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