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测绘技术和仪器工具的革新与变革

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:约于1640年,英国的加斯科因在两片透镜之间设置十字丝,使望远镜能用于精确瞄准,以改进测量仪器,这可算光学测绘仪器的开端。约于1730年,英国的西森制成测角用的第一架经纬仪,大大促进了三角测量的发展,使它成为建立各种等级测量控制网的主要方法。随后,相继出现立体坐标量测仪,地面立体测图仪等。首先是测距仪器的变革。

测绘技术和仪器工具的革新与变革

17世纪之前,人们使用简单的工具,例如中国的绳尺、步弓、矩尺和圭表等进行测量。这些测量工具都是机械式的,而且以用于量测距离为主。17世纪初发明了望远镜。1617年,荷兰的斯涅耳为了进行弧度测量而首创三角测量法,以代替在地面上直接测量弧长,从此测绘工作不仅测量距离,而且开始了角度测量。约于1640年,英国的加斯科因在两片透镜之间设置十字丝,使望远镜能用于精确瞄准,以改进测量仪器,这可算光学测绘仪器的开端。约于1730年,英国的西森制成测角用的第一架经纬仪,大大促进了三角测量的发展,使它成为建立各种等级测量控制网的主要方法。在这一段时期里,由于欧洲又陆续出现小平板仪、大平板仪以及水准仪,地形测量和以实测资料为基础的地图制图工作也相应得到了发展。从16世纪中叶起,欧美二洲间的航海问题变得特别重要。为了保证航行安全和可靠,许多国家相继研究在海上测定经纬度的方法,以定船舰位置。经纬度的测定,尤其是经度测定方法,直到18世纪发明时钟之后才得到圆满解决。从此开始了大地天文学的系统研究。19世纪初,随着测量方法和仪器的不断改进,测量数据的精度也不断提高,精确的测量计算就成为研究的中心问题,此时数学的进展开始对测绘学产生重大影响。1806年和1809年法国的勒让德和德国高斯分别发表了最小二乘准则,这为测量平差计算奠定了科学基础。19世纪50年代初,法国洛斯达首创摄影测量方法。随后,相继出现立体坐标量测仪,地面立体测图仪等。到20世纪初,则形成比较完备的地面立体摄影测量法。由于航空技术的发展,1915年出现了自动连续航空摄影机,因而可以将航空摄像片在立体测图仪器上加工成地形图。从此,在地面立体摄影测量的基础上,发展了航空摄影测量方法。在这一时期里,由于在19世纪末和20世纪30年代,先后出现了摆仪和重力仪,尤其是后者的出现,使重力测量工作既简便又省时,不仅能在陆地上,而且也能在海洋上进行,这就为研究地球形状和地球重力场提供了大量实测重力数据。可以说,从17世纪末到20世纪中叶,测绘仪器主要在光学领域内发展,测绘学的传统理论和方法也已发展成熟。

从20世纪50年代起,测绘技术又朝电子化和自动化方向发展。首先是测距仪器的变革。1948年起陆续发展起来的各种电磁波测距仪,由于可用来直接精密测量远达几十公里的距离,因而使得大地测量定位方法除了采用三角测量外,还可采用精密导线测量和三边测量。与此同时,电子计算机出现了,并很快应用到测绘学中。这不仅加快了测量计算的速度,而且还改变了测绘仪器和方法,使测绘工作更为简便和精确。例如具有电子设备和用电子计算机控制的摄影测量仪器的出现,促进了解析测图技术的发展,继而在60年代,又出现了计算机控制的自动绘图机,可用以实现地图制图的自动化。自从1957年第一颗人造地球卫星发射成功后,测绘工作有了新的飞跃,在测绘学中开辟了卫星大地测量学这一新领域,就是观测人造地球卫星,用以研究地球形状和重力场,并测定地面点的地心坐标,建立全球统一的大地坐标系统。同时,由于利用卫星可从空间对地面进行遥感(称为航天摄影),因而可将遥感的图像信息用于编制大区域内的小比例尺影像地图和专题地图。在这个时期里还出现了惯性测量系统,它能实时地进行定位和导航,成为加密陆地控制网和海洋测绘的有力工具。随着脉冲星类星体的发现,又有可能利用这些射电源进行无线电干涉测量,以测定相距很远的地面点的相对位置。所以20世纪50年代以后,测绘仪器的电子化和自动化以及许多空间技术的出现,不仅实现了测绘作业的自动化,提高了测绘成果的质量,而且使传统的测绘学理论和技术发生了巨大的变革,测绘的对象也由地球扩展到月球和其他星球。(www.xing528.com)

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