工程測量01緒論P(yáng)PT課件

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1、2022-6-41第一節(jié) 概述（一）定義 測繪學(xué)是研究地球形狀和大小、確定地球表面（包括空中、地表、地下和海洋）物體的空間位置，以及對于這些空間位置信息進(jìn)行處理、儲(chǔ)存、管理的科學(xué)。 它包括測量和制圖兩項(xiàng)主要內(nèi)容。 測繪學(xué)按照研究對象及采用技術(shù)的不同，又可分為下列學(xué)科： 1、大地測量學(xué) 2、攝影測量學(xué) 3、工程測量學(xué) 4、海洋測量學(xué) 5、地圖制圖學(xué)第1頁/共32頁2022-6-42第一節(jié) 概述一、測繪學(xué)介紹（二）應(yīng)用 主要應(yīng)用在： 1）城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃； 2）國土資源的合理利用； 3）農(nóng)林牧漁業(yè)的發(fā)展； 4）環(huán)境保護(hù)以及地籍管理等工作中所進(jìn)行的土地測量； 5）測繪各種類型、各種比例尺的地圖； 6）控

2、制測量、礦山測量和線路測量等 第2頁/共32頁2022-6-43第一節(jié) 概述二、工程測量學(xué)介紹 工程測量學(xué)是研究地球空間（地面、地下、水下、空中）中具體幾何實(shí)體的測量描繪和抽象幾何實(shí)體的測設(shè)實(shí)現(xiàn)的理論方法和技術(shù)的一門應(yīng)用性學(xué)科。 （一）發(fā)展歷史 中國漢代司馬遷的史記中關(guān)于夏禹治水(公元前21世紀(jì))時(shí)的勘測情況的記載。1973年從長沙馬王堆漢墓出土的地圖是目前世界上發(fā)現(xiàn)的最早的地圖。在國外，公元前二十七世紀(jì)建設(shè)的埃及大金字塔的精確建立說明當(dāng)時(shí)就已有了放樣的工具和方法。公元前十四世紀(jì)，在幼發(fā)拉底河與尼羅河流域曾進(jìn)行過土地邊界的劃分測量。 二十世紀(jì)初，以核子、電子和空間技術(shù)為標(biāo)志的第三次技術(shù)革命，使

3、工程測量學(xué)獲得了迅速的發(fā)展。20世紀(jì)50年代，世界各國在建設(shè)大型水工建筑物、長隧道、城市地鐵中，對工程測量提出了一系列要求，形成了施工測量的內(nèi)容；20世紀(jì)60年代，空間技術(shù)的發(fā)展和導(dǎo)彈發(fā)射場建設(shè)促使工程測量進(jìn)一步發(fā)展；20世紀(jì)70年代以來，高能物理、天體物理、人造衛(wèi)星、宇宙飛行、遠(yuǎn)程武器發(fā)射等所需建設(shè)的各種巨型實(shí)驗(yàn)室，就是高精度工程測量。 二十世紀(jì)末，測量對象深入到地下、水域、空間和宇宙，如核電站、摩天大樓、海底隧道、跨海大橋、大型正負(fù)電子對撞機(jī)等。 從工程測量學(xué)的發(fā)展歷史可以看出，它的發(fā)展經(jīng)歷了一條從簡單到復(fù)雜、從手工操作到測量自動(dòng)化、從常規(guī)測量到精密測量的發(fā)展道路，它的發(fā)展始終與當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)

4、力水平相同步，并且能夠滿足大型特種精密工程中對測量所提出的愈來愈高的需求。第3頁/共32頁2022-6-44第一節(jié) 概述二、工程測量學(xué)介紹（二）研究內(nèi)容 工程測量的主要內(nèi)容包括： 1）提供模擬或數(shù)字的地形資料； 2）進(jìn)行測量及其有關(guān)信息的采集和處理； 3）建筑物的施工放樣； 4）大型精密設(shè)備的安裝和調(diào)試測量； 5）工業(yè)生產(chǎn)過程的質(zhì)量檢測和控制； 6）各類工程建設(shè)物、礦山和地質(zhì)病害區(qū)域的變形監(jiān) 測、機(jī)理解釋和預(yù)報(bào)； 7）工程測量專用儀器的研制與應(yīng)用； 8）與研究對象有關(guān)的信息系統(tǒng)的建立和應(yīng)用等。第4頁/共32頁2022-6-45第一節(jié) 概述 （1）地形圖測繪 一般工程使用1:1萬至1:10萬的國

