2012注冊測繪師資格重點輔導--工程測量.ppt

2012注冊測繪師資格考試輔導 工程測量 （測繪綜合能力）,武漢大學測繪學院 陳孝,工程測量考試基本要求,根據工程測量控制網建立的分類，選擇布網方 案，確定施測方法。 根據工程建設項目的需要，選擇測圖比例尺和 基本等高距，確定測圖方法和生產流程。 根據規(guī)劃的法律法規(guī)文件和相關的技術標準， 制定城鎮(zhèn)規(guī)劃定線與撥地測量的實施方案。 根據市政工程的特點，確定測繪內容，選擇布 網方案。 根據精密工程的特點，對項目的控制測量方案 的可行性、合理性進行分析和評估。 根據線路工程的特點，確定初測和定測方案。,工程測量考試基本要求,根據地下管線工程項目要求，收集現狀管線資料，實施現場調查程序，選擇探測方法，確定 探測儀器設備。 根據施工項目對施工測量的要求，選擇施工測量方案，確定施工測量的方法和儀器設備。 根據隧道測量貫通精度，設計隧道測量的洞外和洞內控制測量方案。 根據工程項目的要求和分類，選擇變形觀測方案，確定觀測方法和儀器設備。 根據竣工測量的要求，確定工程的測量技術方案。,工程測量概述,工程測量的任務 工程測量的應用,工程測量的任務,在工程建設的勘察設計、施工和運營管理 各階段所進行的各種測量工作。 工程測量可分為工業(yè)與民用建設測量、鐵 路測量、公路測量、橋梁測量、隧道與地下工 程測量、礦山測量、水利水電工程測量等。 在勘察設計階段測繪大比例尺地形圖，在 施工階段建立施工控制網和設計目標的位置放 樣，在運營管理階段進行建筑物的變形觀測。,工程測量的應用,在工程勘察設計階段的測量工作是收集和測 繪各種比例尺地形圖，供工程選址和工程設計應 用，并為工程地質勘探、水文地質勘探、水文測 驗等進行相關測量。 在工程施工階段的測量工作主要是建立施工 控制網和施工放樣，把設計圖上的建（構）筑物 物正確地測設到實地相應的位置上，保證建筑工 程符合設計要求。在工程施工階段根據需要進行 相關的變形監(jiān)測。 在運營管理階段的測量工作主要是竣工測量 和根據需要進行相關的變形安全監(jiān)測。,工程控制網建立,工程控制網及其特點 工程控制網的布設 工程控制網的施測與數據處理,工程控制網及其特點,工程控制網分類 按用途分為：測圖控制網、施工測量控制 網（包含安裝測量控制網）、變形監(jiān)測網。 按網點的性質分為：一維網（高程網）、 二維網（平面網）、三維網。 按測量方法分為：高程網、三角網、測邊 網、邊角網、GPS網。 按測量基準分為：約束網（附合網）、獨 立網、自由網。,工程控制網及其特點,工程控制網的作用 工程控制網為在工程建設范圍內提供統(tǒng)一的 坐標、高程基準和控制測量誤差積累。 測圖控制網是測圖圖根點加密的依據，其密 度滿足測圖需要。 施工控制網是放樣的依據，也用于施工期間 變形監(jiān)測。 變形監(jiān)測網是變形觀測的依據，控制點相對 于監(jiān)測點有較高的穩(wěn)定性。,工程控制網及其特點,工程控制網的特點 控制點分布與工程相適應，施工控制網 應滿足施工放樣需要。 施工控制網、變形監(jiān)測網要求控制點保 證某一方向的精度及點之間的相對精度。 施工控制網投影面一般在施工的平均高 程面上。 平面控制網常采用工程獨立坐標系。,工程控制網及其特點,工程控制網的建立過程 工程控制網的設計。進行圖上設計、野外 選點，確定網形、觀測方法、精度等級、標石 類型等。需要時可進行網的優(yōu)化設計。 控制點的選點埋石、觀測墩的澆筑。 控制網的觀測及觀測值的檢驗。 控制網觀測數據處理，平差計算和精度評 定，成果整理。,工程控制網的布設,工程控制網的質量準則 精度準則包括總體精度、點位精度、相對點 位精度、未知數函數的精度等，反映網的精度。 