01-01緒論(測繪學(xué))

1、工程工程 測測 量量 主講： 張書畢 中國礦業(yè)大學(xué) 郵箱： QQ ： 1336072804 課程考核方式課程考核方式: 工程測量工程測量課程考核方式方案課程考核方式方案 總學(xué)時總學(xué)時 32 總學(xué)分總學(xué)分 2 課堂學(xué)時課堂學(xué)時 24 實驗學(xué)時實驗學(xué)時 8 一、課程過程考核方式、考核次數(shù)：一、課程過程考核方式、考核次數(shù)： 1在講授完小地區(qū)控制測量后，進(jìn)行在講授完小地區(qū)控制測量后，進(jìn)行1次期中考試；次期中考試； 2完成完成4-5作業(yè)；作業(yè)； 3在講授所有規(guī)定內(nèi)容后，期終考試在講授所有規(guī)定內(nèi)容后，期終考試1次。次。 二、課程結(jié)課方式：二、課程結(jié)課方式： 閉卷考核方式閉卷考核方式 三、課程成績構(gòu)成三、課

2、程成績構(gòu)成（百分制或等級制，各項成績比例分配）（百分制或等級制，各項成績比例分配） 期中考試占期中考試占20%，作業(yè)占，作業(yè)占20%，期終考試占，期終考試占60%。 四、說明四、說明 適用土木工程專業(yè)適用土木工程專業(yè) 1.1 測量學(xué)的任務(wù)和作用 1.2 測量工作的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線 1.3 地面點位的確定 1.4 測量工作概述 第一章 緒論 一、測量學(xué)的定義 測量學(xué)是研究地球的形狀、大小以及地表(包括地 面上各種物體）的幾何形狀及其空間位置的科學(xué)。 測量工作的基本任務(wù)： 確定地面點在規(guī)定坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值 （X，Y，Z）。 1.1 測量學(xué)的任務(wù)和作用 二、測量工作內(nèi)容 測量工作包括測定和測設(shè)兩部分。

3、 測定 是指使用測量儀器和工具，通過測量 和計算，測定點的坐標(biāo)，或把地球表 面的地形按比例縮繪成地形圖。 測設(shè) 是指把圖紙上規(guī)劃設(shè)計好的建筑物、 構(gòu)筑物等的位置在地面上標(biāo)定出來， 作為 施工的依據(jù)。 1.1 測量學(xué)的任務(wù)和作用 二、測量工作內(nèi)容 測定 測設(shè) （ 圖紙圖紙地面地面 ） （ 地面地面圖紙圖紙 ） 1.1 測量學(xué)的任務(wù)和作用 三、測量學(xué)科分類 （1）大地測量學(xué)大地測量學(xué)：研究整個地球的形狀和大小以及大地 區(qū)控制測量問題 （2）地形測量學(xué)地形測量學(xué)：研究測繪小地區(qū)地形圖、把地球表面 看做平面而不考慮地球曲率影響 （3）攝影測量學(xué)攝影測量學(xué)：利用攝影像片來測定物體的形狀、大 小和空間位置

4、的。 1.1 測量學(xué)的任務(wù)和作用 三、測量學(xué)科分類 （4）海洋測繪學(xué)海洋測繪學(xué)：以海洋和陸地水域為對象進(jìn)行的測量工作 （5）工程測量學(xué)工程測量學(xué)：為滿足工程建設(shè)的需要，結(jié)合各種工程建 設(shè)的特點而進(jìn)行的測量工作 （6）礦山測量學(xué)礦山測量學(xué)：研究如何確保礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)、安全 生產(chǎn)和礦區(qū)環(huán)境治理的測量工作 （7）制圖學(xué)制圖學(xué)：研究利用所獲得的測量成果資料，編繪和制印 各種地圖的工作 1.1 測量學(xué)的任務(wù)和作用 四、工程測量的任務(wù)四、工程測量的任務(wù) 工程測量是運用測量學(xué)的基本原理和方法為各 類工程建設(shè)生產(chǎn)服務(wù)。 工程建設(shè)三階段 測量的任務(wù) 勘測設(shè)計 控制，測繪地形圖控制，測繪地形圖 施工建設(shè) 施工

