現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)及應(yīng)用

前言

測(cè)繪新技術(shù)對(duì)現(xiàn)代土木工程建設(shè)的影響越來越大，因此，高校培養(yǎng)的土木類專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該掌握一定的現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)，然而，僅依靠學(xué)時(shí)有限的“普通測(cè)量學(xué)”課程來實(shí)現(xiàn)是非常困難的，為此，嘗試開設(shè)“現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)及應(yīng)用”課程，并編寫了這本《現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)及應(yīng)用》教材。面向非測(cè)繪專業(yè)開設(shè)的?，F(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)與應(yīng)用”課程，它既不同于“普通測(cè)量學(xué)”，應(yīng)該充分體現(xiàn)“新”與“現(xiàn)代”；也不同于“測(cè)繪學(xué)概論”，著重對(duì)一些實(shí)用測(cè)繪新技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹；還有別于測(cè)繪專業(yè)的“控制測(cè)量”、“工程測(cè)量”等課程，不可能也無必要闡述得那么深入；應(yīng)該是基本反映當(dāng)代測(cè)繪科技的發(fā)展?fàn)顩r，但闡述這些新理論和新技術(shù)是重點(diǎn)突出、深度恰當(dāng)、易于學(xué)生接受和掌握。所以，本教材的內(nèi)容既涉及較寬的面，又著重突出幾項(xiàng)實(shí)用新技術(shù)，呈“上”形結(jié)構(gòu)。涉及的面包括現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)的形成與發(fā)展、現(xiàn)代測(cè)繪儀器、衛(wèi)星定位技術(shù)、數(shù)字化測(cè)圖、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等。著重突出的幾項(xiàng)實(shí)用新技術(shù)包括全站儀及其使用、GPS測(cè)量、大比例尺數(shù)字測(cè)圖、測(cè)繪新技術(shù)在工程中的應(yīng)用。本教材重在論述基本原理、基本方法，簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)，著重介紹應(yīng)用，力求在有限的篇幅內(nèi)，適應(yīng)面較廣、應(yīng)用性較強(qiáng)。本教材可供土木工程類各專業(yè)開設(shè)“現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)及應(yīng)用”課程使用。本教材由揚(yáng)州大學(xué)周國樹主編，孔明明和秦菊芳參加編寫，第一稿完成于2003年，其中第2章由秦菊芳執(zhí)筆，第5章由孔明明執(zhí)筆，其他各章由周國樹執(zhí)筆，全書由周國樹統(tǒng)稿。2005年對(duì)第一稿進(jìn)行了修訂，其中第5章由孔明明執(zhí)筆修訂，其余均由周國樹進(jìn)行修訂。2008年由周國樹對(duì)全書再一次進(jìn)行修訂。本教材的編寫得到揚(yáng)州大學(xué)教學(xué)改革研究課題“土木工程類《測(cè)量學(xué)》課程教學(xué)改革研究”基金的資助。