5、家地形圖系列。 大型工程：采用航空攝影測量，用模擬法、解析法或全數(shù)字化法測圖。 1:20001:5000的局部性或帶狀地形圖：采用地面測量方法用模擬的白紙成圖或數(shù)字化機(jī)助成圖法進(jìn)行測繪。 （2）控制網(wǎng)布設(shè) 建立平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，目的是為工程建筑物的施工放樣、驗(yàn)收及其他測量工作提供依據(jù)。 首級平面控制網(wǎng)布網(wǎng)形式：高精度測角網(wǎng)、邊角網(wǎng)或電磁波導(dǎo)線等，再以插網(wǎng)、插點(diǎn)或?qū)Ь€加密；或可采用GPS建立平面施工控制網(wǎng)以及施工放樣工作。 高程控制網(wǎng)：高精度的水準(zhǔn)網(wǎng)。 （3）建筑物施工放樣 施工放樣：將設(shè)計(jì)的抽象的幾何實(shí)體放樣（或稱測設(shè)）到實(shí)地上去，成為具體幾何實(shí)體所采用的測量方法和技術(shù)。 放樣方法：方向

6、交會(huì)法、距離交會(huì)法、方向距離交會(huì)法、極坐標(biāo)法、坐標(biāo)法、偏角法、偏距法、投點(diǎn)法等。 儀器：光學(xué)、電子經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀以及GPS技術(shù)等。 第5頁/共32頁2022-6-46第一節(jié) 概述（4）建筑物竣工測量 竣工測量：工程建設(shè)項(xiàng)目竣工驗(yàn)收時(shí)所進(jìn)行的測量工作。 目的：根據(jù)控制網(wǎng)點(diǎn)測定已有建筑物的實(shí)際位置以及部分建筑物的幾何形體，以檢驗(yàn)施工質(zhì)量，為工程的驗(yàn)收、決算、維護(hù)等工作提供依據(jù)。 竣工測量的成果主要包括：竣工總平面圖、分類圖、輔助圖、斷面圖以及道路曲線元素、細(xì)部點(diǎn)坐標(biāo)、高程明細(xì)表等。（5）建筑物變形監(jiān)測 工程建筑物及與工程有關(guān)的變形的監(jiān)測、分析和預(yù)報(bào)是工程測量學(xué)的重要研究內(nèi)容。變形分析和預(yù)報(bào)

7、除了需要對變形觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理外，還涉及到工程、地質(zhì)、水文、應(yīng)用數(shù)學(xué)、系統(tǒng)論和控制論等學(xué)科，屬于多學(xué)科的交叉領(lǐng)域。變形監(jiān)測技術(shù)幾乎包括了全部的工程測量技術(shù)，除常規(guī)的儀器和方法外，還大量的使用各種傳感器和專用儀器。 第6頁/共32頁2022-6-47第一章 緒論 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 地面上點(diǎn)位的確定 第三節(jié) 用水平面代替水準(zhǔn)面的限度 第四節(jié) 測繪工作的基本原則 第五節(jié) 工程測量現(xiàn)代進(jìn)展第7頁/共32頁2022-6-48第二節(jié) 地面上點(diǎn)位的確定 一、地球的形狀和大小一、地球的形狀和大?。ㄒ唬┐蟮厮疁?zhǔn)面一）大地水準(zhǔn)面 假想有一個(gè)靜止的海水面，向陸地延伸假想有一個(gè)靜止的海水面，向陸地延伸形成一個(gè)封閉