5、測量，竣工測量施工測量，竣工測量 運營管理 安全監(jiān)測，變形觀測安全監(jiān)測，變形觀測 返回 1.1 測量學(xué)的任務(wù)和作用 一一. . 地球的形狀和大小地球的形狀和大小 1地球自然形體：是一個不規(guī)則的幾何體， 海洋面積約占地球表面的71%,陸地面積約占 29%。 高山 陸地 丘陵 海洋 1.2 測量工作的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線 大地體：大地水準(zhǔn)面所包圍的代表地球形狀和大小 的形體。 大地水準(zhǔn)面：設(shè)想處于完全靜止的平均海水面向 陸地和島嶼延伸所形成的閉合曲面。 1.2 測量工作的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線 由于大地水準(zhǔn)面是一個不規(guī)則的曲 面，不能用數(shù)學(xué)公式表述，因而需要尋 找一個理想的幾何體代表地球的形狀和 大小。 該幾何

6、體必須滿足兩個條件： 形狀接近地球自然形體； 可以用簡單的數(shù)學(xué)公式表示。 1.2 測量工作的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線 2參考橢球體及參考橢球面 參考橢球體 一個非常接近大地體，并可用數(shù)學(xué)式表示 幾何形體，作為地球的參考形狀和大小。 它是一個橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)而形成的體，故又稱旋 轉(zhuǎn)橢球體。 參考橢球面參考橢球面 參考橢球面 參考橢球體外表面，是球 面坐標(biāo)系的基準(zhǔn)面。 1.2 測量工作的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線 旋轉(zhuǎn)橢球體由長半軸a（或短半軸b）和扁 率決定。 我國目前采用的參考 橢球體的參數(shù)為： 長半軸 a= 6378140m 短半軸 b=6356755.3m 扁 率 = = 測量精度要求不高時，可把地球看作 圓球

7、，其平均半徑R =6371km 257.298 1 a ba 1.2 測量工作的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線 二、測量工作的基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面 測量工作的基準(zhǔn)線鉛垂線 。 測量工作的基準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面。 測量內(nèi)業(yè)計算的基準(zhǔn)線法線。 測量內(nèi)業(yè)計算的基準(zhǔn)面參考橢球面。 O O G G 大地水 準(zhǔn)面 鉛垂線 返回 1.2 測量工作的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線 一、確定地面點位的方法 地面點的空間位置可以用點在水準(zhǔn)面或水平面上的 位置（X，Y）及點到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離（H）來 確定。 如地面點：A （X，Y，H） C Y A B ab c X 1.3 地面點位的確定 二、地面點的高程 地面點的高程： 地面點沿鉛垂方向到 大地水準(zhǔn)面

8、的距離。 注：地面點在大地水 準(zhǔn)面以上，H為正； 地面點在大地水準(zhǔn) 面以下，H為負(fù)。 如圖：HA= 166.780m HB= - 136.680m A 大地水準(zhǔn)面 HA B HB 1.3 地面點位的確定 絕對高程（海拔） ：某點沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn) 面的距離。如：HA、HC。 相對高程： 某點沿鉛垂線方向到任意水準(zhǔn)面的距離。 如：HA、HC 。 高差： 地面上兩點高程之差。 如：hAC = HC HA hAC = HC HA 當(dāng)hAC為正時， C點高于A點； 當(dāng)hAC為負(fù)時， C點低于A點； 1.3 地面點位的確定 我國的高程系統(tǒng)： 水準(zhǔn)原點：全國高程的起算點。 1985年國家高程基準(zhǔn) （7

