土木工程測量3S技術(shù)PPT課件

1、2. GLONASS定位系統(tǒng)：前蘇聯(lián) 組成：21顆工作衛(wèi)星及3顆備用衛(wèi)星（現(xiàn)17顆） 分布：3個軌道平面內(nèi) 研究時間：1982年開始研究，計劃2009年完成 覆蓋范圍：全球（2007年底覆蓋全俄羅斯） 定位精度：約1米3. Galileo（伽利略）導(dǎo)航系統(tǒng)：歐盟 組成：27顆工作衛(wèi)星及3顆備用衛(wèi)星 分布：3個軌道平面 籌建時間：2002年，計劃于2011年建成 覆蓋范圍：全球 定位精度：1米之內(nèi)第1頁/共36頁4. 北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)：中國 1983年提出創(chuàng)建北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)，2000年10月及12月相繼發(fā)射兩棵衛(wèi)星，目前共有4顆。覆蓋范圍：中國及周邊國家及地區(qū) 定位精度：10米 功能：快速實時

2、定位（精度與GPS相當(dāng)），簡短通信（可一次傳送120個漢字短文），精密授時（可提供20ns的時間同步精度） 目前，日本、印度也在追求發(fā)展獨立的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。以色列、烏克蘭等國加入了伽利略的研究計劃。第2頁/共36頁衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的用途： ?？諏?dǎo)航、車輛引行、導(dǎo)彈制導(dǎo)、精密定位、工程測量、動態(tài)觀測、設(shè)備安裝、時間傳遞、速度測量等第3頁/共36頁9.2.1 GPS技術(shù)的結(jié)構(gòu)組成 1. 空間部分：衛(wèi)星 2. 用戶部分：GPS接收機(jī) 9.2 GPS技術(shù)第4頁/共36頁3. 地面控制站（主控站、監(jiān)控站及注入站）第5頁/共36頁監(jiān)控站主控站注入站用戶衛(wèi)星9.2.2 GPS工作流程第6頁/共36頁9.2.

3、3 GPS定位原理1. 定位原理： 靜態(tài)定位-待定點在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的位置被認(rèn)為是固定不動的定位方法 動態(tài)定位-用戶接收天線處在運動狀態(tài)，則 確定運動中的點的位置成為動態(tài)定位 絕對定位-測定待定點在協(xié)議地球坐標(biāo)系中 的絕對位置，又稱單點定位 相對定位-選擇地面某個固定點作為參考點，測定另一個點相對參考點的位置稱為相對定位第7頁/共36頁2. 常用定位方法（1）靜態(tài)絕對定位： 空間距離交會（四距離交會） 觀測量：GPS衛(wèi)星與用戶 接收天線之間的距離 特點：只用一臺接收機(jī)， 速度快，靈活方便， 無多值性問題 不足：精度差第8頁/共36頁（2）靜態(tài)相對定位： 同步觀測量求差確定相對位置觀測量：載波

4、相位優(yōu) 點：定位精度高，目前可達(dá)2mm不 足：定位觀測時間長，同步觀測4顆衛(wèi)星需要0.53h或更長第9頁/共36頁（3）實時差分（RTK）定位： 應(yīng)用帶實時差分功能的GPS接收機(jī)進(jìn)行實時觀測定位基準(zhǔn)站：放置于已知點，目的獲取改正量，通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)布數(shù)據(jù)鏈：接收來自 基站的數(shù)據(jù)并向 周圍發(fā)布移動站：接收GPS 衛(wèi)星信號及基站 信號，共同處理 消除鐘差及折射 誤差。第10頁/共36頁9.2.4 GPS技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用 1. 在控制測量中的應(yīng)用 （1）建立新的地面控制網(wǎng)(點)；檢核和改善已有地面網(wǎng)；對已有的地面網(wǎng)進(jìn)行加密等。 （2）在航空攝影測量中，利用GPS可以測定機(jī)載傳感器的坐標(biāo)和定向。 2

5、在地形測繪及道路縱剖面測量中的應(yīng)用 利用GPS RTK結(jié)合全站儀在地形復(fù)雜的地段進(jìn)行地形測量以及進(jìn)行長距離的道路中線測量可以加快工作進(jìn)度、提高工作效率第11頁/共36頁 3在工程變形監(jiān)測中的應(yīng)用 GPS可以監(jiān)測大型建筑物變形、大壩變形、城市地面及資源開發(fā)區(qū)地面的沉降、滑波、山崩、火山爆發(fā)；監(jiān)測地殼變形，為地震預(yù)報提供具體數(shù)據(jù)。 4在海洋測繪中的應(yīng)用 島嶼間的聯(lián)測，大陸架控制測量，淺灘測量，浮標(biāo)測量，港口、碼頭測量，海洋鉆井平臺定位以及海底地形、海洋區(qū)的地球重力場測量。 第12頁/共36頁 9.3.1 9.3.1 概述遙感技術(shù)：不直接接觸遠(yuǎn)處被測物體，使用現(xiàn)代化的電子和光學(xué)儀器（遙感器）感測物體

