工程測量PPT第一章緒論

1、工 程 測 量付必濤 副教授華中科技大學(xué)水電(shu din)學(xué)院共三十五頁教 材王金玲. 工程(gngchng)測量. 武漢大學(xué)出版社，2004.共三十五頁課時(shí)(ksh)：32學(xué)時(shí)考核方法：作業(yè)20分閉卷考試80分共三十五頁章 節(jié) 安 排第一章 緒論第二章 測量的基本知識第三章 測量誤差理論 第四章 角度、距離(jl)測量與全站儀 第五章 導(dǎo)線測量 第六章 高程測量 第七章 大比例尺數(shù)字地圖的測量和應(yīng)用第八章 基本的測設(shè)工作第九章 水利水電工程測量共三十五頁第一章 緒論(xln)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.1 測量學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展。1.2 工程測量學(xué)的概念(ginin)。1.3 測量技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)

2、用。1.4 地面點(diǎn)定位。1.5 測量工作原則。共三十五頁1.1 測量學(xué)的產(chǎn)生(chnshng)與發(fā)展建筑、農(nóng)田、水利建設(shè)等的需要：公元前二十七世紀(jì)建設(shè)的埃及大金字塔，其形狀與方向都很準(zhǔn)確，說明當(dāng)時(shí)已有放樣的工具和方法。我國古代的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)歷史，就是一部治水的歷史，而治水就需要進(jìn)行測量工作。早期的水利工程多為河道的疏導(dǎo)，其主要的測量工作是確定水位和堤壩的高度。司馬遷在史記中對夏禹治水有這樣的描述：“陸行乘車，水行乘船，泥行乘撬，山行乘攆（j），左準(zhǔn)繩(zhnshng)，右規(guī)矩、載四時(shí)，以開九州，通九道，陂九澤，度九山”。其中，準(zhǔn)是水準(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、測長度

3、、高度、深度和畫圓畫矩形的通用測量儀器。共三十五頁秦代李冰父子領(lǐng)導(dǎo)修建的都江堰水利樞紐工程，曾用一個(gè)石頭人來標(biāo)定水位，當(dāng)水位超過石頭人的肩時(shí)，下游將受到洪水的威脅；當(dāng)水位低于石頭人的腳背時(shí)，下游將出現(xiàn)干旱。這種標(biāo)定水位的辦法與現(xiàn)代水位測量的原理完全一樣。北宋時(shí)沈括(shn ku)為了治理汴渠，測得“京師之地比泗州凡高十九丈四尺八寸六分”，是水準(zhǔn)測量的結(jié)果。1973年從長沙馬王堆漢墓出土的地圖包括了地形圖、駐軍圖和城邑圖三種，不僅所表示的內(nèi)容相當(dāng)豐富，繪制技術(shù)也非常熟練，在顏色使用、符號設(shè)計(jì)、內(nèi)容分類和簡化等方面都達(dá)到了很高水平，是目前世界上發(fā)現(xiàn)的最早的地圖。共三十五頁公元前十四世紀(jì)，在幼發(fā)拉底

4、河與尼羅河流域曾進(jìn)行過土地邊界的劃分測量。我國的地籍管理和土地測量最早出現(xiàn)在殷商時(shí)期，秦、漢過渡到私田制。隋唐實(shí)行均田制，建立(jinl)戶籍冊。宋朝按鄉(xiāng)登記和清丈土地，出現(xiàn)地塊圖。到了明朝洪武四年，全國進(jìn)行土地大清查和勘丈，編制的魚鱗圖冊，是世界最早的地籍圖冊。共三十五頁軍事(jnsh)、交通運(yùn)輸?shù)男枰袊鴳?zhàn)國時(shí)期修筑的午道，古羅馬時(shí)期構(gòu)筑的兵道，在修建中都應(yīng)用了測量工具進(jìn)行地形勘測、定線測量和隧道定向開挖(ki w)測量。萬里長城，從整體布局到修筑，都進(jìn)行了詳細(xì)的勘察測量和施工放樣工作。共三十五頁采 礦 的 需 要據(jù)周禮記載，在周朝已建立了專門的采礦部門，開采時(shí)很重視礦體形狀，并使用(sh

