測繪是測量與繪圖的總稱。
測繪學研究測定和推算地面幾何位置、地球形狀及地球重力場,據(jù)此測量地球表面自然形態(tài)和人工設施的幾何分布,并結(jié)合某些社會信息和自然信息的地球分布,編制全球和局部地區(qū)各種比例尺的地圖和專題地圖的理論和技術的學科,是地球科學的重要組成部分。
測繪學的發(fā)展在世界上古史時代,就有利用測繪學治理尼羅河泛濫后農(nóng)田邊界整理的傳說。公元前7世紀,管仲在其所著《管子》一書中已收集了早期的地圖27幅。公元前5世界至3世紀,我國已有利用磁石制成最早的指南工具“司南”的記載。公元前130年,西漢初期便有了《地形圖》和《駐軍圖》,為目前所發(fā)現(xiàn)我國最早的地圖。
〖測繪學分支〗
大地測量,工程測量,攝影測量與遙感,地理信息系統(tǒng)與地圖制圖。其中大地測量又分為幾何大地測量,物理大地測量,空間大地測量;工程測量又分為地籍測量,橋梁測量,道路測量等。
〖研究對象和領域〗
研究測定和推算地面點的幾何位置、地球形狀及地球重力場,據(jù)此測量地球表面自然形狀和人工設施的幾何分布,并結(jié)合某些社會信息和自然信息的地理分布,編制全球和局部地區(qū)各種比例尺的地圖和專題地圖的理論和技術學科。又稱測量學。它包括測量和制圖兩項主要內(nèi)容。測繪學在經(jīng)濟建設和國防建設中有廣泛的應用。在城鄉(xiāng)建設規(guī)劃、國土資 源利用、環(huán)境保護等工作中,必須進行土地測量和測繪各種地圖,供規(guī)劃和管理使用。在地質(zhì)勘探、礦產(chǎn)開發(fā)、水利、交通等建設中,必須進行控制測量、礦山測量、路線測量和繪制地形圖,供地質(zhì)普查和各種建筑物設計施工用。在軍事上需要軍用地圖,供行軍、作戰(zhàn)用,還要有精確的地心坐標和地球重力場數(shù)據(jù),以確保遠程武器精確命中目標。
發(fā)展簡史 測繪學有著悠久的歷史。古代的測繪技術起源于水利和農(nóng)業(yè)。古埃及尼羅河每年洪水泛濫后,需要重新劃定土地界線,開始有測量工作。公元前21世紀,中國夏禹治水就使用簡單測量工具測量距離和高低。公元前3世紀,亞歷山大的埃拉托斯特尼采用在兩地觀測日影的辦法,首次推算出地球子午圈的周長,也是測量地球大小的弧度測量方法的初始形式。724年中國唐代的南宮說等人在張遂(一行)的指導下,在今河南滑縣至上蔡實測了約300千米的子午弧長。并在滑縣、開封、扶溝、上蔡測量同一時刻的日影長度,推算緯度1°的子午弧長,這是世界上第一次弧度實測。1617年荷蘭的W.斯涅耳首創(chuàng)三角測量法進行弧度測量,克服了在地面上直接量測弧長的困難。1687年英國I.牛頓根據(jù)力學理論,提出地球是兩極略扁的橢球體。1690年荷蘭C.惠更斯也提出地球是兩極略扁的扁球體。后為法國在南美洲和北歐進行的弧度測量所證明。結(jié)束了歷時半個世紀的有關地球形狀的爭論。1743年法國A.C.克萊羅發(fā)表《地球形狀理論》,奠定了用物理方法研究地球形狀的理論基礎。1849年英國Sir G.G.斯托克斯提出利用地面重力的測量結(jié)果研究大地水準面形狀的理論。1945年蘇聯(lián)M.S.英洛堅斯基創(chuàng)立了研究地球自然表面形狀的理論,并提出“似大地水準面”的概念。
