（一）现代测绘学的任务
现代测绘学的任务是：研究人类对赖以生存的地球环境信息的采集、测量、描述和利用的科学。其内容包括：空间定位、地球形状和重力场；获取地球及其外层空间宇宙星体的自然形态、人为设施以及与其属性有关的信息；制成各种地形图、专题图和建立地理信息系统，为研究地球上的自然现象和有关的社会现象，为社会可持续发展提供基础信息。
（二）测绘学的分类
测绘学按照研究范围、研究对象及采用技术手段的不同，分为大地测量学、摄影测量与遥感学、地图制图学、工程测量学和海洋测绘学等分支学科。
1.大地测量学
大地测量学是研究和确定地球的形状、大小、重力场、整体与局部运动和地表面点的几何位置及其变化的理论和技术的学科。
大地测量学是测绘学各分支学科的重要理论基础，基本任务是建立国家平面控制网、高程控制网和重力控制网，精确测定控制点的空间三维位置和相互位置关系，研究和确定地球形状大小、地球外部重力场及其变化、地球潮汐、板块运动与地壳形变及地震预报等问题，为国民经济建设和社会发展、国家安全以及地球科学和空间科学研究等提供大地测量基础设施、信息和技术支持。现代大地测量学包含三个基本分支，即几何大地测量学、物理大地测量学和空间大地测量学。
2.摄影测量与遥感学
摄影测量与遥感学是研究利用摄影或遥感的手段获取目标物的影像数据，从中提取几何的或物理的信息，并用图形、图像和数字形式表达测绘成果的学科。
摄影测量最主要的摄影对象是地球表面，用来测绘国家各种基本比例尺的地形图，为各种地理信息系统与土地信息系统提供基础数据。
摄影测量的发展经历了模拟、解析和数字摄影测量三个阶段。根据对地面获取影像位置的不同，摄影测量可分为航空摄影测量、航天摄影测量和地面（近景）摄影测量。
3.地图制图学
地图制图学是利用测量所得的成果资料，研究模拟地图和数字地图的基础理论，设计、编绘和复制的技术方法及其应用的学科。随着计算机制图技术和地图数据库的发展，地图制图学现已发展为研究空间地理环境信息和空间信息系统的科学。
4.工程测量学
工程测量学是研究工程建设和自然资源开发，在规划、勘探设计、施工和运营管理各个阶段进行的控制测量、大比例尺地形图测绘、地籍测绘、施工放样、设备安装、变形监测及分析与预报等的理论和技术的学科。它是测绘学在国民经济和国防建设中的直接应用，可分为普通工程测量和精密工程测量。
5.海洋测绘学
海洋测绘学是以海洋水体和海底为对象，研究海洋定位、测定海洋大地水准面和平均海水面、海底和海面地形、海洋重力、海洋磁力、海洋环境等自然和社会信息的地理分布及编制各种海图的理论和技术的学科。内容包括海洋大地测量、海道测量、海底地形测量和海图编制。
随着光电技术、人造地球卫星技术及计算机技术的发展和在测绘中的应用，测绘的作业方式和应用领域都已经发生了重大的变化，传统的按作业方式或应用领域的分类，已经不能完全适合测绘学的现状。
近几十年，我国测绘事业有了很大发展。建立和统一了全国坐标系统和高程系统；建立了遍及全国的大地控制网、国家水准网、基本重力网和卫星定位网；完成了国家大地网和水准网的整体平差、国家基本图的测绘工作。GPS全球定位系统得到广泛应用，国产GIS软件日愈成熟，测绘科技水平正在迅速赶上并在某些方面开始领先于国际测绘科技水平。
（三）地球的形状和大小
地球自然表面的形状是极其复杂的，有高山、丘陵、平原，江、河、湖、海等。如果仅从其复杂的自然形状来考虑，很难确定地球的形状和大小。但是，从地球的总体来看，其表面海洋面积约占71%，陆地面积约占29%，陆地上最高的山峰是珠穆朗玛峰，其海拔高为8844.43m，可是它与地球平均半径（约6371km）相比还是微不足道的。因此，可以把地球总的形状看作是一个被海水包围起来的闭合形体。也就是设想地球是一个静止的海水面（即没有波浪，无潮汐的海水面）向大陆内部延伸，最后包围起来的闭合形体。将水在静止时的表面叫作水准面。水准面有无穷多个，其中一个与平均海水面重合并延伸到大陆内部的水准面叫作大地水准面。它是一个没有折皱和棱角的、连续的封闭曲面。由大地水准面所包围的形体叫作大地体。通常认为：大地体可以代表整个地球的形状。
地球上的任一点，都同时受到两个作用力，其一是地球自转产生的离心力；其二是地心引力。这两种力的合力称为重力，重力的作用线又称为铅垂线。
铅垂线是测量工作的基准线，用细绳悬挂一个垂球，其静止时所指示的方向即为悬挂点的重力方向，也称为铅垂线方向（图1-1）。
图1-1 铅垂线方向
水准面是一个曲面，通过水准面上某一点而与水准面相切的平面称为过该点的水平面。水准面的物理特征为水准面处处都与其铅垂线方向相垂直。铅垂线方向又称为重力方向。
由于地球内部物质分布不均匀，使得地面各点铅垂线方向发生不规则的变化，所以大地水准面实际上是略有起伏而不规则的光滑曲面，如图1-2所示。显然，要在这样的曲面上进行各种测量数据的计算和进行成果、成图的处理是相当困难的，甚至是不可能的。然而，人们经过长期精密的测量，发现大地体十分接近于一个两极稍扁的旋转椭球体，这个与大地体形状和大小十分接近的旋转椭球体，我们就称为地球椭球体。它是一个数学曲面，用a表示地球椭球体的长半径，b表示其短半径，则地球椭球的扁率f为
地质测量工：基础知识
图1-2 大地水准面示意图
所以地球椭球的元素用a与f表示即可。其值过去是用弧度测量和重力测量的方法测定，现代结合卫星大地测量资料可以得出更精确的结果。世界各国推导和采用的地球椭球元素很多，表1-1列出几种典型的地球椭球几何参数以做参考。
表1-1 地球椭球几何参数
由于地球椭球体的扁率很小，因此当测区范围不大时，可近似地把椭球体作为圆球看待，其半径取值为6371km。