本都是傻瓜式操作,就以华测导航Landstar7测地通软件简单举例,软件中关于方便快捷的硬件连接设置、脑洞大开的参数兼容性,还有专门针对电力、水利、道路等行业客户所做的便利应用等等,一个从未接触过此类产品的人,能通过此软件在最短时间内学会基本操作,着实让使用者体会到100%的傻瓜式概念。


我们做测量无非是确定如何测定地面点的平面位置和高程,将地球表面的地形及其它信息测绘成图,以及确定地球上某区域的形状、大小等。作为一名专业测绘工作者,切不可因为软件便捷的傻瓜式,而不去掌握现代测绘中涉及的基本概念,特别这三大基本概念,如果没掌握,只能捂脸了。

   

地球的形状与大小


因为测量本身就是确定空间点的地面位置,这与地球的形状和大小密切相关。


1

地球的自然表面。自然表面实际是很不平坦的复杂曲面,它上面自然分布着高山深谷、陆地海洋、丘陵平原等等,呈现出高低起伏的状态,自然表面也没有任何合适的公式来表达,所以在自然表面上想进行测绘、计算、绘图等工作是不可能的,所以需要找到一个与地球形状近似且又规则的曲面来代替自然表面。



2

大地水准面。大地水准面的概念需要我们设想一下,大概就是有一个静止的海水面,延伸到陆地而形成一个封闭的曲面。由于海水面有高低潮位的差别,所以设想静止的海水面有无数个,这样也就是说水准面有无数多个,但是由于地球内部质量分布不均匀,所以水准面各点受到的地球吸引力也不同,这就会引起各点的铅垂线产生不规则变化,那么这个水准面也就变成一个高低复杂、极不规则的曲面,在这样的面上去计算也是行不通的,所以我们还需要找到一种几何方式来代替这个水准面。




3

参考椭球。根据牛顿万有引力定律,地球绕太阳转,地球表面是一个接近于圆而两极略扁的旋转体,所以测量上就选用一个与水准面接近的并绕椭圆短轴旋转而成的椭球来代替地球形体,因为这才是一个真正规则的几何面,在这个面上,测绘计算就没问题了。历史上就有测绘学者算出过不同的参考椭球元素值,直到我国解放后,才正式采用苏联椭球值:a=6378245m,b=6356863m,α=1/298.3,由于参考椭球扁率很小,在测量计算中可以直接把地球当圆球对待,取三个半轴平均值作地球半径,即R=(a+a+b)/3=6371014.7m,实际测量取就近值6371km也足以满足测绘精度。



点线面的概念


选定参考椭球之后,就可以建立统一的坐标系了,为了便于了解坐标,必须先了解参考椭球的点线面的概念,如下:


1

子午面与子午线。经过地球自转轴的任一平面便是子午面,子午面与参考椭球面的交线便是子午线,国际公认子午面是将地球分为东西两半球,所有子午线都是大小相同的椭圆。





2

赤道和纬线。赤道是过地球中心且与地轴垂直的平面与参考椭球面的交线,赤道将地球分为南北两半球,所有纬线都在各自半球内,是大小不同但相互平行的圆圈。


3

点的经度。经度由首子午面向东、向西量度,各由180°,在首子午面以东称为东经,以西为西经,在同一子午线上的个点经度相同。


4

点的纬度。纬度由赤道面向北、向南分别计算,各由90°,赤道以北是北纬,以南为南纬,同一纬线上的纬度相同。



 

比例尺


地形图总是按一定比例缩绘而成,其缩小程度是以比例尺来表示的,图纸上面线段与实地相应线段的水平投影之比,便是比例尺的概念,地形图的常用比例尺有1/5001/10001/20001/5000等,比例尺大小,是由分数值的大小来决定的,分母越小,比例尺越大。比例尺按表示方法不同,可分为三种。



1

数字比例尺。数字比例尺是以数字形式来表示的,为了计算方便,数字比例尺是以分子为1的分数来表示。假设图纸上某一直线长度为l,地面上相应线段水平投影长度LM为比例尺分母,则该图纸的比例尺为M(1)=L(l)=1/(L/l)


2

直线比例尺。直线比例尺是以图示直线形式表示,这就比需要经常化算的数字比例尺要方便很多。直线比例尺是根据数字比例尺的大小,用图上线段长度代表实际距离来表示比例尺大小。



3

斜线比例尺。使用直线比例尺仅能读到基本单位1/10,其1/100基本单位只能估读,为了提高这个精度,便产生了斜线比例尺,通俗叫法是复式比例尺。复式比例尺一般是刻在伸缩性很小的金属尺上,这样就能精确读到1/100的比例尺基本单位,精度比直线比例尺提高了10倍。


最后再讨论一下比例尺精度的问题。人们用肉眼分辨出图上的最小距离,公认是0.1mm,也就是说,小于0.1mm的线段实际已经绘制不到图上,所以,这个0.1mm便为实际比例的精度。若以a代表比例尺精度,b表示比例尺分母,则有a=0.1mm x b,用这个公式可以算出不同比例尺的精度,如下:


1:500

1:1000

1:2000

1:5000

0.05m

0.1m

0.2m

0.5m


如上所述,这三大基本概念,是我们测绘工作的重要组成部分,也是每一位测绘工作者离不开的元素能量,所以,在我们享受着测绘产品傻瓜式便捷的同时,也将这一部分该掌握的东西收纳脑中,做一名合格的测绘工作者,工作并快乐着!

 

       






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