5、yng)礦產(chǎn)地質(zhì)圖來辨別礦產(chǎn)的分布。我國四大發(fā)明之一的指南針，從司南、指南魚算起，有二千多年的歷史，對礦山測量和其它工程勘測有很大的貢獻(xiàn)。在國外，意大利都靈保存有公元前十五世紀(jì)的金礦巷道圖。公元前十三世紀(jì)埃及也有按比例縮小的巷道圖。公元前一世紀(jì)，希臘學(xué)者格羅亞里山德里斯基對地下測量和定向進(jìn)行了敘述。德國在礦山測量方面有很大貢獻(xiàn)，1556年格阿格里柯拉出版的采礦與冶金一書，專門論述了開采中用羅盤測量井下巷道的一些問題。共三十五頁測繪(chu)儀器的發(fā)展測量水平角和豎直角的經(jīng)緯儀，是由英國機(jī)械師西森(Sisson)約于1730年首先研制的，后經(jīng)改進(jìn)成型，正式用于英國大地測量中。1904年，德國開始

6、(kish)生產(chǎn)玻璃度盤經(jīng)緯儀。二十世紀(jì)50年代出現(xiàn)了光電測距儀。60年代出現(xiàn)了電子經(jīng)緯儀。80年代出現(xiàn)了全站儀。 共三十五頁 機(jī)械(jxi)經(jīng)緯儀 光學(xué)經(jīng)緯儀 全站儀經(jīng)緯儀、全站儀共三十五頁1.2 工程(gngchng)測量學(xué)的概念測量學(xué)的定義: 測量學(xué)是研究對地球整體及其表面和外層空間中的各種自然和人造物體上與地理空間分布有關(guān)的信息進(jìn)行采集處理、管理、更新和利用的科學(xué)和技術(shù)。 它的主要任務(wù)有三個(gè)方面： 一是研究確定地球的形狀(xngzhun)和大小，為地球科學(xué)提供必要的數(shù)據(jù)和資料； 二是將地球表面的地物地貌測繪成圖； 三是將圖紙上的設(shè)計(jì)成果測設(shè)至現(xiàn)場。 共三十五頁 測量學(xué)的分支(fnzh)

7、 大地測量學(xué)； 攝影測量學(xué) (中小比例尺地圖(dt)制圖、雕像精密制作)； 地圖制圖學(xué)； 工程測量學(xué)； 海洋測繪學(xué)； 地籍測量學(xué)。共三十五頁定義：工程測量學(xué)是研究各項(xiàng)工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)營管理階段(jidun)所進(jìn)行的各種測量工作的學(xué)科。 各項(xiàng)工程包括：工業(yè)建設(shè)、鐵路、公路、橋梁、隧道、水利水電工程、地下工程、管線（輸電線、輸油管）工程、礦山和城市建設(shè)等。 一般的工程建設(shè)分為規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)營管理三個(gè)階段。工程測量學(xué)是研究這三階段所進(jìn)行的各種測量工作。工程(gngchng)測量學(xué)(Engineering surveying)共三十五頁工程測量學(xué)在很長的一段時(shí)間內(nèi)是非常緩慢的。直到

8、二十世紀(jì)初，由于工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，工程測量學(xué)才受到人們的重視，并發(fā)展成為測繪學(xué)的一個(gè)(y )重要分支。電子技術(shù)和空間技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)工程測量學(xué)快速發(fā)展。20世紀(jì)50年代，世界各國在建設(shè)大型水工建筑物、長隧道、城市地鐵中，對工程測量提出了一系列要求；20世紀(jì)60年代，空間技術(shù)的發(fā)展和導(dǎo)彈發(fā)射場建設(shè)促使工程測量進(jìn)一步發(fā)展；工程(gngchng)測量學(xué)的發(fā)展共三十五頁20世紀(jì)70年代以來，各種巨型實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)以及各種精密設(shè)備的安裝，從測量精度和儀器自動(dòng)化方面都對工程測量提出了更高的要求。二十世紀(jì)末，測量對象不再僅限于地面，而且深入地下、水域、空間和宇宙。除了工程建設(shè)的測量工作外，變形觀測、文物保

9、護(hù)，都應(yīng)用(yngyng)了最新的精密工程測量儀器和方法。共三十五頁1964年國際測量師聯(lián)合會(huì)（FIG）為了促進(jìn)(cjn)和繁榮工程測量，成立了工程測量委員會(huì)（第六委員會(huì)），從此，工程測量學(xué)在國際上作為一門獨(dú)立的學(xué)科開展活動(dòng)。共三十五頁1.3 測量技術(shù)(jsh)在水利水電工程中的應(yīng)用 工程測量學(xué)在水利水電工程的勘測設(shè)計(jì)(shj)、施工建造和運(yùn)營管理各階段中主要的測量工作 ：勘測設(shè)計(jì)階段：布設(shè)控制網(wǎng)或?qū)Ь€；測量大比例尺地形圖。施工建造階段：壩軸線的放樣；測設(shè)清基開挖線；測設(shè)坡腳線；測設(shè)邊坡；坡面修整測量。運(yùn)營管理各階段：變形監(jiān)測。共三十五頁 以大壩為例，講述工程測量在水利水電工程上的應(yīng)用。它應(yīng)用