8、的曲面，這個(gè)曲面稱為水準(zhǔn)形成一個(gè)封閉的曲面，這個(gè)曲面稱為水準(zhǔn)面。平均高度的海水面，稱為大地水準(zhǔn)面。面。平均高度的海水面，稱為大地水準(zhǔn)面。大地水準(zhǔn)面所包圍的形體稱為大地體，它大地水準(zhǔn)面所包圍的形體稱為大地體，它代表地球的一般形狀。代表地球的一般形狀。圖圖1-1 大地水準(zhǔn)面和參考橢球面大地水準(zhǔn)面和參考橢球面 （二）參考橢球面二）參考橢球面 旋轉(zhuǎn)橢球面所包含的形體稱為旋轉(zhuǎn)橢球體，同大地水準(zhǔn)面最為接近的橢球旋轉(zhuǎn)橢球面所包含的形體稱為旋轉(zhuǎn)橢球體，同大地水準(zhǔn)面最為接近的橢球面稱為平均地球橢球面。旋轉(zhuǎn)橢球體是由橢球面面稱為平均地球橢球面。旋轉(zhuǎn)橢球體是由橢球面NWSE繞其短軸繞其短軸NS旋轉(zhuǎn)而成旋轉(zhuǎn)而成的形體

9、（見圖的形體（見圖1-1），其形狀和大小取決于長半軸），其形狀和大小取決于長半軸a、短半軸、短半軸b和扁率和扁率=(a-b)/a。 如圖如圖1-1所示，地面上選一點(diǎn)所示，地面上選一點(diǎn)P，令，令P點(diǎn)的鉛垂線和橢球面上相應(yīng)點(diǎn)點(diǎn)的鉛垂線和橢球面上相應(yīng)點(diǎn)P0的法的法線重合，并使線重合，并使P0點(diǎn)的橢球面與大地水準(zhǔn)面相切。這里的點(diǎn)的橢球面與大地水準(zhǔn)面相切。這里的P點(diǎn)稱為大地原點(diǎn)，旋點(diǎn)稱為大地原點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)后的橢球面稱為參考橢球面，其包圍的形體稱為參考橢球體。轉(zhuǎn)后的橢球面稱為參考橢球面，其包圍的形體稱為參考橢球體。 大地水準(zhǔn)面和鉛垂線是測量外業(yè)所依據(jù)的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線，參考橢球面及大地水準(zhǔn)面和鉛垂線是測量外業(yè)所

10、依據(jù)的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線，參考橢球面及其法線是測量計(jì)算所依據(jù)的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線。其法線是測量計(jì)算所依據(jù)的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線。第8頁/共32頁2022-6-49第二節(jié) 地面上點(diǎn)位的確定橢球名稱橢球名稱 長半軸長半軸a (m) 短半軸短半軸b (m) 扁率扁率 推算年代和國家推算年代和國家 白塞爾白塞爾 6377397 6356564 1:299.2 1841年德國年德國 克拉克克拉克 6378249 6356515 1:293.5 1880年英國年英國 德福特德福特 6378388 6356912 1:297.0 1909年美國年美國 克拉索夫斯基克拉索夫斯基 6378245 6356863 1:298.

11、3 1940年前蘇聯(lián)年前蘇聯(lián) IUGG-756378140 6356755.3 1:298.257 1979年國際大地年國際大地測量與地球物理測量與地球物理聯(lián)合會(huì)聯(lián)合會(huì) WGS-84 6378137 6356752 1:298.257223563 1984年美國年美國 表表1-1 地球橢球參數(shù)地球橢球參數(shù)第9頁/共32頁2022-6-410第二節(jié) 地面上點(diǎn)位的確定圖圖1-2 大地坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系圖圖1-3 WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)系二、地面點(diǎn)位置的確定二、地面點(diǎn)位置的確定 在測繪工作中，常用的坐標(biāo)系統(tǒng)有大地坐標(biāo)系、在測繪工作中，常用的坐標(biāo)系統(tǒng)有大地坐標(biāo)系、高斯投影平面直角坐標(biāo)系、獨(dú)立平面直角坐標(biāo)

12、系等。高斯投影平面直角坐標(biāo)系、獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系等。 （一）大地坐標(biāo)系（一）大地坐標(biāo)系 如圖如圖1-2所示，地心空間直角坐標(biāo)系所示，地心空間直角坐標(biāo)系(X，Y，Z)的的Z軸與地球平均自轉(zhuǎn)軸重合，與軸與地球平均自轉(zhuǎn)軸重合，與Z軸垂直的平赤道面構(gòu)軸垂直的平赤道面構(gòu)成成XY平面；平面；XZ平面是包含平均自轉(zhuǎn)軸和格林威治平平面是包含平均自轉(zhuǎn)軸和格林威治平均天文臺(tái)的平面；均天文臺(tái)的平面；Y軸的指向使該坐標(biāo)系成為右手坐軸的指向使該坐標(biāo)系成為右手坐標(biāo)系。橢球的短軸與地心空間直角坐標(biāo)系的標(biāo)系。橢球的短軸與地心空間直角坐標(biāo)系的Z軸重合，軸重合，起始子午面和赤道面分別與該坐標(biāo)系的起始子午面和赤道面分別與該坐標(biāo)系的

