建筑工程測量(第一章)-緒論

1、建筑工程測量第1章 緒論2015年4月12日1中山市三鄉(xiāng)理工學校建筑工程測量學課程概述課程性質：專業(yè)基礎技術課總學時數(shù)：48學時 其中：課堂理論教學24學時 實驗24學時使用教材：建筑工程測量 中國建筑工業(yè)出版社（中國建設教育協(xié)會組織編寫）參考教材：1、土木工程測量第二版 武漢理工大學出版社（過靜珺主編） 2、建筑測量學 中國測繪出版社（楊德麟、高飛）相關課程：測量教學實習（2周）2015年4月12日2中山市三鄉(xiāng)理工學校建筑工程測量教材內容分為兩大部分第一部分：基本部分（前8章） （1）第1章緒論 （2）第2 、 3、4章測量三項基本工作(H、D） （3）第5章測量誤差的基本知識 （4）第6章

2、小地區(qū)控制測量 （5）第7 、8章大比例尺地形圖測繪和地形圖的應用第二部分：專業(yè)部分（后6章） （6）第9、10章施工測量的基本工作和建筑施工控制測量 （7）第11 、 12章工業(yè)與民用建筑施工測量 （8）第13章建筑物變形觀測與竣工總平面圖的編繪 （9）第14章全站儀及其應用2015年4月12日3中山市三鄉(xiāng)理工學校講題:建筑工程測量內容提要： 第一章 緒論第一節(jié) 建筑測量的任務與作用建筑測量的任務建筑測量在建筑施工中的作用2015年4月12日4中山市三鄉(xiāng)理工學校一、測量學的任務（一）測量學與制圖學統(tǒng)稱為測繪學 1. 測繪學定義 測繪學是研究地球整體及其表面和外層空間中的各種自然物體和人造物體

3、的有關信息，并對這些地理空間信息進行采集、處理、管理、更新和利用的一門科學。 2 .測量學的定義 測量學是一門古老的科學。它是研究地球表面的形狀和大小以及確定地面點位的科學2015年4月12日5中山市三鄉(xiāng)理工學校測繪學的分科大地測量學攝影測量與遙感學工程測量學海洋測量學地圖制圖學測繪儀器學普通測量學幾何(天文)大地測量學、物理(重力) 大地測量學、衛(wèi)星(空間)大地測量學地面(近景)攝影測量學、航空 攝影測量學、航天遙感測量學普通工程測量學（包含土木、建筑、 水利、交通、礦山測量等）、精密工 程測量學、特種工程測量學海洋水體測量學、水下地形測量學、 航道測量地圖學與GIS、地圖制圖工程光學測繪儀

4、器學、電子測繪儀器學局部地區(qū)地形測量與一般工程測量2015年4月12日6中山市三鄉(xiāng)理工學校（二） 測量學的任務測定（測繪）(location) 研究地球形狀和大小(包括地球重力場)測設（放樣）(seting-out)確定地面點的空間位置(含地下和空間)測設:圖紙 地面測定:地面 圖紙2015年4月12日7中山市三鄉(xiāng)理工學校測定 使用測量儀器和工具，通過測量計算，得到一系列測量數(shù)據(jù)，或把地球表面的地形縮繪成地形圖，供國家建設和科學研究使用。測設 把圖紙上規(guī)劃設計好的建筑物、構筑物的位置，通過野外測量的方法在地面上標定出來，作為施工的依據(jù)。2015年4月12日8中山市三鄉(xiāng)理工學校二、建筑測量在建筑

5、施工中的應用土木工程（包括公路、建筑）的設計、施工、竣工、擴建維修及變形監(jiān)測均要進行測量工作。從高職專業(yè)的特點看，更要學好測量學 建筑測量是為建筑工程提供服務的。它服務于建筑工程的每一個階段，貫穿于建筑工程的始終。在工程建設的各個階段都離不開測量工作，都要以測量工作為先導。而且測量工作的精度和速度直接影響到整個工程的質量和進度。2015年4月12日9中山市三鄉(xiāng)理工學校一、在國家經濟建設中的應用 1. 工程建設的尖兵 2. 軍事作戰(zhàn)的眼睛 3. 科學研究的工具 4. 現(xiàn)代管理的基礎 （數(shù)字地球、數(shù)字中國和數(shù)字城市）2015年4月12日10中山市三鄉(xiāng)理工學校二、在土木建筑工程中的作用 1. 勘測設

