测绘与地理信息作业指导书

测绘与地理信息作业指导书TOC\o"1-2"\h\u23700第一章测绘基础理论 2176371.1测绘概述 257321.1.1基本概念 3217611.1.2发展历程 3185721.1.3测绘分类 3178481.1.4测绘作用 3217541.2测绘坐标系与高程系统 3103221.2.1测绘坐标系 4109171.2.2高程系统 428553第二章地理信息系统概述 4149662.1地理信息系统基本概念 4218482.2地理信息系统的组成与功能 4308192.2.1地理信息系统的组成 4164122.2.2地理信息系统的功能 5293342.3地理信息系统的分类与应用 5106662.3.1地理信息系统的分类 557792.3.2地理信息系统的应用 524665第三章地形图与地图制图 6155413.1地形图基本概念 6309853.2地形图的分类与特点 652503.3地图制图技术与规范 717068第四章测量仪器与设备 783504.1测量仪器概述 7201974.2常用测量仪器及其操作 7100924.2.1水准仪 71734.2.2经纬仪 8260144.2.3全站仪 8228194.2.4GPS测量仪 8312874.3测量设备维护与保养 815356第五章地籍测量 8327335.1地籍测量基本概念 9287025.2地籍测量方法与技术 995695.3地籍图的编制与应用 91647第六章工程测量 10266056.1工程测量概述 10245566.2工程测量方法与技术 10254006.2.1地面测量方法 1054886.2.2地下测量方法 1042606.2.3航空摄影测量 11222426.3工程测量案例分析 11215776.3.1某城市地铁工程测量 11175686.3.2某大型水库工程测量 1128455第七章空间数据采集与处理 1175147.1空间数据概述 11266507.2空间数据采集方法 12112017.3空间数据处理与分析 1218760第八章地理信息系统开发与应用 13314118.1地理信息系统开发流程 13159008.2地理信息系统设计方法 13194108.3地理信息系统应用案例分析 1415890第九章测绘项目管理与质量控制 14275469.1测绘项目管理概述 1448279.1.1项目管理的定义与意义 1460119.1.2测绘项目管理的任务与目标 14155219.1.3测绘项目管理的基本原则 1534649.2测绘项目质量控制方法 1534489.2.1质量控制的定义与重要性 15232129.2.2质量控制的基本方法 15238649.3测绘项目风险管理与应对 15254849.3.1风险管理的定义与意义 153459.3.2风险识别 15177949.3.3风险评估 15206219.3.4风险应对 16226039.3.5风险监控 1630751第十章测绘法律法规与职业道德 16778610.1测绘法律法规概述 162288710.1.1测绘法律法规的定义与作用 16851710.1.2测绘法律法规的主要内容 16610410.2测绘职业道德规范 162445610.2.1测绘职业道德的定义与作用 16113110.2.2测绘职业道德规范的主要内容 172645810.3测绘法律法规与职业道德案例分析 171471010.3.1案例一：某测绘单位未经批准开展测绘活动 171724210.3.2案例二：某测绘工作者泄露国家秘密 17第一章测绘基础理论1.1测绘概述测绘学作为一门应用科学，主要研究地球表面形态的测量、描绘及信息的获取、处理、存储、分析和应用。测绘技术在国民经济建设、国防、科学研究、环境保护等领域具有广泛的应用。本章将从测绘的基本概念、发展历程、分类及作用等方面进行概述。1.1.1基本概念测绘是指利用科学仪器和技术手段，对地球表面形态、空间位置及其属性进行测量、描绘和表述的过程。