测量学研究的内容包括确定地球和其他实体的形状、大小和重力场,并在此基础上建立一个统一的坐标系统,利用各种测量仪器、传感器及其组合系统,获取地球及其他实体在一定坐标系中有关空间定位和分布的信息,制成各种地形图和专题图以及建立地理、土地等各种空间信息系统,为研究地球自然和人文现象,解决人口、资源、环境和灾害等社会可持续发展中的重大问题以及为国民经济和国防建设提供技术支撑和数据保障。
测量学的任务主要包括测定和测设两个方面。测定是测量地球表面的自然地貌及人工构造物的平面位置及高程,并按一定比例尺绘制成图,供国防工程及国民经济建设的规划、设计、管理和科学研究使用;测设是将设计图上的工程构造物的平面位置和高程在实地标定出来,作为施工的依据,测设也称为施工放样。
随着近代科学技术的迅速发展和社会生产的广泛需要,测量学已发展为几门彼此紧密联系而又自成体系的分支学科,它包括:
①普通测量学:研究地球表面较小区域内测绘工作的基本理论、技能、方法及普通测量仪器的使用技术和比例尺地形图测绘与应用的学科,是测量学的基础部分。
②大地测量学:研究在较大区域内建立高精度大地控制网,测定地球形状、大小和地球重力场的理论、技术及方法的学科。由于人造地球卫星的发射和空间技术的发展,大地测量学又分为常规大地测量学和卫星大地测量学以及空间大地测量学。大地测量工作为其他测量工作提供高精度的起算数据,也为空间科学技术和国防建设提供精确的点位坐标、距离、方位及地球重力场资料,并为与地球有关的科学研究提供重要的资料。
③摄影测量学:研究利用摄影手段来获得被测物体的图像信息,从几何和物理方面进行分析处理,对所摄对象的本质提供各种资料的一门学科。由于摄影取得的信息能真实和详尽地记录摄影瞬间客观景物的形态,具有良好的测量精度和判读性能,因此摄影测量除用于常规测绘摄影区域的地形图外,还广泛应用于建筑、考古、生物、医学、工业等领域,如桥梁变形观测、汽车碰撞试验、爆炸过程监视和动态目标测量等方面。
④工程测量学:研究工程建设在勘测设计、施工过程和管理阶段所进行的各种测量工作的学科。主要内容有:工程控制网的建立、地形测绘、施工放样、设备安装测量、竣工测量、变形观测和维修养护测量等。工程测量学是一门应用科学,它是在数学、物理学等有关学科的基础上应用各种测量技术解决工程建设中实际测量问题的学科。随着激光技术、光电技术、工程摄影测量技术、快速高精度空间定位技术在工程测量中的应用,工程测量学的服务面越来越广,特别是在现代大型工程建设中的应用大大促进了工程测量学的发展。
我国测量技术的应用有着悠久的历史,在几千年的文明历史中有着许多关于测量的记载,如战国时期就发明的世界上最早的指南针;东汉张衡发明的浑天仪;西晋斐秀提出的《制图六体》;到 18 世纪初清康熙年间,进行了大规模的大地测量,于 1718 年完成了世界上最早的地形图之一——《皇舆全图》。新中国成立后,测绘事业得到了迅速发展,成立了国家和地方测绘管理机构,建立了全国天文大地控制网,统一了全国大地坐标和高程系统,测绘了国家基本地形图,在测绘人才培养、测绘科研等方面都取得了巨大的成就。尤其是现代科学技术的发展,测量内容由常规的大地测量发展到人造卫星大地测量,由空中摄影测量发展到遥感技术的应用;被测对象由地球表面扩展到空间,由静态发展到动态;测量仪器已广泛趋向电子化和自动化。