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出版者:Esri Press

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-06-01

价格:USD 14.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781589481039

丛书系列:

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• 教材
• 地图投影
• 地图学
• 地理信息系统
• GIS
• 制图学
• 空间分析
• 地理学
• 参考地图
• 遥感
• 地球科学

寰宇之绘：探索大地测绘的奥秘与实践 图书名称：寰宇之绘：探索大地测绘的奥秘与实践 内容简介 《寰宇之绘：探索大地测绘的奥秘与实践》是一部系统、深入探讨现代大地测绘学理论基础、核心技术与前沿应用的专著。本书旨在为地理信息科学（GIS）、遥感技术、土木工程、资源勘察乃至城市规划等领域的专业人士、研究人员及高年级本科生提供一份全面而扎实的参考指南。我们致力于揭示地球空间信息获取、处理、分析和表达的完整流程，从宏观的地球参考框架构建，到微观的精确测量技术实现，再到复杂的空间数据模型构建与应用，无不力求详尽阐述，摒弃空泛的理论说教，着重于原理的内在逻辑与实际操作中的工程考量。 本书的结构设计遵循了测绘学科的逻辑发展脉络，共分为六大部分，二十二个章节，力求构建一个层次分明、相互印证的知识体系。 --- 第一部分：大地测量学的基石与地球的形貌 本部分聚焦于测绘工作的理论前提——我们所测量的对象——地球的几何与物理属性。我们首先探讨了地球参考系统的演进，从早期的天文大地测量到现代的基于全球导航卫星系统（GNSS）的全球参考框架（如ITRF）的建立与维护。深入分析了大地水准面（大地水准面模型）的物理意义、数学描述及其在高精度定位中的关键作用。 随后的章节详细阐述了地球椭球体模型的数学基础，包括不同大地基准（如WGS84、CGCS2000）的参数选择及其对区域测绘成果精度的影响。我们不仅阐述了经典的测量平差理论（如最小二乘原理），更着重于如何在实际工程中处理观测误差、进行数据质量控制，确保空间数据的可靠性。 第二部分：高精度空间数据获取技术 这是本书的核心实践部分，涵盖了当代最主流的空间信息采集手段。 GNSS/GPS 的深度解析： 我们不仅仅停留在接收机的工作原理，而是深入探讨了观测方程的建立、差分定位技术（RTK、PPP）的数学模型、电离层与对流层延迟误差的修正方法，以及如何利用多星座系统（GPS、GLONASS、Galileo、北斗）实现更高可靠性的实时动态定位。 传统与现代的测量仪器： 详细介绍了高精度电子速测仪（Total Station）的内部结构、误差来源及现场校准方法。重点突出了三维激光扫描（3D LiDAR）技术的原理，包括直接地理定位、点云配准算法（如迭代最近点ICP）的应用，以及大规模城市、基础设施的数字孪生模型构建流程。 航空摄影测量与遥感数据基础： 探讨了利用无人机（UAV）和有人机获取高分辨率影像的几何模型。分析了影像的内、外定向参数，以及如何通过空中三角测量实现从影像到精确坐标的转换。对于遥感数据，我们着重于辐射定标、大气校正的物理模型，以及多光谱、高光谱数据的初步特征提取方法，为后续的图像处理奠定基础。 第三部分：空间数据处理与信息模型 本部分转向数据如何从原始观测值转化为可用的地理信息。 数据平差与优化： 阐述了如何运用广义最小二乘法对大规模、异构的观测数据（如GNSS、水准、重力、地形测量数据）进行统一的约束和平差计算，确保全局的几何一致性。讨论了控制网的优化设计策略，以实现预定精度目标。 数字高程模型（DEM）的构建与质量评估： 详细比较了基于TIN（不规则三角网）、格网模型和点云模型的优劣。重点阐述了插值算法（如克里金法、自然邻近法）在DEM生成中的适用性，并提出了客观的精度验证指标（如RMSE、MAEE）。 地理信息系统（GIS）的拓扑与数据结构： 本章深入探讨了GIS中矢量与栅格数据的存储机制，特别是拓扑关系的建立、维护及其对空间分析的决定性影响。对比分析了Shapefile、GeoDatabase以及PostGIS等主流空间数据库的数据模型设计哲学。 第四部分：大地测量学在工程中的应用 本部分将理论与工程实践紧密结合，展示了测绘技术在重大工程中的关键作用。 隧道与地下工程的控制测量： 详细介绍了超长距离、高精度隧道贯通测量的方法，包括激光指向、反射镜定位、空间前方交会等特殊技术的应用，以及如何实时监控结构物的形变与沉降。 大型基础设施的变形监测： 重点分析了桥梁、大坝、核电站等结构体的长期监测系统设计。讨论了如何结合GNSS、应变片、水准仪的定期测量，建立多源数据融合的监测预警模型，有效识别和量化结构物的微小位移。 地籍测量与不动产登记： 阐述了现代地籍调查中界址点测设的精度要求、地籍调查成果的数字化流程，以及如何利用高精度GNSS技术实现农村和城市地块的快速、准确勘测。 第五部分：现代大地测量的挑战与前沿 本部分面向未来，探讨了正在重塑测绘行业的颠覆性技术与研究方向。 实时动态大地测量（RDAS）： 深入探讨了高频GNSS数据处理、惯性导航系统（INS）与GNSS融合（紧耦合与松耦合）的技术细节，以及在自动驾驶、高精度导航中的实际性能指标。 地球物理大地测量学： 分析了重力场模型（如GRACE/GRACE-FO）在监测冰川消融、地下水储量变化中的应用潜力。讨论了如何利用高精度重力仪辅助区域大地基准的垂直方向维持。 智能测绘与自动化： 关注机器人技术在测绘中的集成，如自主无人机路径规划、SLAM（同步定位与建图）技术在复杂环境下的应用，以及利用深度学习技术进行自动化特征提取和质量控制的前景。 第六部分：空间数据标准与法律法规 最后，本书简要概述了空间数据交换的标准（如OGC规范）和全球主要的地理空间信息法律框架，强调了数据安全、隐私保护和成果的法律效力问题。 总结 《寰宇之绘》力求成为一本兼具理论深度和工程实用性的参考书。它不是简单地罗列公式，而是引导读者理解每一个数学模型背后的物理现实，掌握从野外观测到最终成果表达的每一个关键环节。通过本书的学习，读者将能构建起一个完整的、能够应对现代空间信息挑战的测绘学知识体系。