测绘成果广泛应用于城市规划、土地管理、交通建设、水利设施、环境保护等领域。1.1.2发展历程测绘学的发展历程可以追溯到古代，当时人们就已经开始使用简单的测量工具进行土地划分、城市规划等。科学技术的发展，测绘技术逐渐形成了独立的学科体系。从传统的光学测量、电磁波测量到现代的卫星遥感、地理信息系统，测绘技术经历了从简单到复杂、从低精度到高精度的演变。1.1.3测绘分类测绘学按照研究对象和任务的不同，可以分为以下几类：（1）大地测量：研究地球形状、大小、重力场及其变化，为地理信息系统提供基础数据。（2）工程测量：对各类工程建设项目的地形、地貌、地质等条件进行测量，为工程设计和施工提供依据。（3）摄影测量与遥感：利用摄影和遥感技术获取地球表面信息，进行资源调查、环境监测等。（4）地图制图：将测绘成果以图形、图像的形式表现出来，为各类用户提供直观、实用的地理信息。1.1.4测绘作用测绘在国民经济建设和国防建设中具有重要作用，主要表现在以下几个方面：（1）为国民经济建设提供基础地理信息。（2）为国防建设提供精确的空间数据。（3）为科学研究提供地球表面形态及其变化的数据。（4）为环境保护、资源调查、灾害监测等提供支持。1.2测绘坐标系与高程系统测绘坐标系和高程系统是测绘学的基础知识，它们为各类测绘成果提供了统一的空间定位基准。1.2.1测绘坐标系测绘坐标系是用于描述地球表面点位的数学模型。常见的测绘坐标系有：（1）地理坐标系：以经度和纬度表示地球表面点的位置。（2）平面直角坐标系：以投影方式将地球表面点投影到平面坐标系中。（3）空间直角坐标系：以地球质心为原点，描述地球表面点的空间位置。1.2.2高程系统高程系统是用于描述地球表面点相对于某一基准面的高度。我国采用的高程系统有：（1）正常高程系统：以平均海平面为基准，描述地球表面点的高度。（2）大地高程系统：以地球椭球面为基准，描述地球表面点的高度。（3）海拔高程系统：以某一特定地点的海平面为基准，描述地球表面点的高度。第二章地理信息系统概述2.1地理信息系统基本概念地理信息系统（GeographicInformationSystem，简称GIS）是一种以地理空间信息为核心，集成了计算机技术、数据库技术、遥感技术、地图学等多学科知识，用于处理、分析、管理和展示地理空间数据的综合性信息系统。地理信息系统通过采集、存储、管理、分析和展示各种地理空间信息，为部门、企事业单位及公众提供决策支持和服务。2.2地理信息系统的组成与功能2.2.1地理信息系统的组成地理信息系统主要由以下几个部分组成：（1）数据源：包括遥感数据、地形数据、属性数据等，为地理信息系统提供基础数据。（2）数据库：用于存储、管理和维护地理信息系统的数据资源。（3）硬件设备：包括计算机、输入设备、输出设备等，为地理信息系统提供运行环境。（4）软件系统：包括地理信息系统软件、数据库管理系统、编程语言等，用于实现地理信息系统的各种功能。（5）人员：包括系统管理员、数据采集员、数据分析员等，为地理信息系统的运行和维护提供人力支持。2.2.2地理信息系统的功能地理信息系统具有以下几种主要功能：（1）数据采集与输入：通过各种手段获取地理空间数据，并将其输入到地理信息系统中。（2）数据存储与管理：对地理空间数据进行有效的存储、管理和维护，保证数据的完整性和准确性。（3）数据处理与分析：对地理空间数据进行处理、分析，提取有价值的信息。（4）空间查询与检索：根据用户需求，查询和检索地理空间数据。（5）空间分析与建模：对地理空间数据进行空间分析，建立模型，为决策提供支持。（6）数据可视化与输出：将地理空间数据以图形、图像等形式展示给用户。2.3地理信息系统的分类与应用2.3.1地理信息系统的分类根据应用领域、数据类型、功能特点等不同，地理信息系统可分为以下几类：（1）基础地理信息系统：以地形、地貌、水系、交通等基础地理数据为主，为各类地理信息系统提供基础数据。