PPT-第一章 緒論-20140411

1、2021-10-301第第 一一 章章 緒緒 論論2021-10-3021.1.1 1.1.1 學(xué)科定義學(xué)科定義定義一：定義一：工程測(cè)量學(xué)是工程測(cè)量學(xué)是研究研究各種工程在各種工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)施工建設(shè)和和運(yùn)營(yíng)管理運(yùn)營(yíng)管理階段所進(jìn)行的各種階段所進(jìn)行的各種測(cè)量工作測(cè)量工作的學(xué)科。的學(xué)科。2021-10-303 研究在研究在工程工程、工業(yè)和城市、工業(yè)和城市建設(shè)建設(shè)以及資源以及資源開發(fā)開發(fā)各個(gè)階段各個(gè)階段所進(jìn)行的地形和有關(guān)信息所進(jìn)行的地形和有關(guān)信息的采集和處理，施工放樣、設(shè)備安裝、的采集和處理，施工放樣、設(shè)備安裝、變形監(jiān)測(cè)分析和預(yù)報(bào)等的變形監(jiān)測(cè)分析和預(yù)報(bào)等的理論、方法和理論、方法和技術(shù)技

2、術(shù)，以及研究對(duì)測(cè)量和工程有關(guān)的信，以及研究對(duì)測(cè)量和工程有關(guān)的信息進(jìn)行管理和使用的學(xué)科。息進(jìn)行管理和使用的學(xué)科。2021-10-304 研究地球空間（包括地面、地下、水下、研究地球空間（包括地面、地下、水下、空中）中空中）中具體具體幾何實(shí)體的測(cè)量描繪和幾何實(shí)體的測(cè)量描繪和抽抽象幾何實(shí)體象幾何實(shí)體的測(cè)設(shè)實(shí)現(xiàn)的的測(cè)設(shè)實(shí)現(xiàn)的理論、方法和理論、方法和技術(shù)技術(shù)的一門的一門應(yīng)用性學(xué)科應(yīng)用性學(xué)科。 2021-10-305定義一比較大眾化，易于理解。定義一比較大眾化，易于理解。定義二較定義一更具體、準(zhǔn)確，且范圍更大定義二較定義一更具體、準(zhǔn)確，且范圍更大定義三更加概括、抽象和科學(xué)。定義三更加概括、抽象和科學(xué)。定義

3、二、三除建筑工程外，機(jī)器設(shè)備乃至其它定義二、三除建筑工程外，機(jī)器設(shè)備乃至其它幾何實(shí)體都是工程測(cè)量學(xué)的研究對(duì)象，且都上幾何實(shí)體都是工程測(cè)量學(xué)的研究對(duì)象，且都上升到了理論、方法和技術(shù)，強(qiáng)調(diào)工程測(cè)量學(xué)所升到了理論、方法和技術(shù)，強(qiáng)調(diào)工程測(cè)量學(xué)所研究的是與幾何實(shí)體相聯(lián)系的測(cè)量、測(cè)設(shè)的理研究的是與幾何實(shí)體相聯(lián)系的測(cè)量、測(cè)設(shè)的理論、方法和技術(shù)。論、方法和技術(shù)。2021-10-306工程測(cè)量學(xué)的學(xué)科位置工程測(cè)量學(xué)的學(xué)科位置一級(jí)學(xué)科一級(jí)學(xué)科二級(jí)學(xué)科測(cè)繪學(xué)大地測(cè)量學(xué)工程測(cè)量學(xué)攝影測(cè)量與遙感地圖制圖學(xué)它是測(cè)繪學(xué)中的二它是測(cè)繪學(xué)中的二級(jí)學(xué)科級(jí)學(xué)科2021-10-307學(xué)科交叉、學(xué)科綜合、學(xué)科細(xì)分。測(cè)繪學(xué)的二級(jí)學(xué)科：大