9、2.260m ） 1956年黃海高程系 （72.289m） 目前我國統(tǒng)一采用1985年國家高程基準(zhǔn) 。 水準(zhǔn)原點 H0 驗潮站 大地水 準(zhǔn)面 1.3 地面點位的確定 三、地面點的坐標(biāo) 地面點的坐標(biāo)常用地理坐標(biāo)、平面直角坐 標(biāo)或 空間直角坐標(biāo)表示。 （一）地理坐標(biāo) 以參考橢球面為基準(zhǔn)面，以橢球面法線為 基準(zhǔn)線建立的坐標(biāo)系。 地球表面任意一點的經(jīng)度和緯度，稱為該 點的地理坐標(biāo)，可表示為 A(L,B) 。 如：北京 東經(jīng)11628北緯3954 1.3 地面點位的確定 S 緯線 N O 地地 軸：軸：地球的自轉(zhuǎn)軸地球的自轉(zhuǎn)軸(NS)(NS)，NN為北極，為北極，S S為南極。為南極。 子午面：子午面：

10、過地球某點與地軸所組成的平面。過地球某點與地軸所組成的平面。 子午線：子午線：子午面與地球面的交線，子午面與地球面的交線， 又叫經(jīng)線。又叫經(jīng)線。 起始子午面：起始子午面：通過英國格林尼治天文臺通過英國格林尼治天文臺 的子午面的子午面NGSNGS 。 緯緯 線：線：垂直于地軸的平面與地垂直于地軸的平面與地 球面的交線。球面的交線。 赤道平面：赤道平面：垂直于地軸并通過垂直于地軸并通過 地球中心的平面地球中心的平面WMEWME。 赤赤 道：道：赤道平面與地球面赤道平面與地球面 的交線。的交線。 W E 赤道赤道 赤道平面赤道平面 起始子午面 起 始 子 午 線 G 橢球上的基本概念 1.3 地面點

11、位的確定 大地經(jīng)度：大地經(jīng)度：過P點的子午面NPS與首子午面NMS所構(gòu)成 的二面角叫做P點的大地經(jīng)度，用L表示。 大地緯度：大地緯度：過P點的法線 Pn與赤道面的夾角叫做P點 的大地緯度，用B表示。 赤道赤道 平面平面 O P M 大地經(jīng)度L 大地緯度B n L B 起始子午面起始子午面 （首子午面）（首子午面） S N L取值范圍： 東經(jīng)0180 西經(jīng)0180 B取值范圍： 北緯090 南緯090 1.3 地面點位的確定 我國大地原點我國大地原點位于 陜西省涇陽縣永樂 鎮(zhèn)。 我國統(tǒng)一采用的坐 標(biāo)系為“1980年國 家坐標(biāo)系”。 大地原點：全國統(tǒng)一坐標(biāo)的起算點。 1.3 地面點位的確定 我國大

12、地原點我國大地原點位于 陜省涇陽縣永樂鎮(zhèn)。 我國統(tǒng)一采用的坐 標(biāo)系為“1980年國 家坐標(biāo)系”。 大地原點：全國統(tǒng)一坐標(biāo)的起算點。 1.3 地面點位的確定 （二）平面直角坐標(biāo) 由于地理坐標(biāo)是球面坐標(biāo)，在工程建設(shè)規(guī) 劃、設(shè)計 、施工中，測量和計算十分不便。 平面直角坐標(biāo)系：規(guī)定南北方向為縱軸，記為 x軸，x軸向北為正，向南為 負(fù)；以東西方向為橫軸，記為 y軸，y軸向東為正，向西為負(fù)。 測量坐標(biāo)系的、 、 象限為順時針方向編號。 我國采用高斯平面直角坐標(biāo)， 小地區(qū)范圍內(nèi) 也可采用獨立平面直角坐標(biāo)。 西 y (東) x (北) 南 A yA xA o 1.3 地面點位的確定 （三）空間直角坐標(biāo) 如圖所示： 原點O 地球質(zhì)心 Z軸 指向地球北極 X軸 指向首子午面 與赤道的交點 Y軸 過O點與XOZ面垂直 如：A（XA，YA，ZA） X Z Y O 返回 1.3 地面點位的確定 基本內(nèi)容： 高差測量（h） 角度測量（、） 距離測量（S、D） 測量的任務(wù)： 外業(yè)工作：測定和測設(shè)。 內(nèi)業(yè)工作：觀測數(shù)據(jù)處理和繪圖。 一、測量工作的基本內(nèi)容一、測量工作的基本內(nèi)容 測量工作