《土木工程測(cè)量》第一章緒論

1、普通測(cè)量學(xué)電子教案建筑工程學(xué)院2013.02第1章緒論1.1測(cè)量學(xué)的任務(wù)及在工程建設(shè)中的作用1.2地面點(diǎn)位的確定1.3地形圖成圖原理1.4測(cè)量工作的原則和程序1.1測(cè)量學(xué)的任務(wù)及在工程建設(shè)中的作用1.1.1測(cè)量學(xué)的學(xué)科分類大地測(cè)量學(xué)地形測(cè)量學(xué)遙感攝影測(cè)量學(xué)工程測(cè)量學(xué)地圖制圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)1.1.2普通測(cè)量學(xué)的任務(wù)測(cè)繪測(cè)設(shè)用圖1.2地面點(diǎn)位的確定1.2.1地球的形狀及大小 測(cè)量工作的主要研究對(duì)象是地球的自然表面，但地球表面形狀極其復(fù)雜，有高山、丘陵、平原、河流、湖泊和海洋。 世界第一高峰珠穆郎瑪峰高8844.43m。 太平洋西部的馬里亞納海溝深11022m。 海洋面積約占 71%, 陸地面積約

2、占29%。 測(cè)量中把地球形狀看作是由靜止的海水面向陸地延伸并圍繞整個(gè)地球所形成的某種形狀。大地水準(zhǔn)面垂線法線重合橢球面地球表面PP1.2.1地球的形狀及大小大地水準(zhǔn)面定義:由海水延伸，并通過所有島嶼與大陸的封閉曲面稱為水準(zhǔn)面。與靜止?fàn)顟B(tài)的平均海水面相重合的水準(zhǔn)面稱為大地水準(zhǔn)面。大地水準(zhǔn)面的特征:是一個(gè)封閉的曲面。是一個(gè)略有起伏的不規(guī)則曲面，無(wú)法用數(shù)學(xué)公式精確表達(dá)。 大地水準(zhǔn)面是測(cè)量外業(yè)所依據(jù)的基淮面。1.2地面點(diǎn)位的確定1.2.1地球的形狀及大小參考橢球體 由于大地水準(zhǔn)面是不規(guī)則曲面，無(wú)法準(zhǔn)確描述和計(jì)算。也難以在其面上處理測(cè)量成果。因此，用一非常接近大地水準(zhǔn)面的數(shù)學(xué)面-旋轉(zhuǎn)橢球面代替大地水準(zhǔn)面

3、，用旋轉(zhuǎn)橢球體描述地球，稱參考橢球體。1.2地面點(diǎn)位的確定PP 在幾何大地測(cè)量中，橢球的形狀和大小通常用長(zhǎng)半軸a 、短半軸b和 扁率 f來(lái)表示。 我國(guó)1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系采用了1975年國(guó)際橢球， 該橢球的基本元素是： a = 6 378 140m , b = 6 356 755.3m , f =1/298.257。 由于參考橢球體的扁率很小，當(dāng)測(cè)區(qū)面積不大時(shí)，在普通測(cè)量中可把地球近似地看作圓球體，其半徑為：R=6371km。 1.2.2地面點(diǎn)位置的表示方法 地面點(diǎn)的空間位置需要由三個(gè)量來(lái)確定，在測(cè)量工作中采用坐標(biāo)和高程來(lái)表示。在大區(qū)域內(nèi)，采用球面坐標(biāo)表示；在小區(qū)域內(nèi)，采用平面直角坐標(biāo)來(lái)表