4、地測(cè)量學(xué)：幾何大地測(cè)量、物理大地測(cè)量、 空間大地測(cè)量、海洋大地測(cè)量工程測(cè)量學(xué)（礦山測(cè)量）；攝影測(cè)量學(xué)與遙感；地圖制圖學(xué)；地理信息系統(tǒng)；不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪（房地產(chǎn)測(cè)繪、地籍測(cè)繪 ）。 全國(guó)有100多所高校設(shè)有“測(cè)繪工程”本科專業(yè)2021-10-308 按工程建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理三個(gè)階段分為“工程勘測(cè)”、“施工測(cè)量”和“安全監(jiān)測(cè)”，三個(gè)階段測(cè)繪工作有： （1）規(guī)劃設(shè)計(jì)階：主要是提供各種比例尺的地形圖，另外還要為工程地質(zhì)勘探，水文地質(zhì)勘探以及水文測(cè)驗(yàn)等進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于重要的工程區(qū)的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)。2021-10-309 （2）建設(shè)施工階段：建立施工控制網(wǎng)，工程建筑物定線放樣，施工質(zhì)量控制，開挖與建筑

5、方量測(cè)繪，工程竣工測(cè)量、變形觀測(cè)以及設(shè)備的安裝測(cè)量等。 （3）運(yùn)營(yíng)管理階段：工程建筑物的變形觀測(cè)：水平位移、沉陷、傾斜以及擺動(dòng)等定期或持續(xù)監(jiān)測(cè)。建立工程進(jìn)管理、維護(hù)信息系統(tǒng)。 2021-10-3010 主要內(nèi)容 模擬或數(shù)字的地形資料的獲取與表達(dá)； 工程控制測(cè)量及數(shù)據(jù)處理； 建筑物的施工放樣； 大型精密設(shè)備的安裝和調(diào)試測(cè)量； 工業(yè)生產(chǎn)過程的質(zhì)量檢測(cè)和控制； 工程變形監(jiān)測(cè)分析與預(yù)報(bào)； 工程測(cè)量專用儀器的研制與應(yīng)用； 工程信息系統(tǒng)的建立與應(yīng)用等。2021-10-3011 直接使用1:1萬至1:10萬比例尺的國(guó)家基本地形圖。 對(duì)于一些大型工程，往往還需要專門測(cè)繪1：2000到1：5000比例尺的區(qū)域性

6、或帶狀性地形圖。 在施工建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理階段，往往需要用數(shù)字成圖法測(cè)繪1:1000，1:500乃至更大比例尺的地形圖或?qū)ｎ}圖。（1）地形圖測(cè)繪2021-10-3012 水下（含江、河、庫(kù)、湖、海等）地形測(cè)繪和各種縱橫斷面圖測(cè)繪。 各種比例尺的地形圖是工程信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)地理信息。 城市1:500或1:1000的基本地形圖和城鄉(xiāng)地籍圖測(cè)繪屬于國(guó)家基本測(cè)繪范疇，與工程測(cè)量的關(guān)系密切。2021-10-3013 （2）工程控制網(wǎng)布設(shè) 分為測(cè)圖控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)和安裝控制網(wǎng)。 網(wǎng)的精度、可靠性、靈敏度和建網(wǎng)費(fèi)用等質(zhì)量準(zhǔn)則問題。 絕大多數(shù)首級(jí)工程控制網(wǎng)都可采用GPS定位技術(shù)來建立。 將現(xiàn)代衛(wèi)星與地

7、面測(cè)量技術(shù)相結(jié)合、取長(zhǎng)補(bǔ)短。 無加密控制網(wǎng)的控制測(cè)量將走進(jìn)工程測(cè)量領(lǐng)域。 精密工程控制網(wǎng)須進(jìn)行網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。2021-10-3014（3）施工放樣技術(shù)和方法 放樣（或稱測(cè)設(shè)）。 點(diǎn)、線、面、體的放樣。 方法：方向交會(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：常規(guī)的光學(xué)、電子經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀，GPS技術(shù)、專用的測(cè)量?jī)x器和工具。 施工放樣一體化、自動(dòng)化。 2021-10-3015 （4）工程的變形監(jiān)測(cè)分析和預(yù)報(bào) 工程建筑物的變形及與工程有關(guān)的災(zāi)害監(jiān)測(cè)是工程測(cè)量學(xué)的重要內(nèi)容。 變形分析和預(yù)報(bào)屬于多學(xué)科的交叉領(lǐng)域。 變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)； 變形監(jiān)測(cè)技術(shù)，除常規(guī)

