建筑工程測(cè)量(第一章)-緒論

1、建筑工程測(cè)量第1章 緒論2015年4月12日1中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校建筑工程測(cè)量學(xué)課程概述課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)課總學(xué)時(shí)數(shù)：48學(xué)時(shí) 其中：課堂理論教學(xué)24學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)24學(xué)時(shí)使用教材：建筑工程測(cè)量 中國(guó)建筑工業(yè)出版社（中國(guó)建設(shè)教育協(xié)會(huì)組織編寫(xiě)）參考教材：1、土木工程測(cè)量第二版 武漢理工大學(xué)出版社（過(guò)靜珺主編） 2、建筑測(cè)量學(xué) 中國(guó)測(cè)繪出版社（楊德麟、高飛）相關(guān)課程：測(cè)量教學(xué)實(shí)習(xí)（2周）2015年4月12日2中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校建筑工程測(cè)量教材內(nèi)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(cè)量三項(xiàng)基本工作(H、D） （3）第5章測(cè)量誤差的基本知識(shí) （4）第6章

2、小地區(qū)控制測(cè)量 （5）第7 、8章大比例尺地形圖測(cè)繪和地形圖的應(yīng)用第二部分：專業(yè)部分（后6章） （6）第9、10章施工測(cè)量的基本工作和建筑施工控制測(cè)量 （7）第11 、 12章工業(yè)與民用建筑施工測(cè)量 （8）第13章建筑物變形觀測(cè)與竣工總平面圖的編繪 （9）第14章全站儀及其應(yīng)用2015年4月12日3中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校講題:建筑工程測(cè)量?jī)?nèi)容提要： 第一章 緒論第一節(jié) 建筑測(cè)量的任務(wù)與作用建筑測(cè)量的任務(wù)建筑測(cè)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(xué)校一、測(cè)量學(xué)的任務(wù)（一）測(cè)量學(xué)與制圖學(xué)統(tǒng)稱為測(cè)繪學(xué) 1. 測(cè)繪學(xué)定義 測(cè)繪學(xué)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(guān)信息，并對(duì)這些地理空間信息進(jìn)行采集、處理、管理、更新和利用的一門科學(xué)。 2 .測(cè)量學(xué)的定義 測(cè)量學(xué)是一門古老的科學(xué)。它是研究地球表面的形狀和大小以及確定地面點(diǎn)位的科學(xué)2015年4月12日5中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校測(cè)繪學(xué)的分科大地測(cè)量學(xué)攝影測(cè)量與遙感學(xué)工程測(cè)量學(xué)海洋測(cè)量學(xué)地圖制圖學(xué)測(cè)繪儀器學(xué)普通測(cè)量學(xué)幾何(天文)大地測(cè)量學(xué)、物理(重力) 大地測(cè)量學(xué)、衛(wèi)星(空間)大地測(cè)量學(xué)地面(近景)攝影測(cè)量學(xué)、航空 攝影測(cè)量學(xué)、航天遙感測(cè)量學(xué)普通工程測(cè)量學(xué)（包含土木、建筑、 水利、交通、礦山測(cè)量等）、精密工 程測(cè)量學(xué)、特種工程測(cè)量學(xué)海洋水體測(cè)量學(xué)、水下地形測(cè)量學(xué)、 航道測(cè)量地圖學(xué)與GIS、地圖制圖工程光學(xué)測(cè)繪儀

4、器學(xué)、電子測(cè)繪儀器學(xué)局部地區(qū)地形測(cè)量與一般工程測(cè)量2015年4月12日6中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校（二） 測(cè)量學(xué)的任務(wù)測(cè)定（測(cè)繪）(location) 研究地球形狀和大小(包括地球重力場(chǎng))測(cè)設(shè)（放樣）(seting-out)確定地面點(diǎn)的空間位置(含地下和空間)測(cè)設(shè):圖紙 地面測(cè)定:地面 圖紙2015年4月12日7中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校測(cè)定 使用測(cè)量?jī)x器和工具，通過(guò)測(cè)量計(jì)算，得到一系列測(cè)量數(shù)據(jù)，或把地球表面的地形縮繪成地形圖，供國(guó)家建設(shè)和科學(xué)研究使用。測(cè)設(shè) 把圖紙上規(guī)劃設(shè)計(jì)好的建筑物、構(gòu)筑物的位置，通過(guò)野外測(cè)量的方法在地面上標(biāo)定出來(lái)，作為施工的依據(jù)。2015年4月12日8中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校二、建筑測(cè)量在建筑

