2024年6月12日发(作者：弓湉湉)
《测绘学基础》知识要点与习题答案
Crriculum architecture & answers to exercise of
Fundamentals of Geomatics
总学时数：测绘64；地信、规划48 实验学时：12，计4次 学 分：6/4
课程性质：专业基础课 先修课程：高等数学，专业概论，概率统计学
教学语言：双语教学 考核方式：考试 实 习：3周计3学分
平时成绩: 20％ (实验报告、提问、测验、课堂讨论及作业)
1.课程内容
测绘学基础是测绘科学与技术学科的平台基础课。该分支学科领域研究的主要内容是小区域控制测量、地
形图测绘与基本测绘环节的工程与技术，即：应用各类测绘仪器进行各种空间地理数据的采集包括点位坐标与
直线方位测定与测设、地形图数字化测绘等外业工作和运用测量误差与平差理论进行数据处理计算、计算机地
图成图等内业工作。授课内容主要包括地球椭球与坐标系、地图分幅、空间点位平面坐标与高程及直线方位测
定与测设、误差理论与直接平差、大比例尺地形图数字成图等基本理论与方法。
2.课程特色
测绘学基础为测绘学科主干课程，为学生进一步学习以“3S”为代表的大地测量学、摄影测量学、工程测量
学等专业理论与技术奠定基础。同时，该课程本身也是测绘学的一门分支学科──地形测量学（Topographical
Surveying）。该门课程具有理论、工程和技术并重、实践性强等特点，其教学水平和教学质量是衡量测绘学科
教育水准的关键要素，实施多样化课堂教学，注重培养学生动手能力和创新能力，以达到国家级精品课的要求
为建设目标。
3.课程体系
测
绘
基
本
理
论
与
测
、
绘
、
算
基
本
功
地球几何要素与地图基本知识
小区域控制测量（点位和方位的确定方法）
平面控制测量（导线测量为主）
高程控制测量（几何水准和光电三
角高程测量为主）
角度测量（经纬仪、
全站仪原理与使用）
距离测量（视距、钢尺、
测距仪原理与使用）
高程测量（水准仪原
理与使用、三角高程）
测
量
误
差
基
本
理
论
与
应
用
地形图数字化测绘与计算机成图
地形图应用
施工测量（测绘基本技术）
第一章 绪论 Chapter 1 Introductory
内容：⑴了解测绘学科的起源、发展沿革与分支学科的研究领域；⑵测绘学的任务与作用。
重点：大地测量学与地形测量学的研究领域和工作内容。
难点：无。
§1-1测绘学的定义DEFINITION OF GEOMATICS
研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形态和人工设施的
几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地球分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图
的理论和技术的学科。它是地球科学的一个分支学科。
即：研究地球与空间有关数据（地理信息）的采集、量测、处理和应用的一门科学。
§1-2测绘学的分支学科BRANCHES OF GEOMATICS
☆大地测量学（Geodesy/Geodetic Surveying)：
主要研究整个地球的形状、大小和地球重力场及其变化，通过建立区域和全球三维控制网及利用卫星测
量、甚长基线干涉测量等方法测定地球各种动态的理论和技术。
☆地形测量学（Topographic Surveying）：
测量小区域内的地球表面形状时，将其作为平面而不考虑地球曲率的影响而进行的测量工作。
☆摄影测量学与遥感(Photogrammetry & Remote Sensing)：
不接触物体本身，用传感器收集目标物的电磁波信息，经处理、分析后，识别目标物的形状、大小和空
间位置，揭示其几何、物理特性和相互联系及其变化规律的科学技术。
☆工程测量学（Engineering Surveying)：
研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的测量工作及建立相应信息系统的理论与技术的学科。
☆海洋测绘学( Hydrographic Surveying)：
研究有关海洋几何要素、海面地形等自然和社会分布及编制海图的理论与技术的学科。
☆地图制图学(Cartography/Cartology)：
研究地图的信息传输、投影原理、制图概况和地图设计、编制、及建立地图数据库的理论与技术的学科。
☆地理信息系统（Geographical Information System）：
在计算机软件和硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式输入、存储、检索、显
示和综合分析应用的技术系统。
§1-3测绘学发展沿革HISTORY & DEVELOPMENT OF GEOMATICS
与测绘学有密切关系的学科领域：地球物理学、地质学、天文学、地理学、海洋学、空间科学、环境科
学、计算机科学、信息科学和其它工程学科。测绘学──偏重于研究地球表层和物体的空间特性和变化。