6、計階段: 測繪各種比例尺的地 形圖, 供規(guī)劃、設計使用 2. 施工階段: 施工測量、測設(施工放樣)、竣工測量和變形觀測 3. 運營管理階段: 建（構）筑物變形觀測和安全監(jiān)測預報、擴建改建2015年4月12日11中山市三鄉(xiāng)理工學校第二節(jié) 地面點位的確定內容提要： 一、 地面點平面位置的確定 測量基準面 地面點的平面坐標 二、地面點高程位置的確定地面點的高程坐標 三、用水平面代替水準面的限度 四、確定地面點位的三個基本要素2015年4月12日12中山市三鄉(xiāng)理工學校第二節(jié) 地面點位的確定 地球表面所有地理空間信息總稱為地形。 地球表面上的點稱為地面點。如：左圖中A、B、C 地形包括 地物和地貌兩大

7、部分2015年4月12日13中山市三鄉(xiāng)理工學校地球形狀和大小 1. 地球是一個表面起伏較大的橢球 地球表面最高峰： 8844.43m 海洋底部最深處: 11022.00m 地球表面最大高差近20km 2. 地球又是一個近似光滑的水球 大陸面積: 占29% 海洋面積: 占71 % 3. 地球平均半徑: 6371km 2015年4月12日14中山市三鄉(xiāng)理工學校確定地面點的空間位置需用三個量，在測量工作中一般用:某點在基準面上投影位置（x,y）該點離基準面高度（H）一測量基準面1測量工作基準面水準面、大地水準面。水準面靜止海水面所形成的封閉曲面。大地水準面其中通過平均海水面的那個水準面。2015年4

8、月12日15中山市三鄉(xiāng)理工學校水準面的特性處處與鉛垂線正交、封閉的重力等位曲面。鉛垂線測量工作的基準線2015年4月12日16中山市三鄉(xiāng)理工學校大地水準面 設想當海洋處于靜止均衡狀態(tài)時，將它延伸到陸地內部所形成的封閉曲面。陸地靜止海水面大地水準面2015年4月12日17中山市三鄉(xiāng)理工學校地球表面低密度礦體高密度礦體大地水準面和鉛垂線示意圖大地水準面2015年4月12日18中山市三鄉(xiāng)理工學?；靖拍?. 重力方向線即鉛垂線, 是測量工作的基準線2. 水準面 自由靜止的水面;是等位面, 有無數(shù)個3. 大地水準面 靜止平衡狀態(tài)下的平均海水面, 向大陸島嶼延伸而形成的閉合水準面 特性: 唯一性、等位面

9、、 不規(guī)則曲面 作用：測量野外工作的基準面4. 大地體 由大地水準面包圍的地球形體，是不規(guī)則球體。2015年4月12日19中山市三鄉(xiāng)理工學校2測量計算基準面旋轉橢球由橢圓（長半軸a，短半軸b）繞b軸旋轉而成的橢球體?？捎脭?shù)學式表示的光滑曲面。2015年4月12日20中山市三鄉(xiāng)理工學校二地面點的坐標(一)地理坐標（屬于球面坐標系統(tǒng)）適用于：在地球橢球面上確定點位。分為：1.天文地理坐標(天文經度 ，天文緯度 )2.大地地理坐標(大地經度B，大地緯度L )2015年4月12日21中山市三鄉(xiāng)理工學校(二)平面直角坐標 適用于：研究范圍較小。測量平面直角坐標系數(shù)學平面直角坐標系 2015年4月12日2

