1、基礎(chǔ)概念測繪學(xué)：研究對實體（包括地球整體、表面以及外層空間各種自然和人造的物體）中與地理空間分布有關(guān)的各種幾何、物理、人文及其隨時間變化的信息的采集、處理、管理、更新和利用的科學(xué)與技術(shù)。地形測量學(xué)：研究不考慮地球曲率的小區(qū)域地表面各類物體形狀和大小的測繪科學(xué)。大地測量學(xué)研究需考慮地球曲率的廣大地區(qū)的測繪科學(xué)。基本任務(wù)是建立國家大地控制網(wǎng),測定地球的形狀、大小和研究地球重力場的理論、技術(shù)和方法。又可以分為常規(guī)大地測量與衛(wèi)星大地測量攝影測量學(xué)：利用攝影相片來研究地表形狀和大小的測繪科學(xué)。又分為地面攝影測量和核孔攝影測量。工程測量學(xué)：研究在工程建設(shè)各個階段所進(jìn)行的與地形及工程有關(guān)的信息的采集和處理、工程的施工放樣及設(shè)備安裝、變形監(jiān)測分析和預(yù)報等的理論、技術(shù)與方法，以及研究對與測量和工程有關(guān)的信息進(jìn)行管理和使用。地圖制圖學(xué)：利用測量所得的資料，研究如何投影編繪成地圖，以及地圖制作的理論、工藝技術(shù)和應(yīng)用等方面的測繪科學(xué)。水準(zhǔn)面：一個處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面。平均海水面：海水靜止時的水面，是一個特定重力位的水準(zhǔn)面，也稱為大地水準(zhǔn)面。參考橢球定位：確定參考橢球面與大地水準(zhǔn)面的相關(guān)位置，使其在地區(qū)范圍內(nèi)與大地水準(zhǔn)面最佳擬合，使其作為測量計算的基準(zhǔn)面的過程高程：在一般測量工作中以大地水準(zhǔn)面作為基準(zhǔn)面，因而某點到基準(zhǔn)面的高度是指某點沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離，通常稱為它是絕對高程或海拔。等角投影：將地面點沿鉛垂線投影到投影面上，并使得投影前后圖形的角度保持不變。直線定向：確定一條直線與基本方向的關(guān)系。三北方向：橢球子午線方向稱為直子午線，用磁針北端確定的方向稱為磁北線；平行于高斯投影平面直角坐標(biāo)系X坐標(biāo)軸的方向稱為坐標(biāo)縱線。子午線收斂角：子午線與該店坐標(biāo)縱線的夾角。東為正，反之為負(fù)。磁偏角：磁北線與真子午線方向的夾角，東為東偏，為正，西為西偏，為負(fù)。方向角：由基本方向線的北端起順時針方向到一方向線的角度，稱為該方向線的方位角。象限角：用直線與基本方向線相交的銳角來表示直線定向，這種定向的銳角稱為象限角。如果已知A、B兩點的坐標(biāo)，為了計算未知點P的坐標(biāo)，只要觀測乙A和乙B即可。這種測定未知點P的平面坐標(biāo)的方法稱為前方交會。若觀測乙A和乙P或乙B和乙P,同樣可以測定未知點P的平面坐標(biāo)，這種方法稱為側(cè)方交相鄰航線影像之間也必須有一定的重疊度一一稱為旁向重疊，一般應(yīng)大于20%0地面攝影測量是將攝影機(jī)安置在地面上進(jìn)行測量。地面攝影測量既可以利用測量專用的攝影機(jī)（稱為量測攝影機(jī)）進(jìn)行。3.2攝影測量學(xué)的一些基本原理SI、S2是兩個攝站，攝得兩幅影像pl、p2,它們之間的距離B=SIS2被稱為基線（baseline）攝影中心到成像面的距離稱攝影機(jī)的焦距f,攝影中心到成像面的垂足o稱為像主點，So稱為攝影機(jī)的主光軸。主點離影像中心點的位置xO、yO確定了像主點在影像上的位置。f、xO、yO一起稱為攝影機(jī)的內(nèi)方位元素。內(nèi)方位元素可以通過攝影機(jī)檢校（在計算機(jī)視覺中稱為標(biāo)定）獲得.在被攝的影像上有標(biāo)記（稱為框標(biāo)），一般有4（或8）個在攝影測量過程中，對準(zhǔn)框標(biāo)是很重要的步驟，它被稱為內(nèi)定向。即攝影時攝影機(jī)在物方空間坐標(biāo)系中的位置XS、YS、ZS和攝影機(jī)的姿態(tài)角力、川、k,這6個參數(shù)就是攝影機(jī)的外方位元素，共線方程為：用來描述三點共線的數(shù)學(xué)公式.Q? +by5）+a?（z?z$）〕Y-Y7）=-fJa?（x?Xs）+a（y-rs）+g-（z-Zs）?, = 嚴(yán)?（X? Xs）+A? ? （Z?4）I，?M一■ J° ?（x? Xs）+A?Ys） +g ? （Z?4），描述了像點a（X -xO ,y-yO ,-f）、攝影中心5（XS ,YS , ZS）與地面點八（X,Y,Z）位于一條直線上，其中al、a2、a3、bl、b2、b3、cl、c2、c3是由三個外方位的角元素（I）、3、k所生成的3義3的正交旋轉(zhuǎn)矩陣R的9個元素。獲得攝影機(jī)的外方位元素的方法：有空間后方交會、空中三角測量與區(qū)域網(wǎng)平差、相對定向與絕對定向以及在攝影過程中直接獲取。3平面攝影測量與立體攝影測量通過一張影像也可以進(jìn)行測量，這種測量稱為平面攝影測量立體攝影測量是對相鄰的兩張影像建立立體模型，進(jìn)行測繪地形圖或建立數(shù)字地面模型等利用兩張具有重疊度的影像進(jìn)行人造立體觀測的條件是：（1）分像，即左眼只能看左影像,右眼只能看右影像，而不能同時看到；（2）左右影像必須平行眼睛基線，即不能上下岔開，按攝影測量的術(shù)語則稱：沒有上下視差（y-parallax）。立體觀測常用的方法：1）通過光學(xué)系統(tǒng)；2）互補(bǔ)色法；3）同步閃閉法；4）偏振光法確定一個立體像對兩張影像的相對位置稱為相對定向，它用于建立地面立體模型。相對定向的惟一標(biāo)準(zhǔn)是兩張影像上同名點的投影光線對對相交，所有同名點的交點集合構(gòu)成了地面的幾何模型（簡稱地面模型）。確定兩張影像的相對位置的元素稱為相對定向元素。投影點Al、A2與在Y方向的距離Q稱為上下視差，是否存在上下視差被視為相對定向的標(biāo)準(zhǔn)。相對位置有兩種方法：1）將攝影基線固定水平，稱為獨(dú)立像對相對定向系統(tǒng);2）將左影像置平（或?qū)⑵湮恢霉潭ú蛔儯Q為連續(xù)像對定向系統(tǒng)。為了使所建立的模型能與地面一致，還需利用控制點對立體模型進(jìn)行絕對定向相對定向（5個元素）建立立體模型，再通過立體模型的絕對定向（7個元素）通過相對定向+絕對定向與兩張影像各自進(jìn)行后方交會恢復(fù)兩張影像的外方位元素，兩者是一致的。由兩張影像上的同名點確定對應(yīng)地面點的坐標(biāo)，稱為空間前方交會。3.4空中三角測量與數(shù)字地面模型空中三角測量與區(qū)域網(wǎng)平差的基本出發(fā)點：利用少量的外業(yè)實測的控制點確定全部影像的外方位元素，加密測圖所需的控制點。航帶空中三角主要由相對定向、模型連接、航帶自由網(wǎng)的絕對定向與誤差改正等部分組成。