第一章 绪论
第一节 水利水电工程测量的任务
测量学是研究地球形状和大小以及确定地面点位置的科学。
一、传统测量学的分支学科
根据研究的范围和对象不同，传统的测量学已经形成以下几个分支学科：
普通测量学——研究地球表面较小区域内测绘工作的基本理论、技术、方法和应用的学科。是测量学的基础，主要研究图根控制网的建立，地形图测绘及一般工程施工测量，因此，普通测量学的核心内容是地形图的测绘和应用。
大地测量学——研究在广大区域建立国家大地控制网，测定地球形状、大小和地球重力场的理论、技术与方法的学科。由于空间科学技术的发展，常规的大地测量已发展到人造卫星大地测量，测量对象也由地球表面扩展到空间星球，由静态发展到动态。
摄影测量学——利用摄影或遥感的手段获取物体的影像和辐射能的各种图像，经过对图像的处理、量测、判释和研究，以确定物体的形状、大小和位置，并判断其性质的学科。
工程测量学——研究工程建设在勘测、设计、施工和管理阶段所进行测量工作的理论、方法和技术的学科。工程测量学的应用领域非常广阔。
地图制图学——利用测量获得的资料，研究地图及其制作的理论、工艺和应用的学科。其任务是编制与生产不同比例尺的地图。
二、水利水电工程测量的内容和任务
水利水电工程测量是为水利水电工程建设提供服务的专业性测量，属于普通测量学和工程测量学的范畴。主要有三方面的任务：
测绘——使用常规或现代测量仪器和工具，测绘水利水电工程建设项目区域的地形图，供规划设计使用。
测设——将图上已规划设计的工程建筑物或构筑物的位置准确地测设到实地上，为工程施工提供依据，也称为施工放样。
变形观测——在工程施工过程中及工程建成运行管理中，对其进行技术性监测和稳定性监测，以确保工程安全。
本课程涉及的普通测量学内容，是非测绘专业学生的共修内容，水利水电工程测量部分是本专业学生的必修内容。由于测绘科学具有超前服务性、现时服务性及事后服务性的特点，决定了从事水利水电工程类工作的专业人员，在工程勘测、规划设计、施工组织和工程管理中，应具有坚实的测绘知识和熟练的测绘技能，以便更好地为本专业服务。
需要说明的是，在测量实施中，测绘手段可以采用常规的测绘方法，也可以利用现代测绘技术与成果，这就需根据所在单位现有的技术条件、工程的大小与性质、场地的自然条件及施工的难易程度等因素确定。如库区淹没线的确定可以根据传统的纸质地形图上的等高线勾绘，也可利用地理信息系统（GIS）提供的分析功能确定；水位动态监测可以用传统的航空摄影方法，也可用遥感的方法。简言之，即要考虑技术和实践上的可行性，又要考虑经济上的合理性。
三、现代测绘科学技术的发展及其在水利工程中的应用
随着国民经济的发展和科学技术的进步，尤其是计算机科学与信息科学的迅猛发展，电子计算机、微电子技术、激光技术、遥感技术和空间技术的发展和应用，为测量学提供了新的手段和方法，推动着测量学理论和测绘技术不断发展与更新。测量仪器的小型化、自动化和智能化，促使测量工作正朝着数据的自动获取、自动记录和自动处理的方向发展。
先进电子经纬仪、电子水准仪、电子全站仪在测量中已经得到了广泛的应用，为测量工作的现代化创造了良好的条件；全球定位系统（GPS）的应用与发展，为测量提供了高速度、高精度、高效率的定位技术；电子全站仪与电子计算机、数据绘图仪组成的数字化测图系统迅猛发展，已成为数字化时代不可缺少的GIS的重要组成部分。
“3S”技术是RS、GIS和GPS技术的统称，是目前对地观测系统中空间信息获取、管理、分析和应用中的核心支撑技术。它广泛应用于各种空间资源和环境问题的决策支持。目前正发展为一门较为成熟的技术在国土资源统计、水资源管理、灾害评估、自然环境监测以及城建规划等领域得到迅速应用。
水利信息化建设涉及海量的数据，而其中约70%与空间地理位置有关。组织和存储这些数据是普通的关系型数据库系统难以办到的，而GIS不仅可以存储、管理各类海量水利信息，还能提供可视化查询、网络发布与决策辅助支持等功能。目前，网络GIS、组件式GIS、三维四维GIS、VR-GIS等技术的发展使GIS为水利行业服务的领域越来越广泛和实用。此外，这些与空间位置有关的海量水利信息的存在也为GPS技术的应用提供了广阔的需求。随着3S技术与网络计算机等高新技术以及水利行业本身传统技术的更紧密结合，必将进一步促进水利信息化的快速发展，从而更大地改善我国水利建设的管理水平和工作效率。
20世纪90年代后，RS技术发展更加快速并日趋成熟，已成为水利信息采集的重要手段，广泛应用于水旱灾害监测与评估、水资源动态监测与评价、生态环境监测、土壤侵蚀监测与评价以及水利工程建设与管理等水利业务，并取得显著的社会经济效益。随着遥感信息获取技术的不断快速发展，各类不同时空分辨率的遥感影像的获取越来越容易，应用将会越来越广泛，遥感信息必将成为现代水利的日常信息源。
目前，水利信息化建设一刻也离不开“3S”技术的支持。RS技术已经成为水利信息采集的一个重要手段，GIS技术已经成为水利信息存储、管理和分析的强有力工具和平台，而GPS技术也成为获取定位信息的必不可少的手段。我们知道，包括水情、雨情、汛旱、灾情、水量、水质、水环境、水工程等信息在内的各种水利信息的获取需要一个庞大的信息监测网络的支持，RS技术相对于传统信息获取手段具有宏观、快速、动态、经济等特点而被越来越广泛应用。