第二章 测绘学基本知识 Chapter 2 Basic Concepts of Surveying
内容：⑴了解地球的形状、大小与点位的确定方法；⑵掌握直线定向和空间点位的测算原理与方法；⑶了解
地球表面曲率对测绘成果的影响情况；⑷熟悉常用坐标系统、高斯地图投影方法、地图分幅方法；⑸掌握大
比例尺地形图测绘的基本原理；⑹了解控制测量与地形测量的一般原理与技术方法。
重点：⑴直线定向和空间点位的测算原理与方法；⑵常用坐标系统、高斯投影、地图分幅方法；⑶大比例尺
地形图的测绘原理。
难点：⑴地球自然表面、大地水准面和椭球体面之间的关系；⑵测绘上地面点位置表示方法与数学的区别；
⑶常用的坐标系统及表示方法、所依据的基准；⑷高斯投影的基本方法与分度带概念。
§2-1地球的几何要素THE EARTH, GEOID AND ELLIPSOID
1. 地球的形状（Shape of the Earth）
1.1地球的自然表面（Physical Surface of the earth）
陆地29％，最高─珠穆朗玛峰(Mount Qomolangma /Mount Everest)8844.43m（2005年10月)；海洋71％，最
低─马里亚纳海沟(Mariana Trench)-11022m。
1.2大地水准面（Geoid）
与处于流体静平衡状态的海洋面（平均海水面）重合并延伸向大陆且包围整个地球的重力等位面。
★大地水准面(Geoid)──测量工作外业的基准面；
★铅垂线(Plumb line)──测量工作外业的基准线。
★大地体(Geoid) ──大地水准面包围的地球形体。
1.3参考椭球体面（Reference Ellipsoidal Surface）
★参考椭球体(Reference Ellipsoid)──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。
★参考椭球体面(Reference Ellipsoidal Surface)──测量工作内业的基准面；
★过椭球面法线(Normal line)──测量工作内业的基准线。
2. 地球的大小（Size of the Earth）
★扁率（Flattening）：
f
ab
；a ─ 长半轴（semi-major axis）；b ─ 短半轴（semi-minor axis）。
a
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2024年6月12日发(作者：弓湉湉)
《测绘学基础》知识要点与习题答案
Crriculum architecture & answers to exercise of
Fundamentals of Geomatics
总学时数：测绘64；地信、规划48 实验学时：12，计4次 学 分：6/4
课程性质：专业基础课 先修课程：高等数学，专业概论，概率统计学
教学语言：双语教学 考核方式：考试 实 习：3周计3学分
平时成绩: 20％ (实验报告、提问、测验、课堂讨论及作业)
1.课程内容
测绘学基础是测绘科学与技术学科的平台基础课。该分支学科领域研究的主要内容是小区域控制测量、地
形图测绘与基本测绘环节的工程与技术，即：应用各类测绘仪器进行各种空间地理数据的采集包括点位坐标与
直线方位测定与测设、地形图数字化测绘等外业工作和运用测量误差与平差理论进行数据处理计算、计算机地
图成图等内业工作。授课内容主要包括地球椭球与坐标系、地图分幅、空间点位平面坐标与高程及直线方位测
定与测设、误差理论与直接平差、大比例尺地形图数字成图等基本理论与方法。
2.课程特色
测绘学基础为测绘学科主干课程，为学生进一步学习以“3S”为代表的大地测量学、摄影测量学、工程测量
学等专业理论与技术奠定基础。同时，该课程本身也是测绘学的一门分支学科──地形测量学（Topographical
Surveying）。该门课程具有理论、工程和技术并重、实践性强等特点，其教学水平和教学质量是衡量测绘学科
教育水准的关键要素，实施多样化课堂教学，注重培养学生动手能力和创新能力，以达到国家级精品课的要求
为建设目标。
3.课程体系
测
绘
基
本
理
论
与
测
、
绘
、
算
基
本
功
地球几何要素与地图基本知识
小区域控制测量（点位和方位的确定方法）
平面控制测量（导线测量为主）
高程控制测量（几何水准和光电三
角高程测量为主）
角度测量（经纬仪、
全站仪原理与使用）
距离测量（视距、钢尺、
测距仪原理与使用）
高程测量（水准仪原
理与使用、三角高程）
测
量
误
差
基
本
理
论
与
应
用
地形图数字化测绘与计算机成图
地形图应用
施工测量（测绘基本技术）
第一章 绪论 Chapter 1 Introductory
内容：⑴了解测绘学科的起源、发展沿革与分支学科的研究领域；⑵测绘学的任务与作用。
重点：大地测量学与地形测量学的研究领域和工作内容。
难点：无。
§1-1测绘学的定义DEFINITION OF GEOMATICS