內(nèi)容概要

本教材面向土木工程類學(xué)生，較全面地介紹了現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的內(nèi)容，包括現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)的形成與發(fā)展、現(xiàn)代測(cè)繪儀器、衛(wèi)星定位技術(shù)、數(shù)字化測(cè)圖、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等。著重介紹了全站儀及其使用、GPS測(cè)量、大比例尺數(shù)字測(cè)圖、測(cè)繪新技術(shù)在工程中的應(yīng)用。    本教材可作為土木工程類各專業(yè)開設(shè)“測(cè)繪新技術(shù)”課程的教材，也可供相關(guān)行業(yè)工程技術(shù)人員參考或用作繼續(xù)教育的教材。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  測(cè)繪學(xué)科的起源及歷史沿革  1.2  現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)的形成與發(fā)展趨勢(shì)    1.2.1  現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)的形成    1.2.2  現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在工程中的應(yīng)用    1.2.3  現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)  1.3  測(cè)繪學(xué)科的地位及作用    1.3.1  測(cè)繪學(xué)科的地位及其與其他學(xué)科的關(guān)系    1.3.2  測(cè)繪學(xué)科在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展中的作用  思考題與習(xí)題第2章  精密水準(zhǔn)測(cè)量與精密角度測(cè)量  2.1  精密水準(zhǔn)測(cè)量    2.1.1  精密水準(zhǔn)儀    2.1.2  精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施  2.2  精密角度測(cè)量    2.2.1  精密經(jīng)緯儀    2.2.2  精密角度測(cè)量的實(shí)施  思考題與習(xí)題第3章  全站儀及其使用  3.1  全站儀概述    3.1.1  全站儀的構(gòu)造    3.1.2  電子測(cè)角與光電測(cè)距原理    3.1.3  全站儀的特點(diǎn)  3.2  全站儀的使用    3.2.1  NTS-350系列全站儀及其使用    3.2.2  RTS600系列全站儀及其使用    3.2.3  GTS220系列全站儀及其使用  思考題與習(xí)題第4章  全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量原理  4.1  概述    4.1.1  衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展    4.1.2  GPS系統(tǒng)組成    4.1.3  GPS在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用  4.2  坐標(biāo)系統(tǒng)和時(shí)間系統(tǒng)    4.2.1  WGS-84坐標(biāo)系和我國大地坐標(biāo)系    4.2.2  坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換    4.2.3  時(shí)間系統(tǒng)  4.3  GPS衛(wèi)星定位基本原理    4.3.1  衛(wèi)星定位原理概述    4.3.2  偽距測(cè)量    4.3.3  載波相位測(cè)量    4.3.4  GPS絕對(duì)定位與相對(duì)定位  4.4  GPS測(cè)量的誤差來源及其影響    4.4.1  與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差    4.4.2  與衛(wèi)星有關(guān)的誤差    4.4.3  與接收機(jī)有關(guān)的誤差  4.5  GPS測(cè)量的實(shí)施    4.5.1  GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì)    4.5.2  GPS測(cè)量的作業(yè)模式    4.5.3  GPS測(cè)量的外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書編寫    4.5.4  GPS測(cè)量的外業(yè)實(shí)施    4.5.5  技術(shù)總結(jié)與上交資料  4.6  GPS測(cè)量的數(shù)據(jù)處理    4.6.1  數(shù)據(jù)處理軟件及選擇    4.6.2  基線解算(數(shù)據(jù)預(yù)處理)    4.6.3  觀測(cè)成果的檢核    4.6.4  