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第1章 总论1

1.1测绘学的基本概念与研究内容1

1.1.1测绘学的基本概念1

1.1.2研究内容2

1.2测绘学的历史发展3

1.3测绘学的学科分类9

1.3.1大地测量学9

1.3.2摄影测量学11

1.3.3地图制图学（地图学）13

1.3.4工程测量学15

1.3.5海洋测绘学16

1.4测绘学的现代发展17

1.4.1测绘学中的新技术发展18

1.4.2现代测绘新技术对测绘学科发展的影响23

1.4.3测绘学的现代概念和内涵24

1.5测绘学的科学地位和作用25

1.5.1在科学研究中的作用25

1.5.2在国民经济建设中的作用25

1.5.3在国防建设中的作用25

1.5.4在社会发展中的作用25

第2章 大地测量学27

2.1概述27

2.1.1大地测量学的基本任务27

2.1.2大地测量学的作用与服务对象28

2.1.3大地测量学的现代发展29

2.1.4大地测量学的学科体系29

2.2大地测量系统与大地测量参考框架30

2.2.1大地测量坐标系统和大地测量常数30

2.2.2大地测量坐标框架31

2.2.3高程系统和高程框架32

2.2.4深度基准33

2.2.5重力系统和重力测量框架33

2.3实用大地测量学34

2.3.1实用大地测量学的任务与方法34

2.3.2国家平面控制网34

2.3.3国家高程控制网37

2.3.4国家重力控制网39

2.4椭球面大地测量学39

2.4.1椭球面大地测量学的基本任务39

2.4.2椭球面的大地线及其解算40

2.4.3高斯-克吕格投影与地形图分带40

2.5物理大地测量学41

2.5.1物理大地测量学的任务和内容41

2.5.2地球重力场42

2.5.3重力测量技术42

2.6卫星大地测量学45

2.6.1卫星大地测量学的内容、技术特点与作用45

2.6.2卫星激光测距技术45

2.6.3卫星测高技术47

2.6.4其他卫星大地测量技术48

2.6.5甚长基线干涉测量技术49

2.7大地测量的时间基准50

2.7.1时间系统50

2.7.2时间系统框架51

2.8我国近五十年大地测量的进展52

2.8.1 20世纪50～70年代52

2.8.2 20世纪80年代53

2.8.3 20世纪90年代54

2.8.4 2000年以来54

第3章 摄影测量学59

3.1概述59

3.1.1由普通测量理解摄影测量59

3.1.2由人的双眼理解摄影测量60

3.1.3摄影测量的分类62

3.1.4摄影测量的三个发展阶段66

3.1.5摄影测量的两个基本组成部分67

3.2摄影测量的一些基本原理67

3.2.1影像与物体的基本关系67

3.2.2影像与地图的关系68

3.2.3摄影机的内方位元素69

3.2.4摄影机的外方位元素70

3.2.5共线方程70

3.2.6立体观测方法71

3.3恢复（确定）影像方位元素的方法73

3.3.1确定单张影像的外方位元素——空间后方交会73

3.3.2确定两张影像的外方位元素74

3.3.3航带、区域模型的建立与区域网平差76

3.3.4GPS空中三角测量与POS系统的应用77

3.4数字摄影测量与影像匹配78

3.4.1数字摄影测量与数字影像78

3.4.2数字图像处理79

3.4.3影像匹配原理80

3.4.4立体像对的核线与一维匹配82

3.5摄影测量的应用83

3.5.1数字高程模型与等高线测绘83

3.5.2数字纠正、正射纠正85

3.5.3三维景观影像86

3.5.4基于影像的三维建模88

3.5.5城市建模88

3.6数字摄影测量与计算机视觉89

3.7数字摄影测量的发展与展望90

3.7.1信息获取的种类与方法90

3.7.2数字摄影测量理论的发展90

3.7.3数字摄影测量发展的展望90

第4章 地图制图学92

4.1地图的基本概念92

4.1.1地图的特性92

4.1.2地图的内容92

4.1.3地图的分类93

4.2地图的数学基础94

4.2.1地图投影94

4.2.2地图定向96

4.2.3地图比例尺96

4.3地图语言97

4.3.1地图符号97

4.3.2地图色彩98

4.3.3地图注记98

4.4普通地图编制99

4.4.1普通地图要素的表示99

4.4.2普通地图的制图综合101

4.4.3普通地图设计103

4.4.4普通地图编制过程103

4.5专题地图编制104

4.5.1专题地图的分类104

4.5.2专题地图的表示方法104

4.5.3专题地图的设计与编制107

