工作任務(wù)一 測量學(xué)概述

一、測量學(xué)的定義

測量學(xué)是研究地球的形狀、大小以及確定地面點空間位置的一門科學(xué)。測量一詞泛指對各種量的量測，而測量學(xué)所要量測的對象是地球的局部表面以至整個地球。由于測量學(xué)一般包含測和繪兩項內(nèi)容，所以這門科學(xué)又稱為測繪科學(xué)。測繪學(xué)是既要測定地面點的幾何位置、地球形狀、地球重力場以及地球表面自然形態(tài)和人工設(shè)施的幾何形態(tài)，又要結(jié)合社會和自然信息的地理分布，研究繪制全球或局部地區(qū)各種比例尺的地形圖或?qū)ｎ}地圖的理論和技術(shù)。

1.測量學(xué)定義

分為早期定義和當(dāng)前定義，早期定義是研究地球的形狀和大小，確定地面點的坐標(biāo)的學(xué)科；當(dāng)前定義是研究三維空間各種物體的形狀、大小、位置、方向和其分布的學(xué)科。

2.測量學(xué)任務(wù)

主要任務(wù)分為測定和測設(shè)兩大內(nèi)容。

（1）測定。又稱測圖，是指使用測量儀器和工具，通過測量和計算，得到一系列測量數(shù)據(jù)，或把地球表面的地形縮繪成地形圖，為其他行業(yè)提供信息。

（2）測設(shè)。又稱放樣，是指把圖紙上規(guī)劃設(shè)計好的建筑物、構(gòu)筑物的位置（包括方位、大小、形狀、高低等）在地面上標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)（施工過程中同樣需要測量）。

二、測量學(xué)的分類

隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測量學(xué)包括的內(nèi)容也越來越豐富，按其研究對象和應(yīng)用范圍，可以分為以下幾類。

（1）天文測量學(xué)。研究測定恒星的坐標(biāo)，以及利用恒星確定觀測點的坐標(biāo)（經(jīng)度、緯度等）的學(xué)科。

（2）大地測量學(xué)。研究在廣大區(qū)域的范圍內(nèi)建立國家大地控制網(wǎng)，以測定地球的形狀、大小和地球重力場的學(xué)科。大地測量必須考慮地球曲率的影響。近年來，因人造地球衛(wèi)星的發(fā)射和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大地測量學(xué)又分為常規(guī)大地測量學(xué)和衛(wèi)星大地測量學(xué)。

（3）普通測量學(xué)。研究地球表面較小區(qū)域內(nèi)的測量與制圖工作的基本理論、技術(shù)和方法的學(xué)科。在此區(qū)域內(nèi)可不考慮地球曲率的影響而將地球表面視為平面，其具體任務(wù)是測繪各種比例尺的地形圖和一般的施工測量等。

（4）工程測量學(xué)。研究在工程建設(shè)中的勘測、設(shè)計、施工、竣工驗收和管理各階段中所進(jìn)行的各種測量理論、技術(shù)和方法的學(xué)科。由于測量對象不同，可分為建筑工程測量、水利工程測量、線路工程測量、橋隧工程測量等。

（5）地形測量學(xué)。研究將地球表面局部地區(qū)的地貌、地物測繪成地形圖和編制地籍圖的基本理論和方法。

（6）攝影測量學(xué)。通過攝影和遙感技術(shù)獲取被攝物體的信息，以確定地物的形狀、大小、性質(zhì)和空間位置并繪制成圖的學(xué)科。根據(jù)測量手段不同，可分為航空攝影測量、航天攝影測量、地面攝影測量和水下攝影測量等。

（7）海洋測量學(xué)。是研究以海洋水體和海底為對象所進(jìn)行的測量和海洋圖編制工作的理論、技術(shù)和方法的學(xué)科。

（8）地圖制圖學(xué)。研究利用測量成果制作各種地圖的理論、工藝和方法的學(xué)科，其內(nèi)容包括地圖編制、整飾及電子地圖制作與應(yīng)用等。

（9）測量儀器學(xué)。研究測量儀器的制造、改進(jìn)和創(chuàng)新的學(xué)科。

三、測量學(xué)的任務(wù)