可靠性準則包括內部可靠性和外部可靠性， 指發(fā)現觀測值粗差能力和抵抗觀測值粗差對平差 結果影響的能力。 靈敏度準則僅對變形監(jiān)測網，是在某一方向 上網點精度的反映，網的靈敏度越高，要求觀測 值的精度也越高。 費用準則有兩個原則：費用一定，網的質量 最好；網的質量滿足要求，費用最小。,工程控制網的布設,工程控制網的布設原則 分級布設逐級控制，有時可布設全面網。 要有足夠的精度和可靠性。施工控制網和 變形監(jiān)測網的精度一般高于測圖控制網。 要有足夠的點位密度。 要有統(tǒng)一的規(guī)格，制定規(guī)范。工程控制網 規(guī)范有：城市測量規(guī)范、工程測量規(guī)范 、精密工程測量規(guī)范以及一些專業(yè)工程 測量規(guī)范等。,工程控制網的布設,工程控制網坐標系和高程基準 平面坐標可采用工程獨立坐標系，大型工程 項目為使地形圖和國家坐標系一致，應和國家基 本控制點聯測。而高程一般采用國家高程基準。 工程獨立坐標系可以是任意中央子午線和工 程主軸線為坐標軸。投影帶和投影面的選擇應滿 足投影長度變形小于施工測量要求?？刂品秶?大時，應考慮分帶投影。 當控制范圍較小時，可把局部地球表面看作 平面。,工程控制網的布設,工程控制網的優(yōu)化設計 控制網優(yōu)化設計分為：零類（基準）設 計、一類（圖形）設計、二類（觀測精度） 設計和三類（已有網的改進）設計。 控制網的優(yōu)化設計方法有解析法和模擬 法。,工程控制網的施測與數據處理,平面控制網建立主要采用GPS測量、也采用 邊角網和導線網。 高程控制網建立主要采用水準測量和三角高 程測量方法，在地形平坦地區(qū)可采用GPS水準代 替相應精度的水準測量。 工程控制網的數據處理包括觀測值檢驗和網 的平差。平差是求未知數（坐標、高程）的最佳 估值、評定總體精度、點位精度、相對點位精度 以及未知數函數精度等。,工程地形圖測繪,測圖比例尺基本等高距 地形圖測繪方法 地面數字測圖過程 地形圖質量控制 水下地形測繪 工程地形圖應用,測圖比例尺和基本等高距,當現有地形圖的現勢性、比例尺不能滿足 工程應用需要時，則需進行工程地形圖測繪。 1：10000、1：5000 地形圖用于可行性研 究，總體規(guī)劃，廠址選擇，初步設計等。 1：2000 地形圖用于可行性研究，初步設 計，礦山總圖管理，城鎮(zhèn)詳細規(guī)劃等。 1：1000、1：500 地形圖用于初步設計， 施工圖設計，城鎮(zhèn)、工礦總圖管理，竣工驗收 和運營管理等。,測圖比例尺和基本等高距,地形圖基本等高距,地形圖測繪方法,地面數字測圖，按碎部點采集方法分為全 站儀數字測圖、GPS RTK數字測圖。 數字攝影測量，主要用于鐵路、公路帶狀 地形圖測繪，大型水利樞紐區(qū)域地形圖測繪。,地面數字測圖過程,技術設計內容有：任務概述、測區(qū)情況、已 有資料及分析、技術方案、組織與勞動計劃、儀 器設備、經費預算、檢查驗收和安全措施等。 控制測量和圖根測量。圖根點密度（每平方 千米）12000 為 4 個， 11000 為 16 個， 1500 為 64 個。 采用全站儀、GPS RTK 進行野外數據采集（ 地物測繪和地貌測繪），圖形信息編碼，經計算 機編輯生成數字地形圖。,地形圖質量控制,大比例尺數字地形圖質量通過對產品的數據 說明、數學基礎、數據分類與代碼、位置精度、 屬性精度、邏輯一致性、完備性等質量特性的要 求來描述。 檢測點平面坐標和高程按測站點精度施測， 每幅圖各選取 2050個點。量測相鄰地物點間 距離，量測邊數每幅圖不少于 20 處。地物點點 位中誤差不大于 0.6 mm。 內插點高程中誤差 11000、12 000比例尺地形圖不大于 0.7m， 1500不大于 0.5 m。