《現代測繪地理信息理論與技術》一書主要是為測繪科學與技術學科及其他相關學科專業碩士研究生的學位基礎課程而編寫的。它既體現了現代測繪與地理信息科學研究中所涉及的理論基礎,又可指導解決測繪科研與生產中的實際問題。本書所涉及的內容是在昆明理工大學開設的“現代測繪理論與技術”課程的基礎上逐步演變并發展起來的。隨著國家對測繪與地理信息內涵的認同及其在國民經濟建設中作用的提升,將“現代測繪理論與技術”擴充為“現代測繪地理信息理論與技術”。
本書既綜合了目前國內外測繪與地理信息的新理論和新技術,又體現了新的研究成果,具有時代性和獨特性。本書將傳統的多個測繪分支概括為地面、地下和空間測繪三個方面,獨樹一幟。此外,本書專門列出了測繪科研與生產中高度關注的區域大地水準面精化和變形監測與變形分析的內容;對于地理信息理論與技術方面,重點闡述了表現當前主流研究及應用的基礎地理信息數據庫的構建及專題信息提取與應用、三維地理信息系統的核心理論與技術、數字地球(智慧地球)的關鍵技術,以及地理國情監測四個部分。
前言
第1章 緒論
1.1 傳統測繪學概述
1.2 現代測繪地理信息科學
1.2.1 現代測繪技術
1.2.2 地理信息系統
1.2.3 測繪地理信息的現狀和趨勢
1.3 現代測繪地理信息的重大科技任務
1.4 現代測繪地理信息科學的前沿與關鍵技術
1.5 測繪地理信息與地球空間信息科學
1.6 測繪地理信息在國民經濟和信息化社會中的地位與作用
第2章 地面測量技術
2.1 測量機器人
2.2 三維激光掃描技術
2.2.1 三維激光掃描系統
2.2.2 三維點云數據處理
2.2.3 三維激光掃描儀的應用
2.3 移動測量系統
2.3.1 移動測量系統的工作方式及特點
2.3.2 慣導技術
2.3.3 移動測量系統的分類
2.3.4 車載移動測量系統的發展
2.3.5 車載移動測量的組成及工作原理
2.4 數字近景攝影測量
2.4.1 數字近景攝影測量概述
2.4.2 數字近景攝影測量測圖
2.4.3 多基線-數字近景攝影測量
2.4.4 數字近景攝影測量的應用
2.5 特種精密工程測量
2.5.1 激光垂準儀
2.5.2 精密陀螺儀
2.6 工業測量
第3章 空間測量技術
3.1 全球導航衛星系統
3.1.1 GNSS系統概況
3.1.2 GNSS研究的熱點問題
3.1.3 GNSS應用
3.1.4 未來導航技術的發展——量子指南針
3.1.5 室內定位技術
3.2 CORS系統
3.2.1 CORS概述
3.2.2 CORS誤差源分析
3.2.3 計算CORS改正數的常用數學模型分析
3.2.4 CORS的應用
3.3 遙感技術
3.3.1 遙感概述
3.3.2 遙感影像專題信息提取技術
3.3.3 基于遙感專題制圖綜合的方法
3.4 無人機技術
3.4.1 無人機遙感概述
3.4.2 無人機影像處理方法
3.4.3 無人機影像地圖的制作方法
3.4.4 無人機遙感存在的問題
3.5 合成孔徑雷達干涉測量技術
3.5.1 InSAR干涉數據的干涉模式
3.5.2 InSAR成像原理
3.5.3 InSAR技術的相關算法
3.5.4 InSAR技術的應用現狀分析
3.6 機載LiDAR技術
3.6.1 機載LiDAR概述
3.6.2 機載LiDAR原理
3.6.3 機載LiDAR的工作流程
3.6.4 存在的問題
第4章 地下測量技術
4.1 水下測量技術
4.1.1 水下地形測量特點
4.1.2 水下測量基本理論
4.1.3 傳統水下測量技術
4.1.4 現代水下測量技術
4.1.5 湖泊水下地形測量實例
4.2 地下管線測量
4.2.1 地下管線測量概述
4.2.2 地下管線信息化建設
4.2.3 新技術在地下管線測量中的應用
第5章 地球局部形狀的確定
5.1 精化(似)大地水準面的基礎理論
5.1.1 基本概念
5.1.2 邊值問題的基本類型及球面解
5.1.3 Stokes理論與大地水準面
5.1.4 Molodensky理論和似大地水準面
5.1.5 Stokes與Molodensky理論邊值問題的區別與聯系
5.1.6 重力場
5.1.7 地球重力場模型的概述
5.1.8 重力異常
5.2 確定(似)大地水準面的基本方法
5.2.1 GPS水準
5.2.2 重力方法
5.2.3 組合法
5.3 依重力數據局部(似)大地水準面精化
5.3.1 地球位模型確定大地水準面
5.3.2 移去-恢復法
5.4 無重力數據局部(似)大地水準面精化
5.4.1 基于GPS水準數據和地球位模型的局部大地水準面精化
5.4.2 顧及重力場模型與地形改正的移去-恢復法
5.5 利用地形和地質數據的局部(似)大地水準面精化
5.5.1 利用地形和地質數據精化局部大地水準面的特點
5.5.2 利用地形和地質數據精化局部大地水準面的研究內容
5.5.3 利用地形和地質數據精化局部大地水準面的基礎理論
5.5.4 地形均衡垂線偏差不同誤差分析模型比較
5.5.5 應用及實施
第6章 變形監測與變形分析
6.1 變形監測與變形分析概述
