党的二十大报告中指出:“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力,深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,开辟发展新领域新赛道,不断塑造发展新动能新优势。”

高质量高等教育体系要发挥高位引领作用,落实立德树人根本任务,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,加快建设高质量教育体系,发展素质教育。

1.贯彻落实党的二十大精神,增加思政元素

本教材的编写团队深入推进党的二十大精神融入教材,充分认识党的二十大报告提出的“实施科教兴国战略,强化现代人才建设支撑”精神,落实“加强教材建设和管理”新要求,在教材中加入思政元素,紧扣二十大精神,围绕专业育人目标,结合课程特点,注重知识传授、能力培养与价值塑造的统一。

本教材以“测绘空间信息技术的获取方法和管理”为主线进行编写,结合测量学的基本理论和测量设备,使学生掌握测量学基本知识和实践的操作能力,同时对地形图的生成方法及其在规划、工程中的应用也做了阐述,力求辅助学生将测量学知识熟练地用于专业实践。当今,智慧化、数字化已成为社会各行各业发展的招牌。同样,基于行业发展对空间大数据的需要,现代测绘技术也得到了长足发展,包括空间数据采集的自动化、实时化,并正在形成一个天地一体化的智能测绘概念。

2.推进教育数字化,以微课体现交互性

本教材响应二十大精神,推进教育数字化,建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国,及时丰富和更新了数字化微课资源,以二维码形式融合纸质教材,使得教材更具及时性、内容的丰富性和环境的可交互性等特征,使读者学习时更轻松、更有趣味,促进了碎片化学习,提高了学习效果和效率。

本教材共11章,其中第1、2章主要介绍测量技术的基本知识、基本理论和空间数据采集方法。第3章介绍测量误差理论及处理方法,并试图应用概率统计的概念进行阐述,旨在为以后各章加强对观测误差的讨论和进行精度分析打下基础。第4章重点介绍测量的三项基本工作———距离、高差、角度(方向)———在实际中如何应用和实施。第5 章则介绍了当代测绘空间数据采集的新设备(全站仪和 GPS)的基本原理和使用方法。第6 章介绍了小区域控制测量的方法。第7章介绍了工程中基本比例尺地形图的基本原理及测绘4D 产品的基本知识。第8章介绍了大比例尺地形图测绘方法,尤其关注了数字化成图技术。第9章介绍了地形图在规划、工程施工中的应用情况。第10章主要介绍了放样工作的基本方法,包括如何用全站仪和 GPS-RTK 放样的问题。第11章关注了从民用建筑到桥梁、管线、地下工程施工测量的方法,本章有关内容可供不同专业学生选用。