8、的儀器和方法外，大量地使用各種傳感器和專用儀器。 變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容和方法：監(jiān)測(cè)網(wǎng)處理：參考點(diǎn)穩(wěn)定性分析，目標(biāo)點(diǎn)位移量計(jì)算。 監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的時(shí)間序列觀測(cè)數(shù)據(jù)處理方法。 變形體的靜態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)、運(yùn)動(dòng)態(tài)和動(dòng)態(tài)模型。2021-10-3016 （5）工程測(cè)量的儀器 水準(zhǔn)儀、全站儀和GPS接收機(jī)是工程測(cè)量的通用儀器。 專用儀器包括機(jī)械式、光電式及光機(jī)電（子）多傳感器集成式儀器或測(cè)量系統(tǒng)。 基維線測(cè)量或準(zhǔn)直測(cè)量?jī)x器：有正錘、倒錘及垂線觀測(cè)儀、引張線儀、各種激光準(zhǔn)直儀、鉛直儀（向下、向上）、自準(zhǔn)直儀以及尼龍絲或金屬絲準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)等。 在距離測(cè)量?jī)x器：中長(zhǎng)距離、短距離和微距離測(cè)量。ME5000、銦瓦線尺測(cè)距儀D

9、ISTINVAR、應(yīng)變儀DISTERMETER、雙頻激光干涉儀、CCD線列傳感器測(cè)量，距離測(cè)量精度從毫米、微米級(jí)進(jìn)入到納米級(jí)。2021-10-3017 高程測(cè)量：液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)。 傾斜測(cè)量（又稱撓度曲線測(cè)量）。 三維激光掃瞄儀：圖象工程測(cè)量。 混合測(cè)量系統(tǒng)。 高精度（亞毫米、微米乃至納米）、快速、遙測(cè)、無接觸、可移動(dòng)、連續(xù)、自動(dòng)記錄、微機(jī)控制等特點(diǎn)，可作精密定位測(cè)量、準(zhǔn)直測(cè)量，可測(cè)量坐標(biāo)、偏距、傾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，還可測(cè)量振動(dòng)頻度以及物體的動(dòng)態(tài)變化等。2021-10-3018 （6）誤差及測(cè)量平差理論 最小二乘法：經(jīng)典最小二乘法、模型誤差、自由網(wǎng)、和擬穩(wěn)平差。 非最小二乘估

10、計(jì)：穩(wěn)健估計(jì)和有偏估計(jì)。 參數(shù)估計(jì)、非參數(shù)估計(jì)、半?yún)?shù)估計(jì)；線性估計(jì)、非線性估計(jì)。2021-10-3019 工程測(cè)量學(xué)的研究、應(yīng)用領(lǐng)域很廣，涉及到大型工程項(xiàng)目，既有測(cè)量及其數(shù)據(jù)獲取、處理的理論、技術(shù)與方法；又有專用測(cè)量?jī)x器的研制和信息系統(tǒng)的建立。 相對(duì)穩(wěn)定、不斷發(fā)展、與時(shí)俱進(jìn) 2021-10-3020 按服務(wù)對(duì)象劃分建筑工程測(cè)量 水利工程測(cè)量線路工程測(cè)量 橋隧工程測(cè)量地下工程測(cè)量 海洋工程測(cè)量軍事工程測(cè)量 三維工業(yè)測(cè)量礦山測(cè)量 城市測(cè)量 等個(gè)性、共性，特殊和一般的關(guān)系。2021-10-3021 應(yīng)用領(lǐng)域工程測(cè)量學(xué)工程測(cè)量學(xué)線路工程測(cè)量線路工程測(cè)量水利工程測(cè)量水利工程測(cè)量橋梁工程測(cè)量橋梁工程測(cè)量

