测量学基础知识

1.1　测量学基础知识

1.1.1　测量学的定义及内容

测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面(包括空中、地下和海底)点位的科学。它的内容包括测绘和测设两个部分。测绘是指应用测量仪器和工具，通过测量和计算得到一系列测量数据，或将地球表面的地物和地貌缩绘成地形图，供经济建设、规划设计、科学研究和国防建设使用。测设是指应用测量仪器和工具把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置依据规定精度在地面上标定出来，作为施工的依据。

1.1.2　测量学的分支学科

测量学按照研究范围和对象的不同，产生了许多分支学科:

(1)普通测量学:不考虑地球曲率的影响，研究小范围地球表面形状的测绘工作的学科，是测量学的基础。

(2)大地测量学:研究整个地球的形状和大小，解决大地区控制测量和地球重力场问题的学科。

(3)摄影测量学:研究利用摄影或遥感的手段来测定物体的形状、大小和空间位置的学科。

(4)海洋测量学:研究以海洋和陆地水域为对象所进行的测量和制图工作的学科。

(5)工程测量学:研究工程建设和自然资源开发中，在规划、勘测设计、施工和运营管理各个阶段进行的各种测量工作的学科。

本教材针对建筑工程技术专业、路桥工程技术专业等，主要介绍普通测量学及部分工程测量学的内容。

1.1.3　测量学的任务和作用

从宏观方面考虑，测量学的任务是进行精密控制测量和建立国家控制网，提供地形测图和大型工程测量所需要的基本控制，为空间科技和军事工作提供精确的坐标资料，作为技术手段参与对地球形状、大小、地壳形变及地震预报等方面的科学研究。从微观方面考虑，测量学的任务是按照需求测绘各种比例尺地形图，为各个领域提供定位和定向服务，管理开发土地、建立工程控制网、进行施工放样、辅助设备安装、监测建筑物变形以及为工程竣工服务等。从本质上讲，测量学的任务就是确定地面目标在三维空间的位置以及随时间的变化。

测量工作是国家经济建设的先行，随着科学技术的飞速发展，测量工作在国家经济建设和发展的各个领域中发挥着越来越重要的作用。工程测量是直接为工程建设服务的，它的服务和应用范围包括城建、地质、铁路、交通、房地产管理、水利电力、能源、航天和国防等各种工程建设部门。

1.1.4　测量学在建筑工程中的应用

测绘科学在建筑类各专业的工作中有着广泛的应用。例如，在勘察设计的各个阶段，要求测绘各种比例尺的地形图，供城镇规划、选择厂址、管道及交通线路选线以及总平面图设计和竖向设计之用。在施工阶段，要将设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程测设于实地，以便进行施工。施工结束后，还要进行竣工测量，绘制竣工图，供日后扩建和维修之用。在运营管理阶段，对某些大型及重要的建筑物和构筑物还要进行变形观测，以保证建筑物的安全使用，其观测成果是验证设计理论和检验施工质量的重要资料。

对于建筑工程技术等建设类专业的学生，学习完本课程后，要求掌握普通测量学的基本知识和基础理论，能熟练操作各种测量仪器，了解大比例尺地形图的成图方法及应用，能熟练进行各种施工测量。

1.1.5　测量学的发展趋势

近年来由于人造卫星的发射及电子技术的发展，测量内容已由常规的大地测量发展到全球卫星定位系统(简称GPS)，这一技术已应用到大地控制测量、工程定位、军事测量等方面。由地面摄影测量和航空摄影测量发展到遥感系统(简称RS)，它已广泛应用于防洪抗灾、森林防火、土地调研等领域。由光电仪器及计算机等学科的综合应用，发展到电子平板测图及自动收集、处理测量数据的地理信息系统(简称GIS)。测量学正以全新的面貌展现于更广阔的应用领域。