研究測定和推算地麵點的幾何位置、地球形狀及地球重力場，據此測量地球表面自然形態和人工設施的幾何分佈，並結合某些社會資訊和自然資訊的地理分佈，編制全球和局部地區各種比例尺的地圖和專題地圖的理論和技術的學科。它包括測量和製圖兩項主要內容。有的國傢稱它為測量學，有的稱為測量與製圖學。在中國稱為測繪學。
測繪學的應用範圍很廣。在城鄉建設規劃、國土資源的合理利用、農林牧漁業的發展、環境保護以及地籍管理等工作中，必須進行土地測量和測測繪各種類型、各種比例尺的地圖，以供規劃和管理使用。在地質勘探、礦產開發、水利、交通等國民經濟建設中，則必須進行控制測量、礦山測量和線路測量，並測繪大比例尺地圖，以供地質普查和各種建築物設計施工用。在國防建設中，除瞭為軍事行動提供軍用地圖外，還要為保證火炮射擊的迅速定位和導彈等武器發射的準確性，提供精確的地心坐標和精確的地球重力場數據。在研究地球運動狀態方面，測繪學提供大地構造運動和地球動力學的幾何信息，結合地球物理的研究成果，解決地球內部運動機制問題。
研究內容 測繪學的主要研究對象是地球及其表面的各種形態。為此，首先要研究和測定地球的形狀、大小及其重力場，並在此基礎上建立一個統一的坐標系統，用以表示地表任一點在地球上的準確幾何位置。地球的外形非常近似於一個橢球，在測繪學中即用一個同地球外形極為接近的旋轉橢球來代表地球，稱為地球橢球。地面上任一點的幾何位置即用這點在地球橢球面上的經緯度和點的高程表示。測繪學中研究測定地球形狀及地球重力場，地球橢球參數，以及地面點的幾何位置的理論和方法的這一分支學科稱為大地測量學。
有瞭大量地面點的平面坐標和高程，就可以此為基礎進行地表形態的測繪工作。其中包括地表的各種自然形態，如水系、地貌、土壤和植被的分佈；也包括人類社會活動所產生的各種人工形態，如境界線、居民地、交通線和各種建築物的位置。由於地表形態的測繪工作是分別在面積不大的測區內進行的，在同一測區內可以既不考慮地球曲率，也不顧及地球重力場的微小影響。研究這種理論和技術的分支學科稱為普通測量學。
測繪地表形態，特別是測繪大面積的地表，可以采用攝影方法或電磁波成像的方法，以獲得地表形態的信息。然後根據攝影測量的理論和方法，將獲得的地表形態信息以模擬的或解析的方式進行處理，使轉變為各種比例尺的地形原圖或形成地理數據庫。這就形成瞭又一門分支學科──攝影測量學。
各項經濟建設和國防工程建設的規劃設計、施工和部分建築物建成後的運營管理中，都需要一定的測繪資料或利用測繪手段來指導工程的進行，監視建築物的變形。這些測繪工作往往要根據具體工程的要求，采取專門的測量方法，有時需要特定的高精密度或使用特種測量儀器。研究解決這些問題的理論和技術的分支學科，就是工程測量學。
海洋環境中進行的測繪工作，同陸地測量有很大的區別。例如：測量工作主要在船上進行，並且大多采用聲學或無線電方法；所以，海面上的定位、海底控制網的建立、海面形態和海底地形測量、海洋重力測量以及海圖編制等都不同於陸地的同類工作。此外，海圖同陸地的地圖在用途上也不盡相同。由此，在測繪學中又形成一個專門學科，稱為海洋測繪。
測圖過程所得到的成果隻是地形原圖或海圖的原圖，還要經過編繪、整飾和制印，或增加某些專門要素，才能形成各種比例尺的地形圖或海圖以及各種專題地圖。為此，必須進行地圖投影、地圖編制、地圖整飾和地圖制印等項工作。研究這方面的理論和技術的分支學科稱為地圖制圖學。