13、XZ平面和平面和XY平面重合。平面重合。P點(diǎn)沿橢球面法線到橢球面上的投影是點(diǎn)沿橢球面法線到橢球面上的投影是Q，PQ=H，稱為，稱為P點(diǎn)的大地高程，過點(diǎn)的大地高程，過P點(diǎn)的大地子午面和點(diǎn)的大地子午面和首子午面所夾的兩面角稱首子午面所夾的兩面角稱P點(diǎn)的大地經(jīng)度點(diǎn)的大地經(jīng)度L；過；過P點(diǎn)的點(diǎn)的法線與赤道面的夾角稱法線與赤道面的夾角稱P點(diǎn)的大地緯度點(diǎn)的大地緯度B。P點(diǎn)的大地點(diǎn)的大地坐標(biāo)（坐標(biāo)（L，B，H）和地心空間直角坐標(biāo)）和地心空間直角坐標(biāo)(X，Y，Z)之之間存在著嚴(yán)密的數(shù)字關(guān)系，可以互相換算。間存在著嚴(yán)密的數(shù)字關(guān)系，可以互相換算。 目前，我國常用的大地坐標(biāo)系統(tǒng)有：目前，我國常用的大地坐標(biāo)系統(tǒng)有：

14、（1）1954年北京坐標(biāo)系年北京坐標(biāo)系 （2） 1980年國家大地坐標(biāo)系年國家大地坐標(biāo)系 （3） WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)系(圖圖1-3 WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)系)第10頁/共32頁2022-6-411第二節(jié) 地面上點(diǎn)位的確定（二）高斯平面直角坐標(biāo)系（二）高斯平面直角坐標(biāo)系 根據(jù)高斯根據(jù)高斯-克呂格爾投影所建立的平面坐標(biāo)系稱高斯平面直角坐標(biāo)系?？藚胃駹柾队八⒌钠矫孀鴺?biāo)系稱高斯平面直角坐標(biāo)系。 高斯克呂格爾投影屬于橫軸切圓柱正形投影?？梢栽O(shè)想將截面為橢圓的高斯克呂格爾投影屬于橫軸切圓柱正形投影?？梢栽O(shè)想將截面為橢圓的一個(gè)圓柱體面套在地球橢球的外面（見圖一個(gè)圓柱體面套在地球橢球的外面（見圖1-4

15、），圓柱的中心軸），圓柱的中心軸EE1在赤道面在赤道面內(nèi)，圓柱面同橢球面相切在中央子午線上。按正形條件將中央子午線東、西內(nèi)，圓柱面同橢球面相切在中央子午線上。按正形條件將中央子午線東、西各一定經(jīng)度范圍內(nèi)的地區(qū)投影到圓柱面上，然后將該圓柱面展開成一平面，各一定經(jīng)度范圍內(nèi)的地區(qū)投影到圓柱面上，然后將該圓柱面展開成一平面，就得出中央子午線兩側(cè)的一部分地區(qū)在平面上的投影（見圖就得出中央子午線兩側(cè)的一部分地區(qū)在平面上的投影（見圖1-5）。地球橢球）。地球橢球赤道的投影也是直線，且與中央子午線正交，以前者為橫軸，即赤道的投影也是直線，且與中央子午線正交，以前者為橫軸，即y軸，東向?yàn)檩S，東向?yàn)檎?；后者為縱軸