4、示點(diǎn)的平面位置。1.2.2.1地理坐標(biāo)地理坐標(biāo) 用經(jīng)度和緯度來(lái)表示地面點(diǎn)的球面坐標(biāo)。 經(jīng)度 通過該點(diǎn)的子午面與通過英國(guó)格林尼治天文臺(tái)的首子午面所夾的二角。緯度 通過該點(diǎn)的鉛垂線與赤道面之間的夾角。1.2地面點(diǎn)位的確定自首子線開始,向東從0180,稱為東經(jīng)；向西從0180,稱為西經(jīng)。自赤道起,向北自090,稱為北緯；向南自090,稱為南緯。 SN首子午線WEOP平行圈赤道1.2.2地面點(diǎn)位置的表示方法1.2.2.2平面直角坐標(biāo) 測(cè)區(qū)范圍較小時(shí),可以忽略地球曲率的影響,以水平面代替水準(zhǔn)面,建立平面直角坐標(biāo)系(如圖l一3)。平面直角坐標(biāo)系,縱軸為OX軸,與實(shí)地的南北方向一致；橫軸為OY軸,與實(shí)地的東

5、西方向一致。地面上任意一點(diǎn)A的平面位置,可以用(xA ,yA)來(lái)表示。1.2地面點(diǎn)位的確定1.2.2.3高斯克呂格坐標(biāo) 當(dāng)測(cè)區(qū)范圍較大時(shí)，我國(guó)采用高斯分帶投影的方法，建立高斯平面直角坐標(biāo)系。用高斯平面直角坐標(biāo)來(lái)表示點(diǎn)的平面位置（在后面講解）。 1.2.2.4地面點(diǎn)的高程高程 地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離。假定高程 地面點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離。高差 兩點(diǎn)間的高程之差。1.3.1概念地形圖 將地球表面錯(cuò)綜復(fù)雜的地物和地貌沿鉛垂線方向投影到大地水準(zhǔn)面或水平面上,按一定的比例縮小,采用綜合的方法并利用規(guī)定的線條和符號(hào)繪制成圖,這種圖稱為地形圖。地物 把地面上天然或人造的物體稱為地物,如房屋、道路、森

6、林、河流等。地物的形狀取決于其外輪廓線,一般為直線或曲線。地貌 把地面高低起伏狀態(tài)稱為地貌,如高山、丘陵、平原、深谷等。地形 地物和地貌統(tǒng)稱為地形。地球表面的地貌變化是復(fù)雜的，在測(cè)量中除特殊地貌采用特定的符號(hào)表示外,一般均采用等高線來(lái)表示地面高低變化。1.3.2地形圖的比例尺 將地面上的地物和地貌投影到水平面上以后，按一定的比例縮繪成圖圖上兩點(diǎn)間的距離與相應(yīng)地面兩點(diǎn)間距離之比，稱為圖紙的比例尺。1.3.2.1數(shù)字比例尺 以分子為1的分?jǐn)?shù)形式表示的比例尺稱為數(shù)字比例尺。設(shè)圖上一線段長(zhǎng)為d,相應(yīng)的實(shí)地水平距離為D，則該圖比例尺為1.3地面點(diǎn)位的確定1.3.3比例尺精度相當(dāng)于圖上0.1mm的實(shí)地水平

7、距離為比例尺精度。1.3地面點(diǎn)位的確定比例尺150011 00012 00015 000110 000比例尺精度 M0.050.10.20.51.0根據(jù)比例尺精度,可參考決定: (1)按工作需要,多大的地物須在圖上表示出來(lái)或測(cè)量地物要求精確到什么程度,由此可參考決定測(cè)圖的比例尺。(2)當(dāng)測(cè)圖比例尺決定之后，可以推算出測(cè)量地物時(shí)應(yīng)精確到什么程度。1.3.2.2圖示比例尺 用一定長(zhǎng)度的線段表示圖上的實(shí)際長(zhǎng)度，并按圖上比例尺計(jì)算出相應(yīng)地面上的水平距離注記在線段上，這種比例尺稱為直線比例尺。1.4.1確定地面點(diǎn)相對(duì)位置的基本測(cè)量工作1.4測(cè)量工作的原則和程序測(cè)量的基本工作：角度測(cè)量、距離測(cè)量和高程測(cè)量?；镜膸缀我兀航嵌?、距離和高差是決