6、輻射和反射的電磁波信號，經(jīng)加工處理，從而提取對了解物體或現(xiàn)象有用的信息，以達(dá)到識別物體的目的。 物體基礎(chǔ)：物體具有輻射和反射電磁波的特性，輻射或反射強(qiáng)度與物體內(nèi)部原子結(jié)構(gòu)和物體的物理特性有關(guān)，并隨波長變化9.3 遙感技術(shù)第13頁/共36頁9.3.2 遙感分類（3）按應(yīng)用領(lǐng)域劃分： 1）地球資源遙感技術(shù) 2）環(huán)境遙感技術(shù) 3）氣象遙感技術(shù) 4）海洋遙感技術(shù)。 （4）按使用的運載工具劃分： 1）航天遙感技術(shù)（高度在500KM900KM） 2）航空遙感技術(shù)（高度在3000M5000M） 3）地面遙感技術(shù)第14頁/共36頁 9.3.3 遙感技術(shù)應(yīng)用 （1）在測圖方面 編制各種類型的地圖，包括地形圖和各

7、種專題地圖。更新各種小比例尺的地形圖 （2）在環(huán)保方面 了解高原、高山、高寒地區(qū)及沙漠等很難到達(dá)區(qū)域的江、河、湖、海位置和數(shù)量，以及水質(zhì)和水量等。 （3） 在水利方面 調(diào)查洪水淹沒范圍，記錄洪水發(fā)展過程。分析了解冰雪地區(qū)冰雪融化情況，預(yù)報融雪洪水。 第15頁/共36頁（4）在地質(zhì)方面 為地質(zhì)填圖提供資料；找出潛在的礦區(qū)；確定大斷層，從而確定地震的震中（5）在農(nóng)林業(yè)利用方面 確定農(nóng)作物受凍、病蟲害情況，土地利用調(diào)查，判定森林病蟲害，估計砍伐木材體積和更新的面積。 （7）在城市建筑方面 提供地理信息和城市發(fā)展的分析資料。第16頁/共36頁神五拍下的地球第17頁/共36頁汶川地震航遙圖-1成都地區(qū)圖

8、像第18頁/共36頁汶川地震航遙圖-2第19頁/共36頁汶川地震航遙圖-3第20頁/共36頁衛(wèi)星遙感圖中的廈門島第21頁/共36頁 定義：攝影測量是一門通過對非接觸傳感系統(tǒng)所產(chǎn)生的影像及其數(shù)字描述進(jìn)行記錄、量測和判釋的過程，來獲取目標(biāo)及其環(huán)境的可靠信息的工藝科學(xué)和技術(shù)。9.4.1 攝影測量的分類 按距離遠(yuǎn)近劃分：（1）航天攝影測量（2）航空攝影測量（3）地面攝影測量（4）近景攝影測量（5）顯微攝影測量 按用途劃分：（1） 地形攝影測量（2）非地形攝影測量9.4 攝影測量第22頁/共36頁 9.4.2 地形攝影測量學(xué)的任務(wù) 測繪各種比例尺地形圖，建立地形數(shù)據(jù)庫，并為各種地理信息系統(tǒng)和土地信息系統(tǒng)

9、提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。第23頁/共36頁9.4.3 航空攝影的工作方法第24頁/共36頁航空攝影照片（不同土地利用攝影圖片）第25頁/共36頁航空攝影照片（城區(qū)攝影圖片）第26頁/共36頁航空攝影照片（河流地貌攝影圖片）第27頁/共36頁航空攝影照片判讀第28頁/共36頁 地理信息是加拿大測量學(xué)家RFTomlinson l963年提出的。在計算機(jī)軟件和硬件支持下，以一定的格式輸入、存儲、檢索、顯示、繪制和綜合分析應(yīng)用地理信息的技術(shù)系統(tǒng)。 地理信息系統(tǒng)(Geographic information System，簡稱GIS) 9.5 地理信息系統(tǒng)第29頁/共36頁9.5.1 地理信息系統(tǒng)的幾個特征 1.

10、 理論與技術(shù)支持 理論支持：地理學(xué)及測繪學(xué) 技術(shù)支持：計算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué) 2. 操作對象 空間數(shù)據(jù)，包括地理實體位置、拓?fù)潢P(guān)系以及相關(guān)的屬性關(guān)系數(shù)據(jù) 3. 主要功能 （1） 空間分析能力 （2）實體表達(dá)能力第30頁/共36頁9.5.2地理信息系統(tǒng)的組成 1. 數(shù)據(jù) （1） 空間型(位置)數(shù)據(jù)， （2）屬性數(shù)據(jù)2. 硬件：各種檔次的計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境3. 軟件 用于數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)編輯、存儲、管理、分析應(yīng)用和結(jié)果顯示等多種基本功能。4. 定制 制定一些處理某些典型問題的步驟和方法5. 人才 掌握GIS的基本知識、熟悉使用的設(shè)備、熟悉分析問題的模型第31頁/共36頁9.5.5 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 （1）環(huán)境保護(hù)、管理、分析與評價； （2）資源開發(fā)、保護(hù)、分析與應(yīng)用； （3）城市規(guī)劃、建設(shè)與管理； （4）公共設(shè)施(如上下水道、煤氣、電