第1章 绪 论 /1

 1.1 测量技术基本知识 /1

1.1.1 测量技术的定义 /1

1.1.2 测量技术的实质 /2

1.1.3 测量工作的原则和程序 /2

 1.2 测量技术的任务及分类 /4

 1.3 测量技术发展简介 /5

1.3.1 测量技术发展历史 /5

1.3.2 现代测绘学的内涵和发展 /6

1.3.3 传统测绘与现代测绘的区别 /7

 1.4 测量与工程建设 /8

1.4.1 测量与工程建设的关系 /8

1.4.2 测绘在土木类专业的应用 /9

1.4.3 智能建造中的测绘技术 /10

 习 题 /10

第2章 地面点定位方法 /11

 2.1 测量的基准面与坐标系统 /11

2.1.1 测量基准面 /11

2.1.2 测量坐标系统 /13

 2.2 地球曲率对测量工作的影响 /16

 2.3 获取地面点空间位置的数学方法 /18

2.3.1 平面点位坐标测量方法 /18

2.3.2 获取高程的方法 /20

 2.4 水下地形点测量方法 /21

 习 题 /22

第3章 测量数据的误差及精度分析 /23

 3.1 测量误差基本知识 /23

 3.2 衡量精度的指标 /25

 3.3 误差传播定律 /27

 3.4 观测值的最可靠值 /30

3.4.1 观测数据的可靠性 /30

3.4.2 权 /30

3.4.3 最小二乘原理 /31

 3.5 由最可靠值计算观测值中误差 /33

 习 题 /35

第4章 测量基本元素的采集技术 /36

 4.1 几何水准测量 /36

4.1.1 DS3 水准仪介绍 /36

4.1.2 水 准 测 量 数 据 的 内 外 业 处 理

方法 /41

4.1.3 水准测量误差分析 /45

 4.2 角度测量 /48

4.2.1 角度测量的基本原理 /48

4.2.2 角度测量及内外业数据处理 /52

4.2.3 角度测量的误差分析 /56

 4.3 距离测量 /60

4.3.1 钢尺量距 /60

4.3.2 电磁波测距 /63

4.3.3 视距测量 /68

 4.4 直线定向 /70

 习 题 /73

第5章 坐标测量 /76

 5.1 全站仪坐标测量 /76

5.1.1 全站仪简介 /76

5.1.2 全站仪坐标测量方法 /80

 5.2 GPS坐标测量 /85

5.2.1 GPS系统简介 /85

5.2.2 GPS定位技术的基本原理 /85

5.2.3 GPS定位作业模式 /88

 5.3 不同基准下的坐标转换 /94

 习 题 /96

第6章 小区域控制测量 /97

 6.1 概 述 /97

 6.2 导线平面控制测量 /100

6.2.1 导线布设基本形式 /100

6.2.2 导线测量实施 /100

6.2.3 无定向导线 /104

 6.3 交会定点测量 /108

 6.4 三、四等水准测量 /110

 6.5 三角高程测量 /112

 6.6 GPS控制测量 /115

6.6.1 GPS控制测量的技术指标 /115

6.6.2 GPS控制测量的用途 /116

6.6.3 GPS控制测量的实施 /116

 习 题 /117

第7章 地形图基本知识 /119

 7.1 地形图的比例尺、分幅与编号 /119

 7.2 国家基本比例尺地形图简介 /124

7.2.1 国家基本比例尺地形图的数学

基础 /124

7.2.2 国家基本比例尺地形图的设计

与编绘 /124

 7.3 地图符号 /125

 7.4 地貌符号 /126

 7.5 4D 产品介绍 /129

 习 题 /135

第8章 大比例尺地形图测绘方法 /136

 8.1 白纸地形图测绘 /136

8.1.1 白纸测图前的准备工作 /137

8.1.2 测量碎部点平面位置的基本方

法 /138

8.1.3 地形图的绘制、拼接、整饬、检查

与验收 /142

 8.2 数字地形图测绘 /144

8.2.1 数字测图的基本思想 /144

8.2.2 数字测图的野外数据采集方法

 /147

8.2.3 数据内业编辑 /150

8.2.4 基于 CASS11.0的数字地形图

生成 /151

 8.3 摄影测量与成图 /153

8.3.1 航空摄影测量与相片 /154

8.3.2 航空摄影测量内业成图方法 

/157

8.3.3 影像的立体观测与量测 /158

8.3.4 数字摄影测量成图简介 /158

 8.4 基于低空无人机的地形图测绘 /160

8.4.1 无人机简介 /160

8.4.2 无人机系统硬件 /161

8.4.3 无人机系统软件 /161

8.4.4 无人机测绘的优势 /161