11、隧隧道道工工程程測(cè)測(cè)量量建建筑筑工工程程測(cè)測(cè)量量礦山測(cè)量礦山測(cè)量海洋測(cè)量海洋測(cè)量軍事工程測(cè)量軍事工程測(cè)量工業(yè)測(cè)量工業(yè)測(cè)量2021-10-3022（1）特殊與一般 “特殊”指每一工程的特殊性， “一般”指各種工程的共性（一般性），對(duì)于共性，進(jìn)行統(tǒng)一講解，而對(duì)于特殊性，則針對(duì)某一工程進(jìn)行具體描述。 （2）縱向與橫向處理相結(jié)合 “縱向處理”指按工程建設(shè)的三個(gè)階段闡述測(cè)量的理論、方法和技術(shù)； “橫向處理”指按典型工程分別進(jìn)行講述2021-10-30232021-10-3024 大地測(cè)量學(xué)是工程測(cè)量學(xué)的理論基礎(chǔ)：幾何大地測(cè)量中的橢球體，國(guó)家控制網(wǎng)；大地水準(zhǔn)面、重力異常、垂線偏差；衛(wèi)星軌道運(yùn)動(dòng)、GPS定位

12、原理。 地圖制圖學(xué)：國(guó)家中、小比例尺的地形圖系列；建立工程或?qū)ｎ}信息系統(tǒng)，數(shù)字或電子地圖； 攝影測(cè)量與遙感：城市基本圖、道路帶狀地形圖測(cè)繪； 近景攝影測(cè)量方法的應(yīng)用。2021-10-30252021-10-3026 誤差理論、測(cè)量平差、數(shù)理統(tǒng)計(jì)是工程測(cè)量各種觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)。 高等數(shù)學(xué)：微積分、微分方程； 物理學(xué)：電磁波傳播、力學(xué)、光學(xué)等內(nèi)容；光、機(jī)、電（子）以及傳感器方面的基礎(chǔ)知識(shí)。 土建工程、機(jī)械工程、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)方面的知識(shí)。2021-10-3027 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)：海量數(shù)據(jù)處理、圖形圖像處理、信息系統(tǒng)以及基于知識(shí)的專家系統(tǒng)，軟件設(shè)計(jì)和編程能力，計(jì)算機(jī)軟硬件和網(wǎng)絡(luò)方面的

13、知識(shí)。 人文管理方面的知識(shí)：如為了加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外的學(xué)術(shù)交流，一至二門外語(yǔ)具有較好的聽、說、閱讀理解乃至思維能力。2021-10-3028 工程測(cè)量學(xué)是一門歷史悠久的學(xué)科。 公元前二十七世紀(jì)：埃及大金字塔。 公元前十四世紀(jì)，在幼發(fā)拉底河與尼羅河流域進(jìn)行過土地邊界劃分測(cè)量。 公元前十五世紀(jì)意大利都靈保存的金礦巷道圖2021-10-3029 三千多年前的夏禹治水描述： 陸行乘車，水行乘船， 泥行乘撬，山行乘攆， 左準(zhǔn)繩，右規(guī)矩、載四時(shí)， 以開九州，通九道， 陂九澤，度九山。 當(dāng)時(shí)的工程勘測(cè)情景 當(dāng)時(shí)的測(cè)量工具：準(zhǔn)繩和規(guī)矩 準(zhǔn)是可揆平的水準(zhǔn)器， 繩是丈量距離的工具， 規(guī)是畫圓的器具， 矩則是一種可定平，可

