工程測量學第十五章課件

1、工程測量學工程測量學 第十五章第十五章15.1 廣義工程測量學u工程測量的發(fā)展趨勢是服務領域越來越廣， 和其他專業(yè)如空間科學、資源開發(fā)、房地 產(chǎn)、地理、工程監(jiān)理、設計制造、工業(yè)測量 與工業(yè)計量等結合更加緊密。而不僅僅局限 在傳統(tǒng)的土木工程建設三階段的測量工作。u廣義工程測量學是研究、提供、處理和表達 地表上、下及周圍空間建筑和非建筑工程幾 何物理信息和圖形信息，以及研究抽象幾何 實體的測設實現(xiàn)的理論、方法和技術的一門 應用技術學科。15.2 工程測量內(nèi)外業(yè)一體化和自動化實現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化的關鍵是統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)標準、編碼規(guī)則以及一體化作業(yè)相應的內(nèi)外業(yè)軟件等15.2 內(nèi)外業(yè)一體化與自動化15.

2、2.1 外業(yè)用計算機15.2 內(nèi)外業(yè)一體化與自動化15.2.1 外業(yè)用計算機15.2 內(nèi)外業(yè)一體化與自動化15.2.2 野外數(shù)據(jù)的遠程傳輸15.3 工程測量學發(fā)展趨勢15.3 工程測量學發(fā)展趨勢測量機器人工程控制網(wǎng)觀測與平差計算自動化一、什么叫測量機器人一、什么叫測量機器人 測量機器人是一種能代替人進行自動搜測量機器人是一種能代替人進行自動搜索、跟蹤、辨識和精確照準目標并獲取角度、索、跟蹤、辨識和精確照準目標并獲取角度、距離、三維坐標以及影像等信息的智能型電子距離、三維坐標以及影像等信息的智能型電子全站儀。它可以代替人完成許多測量任務。全站儀。它可以代替人完成許多測量任務。 科幻機器人Leic

3、a TCA系列測量機器人 Trimble S6 測量機器人 磁驅伺服技術磁驅伺服技術 測量機器人作業(yè)實景（測量機器人作業(yè)實景（ Leica TCA2003 ）二、二、 測量機器人的組成測量機器人的組成坐標系統(tǒng)、操縱器、坐標系統(tǒng)、操縱器、換能器、計算機、換能器、計算機、閉路控制器、集成傳感器、閉路控制器、集成傳感器、決定制作、目標捕獲決定制作、目標捕獲測量機器人的坐標系統(tǒng)測量機器人的軸系關系ZYXPOS 極坐標法原理極坐標法原理YABPZXS1S2 前方交會法原理前方交會法原理 測量機器人的光路系統(tǒng)之一 測量機器人的光路系統(tǒng)之二 測量機器人的目標搜尋原理 影像生成，影像獲取，影像處理，照準目標

4、求差圖像第一次成像第二次成像 精確照準方法精確照準方法 回光信號最強法回光信號最強法 方形螺旋搜索法方形螺旋搜索法四、四、 測量機器人的分類測量機器人的分類 分三類：分三類：被動式極坐標測量被動式極坐標測量 在被測物體上設置反射棱鏡為合作目標。在被測物體上設置反射棱鏡為合作目標。主動式三角測量主動式三角測量 以結構光作為照準標志以結構光作為照準標志, 由兩臺視頻電子經(jīng)緯儀和由兩臺視頻電子經(jīng)緯儀和計算機組成，用空間前方角度交會法確定被測點坐計算機組成，用空間前方角度交會法確定被測點坐標。標。 無合作目標測量無合作目標測量 不需要合作目標不需要合作目標, 根據(jù)物體的特征點、輪廓線和紋根據(jù)物體的特征

5、點、輪廓線和紋理理, 用影像處理的方法自動識別、匹配和照準目標用影像處理的方法自動識別、匹配和照準目標 五、五、 測量機器人應用測量機器人應用 在工程建筑物的變形自動化監(jiān)測方面，測量機器人正漸漸成為首選的自動化測量技術設備，而Leica測量機器人則以其高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性等非凡的品質，贏得了多數(shù)用戶的青睞。利用測量機器人進行工程建筑物的自動化變形監(jiān)測，一般可根據(jù)實際情況采用兩種方式：一種是固定式全自動變形監(jiān)測系統(tǒng)；另一種是移動式網(wǎng)觀測及自動化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。下面以Leica測量機器人為例參觀測量機器人基于以上兩種方式的變形監(jiān)測應用。1 固固 定定 式式 全全 自自 動動 變變 形形 監(jiān)監(jiān)

6、測測 固定式全自動變形監(jiān)測是指在測站上建立測量機器人監(jiān)測房，配設供電、控制、計算、通信裝置，且每個被監(jiān)測的目標點上配設專門的反射棱鏡，進行持續(xù)監(jiān)測。 針對這種模式的變形監(jiān)測工作，配置有測量機器人變形監(jiān)測自動化軟件系統(tǒng)。固定式全自動變形監(jiān)測模式（一）固定式全自動變形監(jiān)測模式（二）固定式全自動變形監(jiān)測模式（三）2 移移 動動 式式 網(wǎng)網(wǎng) 觀觀 測測 在每個測量機器人測站上對目標監(jiān)測點作周期觀測，每個觀測周期根據(jù)要求可設計為數(shù)小時到數(shù)天，周期之間的間隔時間可設地為一周、一旬或一月乃至數(shù)月。 針對這種模式的變形監(jiān)測工作，配置有移動式網(wǎng)觀測機載軟件以及自動化數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)。 移動式網(wǎng)觀測模式示意圖 目