4.6卫星影像地图编制107

4.7地图集编制108

4.7.1地图集的特点108

4.7.2地图集的分类109

4.7.3地图集的设计与编制109

4.8电子地图109

4.8.1电子地图的特点109

4.8.2电子地图的技术基础111

4.8.3电子地图种类111

4.8.4 电子地图设计112

4.9空间信息可视化113

4.10地图的应用114

4.10.1常规地图的应用114

4.10.2电子地图的应用115

4.11地图制图学的发展趋势116

4.11.1数字地图制图技术的发展116

4.11.2地图学新理论的不断探索116

4.11.3地图自动制图综合的发展趋势117

4.11.4空间信息可视化的发展趋势117

第5章 工程测量学119

5.1概述119

5.1.1工程测量学的含义119

5.1.2工程测量学的发展概况119

5.2工程建设各阶段的测量工作120

5.2.1规划设计阶段120

5.2.2施工建设阶段121

5.2.3运行管理阶段122

5.2.4典型的工程测量问题123

5.3工程测量的仪器和方法123

5.3.1工程测量仪器124

5.3.2工程测量方法127

5.4工程控制网的布设130

5.4.1控制网的坐标系130

5.4.2控制网的作用和分类130

5.4.3控制网的设计133

5.4.4控制网的数据处理135

5.5施工放样与设备安装测量135

5.5.1施工放样概述135

5.5.2施工放样方法136

5.5.3曲线测设138

5.5.4三维工业测量138

5.5.5竣工测量140

5.6工程变形监测分析与预报140

5.6.1变形监测的目的和内容140

5.6.2变形监测方案设计142

5.6.3变形观测数据处理142

5.6.4变形观测资料整理和成果表达143

5.7不动产测绘144

5.7.1不动产测绘的概念144

5.7.2不动产测绘的内容144

5.8工程测量学的发展展望148

第6章 海洋测绘151

6.1概述151

6.1.1海洋与海洋测绘151

6.1.2海洋测绘的特点及其与其他学科的关系152

6.2海洋测绘内容153

6.2.1海洋大地控制网154

6.2.2海洋重力测量155

6.2.3海洋磁力测量157

6.2.4海洋定位158

6.2.5水深测量与水下地形测量161

6.2.6海洋水文要素及其观测165

6.2.7海底地貌及底质探测168

6.2.8海洋工程测量170

6.2.9海洋地图绘制170

6.2.10海洋地理信息系统172

第7章 全球卫星导航定位技术174

7.1概述174

7.1.1定位与导航的概念174

7.1.2定位需求与技术的发展过程174

7.1.3绝对定位方式与相对定位方式175

7.1.4定位与导航的方法和技术176

7.1.5组合导航定位技术179

7.1.6区域卫星导航定位技术179

7.2全球卫星导航定位系统的工作原理和使用方法180

7.2.1概述180

7.2.2 GPS全球定位系统的概念181

7.2.3 GLONASS全球卫星导航定位系统的概念182

7.2.4伽利略（GALILEO）全球卫星导航定位系统的概念183

7.2.5全球卫星导航定位的基本原理184

7.2.6全球卫星导航定位的主要误差来源186

7.2.7全球卫星导航相对定位原理和方法186

7.2.8 GPS技术的最新进展189

7.3全球卫星导航定位系统的应用192

7.3.1概述192

7.3.2 GPS定位技术在科学研究中的应用193

7.3.3 GPS定位技术在工程技术中的应用195

7.3.4 GPS定位技术在军事中的应用198

7.3.5 GPS定位技术在其他领域的应用199

第8章 遥感科学与技术202

8.1遥感的概念202

8.2遥感的电磁波谱203

8.3遥感信息获取206

8.3.1遥感传感器206

8.3.2遥感平台208

8.3.3遥感数据的记录形式与特点209

8.3.4遥感对地观测的历史发展211

8.3.5主要的遥感对地观测卫星及其未来发展213

8.4遥感信息传输与预处理217

8.4.1遥感信息的传输218

8.4.2遥感信息的预处理218

8.5遥感影像数据处理219

8.5.1概述219

8.5.2雷达干涉测量和差分雷达干涉测量219

8.6遥感技术的应用223

8.6.1在国家基础测绘和建立空间数据基础设施中的应用223

8.6.2在铁路、公路设计中的应用223

8.6.3在农业中的应用223

8.6.4在林业中的应用223

8.6.5在煤炭工业中的应用224

8.6.6在油气资源勘探中的应用224