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这部关于地图投影的著作，着实让我领略到了地理信息科学的深邃与迷人之处。首先，从内容深度上来说，作者并未止步于对基础概念的简单罗列，而是深入挖掘了不同投影方法背道而驰的内在逻辑。比如，当我们讨论到墨卡托投影时，书中详尽地剖析了它在保持航海方向正确性方面的天才设计，同时毫不留情地揭示了其在两极地区极端面积失真的代价。这种平衡的、批判性的视角，远超出了我之前接触过的许多科普读物。作者似乎是一位经验老到的领航员，不仅知道如何绘制航线，更清楚每条航线背后的地缘政治和数学权衡。对于那些渴望理解为什么世界地图看起来总是“不对劲”的读者，这本书提供了一个坚实的理论框架，帮助我们跳出视觉习惯，以更科学的眼光审视二维平面上对三维地球的表述。特别是对于涉及到大地测量学基础知识的章节，作者的处理方式显得尤为细腻，将复杂的几何转换过程，通过生动的类比和清晰的图示，转化为了相对直观的数学描述，大大降低了初学者的理解门槛，但又不失其专业性。

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这本书的叙述风格，可以说是教科书式的严谨中带着一丝学者的幽默感。我尤其欣赏作者在处理历史脉络时所展现出的耐心和广度。它不仅仅是一本技术手册，更像是一部关于人类如何试图“驯服”地球形状的史诗。从早期的古代地图绘制者面对手工测量的局限，到伽利略和牛顿时代天文学对地球椭球体模型的精确化，再到现代计算机辅助制图的飞速发展，每一步的演进都被置于其相应的技术和社会背景之下进行考察。例如，关于圆锥投影和圆柱投影的详细对比分析，不仅仅是数学公式的堆砌，而是清晰地勾勒出了不同时代地理需求对投影选择所起到的决定性作用。阅读这些历史片段时，我仿佛能感受到那些制图大师们在面对计算误差和数据稀疏时的那种挣扎与突破。这种饱满的叙事感，使得原本可能枯燥的几何转换理论，变得引人入胜，让人忍不住想一口气读完，去探寻下一张里程碑式的地图是如何诞生的。

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从排版和图文配合的角度来看，这本书的质量也达到了专业出版物的标准，虽然我更关注内容，但清晰的视觉呈现确实是理解复杂空间概念的关键。书中大量使用的高质量图形，尤其是那些用来展示畸变椭圆或网格变形的插图，它们的设计简洁而高效。很多地图投影的书籍在展示局部变形时会因为图形过于拥挤而失去说服力，但这里的图示恰到好处地放大了关键的几何变化，使用户能够直观地“看”到面积是如何被拉伸或压缩的。特别是关于大地水准面和参考椭球体的讨论部分，复杂的曲面关系通过三视图和剖面图的结合得到了很好的解释。如果说内容是这座知识大厦的钢筋水泥，那么这些精良的配图就是让结构清晰可见的脚手架，极大地提升了对抽象概念的把握速度。

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这本书对我最大的启发在于，它彻底颠覆了我过去将“地图”视为绝对真实记录的盲目信任。它强迫我认识到，任何二维地图都是一种妥协，一种人为设定的数学陷阱。作者通过对不同坐标系变换中引入的系统误差的探讨，清晰地表明了“正确”的地图是不存在的，只有“适合特定目的”的地图。这种深刻的认识论上的转变，让我今后在处理任何涉及地理信息的工作时，都会首先追问：“这个数据是用什么投影方式呈现的？它在哪些方面被牺牲了？”这种批判性的审视能力，远比记住一堆投影公式更有价值。它不仅教会了我如何看地图，更教会了我如何质疑地图背后的数学意图，这对于任何从事地理信息系统（GIS）或相关领域的人来说，都是一笔宝贵的财富。这本书的价值，在于它提供了一把打开“地图真相”大门的钥匙。

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在结构编排上，这本书展现出一种高度的模块化和逻辑递进性，这对于深度学习者来说是一个巨大的福音。它并没有采用简单的“A投影、B投影、C投影”的罗列方式，而是根据投影的基本特性——保持角、保持面积、保持距离——来组织章节内容。这种按特性分类的方法，极大地帮助读者建立起一套系统的分类和比较体系。例如，当讨论到等角投影时，作者会集中讨论不同坐标系下的保角条件，随后自然而然地引入如何通过调整参数来实现特定区域的最小变形。这种“先原理，后应用”的组织逻辑，确保了读者在接触到具体的投影公式之前，已经对该投影方法的根本目标有了深刻的理解。此外，书中附带的案例分析部分，针对特定的应用场景——比如区域规划、地籍测量或气象图制作——提供了切实可行的投影方案推荐，使得理论知识立刻获得了实际的指导意义，而不是停留在纸面上。

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