GPS網(wǎng)平差處理  4.7  GPS連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)(CORS)    4.7.1  CORS概念    4.7.2  CORS技術(shù)簡(jiǎn)述    4.7.3  揚(yáng)州大學(xué)單基站CORS系統(tǒng)  思考題與習(xí)題第5章  大比例尺數(shù)字測(cè)圖  5.1  數(shù)字測(cè)圖概述    5.1.1  數(shù)字測(cè)圖的概念與特點(diǎn)    5.1.2  數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)    5.1.3  數(shù)字測(cè)圖的發(fā)展  5.2  數(shù)字測(cè)圖的外業(yè)    5.2.1  野外數(shù)據(jù)采集原理    5.2.2  野外數(shù)據(jù)采集  5.3  數(shù)字測(cè)圖的內(nèi)業(yè)    5.3.1  數(shù)字測(cè)圖內(nèi)業(yè)概述    5.3.2  數(shù)字測(cè)圖軟件的使用  5.4  數(shù)字化圖的輸入輸出設(shè)備    5.4.1  數(shù)字化儀與掃描儀    5.4.2  數(shù)控繪圖儀  思考題與習(xí)題第6章  遙感(RS)技術(shù)  6.1  概述    6.1.1  遙感的概念    6.1.2  遙感的類型    6.1.3  遙感平臺(tái)    6.1.4  遙感技術(shù)的構(gòu)成    6.1.5  遙感的特點(diǎn)  6.2  遙感信息獲取技術(shù)    6.2.1  多尺度的遙感數(shù)據(jù)    6.2.2  高光譜的遙感數(shù)據(jù)    6.2.3  雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)    6.2.4  小衛(wèi)星群  6.3  遙感信息提取技術(shù)    6.3.1  目視判讀提取    6.3.2  基于分類方法的遙感信息自動(dòng)提取    6.3.3  基于知識(shí)發(fā)現(xiàn)的遙感專題信息提取  6.4  遙感的應(yīng)用    6.4.1  遙感在測(cè)繪方面的應(yīng)用    6.4.2  遙感在資源調(diào)查中的應(yīng)用    6.4.3  遙感在環(huán)境監(jiān)測(cè)與抗災(zāi)方面的應(yīng)用  思考題與習(xí)題第7章  地理信息系統(tǒng)(GIS)  7.1  概述    7.1.1  信息、地理信息與地理信息系統(tǒng)    7.1.2  GIS的形成與發(fā)展    7.1.3  GIS的特征    7.1.4  GIS與其他系統(tǒng)的關(guān)系    7.1.5  GIS與其他學(xué)科的聯(lián)系    7.1.6  GIS的發(fā)展趨勢(shì)  7.2  GIS的組成    7.2.1  硬件平臺(tái)    7.2.2  GIS軟件    7.2.3  地理數(shù)據(jù)    7.2.4  人才  7.3  GIS的基本功能    7.3.1  數(shù)據(jù)采集    7.3.2  數(shù)據(jù)編輯    7.3.3  數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理    7.3.4  制圖輸出    7.3.5  空間查詢與空間分析    7.3.6  數(shù)據(jù)表達(dá)與發(fā)布  7.4  GIS的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)    7.4.1  矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼的基本內(nèi)容    7.4.2  柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼的基本內(nèi)容    7.4.3  矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的區(qū)別    7.4.4  地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫建設(shè)  7.5  GIS的應(yīng)用    7.5.1  GIS的應(yīng)用范圍    7.5.2  GIS的應(yīng)用舉例  思考題與習(xí)題第8章  現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用  8.1  概述    8.1.1  工程建設(shè)測(cè)量的內(nèi)容    8.1.2  工程建設(shè)測(cè)量的精度要求  8.2  測(cè)繪新技術(shù)在工程建設(shè)測(cè)量中的應(yīng)用    8.2.1  全站儀在工程建設(shè)測(cè)量中的應(yīng)用    8.2.2  GPS在工程建設(shè)測(cè)量中的應(yīng)用    8.2.3  數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)和地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用    