5、施工中的應(yīng)用土木工程（包括公路、建筑）的設(shè)計(jì)、施工、竣工、擴(kuò)建維修及變形監(jiān)測(cè)均要進(jìn)行測(cè)量工作。從高職專業(yè)的特點(diǎn)看，更要學(xué)好測(cè)量學(xué) 建筑測(cè)量是為建筑工程提供服務(wù)的。它服務(wù)于建筑工程的每一個(gè)階段，貫穿于建筑工程的始終。在工程建設(shè)的各個(gè)階段都離不開(kāi)測(cè)量工作，都要以測(cè)量工作為先導(dǎo)。而且測(cè)量工作的精度和速度直接影響到整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度。2015年4月12日9中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校一、在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用 1. 工程建設(shè)的尖兵 2. 軍事作戰(zhàn)的眼睛 3. 科學(xué)研究的工具 4. 現(xiàn)代管理的基礎(chǔ) （數(shù)字地球、數(shù)字中國(guó)和數(shù)字城市）2015年4月12日10中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校二、在土木建筑工程中的作用 1. 勘測(cè)設(shè)

6、計(jì)階段: 測(cè)繪各種比例尺的地 形圖, 供規(guī)劃、設(shè)計(jì)使用 2. 施工階段: 施工測(cè)量、測(cè)設(shè)(施工放樣)、竣工測(cè)量和變形觀測(cè) 3. 運(yùn)營(yíng)管理階段: 建（構(gòu)）筑物變形觀測(cè)和安全監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、擴(kuò)建改建2015年4月12日11中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校第二節(jié) 地面點(diǎn)位的確定內(nèi)容提要： 一、 地面點(diǎn)平面位置的確定 測(cè)量基準(zhǔn)面 地面點(diǎn)的平面坐標(biāo) 二、地面點(diǎn)高程位置的確定地面點(diǎn)的高程坐標(biāo) 三、用水平面代替水準(zhǔn)面的限度 四、確定地面點(diǎn)位的三個(gè)基本要素2015年4月12日12中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校第二節(jié) 地面點(diǎn)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(diǎn)稱為地面點(diǎn)。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(xué)校地球形狀和大小 1. 地球是一個(gè)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(gè)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(xué)校確定地面點(diǎn)的空間位置需用三個(gè)量，在測(cè)量工作中一般用:某點(diǎn)在基準(zhǔn)面上投影位置（x,y）該點(diǎn)離基準(zhǔn)面高度（H）一測(cè)量基準(zhǔn)面1測(cè)量工作基準(zhǔn)面水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面。水準(zhǔn)面靜止海水面所形成的封閉曲面。大地水準(zhǔn)面其中通過(guò)平均海水面的那個(gè)水準(zhǔn)面。2015年4

8、月12日15中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校水準(zhǔn)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(cè)量工作的基準(zhǔn)線2015年4月12日16中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校大地水準(zhǔn)面 設(shè)想當(dāng)海洋處于靜止均衡狀態(tài)時(shí)，將它延伸到陸地內(nèi)部所形成的封閉曲面。陸地靜止海水面大地水準(zhǔn)面2015年4月12日17中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校地球表面低密度礦體高密度礦體大地水準(zhǔn)面和鉛垂線示意圖大地水準(zhǔn)面2015年4月12日18中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)?；靖拍?. 重力方向線即鉛垂線, 是測(cè)量工作的基準(zhǔn)線2. 水準(zhǔn)面 自由靜止的水面;是等位面, 有無(wú)數(shù)個(gè)3. 大地水準(zhǔn)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(zhǔn)面 特性: 唯一性、等位面

9、、 不規(guī)則曲面 作用：測(cè)量野外工作的基準(zhǔn)面4. 大地體 由大地水準(zhǔn)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(xué)校2測(cè)量計(jì)算基準(zhǔn)面旋轉(zhuǎn)橢球由橢圓（長(zhǎng)半軸a，短半軸b）繞b軸旋轉(zhuǎn)而成的橢球體?？捎脭?shù)學(xué)式表示的光滑曲面。2015年4月12日20中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校二地面點(diǎn)的坐標(biāo)(一)地理坐標(biāo)（屬于球面坐標(biāo)系統(tǒng)）適用于：在地球橢球面上確定點(diǎn)位。分為：1.天文地理坐標(biāo)(天文經(jīng)度 ，天文緯度 )2.大地地理坐標(biāo)(大地經(jīng)度B，大地緯度L )2015年4月12日21中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校(二)平面直角坐標(biāo) 適用于：研究范圍較小。測(cè)量平面直角坐標(biāo)系數(shù)學(xué)平面直角坐標(biāo)系 2015年4月12日2