（2）专业地理信息系统：针对特定领域，如土地管理、城市规划、环境保护等，提供专业化的地理信息服务。（3）综合地理信息系统：集成了多种专业地理信息系统的功能，为部门、企事业单位及公众提供综合性的地理信息服务。（4）网络地理信息系统：基于互联网技术，实现地理信息数据的远程共享和在线服务。2.3.2地理信息系统的应用地理信息系统在以下领域得到了广泛应用：（1）城市规划：辅助规划师进行城市空间布局、土地利用规划等。（2）土地管理：实现土地利用现状、权属、质量等信息的管理。（3）环境保护：监测和分析环境污染、生态状况等。（4）公共设施管理：辅助部门进行公共设施布局、维护等。（5）农业生产：指导农业生产布局、作物种植等。（6）交通规划：优化交通网络布局、提高交通运行效率。（7）防灾减灾：辅助部门进行自然灾害预警、救援等。第三章地形图与地图制图3.1地形图基本概念地形图是表示地球表面形态、地物及其位置关系的图形表达，它是通过对地球表面进行测量、分析和综合，以一定的比例尺和符号系统绘制而成的。地形图包括等高线、地貌符号、水系、居民地、交通线、境界线等要素，为国防、经济建设、科学研究等领域提供了基础地理信息。3.2地形图的分类与特点地形图按照比例尺、用途和内容可分为以下几类：（1）按比例尺分类：（1）大比例尺地形图：比例尺大于等于1:500的地形图，适用于城市规划、建筑设计等精细工作。（2）中比例尺地形图：比例尺在1:500至1:10000之间的地形图，适用于区域规划、土地管理、地质勘探等。（3）小比例尺地形图：比例尺小于1:10000的地形图，适用于国家、省、市等宏观规划。（2）按用途分类：（1）普通地形图：供一般用途使用，包括军事、经济建设、科学研究等。（2）专业地形图：为特定专业领域服务，如地质、水文、土壤、气候等。（3）按内容分类：（1）综合地形图：包含多种地物和地貌要素的地形图。（2）专题地形图：突出某一特定主题的地形图，如交通、水文、土地利用等。地形图的特点如下：（1）精确性：地形图以测量数据为基础，具有较高的精确度。（2）实用性：地形图包含丰富的地理信息，适用于各个领域。（3）可读性：地形图采用统一的符号系统，便于阅读和理解。（4）规范性：地形图的制作遵循国家相关规范和标准。3.3地图制图技术与规范地图制图技术主要包括以下几方面：（1）地图投影：将地球表面的地理要素投影到平面上的方法。（2）地图符号：表示地理要素的图形、颜色和文字。（3）地图比例尺：表示地图与实地距离关系的比值。（4）地图注记：对地图内容进行解释和说明的文字。（5）地图编辑：对地图内容进行整理、加工和修改的过程。地图制图规范主要包括以下内容：（1）图幅规格：地图的尺寸、图框、图名、图例等。（2）地图符号：符号的形状、大小、颜色等。（3）地图注记：注记的字体、字号、位置等。（4）地图比例尺：比例尺的表示方法、位置等。（5）地图内容：地图内容的分类、表示方法、完整性等。（6）地图质量：地图的精度、清晰度、美观度等。在地图制图过程中，应严格遵循相关规范，保证地图的质量和实用性。同时科学技术的不断发展，地图制图技术也在不断更新，为地理信息产业发展提供了有力支持。第四章测量仪器与设备4.1测量仪器概述测量仪器是测绘地理信息作业中的重要工具，其精度和可靠性直接影响到测量结果的准确性。测量仪器种类繁多，根据其用途和测量对象的不同，可分为大地测量仪器、工程测量仪器、摄影测量仪器等。测量仪器的基本原理是利用光学、电磁学、机械学等学科知识，将被测量对象的空间位置、形状、大小等信息转换为可读的数字或图像信号。4.2常用测量仪器及其操作4.2.1水准仪水准仪是测量高程的常用仪器，其工作原理是利用水平面的性质，通过读取尺上的读数，计算两点之间的高程差。操作水准仪时，首先进行仪器的安装与调试，保证仪器处于水平状态；将水准尺立于待测点，读取尺上读数；根据读数计算高程差。4.2.2经纬仪经纬仪是测量角度的常用仪器，包括水平角和垂直角。操作经纬仪时，首先进行仪器的安装与调试，保证仪器精度；将经纬仪对准待测点，读取角度值；根据角度值计算测量结果。