發展簡史 測繪學有著悠久的歷史。古代的測繪技術起源於水利和農業。古埃及尼羅河每年洪水泛濫，淹沒瞭土地界線，水退以後需要重新劃界，從而開始瞭測量工作。公元前2世紀，中國司馬遷在《史記·夏本紀》中敘述瞭禹受命治理洪水的情況：“左準繩，右規矩，載四時，以開九州、通九道、陂九澤、度九山”。說明在公元前很久，中國人為瞭治水，已經會使用簡單的測量工具瞭。
測繪學的研究對象是地球，人類對地球形狀認識的逐步深化，要求對地球形狀和大小進行精確的測定，因而促進瞭測繪學的發展。地圖制圖是測量的必然結果，所以地圖的演變及其制作方法的進步是測繪學發展的重要方面。測繪學是一門技術性較強的學科，它的形成和發展在很大程度上依賴於測繪方法和儀器工具的創造和變革。從原始的測繪技術，發展到近代的測繪學，其過程可由下列3個方面來說明。
人類對地球形狀的認識過程 人類對地球形狀的科學認識，是從公元前6世紀古希臘的畢達哥拉斯(Pytha-goras)最早提出地是球形的概念開始的。兩世紀後，亞裡士多德(Aristotle)作瞭進一步論證，支持這一學說，稱為地圓說。又一世紀後，亞歷山大的埃拉托斯特尼 (Era-tosthenes)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，以此證實瞭地圓說。這也是測量地球大小的“弧度測量”方法的初始形式。世界上有記載的實測弧度測量，最早是中國唐代開元十二年(724)南宮說在張遂（一行）的指導下在今河南省境內進行的，根據測量結果推算出瞭緯度1度的子午弧長。
17世紀末，英國牛頓（I.Newton）和荷蘭的惠更斯(C.Huygens)首次從力學的觀點探討地球形狀，提出地球是兩極略扁的橢球體，稱為地扁說。1735～1741年間，法國科學院派遣測量隊在南美洲的秘魯和北歐的拉普蘭進行弧度測量，證明牛頓等的地扁說是正確的。
1743年法國A.C.克萊洛證明瞭地球橢球的幾何扁率同重力扁率之間存在著簡單的關系。這一發現，使人們對地球形狀的認識又進瞭一步，從而為根據重力數據研究地球形狀奠定瞭基礎。
19世紀初，隨著測量精度的提高，通過對各處弧度測量結果的研究，發現測量所依據的垂線方向同地球橢球面的法線方向之間的差異不能忽略。因此法國的P.S.拉普拉斯和德國的C.F.高斯相繼指出，地球形狀不能用旋轉橢球來代表。1849年Sir G.G.斯托克斯提出利用地面重力觀測資料確定地球形狀的理論。1873年，利斯廷(J.B.Listing)創用“大地水準面”一詞，以該面代表地球形狀。自那時起，弧度測量的任務，不僅是確定地球橢球的大小，而且還包括求出各處垂線方向相對於地球橢球面法線的偏差，用以研究大地水準面的形狀。
1945年，蘇聯的M.C.莫洛堅斯基創立瞭直接研究地球自然表面形狀的理論，並提出“似大地水準面”的概念，從而回避瞭長期無法解決的重力歸算問題。
人類對地球形狀的認識和測定，經過瞭球—橢球—大地水準面3個階段，花去瞭約二千五、六百年的時間，隨著對地球形狀和大小的認識和測定的愈益精確，測繪工作中精密計算地面點的平面坐標和高程逐步有瞭可靠的科學依據，同時也不斷豐富瞭測繪學的理論。