10、于大壩建設(shè)和營運(yùn)的各個(gè)階段，包括(boku)設(shè)計(jì)階段、施工階段、竣工驗(yàn)收階段和運(yùn)營階段：設(shè)計(jì)階段：建立大壩控制網(wǎng)；測繪工區(qū)地形圖； 生成工區(qū)數(shù)字地面模型。共三十五頁大壩(d b)周圍控制點(diǎn)共三十五頁 施工階段 工程放樣 施工質(zhì)量監(jiān)控 竣工階段 竣工圖與工程位置測定 工程質(zhì)量的驗(yàn)收評估 運(yùn)營(ynyng)階段 大壩安全營運(yùn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控保障體系(特別是在洪水期)共三十五頁隔河巖大壩(d b)隔河巖大壩共三十五頁隔河巖大壩共三十五頁隔河巖大壩(d b)全景隔河巖大壩共三十五頁隔河巖大壩共三十五頁地面點(diǎn)定位是以某種技術(shù)過程確定地面點(diǎn)的位置，包括：1.測繪。以測量技術(shù)手段測定地面點(diǎn)位置并用(bn yn)圖

11、象或圖形和數(shù)據(jù)等形式表示出來，這種技術(shù)過程稱為測繪。1.4 地面(dmin)點(diǎn)定位共三十五頁測設(shè)（放樣）2.測設(shè)。利用測量技術(shù)手段把設(shè)計(jì)上擬定的地面點(diǎn)測定到實(shí)地(shd)上，這種技術(shù)過程稱為測設(shè)，或稱為工程放樣，簡稱放樣。共三十五頁地面點(diǎn)定位(dngwi)元素角度測量、距離測量、高差測量是地面點(diǎn)定位的測量基本技術(shù)工作。測量得到的角度() 、距離(D) 、高差(h)是地面點(diǎn)定位的基本元素，稱為定位元素。這些定位元素具有獨(dú)立性(即同類元素之間不存在函數(shù)關(guān)系)和直接可量性(即可利用測量儀器(yq)直接測量其大小) ，故稱之為直接觀測量，或稱為直接定位元素。共三十五頁間接(jin ji)定位元素地面點(diǎn)

12、的定位參數(shù)x、y、H不能直接測量得到，但可以利用地面點(diǎn)的直接定位元素按某種規(guī)定的法則推算得到，故又稱地面點(diǎn)的定位參數(shù)x、y、H為間接觀測(gunc)量，或稱為間接定位元素。共三十五頁1.5 測量工作(gngzu)原則等級原則。等級規(guī)定是工程建設(shè)中測量技術(shù)工作成果質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，是嚴(yán)格科學(xué)態(tài)度與實(shí)際測量技術(shù)水平的象征；離開甚至(shnzh)違背技術(shù)等級要求的不合格測量工作是不能容許的。共三十五頁整體原則(yunz)。整體，指的是測量對象是一個(gè)個(gè)互相聯(lián)系的個(gè)體所構(gòu)成的完整測量區(qū)域；還有測定位置參數(shù)不是孤立的，而是從屬于工程建設(shè)整體對象的參數(shù)。 1)從工程建設(shè)的全局出發(fā)實(shí)施定位的技術(shù)過程； 2)定位技術(shù)

13、過程得到的點(diǎn)位置必須在數(shù)學(xué)或物理的關(guān)系上符合工程建設(shè)的整體要求。共三十五頁控制原則?？刂茖?shí)際上是等級原則下為工程建設(shè)自身提供定位的基準(zhǔn)。以控制測量技術(shù)建立的基準(zhǔn)設(shè)施是工程建設(shè)的基礎(chǔ)，是工程建設(shè)中地面點(diǎn)定位的測量保證。檢核原則。 測量成果準(zhǔn)確可靠是測量工作(gngzu)以及所涉及的工程優(yōu)質(zhì)可靠的基礎(chǔ)，沒有經(jīng)過檢核證明正確的測量成果是不可取的。共三十五頁 測量學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展。工程測量學(xué)的概念(ginin)。工程測量技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用。地面點(diǎn)定位。測量工作原則。小 結(jié)共三十五頁內(nèi)容摘要工 程 測 量付必濤 副教授華中科技大學(xué)水電學(xué)院。早期的水利工程(shulgngchng)多為河道的疏導(dǎo)，其主要的測量工作是確定水位和堤壩的高度。這種標(biāo)定水位的辦法與現(xiàn)代水位測量的