模型連接的目的是將后一個模型的比例尺統(tǒng)一到前一個模型的比例尺上，其方法是沿基線移動后一個投影中心，使三度重疊區(qū)內(nèi)的公共點交會于一點。利用空中三角測量進(jìn)行控制點加密，一般不是按一條航帶進(jìn)行，而是按若干條航帶構(gòu)成的區(qū)域進(jìn)行，其解算過程稱為區(qū)域網(wǎng)平差。基本過程為：①構(gòu)成航帶的自由網(wǎng)；②利用航帶之間的公共點，將多條航帶拼接成區(qū)域自由網(wǎng)；③區(qū)域網(wǎng)平差。區(qū)域網(wǎng)平差方法有：航帶法區(qū)域網(wǎng)平差、獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)平差、光束法區(qū)域網(wǎng)平差。光束法區(qū)域網(wǎng)平差，其理論最為嚴(yán)密，而且很容易引入各種輔助數(shù)據(jù)（特別是由GPS獲得的攝影中心坐標(biāo)數(shù)據(jù)等）、引入各種約束條件進(jìn)行嚴(yán)密平差相鄰等高線的高程之差稱為等高距。每隔4條等高線繪制一條加粗曲線為計曲線，在計曲線上加注的高程值稱為高程注記。數(shù)字高程模型主要有方格網(wǎng)與三角網(wǎng)兩種形式，方格網(wǎng)形式就是將地面XY平面分成格網(wǎng),格網(wǎng)的間隔AX、AY是固定的，因此表達(dá)地面的形態(tài)只需按格網(wǎng)的行、列號記錄每個點的高程Z.TIN就是將離散的地形特征點按一定的規(guī)則連接成三角網(wǎng)數(shù)字?jǐn)z影測量工作站DPW：由硬件和軟件組成的系統(tǒng)，它支持影像和相關(guān)地理空間數(shù)據(jù)的存儲，處理與顯示，可以基于影像通過自動或交互的方式獲取3維空間信息。5數(shù)字?jǐn)z影測量利用計算機(jī)的計算代替作業(yè)員的眼睛進(jìn)行立體觀測就是數(shù)字?jǐn)z影測量的核心。一般在影像上搜索同名點的過程是一個二維搜索（在右影像的平面內(nèi)逐行、逐列進(jìn)行移位、搜索）的過程，但是當(dāng)相對定向后，就可以利用核線，將二維搜索轉(zhuǎn)化為一維搜索，從而極大地加速運(yùn)算速度。數(shù)字?jǐn)z影測量的另一個特點是用數(shù)字影像代替光學(xué)影像，從而使得利用計算機(jī)替代所有的光學(xué)、機(jī)械攝影測量儀器成為可能，使數(shù)字?jǐn)z影測量成為現(xiàn)實。數(shù)字影像的本質(zhì)是將一個二維影像的灰度g表達(dá)為影像平面坐標(biāo)X、y的函數(shù).為了提高匹配精度，最小二乘法匹配（Ackermann,1984）是一種重要的方法，它將測量中最常用的數(shù)據(jù)處理方法（最小二乘法）應(yīng)用到影像匹配。內(nèi)定向自動化的核心是如何自動識別影像的框標(biāo)。相對定向自動化的核心是如何自動識別左、右影像的同名點。基本步驟為：1）生成金字塔影像，利用影像金字塔進(jìn)行由粗到細(xì)的匹配策略，是影像匹配中最常用、最重要的策略，也符合視覺原理。2）在左影像上用特征算子（interestoperator）提取特征點（影像具有明顯紋理結(jié)構(gòu)的點），作為待匹配的目標(biāo)點。3）在右影像上搜索同名點。4）計算相對方位元素，同時剔除“同名點”的粗差。通過基線B的平面（稱為核面）與影像的交線稱為核線。。不同的核面與影像有不同的交線,同一核面與左、右影像的交線為同名核線。在左、右影像上所有的核線分別交于一點，即基線B與影像的交點稱為核點。在已知同名核線的條件下，影像匹配（搜索同名點）的問題就由二維（平面）匹配轉(zhuǎn)化為一維（直線）匹配。按核線排列所獲得的影像稱為核線影像。建立DEM的途徑：1）在核線影像上進(jìn)行一維匹配，2）VLL匹配方法第四章地圖制圖學(xué)1地圖的基本概念地圖的特性：1）可量測性；2）直觀性；3）一覽性通過取舍和概括的方法表示出重要的物體，舍去次要的物體，這就是制圖綜合。地圖的內(nèi)容由數(shù)學(xué)要素、地理要素和輔助要素構(gòu)成。數(shù)學(xué)要素包括地圖的坐標(biāo)網(wǎng)、控制點、比例尺和定向等內(nèi)容，地理要素大致可以區(qū)分為自然要素、社會經(jīng)濟(jì)要素和環(huán)境要素等，輔助要素主要包括圖名、圖號、接圖表、圖廓、分度帶、圖例、坡度尺、附圖、資料及成圖說明等。地圖按內(nèi)容可分為普通地圖和專題地圖兩大類。地圖按比例尺可分為:大、中、小比例尺按自然區(qū)劃可分為：世界地圖、大陸地圖、洲地圖等。按政治行政區(qū)劃可分為：國家地圖、省（區(qū)）地圖、市地圖、縣地圖等。按使用方式分類：桌面用圖、掛圖、隨身攜帶地圖4.2地圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)將地球橢球面上的點投影到平面上的方法稱為地圖投影。按照一定的數(shù)學(xué)法則，使地面點的地理坐標(biāo)（入，”）與地圖上相對應(yīng)的點的平面直角坐標(biāo)（x,y）建立函數(shù)關(guān)系.地圖投影按變形性質(zhì)地圖投影可分為等角投影、等面積投影和任意投影。等角投影是指地面上的微分線段組成的角度投影保持不變，因此適用于交通圖、洋流圖和風(fēng)向圖等。等面積投影是指投影平面上的地物輪廓圖形面積保持與實地的相等，因此適用于對面積精度要求較高的自然社會經(jīng)濟(jì)地圖。任意投影是指投影地圖上既有長度變形，又有面積變形。在任意投影中，有一種常見投影即等距離投影。該投影只在某些特定方向上沒有變形，一般沿經(jīng)線方向保持不變形以幾何特征為依據(jù)，將地球橢球面上的經(jīng)緯網(wǎng)投影到平面、圓錐表面和圓柱表面等幾何面上，從而構(gòu)成方位投影、圓錐投影和圓柱投影方位投影：以平面作為投影面的投影。根據(jù)投影面和地球體的位置關(guān)系不同，有正方位、斜方位和橫方位幾種不同的投影。圓錐投影：以圓錐面作為投影面的投影。在圓錐投影中，有正圓錐、斜圓錐和橫圓錐幾種不同的投影。圓柱投影：以圓柱面作為投影面的投影。在圓柱投影中，有正圓柱、斜圓柱和橫圓柱幾種不同的投影。按經(jīng)緯線形狀，可將其分為偽方位投影、偽圓錐投影、偽圓柱投影和多圓錐投影。我國1：100萬地形圖采用雙標(biāo)準(zhǔn)緯線正等角割圓錐投影。3地圖符號系統(tǒng)地圖符號根據(jù)空間事物的抽象特征可以分為點狀符號、線狀符號、面狀符號和體積符號.地圖符號具有形狀、尺寸、色彩、方向、亮度和密度六個基本變量。4普通地圖編制普通地圖上表示的海洋要素主要包括海岸和海底地貌，有時還要表示海流、潮流、冰界、海上航行標(biāo)志等。海岸和海岸線通常以藍(lán)色實線表示在地圖制圖學(xué)中，通常把陸地上各水系物體的總合稱為陸地水系，簡稱水系。地貌的表示方法主要有：暈渲法、等高線法和分層設(shè)色法等。表示居民地行政等級的方法主要有兩種：一種是用地名注記的字體、字大和注記下方加輔助線表示，另一種是用居民地圈形符號形狀和尺寸的變化表示。