测绘学的基础知识

1 地球的形状和大小（掌握、理解基本概念）
2 地球椭球

——参考椭球体（掌握、理解基本概念）

3 地面点位的确定（掌握、理解基本概念）
4 测量中常用的坐标系统与坐标转换（重点、难点）
5 地面点的高程（重点）
6 用水平面代替水准面的限度（一般了解）
7 测量工作的基本概念（一般了解）

2.1 地球的形状和大小

1) 地球的自然形体与表面

人类认识赖于生存的地球的形状与大小经历了漫长的历史过程，最早认为天圆地

方，直到公元前六世纪古希腊哲学家毕达哥拉斯（Pythagoras）提出地球球形的概
念，之后亚里士多德根据月食时月面出现的圆形地影事实，证实了地圆说。到 17 世纪
末，牛顿在研究地球自转对地球形态的影响时，认为地球应是一个赤道略为隆起，两
极略为扁平的椭球体。1733 年巴黎天文台派出两个考察队，分别前往南纬 2°的秘鲁
和北纬 66°的拉普林进行大地测量，结果证明了牛顿的推测。20 世纪 60 年代后，随
着卫星大地测量的发展以及测绘技术的进步，现已精确地测出地球的平均赤道半径为
6378.14 千米，极半径为 6356.76 千米，赤道周长和子午线周长分别为 40075 千米
和 39941 千米，北极地区约高出 18.9 米，南极地区低下去 24-3 米，地球像一只倒
放着的大鸭梨。地球表面上分布有陆地与海洋、高山与峡谷、丘陵与平原，陆地最高峰
——珠穆朗玛峰高出海平面 8848.13 米；海洋的最深处位于西太平洋的马里亚纳海沟，
低于海平面 11022 米。因此，地球的形状是一个十分不规则的球体，地球表面是一个
十分不规则的曲面，两者都不能用简单的数学公式加以表达，也就无法处理测量与制
图中的数学运算问题。为此，人们就设法寻求既能代表地球的形体，又能用简单数学
公式加以表达形体，以便于测量与制图数据的处理。

2)大地水准面与大地体
水准面——自由静止的水面。
特点：处处与重力方向正交、是重力等位面、有无数多个。

大地水准面——静止的平均海水面延伸到大陆与岛屿的内部形成的一个封闭曲面。
大地水准面是测量工作的基准面，重力的方向线即铅垂线是测量工作的基准线。

由于地表起伏和地球内部物质分布不均匀，导致处处与铅垂线相正交的大地水

准面仍然是一个有微小起伏的不规则曲面。

大地体：由大地水准面包围的形体，最接近于地球的形体，能代表地球的形状和

大小，但其形状仍然是不规则的，不能用简单数学公式加以表达。