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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8

1.3.1大地测量学8

1.3.2摄影测量学10

1.3.3地图制图学（地图学）12

1.3.4工程测量学14

1.3.5海洋测绘学17

1.4测绘学的现代发展17

1.4.1测绘学中的3S新技术17

1.4.23S技术对测绘学科发展的影响19

1.4.3测绘学的现代概念和内涵20

1.5.4在社会发展中的作用21

1.5.2在国民经济建设中的作用21

1.5.3在国防建设中的作用21

1.5.1在科学研究中的作用21

1.5测绘学的科学地位和作用21

第2章 大地测量学23

2.1概述23

2.1.1大地测量学的基本任务23

2.1.2大地测量学的作用与服务对象24

2.1.3大地测量学的现代发展25

2.1.4大地测量学的学科分类25

2.2.1大地测量坐标系统和大地测量常数26

2.2大地测量系统与参考框架26

2.2.2大地测量坐标框架27

2.2.3高程系统和高程框架28

2.2.4深度基准28

2.2.5重力系统和重力测量框架29

2.3实用大地测量学29

2.3.1实用大地测量学的任务与方法29

2.3.2国家平面控制网30

2.3.3国家高程控制网33

2.3.4国家重力控制网34

2.4.3高斯-克吕格投影与地形图分带35

2.4.2椭球面的大地线及其解算35

2.4.1椭球面大地测量学的基本任务35

2.4椭球面大地测量学35

2.5物理大地测量学36

2.5.1物理大地测量学的任务和内容36

2.5.2地球重力场37

2.5.3重力测量技术38

2.6卫星大地测量学40

2.6.1卫星大地测量学的内容、技术特点与作用40

2.6.2卫星激光测距技术41

2.6.3卫星测高技术42

2.6.4其他卫星大地测量技术44

2.6.5甚长基线干涉测量技术44

2.7我国近五十年大地测量的进展45

2.7.120世纪50～70年代45

2.7.220世纪80年代47

2.7.320世纪90年代47

2.7.42000年以来48

第3章 摄影测量学50

3.1概述50

3.1.1什么是摄影测量学50

3.1.2摄影测量的分类51

3.1.3摄影测量的发展54

3.2摄影测量学的一些基本原理55

3.2.1摄影机的内方位元素55

3.2.2摄影机的外方位元素56

3.2.3共线方程56

3.2.4恢复（获得）外方位元素的方法57

3.3平面摄影测量与立体摄影测量58

3.3.1平面摄影测量58

3.3.2立体摄影测量59

3.4.1空中三角测量与区域网平差64

3.4空中三角测量与数字地面模型64

3.4.2数字高程模型与等高线测绘66

3.5数字摄影测量68

3.5.1摄影测量自动化发展与影像匹配原理68

3.5.2数字影像69

3.5.3数字影像匹配原理69

3.5.4内定向与相对定向自动化70

3.5.5核线与核线影像71

3.5.6DEM的自动生成71

3.5.7数字纠正73

3.5.8三维景观影像图与数码城市74

3.7数字摄影测量的发展76

3.6数字摄影测量与计算机视觉76

3.7.1信息获取的种类与方法77

3.7.2数字摄影测量理论和实践的发展77

第4章 地图制图学78

4.1地图的基本概念78

4.1.1地图的特性78

4.1.2地图的内容78

4.1.3地图的分类79

4.2.1地图投影80

4.2地图的数学基础80

4.2.2地图定向82

4.2.3地图比例尺82

4.3地图符号系统83

4.3.1地图符号83

4.3.2地图色彩84

4.3.3地图注记84

4.4普通地图编制85

4.4.1普通地图要素的表示85

4.4.2普通地图的制图综合87

4.4.3普通地图设计89

4.4.4普通地图编制过程89

4.4.5普通地图制图工艺流程90

4.5专题地图编制90

4.5.1专题地图的分类91

4.5.2专题地图的表示方法91

4.5.3专题地图的设计与编制92

4.6卫星影像地图编制93

4.7.1地图集的特点94

4.7地图集编制94

4.7.2地图集的分类95

4.7.3地图集的设计与编制95

4.8电子地图95

4.8.1电子地图的特点96

4.8.2电子地图的技术基础97

4.8.3电子地图种类97

4.8.4电子地图设计98

4.9空间信息可视化99

4.9.1地图可视化99

4.9.4虚拟环境100

4.9.2多媒体地学信息可视化100