10、2中山市三鄉(xiāng)理工學校不同點： 1測量上北方向為X軸正向， 東方向為Y軸正向。 2角度方向順時針度量；象限順時針編號。相同點: 數(shù)學中的三角公式在測量中可直接應用。坐標系的異同：2015年4月12日23中山市三鄉(xiāng)理工學校三.地面點的高程1.絕對高程H到大地水準面的鉛垂距離。2.相對高程H到假定水準面的鉛垂距離。3.高 差hAB=HB-HA=HB-HA2015年4月12日24中山市三鄉(xiāng)理工學校主要有：（1）1985國家高程系統(tǒng)（2）1956黃海高程系統(tǒng)（3）地方高程系統(tǒng)。如：珠江高程系統(tǒng)。注：水準原點：青島市觀象山H0= 72.260m（85黃海系） = 72.289m（56黃海系）4. 我國的高

11、程系統(tǒng)2015年4月12日25中山市三鄉(xiāng)理工學校國家水準原點（高程零點H。）位于青島觀象山，黃海平均海水面為高程基準面1956黃海高程系：H。=72.289m1985國家高程基準：H。=72.260m，相差29mm合肥市目前仍采用上海吳淞高程系 如合肥市某點: 吳淞高程1.856m=85黃海高程我國的高程系統(tǒng)2015年4月12日26中山市三鄉(xiāng)理工學校 用水平面代替水準面的限度一、對距離的影響大地水準面上：在水平面上：誤差值：相對誤差：結論：當測區(qū)半徑 r10km時, 誤差僅為1/120萬，可用水平面 代替大地水準面2015年4月12日27中山市三鄉(xiāng)理工學校對水平角的影響球面三角形 內角和 球面

12、角超P球面三角形面積R地球半徑， 結論：當測區(qū)范圍在100km2，用水平面代替水準面時，對角度影響僅為0.51，在普通測量工作中可以忽略不計2015年4月12日28中山市三鄉(xiāng)理工學校對高程的影響用水平面代替水準面對高程的影響就是地球曲率對高程的影響 結論: 必須顧及其影響,進行改正2015年4月12日29中山市三鄉(xiāng)理工學校 第三節(jié) 測量工作的原則和程序一測量的基本工作 測角、量邊、測高差二測量工作中用水平面代替水準面的限度1對水平角、距離的影響在面積約320km2內，可忽略不計。2對高程的影響即使距離很短也要顧及地球曲率的影響。2015年4月12日30中山市三鄉(xiāng)理工學校測量三項基本工作測量工作

13、包括測定和測設兩部分，其實質都是確定地面點的點位確定點位的三要素：高差、水平角、水平距離測量三項基本工作： 高程測量（第二章） 角度測量（第三章） 距離測量（第四章）測量工作的基本概念2015年4月12日31中山市三鄉(xiāng)理工學校三測量工作的基本原則布局上：由整體到局部 精度上：由高級到低級次序上：先控制后細部測量工作的又一原則:“前一步工作未作檢核，不進行下一步工作”。2015年4月12日32中山市三鄉(xiāng)理工學校學習測量學的目的和要求掌握現(xiàn)代普通測量學的基本知識和基本理論具有使用常規(guī)測量儀器的操作技能，了解先進測繪儀器的原理和使用方法掌握大比例尺地形圖測圖原理和方法，了解數(shù)字測圖過程，能正確使用地

14、形圖掌握測量數(shù)據(jù)處理的基本理論和評定測量精度的一般方法能正確使用測量儀器進行一般施工測量2015年4月12日33中山市三鄉(xiāng)理工學校測繪學的發(fā)展簡史 高斯（C.F.Gauss，17771855年） 世界近代測量史的杰出代表，現(xiàn)代測繪科學的奠基人，德國著名的數(shù)學家、物理學家、天文學家。1794年，最早提出最小二乘法，奠定了的近代測量平差理論的基礎，1809年正式發(fā)表（概率論創(chuàng)始人法國拉格朗日1806年發(fā)表最小二乘原理）1822年，創(chuàng)立高斯投影理論，1912年由德國大地測量學家克呂格補充完善，正式建立高斯-克呂格投影和高斯-克呂格平面直角坐標系，簡稱高斯平面直角坐標系1826年，創(chuàng)立三角測量控制網整