16、，即正；后者為縱軸，即x軸，北向?yàn)檎?；兩者的交點(diǎn)軸，北向?yàn)檎?；兩者的交點(diǎn)O為原點(diǎn)，這就形成了高斯為原點(diǎn)，這就形成了高斯平面直角坐標(biāo)系。平面直角坐標(biāo)系。 圖圖1-4 高斯克呂格爾投影高斯克呂格爾投影圖圖1-5 高斯克呂格爾投影展開高斯克呂格爾投影展開第11頁/共32頁2022-6-412第二節(jié) 地面上點(diǎn)位的確定 高斯克呂格爾將地球橢球面按子午線劃分成適當(dāng)個(gè)數(shù)的投影帶，高斯克呂格爾將地球橢球面按子午線劃分成適當(dāng)個(gè)數(shù)的投影帶，帶寬一般分為帶寬一般分為6、3和和1.5等等3種。每一投影帶采用各自獨(dú)立的高種。每一投影帶采用各自獨(dú)立的高斯平面坐標(biāo)系斯平面坐標(biāo)系(見圖見圖1-6)，并規(guī)定，并規(guī)定y坐標(biāo)加上坐

17、標(biāo)加上500公里，以避免出現(xiàn)負(fù)值。公里，以避免出現(xiàn)負(fù)值。為了表示任一點(diǎn)所在的投影帶，又規(guī)定為了表示任一點(diǎn)所在的投影帶，又規(guī)定y坐標(biāo)值前加上二位數(shù)，以表坐標(biāo)值前加上二位數(shù)，以表示投影帶號(hào)。示投影帶號(hào)。x坐標(biāo)值無論在哪一投影帶內(nèi)都是由赤道起算的實(shí)際值。坐標(biāo)值無論在哪一投影帶內(nèi)都是由赤道起算的實(shí)際值。 圖圖1-6 高斯克呂格爾投影分帶高斯克呂格爾投影分帶 第12頁/共32頁2022-6-413第二節(jié) 地面上點(diǎn)位的確定 地球表面上一點(diǎn)所在分帶的中央子午線的經(jīng)度值可用下式計(jì)算： 6分帶： （1-1） 3分帶： （1-2） 式中 N投影帶帶號(hào)。 （三）高程系統(tǒng) 地面點(diǎn)到某一高程基準(zhǔn)面的垂直距離稱為地面點(diǎn)的

18、高程。常用的高程基準(zhǔn)面有參考橢球體面和大地水準(zhǔn)面，其相應(yīng)的高稱為大地高和海拔高。地面上任意兩點(diǎn)之間的高程之差稱為高差。 1980年以前，我國主要采用“1956年黃海高程系”，它利用青島驗(yàn)潮站19501956年觀測的潮位成果求得的黃海平均海水面作為高程的零點(diǎn)，因觀測時(shí)間短，準(zhǔn)確性較差。后改用19531979年的觀測資料重新進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果命名為“1985年國家高程系統(tǒng)”（1987年5月26日正式公布使用）。由于高程基準(zhǔn)面發(fā)生了變化，因此，這兩個(gè)高程系統(tǒng)存在一定的差異，它們的關(guān)系如下： H85=H56-0.029 （1-3）366NLNL33第13頁/共32頁2022-6-414第一章 緒論

19、 第一節(jié):概述 第二節(jié):地面上點(diǎn)位的確定 第三節(jié) 用水平面代替水準(zhǔn)面的限度 第四節(jié) 測繪工作的基本原則 第五節(jié) 工程測量現(xiàn)代進(jìn)展第14頁/共32頁2022-6-415第三節(jié) 用水平面代替水準(zhǔn)面的限度 用水平面代替水準(zhǔn)面的限度即在該限度內(nèi)，將橢球面作為平面所產(chǎn)生的誤差不能超過工程地形圖和施工放樣的精度要求。 一、地球曲率對水平距離的影響 如圖1-7所示，設(shè)地面上有A、B兩點(diǎn)，在水準(zhǔn)面上的投影分別為A、B，在水平面上的投影為A、C。若以平面上的距離AC（設(shè)為t）代替水準(zhǔn)面上的距離（設(shè)為d），其誤差為： （1-4） RRtgdtd圖圖1-7 用水平面代替水準(zhǔn)面用水平面代替水準(zhǔn)面式中 R地球半徑，R=