,水下地形測繪,水下地形測量包括水上定位、測深及水位 觀測。 水上定位視測量精度要求，采用差分GPS （DGPS）、GPS RTK 測量。 水深測量采用單波束測深儀、多波束測深 儀。,工程地形圖應用,獲取工程設計中所需的各種地形信息： 量測點的坐標和高程、點間距離和坡度、 直線方位，按一定方向繪制斷面圖，設計坡度 線，計算匯水面積、水庫庫容、土石方量等。 數字高程模型（DEM）以一定結構的數字 表示實際地形空間分布的模型。用于空間分析 和三維建模。,匯水面積,按一定方向繪制斷面圖,DEM三維圖形,規(guī)劃與市政工程測量,測量內容 規(guī)劃定線與撥地測量 規(guī)劃監(jiān)督測量 市政工程測量,測量內容,規(guī)劃測量內容包括定線測量、撥地測量、規(guī) 劃監(jiān)督測量等。定線的中線點、撥地界址點相對 于鄰近高級控制點的點位中誤差不大于5cm。 定線、撥地控制測量是在城市高等級控制網 的基礎上布設附合三級導線。 市政工程測量是指道路、橋梁、河道、堤防 以及管線等城市公共設施工程勘測設計、施工、 運營各階段的測繪工作。按測量內容包括控制測 量、地形圖測繪、中線測量、縱橫斷面測量等。,規(guī)劃定線與撥地測量,規(guī)劃定線測量為城市詳細規(guī)劃、市政工程的 定線和撥地測量提供依據。可采用解析實釘法或 解析撥釘法。解析實釘法是定出中線位置，然后 聯測各中線點坐標，計算各線段方位角。解析撥 釘法先測定相關地物點的坐標，推算各中線點坐 標和各線段方位角，將中線點測設于實地，并進 行線形改正點位。 撥地測量是根據所批用地位置及測量坐標， 測量放線并定出用地邊界樁位，是建筑物定位、 施工放線和驗線的控制樁。,規(guī)劃監(jiān)督測量,規(guī)劃監(jiān)督測量包括放線測量、驗線測量和 驗收測量，其中驗線測量包括灰線驗線測量和 0 驗線測量。 0 驗線測量是在建（構）筑物基礎施工 完成后，測量基礎角點坐標和0 地坪高程。 驗收測量包括建筑物外部輪廓線測量、主 要角點距四至的距離測量和建（構）筑物的高 度測量。,市政工程測量,市政工程測量應根據工程類型、規(guī)模和特 點來確定控制測量的等級。 如立交橋工程測量包括橋址地形圖測繪、 橋梁施工平面和高程控制網建立、橋墩臺基礎 施工放樣及橋梁竣工測量等。,線路工程測量,線路（鐵路、公路）工程放樣 線路設計階段的測繪工作 線路施工與竣工測量 地下管線探測與管線圖測繪,線路工程放樣,線路工程放樣的主要任務是把圖紙上設 計的線路位置、形狀、寬度和高度在施工現 場標定，作為線路施工的依據。 線路在平面內有直線、曲線（圓曲線、 緩和曲線）組成。在豎面內縱斷面有不同的 坡度連接的，當兩相鄰的坡度值的代數差超 過一定值時，必須插入豎曲線連接。,線路工程放樣 平面曲線,平面曲線最基本的元素是圓曲線和緩和曲 線，圓曲線要素：半徑、偏角、切線長、曲線 長、外矢距。 平面曲線按坐標法放樣，按給定的半徑、 偏角、緩和曲線長計算曲線要素和放樣點的坐 標；將曲線切線坐標系中的曲線坐標轉換到測 量坐標系中，根據控制點放樣各曲線點。,線路工程放樣 平面曲線,平面曲線元素,線路工程放樣 豎曲線,在道路縱坡變換處設置的曲線稱之為豎 曲線，豎曲線要素：半徑、縱向轉折角、切 線長、曲線長、外矢距。 測設豎曲線先按給定的半徑、縱向轉折 角計算豎曲線要素和測設點的設計高程，按 測設點的里程設置標樁，再根據附近已知高 程點進行豎曲線測設點的設計高程放樣。,線路設計階段的測繪工作,新建線路設計階段的測繪工作包括線路初測 （平面、高程控制測量和測量帶狀地形圖）、線 路定測（根據控制點在實地上放出線路中線樁） 以及進行線路縱、橫斷面測繪。 