6.1.1 變形監測的目的、意義
6.1.2 變形監測的特點
6.1.3 變形監測的應用
6.2 變形監測中一些主要方法及各自的優缺點
6.2.1 常規地面測量方法
6.2.2 近景攝影測量方法
6.2.3 GPS測量
6.2.4 三維激光掃描方法
6.2.5 合成孔徑雷達技術
6.2.6 利用GPS和InSAR融合技術對地表進行監測
6.3 變形分析方法的介紹
6.3.1 回歸分析法
6.3.2 時間序列分析法
6.3.3 灰色系統分析模型方法
6.3.4 卡爾曼濾波方法
6.4 利用智能型全站儀和水準儀進行變形監測的理論與技術
6.4.1 智能全站儀和水準儀的介紹
6.4.2 智能全站儀中AMIS系統的功能及應用
6.4.3 智能全站儀快速測量處理系統的組成
6.4.4 智能全站儀用于二灘水電站變形監測
6.5 利用GNSS和CORS系統進行變形監測
6.5.1 GNSS系統測量原理和特點及在變形監測中的應用
6.5.2 CORS系統的組成及在變形監測應用的領域和特點
6.6 利用傳感器進行各類變形監測
6.6.1 遙感新技術及傳感器的介紹
6.6.2 利用傾斜傳感器進行位移監測原理
6.6.3 傳感器應用于變形監測的領域和特點
第7章 基礎地理信息系統
7.1 基礎地理信息
7.1.1 基礎地理信息數據的類型
7.1.2 基礎地理信息系統的特征
7.1.3 基礎地理信息數據的特性
7.1.4 空間數據分層
7.2 基礎地理信息數據建庫
7.2.1 基礎地理信息數據庫設計總體目標
7.2.2 基礎地理信息數據庫數據的組成
7.2.3 基礎地理信息數據模型
7.2.4 空間數據庫技術
7.2.5 數據庫設計
7.2.6 基礎地理數據入庫
7.3 空間數據挖掘
7.3.1 空間數據挖掘概述
7.3.2 空間數據挖掘方法
7.3.3 空間數據挖掘的關鍵技術
7.3.4 空間數據挖掘面臨的問題及其展望
7.4 基礎地理信息的集成應用技術
7.4.1 地理信息系統集成平臺的特點和功能
7.4.2 地理信息系統集成策略
第8章 三維地理信息系統的核心理論與技術
8.1 3DGIS概述
8.2 3DGIS數據結構、模型建立及算法表達
8.2.1 3DGIS數據結構
8.2.2 3DGIS數據模型建立及算法表達
8.3 空間復雜實體三維構建的理論與方法
8.3.1 三維數據采集
8.3.2 空間復雜實體三維構模方法
8.3.3 離散數據可移動條件下的空間復雜實體的三維建模
8.4 城市建筑物的三維構建技術體系
8.4.1 城市建筑物三維數據獲取技術
8.4.2 任意攝影構建城市仿真三維景觀的簡易技術方法
8.5 城市建筑物三維模型表達技術
8.5.1 城市建筑物三維模型構建技術
8.5.2 城市建筑物三維模型可視化技術
8.5.3 城市建筑群快速三維模型的構建
8.6 礦山3DGIS的構建及空間分析方法
8.6.1 礦山3DGIS的信息特點
8.6.2 礦山3DGIS的關鍵技術
第9章 數字地球(智慧地球)的關鍵技術
9.1 數字地球概念與簡介
9.1.1 數字地球的基本概念
9.1.2 數字地球核心技術綜述
9.2 海量數據的處理技術
9.2.1 海量數據的快速處理技術
9.2.2 數據倉庫的構建理論
9.3 數字地球元數據標準與特點
9.3.1 元數據簡介
9.3.2 元數據標準格式與特點
9.4 空間數據共享與交換
9.4.1 空間數據共享標準規范
9.4.2 空間數據共享與交換現狀
9.5 網絡地理信息系統技術
9.5.1 WebGIS概述與特點
9.5.2 WebGIS的實現模式和技術分析
9.5.3 組件式GIS
9.6 虛擬仿真與VR-GIS技術
9.6.1 數字地球的虛擬與仿真技術
9.6.2 虛擬現實系統的基本類型和虛擬技術系統結構
9.6.3 虛擬技術的地學應用及實例
9.7 智慧地球
9.7.1 智慧地球的概念
9.7.2 數字地球與智慧地球的關系
9.7.3 智慧地球的特征與架構
9.7.4 智慧地球的支撐技術
9.7.5 智慧地球的應用
9.8 物聯網
9.8.1 物聯網的定義
9.8.2 物聯網的體系架構
9.8.3 物聯網中的核心技術
9.8.4 物聯網技術在測繪領域的應用
9.9 云計算
9.9.1 云計算概述
9.9.2 云計算核心技術
9.9.3 云計算在地理信息空間的應用
9.9.4 云計算未來可能的發展方向——“霧計算”
9.10 智慧城市與大數據
9.10.1 智慧城市
9.10.2 大數據
9.10.3 智慧城市與大數據的聯系
第10章 地理國情監測
10.1 地理國情監測的涵義
10.1.1 國情
10.1.2 地理國情
10.1.3 地理國情監測
10.2 地理國情監測的對象
10.3 地理國情監測的分類
10.4 地理國情監測的內容、任務、過程
10.4.1 地理國情監測的內容
10.4.2 地理國情監測的任務
10.4.3 地理國情監測的過程
10.5 地理國情監測的主要支撐技術
10.6 地理國情監測的作用
10.7 地理國情監測需要解決的六大技術難題
主要參考文獻