20、6371km；弧長d所對的圓心角。 將tg用級數(shù)展開，并取其前兩項(xiàng)可得：3333RRRRd因?yàn)橐驗(yàn)椋?所以可得所以可得：Rd233 Rdd 第15頁/共32頁2022-6-416第三節(jié) 用水平面代替水準(zhǔn)面的限度 以不同的d值代入上式，求得相應(yīng)的d列于表1-2。從表中可以看出，當(dāng)距離為10km時(shí)，用水平面代替水準(zhǔn)面產(chǎn)生的距離相對誤差為1/120萬，這個(gè)誤差小于目前精密量距的允許誤差（1/100萬）。因此，在半徑小于10km的區(qū)域內(nèi)，地球曲率對水平距離的影響可以忽略不計(jì)，可以用水平面代替水準(zhǔn)面。 距離距離d 距離誤差距離誤差d（mm） 距離相對誤差距離相對誤差d/d 高程誤差高程誤差h（mm） 1

21、00m 0.000008 1/1250000萬萬 0.8 1km 0.008 1/12500萬萬 78.5 10km 8.2 1/120萬萬 7850.0 25km 128.3 1/19萬萬 49050.0 表表1-2 地球曲率對水平距離和高程的影響地球曲率對水平距離和高程的影響第16頁/共32頁2022-6-417第三節(jié) 用水平面代替水準(zhǔn)面的限度二、地球曲率對高程的影響 如圖1-7所示，地面點(diǎn)B在球面和水平面上的投影分別為B和C，并設(shè)這兩點(diǎn)的高差為h，從圖中可以看出，CAB=/2，因該角很小，若以弧度表示，則有： 因?yàn)?, 所以得： （1-6） 以不同的d代入上式，算得相應(yīng)的h列于表1-2中

22、。由表中數(shù)據(jù)可知，對高程測量來說，即使距離很短，也不能忽視地球曲率對高程的影響。2dhRd /Rdh22第17頁/共32頁2022-6-418第一章 緒論 第一節(jié):概述 第二節(jié):地面上點(diǎn)位的確定 第三節(jié) 用水平面代替水準(zhǔn)面的限度 第四節(jié) 測繪工作的基本原則 第五節(jié) 工程測量現(xiàn)代進(jìn)展第18頁/共32頁2022-6-419第四節(jié) 測繪工作的基本原則圖圖1-8 測繪工作和原則示意圖測繪工作和原則示意圖一、測繪的基本工作一、測繪的基本工作 測繪工作的主要任務(wù)是確定測繪工作的主要任務(wù)是確定地面點(diǎn)與點(diǎn)之間的平面和高程位地面點(diǎn)與點(diǎn)之間的平面和高程位置的關(guān)系，也可將其分成測定和置的關(guān)系，也可將其分成測定和測設(shè)

23、兩大部份。測定是將地物和測設(shè)兩大部份。測定是將地物和地貌按一定的比例尺縮小繪制成地貌按一定的比例尺縮小繪制成地形圖，測設(shè)是將在圖紙上設(shè)計(jì)地形圖，測設(shè)是將在圖紙上設(shè)計(jì)好的建筑物和構(gòu)筑物的位置在實(shí)好的建筑物和構(gòu)筑物的位置在實(shí)地標(biāo)定出來。地標(biāo)定出來。 水平角、水平距離和高差水平角、水平距離和高差是確定地面點(diǎn)位置關(guān)系的三個(gè)是確定地面點(diǎn)位置關(guān)系的三個(gè)基本幾何要素，測量地面點(diǎn)的水平角、水平距離和高差是基本幾何要素，測量地面點(diǎn)的水平角、水平距離和高差是測量的基本工作測量的基本工作 第19頁/共32頁2022-6-420第四節(jié) 測繪工作的基本原則二、測繪的基本原則 由于一般測量工作的范圍都比較大，測量工作在一

24、個(gè)控制點(diǎn)上通常是難以完成的，如圖1-8中工廠區(qū)在控制點(diǎn)A上就無法測到。以及圖1-9中，由于建筑物多且通視條件限制，在點(diǎn)A上也不能完成所有控制工作，所以需再增加點(diǎn)。這就是“從整體到局部”的原則。圖圖1-9 建筑物測設(shè)示意圖建筑物測設(shè)示意圖第20頁/共32頁2022-6-421第一章 緒論 第一節(jié):概述 第二節(jié):地面上點(diǎn)位的確定 第三節(jié) 用水平面代替水準(zhǔn)面的限度 第四節(jié) 測繪工作的基本原則 第五節(jié) 工程測量現(xiàn)代進(jìn)展第21頁/共32頁2022-6-422第五節(jié) 工程測量現(xiàn)代進(jìn)展 “廣義工程測量學(xué)”，即“一切不屬于地球測量，不屬于國家地圖集的陸地測量和不屬于公務(wù)測量的應(yīng)用測量，都屬于工程測量”。 工程