地圖的基本任務(wù)是以縮小的圖形來表示客觀世界。地圖制圖綜合主要有選取和概括兩個基本方法。地圖制圖綜合模型主要有定額選取模型、結(jié)構(gòu)選取模型和圖形化簡模型。地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)自動生成審校、修改地圖設(shè)計資料收集地|?|掃描地圖圖像縮小匹圖形數(shù)據(jù)的矢量跟蹤、制圖媒合地圖符號、注記的配打印機(jī)噴繪地圖激光照排機(jī)數(shù)據(jù)處理地圖設(shè)計資料收集地|?|掃描地圖圖像縮小匹圖形數(shù)據(jù)的矢量跟蹤、制圖媒合地圖符號、注記的配打印機(jī)噴繪地圖激光照排機(jī)數(shù)據(jù)處理輸出四色軟片成品地圖設(shè)計前的準(zhǔn)備工作階段一正式編輯設(shè)計工作階段一地圖設(shè)計階段一地圖制作階段5專題地圖編制專題地圖是為突出而較完備地表示一種或幾種自然和社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象而使地圖內(nèi)容專門化的一種地圖。它主要由地理基礎(chǔ)底圖和專題內(nèi)容構(gòu)成。地理基礎(chǔ)底圖顯示制圖要素的空間位置和區(qū)域地理背景；專題內(nèi)容是專題地圖上表示的主題。專題地圖按內(nèi)容可分為自然地圖、社會經(jīng)濟(jì)地圖、環(huán)境地圖和其他專題地圖?？梢暬且环N將抽象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為幾何圖形的計算方法，以便研究者能夠觀察其模擬和計算的過程和結(jié)果?？梢暬▓D像的理解和綜合，其目的是解釋輸入計算機(jī)中的圖像。它主要研究人和計算機(jī)怎樣協(xié)調(diào)一致地接收、使用和交流視覺信息?？臻g信息可視化形式主要有地圖、多媒體地學(xué)信息、三維仿真地圖和虛擬環(huán)境等。地圖信息論是研究以地圖圖形顯示、傳輸、轉(zhuǎn)換、存儲、處理和利用空間信息的理論。地圖傳輸論是研究地圖信息傳輸過程和方法的理論。第五章工程測量學(xué)5.1概述工程測量學(xué)主要研究在工程建設(shè)各個階段所進(jìn)行的與地形及工程有關(guān)的信息的采集和處理、工程的施工放樣及設(shè)備安裝、變形監(jiān)測分析和預(yù)報等的理論、技術(shù)與方法，以及研究對與測量和工程有關(guān)的信息進(jìn)行管理和使用。工程建設(shè)分為規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)和運(yùn)營管理三個階段。主要包括以工程建筑為對象的工程測量和以機(jī)器、設(shè)備為對象的工業(yè)測量兩大部分。2工程建設(shè)各階段的測量工作隧道（洞）貫通是一個典型的工程測量問題，3工程測量的儀器和方法工程測量最基本的任務(wù)可概括為兩點：一是確定現(xiàn)實世界中被測對象上任意一點在某一坐標(biāo)系中用二維或三維坐標(biāo)來描述的位置，二是將設(shè)計的或具體的物體根據(jù)已知數(shù)據(jù)安置在現(xiàn)實空間中的相應(yīng)位置。前者稱為測量，后者稱為放樣或測設(shè)。角度測量的儀器主要是經(jīng)緯儀，經(jīng)緯儀分為光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀兩大類；測量方位角的儀器稱陀螺經(jīng)緯儀。距離測量主要有三種方法：直接丈量法、視距測量法和物理測距法。高程測量,即高差測量,主要有幾何水準(zhǔn)測量、液體靜力水準(zhǔn)測量以及三角高程測量等方法。最常用的方法有：極坐標(biāo)法、直角坐標(biāo)法、交會法、網(wǎng)平差法以及由基本方法派生的其他各種方法；撓度曲線為相對于水平線或鉛垂線（稱基準(zhǔn)線）的彎曲線，曲線上某點到基準(zhǔn)線的距離稱為撓度。工程控制網(wǎng)中采用的坐標(biāo)系有國家坐標(biāo)系、城市坐標(biāo)系和工程坐標(biāo)系。工程控制網(wǎng)具有控制全局、提供基準(zhǔn)和控制測量誤差積累的作用。測圖控制包括平面控制和高程控制兩部分。測圖平面控制網(wǎng)的作用在于控制測量誤差的累積，保證圖上內(nèi)容的精度均勻和相鄰圖幅正確拼接。測圖高程控制網(wǎng)，通常采用水準(zhǔn)測量或電磁波測距三角高程的方法建立。施工平面控制網(wǎng)應(yīng)根據(jù)總平面設(shè)計和施工地區(qū)的地形條件布設(shè)。施工高程控制網(wǎng)通常也分為兩級布設(shè)。首級高程控制網(wǎng)采用二等或三等水準(zhǔn)測量施測,加密高程控制網(wǎng)則用四等水準(zhǔn)測量。變形監(jiān)測網(wǎng)由參考點和目標(biāo)點組成。一個網(wǎng)可以由任意多個網(wǎng)點組成，但至少應(yīng)由一個參考點、一個目標(biāo)點（確定絕對變形）或兩個目標(biāo)點（確定相對變形）組成施工放樣的任務(wù)是將圖紙上設(shè)計的建（構(gòu)）筑物的平面位置和高程，按設(shè)計要求、以一定的精度在實地標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)。放樣方法分直接放樣法和歸化法放樣。直接放樣法是根據(jù)放樣點的坐標(biāo)計算放樣元素，用逐漸趨近法把放樣點的位置在實地標(biāo)定下來；歸化法放樣是先用直接放樣法作近似放樣,再用測量的方法測出放樣點的坐標(biāo)，將計算的放樣點的理論坐標(biāo)與實測坐標(biāo)相比較，由差值可歸化改正到理論位置。將設(shè)計的曲線從圖紙放樣到地面的工作稱曲線測設(shè)。為了進(jìn)行工業(yè)設(shè)備的安裝和檢校，測量人員的主要任務(wù)是根據(jù)設(shè)計和工藝的總要求，將大量的工藝設(shè)備構(gòu)件按規(guī)定的精度和工藝流程的需要安置到設(shè)計的位置、軸線、曲面上，同時在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中進(jìn)行必要的檢測和校準(zhǔn)，上述測量工作稱三維工業(yè)測量。變形是指被監(jiān)測對象（變形體）的空間位置隨時間發(fā)生變化的形態(tài)和特征。變形監(jiān)測是對被監(jiān)視的對象或物體進(jìn)行測量以確定其空間位置隨時間的變化特征。變形分析分為變形的幾何分析和物理解釋。變形監(jiān)測的目的：1）安全保證；2）積累資料；3）為科學(xué)試驗服務(wù)變形體的位移由其上離散的目標(biāo)點相對于參考點的變化來描述，參考點和目標(biāo)點之間通過邊角或高差觀測值連接。參考點穩(wěn)定性分析方法主要有平均間隙法、最大間隙法以及卡爾曼濾波法。