14、測(cè)長(zhǎng)度、 高度、 深度和畫圓、畫矩形的 通用測(cè)量工具。2021-10-30302021-10-3031 秦代李冰父子領(lǐng)導(dǎo)修建的都江堰水利樞紐工程。 北宋時(shí)沈括為了治理汴渠，測(cè)得“京師之地比泗州凡高十九丈四尺八寸六分”，是水準(zhǔn)測(cè)量的結(jié)果。 長(zhǎng)沙馬王堆漢墓出土的地圖包括地形圖、駐軍圖和城邑圖三種，是目前世界上發(fā)現(xiàn)的最早的地圖。發(fā)展歷史發(fā)展歷史 殷周時(shí)期的土地測(cè)量，秦、漢的私田制。隋唐實(shí)行均田制，建立戶籍冊(cè)。宋朝按鄉(xiāng)登記和清丈土地，出現(xiàn)地塊圖。到了明朝洪武年間的土地大清丈，編制魚鱗圖冊(cè)。 四大發(fā)明之一的指南針，從司南、指南魚算起，有二千多年的歷史。對(duì)礦山測(cè)量和其它工程勘測(cè)有很大的貢獻(xiàn)2021-10-

15、30322021-10-3033 工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展受到戰(zhàn)爭(zhēng)的促進(jìn) 公元前210年秦始皇修建萬里長(zhǎng)城和“塹山堙谷，千八百里”直道，古羅馬構(gòu)筑的兵道，公元前218年歐洲修建的 “漢尼撥通道”等，都是著名的軍用建筑和道路。 工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)是非常緩慢的。2021-10-3034 廣義工程測(cè)量學(xué)： 一切不屬于地球測(cè)量，不屬于國(guó)家地圖集范疇的地形測(cè)量和不屬于官方的測(cè)量，都屬于工程測(cè)量。 大型特種精密工程建設(shè)是工程測(cè)量學(xué)發(fā)展的動(dòng)力。1584年（明朝末年），意大利傳教士利瑪竇到廣東肇慶傳教。帶來了地圖、星盤、三棱鏡和歐幾里德的幾何原本。并繪制了第一張中文版的世界地圖輿地山海全圖。使國(guó)人第一

16、次感到世界如此之大，大開眼界。2021-10-3037（1）測(cè)量數(shù)據(jù)的精密處理。（2）衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。（3）激光技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。（4）遙感雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。（5）數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。（6）其他技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。電磁波測(cè)距技術(shù)、 全站儀技術(shù)、光電傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊 技術(shù)以及地理信息系統(tǒng)技術(shù) 近半個(gè)多世紀(jì)=上千年的總合。 太空、深海、極地 高速公路、高速鐵路：240-500km 高聳、超高建筑物：2000-4000m 特長(zhǎng)隧道、特大橋梁：30-60km 宇宙飛船、火箭、人造衛(wèi)星、導(dǎo)彈 加速器、對(duì)撞機(jī)：27千米，3000多米 大型水利樞紐工程：800-

17、2400萬 對(duì)于精度、可靠性要求很高的工程，必須采用特別的儀器、技術(shù)和數(shù)據(jù)處理方法才能達(dá)到要求的測(cè)量工作，我們稱之為精密工程測(cè)量。大型、特種、精密工程中的某些控制測(cè)量、放樣，大型設(shè)備的安裝測(cè)量、質(zhì)量檢測(cè)，以及許多變形監(jiān)測(cè)等都屬于精密工程測(cè)量。精度一般要求在微米或毫米級(jí)，并不按距離的相對(duì)精度如十萬或百萬分之一來衡量。 （1）目前的工程測(cè)量的理論技術(shù)方法基本可 以解決工程建設(shè)中的一切問題。（2）測(cè)繪科技也包括工程測(cè)量，不可能一直 近半個(gè)多世紀(jì)那樣高速地發(fā)展下去。（3）工程建設(shè)的規(guī)模是有限度的。人：兩只腳加兩只手；人：兩只腳加兩只手；動(dòng)物：四只腳！三只腳？動(dòng)物：四只腳！三只腳？三腳架：三只腳，最穩(wěn)定；三腳架：三只腳，最穩(wěn)定；三腳架三腳架= =錘子、鐮刀和步槍；錘子、鐮刀和步槍；知識(shí)分子、工、農(nóng)、兵；知識(shí)分子、工、農(nóng)、兵；三腳架三腳架= =外業(yè)、辛苦；外業(yè)、辛苦；改行、換工作改行、換工作 = = 無知無知 六化 十六個(gè)字（1）測(cè)量?jī)?nèi)