8.6.7在地质矿产勘查中的应用225

8.6.8在水文学和水资源研究中的应用226

8.6.9在海洋研究中的应用227

8.6.10在环境监测中的应用228

8.6.11在洪水灾害监测与评估中的应用228

8.6.12在地震灾害监测中的应用229

8.7我国航天航空遥感的主要成就230

8.7.1我国的航天遥感系统230

8.7.2我国的航空遥感技术236

8.8遥感对地观测的发展前景236

8.8.1航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多和三高236

8.8.2航空航天遥感对地定位趋向于不依赖地面控制237

8.8.3摄影测量与遥感数据的计算机处理更趋自动化和智能化238

8.8.4利用多时相影像数据自动发现地表覆盖的变化趋向实时化238

8.8.5航空与航天遥感在构建“数字地球”和“数字中国”中正在发挥愈来愈大的作用238

8.8.6全定量化遥感方法走向实用238

8.8.7遥感传感器网络与全球信息网络走向集成239

第9章 地理信息系统241

9.1地理信息系统的概念242

9.1.1地理现象及其抽象表达242

9.1.2地理信息系统的含义245

9.1.3地理空间对象的计算机表达246

9.2地理信息系统的硬件构成247

9.2.1单机模式247

9.2.2局域网模式248

9.2.3广域网模式248

9.2.4输入设备250

9.2.5输出设备251

9.3地理信息系统的功能与软件构成251

9.3.1概述251

9.3.2空间数据采集与输入子系统252

9.3.3图形及属性编辑子系统253

9.3.4空间数据库管理系统254

9.3.5空间查询与空间分析子系统255

9.3.6地图制图与输出子系统256

9.4地理信息系统的工程建设与应用257

9.4.1 GIS的应用系统开发258

9.4.2 GIS工程设计与建设259

9.4.3 GIS的主要应用领域260

9.5地理信息系统的起因与发展263

9.5.1地理信息系统的发展过程263

9.5.2当代地理信息系统的进展264

第10章 观测误差理论与测量平差270

10.1概述270

10.1.1观测误差理论与测量平差的科学任务270

10.1.2观测（测量）270

10.1.3观测误差271

10.1.4 测量平差的含义273

10.2观测误差理论274

10.2.1偶然误差的规律性及其统计分布274

10.2.2衡量精度的指标275

10.2.3不同精度观测的权276

10.2.4 协方差与相关系数277

10.2.5误差传播277

10.2.6误差检验278

10.3测量平差278

10.3.1多余观测278

10.3.2平差模型278

10.3.3平差最优化准则280

10.3.4 具有一个参数的平差问题282

10.3.5线性方程组的解算283

10.4近代测量平差及其在测绘学中的作用283

10.4.1近代测量平差综述283

10.4.2测量平差在现代测绘中的作用284

第11章 地球空间信息学与数字地球286

11.1什么是数字地球286

11.1.1资源经济，资本经济和知识经济286

11.1.2数字地球的提出286

11.2数字地球的技术支撑289

11.2.1信息高速公路和计算机宽带高速网289

11.2.2高分辨率卫星影像289

11.2.3空间信息技术与空间数据基础设施289

11.2.4大容量数据存储及元数据290

11.2.5科学计算290

11.2.6可视化和虚拟现实技术290

11.3作为数字地球基础的地球空间信息科学291

11.3.1地球空间信息学的形成292

11.3.2地球空间信息科学的理论体系293

11.3.3地球空间信息学的技术体系294

11.3.4 GPS、RS与GIS的集成295

11.3.5从4D产品到5D产品——可量测实景影像的概念与应用300

11.4数字地球的应用304

11.4.1数字地球对全球变化与社会可持续发展的作用304

11.4.2数字地球对社会经济和生活的影响304

11.4.3数字地球与精细农业304

11.4.4数字地球与智能化交通306

11.4.5数字地球与数字城市306

11.4.6数字地球为专家服务308

11.4.7数字地球与现代化战争308

11.4.8数字地球走进千家万户309

11.5发展与展望309

11.5.1时空信息获取的天地一体化和全球化309

11.5.2时空信息加工与处理的自动化、智能化与实时化310

11.5.3时空信息管理和分发的网格化311

11.5.4时空信息服务的大众化311