變形觀測數(shù)據(jù)可分為兩種：一種是監(jiān)測網(wǎng)的周期觀測數(shù)據(jù)處理；另一種是各監(jiān)測點上的某一種特定監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理，工程測量的發(fā)展趨勢和特點可概括為“六化”和“十六字”。“六化”是：測量內(nèi)外業(yè)作業(yè)的一體化；數(shù)據(jù)獲取及處理的自動化；測量過程控制和系統(tǒng)行為的智能化；測量成果和產(chǎn)品的數(shù)字化；測量信息管理的可視化；信息共享和傳播的網(wǎng)絡(luò)化?！笆帧笔牵壕_、可靠、快速、簡便、實時、持續(xù)、動態(tài)、遙測。第六章海洋測繪2海洋測繪學(xué)科內(nèi)容海洋大地測量其主要工作是建立海洋控制網(wǎng)，為水面、水中、水底定位提供已知位置的控制點。水下控制網(wǎng)是采用聲學(xué)的方法建立的。海道測量為航海人員提供多渠道、多手段的為保障船舶航行安全的航海信息和技術(shù)服務(wù)。海底地形測量是測量海底起伏形態(tài)和地物的工作，是陸地地形測量在海域的延伸。按測量區(qū)域可將其分為海岸帶、大陸架和大洋三種海底地形測量。海洋磁力測量主要是測量地球磁場總強(qiáng)度F、磁場水平強(qiáng)度H、磁場垂直強(qiáng)度Z、磁偏角D、磁傾角I及磁力異常AF,并繪制相應(yīng)要素的分布圖，供科學(xué)研究及生產(chǎn)使用。海洋工程測量是以海洋定位、測深的各種手段和方法為基礎(chǔ)，在各種不同海洋工程的勘測設(shè)計、施工和管理階段所進(jìn)行的測量工作.3海洋測繪的主要手段海洋重力測量有兩種方式：一是海底重力測量，二是航海重力測量。當(dāng)船體加速度的水平分量和垂直分量的頻率一樣而相位不同時，在穩(wěn)定平臺上的擺桿式重力儀會出現(xiàn)交叉耦合效應(yīng)，稱為cc效應(yīng)?？剖狭τ谠谧赞D(zhuǎn)的地球上航行的船只上安裝的重力儀的影響稱為厄缶效應(yīng)。海洋定位測量是海洋測繪和海洋工程的基礎(chǔ)。無線電定位系統(tǒng)按作用距離可分為遠(yuǎn)程定位系統(tǒng)、中程定位系統(tǒng)和近程定位系統(tǒng)三種。短基線定位系統(tǒng)其工作原理是測定聲標(biāo)發(fā)出聲脈沖到不同水聽器之間的時差或相位差，從而計算出船位。用豎直波束回聲測深儀進(jìn)行水深測量是目前水深數(shù)據(jù)采集的主要手段。多波束測深系統(tǒng)主要由發(fā)射器基陣、發(fā)射子系統(tǒng)、信號接收系統(tǒng)及聲吶處理系統(tǒng)，圖形處理及顯示子系統(tǒng)，后處理工作站等組成.第七章全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)概述常規(guī)大地測量定位技術(shù)多半屬于相對定位技術(shù)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS(InertialNavigationSystem)是一種不依賴于任何外部信息、也不向外部輻射能量的自主式導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有很好的隱蔽性。慣性導(dǎo)航定位的基本原理是慣性導(dǎo)航設(shè)備里安裝有兩種基本的傳感器：一種稱為陀螺的傳感器可以測量角速度矢量，一種稱為加速度計的傳感器可以測量運(yùn)動載體在運(yùn)動過程中的加速度矢量，通過加速度、速度與位置的關(guān)系，最終得到運(yùn)動載體的相對位置、速度和姿態(tài)(航向偏轉(zhuǎn)，橫向搖擺，縱向搖擺)等導(dǎo)航參數(shù)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：它不依賴任何外界系統(tǒng)的支持而能獨(dú)立自主地進(jìn)行導(dǎo)航，能連續(xù)地提供包括姿態(tài)參數(shù)在內(nèi)的全部導(dǎo)航參數(shù)，具有良好的短期精度和短期穩(wěn)定性。無線電導(dǎo)航信號發(fā)射臺安設(shè)在地球表面的導(dǎo)航系統(tǒng)，稱為地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。利用無線電波來確定動態(tài)目標(biāo)至已知參考坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)的定位導(dǎo)航中心臺站之間距離或時間差的定位導(dǎo)航技術(shù),稱無線電導(dǎo)航定位技術(shù)。分為被動式定位方式和主動式定位方式兩種地基遠(yuǎn)程無線電導(dǎo)航系統(tǒng)中，應(yīng)用較廣的有羅蘭C(Loran-C),奧米伽(OMEGA)和塔康(TACAN)等。地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的不足：（1）系統(tǒng)覆蓋區(qū)域受限制；（2）定位精度較低。為了提高導(dǎo)航定位精度和可靠性，出現(xiàn)了多種組合導(dǎo)航的方式,如慣性導(dǎo)航與多普勒組合導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航與測向/測距（VOR/DME）組合導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航與羅蘭（LORAN）組合導(dǎo)航系統(tǒng)，以及慣性導(dǎo)航與全球定位系統(tǒng)（INS/GPS）組合導(dǎo)航系統(tǒng)。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的工作原理和使用方法衛(wèi)星定位系統(tǒng)都是利用在空間飛行的衛(wèi)星不斷向地面廣播發(fā)送某種頻率并加載了某些特殊定位信息的無線電信號來實現(xiàn)定位測量的定位系統(tǒng)。一般包括三個部分：空間部分、控制部分、用戶部分。產(chǎn)生衛(wèi)星定位的主要誤差按其來源可以分為以下三類:與衛(wèi)星相關(guān)的誤差、與接收機(jī)相關(guān)的誤差，與大氣傳輸相關(guān)的誤差。RTK就是實時動態(tài)定位的意思。利用GPS載波相位觀測值實現(xiàn)厘米級的實時動態(tài)定位就是所謂的GPSRTK技術(shù)。廣域差分GPS（WideAreaDGPS,WADGPS）技術(shù)的基本思想是：對GPS觀測量的誤差源加以區(qū)分，并對每一個誤差源分別加以“模型化”，然后將計算出來的每一個誤差源的誤差修正值（差分改正值），通過數(shù)據(jù)通信鏈傳輸給用戶，對用戶GPS接收機(jī)的觀測值誤差加以改正，以達(dá)到削弱這些誤差源影響，改善用戶GPS定位精度的目的。3GPS衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用大氣溫度、大氣壓、大氣密度和水汽含量等量值是描述大氣狀態(tài)最重要的參數(shù)。