15、體條件平差理論1828年，提出平均海水面概念，為全球建立大地水準面作為高程基準面打下基礎2015年4月12日34中山市三鄉(xiāng)理工學校一、現(xiàn)代測繪學的發(fā)展現(xiàn)狀(1)望遠鏡的發(fā)明，推動了光學測量儀器（如光學水準儀、經緯儀）的發(fā)展和廣泛使用1859年第一臺地形攝影機在法國制造，洛斯達開創(chuàng)了地面攝影測量方法1903年飛機的發(fā)明，1915年第一臺自動連續(xù)航空攝影機在德國蔡司測繪儀器廠研制成功，使航空攝影測量成為現(xiàn)實1947年瑞典生產第一臺光電測距儀，世界從此進入電子測量時代。隨后相繼出現(xiàn)了微波測距儀、激光測距儀、紅外測距儀等電子經緯儀+光電測距儀+計算機=電子全站儀2015年4月12日35中山市三鄉(xiāng)理工學

16、校二、現(xiàn)代測繪學的發(fā)展現(xiàn)狀(2)從游標經緯儀 光學經緯儀 電子經緯儀 電子全站儀數(shù)字智能型全站儀從光學水準儀自動安平水準儀電子水準儀數(shù)字水準儀從地面攝影測量航空攝影測量數(shù)字攝影測量衛(wèi)星遙感（RS）圖像處理三維激光掃描系統(tǒng)從野外白紙測圖計算機機助制圖數(shù)字化自動成圖地理信息系統(tǒng)（GIS）從全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）“3S”集成技術2015年4月12日36中山市三鄉(xiāng)理工學校電子全站儀與工程測量2015年4月12日37中山市三鄉(xiāng)理工學校光學自動安平水準儀與水準測量2015年4月12日38中山市三鄉(xiāng)理工學校數(shù)字水準儀2015年4月12日39中山市三鄉(xiāng)理工學校2、德國蔡司Zeiss DiNi 12數(shù)字水準

17、儀(美國天寶Trimble)1、瑞士徠卡LeicaDNA中文數(shù)字水準儀數(shù)字水準儀2015年4月12日40中山市三鄉(xiāng)理工學校航空攝影測量2015年4月12日41中山市三鄉(xiāng)理工學校衛(wèi)星遙感圖像處理2015年4月12日42中山市三鄉(xiāng)理工學校三維激光掃描系統(tǒng)2015年4月12日43中山市三鄉(xiāng)理工學校地理信息系統(tǒng)GIS建庫2015年4月12日44中山市三鄉(xiāng)理工學校GPS用于大地測量2015年4月12日45中山市三鄉(xiāng)理工學校GPS用于軍事 飛行高度 9,840 英尺/ 3,000米2015年4月12日46中山市三鄉(xiāng)理工學校GISDTM正射影像制圖修測可視化影像分析分類地面處理GPS、GIS、RS“3S”集

18、成彩色多光譜2015年4月12日47中山市三鄉(xiāng)理工學校三、我國現(xiàn)代測繪事業(yè)的發(fā)展建立和統(tǒng)一了全國坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)建立了全國的大地控制網、國家水準網、基本重力網、完成了大地網和水準網的整體平差；完成了國家基本圖的測繪工作進行了珠穆朗瑪峰和南極長城站的地理位置和高程的測量進行了如長江大橋、葛洲壩和三峽水電樞紐、寶山鋼鐵廠、正負電子對撞機和同步輻射加速器、核電站等大型和特殊工程的測量工作能夠生產各類測繪儀器如水準儀、經緯儀、測距儀、全站儀、GPS接收機等已完成全國GPS 大地控制網和GIS基礎框架2015年4月12日48中山市三鄉(xiāng)理工學校四、地球空間信息學（Geomatics) 與現(xiàn)代測繪學的任務Geomatics最早于1975年由法國人提出，是一門新興的交叉科學，我國翻譯為: 地球空間信息學。 定義：對所研究的物體，包括地球的整體及其表面和外層空間的各種自然和人造實體，利用接觸與非接觸式的測