既有線路測量的主要內容有：既有線路里程 丈量、線路調繪、高程測量、橫斷面測量、線路 平面測繪、地形測繪、站場測繪、橋涵測量等。,線路施工與竣工測量,在施工前對定測的中線樁進行復測，恢復 定測樁點和檢查定測質量。 進行路基邊坡放樣和路基高程放樣。 在路基土石方工程完工以后，鋪軌之前應 進行線路竣工測量，包括中線測量、高程測量 和橫斷面測量。,地下管線探測與管線圖測繪,地下管線探測的目的是查明地下管線的現狀 （管線和附屬設施的空間位置及其屬性特征）， 包括管線探查、管線測量和沿地下管線的帶狀地 形圖測繪。 地下管線探查，對明顯地下管線進行調查， 對隱蔽地下管線進行探測（平面位置和深度）。 地下管線探測采用管線探測儀，探查金屬管線主 要采用頻率域電磁法，探查非金屬管線主要采用 探地雷達法或示綜電磁法。,地下工程測量,地下工程測量內容與特點 地下工程控制測量 聯系測量 聯系測量作用、測量方法 豎井定向 地下控制測量 貫通測量,地下工程測量內容與特點,地下工程測量的內容在規(guī)劃設計階段是測 繪地形圖和斷面圖。在施工階段是進行地面、 地下施工控制測量和地面、地下的聯測以及建 （構）筑物的定線放樣，保證地下工程按設計 正確施工。 地下工程測量的特點：地下工程受空間條 件的限制，地下平面控制一般布設導線。地下 巷道（隧道、地鐵）往往采用獨頭掘進施工， 所布設支導線隨巷道延伸點位誤差積累越大。,地下工程控制測量,隧道控制網的測量精度要保證正確貫通。 隧道控制網分為地面控制網和洞內控制網。 地面控制網在洞口布點，平面控制網采用 GPS測量，高程控制網采用幾何水準測量、精密 三角高程測量。 洞內控制網布設支線，平面控制采用全站儀 導線測量，高程控制采用幾何水準測量。,地下工程控制測量,地面控制測量和地下控制測量,地下工程控制測量 地面控制測量,GPS測量是平面控制網建立的首選方法，在 每個洞口（包括豎井、斜井口）埋設不少于兩 個控制點并能通視，相鄰洞口的GPS控制點應同 步觀測。 高程控制測量是在每個進出洞口埋設 23 個水準點，測量各洞口點間的高差。高程控制 測量方法在地形起伏較小地區(qū)采用水準測量， 在地形起伏大的地區(qū)采用三角高程測量。,聯系測量 聯系測量方法,聯系測量是通過平峒、斜井、豎井將地面的 平面坐標系統(tǒng)及高程系統(tǒng)傳遞到地下，使地面與 地下建立統(tǒng)一的坐標及高程系統(tǒng)。 平峒、斜井的平面聯系測量采用導線測量， 高程聯系測量采用水準測量、三角高程測量。豎 井平面聯系測量采用吊錘線的幾何定向法和陀螺 經緯儀定向法。豎井高程聯系測量采用鋼尺（或 鋼絲）導入法、光電測距儀導入法。,聯系測量 豎井定向,一井定向 在豎井井筒中懸掛兩根吊錘線，在地面上利 用控制點測定兩吊錘線的坐標及其連線的坐標方 位角。在地下根據吊錘線投影點的坐標及其連線 的坐標方位角，確定地下導線起算點的坐標和起 算邊的坐標方位角。,觀測角 、 量邊 a、b、c,聯系測量 豎井定向,兩井定向 當有兩個豎井，且兩井間在定向水平有巷道 相通，可采用兩井定向。在兩個豎井內各懸掛一 根吊錘線，在地面上測定兩吊錘線的坐標，并計 算其連線的坐標方位角。在地下兩吊錘線間進行 導線測量，按無連接角附合導線計算，從而把地 面坐標系中的坐標和方位角傳遞到地下。,聯系測量 豎井定向,陀螺經緯儀定向法 陀螺經緯儀利用陀螺儀本身的物理特性及 地球自轉的影響，實現自動尋找真北方向，從 而測定地面和地下任意測站的真方位角。經子 午收斂角改正可得坐標方位角。 陀螺經緯儀定向只確定地下導線起算邊的 坐標方位角，而導線起算點的坐標仍通過在豎 井內懸掛一根吊錘線或用光學投點儀確定。,地下控制測量,地下控制測量的任務是以必要的精度，建立 地下控制測量系統(tǒng)，依據控制點放樣巷道設計中 線及其襯砌位置，從而指示巷道的掘進方向及襯 砌施工，地下構筑物施工放樣和竣工測量。 