工作任务一 测量学概述

一、测量学的定义

测量学是研究地球的形状、大小以及确定地面点空间位置的一门科学。测量一词泛指对各种量的量测，而测量学所要量测的对象是地球的局部表面以至整个地球。由于测量学一般包含测和绘两项内容，所以这门科学又称为测绘科学。测绘学是既要测定地面点的几何位置、地球形状、地球重力场以及地球表面自然形态和人工设施的几何形态，又要结合社会和自然信息的地理分布，研究绘制全球或局部地区各种比例尺的地形图或专题地图的理论和技术。

1.测量学定义

分为早期定义和当前定义，早期定义是研究地球的形状和大小，确定地面点的坐标的学科；当前定义是研究三维空间各种物体的形状、大小、位置、方向和其分布的学科。

2.测量学任务

主要任务分为测定和测设两大内容。

（1）测定。又称测图，是指使用测量仪器和工具，通过测量和计算，得到一系列测量数据，或把地球表面的地形缩绘成地形图，为其他行业提供信息。

（2）测设。又称放样，是指把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置（包括方位、大小、形状、高低等）在地面上标定出来，作为施工的依据（施工过程中同样需要测量）。

二、测量学的分类

随着生产和科学技术的发展，测量学包括的内容也越来越丰富，按其研究对象和应用范围，可以分为以下几类。

（1）天文测量学。研究测定恒星的坐标，以及利用恒星确定观测点的坐标（经度、纬度等）的学科。

（2）大地测量学。研究在广大区域的范围内建立国家大地控制网，以测定地球的形状、大小和地球重力场的学科。大地测量必须考虑地球曲率的影响。近年来，因人造地球卫星的发射和科学技术的发展，大地测量学又分为常规大地测量学和卫星大地测量学。

（3）普通测量学。研究地球表面较小区域内的测量与制图工作的基本理论、技术和方法的学科。在此区域内可不考虑地球曲率的影响而将地球表面视为平面，其具体任务是测绘各种比例尺的地形图和一般的施工测量等。

（4）工程测量学。研究在工程建设中的勘测、设计、施工、竣工验收和管理各阶段中所进行的各种测量理论、技术和方法的学科。由于测量对象不同，可分为建筑工程测量、水利工程测量、线路工程测量、桥隧工程测量等。

（5）地形测量学。研究将地球表面局部地区的地貌、地物测绘成地形图和编制地籍图的基本理论和方法。

（6）摄影测量学。通过摄影和遥感技术获取被摄物体的信息，以确定地物的形状、大小、性质和空间位置并绘制成图的学科。根据测量手段不同，可分为航空摄影测量、航天摄影测量、地面摄影测量和水下摄影测量等。

（7）海洋测量学。是研究以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海洋图编制工作的理论、技术和方法的学科。

（8）地图制图学。研究利用测量成果制作各种地图的理论、工艺和方法的学科，其内容包括地图编制、整饰及电子地图制作与应用等。

（9）测量仪器学。研究测量仪器的制造、改进和创新的学科。

三、测量学的任务

水利工程测量是测量学的一个组成部分。它是研究水利工程在勘测设计、施工和运营管理阶段所进行的各种测量工作的理论、技术和方法的学科。水利工程测量学的主要任务包括：

（1）地形资料。为水利工程规划设计提供所需的地形资料。规划时需提供中、小比例尺地形图及有关信息，建筑物设计时要测绘大比例尺地形图。

（2）放样依据。要将图上设计好的建筑物按其位置、大小测设于地面，以便据此施工，称为施工放样。

（3）变形监测。在施工过程中及工程建成后运行管理中，需要对建筑物的稳定性及变化情况进行监测—变形观测，确保工程安全。

测量工作贯穿于工程建设的整个过程，测量工作的质量直接关系到工程建设的速度和质量。作为一名水利工作者，必须掌握必要的测量科学知识和技能，才能担负起工程勘测、规划设计、施工及管理等任务。

四、测量学的作用

由上可知，测量学的内容广泛，涉及面大，是现代高新技术互相渗透的结果，其研究和服务的对象、范围越来越广泛，重要性越来越显著。在国民经济建设、国防建设以及科学研究等领域发挥着重要的作用。

（1）在国防建设中的作用。在军事上，首先由测绘工作提供地形信息，在战略的部署、战役的指挥中，除必需的军用地图（包括电子地图、数字地图）外，还需要进行目标的观测定位，以便进行打击。至于远程导弹、空间武器、人造地球卫星以及航天器的发射等，都要随时观测、校正飞行轨道，保证其精确入轨飞行。为了使飞行器到达预定目标，除了测算出发射点和目标点的精确坐标、方位、距离外，还必须掌握地球形状、大小、重力场的精确数据。航天器发射后，还要跟踪观测飞行轨道是否正确。总之，现代测绘技术是军事上决策的重要依据之一。

（2）在水利工程建设中的作用。在水利各项工程的勘测、规划、设计、施工、竣工及运营后的监测、维护都需要进行测量工作。例如，在勘测设计各个阶段，需要勘测区的地形信息和地形图，供工程规划、选址和设计使用。在施工阶段，要进行施工测量，把设计好的建筑物、构筑物的空间位置测设于实地，以便据此进行施工；施工完成后，及时地进行竣工测量，编绘竣工图，为今后进一步发展提供依据。在建（构）筑物使用和工程的运营阶段，对于现代大型或重要的建筑物，还要继续进行变形观测和安全监测，为安全运营和生产提供资料。由此看出，测量工作在水利工程中应用十分广泛，它贯穿于工程建设的全过程，特别是大型和重要的水利建筑工程，测量工作更是非常重要的。

（3）在科学研究中的作用。在科学实验方面，如地震预测预报、灾情监测、空间技术研究、海底资源探测、大坝变形监测、加速器和核电站运营的监测，等等，无一不需要与测绘工作紧密结合并由测量提供相关的空间信息。

此外，对建立各种地理信息系统（GIS）、数字城市、数字中国，都需要现代测绘科学提供基础数据信息。