4.9.3三维仿真地图可视化100

4.10地图的应用101

4.10.1常规地图的应用101

4.10.2电子地图的应用101

4.11地图制图学的发展趋势102

4.11.1数字地图制图技术的发展102

4.11.2地图学新理论的不断探索103

4.11.3自动地图制图综合的发展趋势103

4.11.4空间信息可视化的发展趋势103

5.1.1工程测量学的含义105

5.1.2工程测量学的发展概况105

第5章 工程测量学105

5.1概述105

5.2工程建设各阶段的测量工作106

5.2.1规划设计阶段106

5.2.2施工建设阶段107

5.2.3运行管理阶段108

5.2.4典型的工程测量问题109

5.3工程测量的仪器和方法109

5.3.1工程测量的仪器110

5.3.2工程测量的方法111

5.4工程控制网的布设114

5.4.1控制网的坐标系114

5.4.2控制网的作用和分类114

5.4.3控制网的设计116

5.4.4控制网的数据处理119

5.5施工放样与设备安装测量119

5.5.1施工放样概述119

5.5.2施工放样方法119

5.5.3曲线测设122

5.5.4三维工业测量123

5.5.5竣工测量123

5.6工程变形监测分析与预报124

5.6.1变形监测的目的和内容124

5.6.2变形监测方案设计125

5.6.3变形观测数据处理126

5.6.4变形观测资料整理和成果表达127

5.7工程测量学的发展展望127

6.1概述129

6.1.1海洋测绘概述129

第6章 海洋测绘129

6.1.2海洋测绘的特点及高新技术的运用130

6.2海洋测绘学科内容131

6.2.1海洋大地测量131

6.2.2海道测量131

6.2.3海洋重力测量131

6.2.4海洋磁力测量132

6.2.5海洋水文测量132

6.2.6海底地形测量132

6.3海洋测绘的主要手段133

6.3.1海洋重力测量133

6.2.7海洋工程测量133

6.2.8海图学133

6.3.2海洋磁力测量134

6.3.3海洋卫星测高135

6.3.4海洋控制测量136

6.3.5海洋定位测量137

6.3.6水深测量140

6.3.7海图制图144

7.1.2定位需求与技术的发展过程147

7.1.1定位与导航的概念147

第7章 全球卫星定位导航技术147

7.1概述147

7.1.3绝对定位方式与相对定位方式148

7.1.4定位与导航的方法和技术149

7.1.5组合导航定位技术151

7.1.6区域导航定位技术152

7.2全球卫星定位系统的工作原理和使用方法152

7.2.1概述152

7.2.2GPS全球定位系统的概念153

7.2.3GLONASS全球定位系统的概念154

7.2.4伽利略（GALILEO）全球定位系统的概念155

7.2.5GNSS卫星定位的基本原理155

7.2.6GNSS卫星定位的主要误差来源157

7.2.7GNSS卫星相对定位原理和方法158

7.2.8GPS技术的最新进展160

7.3GPS卫星定位导航系统的应用163

7.3.1概述163

7.3.2GPS定位技术在科学研究中的应用163

7.3.3GPS定位技术在工程技术中的应用165

7.3.4在军事技术中的应用168

7.3.5在其他领域的应用169

第8章 遥感科学与技术172

8.1遥感的概念172

8.2遥感的电磁波谱173

8.3遥感信息获取176

8.3.1遥感传感器176

8.3.2遥感平台178

8.3.3遥感数据的记录形式与特点180

8.3.4遥感对地观测的历史发展181

8.3.5主要的遥感对地观测卫星及遥感传感器的未来发展183

8.4遥感信息传输与预处理187

8.4.1遥感信息的传输187

8.4.2遥感信息的预处理187

8.5遥感图像数据处理188

8.5.1遥感图像数据处理概述188

8.5.2雷达干涉测量和差分雷达干涉测量188

8.6遥感技术的应用192

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192

8.6.5在煤炭工业中的应用193

8.6.4在林业中的应用193

8.6.3在农业中的应用193

8.6.2在铁路、公路设计中的应用193

8.6.6在油气资源勘探中的应用194

8.6.7在地质矿产勘查中的应用195

8.6.8在水文学和水资源研究中的应用195

8.6.9在海洋研究中的应用196

8.6.10在环境监测中的应用197

8.6.11遥感与GIS在洪水灾害监测与评估中的应用198

