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出版者:

作者:杨正尧 编

出品人:

页数:266

译者:

出版时间:2009-7

价格:30.00元

装帧:

isbn号码:9787122051929

丛书系列:

图书标签:

• 测量学
• 测量
• 工程测量
• 大地测量
• GIS
• 遥感
• 地图学
• 地理信息系统
• 精密测量
• 误差分析

《地球的脉搏：大地测量学的宏伟叙事》 导言：丈量世界，认知自我 自古以来，人类便怀揣着对脚下这片土地的无限好奇。从巴比伦的泥板到古希腊的几何学论述，每一次对距离的精确测量，都是人类文明进步的里程碑。我们仰望星空，试图理解宇宙的广袤；我们俯察大地，渴望描绘出它的真实形貌。这门学科，便是大地测量学——一门融合了数学的严谨、物理学的深刻洞察以及现代信息技术的尖端应用的综合科学。它不仅仅是关于尺子和角度的工具性操作，更是一部记录地球动态演化、构建人类活动坐标系的宏大叙事。 本书《地球的脉搏：大地测量学的宏伟叙事》旨在带领读者，深入探索这一古老而常新的学科领域，领略其如何成为现代社会不可或缺的基石。我们将从最基本的概念出发，逐步构建起一个关于地球空间信息的完整认知框架。 第一部：基石的构建——从古典几何到现代参考系 大地测量学的历史是一部与人类对地球理解深度同步的历史。我们首先要回顾的，是其理论的萌芽与发展。 第一章：几何学的遗产与地球的形状 地球并非一个完美的球体。如何用数学模型精确描述这个“有点扁的梨形”实体，是大地测量学面临的第一个根本性挑战。本章将详述古希腊时期对地周长的测量尝试，如埃拉托斯特尼的日影法，展示早期科学家如何仅凭智慧和几何学，就得出了惊人的精度。随后，我们将深入探讨椭球体和大地水准面的概念。大地水准面，这个由全球平均海平面确定的、受重力场支配的等势面，是所有高程测量的理论基准。我们不仅会讨论如何计算椭球的参数（如扁率和半长轴），还会解析当前国际上广泛采用的大地参考系（如WGS84），理解这些看似抽象的数字是如何锚定我们在地球上的位置的。 第二章：角度、距离与误差的艺术 测量工作的核心在于获取精确的观测数据。本章聚焦于传统的测量仪器和方法。我们将详尽解析经纬仪的工作原理，从其构造、精度等级到实地操作中的误差来源与消除方法。水平角、垂直角的测量，如何通过三角高程法和三角网布设来确定地面点的三维坐标，是本章的重点。此外，误差理论在大地测量学中占据核心地位。我们必须认识到任何测量都不可能绝对精确，因此，如何科学地评估、传播和控制误差（如随机误差与系统误差），是保证数据可靠性的关键所在。最小二乘平差法，作为处理冗余观测数据的强大工具，其内在逻辑和应用范例将被深入剖析。 第二部：信息的革命——现代测量技术的飞跃 进入二十世纪，技术的革新彻底颠覆了大地测量学的面貌，使其从地面作业为主，转向空天地一体化的信息获取。 第三章：卫星的眼睛——全球导航卫星系统（GNSS） 全球导航卫星系统（GNSS），以GPS、北斗、Galileo为代表，是现代大地测量的核心技术。本章将系统介绍GNSS的系统架构、信号传播特性以及观测模式（如静止定位与动态定位）。