10、2中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校不同點(diǎn)： 1測(cè)量上北方向?yàn)閄軸正向， 東方向?yàn)閅軸正向。 2角度方向順時(shí)針度量；象限順時(shí)針編號(hào)。相同點(diǎn): 數(shù)學(xué)中的三角公式在測(cè)量中可直接應(yīng)用。坐標(biāo)系的異同：2015年4月12日23中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校三.地面點(diǎn)的高程1.絕對(duì)高程H到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離。2.相對(duì)高程H到假定水準(zhǔn)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(xué)校主要有：（1）1985國(guó)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(zhǔn)原點(diǎn)：青島市觀象山H0= 72.260m（85黃海系） = 72.289m（56黃海系）4. 我國(guó)的高

11、程系統(tǒng)2015年4月12日25中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校國(guó)家水準(zhǔn)原點(diǎn)（高程零點(diǎn)H。）位于青島觀象山，黃海平均海水面為高程基準(zhǔn)面1956黃海高程系：H。=72.289m1985國(guó)家高程基準(zhǔn)：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(diǎn): 吳淞高程1.856m=85黃海高程我國(guó)的高程系統(tǒng)2015年4月12日26中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校 用水平面代替水準(zhǔn)面的限度一、對(duì)距離的影響大地水準(zhǔn)面上：在水平面上：誤差值：相對(duì)誤差：結(jié)論：當(dāng)測(cè)區(qū)半徑 r10km時(shí), 誤差僅為1/120萬(wàn)，可用水平面 代替大地水準(zhǔn)面2015年4月12日27中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校對(duì)水平角的影響球面三角形 內(nèi)角和 球面

12、角超P球面三角形面積R地球半徑， 結(jié)論：當(dāng)測(cè)區(qū)范圍在100km2，用水平面代替水準(zhǔn)面時(shí)，對(duì)角度影響僅為0.51，在普通測(cè)量工作中可以忽略不計(jì)2015年4月12日28中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校對(duì)高程的影響用水平面代替水準(zhǔn)面對(duì)高程的影響就是地球曲率對(duì)高程的影響 結(jié)論: 必須顧及其影響,進(jìn)行改正2015年4月12日29中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校 第三節(jié) 測(cè)量工作的原則和程序一測(cè)量的基本工作 測(cè)角、量邊、測(cè)高差二測(cè)量工作中用水平面代替水準(zhǔn)面的限度1對(duì)水平角、距離的影響在面積約320km2內(nèi)，可忽略不計(jì)。2對(duì)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(xué)校測(cè)量三項(xiàng)基本工作測(cè)量工作

13、包括測(cè)定和測(cè)設(shè)兩部分，其實(shí)質(zhì)都是確定地面點(diǎn)的點(diǎn)位確定點(diǎn)位的三要素：高差、水平角、水平距離測(cè)量三項(xiàng)基本工作： 高程測(cè)量（第二章） 角度測(cè)量（第三章） 距離測(cè)量（第四章）測(cè)量工作的基本概念2015年4月12日31中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校三測(cè)量工作的基本原則布局上：由整體到局部 精度上：由高級(jí)到低級(jí)次序上：先控制后細(xì)部測(cè)量工作的又一原則:“前一步工作未作檢核，不進(jìn)行下一步工作”。2015年4月12日32中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校學(xué)習(xí)測(cè)量學(xué)的目的和要求掌握現(xiàn)代普通測(cè)量學(xué)的基本知識(shí)和基本理論具有使用常規(guī)測(cè)量?jī)x器的操作技能，了解先進(jìn)測(cè)繪儀器的原理和使用方法掌握大比例尺地形圖測(cè)圖原理和方法，了解數(shù)字測(cè)圖過(guò)程，能正確使用地

