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1、第1章 绪 论1.1 1.1 测绘学研究的对象测绘学研究的对象1、研究和测定整个地球的形状和大小以提供有关地球 的科学研究资料。2、测绘各地区的地形图，为国防建设和国民经济建设、规划和设计等，提供空间基础地理信息和电子地图。3、将图纸上设计好的建筑物、构筑物等工程测设到实 地上去，作为施工的依据（工程测量）。现代测绘学-“Geomatics”这一新学科包含了所有的用计算机处理地理信息的各种学科与技术。范围包括工程测量、地形测量、遥感、摄影测量、地理信息系统（GIS）、土地信息系统（LIS）、地籍测绘、市政工程管理等；它是现代测绘科学与计算机信息科学的集成，属于空间信息科学范畴。本世纪是数字化和
2、信息化的时代，科学技术的突飞猛进给工程测量学科的发展带来了新的机遇和挑战。工程测量学的发展已经远远突破了原来的土木工程的狭窄概念，正如苏黎世高等工业大学马西斯教授所指出的：“一切不属于地球测定，不属于有关国家地图集的陆地测量和不属于公务测量的实际测量课题，都属于工程测量”。1.2 测绘学的发展现状测绘学的发展现状 1、经典测量方法主要采用光学经纬仪、水准仪、钢尺、皮尺测定和测设地面点的位置，采用的方法是三角网角度测量、钢尺导线网以及水准测量等方法。2、现代测量技术现代测量技术主要采用电子经纬仪、测距仪、电子水准仪、全站仪、GPS等，现代化测量仪器来完成上述测量任务。主要采用的方法是电磁波导线测
3、量和GPS网，来测定平面和高程位置，具有自动化程度高、记录准确、效率高、时间短是目前测绘界发展的趋势。在可以预计未来工程测量学将在以下主要几个方面得到显著发展：1）工程测量仪器将向测量机器人、测地机器人方向发展。应用范围进一步扩大，图形、图像、通讯和数据处理能力进一步增强。2）用精密工程测量的设备和方法进行工业测量、大型设备的安装、在线检测和质量控制。成为设计制造的重要组成部分，甚至作为制造系统不可分割的一个单元。正负电子对撞机LEP地面位置正负电子对撞机LEP/LHC空间位置示意图 欧洲原子核研究中心EPA加速器 超质子加速器SPS整个隧道中将安装上千块磁铁 3）工程测量数据采集将从一维、二
4、维发展到实时三维。从接触式测量方式发展到非接触式测量方式，测量平台将由地面到车载、机载、星载等，从静态走向动态。4）工程测量数据处理由侧重网的平差计算、单点的坐标计算、几何元素计算发展到高密度空间三维点、“点云”数据处理。测量数据和各种设计数据库实现无缝衔接LTD500激光跟踪测量系统5）测量技术和其他技术手段的集成和组合将是今后若干年内工程测量技术发展的主要方向。将出现多种用途的测量系统，如移动测图系统、内外部变形监测系统、快速定位定向系统等，空间技术特别是GPS技术的应用使工程测量在导航定位、交通管制等系统中发挥作用。超站仪及其炮兵定位定向系统 6）工程测量将进一步向宏观、微观二个方向发展
5、。宏观方面，工程建设的规模和难度更大，精度要求更高。微观测量将向计量方向发展，测量尺寸更小，将发展计算机视觉技术、显微摄影测量和显微图象处理技术。7）工程测量将实现测量、处理、分析、管理和应用的一体化、网络化。无线通讯技术、计算机网络技术、Internet等技术将使工程测量从分离式走向整体化，从单独作业模式发展为联合作业、实时作业模式。1.3 1.3 测量学在土木建筑工程中的作用测量学在土木建筑工程中的作用 随着工程测量自动化程度和测量精度的提高，工程测量的技术和方法已经在大型设备安装、巨型实验设备建设以及航空、航天工业、汽车、船舶制造业中得到了广泛的应用，出现了工程测量应用新的学科方向；大型
6、水工建筑物的建设、水利枢纽和电站工程的建设，使工程建筑物的安全监测、变形分析和预报成为工程测量研究的主要方向。随着人类科学技术不断向着宏观宇宙和微观粒子世界延伸。工程测量对象不仅限于地面而且深入地下、水域、空间、太空和宇宙，包括核电站、海底隧道、跨海大桥、磁悬浮铁路、电子对撞机工程等。由于仪器的进步和测量精度的提高，工程测量的领域日益扩大，除了传统的工程建设三阶段的测量工作外，在地震观测、海底探测、巨型机器、车床、设备的荷载试验、高大建筑物（电视发射塔、冷却塔）变形观测、太空飞船对接、文物调查，甚至在医学上和罪证调查中，都应用了最新的工程测量和精密工程测量的仪器和方法。两维位移测量传感器两维位移测量传感器静力水准测量系统静力水准测量系统三维动态监测系统三维动态监测系统文物和古建筑测量文物和古建筑测量Cyra三维激光扫描系统 对清华大学校门扫描所建立的模型图