读者将了解到，接收机如何通过接收卫星发出的时间信号，实现厘米乃至毫米级的绝对定位。更进一步，我们将探讨GNSS在大地水准面精化、地壳形变监测以及高精度时间同步中的革命性应用。GNSS已经将测量精度从“米级”时代带入了“毫米级”时代。 第四章：遥感的视角——航空摄影与对地观测 航空摄影测量学提供了一种获取大范围、高密度地表信息的高效途径。本章将阐述对中摄影和倾斜摄影的原理，重点分析立体像对的构建过程，以及如何通过空中三角测量技术，获取高精度像片坐标和地面坐标的转换关系。随着无人机（UAS/UAV）技术的发展，低空遥感已成为城市测绘和工程监测的有力补充，本书将解析其数据获取、纠正与三维建模的流程。 第五章：激光的速度——三维激光扫描与数字建模 三维激光扫描技术（LiDAR）是当代信息获取的“利器”。本章将比较地面式激光扫描仪（TLS）和航空/无人机载激光雷达（ALS/UAS-LiDAR）的工作机制。重点在于理解点云数据的生成、配准、滤波与特征提取过程。这些海量的、高精度的三维离散点，是如何被组织起来，形成精细的数字表面模型（DSM）和数字高程模型（DEM）的，以及它们在建筑信息模型（BIM）、城市规划和灾害评估中的应用潜力。 第三部：时空演变与地球动力学 大地测量学不仅仅是静态的“快照”，它更关注地球的“动态”。地球是一个不断变化的系统，大地测量学正是监测这些微小形变的敏感探针。 第六章：形变的追踪——地球动力学与地壳运动 本章将探讨如何利用高精度大地测量技术监测地球的脉动。我们将详细介绍甚长基线干涉测量（VLBI）、卫星激光测距（SLR）以及高精度GNSS等技术，如何共同构建全球参考框架，从而精确监测板块构造运动、断层蠕变和地震形变场。此外，如何区分地壳的构造运动、季节性地表荷载（如积雪和地下水变化）以及由地球内部变化引起的岩石圈形变，是本章讨论的难点与前沿。 第七章：重力场的秘密与地球内部结构 重力场是地球质量分布的直接反映。重力测量学是大地测量学的重要分支。本章将讲解重力仪的工作原理，如何通过傅朗士（Foucault）摆、绝对重力仪和相对重力仪获取重力加速度数据。重点分析重力异常的意义，它不仅用于大地水准面的精确确定，更是探索地壳和地幔密度分布、揭示地球内部物质不均匀性的关键线索。GRACE/GRACE-FO等卫星重力任务如何帮助我们量化冰川融化、地下水储量变化等全球水循环过程，也将是本章的亮点。 第八章：信息融合与空间数据的组织 在现代工程和管理中，数据必须是统一、可用的。本章讨论地理信息系统（GIS）与大地测量数据的集成。如何将不同来源、不同精度的空间数据（如地图、影像、点云、高程数据）进行数据同化和坐标转换，建立起一个高可靠性的空间信息基础设施，是实现智慧城市、精准农业和高效资源管理的前提。本书将强调数据标准化、元数据管理以及空间数据库的构建技术。 结语：面向未来的测量学 大地测量学正站在新的十字路口。随着量子技术、人工智能和更高精度传感器的发展，未来的测量将更加自动化、智能化和实时化。它将继续作为人类认知地球、开发利用资源、应对环境挑战的“眼睛”和“标尺”，为构建一个更安全、更智能的人类社会提供坚实可靠的空间坐标支撑。本书的终极目标，是激发读者对这门学科的深厚兴趣，理解我们所栖居的这颗星球是如何被科学精确地把握和描绘的。