GPS定位技術(shù)在工程技術(shù)中的應(yīng)用：全球和國家大地控制網(wǎng)的建設(shè)；在工程施工測量、精密監(jiān)測中的應(yīng)用；在通信工程、電力工程中的應(yīng)用；在交通、監(jiān)控、智能交通中的應(yīng)用；在測繪工程中的應(yīng)用；海陸空運(yùn)動載體（車、船、飛機(jī)）導(dǎo)航；在軍事技術(shù)中的應(yīng)用（低空遙感衛(wèi)星定軌，飛機(jī)、火箭的實時位置、軌跡確定，戰(zhàn)場的精密武器時間同步協(xié)調(diào)指揮）；在其他領(lǐng)域的應(yīng)用（在娛樂消遣、體育運(yùn)動中的應(yīng)用，動物跟蹤，GPS用于精細(xì)農(nóng)業(yè)）第八章遙感科學(xué)與技術(shù)1遙感的概念遙感泛指通過非接觸傳感器遙測物體的幾何與物理特性的技術(shù)，通常把這一接收、傳輸、處理、分析判讀和應(yīng)用遙感數(shù)據(jù)的全過程稱為遙感技術(shù)。遙感技術(shù)主要建立在物體反射或發(fā)射電磁波的原理基礎(chǔ)之上。公No近井點，是設(shè)置在坑道、豎井井口附近的控制點。它是指導(dǎo)坑道、豎井掘進(jìn)、施測坑（井）口位置點和坑道內(nèi)經(jīng)緯儀導(dǎo)線的起算點。礦區(qū)控制測量就是在國家一、二等三角網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)基礎(chǔ)上布設(shè)礦區(qū)三、四等三角網(wǎng)或高精度的光電測距導(dǎo)線作為礦區(qū)的平面控制，布設(shè)礦區(qū)三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)作為礦區(qū)的高程控制。礦井聯(lián)系測量分類:礦井平面聯(lián)系測量和礦井高程聯(lián)系測量。礦井平面聯(lián)系測量是解決井上、井下平面坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一問題；礦井高程聯(lián)系測量是解決井上、井下高程系統(tǒng)的統(tǒng)一問題。礦井平面聯(lián)系測量的任務(wù)：是根據(jù)地面已知點的平面坐標(biāo)和已知邊的方位角，確定進(jìn)下導(dǎo)線起算點的平面坐標(biāo)和起算邊的方位角。礦井平面聯(lián)系測量的方法：主要分為幾何定向和物理定向兩種。幾何定向又分為一井定向和兩井定向兩種；物理定向即陀螺定向。礦井高程聯(lián)系測量：鋼絲法導(dǎo)入標(biāo)高，光電測距儀導(dǎo)入標(biāo)高。當(dāng)?shù)刂醒虢?jīng)線經(jīng)度二6。、當(dāng)?shù)貛栆?。；當(dāng)?shù)刂醒虢?jīng)線經(jīng)度二3,當(dāng)?shù)貛?度帶帶號二（經(jīng)度+6。）/6取整 6度帶中央經(jīng)線二（6度帶帶號*6）-33度帶帶號二（經(jīng)度+1.5。）/3取整 3度帶中央經(jīng)線二3度帶帶號*3①.規(guī)則的幾何圖形符號（圓形、正方形、三角形等），以圖形幾何中心點為實地地物的中心位置。②.底部為直角形的符號（獨(dú)立樹、路標(biāo)等），以符號的直角頂點為實地地物的中心位置。③.寬底符號（煙囪、崗?fù)さ龋苑柕撞恐行臑閷嵉氐匚锏闹行奈恢?。?幾種圖形組合符號（路燈、消火栓等），以符號下方圖形的幾何中心為實地地物的中心位置。⑤.下方無底線的符號（山洞、窯洞等），以符號下方兩端點連線的中心為實地地物的中心位置。被動方式是指傳感器本身不發(fā)射信號，而是直接接收目標(biāo)物輻射和反射的太陽散射；主動方式是指傳感器本身發(fā)射信號，然后再接收從目標(biāo)物反射回來的電磁波信號。（攝影法（（攝影法（C被動方式， r〔掃描Mr圖像方把 I寬波段攝影多波段攝影光學(xué)機(jī)械掃描（多波段掃描儀）電子束掃描（反束光導(dǎo)管攝像機(jī)）CCD（電荷耦合器件）?雷達(dá)高度計

合成孔徑雷達(dá)L非圖像方式（主動式和被動式X微波輻射計紅外輻射計8.2遙感的電磁波譜人們把能到達(dá)地面的波段形象地稱為“大氣窗口”，大氣窗口分為三個，一個是可見光窗口，一個是紅外窗口，一個是微波窗口。8.3遙感信息獲取任何一個地物都有三大屬性，即空間屬性、輻射屬性和光譜屬性。任何地物是有空間明確的位置、大小和幾何形狀，這是其空間屬性；對任一單波段成像而言，任何地物都有其輻射特征，反映為影像的灰度值；而任何地物對不同波段有不同的光譜反射強(qiáng)度，從而構(gòu)成其光譜特征。使用光譜細(xì)分的成像光譜儀可以獲得圖譜合一的記錄，這種方法稱為成像光譜儀或高光譜（超光譜）遙感。遙感信息獲取的關(guān)鍵是傳感器。由于電磁波隨著波長的變化其性質(zhì)有很大的差異，地物對不同波段電磁波的發(fā)射和反射特性也不大相同，因而接收電磁輻射的傳感器的種類極為豐富。r框幅攝影機(jī)r光學(xué)攝影類型r光學(xué)攝影類型縫隙攝影機(jī)

全景攝影機(jī)1多光譜攝影機(jī)成像傳感器rTV攝像機(jī)光電成像類型4掃描儀成像傳感器真實孔徑雷達(dá)

合成孔徑雷達(dá),電荷耦合器件CCD真實孔徑雷達(dá)

合成孔徑雷達(dá)r側(cè)視雷達(dá)｛I主動可〔全景雷達(dá)圖8-7最常見的成像傳感器傳感器由收集系統(tǒng)、探測系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)和記錄系統(tǒng)四個部分組成.常用的探測元件有膠片、光電敏感元件和熱電靈敏元件。光電敏感元件是利用某些特殊材料的光電效應(yīng)把電磁波信息轉(zhuǎn)換為電信號來探測電磁輻射。遙感數(shù)據(jù)的分辨率分為空間分辨率（地面分辨率）、光譜分辨率（波譜帶數(shù)目）、時間分辨率（重復(fù)周期）和溫度分辨率。利用成像光譜儀和高光譜、超光譜遙感，可以大大提高遙感的光譜分辨率，從而極大地增強(qiáng)對地物性質(zhì)、組成與相互差異的研究能力。提高時間分辨率有幾種方法：第一是利用地球同步靜止衛(wèi)星，可以實現(xiàn)對地面某一地區(qū)的多次、重復(fù)觀測，可達(dá)到每小時、每半小時甚至更快的重復(fù)觀測；第二是通過多個小衛(wèi)星組建衛(wèi)星星座，從而提高重復(fù)觀測能力；第三是通過衛(wèi)星上多個可以任意方向傾斜45。的傳感器，從而實現(xiàn)在不同的軌道位置上對某一感興趣目標(biāo)點的重復(fù)觀測。氣象衛(wèi)星主耍分為地球同步靜止氣象衛(wèi)星和太陽同步極軌氣象衛(wèi)星兩大類。4遙感信息傳輸與預(yù)處理遙感信息的傳輸有模擬信號傳輸、數(shù)字信號傳輸兩種方式。數(shù)據(jù)壓縮目的是為了去除無用的或多余的數(shù)據(jù)，并以特征值和參數(shù)的形式保存有用的數(shù)據(jù)。