水利工程測量是測量學(xué)的一個組成部分。它是研究水利工程在勘測設(shè)計、施工和運營管理階段所進(jìn)行的各種測量工作的理論、技術(shù)和方法的學(xué)科。水利工程測量學(xué)的主要任務(wù)包括：

（1）地形資料。為水利工程規(guī)劃設(shè)計提供所需的地形資料。規(guī)劃時需提供中、小比例尺地形圖及有關(guān)信息，建筑物設(shè)計時要測繪大比例尺地形圖。

（2）放樣依據(jù)。要將圖上設(shè)計好的建筑物按其位置、大小測設(shè)于地面，以便據(jù)此施工，稱為施工放樣。

（3）變形監(jiān)測。在施工過程中及工程建成后運行管理中，需要對建筑物的穩(wěn)定性及變化情況進(jìn)行監(jiān)測—變形觀測，確保工程安全。

測量工作貫穿于工程建設(shè)的整個過程，測量工作的質(zhì)量直接關(guān)系到工程建設(shè)的速度和質(zhì)量。作為一名水利工作者，必須掌握必要的測量科學(xué)知識和技能，才能擔(dān)負(fù)起工程勘測、規(guī)劃設(shè)計、施工及管理等任務(wù)。

四、測量學(xué)的作用

由上可知，測量學(xué)的內(nèi)容廣泛，涉及面大，是現(xiàn)代高新技術(shù)互相滲透的結(jié)果，其研究和服務(wù)的對象、范圍越來越廣泛，重要性越來越顯著。在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)以及科學(xué)研究等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。

（1）在國防建設(shè)中的作用。在軍事上，首先由測繪工作提供地形信息，在戰(zhàn)略的部署、戰(zhàn)役的指揮中，除必需的軍用地圖（包括電子地圖、數(shù)字地圖）外，還需要進(jìn)行目標(biāo)的觀測定位，以便進(jìn)行打擊。至于遠(yuǎn)程導(dǎo)彈、空間武器、人造地球衛(wèi)星以及航天器的發(fā)射等，都要隨時觀測、校正飛行軌道，保證其精確入軌飛行。為了使飛行器到達(dá)預(yù)定目標(biāo)，除了測算出發(fā)射點和目標(biāo)點的精確坐標(biāo)、方位、距離外，還必須掌握地球形狀、大小、重力場的精確數(shù)據(jù)。航天器發(fā)射后，還要跟蹤觀測飛行軌道是否正確。總之，現(xiàn)代測繪技術(shù)是軍事上決策的重要依據(jù)之一。

（2）在水利工程建設(shè)中的作用。在水利各項工程的勘測、規(guī)劃、設(shè)計、施工、竣工及運營后的監(jiān)測、維護(hù)都需要進(jìn)行測量工作。例如，在勘測設(shè)計各個階段，需要勘測區(qū)的地形信息和地形圖，供工程規(guī)劃、選址和設(shè)計使用。在施工階段，要進(jìn)行施工測量，把設(shè)計好的建筑物、構(gòu)筑物的空間位置測設(shè)于實地，以便據(jù)此進(jìn)行施工；施工完成后，及時地進(jìn)行竣工測量，編繪竣工圖，為今后進(jìn)一步發(fā)展提供依據(jù)。在建（構(gòu)）筑物使用和工程的運營階段，對于現(xiàn)代大型或重要的建筑物，還要繼續(xù)進(jìn)行變形觀測和安全監(jiān)測，為安全運營和生產(chǎn)提供資料。由此看出，測量工作在水利工程中應(yīng)用十分廣泛，它貫穿于工程建設(shè)的全過程，特別是大型和重要的水利建筑工程，測量工作更是非常重要的。

（3）在科學(xué)研究中的作用。在科學(xué)實驗方面，如地震預(yù)測預(yù)報、災(zāi)情監(jiān)測、空間技術(shù)研究、海底資源探測、大壩變形監(jiān)測、加速器和核電站運營的監(jiān)測，等等，無一不需要與測繪工作緊密結(jié)合并由測量提供相關(guān)的空間信息。

此外，對建立各種地理信息系統(tǒng)（GIS）、數(shù)字城市、數(shù)字中國，都需要現(xiàn)代測繪科學(xué)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。