4.2.3全站仪全站仪是一种集测量角度、距离、高程于一体的现代化测量仪器。操作全站仪时，首先进行仪器的安装与调试，保证仪器正常工作；输入测量参数，对准待测点进行测量；根据测量结果计算所需数据。4.2.4GPS测量仪GPS测量仪是利用全球定位系统进行测量的仪器，具有高精度、实时性等特点。操作GPS测量仪时，首先进行设备的开机与初始化，保证信号接收正常；设置测量参数，进行静态或动态测量；根据测量结果计算坐标值。4.3测量设备维护与保养为保证测量设备的正常运行和延长使用寿命，对测量设备进行维护与保养。以下为测量设备维护与保养的主要内容：（1）定期检查设备的外观，发觉损坏、变形等情况及时处理。（2）保持设备清洁，避免灰尘、油污等影响设备精度。（3）检查设备的连接部件，保证紧固、无松动现象。（4）定期进行设备的功能检测，发觉问题及时维修或更换零部件。（5）遵循设备使用说明书，正确操作设备，避免误操作。（6）储存设备时，注意防潮、防尘、防腐蚀，避免设备受到损害。（7）定期对设备进行保养，如加油、润滑等。（8）建立设备档案，记录设备的使用、维修、保养情况，以便随时了解设备状况。第五章地籍测量5.1地籍测量基本概念地籍测量是指在规定的测量精度范围内，对土地及其附属物的位置、权属、界址、面积等要素进行测定、绘图和登记的一项专业测绘工作。地籍测量是土地管理、土地产权保护、土地利用规划、土地税收征收等土地管理工作的基础。地籍测量主要包括以下基本概念：（1）地籍：指国家为管理和保护土地资源，对土地的位置、权属、界址、面积等要素进行登记、绘图和统计的制度。（2）界址：指土地权属界限的实地位置，是土地权属纠纷处理的重要依据。（3）地籍图：根据地籍测量成果编制的，表示土地权属、界址、地类等信息的图纸。（4）地籍测量标志：指在地面设置的用于地籍测量的测量点、线、面等标志。5.2地籍测量方法与技术地籍测量方法与技术主要包括以下几种：（1）传统测量方法：包括平板仪测量、经纬仪测量、水准仪测量等，这些方法在精度、效率等方面存在一定的局限性。（2）全站仪测量：全站仪是一种集测角、测距、测高于一体的自动化测量设备，具有高精度、高效率的特点。（3）卫星定位技术：卫星定位技术（如GPS）具有全球覆盖、高精度、实时性等特点，在地籍测量中得到了广泛应用。（4）航空摄影测量：通过航空摄影获取地表影像，结合地面测量数据，绘制地籍图。（5）激光扫描测量：利用激光扫描仪对地面进行扫描，获取地表三维数据，用于地籍图的编制。5.3地籍图的编制与应用地籍图的编制与应用主要包括以下几个方面：（1）编制地籍图：根据地籍测量成果，按照规定的比例尺和符号，绘制地籍图。（2）地籍图的应用：地籍图是土地管理、土地利用规划、土地税收征收等工作的基础资料，具有重要的应用价值。（3）地籍图的更新：土地利用变化、土地权属调整等原因，地籍图需要定期更新，以保持其现实性和准确性。（4）地籍图的数字化：将地籍图转化为数字格式，便于计算机处理和管理，提高地籍信息的利用效率。（5）地籍信息管理系统：建立地籍信息管理系统，实现地籍数据的采集、存储、查询、分析和输出等功能，为土地管理工作提供有力支持。第六章工程测量6.1工程测量概述工程测量是测绘与地理信息作业的重要组成部分，其主要任务是为各类工程建设提供准确、可靠的测量数据。工程测量涉及的范围广泛，包括地形、地貌、建筑、道路、桥梁、隧道、水利等领域的测量工作。工程测量的目的在于保证工程建设的顺利进行，提高工程质量，降低工程成本。工程测量主要包括以下几个方面：（1）控制测量：为工程建设提供精确的位置、高程和方向控制；（2）地形测量：获取工程建设区域的地形、地貌信息；（3）建筑测量：对建筑物、构筑物进行定位、放样、验收等；（4）道路、桥梁、隧道测量：为交通工程建设提供线路、结构物位置及高程数据；（5）水利测量：为水利工程建设提供地形、地貌、水位、流向等数据。