第2章地球體與地圖投影

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1、第2章地球體與地圖投影高等教育出版社高等教育電子音像出版社電子教案普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材新編地圖學(xué)教程（第二版）22第2章地球體與地圖投影第1節(jié)地球體第2節(jié)大地測(cè)量系統(tǒng)第3節(jié)地圖投影第4節(jié)地圖比例尺第2章地球體與地圖投影高等教育出版社高等教育電子音像出版社第1節(jié)地球體電子教案普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材新編地圖學(xué)教程（第二版）本章首頁(yè)44第1節(jié)地球體第2章地球體與地圖投影一、地球體的基本特征（一）地球體的量度公元前3世紀(jì)希臘學(xué)者亞里士多德認(rèn)為大地是個(gè)球體。埃拉托色尼對(duì)地球大小作了第一次估算。這個(gè)角度約是圓周的1/50

2、本章首頁(yè)本節(jié)首頁(yè)55第1節(jié)地球體第2章地球體與地圖投影一、地球體的基本特征（一）地球體的量度公元724—725年張遂（一行）組織測(cè)量計(jì)算得子午線上的緯度1°的地面距離約132km，比現(xiàn)代測(cè)量值約長(zhǎng)21km。公元827年阿拉伯回教主AlMamum（阿爾曼孟）推算出1°子午線弧長(zhǎng)，比現(xiàn)代測(cè)量值只差1%。本章首頁(yè)本節(jié)首頁(yè)66第1節(jié)地球體第2章地球體與地圖投影一、地球體的基本特征（一）地球體的量度17世紀(jì)后牛頓論證地球是一個(gè)橢球體。清康熙年間天文–大地測(cè)量，實(shí)證地球不是正圓球。法國(guó)1735年測(cè)量論證地球是橢球?，F(xiàn)代天文測(cè)量地球是一個(gè)極半徑略短、赤

3、道半徑略長(zhǎng)，北極略突出、南極略扁平，近于梨形的橢球體。本章首頁(yè)本節(jié)首頁(yè)77第1節(jié)地球體第2章地球體與地圖投影一、地球體的基本特征（一）地球體的量度地表是一個(gè)有些微起伏、極其復(fù)雜的表面。地球是一個(gè)表面光滑、藍(lán)色美麗的正球體。航天器觀察地球機(jī)艙窗口俯視大地——地球體的自然表面本章首頁(yè)本節(jié)首頁(yè)88地球的自然表面并不光滑平順，珠穆朗瑪峰（8844.43m）與馬里亞納海溝（11034m）之間的高差約達(dá)20km。由于地球的自然表面凸凹不平，形態(tài)極為復(fù)雜，難以成為測(cè)量與制圖的基準(zhǔn)面。應(yīng)尋求一種與地球自然表面非常接近的規(guī)則曲面，來(lái)代替這種不規(guī)則的曲面。第

4、1節(jié)地球體第2章地球體與地圖投影一、地球體的基本特征（一）地球體的量度——地球體的自然表面本章首頁(yè)本節(jié)首頁(yè)99第1節(jié)地球體第2章地球體與地圖投影一、地球體的基本特征（二）地球體的物理表面地球不是一個(gè)正球體，而是一個(gè)極半徑略短、赤道半徑略長(zhǎng)，北極略突出、南極略扁平，近似的不規(guī)則橢球體。WDM94—1994年的全球重力場(chǎng)模型本章首頁(yè)本節(jié)首頁(yè)1010第1節(jié)地球體第2章地球體與地圖投影一、地球體的基本特征（二）地球體的物理表面與重力方向相垂直，可有無(wú)數(shù)個(gè)曲面，每個(gè)曲面上重力位相等，重力位相等的面被稱為重力等位面，即水準(zhǔn)面。理想水準(zhǔn)面：它是一個(gè)無(wú)波

5、浪、無(wú)潮汐、無(wú)水流、無(wú)大氣壓變化，處于流體平衡狀態(tài)的靜止海平面。它沒(méi)有棱角，沒(méi)有褶皺。尋找一種與地球自然表面非常接近的規(guī)則曲面，來(lái)代替這種不規(guī)則的地球面。本章首頁(yè)本節(jié)首頁(yè)1111它實(shí)際上是一個(gè)起伏不平的重力等位面，是逼近于地球本身形狀的一種形體，稱大地體。第1節(jié)地球體第2章地球體與地圖投影一、地球體的基本特征（二）地球體的物理表面大地水準(zhǔn)面：以理想水準(zhǔn)面作為基準(zhǔn)面向大陸延伸，穿過(guò)陸地、島嶼，最終形成的封閉曲面。本章首頁(yè)本節(jié)首頁(yè)1212第1節(jié)地球體第2章地球體與地圖投影一、地球體的基本特征（二）地球體的物理表面在實(shí)際測(cè)量中以似大地水準(zhǔn)面代替

6、大地水準(zhǔn)面，兩者在海洋上完全重合，在陸地上只在山區(qū)有2～4m的差異。各國(guó)也往往選擇一個(gè)平均海水面代替大地水準(zhǔn)面，以其作為統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)面。大地水準(zhǔn)面的意義：地球形體的一級(jí)逼近可用重力學(xué)理論進(jìn)行研究可使用儀器測(cè)得海拔本章首頁(yè)本節(jié)首頁(yè)1313它是一個(gè)規(guī)則的數(shù)學(xué)表面，所以人們視其為地球體的數(shù)學(xué)表面，也是對(duì)地球形體的二級(jí)逼近，用于測(cè)量計(jì)算的基準(zhǔn)面。第1節(jié)地球體第2章地球體與地圖投影一、地球體的基本特征（三）地球體的數(shù)學(xué)表面地球橢球體：假想將大地體繞短軸(地軸)飛速旋轉(zhuǎn)，以形成一個(gè)表面光滑的球體表面。本章首頁(yè)本節(jié)首頁(yè)1414地球橢球體基本參數(shù):長(zhǎng)半

7、軸（赤道半徑）a短半軸（極半徑）b橢球體的扁率α=(a-b)/a第一偏心率e2=(a2-b2)/a2第二偏心率e2=(a2-b2)/b2赤道半徑極半徑北極南極赤道abWGS[worldgeodeticsystem]84橢球體:a=6378.137kmb=6356.7523kmα=1/298.257224赤道直徑=12756.3km極軸直徑=12713.5km赤道周長(zhǎng)=40075.1km地球表面積=510064500km2對(duì)a,b,α的具體測(cè)定就是近代大地測(cè)量學(xué)的一項(xiàng)重要工作。第1節(jié)地球體第2章地球體與地圖投影（三）地球體的數(shù)學(xué)表面′本章首

8、頁(yè)本節(jié)首頁(yè)1515第1節(jié)地球體第2章地球體與地圖投影一、地球體的基本特征（三）地球體的數(shù)學(xué)表面總地球橢球：與大地體吻合最好的旋轉(zhuǎn)橢球稱為總地球橢球，也叫總橢球或平均橢球，大地測(cè)量在確定這個(gè)總地