校正的內(nèi)容主要有輻射校正和幾何校正。輻射校正，除去大氣反射和散射的能量，背景的能量等。遙感影像數(shù)據(jù)的處理分為幾何處理、灰度處理、特征提取、目標(biāo)識別和影像解譯。雷達(dá)干涉測量是利用復(fù)雷達(dá)圖像的相位差信息來提取地面目標(biāo)地形三維信息的技術(shù)。8.8遙感對地觀測的發(fā)展前景航空航天遙感傳感器數(shù)據(jù)獲取技術(shù)趨向三多和三高.三多是指多平臺、多傳感器、多角度，三高則指高空間分辨率、高光譜分辨率和高時相分辨率。攝影測量與遙感將用來建設(shè)DOM（數(shù)字正射影像）、DEM（數(shù)字高程模型）和DLG（數(shù)字線畫圖）和CP（控制點影像數(shù)據(jù)庫）。第九章地理信息系統(tǒng)1地理信息系統(tǒng)的概念地理信息系統(tǒng)即是人們通過對各種地理現(xiàn)象的觀察、抽象、綜合取舍，得到實體目標(biāo)，然后對實體目標(biāo)進(jìn)行定義、編碼、結(jié)構(gòu)化和模型化，形成易于用計算機(jī)表達(dá)的空間對象，以數(shù)據(jù)形式存入計算機(jī)內(nèi)。地理信息系統(tǒng)（GeographicalInformationSystem,GIS）是一種以采集、存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面（包括大氣層在內(nèi)）與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)的核心技術(shù)是如何利用計算機(jī)表達(dá)和管理地理空間對象及其特征。第十章觀測誤差與測量平差概述觀測數(shù)據(jù)是科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ),通過分析和處理這種觀測數(shù)據(jù),才能正確地獲得觀測問題所需的信息。任何觀測值總是包含信息和干擾（誤差）兩部分。觀測誤差產(chǎn)生原因：儀器誤差、人為誤差、外界條件誤差根據(jù)產(chǎn)生的原因不同，通常將誤差分為偶然誤差、系統(tǒng)誤差和粗差三種類型。誤差的大小和符號沒有規(guī)律性，但就大量誤差的總體而言，具有一定的統(tǒng)計規(guī)律，這種誤差稱為偶然誤差。在相同的觀測條件下作一系列觀測，如果誤差在大小、符號上表現(xiàn)出系統(tǒng)性，或者在觀測過程中按一定的規(guī)律變化，或者為某一常數(shù)，那么這種誤差就稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差與偶然誤差在觀測過程中總是同時產(chǎn)生的。當(dāng)觀測中有顯著的系統(tǒng)誤差時，偶然誤差就居于次要地位，觀測誤差就呈現(xiàn)出系統(tǒng)的性質(zhì)。反之，則呈現(xiàn)出偶然的性質(zhì)。粗差即粗大誤差，是指比在正常觀測條件下所可能出現(xiàn)的最大偶然誤差還要大的誤差測量平差，是測量數(shù)據(jù)調(diào)整的意思。其基本定義是，依據(jù)某種最優(yōu)化準(zhǔn)則，由一系列帶有觀測誤差的觀測值，求定未知量的最優(yōu)估值及其精度的理論和方法。測量平差原則與精度指標(biāo)任一被觀測的量，客觀上總是存在著一個能代表其真正大小的數(shù)值。這一數(shù)值就稱為該被觀測量的真值。誤差的分布情況具有以下幾點性質(zhì)：（1）絕對值小的誤差比絕對值大的誤差多；（2）絕對值相等的正負(fù)誤差的個數(shù)相近；（3）誤差的絕對值有一定的限值。偶然誤差的特性：（1）在一定的觀測條件下，偶然誤差的絕對值不會超過一定的限值；（2）絕對值較小的誤差比絕對值較大的誤差出現(xiàn)的可能性較大；（3）絕對值相等的正誤差與負(fù)誤差出現(xiàn)的可能性相等；（4）偶然誤差的簡單平均值，隨著觀測次數(shù)的無限增加而趨向于零，精度，就是指誤差分布的密集或離散的程度。倘若兩組觀測成果的誤差分布相同，則兩組觀測結(jié)果的精度相同；反之，若誤差分布不同，則精度也就不同。在相同的觀測條件下所進(jìn)行的一組觀測，由于它是對應(yīng)著同一種誤差分布，因此對于這一組中的每一個觀測值，都稱為同精度觀測值在一定觀測條件下，獨(dú)立誤差絕對值之平均值的極限，稱為平均誤差在一定觀測條件下，獨(dú)立誤差平方之平均值的極限，稱為中誤差的平方或方差常以3倍中誤差作為偶然誤差的極限值，稱為極限誤差真誤差、中誤差、極限誤差均稱為絕對誤差。權(quán)也是一個相對精度指標(biāo)，但它僅是用來比較各觀測值相互之間精度高低的一組比例數(shù)。因此權(quán)的意義不在于它們本身數(shù)值大小，重要的是它們之間所存在的比例關(guān)系。誤差傳播律闡述觀測值的函數(shù)的中誤差與觀測值本身的中誤差之間關(guān)系的定律，就稱為誤差傳播律。測量平差基本原理測量平差法目的是消除由于誤差引起的觀測值之間的矛盾現(xiàn)象，即消除其不符值，運(yùn)用某種最優(yōu)化準(zhǔn)則，求出未知量的最優(yōu)估值，同時按方差-協(xié)方差傳播律估計未知量的精度。設(shè)觀測值個數(shù)為n,未知量個數(shù)為t,平差問題要求n>t,r=n-t稱為多余觀測數(shù),r>0表示觀測值的個數(shù)必須多于未知量的個數(shù)，這是平差問題的一個基本要求。每一個觀測值都與所求未知量有著一定的函數(shù)關(guān)系，稱為觀測值方程。第十一章地球空間信息學(xué)與數(shù)字地球第一章總論測繪學(xué)的基本概念與研究內(nèi)容測繪學(xué)的基本概念：研究對實體（包括地球整體、表面以及外層空間各種自然和人造的物體）中與地理空間分布有關(guān)的各種幾何、物理、人文及其隨時間變化的信息的采集、處理、管理、更新和利用的科學(xué)與技術(shù)。研究內(nèi)容：1）在已知地球的形狀、大小及其重力場的基礎(chǔ)上建立一個統(tǒng)一的地球坐標(biāo)系統(tǒng),用以表示地球表面及其外部空間任一點在這個地球坐標(biāo)系中準(zhǔn)確的幾何位置；2）以大量的地面點的坐標(biāo)和高程為基礎(chǔ)進(jìn)行地表形態(tài)的測繪工作，其中包括地表的各種自然形態(tài)和人類社會活動所產(chǎn)生的各種人工形態(tài)；3）以地圖圖形的形式反映和展示用測量儀器和測量方法所獲得的自然界和人類社會現(xiàn)象的空間分布、相互聯(lián)系及其動態(tài)變化信息；4）各種經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防工程建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計、施工和建筑物建成后的運(yùn)營管理中，都需要進(jìn)行相應(yīng)的測繪工作，并利用測繪資料引導(dǎo)工程建設(shè)的實施，監(jiān)視建筑物的形變；5）在海洋環(huán)境（包括江河湖泊）中進(jìn)行測繪工作；6）對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和平差；7）將測繪學(xué)的研究和工作成果應(yīng)用到社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個相關(guān)領(lǐng)域。