地下平面控制測量隨著巷道（隧道、地鐵） 向前掘進延伸而用布設導線的方式進行。地下高 程控制測量采用水準測量方法。,貫通測量,貫通測量是兩個工作面相向或單向掘進，按 設計要求在預定位置貫通而進行的測量工作。,鐵路隧道貫通的允許偏差,為提高貫通測量精度，可采取以下主要措施： 適當加測陀螺經緯儀定向邊；盡可能減少導線邊數；布設雙導線測量；提高對中精度等。,施工與竣工測量,施工放樣方法 工業(yè)與民用建筑施工測量 橋梁施工測量 大壩施工測量 竣工測量,施工放樣方法,施工放樣是以控制點為基礎，將設計圖上 設計的建（構）筑物的位置在實地標定。 平面位置放樣：采用直角坐標法、極坐標 法、坐標法、距離交會法、角度交會法等。 高程放樣：采用水準測量法、三角高程測 量法等。 空間點放樣：采用全站儀空間極坐標法， 先確定儀器中心的三維坐標，按放樣點的三維 坐標，即可定出放樣點的空間位置。 高精度點位放樣采用歸化法放樣，即直接 放出點位后，再精確測定其位置，然后調整。,工業(yè)與民用建筑施工測量,先是基礎放樣即其平面位置和孔樁的放樣， 主要是放樣基槽開挖邊線，控制基礎開挖深度， 放樣基層的施工高程和放樣基礎模板的位置。 當建筑物的地下部分完工后，將各軸線放樣 到已完工的地下結構的頂面和側面上。隨著施工 的進行，樓層結構的升高，將首層軸線、0 標 高逐層往上投測。軸線投測方法有全站儀法、吊 線墜、激光垂準儀法等。高程投測有懸吊鋼尺法 、全站儀天頂測高法等。,橋梁施工測量,橋梁施工階段的測量測量工作主要包括：橋 軸線長度測量、平面和高程控制測量、橋址地形 及縱斷面測量、墩臺中心定位及其細部放樣等。 平面控制測量以橋梁軸線布設邊角網、 GPS 網，圖形為大地四邊形和雙大地四邊形。 平面控制網一般要求在橋軸線上布點，以控 制橋長和進行橋軸線放樣。 橋梁工程的地形測量有橋址地形圖測量、河 床（水下）地形測量、橋軸線縱斷面圖測量。,大壩施工測量,大壩施工測量包括壩軸線的測設、壩身控 制測量、清基開挖線的放樣、坡腳線的放樣、 壩體邊坡線的放樣和修坡樁的測設等。 建立壩身平面控制測量網主要分兩步：測 設平行于壩軸線的控制線和測設垂直于壩軸線 的控制線。壩身高程控制測量網用于壩體高程 放樣。,竣工測量,工程竣工后，為檢查建筑物的主要結構及線 路位置是否符合設計要求，應進行竣工測量。 竣工測量成果主要有：竣工測量成果表、竣 工總平面圖、專業(yè)圖、斷面圖以及細部點坐標和 高程明細表。 在每一個單項工程完成后，必須進行竣工測 量，作為編繪竣工總平面圖的依據。,變形測量,變形測量的目的和特點 變形測量方案設計 變形測量方法 變形測量內容 變形數據處理與分析,變形測量的目的和特點,變形測量是利用測量儀器或專用儀器對變形 體的變化狀況進行監(jiān)視、監(jiān)測，其目的是獲得變 形體的空間位置隨時間變化的特征，同時解釋的 原因。 變形監(jiān)測的對象：工程建筑物及其場地的沉 降、水平位移、撓度和傾斜等；城市、工礦區(qū)、 線路等區(qū)域性地面沉降。 變形測量的特點是重復性測量、高精度測量 及綜合多種測量方法和測量手段。,變形測量方案設計,根據變形體的特點、變形類型、測量目的、 任務要求及測區(qū)條件進行變形測量方案設計，確 定測量內容、精度、基準點與變形點的布設、觀 測周期、觀測方法和儀器設備、數據處理分析方 法、提交成果和編寫技術設計書。 對高精度變形監(jiān)測網應顧及精度、可靠性、 靈敏度及費用準則進行優(yōu)化設計。 監(jiān)測的精度，其變形觀測點的中誤差應小于 允許變形值的 1/10 1/20 。,變形測量方法,變形測量方法有：常規(guī)大地測量方法（邊 角網、交會法