研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形态和人工设施的
几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地球分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图
的理论和技术的学科。它是地球科学的一个分支学科。
即：研究地球与空间有关数据（地理信息）的采集、量测、处理和应用的一门科学。
§1-2测绘学的分支学科BRANCHES OF GEOMATICS
☆大地测量学（Geodesy/Geodetic Surveying)：
主要研究整个地球的形状、大小和地球重力场及其变化，通过建立区域和全球三维控制网及利用卫星测
量、甚长基线干涉测量等方法测定地球各种动态的理论和技术。
☆地形测量学（Topographic Surveying）：
测量小区域内的地球表面形状时，将其作为平面而不考虑地球曲率的影响而进行的测量工作。
☆摄影测量学与遥感(Photogrammetry & Remote Sensing)：
不接触物体本身，用传感器收集目标物的电磁波信息，经处理、分析后，识别目标物的形状、大小和空
间位置，揭示其几何、物理特性和相互联系及其变化规律的科学技术。
☆工程测量学（Engineering Surveying)：
研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的测量工作及建立相应信息系统的理论与技术的学科。
☆海洋测绘学( Hydrographic Surveying)：
研究有关海洋几何要素、海面地形等自然和社会分布及编制海图的理论与技术的学科。
☆地图制图学(Cartography/Cartology)：
研究地图的信息传输、投影原理、制图概况和地图设计、编制、及建立地图数据库的理论与技术的学科。
☆地理信息系统（Geographical Information System）：
在计算机软件和硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式输入、存储、检索、显
示和综合分析应用的技术系统。
§1-3测绘学发展沿革HISTORY & DEVELOPMENT OF GEOMATICS
与测绘学有密切关系的学科领域：地球物理学、地质学、天文学、地理学、海洋学、空间科学、环境科
学、计算机科学、信息科学和其它工程学科。测绘学──偏重于研究地球表层和物体的空间特性和变化。
第二章 测绘学基本知识 Chapter 2 Basic Concepts of Surveying
内容：⑴了解地球的形状、大小与点位的确定方法；⑵掌握直线定向和空间点位的测算原理与方法；⑶了解
地球表面曲率对测绘成果的影响情况；⑷熟悉常用坐标系统、高斯地图投影方法、地图分幅方法；⑸掌握大
比例尺地形图测绘的基本原理；⑹了解控制测量与地形测量的一般原理与技术方法。
重点：⑴直线定向和空间点位的测算原理与方法；⑵常用坐标系统、高斯投影、地图分幅方法；⑶大比例尺
地形图的测绘原理。
难点：⑴地球自然表面、大地水准面和椭球体面之间的关系；⑵测绘上地面点位置表示方法与数学的区别；
⑶常用的坐标系统及表示方法、所依据的基准；⑷高斯投影的基本方法与分度带概念。
§2-1地球的几何要素THE EARTH, GEOID AND ELLIPSOID
1. 地球的形状（Shape of the Earth）
1.1地球的自然表面（Physical Surface of the earth）
陆地29％，最高─珠穆朗玛峰(Mount Qomolangma /Mount Everest)8844.43m（2005年10月)；海洋71％，最
低─马里亚纳海沟(Mariana Trench)-11022m。
1.2大地水准面（Geoid）
与处于流体静平衡状态的海洋面（平均海水面）重合并延伸向大陆且包围整个地球的重力等位面。
★大地水准面(Geoid)──测量工作外业的基准面；
★铅垂线(Plumb line)──测量工作外业的基准线。
★大地体(Geoid) ──大地水准面包围的地球形体。
1.3参考椭球体面（Reference Ellipsoidal Surface）
★参考椭球体(Reference Ellipsoid)──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。
★参考椭球体面(Reference Ellipsoidal Surface)──测量工作内业的基准面；
★过椭球面法线(Normal line)──测量工作内业的基准线。
2. 地球的大小（Size of the Earth）
★扁率（Flattening）：
f
ab
；a ─ 长半轴（semi-major axis）；b ─ 短半轴（semi-minor axis）。
a
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