測繪學(xué)的歷史發(fā)展人類對地球形狀認(rèn)識的演變：圓球一橢球一大地水準(zhǔn)面f真實地球自然表面測繪學(xué)的研究成果主要是地圖，地圖的演變及其制作方法的進(jìn)步是測繪學(xué)發(fā)展的重要標(biāo)志。測繪學(xué)的學(xué)科分類大地測量學(xué)：研究地球的形狀、大小和重力場，測定地面點幾何位置和地球整體與局部運(yùn)動的理論和技術(shù)的學(xué)科。1）測定地球的大小是指測定地球橢球的大??；2）研究地球形狀是指研究大地水準(zhǔn)面的形狀（或地球橢球的扁率）；3）測定地面點的幾何位置是指測定以地球橢球面為參考面的地面點位置。大地測量中使用的方法：幾何法、物理法、衛(wèi)星法。幾何法：是用幾何觀測量（距離、角度、方向、高差）來建立水平控制網(wǎng)或高程控制網(wǎng)，提供地面點的水平位置或高程。物理法：用地球的重力等物理觀測量通過地球重力場的理論和方法推求大地水準(zhǔn)面相對于地球橢球的距離（稱為大地水準(zhǔn)面差距）、地球橢球的扁率（地球形狀）等。衛(wèi)星法：用人造地球衛(wèi)星觀測量進(jìn)行空間定位，提供地面點在地心坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)。攝影測量學(xué)：研究利用攝影或遙感的手段獲取目標(biāo)物的影像數(shù)據(jù)，從中提取幾何的或物理的信息、，并用圖形、圖像和數(shù)字形式表達(dá)測繪成果的學(xué)科。主要研究內(nèi)容有：獲取目標(biāo)物的影像，對影像進(jìn)行處理，將所測得的成果用圖形、圖像或數(shù)字表示。攝影測量學(xué)包括航空攝影、航天攝影、航空航天攝影測量、地面攝影測量等。航空攝影是在飛機(jī)或其他航空飛行器上利用航攝機(jī)攝取地面景物影像的技術(shù)。航天攝影是在航天飛行器（衛(wèi)星、航天飛機(jī)、宇宙飛船）中利用攝影機(jī)或其他遙感探測器（傳感器）獲取地球的圖像資料和有關(guān)數(shù)據(jù)的技術(shù)，它是航空攝影的擴(kuò)充和發(fā)展。航空、航天攝影測量是根據(jù)在航空或航天飛行器上對地攝取的影像獲取地面信息,測繪地形圖。地面攝影測量是利用安置在地面上基線兩端點處的專用攝影機(jī)拍攝的立體像對，對所攝目標(biāo)物進(jìn)行測繪的技術(shù)。地圖制圖學(xué)：研究模擬地圖和數(shù)字地圖的基礎(chǔ)理論、地圖設(shè)計、地圖編制和復(fù)制的技術(shù)方法及其應(yīng)用的學(xué)科。計算機(jī)地圖制圖技術(shù)：根據(jù)地圖制圖原理和地圖編輯過程的要求，利用計算機(jī)輸入、輸出等設(shè)備，通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)和圖形數(shù)字處理方法,實現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的獲取、處理、顯示、存儲和輸出。工程測量學(xué)：研究在工程建設(shè)和自然資源開發(fā)各個階段進(jìn)行測量工作的理論和技術(shù)的學(xué)科。因此包括規(guī)劃設(shè)計階段的測量、施工興建階段的測量和運(yùn)營管理階段的測量。海洋測繪學(xué):研究以海洋水體和海底為對象所進(jìn)行的測量和海圖編制理論和方法的學(xué)科，主要包括海道測量、海洋大地測量、海底地形測量、海洋專題測量以及航海圖、海底地形圖、各種海洋專題圖和海洋圖集等圖的編制。測繪學(xué)的現(xiàn)代發(fā)展遙感RS（RemoteSensing）：不接觸物體本身，用傳感器采集目標(biāo)物的電磁波信息，經(jīng)處理、分析后，識別目標(biāo)物，揭示其幾何、物理性質(zhì)和相互聯(lián)系及其變化規(guī)律的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。地理信息系統(tǒng)GIS（GeographicInformationSystem）：在計算機(jī)軟件和硬件支持下，把各種地理信息按照空間分布及屬性以一定的格式輸入、存儲、檢索、更新、顯示、制圖和綜合分析應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)。測繪學(xué)的現(xiàn)代概念就是研究地球和其他實體的與地理空間分布有關(guān)的信息的采集、量測、分析、顯示、管理和利用的科學(xué)和技術(shù)。測繪學(xué)的科學(xué)地位和作用1）科學(xué)研究方面；2）國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)；3）國防建設(shè)；4）經(jīng)濟(jì)發(fā)展第二章大地測量學(xué)2.1概述大地測量學(xué)的基本目標(biāo)是測定和研究地球空間點的位置、重力及其隨時間變化的信息，為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展、國家安全、以及地球科學(xué)和空間科學(xué)研究等提供大地測量基礎(chǔ)設(shè)施、信息和技術(shù)支持。大地測量學(xué)的基本任務(wù)：1）建立和維護(hù)高精度全球和區(qū)域性大地測量系統(tǒng)與大地測量參考框架；2）獲取空間點位置的靜態(tài)和動態(tài)信息；3）測定和研究地球形狀大小、地球外部重力場及其隨時間的變化；4）測定和研究全球和區(qū)域性地球動力學(xué)現(xiàn)象，包括地球自轉(zhuǎn)與極移、地球潮汐、板塊運(yùn)動與地殼形變以及其他全球變化；5）研究地球表面觀測量向橢球面和平面的投影變換及相關(guān)的大地測量計算問題；6）研究新型的大地測量儀器和大地測量方法;7）研究空間大地測量理論和方法；8）研究月球和行星大地測量理論和方法，研究月球或行星探測器定位、定軌和導(dǎo)航技術(shù)，構(gòu)建月球或行星坐標(biāo)參考系統(tǒng)和框架，探測月球和行星重力場?，F(xiàn)代大地測量的特點：1）長距離、大范圍；2）高精度；3）實時、快速；4）時間維；5）地心坐標(biāo)系；6）學(xué)科的融合。大地測量學(xué)的服務(wù)對象：1）經(jīng)濟(jì)建設(shè)；2）資源與環(huán)境發(fā)展；3）空間技術(shù)和航天工程；4）地球自轉(zhuǎn)與地球動力學(xué)；5）國防安全和軍事信息化。