6.2工程测量方法与技术6.2.1地面测量方法地面测量方法主要包括以下几种：（1）水准测量：利用水准仪测定地面点的高程；（2）经纬仪测量：利用经纬仪进行角度测量，确定地面点的位置；（3）全站仪测量：集角度、距离、高程测量于一体的测量方法；（4）GPS测量：利用全球定位系统进行地面点位的测量。6.2.2地下测量方法地下测量方法主要包括以下几种：（1）地下水准测量：利用水准仪在地下空间进行高程测量；（2）激光测量：利用激光仪器进行地下空间的距离和角度测量；（3）导线测量：在地下空间布设导线，通过测量导线的角度和距离确定点位。6.2.3航空摄影测量航空摄影测量是利用航空摄影技术获取地表信息，通过图像处理和分析，获取地形、地貌、地物等信息。6.3工程测量案例分析以下为两个典型的工程测量案例分析：6.3.1某城市地铁工程测量某城市地铁工程测量主要包括以下内容：（1）控制测量：在地铁沿线建立高精度控制网，为地铁线路、车站、隧道等提供精确的位置、高程和方向控制；（2）地形测量：对地铁沿线地形、地貌进行详细测量，为线路设计和施工提供依据；（3）建筑测量：对地铁车站、隧道等建筑物进行定位、放样、验收等；（4）监测测量：对地铁施工过程中产生的地面沉降、变形等进行实时监测。6.3.2某大型水库工程测量某大型水库工程测量主要包括以下内容：（1）控制测量：在水库区域建立高精度控制网，为水库大坝、库岸、溢洪道等提供精确的位置、高程和方向控制；（2）地形测量：对水库区域地形、地貌进行详细测量，为水库设计、施工提供依据；（3）水位测量：对水库水位进行定期测量，为水库运行管理提供数据支持；（4）水库监测：对水库大坝、库岸等关键部位进行实时监测，保证水库安全运行。第七章空间数据采集与处理7.1空间数据概述空间数据，又称地理空间数据，是指在地理空间坐标系中描述地理现象和特征的数据。它包括地理位置、空间分布、属性特征等信息，是地理信息系统（GIS）的核心组成部分。空间数据具有以下几个特点：（1）多源性：空间数据来源于多种途径，如遥感影像、地面测量、统计数据等。（2）多尺度：空间数据在不同尺度上具有不同的分辨率和精确度。（3）时效性：空间数据时间推移会发生变化，需要定期更新。（4）复杂性：空间数据涉及多个领域，如地理、环境、社会经济等。7.2空间数据采集方法空间数据的采集方法主要包括以下几种：（1）遥感技术：通过卫星遥感、航空遥感等手段获取地表信息，具有覆盖范围广、速度快、成本低等优点。（2）地面测量：利用全站仪、水准仪、GPS等仪器进行实地测量，获取高精度空间数据。（3）统计数据：通过调查、统计等方法获取空间数据，如人口、经济、交通等。（4）现有数据整合：对已有的空间数据进行整理、加工和整合，形成新的空间数据集。7.3空间数据处理与分析空间数据处理与分析是地理信息系统的重要组成部分，主要包括以下几个方面：（1）数据预处理：对采集到的空间数据进行清洗、去噪、格式转换等处理，提高数据质量。（2）数据集成：将不同来源、不同尺度的空间数据进行整合，形成统一的空间数据集。（3）数据建模：根据研究目的，构建合适的空间模型，如地理空间模型、统计模型等。（4）数据分析：利用空间分析技术，如缓冲区分析、叠加分析、网络分析等，提取空间信息。（5）数据可视化：通过图形、图表等形式，直观展示空间数据和分析结果。（6）数据更新与维护：定期更新空间数据，保证数据的时效性和准确性。在空间数据处理与分析过程中，需要注意以下几点：（1）保证数据质量：对空间数据进行严格的质量控制，避免因数据错误导致分析结果失真。（2）选择合适的分析方法：根据研究目的和实际需求，选择合适的空间分析方法。（3）结果验证：对分析结果进行验证，保证分析结果的可靠性。（4）跨学科合作：空间数据分析涉及多个领域，需要跨学科合作，发挥各自优势。第八章地理信息系统开发与应用8.1地理信息系统开发流程地理信息系统的开发流程是一项系统化、规范化的工程，主要包括以下几个阶段：（1）需求分析：在项目启动阶段，对用户需求进行详细调查和分析，明确地理信息系统的功能、功能、数据来源等要求。