地圖制圖的演變 地圖的出現可追溯到上古時代，那時由於人類從事生產和軍事等活動，就產生瞭對地圖的需要。考古工作者曾經控掘到公元前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。這些原始地圖隻是根據文字記述或見聞繪成的略圖，不講求比例尺和方位，可靠性很差。據文字記載，中國春秋戰國時期地圖已用於地政、軍事和墓葬等方面。例如《管子·地圖篇》記述:“凡兵主者必先審知地圖。公元前3世紀，埃拉托斯特尼最先在地圖上繪制經緯線。1973年，在中國湖南省長沙馬王堆漢墓中發現的繪制在帛上的地圖，是公元前168年之前制作的。這些地圖雖是根據已有資料和見聞繪制的，但它已註意到比例尺和方位，講求一定的精度。公元2世紀，古希臘的C.托勒密所著《地理學指南》一書，提出瞭地圖投影問題。100多年後，中國西晉的裴秀總結出“制圖六體”的制圖原則，從此地圖制圖有瞭標準，提高瞭地圖的可靠程度。16世紀，地圖制圖進入瞭一個新的發展時期。中國明代的羅洪先和德國的G.墨卡托都以編制地圖集的形式，分別總結瞭16世紀之前中國和西方在地圖制圖方面的成就。從16世紀起，隨著測量技術的發展，尤其是三角測量方法的創立，西方一些國傢紛紛進行大地測量工作，並根據實地測量結果繪制圖傢規模的地形圖，這樣測繪的地形圖，不僅有準確的方位和比例尺，具有較高的精度，而且能在地圖上描繪出地表形態的細節，還可按不同的用途，將實測地形圖縮制編繪成各種比例尺的地圖。中國歷史上首次使用這樣的方法在廣大國土上測繪的地形圖，是清康熙四十七年至五十七年（1708～1718）完成的《皇輿全圖》。現代地圖制圖的方法有瞭巨大的變革，地圖制圖的理論也不斷得到豐富，特別是20世紀60年代以來，又朝著計算機輔助地圖制圖的方向發展，使成圖的精度和速度都有很大的提高。
測繪技術和儀器工具的變革 17世紀之前，人們使用簡單的工具，例如中國的繩尺、步弓、矩尺和圭表等進行測量。這些測量工具都是機械式的，而且以用於量測距離為主。17世紀初發明瞭望遠鏡。1617年，荷蘭的斯涅耳(W．Snell)為瞭進行弧度測量而首創三角測量法，以代替在地面上直接測量弧長，從此測繪工作不僅量測距離，而且開始瞭角度測量。約於1640年，英國的加斯科因(W.Gascoigne)在兩片透鏡之間設置十字絲，使望遠鏡能用於精確瞄準，用以改進測量儀器，這可算光學測繪儀器的開端。約於1730年，英國的西森(Sisson)制成測角用的第一架經緯儀，大大促進瞭三角測量的發展，使它成為建立各種等級測量控制網的主要方法。在這一段時期裡，由於歐洲又陸續出現小平板儀、大平板儀以及水準儀，地形測量和以實測資料為基礎的地圖制圖工作也相應得到瞭發展。從16世紀中葉起，歐美二洲間的航海問題變得特別重要。為瞭保證航行安全和可靠，許多國傢相繼研究在海上測定經緯度的方法，以定船艦位置。經緯度的測定，尤其是經度測定方法，直到18世紀發明時鐘之後才得到圓滿解決。從此開始瞭大地天文學的系統研究。19世紀初，隨著測量方法和儀器的不斷改進，測量數據的精度也不斷提高，精確的測量計算就成為研究的中心問題。此時數學的進展開始對測繪學產生重大影響。1806年和1809年法國的勒讓德(A.M.Legendre)和德國的高斯分別發表瞭最小二乘準則，這為測量平差計算奠定瞭科學基礎。19世紀50年代初，法國洛斯達(A.Lausse-dat)首創攝影測量方法。隨後，相繼出現立體坐標量測儀，地面立體測圖儀等。到20世紀初，則形成比較完備的地面立體攝影測量法。由於航空技術的發展，1915年出現瞭自動連續航空攝影機，因而可以將航攝像片在立體測圖儀器上加工成地形圖。從此，在地面立體攝影測量的基礎上，發展瞭航空攝影測量方法。在這一時期裡，由於在19世紀末和20世紀30年代，先後出現瞭擺儀和重力儀，尤其是後者的出現，使重力測量工作既簡便又省時，不僅能在陸地上，而且也能在海洋上進行，這就為研究地球形狀和地球重力場提供瞭大量實測重力數據。可以說，從17世紀末到20世紀中葉，測繪儀器主要在光學領域內發展，測繪學的傳統理論和方法也已發展成熟。