2大地測量系統(tǒng)與參考框架大地測量系統(tǒng)包括坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)/深度基準(zhǔn)和重力參考系統(tǒng)。大地測量參考框架有坐標(biāo)（參考）框架、高程（參考）框架和重力測量（參考）框架三種。大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)根據(jù)其原點位置不同，分為地心坐標(biāo)系統(tǒng)和參心坐標(biāo)系統(tǒng)。前者的原點與地球質(zhì)心重合，后者的原點與參考橢球中心重合（參考橢球是指與某一地區(qū)或國家地球表面最佳吻合的地球橢球）。大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)又分為空間直角坐標(biāo)系統(tǒng)、大地坐標(biāo)系統(tǒng)和球坐標(biāo)系統(tǒng)三種形式?？臻g直角坐標(biāo)一般用（x,y,z）表示；大地坐標(biāo)用（經(jīng)度入，緯度,大地高H）表示，其中大地高H是指空間點沿橢球面法線方向高出橢球面的距離。大地測量常數(shù)是指與地球一起旋轉(zhuǎn)且和地球表面最佳吻合的旋轉(zhuǎn)橢球（即地球橢球）幾何和物理參數(shù)。它分為基本常數(shù)和導(dǎo)出常數(shù)。我國西安1980坐標(biāo)系統(tǒng)采用IUGG75的大地測量常數(shù)。目前，正被廣泛使用的常數(shù)是GRS80定義的。地球橢球的幾何和物理屬性可由四個基本常數(shù)完全確定，這四個基本常數(shù)就是大地測量基本常數(shù)。它們是赤道半徑a;地心引力常數(shù)（包含大氣質(zhì)量）GM;地球動力學(xué)形狀因子J2;地球自轉(zhuǎn)角速度3導(dǎo)出常數(shù)為計算所得，如橢球短半軸，幾何扁率。我國的GPS2000網(wǎng)是定義在ITRS2000地心坐標(biāo)系統(tǒng)中的區(qū)域性地心坐標(biāo)框架，它綜合了全國性的三個GPS網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)，一并進(jìn)行計算而得。高程基準(zhǔn)定義了陸地上高程測量的起算點。區(qū)域性高程基準(zhǔn)可以用驗潮站的長期平均海面來確定，通常定義該平均海面的高程為零。在地面預(yù)先設(shè)置好一固定點（組），利用精密水準(zhǔn)測量聯(lián)測固定點與該平均海面的高差，從而確定固定點（組）的海拔高程。這個固定點就稱為水準(zhǔn)原點，其高程就是區(qū)域性水準(zhǔn)測量的起算高程。我國高程基準(zhǔn)采用黃海平均海水面，驗潮站是青島大港驗潮站。我國的高程系統(tǒng)采用正常高系統(tǒng)。正常高的起算面是似大地水準(zhǔn)面（似大地水準(zhǔn)面可由物理大地測量方法確定）。由地面點沿垂線向下至似大地水準(zhǔn)面之間的距離，就是該點的正常高，即該點的高程。高程框架是高程系統(tǒng)的實現(xiàn)。我國水準(zhǔn)高程框架由全國高精度水準(zhǔn)控制網(wǎng)實現(xiàn)，以黃海高程基準(zhǔn)為起算基準(zhǔn)，以正常高系統(tǒng)為水準(zhǔn)高差傳遞方式。深度是指在海洋（主要指沿岸海域）水深測量所獲得的水深值，是從測量時的海面（即瞬時海面）起算的。規(guī)定一個固定的水面作為深度的參考面，把不同時間測得的深度都化算到這一參考水面上去。這一參考水面即稱為深度基準(zhǔn)面。它就是海圖所載水深的起算面，狹義的海圖基準(zhǔn)面就是深度基準(zhǔn)面。重力測量就是測定空間一點的重力加速度。重力基準(zhǔn)就是標(biāo)定一個國家或地區(qū)的（絕對）重力值的標(biāo)準(zhǔn)。2.3實用大地測量學(xué)實用大地測量學(xué)的基本任務(wù)是建立地面大地控制網(wǎng)，即以精確可靠的地面點坐標(biāo)、高程和重力值來實現(xiàn)大地測量系統(tǒng)。地面大地控制網(wǎng)大體分為平面控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)和重力控制網(wǎng)三類。平面控制網(wǎng)是以一定形式的圖形，把大地控制點構(gòu)成網(wǎng)狀，通過測定網(wǎng)中的角度、邊長和方位角，推算網(wǎng)點的坐標(biāo)。高程控制網(wǎng)由連接各高程控制點的水準(zhǔn)測量路線組成。重力控制網(wǎng)是由絕對重力點和相對重力點構(gòu)成的網(wǎng)，作為一個國家重力基準(zhǔn)的實現(xiàn)。國家大地控制網(wǎng)是主控制網(wǎng)，是國家所有地理坐標(biāo)、高程、重力值的基礎(chǔ)，其精度和可靠性應(yīng)足以保證國家各類工程和各種測繪的需要平面控制測量的主要目的是完成點位（坐標(biāo)）的傳遞和控制。平面控制測量的技術(shù)：1）水平角測量；2）距離測量；3）三角高程測量；4）衛(wèi)星定位測量我國平面控制網(wǎng)的起始邊大多采用膨脹系數(shù)極小的錮瓦基線尺直接丈量或組成基線網(wǎng)推算出來。大地天文測量是指用天文觀測方法測定天文方位角和天文經(jīng)緯度。它通過測量天體的天頂角、天體經(jīng)過某一特定位置的時間或者天體在任意位置的方向等幾何和物理量而得到天文方位角和天文經(jīng)緯度。常見的天文經(jīng)緯度和天文方位角測量方法：1）津格爾（星對）測時法；2）塔爾科特測緯度法；3）多星等高法；4）北極星任意時角法；5）中天法國家高程控制網(wǎng)布設(shè)的目的和任務(wù)有兩個：一是在全國范圍內(nèi)建立統(tǒng)一的高程控制網(wǎng)，為地形測圖和工程建設(shè)提供必要的高程控制；二是為地殼垂直運(yùn)動、海面地形及其變化和大地水準(zhǔn)面形狀等地球科學(xué)研究提供精確的高程數(shù)據(jù)國家水準(zhǔn)網(wǎng)采用從高到低，從整體到局部，逐級控制，逐級加密的方式布設(shè)，分為一、二、三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)。我國重力控制網(wǎng)分為二級：重力基準(zhǔn)網(wǎng)和一等重力網(wǎng)。2.4橢球面大地測量學(xué)橢球面大地測量學(xué)的基本任務(wù)是研究旋轉(zhuǎn)橢球面的數(shù)學(xué)性質(zhì)，以及以該面為參考的大地測量計算問題。其主要研究內(nèi)容有：大地控制網(wǎng)的地面數(shù)據(jù)向橢球面的歸算問題；橢球面法截線和大地線的性質(zhì)，以及橢球面三角形的解算方法；大地測量主題及其解算方法；橢球面投影到平面上的問題，以及不同形式的地球坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換問題。包含橢球面上一點法線的平面稱為法截面，法截面與該橢球面的交線稱為法截線