14、形圖掌握測(cè)量數(shù)據(jù)處理的基本理論和評(píng)定測(cè)量精度的一般方法能正確使用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行一般施工測(cè)量2015年4月12日33中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校測(cè)繪學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史 高斯（C.F.Gauss，17771855年） 世界近代測(cè)量史的杰出代表，現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)的奠基人，德國(guó)著名的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家。1794年，最早提出最小二乘法，奠定了的近代測(cè)量平差理論的基礎(chǔ)，1809年正式發(fā)表（概率論創(chuàng)始人法國(guó)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(guó)大地測(cè)量學(xué)家克呂格補(bǔ)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(biāo)系，簡(jiǎn)稱高斯平面直角坐標(biāo)系1826年，創(chuàng)立三角測(cè)量控制網(wǎng)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(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)面打下基礎(chǔ)2015年4月12日34中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校一、現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀(1)望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明，推動(dòng)了光學(xué)測(cè)量?jī)x器（如光學(xué)水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀）的發(fā)展和廣泛使用1859年第一臺(tái)地形攝影機(jī)在法國(guó)制造，洛斯達(dá)開(kāi)創(chuàng)了地面攝影測(cè)量方法1903年飛機(jī)的發(fā)明，1915年第一臺(tái)自動(dòng)連續(xù)航空攝影機(jī)在德國(guó)蔡司測(cè)繪儀器廠研制成功，使航空攝影測(cè)量成為現(xiàn)實(shí)1947年瑞典生產(chǎn)第一臺(tái)光電測(cè)距儀，世界從此進(jìn)入電子測(cè)量時(shí)代。隨后相繼出現(xiàn)了微波測(cè)距儀、激光測(cè)距儀、紅外測(cè)距儀等電子經(jīng)緯儀+光電測(cè)距儀+計(jì)算機(jī)=電子全站儀2015年4月12日35中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)

16、校二、現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀(2)從游標(biāo)經(jīng)緯儀 光學(xué)經(jīng)緯儀 電子經(jīng)緯儀 電子全站儀數(shù)字智能型全站儀從光學(xué)水準(zhǔn)儀自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀電子水準(zhǔn)儀數(shù)字水準(zhǔn)儀從地面攝影測(cè)量航空攝影測(cè)量數(shù)字?jǐn)z影測(cè)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(cè)圖計(jì)算機(jī)機(jī)助制圖數(shù)字化自動(dòng)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(shù)2015年4月12日36中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校電子全站儀與工程測(cè)量2015年4月12日37中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校光學(xué)自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)測(cè)量2015年4月12日38中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校數(shù)字水準(zhǔn)儀2015年4月12日39中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校2、德國(guó)蔡司Zeiss DiNi 12數(shù)字水準(zhǔn)

17、儀(美國(guó)天寶Trimble)1、瑞士徠卡LeicaDNA中文數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)字水準(zhǔn)儀2015年4月12日40中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校航空攝影測(cè)量2015年4月12日41中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)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(xué)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(xué)校地理信息系統(tǒng)GIS建庫(kù)2015年4月12日44中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校GPS用于大地測(cè)量2015年4月12日45中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)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(xué)校GISDTM正射影像制圖修測(cè)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(xué)校三、我國(guó)現(xiàn)代測(cè)繪事業(yè)的發(fā)展建立和統(tǒng)一了全國(guó)坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)建立了全國(guó)的大地控制網(wǎng)、國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)、基本重力網(wǎng)、完成了大地網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)的整體平差；完成了國(guó)家基本圖的測(cè)繪工作進(jìn)行了珠穆朗瑪峰和南極長(zhǎng)城站的地理位置和高程的測(cè)量進(jìn)行了如長(zhǎng)江大橋、葛洲壩和三峽水電樞紐、寶山鋼鐵廠、正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)和同步輻射加速器、核電站等大型和特殊工程的測(cè)量工作能夠生產(chǎn)各類測(cè)繪儀器如水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、測(cè)距儀、全站儀、GPS接收機(jī)等已完成全國(guó)GPS 大地控制網(wǎng)和GIS基礎(chǔ)框架2015年4月12日48中山市三鄉(xiāng)理工學(xué)校四、地球空間信息學(xué)（Geomatics) 與現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)的任務(wù)Geomatics最早于1975年由法國(guó)人提出，是一門新興的交叉科學(xué)，我國(guó)翻譯為: 地球空間信息學(xué)。 定義：對(duì)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(shí)體，利用接觸與非接觸式的測(cè)