從20世紀50年代起，測繪技術又朝電子化和自動化方向發展。首先是測距儀器的變革。1948年起陸續發展起來的各種電磁波測距儀，由於可用來直接精密測量遠達幾十公裡的距離，因而使得大地測量定位方法除瞭采用三角測量外，還可采用精密導線測量和三邊測量。大約與此同時，電子計算機出現瞭，並很快應用到測繪學中。這不僅加快瞭測量計算的速度，而且還改變瞭測繪儀器和方法，使測繪工作更為簡便和精確。例如具有電子設備和用電子計算機控制的攝影測量儀器的出現，促進瞭解析測圖技術的發展，繼而在60年代，又出現瞭計算機控制的自動繪圖機，可用以實現地圖制圖的自動化。自從1957年第一顆人造地球衛星發射成功後，測繪工作有瞭新的飛躍，在測繪學中開辟瞭衛星大地測量學這一新領域，就是觀測人造地球衛星，用以研究地球形狀和重力場，並測定地面點的地心坐標，建立全球統一的大地坐標系統。同時，由於利用衛星可從空間對地面進行遙感（稱為航天攝影），因而可將遙感的圖像信息用於編制大區域內的小比例尺影像地圖和專題地圖。在這個時期裡還出現瞭慣性測量系統，它能實時地進行定位和導航，成為加密陸地控制網和海洋測繪的有力工具。隨著脈沖星和類星體的發現，又有可能利用這些射電源進行無線電幹涉測量，以測定相距很遠的地面點的相對位置（見甚長基線幹涉測量）。所以50年代以後，測繪儀器的電子化和自動化以及許多空間技術的出現，不僅實現瞭測繪作業的自動化，提高瞭測繪成果的質量，而且使傳統的測繪學理論和技術發生瞭巨大的變革，測繪的對象也由地球擴展到月球和其他星球。
中國測繪工作簡況 自1950年起，中國的測繪事業有瞭很大的發展。主要成就有：在全國范圍內建立瞭國傢大地網、國傢水準網、國傢基本重力網和衛星多普勒網，並對國傢大地網進行瞭整體平差。參加平差的點數，一、二等三角點和導線點以及部分三等三角點共約5萬個，有30萬個觀測值。在國傢水準網中，已完成的一等水準測量約93000公裡，國傢基本重力網包含約40個基本重力點和百餘個一等重力點；衛星多普勒網由分佈在全國的37個站組成。為瞭發展衛星大地測量技術，相繼研制瞭衛星攝影儀、衛星激光測距儀和衛星多普勒接收機，並已投入實際應用。采用航空攝影測量方法在全國范圍內測繪瞭國傢基本比例尺地形圖，其中已完成瞭全國1:50000（部分地區1:100000）比例尺的測圖工作，正在進行1:10000比例尺的測圖工作。在攝影測量技術上已普遍應用電子計算機進行解析空中三角測量，並正在研制解析測圖儀、正射投影儀，研究自動測圖系統和航天遙感資料在測繪上的應用。在海洋測繪方面，采用瞭新的海洋定位系統。這些新技術和新儀器的使用，進一步推動瞭中國測繪事業的發展。
參考書目
陳永齡：《大地測量學》，上卷第一分冊，測繪出版社，北京，1957。
I.I.Mueller and K.H. Ramsayer，Introduction to Surveying，Frederick Ungar Publ.Co.，New York，1979.