25、測量的發(fā)展可概括為“四化”和“十六字”，前者即工程測量內(nèi)外業(yè)一體化；數(shù)據(jù)獲取及處理自動(dòng)化；測量過程控制和系統(tǒng)行為的智能化；測量成果和產(chǎn)品的數(shù)字化。后者為連續(xù)、動(dòng)態(tài)、遙測、實(shí)時(shí)、精確、可靠、快速、簡便。 第22頁/共32頁2022-6-423第五節(jié) 工程測量現(xiàn)代進(jìn)展一、現(xiàn)代工程測量技術(shù) （一）GPS應(yīng)用技術(shù) 在工程測量中，應(yīng)用GPS單點(diǎn)定位的情形較少，相對定位是其主要模式。包括靜態(tài)、快速靜態(tài)、往返式重復(fù)設(shè)站、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）、主動(dòng)控制模式等。由GPS、GIS、RS技術(shù)集成或綜合的“3S”技術(shù)，拓寬了信息采集與處理功能，保持了信息的現(xiàn)勢性與可靠性。 GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量(RTK)技術(shù)

26、，廣泛應(yīng)用于石油勘探、數(shù)字測圖、施工放樣、管線測量等領(lǐng)域。 第23頁/共32頁2022-6-424第五節(jié) 工程測量現(xiàn)代進(jìn)展一、現(xiàn)代工程測量技術(shù) （二）全站儀應(yīng)用技術(shù) 全站儀是一種集光電、計(jì)算機(jī)、微電子通訊、精密機(jī)械加工等高精尖技術(shù)于一體的先進(jìn)測量儀器。 特點(diǎn)：同時(shí)具備電子經(jīng)緯儀測角和測距兩種功能；由電子計(jì)算機(jī)控制、采集、處理和儲(chǔ)存觀測數(shù)據(jù)，使測圖數(shù)字化、后處理全自動(dòng)化。 應(yīng)用：常規(guī)的控制測量、地形測量和工程測量，地表與地表構(gòu)筑物的變形測量，如地面沉降、深基坑開挖引起的環(huán)境變形、大壩變形以及工業(yè)目標(biāo)的定位與變形測量等方面。 免棱鏡全站儀是高性能全站儀的典型代表之一，它把免棱鏡測距技術(shù)與傳統(tǒng)的全站

27、儀結(jié)合在一起，給測量工作帶來了很大方便。 圖圖1-10 Leica TCA2003全站儀全站儀第24頁/共32頁2022-6-425第五節(jié) 工程測量現(xiàn)代進(jìn)展一、現(xiàn)代工程測量技術(shù) （三）電子水準(zhǔn)儀應(yīng)用技術(shù) 電子數(shù)字水準(zhǔn)儀是集電子光學(xué)、圖像處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的當(dāng)代最先進(jìn)的水準(zhǔn)測量儀器,它具有速度快、精度高、使用方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低及便于用電子手簿實(shí)現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化的優(yōu)點(diǎn),代表了當(dāng)代水準(zhǔn)儀的發(fā)展方向。 目前，世界上僅有少數(shù)廠家生產(chǎn)電子數(shù)字水準(zhǔn)儀。常見的有以下幾種，如圖1-11所示。徠卡徠卡DNA03/10 蔡司蔡司DINI10拓普康拓普康DL101/102索佳索佳SDL2圖圖1-11 電子水準(zhǔn)儀電子水