測繪學是技術性學科,它的形成和發(fā)展在很大程度上依賴測量方法和儀器工具的創(chuàng)造和改革。17世紀以前,人們使用簡單的工具,如繩尺、木桿尺等進行測量,以量測距離為主。17世紀初發(fā)明了望遠鏡。1617年創(chuàng)立的三角測量法,開始了角度測量。1730年英國的西森制成第一架經(jīng)緯儀,促進了三角測量的發(fā)展。1794年德國的C.F.高斯發(fā)明了最小二乘法,直到1809年才發(fā)表。1806年法國的A.-M.勒讓德也提出了同樣的觀測數(shù)據(jù)處理方法。1859年法國的A.洛斯達首創(chuàng)攝影測量方法。20世紀初,由于航空技術發(fā)展,出現(xiàn)了自動連續(xù)航空攝影機,可以將航攝像片在立體測圖儀上加工成地形圖,促進了航空攝影測量的發(fā)展。
20世紀50年代起,測繪技術朝著電子化和自動化發(fā)展。1948年起各種電磁波測距儀出現(xiàn),克服了量距的困難,使導線測量得到重視和應用 。大約與此同時,電子計算機問世,加快了測量計算速度,改變了測繪儀器和方法,出現(xiàn)了解析測圖儀,促進了解析測圖技術的發(fā)展。1957年第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功后,在測繪學中開辟了衛(wèi)星大地測量和航天攝影測量新領域。隨后發(fā)展起來的甚長干涉測量技術、慣性測量技術,使測繪學增添了新的測量手段。
學科分支
測繪學主要研究對象是地球及其表面形態(tài)。在發(fā)展過程中形成大地測量學、普通測量學、攝影測量學、工程測量學、海洋測繪和地圖制圖學等分支學科。
大地測量學 研究和測定地球的形狀、大小和地球重力場,以及地面點的幾何位置的理論和方法。
普通測量學 研究地球表面局部區(qū)域內(nèi)控制測量和地形圖測繪的理論和方法。局部區(qū)域是指在該區(qū)域內(nèi)進行測繪時,可以不顧及地球曲率,把它當作平面處理,而不影響測圖精度。
攝影測量學 研究利用攝影機或其他傳感器采集被測物體的圖像信息,經(jīng)過加工處理和分析,以確定被測物體的形狀、大小和位置,并判斷其性質(zhì)的理論和方法。測繪大面積的地表形態(tài),主要用航空攝影測量。
工程測量學 研究工程建設中設計、施工和管理各階段測量工作的理論、技術和方法。為工程建設提供精確的測量數(shù)據(jù)和大比例尺地圖,保障工程選址合理,按設計施工和進行有效管理。
海洋測繪 研究對海洋水體和海底進行測量與制圖的理論和技術。為艦船航行安全、海洋工程建設提供保障。
地圖制圖學 研究地圖及其編制的理論和方法。
地圖繪制 地圖出現(xiàn)于上古時代,那時人類從事生產(chǎn)和軍事活動產(chǎn)生了對地圖的需要。考古工作者曾挖到公元前25世紀至前3世紀畫在或刻在陶片、 銅板或其他材料上的地圖。據(jù)文字記載,中國春秋戰(zhàn)國時期地圖已用于地政、軍事和墓葬等方面。公元前3世紀亞歷山大學者埃拉托斯特尼最先在地圖上繪制經(jīng)緯線。168 年,中國西漢繪制在帛上的地圖(1973年湖南省長沙馬王堆漢墓出土),已注意到比例尺和方位。150年古希臘的C.托勒密所著《地理學指南》一書 ,提出了地圖投影法。265年,中國西晉的裴秀總結(jié)出制圖六體的制圖原則,從此地圖制圖有了標準,奠定了中國古代制圖的理論基礎。17世紀起,西方一些國家用三角測量法進行大地測量,根據(jù)實地測量結(jié)果繪制國家規(guī)模的地形圖,這些地形圖有準確的方位、比例尺和較高的精度。中國清康熙四十七年至五十七年(1708~1718)完成的《皇輿全圖》,是中國歷史上首次以實地測量結(jié)果繪制的地形圖。20世紀初興起的航空攝影測量方法,加上照相平板彩色膠印技術的應用,促進了地圖制圖的發(fā)展。20世紀60年代以后,地圖制圖正向計算機輔助制圖方向發(fā)展。