8.4.5 无 人 机 影 像 采 集 和 测 量 数 据

处理流程 /162

8.4.6 无 人 机 倾 斜 摄 影 测 量 与 建 筑

信息模型建设 /163

 8.5 地籍房产图测绘 /164

8.5.1 概 述 /164

8.5.2 地籍房产调查 /164

8.5.3 地籍房产测量 /165

 习 题 /168

第9章 地形图的应用 /170

 9.1 概 述 /170

9.1.1 普通地图的内容 /170

9.1.2 地形图的阅读 /171

9.1.3 地 形 图 阅 读 的 注 意 事 项 /173

 9.2 地形图的基本应用 /174

9.2.1 点位平面坐标的测量 /174

9.2.2 两点间水平距离的测量 /175

9.2.3 方位角的测量 /175

9.2.4 点位高程的确定 /176

9.2.5 在地形图上量取曲线或折线的

长度 /177

 9.3 面积、体积的量算 /177

9.3.1 图解法 /177

9.3.2 求积仪法 /178

9.3.3 解析法 /180

 9.4 地形图在工程设计与施工中的应用 /181

9.4.1 绘制纵横断面图 /181

9.4.2 按 限 定 坡 度 选 定 两 点 间 最 短

路线 /182

9.4.3 确定汇水面积 /183

9.4.4 计算水库容量 /184

9.4.5 场地平整 /184

9.4.6 在水工选址规划中的应用 /187

9.4.7 在地质勘查及矿山开采中的应用

 /189

 9.5 地形图在建筑规划中的应用 /189

9.5.1 在 国 土 及 城 市 总 体 规 划 中 的

应用 /189

9.5.2 在 线 路 规 划 与 勘 测 设 计 中 的

应用 /191

9.5.3 在 建 筑 规 划 用 地 分 析 中 的

应用 /192

 9.6 地形图在地理信息系统中的应用 /

193

 习 题 /195

第10章 工程放样方法 /197

 10.1 测量基本元素放样 /197

10.1.1 水平距离测设 /197

10.1.2 水平角测设 /197

10.1.3 高程测设 /198

 10.2 平面点位放样 /198

 10.3 线段坡度放样 /201

 10.4 圆曲线放样 /202

10.4.1 圆曲线主点测设 /202

10.4.2 圆曲线细部测设 /203

 10.5 全站仪放样简介 /206

10.5.1 概 述 /206

10.5.2 全站仪放样实施 /206

 10.6 GPS-RTK 放样简介 /213

 习 题 /215

第11章 工程施工测量 /216

 11.1 概 述 /216

11.1.1 施工测量的内容 /216

11.1.2 施工测量的原则 /216

11.1.3 施工测量的特点 /217

11.1.4 施工测量的准备工作 /217

 11.2 施工控制测量 /217

11.2.1 施工控制测量网的布设形式 /217

11.2.2 施工控制测量网的特点及测量

方法 /219

 11.3 民用建筑施工测量 /219

11.3.1 基本内容和方法 /220

11.3.2 施工放样精度要求 /221

11.3.3 民用建筑施工各阶段放样 /221

11.3.4 建筑物的垂直度控制测量 /226

 11.4 桥梁施工测量 /227

11.4.1 桥梁施工控制测量 /228

11.4.2 桥梁主体施工测量 /229

 11.5 道路施工测量 /232

11.5.1 路基放线 /233

11.5.2 施工边桩的测设 /234

11.5.3 竖曲线测设 /236

11.5.4 路面放线 /236

11.5.5 涵洞施工测量 /237

 11.6 管线施工测量 /238

11.6.1 管道中心线测量 /238

11.6.2 管道纵横断面测量 /239

11.6.3 明挖管道施工测量 /240

11.6.4 顶管施工测量 /242

 11.7 地下工程施工测量 /243

11.7.1 隧道施工控制 /243

11.7.2 隧道施工测量 /247

 11.8 工程竣工测量 /248

11.8.1 民用建筑竣工测量内容 /249

11.8.2 桥梁竣工测量 /249

11.8.3 道路竣工测量 /250

11.8.4 管线竣工测量 /250

 11.9 建筑物变形观测 /251

11.9.1 概 述 /252

11.9.2 变形监测点布设 /252

11.9.3 建筑物的沉降观测 /253

11.9.4 变形观测数据处理 /256

11.9.5 变形自动监测系统 /258

 习 题 /259

参考文献 /260