8.2.4  激光技術(shù)的應(yīng)用    8.2.5  測(cè)繪新技術(shù)在水下地形測(cè)量中的應(yīng)用    8.2.6  遙感技術(shù)在河勢(shì)監(jiān)測(cè)和水庫庫容動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用  8.3  變形測(cè)量    8.3.1  變形測(cè)量概述    8.3.2  變形觀測(cè)精度和周期的確定    8.3.3  變形觀測(cè)的實(shí)施    8.3.4  變形觀測(cè)成果的整理與分析  思考題與習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章緒論1．1測(cè)繪學(xué)科的起源及歷史沿革測(cè)繪科學(xué)和技術(shù)（簡(jiǎn)稱測(cè)繪學(xué)）是一門具有悠久歷史和現(xiàn)代發(fā)展的學(xué)科，其內(nèi)容包括測(cè)定、描述地球的形狀、大小、重力場(chǎng)、地表形態(tài)以及它們的各種變化，確定自然和人工物體、人工設(shè)施的空間位置及屬性，制成各種地圖和建立有關(guān)信息系統(tǒng)?！吨腥A人民共和國測(cè)繪法》將測(cè)繪描述為“對(duì)自然地理要素或者地表人工設(shè)施的形狀、大小、空間位置及其屬性等進(jìn)行測(cè)定、采集、表述以及對(duì)獲取的數(shù)據(jù)、信息、成果進(jìn)行處理和提供的活動(dòng)”。測(cè)繪學(xué)古老而年輕，說其古老，是因?yàn)闇y(cè)繪技術(shù)是人類在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中逐步發(fā)展起來的，是人類與大自然作斗爭(zhēng)的一種手段；說其年輕，是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)測(cè)繪學(xué)科的影響而形成了現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)。測(cè)繪學(xué)的歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，當(dāng)我們打開人類文明的歷史畫卷時(shí)，我們的祖先在測(cè)繪學(xué)方面所表現(xiàn)出來的智慧讓我們驚嘆，古今中外，概莫能外。早在公元前27世紀(jì)埃及大金字塔的建設(shè)，其形狀與方向都很準(zhǔn)確，說明當(dāng)時(shí)已有放樣的工具和方法。公元前14世紀(jì)，在幼發(fā)拉底河與尼羅河流域，曾進(jìn)行過土地邊界的測(cè)定。我國早在2000多年前的夏商時(shí)代，為了治水就開始了實(shí)際的測(cè)量工作，對(duì)此，史學(xué)家司馬遷在《史記》中對(duì)夏禹治水有這樣的描述：“陸行乘車，水行乘船，泥行乘撬，山行乘攆，左準(zhǔn)繩，右規(guī)矩，載四時(shí)，以開九州，通九道，陂九澤，度九山?！逼渲小皽?zhǔn)”是古代用的水準(zhǔn)器；“繩”是一種測(cè)量距離、引畫直線和定平用的工具，是最早的長(zhǎng)度度量及定平工具之一；“規(guī)”是校正圓形的工具；“矩”是古代畫方形的用具，也就是曲尺。這里所記錄的就是當(dāng)時(shí)勘測(cè)的情景。在山東嘉祥縣漢代武梁祠石室造像中，有拿著“矩”的伏羲和拿著“規(guī)”的女媧的圖像，說明我國在西漢以前，“規(guī)”和“矩”是用得很普遍的測(cè)量?jī)x器。早期的水利工程多為對(duì)河道的疏導(dǎo)，以利防洪和灌溉，其主要的測(cè)量工作是確定水位和堤壩的高度。秦代李冰父子開鑿的都江堰水利樞紐工程，用一個(gè)石頭人來標(biāo)定水位。當(dāng)水位超過石頭人的肩時(shí)，預(yù)示下游將受到洪水的威脅；當(dāng)水位低于石頭人的腳背時(shí)，預(yù)示下游將出現(xiàn)干旱。這種標(biāo)定水位的辦法，如同現(xiàn)今的水尺，是我國水利工程測(cè)量發(fā)展的標(biāo)志。北宋的科學(xué)家沈括主持進(jìn)行的800多里水準(zhǔn)測(cè)量，測(cè)得京師（今開封）的地面比泅州高出十九丈四尺八寸六分，達(dá)到了厘米級(jí)的精度。1973年長(zhǎng)沙馬王堆漢墓出土的三幅帛地圖（地形圖、駐軍圖和城邑圖），是轟動(dòng)世界的驚人發(fā)現(xiàn)，它是目前世界上發(fā)現(xiàn)的最早的古代地圖，無論是從地圖的內(nèi)容、精度，還是其藝術(shù)水平，都是罕有可比的，表明了我國在2100多年前的漢代，地圖制圖學(xué)就已有了蓬勃的發(fā)展。再如，我國的地籍最早出現(xiàn)在原始社會(huì)崩潰、奴隸社會(huì)形成的時(shí)候，那時(shí)，土地已變成私有財(cái)產(chǎn)，因此產(chǎn)生了調(diào)查和統(tǒng)計(jì)土地?cái)?shù)量的需要。

編輯推薦

《現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)及應(yīng)用》為高等學(xué)?！笆晃濉本芬?guī)劃教材之一。

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