28、準(zhǔn)儀第25頁/共32頁2022-6-426第五節(jié) 工程測量現(xiàn)代進(jìn)展一、現(xiàn)代工程測量技術(shù) （四）激光三維掃描測量系統(tǒng) 三維激光掃描系統(tǒng)主要由三維激光掃描儀和系統(tǒng)軟件組成，其工作目標(biāo)就是快速、方便、準(zhǔn)確地獲取近距離靜態(tài)物體的空間三維模型，以便對模型進(jìn)行進(jìn)一步的分析和數(shù)據(jù)處理。三維激光影像掃描儀是一種集成了多種高新技術(shù)的新型測繪儀器，采用非接觸式高速激光測量方式，以點(diǎn)云形式獲取地形及復(fù)雜物體的二維表面的列陣式幾何圖形數(shù)據(jù)。 圖圖1-12 Cyra三維激光掃描系統(tǒng)三維激光掃描系統(tǒng) 圖圖1-13 對清華大學(xué)校門掃描所建立的模型圖對清華大學(xué)校門掃描所建立的模型圖 第26頁/共32頁2022-6-427第五

29、節(jié) 工程測量現(xiàn)代進(jìn)展圖圖1-14 三維坐標(biāo)測量機(jī)三維坐標(biāo)測量機(jī)一、現(xiàn)代工程測量技術(shù)一、現(xiàn)代工程測量技術(shù) （五）三維工業(yè)測量系統(tǒng)（五）三維工業(yè)測量系統(tǒng) 三維工業(yè)測量系統(tǒng)是以電子經(jīng)緯三維工業(yè)測量系統(tǒng)是以電子經(jīng)緯儀或自動(dòng)全站儀等多個(gè)傳感器集成和儀或自動(dòng)全站儀等多個(gè)傳感器集成和綜合應(yīng)用的三維工業(yè)自動(dòng)測量系統(tǒng)。綜合應(yīng)用的三維工業(yè)自動(dòng)測量系統(tǒng)。其應(yīng)用主要有：其應(yīng)用主要有： 1）汽車、飛機(jī)、發(fā)電站、核反應(yīng)）汽車、飛機(jī)、發(fā)電站、核反應(yīng)堆等工程的組裝與建設(shè)；堆等工程的組裝與建設(shè)； 2）復(fù)雜的柔曲骨架結(jié)構(gòu)的安裝與）復(fù)雜的柔曲骨架結(jié)構(gòu)的安裝與調(diào)正；調(diào)正； 3）天線、鉆井工程、發(fā)射架及冷）天線、鉆井工程、發(fā)射架及冷凝

30、塔等高聳構(gòu)筑物的監(jiān)測與校準(zhǔn)；凝塔等高聳構(gòu)筑物的監(jiān)測與校準(zhǔn)； 4）大型高精度鋼結(jié)構(gòu)安裝與位移）大型高精度鋼結(jié)構(gòu)安裝與位移的形變監(jiān)測及工業(yè)與傳輸設(shè)備的定位的形變監(jiān)測及工業(yè)與傳輸設(shè)備的定位等領(lǐng)域。等領(lǐng)域。第27頁/共32頁三維工業(yè)測量系統(tǒng)2022-6-428第28頁/共32頁三維工業(yè)測量案例 第29頁/共32頁三維工業(yè)測量案例 實(shí)物原型實(shí)物原型掃描后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)掃描后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理后的三角面片圖處理后的三角面片圖曲面圖曲面圖第30頁/共32頁2022-6-431第五節(jié) 工程測量現(xiàn)代進(jìn)展二、發(fā)展展望 （1）測量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，影象、圖形和

31、數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強(qiáng)。 （2）在變形觀測數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中，將發(fā)展基于知識(shí)的信息系統(tǒng)，并進(jìn)一步與大地測量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合，解決工程建設(shè)中以及運(yùn)行期間的安全監(jiān)測、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的各種問題。 （3）多傳感器的混合測量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，如GPS接收機(jī)與電子全站儀或測量機(jī)器人集成，可在大區(qū)域乃至國家范圍內(nèi)進(jìn)行無控制網(wǎng)的各種測量工作。 （4）GPS、GIS技術(shù)將緊密結(jié)合工程項(xiàng)目，在勘測、設(shè)計(jì)、施工管理一體化方面發(fā)揮重大作用。 （5）大型和復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑、設(shè)備的三維測量、幾何重構(gòu)以及質(zhì)量控制將是工程測量學(xué)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。 第31頁/共32頁2022-6-432感謝您的觀看！第32頁/共32頁