8.6.12在地震灾害监测中的应用198

8.7我国航天航空遥感的主要成就198

8.7.1我国的航天遥感系统199

8.7.2我国的航空遥感技术205

8.8遥感对地观测的发展前景205

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205

8.8.2航空航天遥感对地定位趋向于不依赖地面控制206

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206

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207

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207

愈来愈大的作用207

8.8.6全定量化遥感方法将走向实用207

8.8.7遥感传感器网络与全球信息网格走向集成208

9.1地理信息系统的概念209

9.1.1地理现象及其抽象表达209

第9章 地理信息系统209

9.1.2地理信息系统的含义211

9.1.3地理空间对象的计算机表达211

9.2地理信息系统的硬件构成212

9.2.1单机模式212

9.2.2局域网模式213

9.2.3广域网模式213

9.2.4输入设备215

9.3.1概述216

9.2.5输出设备216

9.3地理信息系统的软件构成216

9.3.2数据输入子系统217

9.3.3图形及属性编辑子系统217

9.3.4空间数据库管理系统220

9.3.5空间查询与空间分析子系统220

9.3.6制图与输出子系统221

9.4地理信息系统的主要特性223

9.4.1GIS与机助制图系统的区别与联系223

9.4.4GIS与遥感图像处理系统的区别与联系224

9.4.2GIS与数据库管理系统的区别与联系224

9.4.3GIS与CAD的区别与联系224

9.5地理信息系统的工程建设与应用225

9.5.1GIS的应用系统开发225

9.5.2GIS工程设计与建设226

9.5.3GIS的主要应用领域227

9.6地理信息系统的起因与发展231

9.6.1地理信息系统的发展过程231

9.6.2当代地理信息系统的进展232

10.1.1观测（测量）236

10.1.2观测误差236

10.1概述236

第10章 观测误差与测量平差236

10.1.3测量平差238

10.2测量平差原则与精度指标239

10.2.1偶然误差的规律性239

10.2.2衡量精度的指标242

10.2.3不同精度观测的权244

10.2.4平差原则245

10.3.2误差传播律247

10.3误差传播律247

10.3.1什么是误差传播律247

10.3.3方差-协方差传播律249

10.4测量平差基本原理250

10.4.1平差问题的基本要求250

10.4.2同精度直接平差原理251

10.4.3间接平差原理252

10.5近代测量平差及其在测绘学中的作用253

10.5.1近代测量平差综述253

10.5.2测量平差在现代测绘中的作用254

第11章 地球空间信息学与数字地球256

11.1什么是数字地球256

11.1.1资源经济、资本经济和知识经济256

11.1.2数字地球的提出256

11.2数字地球的技术支撑259

11.2.1信息高速公路和计算机宽带高速网259

11.2.2高分辨率卫星影像259

11.2.3空间信息技术与空间数据基础设施259

11.2.5科学计算260

11.2.6可视化和虚拟现实技术260

11.2.4大容量数据存储及元数据260

11.3作为数字地球基础的地球空间信息科学261

11.3.1地球空间信息科学的形成262

11.3.2地球空间信息科学的理论体系262

11.3.3地球空间信息学的技术体系263

11.3.4GPS、RS与GIS的集成264

11.4数字地球的应用270

11.4.1数字地球对全球变化与社会可持续发展的作用270

11.4.2数字地球对社会经济和生活的影响270

11.4.3数字地球与精细农业270

11.4.4数字地球与智能化交通272

11.4.5数字地球与数码城市273

11.4.6数字地球为专家服务273

11.4.7数字地球与现代化战争275

11.4.8数字地球走进千家万户275

11.5发展与展望276

11.5.1时空信息获取的天地一体化和全球化276

11.5.2时空信息加工与处理的自动化、智能化与实时化276

11.5.3时空信息管理和分发的网格化277

11.5.4时空信息服务的大众化277

参考文献279