7、標點測量機器人基站 計算機監(jiān)測軟件通訊電纜參考系變形體參考點1目標點1參考點n目標點m 參考點 目標點1 系系 統(tǒng)統(tǒng) 概概 述述 測量機器人變形監(jiān)測自動化軟件系統(tǒng)Geo -DAMO（Georobot Deformation Automatic Monitoring Software System）是采用測量機器人(如徠卡TCA2003)對各種工程進行自動化安全監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理的通用軟件系統(tǒng)?？蓪Ω鞅O(jiān)測點進行實時監(jiān)控、自動測量和變形過程顯示等功能，適用于對滑坡或邊坡以及大壩、橋梁、地鐵、隧道等各種工程建筑物的自動化監(jiān)測。2 系統(tǒng)主界面系統(tǒng)主界面主菜單欄主菜單欄主工具欄主工具欄數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理按鈕按

8、鈕狀態(tài)欄狀態(tài)欄生成編號表輸入鑒定表輸入氣象值輸入目標高計算周期平均計算日平均計算方位角修改棱鏡高顯示變形量坐標重計算參考點分區(qū)數(shù)據(jù)后處理儀器遙操作搜尋目標點讀取當前位置儀器定位于配置度盤初始測量工程管理(P) 系統(tǒng)設置(S) 初始測量(L) 自動測量(A) 數(shù)據(jù)整理(E) 成果輸出(O) 窗口(W) 幫助(H)新建工程(N)打開工程(O)工程另存為(S)刪除工程(D)壓縮當前工程最近使用工程打印設置(P)退出系統(tǒng)(E)初始化全站儀單位、坐標系設置測站設置氣象參數(shù)設置參考點設置參考點數(shù)據(jù)文件導入手動測量數(shù)據(jù)文件導入測點分組觀測時間定制連接點組與定時器測量限差設置自動測量參數(shù)設置數(shù)據(jù)存儲方式選擇自

9、動測量圖形顯示點位測量數(shù)據(jù)輸出點位差分數(shù)據(jù)輸出周期平均原始數(shù)據(jù)輸出周期平均差分數(shù)據(jù)輸出日平均原始數(shù)據(jù)輸出日平均差分數(shù)據(jù)輸出點位原始數(shù)據(jù)變形量輸出點位差分數(shù)據(jù)變形量輸出輸出長江委平差格式輸出長江委手簿數(shù)據(jù)輸出兩測站平均值關于水平平鋪垂直平鋪層疊排列排列圖標數(shù)據(jù)管理窗體自動測量窗體圖形顯示窗體變形報警窗體差分數(shù)據(jù)處理方式系統(tǒng)主框系統(tǒng)主框 圖圖使用使用Geo-DAMOS軟件系統(tǒng)進行變形監(jiān)測軟件系統(tǒng)進行變形監(jiān)測 1）基本參數(shù)設置）基本參數(shù)設置 新建或打開工程 初始化全站儀 單位和坐標系設置 測站設置 2）自動測量參數(shù)設置）自動測量參數(shù)設置 初始測量 測點分組 觀測時間定制 連接點組與定時器 測量限差設

10、置 自動測量參數(shù)設置 數(shù)據(jù)存儲方式選擇 3）自動測量）自動測量 自動測量 圖形顯示 4）測量數(shù)據(jù)處理）測量數(shù)據(jù)處理 輸入目標高 坐標重計算 計算日平均 參考點分區(qū) 數(shù)據(jù)差分處理 5）成果輸出）成果輸出 輸出成果2）圖形顯示（一）圖形顯示（一）圖形顯示界面測點位置圖2）圖形顯示（二）圖形顯示（二）圖形顯示界面單個測點不同周期變形曲線圖2）圖形顯示（三）圖形顯示（三）圖形顯示界面多個測點同一周期變形曲線圖一）金坪子滑坡二）野貓面滑坡三）黃臘石滑坡應用實例應用實例金坪子金坪子滑坡滑坡 陸軍林壩址陸軍林壩址尖山包壩址尖山包壩址河門口壩址河門口壩址白灘壩址白灘壩址三臺壩址三臺壩址烏東德壩址烏東德壩址n區(qū)

11、金坪子村之上、當多村之下高程11001400m之間的中部“基巖”梁子；區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū) 金坪子滑坡金坪子滑坡-TIN-TIN模型模型區(qū)ID02ID018號平硐入口P03JZK27JZK32P04JZK13P02JZK33IN04TP15TP14TP13TP12TP45TP44金坪子滑坡變形監(jiān)測系統(tǒng)布置圖金沙江烏東德壩址區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)監(jiān)測網(wǎng)點監(jiān)測網(wǎng)點兼監(jiān)測點視準線監(jiān)測點TN03TN02TN01TN04TN08TN05TN06TN07TN09TN10TN11圖 例雨量、氣溫監(jiān)測點雨量、氣溫監(jiān)測點鉆孔測斜管IN02JZK05IN01JZK21IN03JZK17AL01AAL02AAL03AAL01BAL02BAL03BAL01CAL02CAL03CAL01DAL02DAL03DP01JZK