（2）系统设计：根据需求分析结果，对地理信息系统的架构、数据库设计、功能模块划分等进行设计。（3）系统开发：在系统设计的基础上，采用合适的开发工具和技术进行编码实现。（4）系统测试：对开发完成的地理信息系统进行功能测试、功能测试、兼容性测试等，保证系统质量。（5）系统集成：将地理信息系统与其它系统进行集成，实现数据共享和功能互补。（6）系统部署：将地理信息系统部署到用户环境中，进行安装、配置和调试。（7）系统维护：对地理信息系统进行定期检查、更新和优化，保证系统稳定运行。8.2地理信息系统设计方法地理信息系统的设计方法主要有以下几种：（1）面向对象设计方法：以面向对象编程思想为基础，将地理信息系统的功能划分为多个对象，实现模块化设计。（2）组件设计方法：将地理信息系统的功能划分为多个组件，实现组件之间的松耦合，便于系统集成和维护。（3）分层次设计方法：将地理信息系统划分为多个层次，每个层次具有明确的功能和职责，实现系统的层次化设计。（4）原型设计方法：在系统开发过程中，先构建一个原型系统，通过不断迭代和完善，最终形成完整的地理信息系统。8.3地理信息系统应用案例分析以下为几个地理信息系统应用案例分析：（1）城市规划与管理：地理信息系统在城市规划与管理中发挥了重要作用，如土地利用规划、交通规划、基础设施布局等。（2）环境保护与监测：地理信息系统可以实时监测环境污染、生态变化等信息，为环境保护提供数据支持。（3）农业管理与决策：地理信息系统在农业领域中的应用包括土地利用现状调查、作物种植规划、农业灾害监测等。（4）公共安全与应急指挥：地理信息系统在公共安全领域中的应用主要包括灾害预警、应急指挥、调查等。（5）智慧城市建设：地理信息系统是智慧城市建设的基础设施，为城市运行管理、公共服务等提供数据支持。第九章测绘项目管理与质量控制9.1测绘项目管理概述9.1.1项目管理的定义与意义测绘项目管理是指通过对测绘项目范围内的资源、时间、成本、质量、风险等方面进行有效管理，以保证项目目标的实现。项目管理在测绘领域具有重要的意义，可以提高项目执行效率，降低项目成本，保证项目质量，提升企业竞争力。9.1.2测绘项目管理的任务与目标测绘项目管理的主要任务包括：项目策划、项目组织、项目实施、项目监控和项目收尾。其目标为：保证项目按照预定计划顺利进行，实现项目质量、进度、成本、安全等方面的最佳平衡。9.1.3测绘项目管理的基本原则测绘项目管理应遵循以下基本原则：目标明确、责任清晰、计划周密、资源合理配置、过程控制、持续改进、风险管理等。9.2测绘项目质量控制方法9.2.1质量控制的定义与重要性质量控制是指在项目实施过程中，对项目成果的质量进行监督、检查和纠正，以保证项目成果符合规定的技术要求和标准。质量控制对于测绘项目具有重要意义，直接关系到项目的顺利进行和成果的可靠性。9.2.2质量控制的基本方法测绘项目质量控制方法主要包括以下几种：（1）过程控制：通过制定严格的过程管理措施，对项目实施过程中的各个环节进行控制，保证项目质量。（2）质量检验：对项目成果进行定期或不定期的质量检查，以发觉问题、纠正偏差。（3）标准制定：制定科学、合理的技术标准和管理标准，为项目质量提供依据。（4）质量培训：提高项目团队成员的质量意识和技术水平，增强项目质量控制能力。9.3测绘项目风险管理与应对9.3.1风险管理的定义与意义风险管理是指在项目实施过程中，对可能出现的风险进行识别、评估、监控和应对，以降低风险对项目的影响。风险管理有助于保证项目顺利进行，降低项目损失。9.3.2风险识别风险识别是指通过对项目环境、资源、技术、人员等方面的分析，发觉可能对项目产生负面影响的风险因素。9.3.3风险评估风险评估是对识别出的风险进行量化分析，评估风险发生的概率和影响程度，为制定风险应对措施提供依据。9.3.4风险应对针对识别和评估出的风险，项目团队应制定相应的风险应对措施，包括风险