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天呐，这本书简直是为我这种对世界充满好奇心的人量身定做的！我一直都觉得我们周围的一切都是那么的理所当然，但翻开这本书后，我才发现，原来“测量”这门学问是如此的博大精深。它不仅仅是拿着尺子量一量那么简单，更是对精确性、对误差的哲学思考。作者的文笔非常生动，完全没有一般技术书籍的枯燥感。比如，书中对古代测量方法的描述，那种想象力简直把我拉回了历史现场，仿佛能感受到古人那种探索未知的艰辛与喜悦。我尤其喜欢其中对现代高精度测量技术的介绍，那些复杂的理论被讲解得清晰易懂，让我这个门外汉也能大致领略到纳米级别的世界是何等的奇妙。这本书的结构安排也很巧妙，从基础概念到实际应用，层层递进，让人读起来欲罢不能。我感觉自己打开了一扇通往“如何更准确地认识世界”的大门，那种由内而外的震撼感，真的很难用言语完全表达出来。强烈推荐给所有对科学、对严谨思维感兴趣的朋友们！

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说实话，我最初是抱着试试看的心态买的，毕竟市面上关于这类主题的书籍汗牛充栋，真正有深度的却不多见。这本书给我的最大惊喜在于它对测量学历史脉络的梳理。它没有把历史仅仅当作一个引言部分草草带过，而是把它作为理解现代技术发展逻辑的关键钥匙。作者通过细致的比对，展示了不同历史时期测量标准的确立过程，这让我意识到，我们今天使用的“米”或“秒”的背后，承载了人类文明多少代人的智慧和妥协。读到那里，我甚至产生了一种对现有标准体系的敬畏之情。此外，书中对未来测量技术趋势的预测部分也极具前瞻性，提到了量子传感器的发展方向，虽然涉及的专业名词较多，但作者的解释角度非常独特，避免了纯粹的技术罗列，而是着重探讨了这些技术将如何重塑我们与物理世界的交互方式。这本书绝对是提升思维深度的一剂良药。

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这本书带给我的体验是，它极大地拓宽了我对“精度”的理解边界。我以前总觉得精度越高越好，但这本书让我明白了，在不同的应用场景下，对“足够好”的定义是动态变化的。例如，在某些高速动态测量中，时间分辨率的重要性可能远超空间分辨率。作者在介绍不同测量仪器的对比时，没有简单地列出参数表，而是通过一系列精妙的对比实验设计，直观地展示了不同参数组合对最终结果带来的影响差异。这就像是一位经验丰富的大师在手把手地教导你如何根据现场情况做出最优选择。我发现，即使是书中的插图和图表，设计得也极其用心，每一个坐标轴的标注、每一个示意图的布局，都清晰地服务于知识的传递，没有一丝多余的设计干扰。总而言之，这是一本结构严谨、内容丰富，且富有启发性的佳作，值得所有专业人士和爱好者反复研读。

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这本书的排版和装帧质量真的令人赞叹，拿在手里就有分量感。我原以为这会是一本偏向于理论推导的学术著作，没想到它在案例分析上花了很多笔墨，而且这些案例的选择非常贴近生活和工程实际。举个例子，书中关于城市规划中地基沉降监测的部分，详细剖析了不同传感器的工作原理和数据处理流程，逻辑链条非常完整。读完这一章，我仿佛从一个旁观者变成了一个实际参与监测项目的工程师，对“误差来源的不可避免性”有了更深层次的理解。作者似乎有一种魔力，能将那些枯燥的数学公式与现实中的物理现象完美结合。不同于我以前读过的几本类似主题的书籍，这本书的语言风格非常内敛、严谨，但又不失学者的风范，没有过多的华丽辞藻，一切都以事实和逻辑为支撑，这恰恰是我最欣赏的地方。它不是一本让你快速扫过、看完就忘的书，而是需要你反复咀嚼、时常翻阅的工具书和思想启迪录。

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我对这本书的观点和探讨深度感到非常满意，它处理问题的方式是多维度的，而不只是停留在公式的堆砌上。我特别欣赏作者在论述中表现出的那种对“不确定性”的坦诚态度。很多技术书籍倾向于掩盖或弱化误差的存在，给人一种“一切尽在掌握”的错觉，但这本书直面了测量的本质困境：我们永远无法达到绝对的真值，只能无限接近。这种诚实的态度，反而更让人信服。书中关于数据处理和统计分析的部分，处理得非常到位，它没有简单地介绍几种算法，而是深入探讨了为什么需要这些算法，它们各自的适用场景和局限性在哪里。每当读到一个关键的论点时，我都会忍不住停下来，在笔记本上画出思维导图，试图将书中的知识点串联起来，构建自己的知识体系。这说明这本书成功地激发了读者的主动思考，而不是被动接受。

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