《數(shù)字測量》第11章思考題與習題參考答案

《數(shù)字測量》第11章思考題與習題參考答案[11-1]建筑工程測量的目的是什么？其主要內容包括哪些？答：建筑工程測量的目的是把設計的建筑物、構筑物的平面位置和高程，按設計要求以一定的精度測設于實地，作為施工的依據(jù)。工程測量的內容包括：（1）施工測量準備工作。施工測量準備工作應包括資料收集、施工測量方案編制、施工圖校核、數(shù)據(jù)準備、人員設備準備和起算控制點校測等內容。（2）施工控制測量。包括場區(qū)控制網(wǎng)和建筑物施工控制網(wǎng)的測量。（3）土方施工和基礎施工測量。包括施工場地測量、土方施工測量、基礎施工測量等。（4）基坑施工監(jiān)測。基坑工程施工中應進行基坑施工監(jiān)測?；颖O(jiān)測的主要對象應包括支護結構、地下水狀況、基坑底部及周圍土體、周圍建筑物、周圍地下管線及地下設施、周圍重要的道路，以及其他應監(jiān)測的對象。（5）建筑主體施工測量。民用建筑主體施工測量包括主軸線內控基準點的設置、施工層的平面與標高控制、主軸線的豎向投測、施工層標高的豎向傳遞、大型預制構件的安裝測量等。（6）建筑主體施工變形監(jiān)測。包括施工過程中建筑物的豎向位移、水平位移、結構應力應變、主體傾斜、裂縫監(jiān)測等。（7）竣工測量與竣工圖編繪。包括竣工測量、竣工圖的編繪、地下管線工程竣工測量。[11-2]建筑施工測量的原則是什么？建筑施工測量有何特點？答：施工測量和測繪地形圖一樣，也要遵循“從整體到局部，先控制后碎部”的原則。即先在施工現(xiàn)場建立統(tǒng)一的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，然后以此為基礎，測設出各個建筑物和構筑物的位置。建筑施工測量的特點：（1）測設精度的要求取決于建筑物或構筑物的大小、材料、用途和施工方法等因素。（2）施工測量工作與工程質量及施工進度有著密切的聯(lián)系。測量人員必須了解設計的內容、性質及其對測量工作的精度要求，熟悉圖紙上的尺寸和高程數(shù)據(jù)，了解施工的全過程，并掌握施工現(xiàn)場的變動情況，使施工測量工作能夠與施工密切配合。（3）施工現(xiàn)場工種多，交叉作業(yè)頻繁，并有大量土、石方填挖，地面變動很大，又有動力機械的震動，因此各種測量標志必須埋設穩(wěn)固且在不易破壞的位置。還應做到妥善保護，經(jīng)常檢查，如有破壞，應及時恢復。[11-3]簡述建筑工程施工測量的控制測量方法。答：建筑施工平面控制測量包括場區(qū)平面控制網(wǎng)和建筑物施工平面控制網(wǎng)的測量。場區(qū)平面控制網(wǎng)應根據(jù)場區(qū)地形條件與建筑物總體布置情況，布設成建筑方格網(wǎng)、建筑基線、衛(wèi)星導航定位測量網(wǎng)、導線及導線網(wǎng)、邊角網(wǎng)等形式。建筑物施工平面控制網(wǎng)宜布設成矩形，特殊時也可布設成十字形主軸線或平行于建筑物外廓的多邊形。建筑施工高程控制網(wǎng)應包括場區(qū)高程控制網(wǎng)和建筑物高程控制網(wǎng)，高程控制網(wǎng)可采用水準測量和光電測距三角高程測量的方法建立。[11-4]簡述建筑方格網(wǎng)的測設方法。答：建筑方格網(wǎng)的布置，應根據(jù)建筑設計總平面圖上各建筑物、構筑物、道路及各種管線的布設情況，結合現(xiàn)場的地形情況擬定。如圖所示，布置時應先選定建筑方格網(wǎng)的主軸線MN和CD，然后再布置方格網(wǎng)。（1）確定主點的施工坐標。（2）求算主點的測量坐標。（3）首先將主點的施工坐標換算成測量坐標，再根據(jù)其坐標和控制點的坐標反算出測設數(shù)據(jù)，然后在控制點上用全站儀按極坐標法分別測設出主點的概略位置。（4）由于主點測設誤差的影響，致使三個主點一般不在一條直線上，因此需在O′點上安置全站儀或經(jīng)緯儀，精確測量∠A′O′B′的角值β，其與180°之差超過限差時應進行調整。調整時，各主點應沿AOB的垂線方向移動同一改正值δ，使三主點成一直線。（5）主軸線測設好后，分別在主軸線端點上安置經(jīng)緯儀，均以O點為起始方向，分別向左、向右測設出90°角，這樣就交會出田字形方格網(wǎng)點。[11-5]簡述建筑施工中龍門板和軸線控制樁的作用及其設置方法。答：由于在施工中要開挖基槽或基坑，這些樁點必然會被破壞掉。為了保證挖槽后能夠迅速、準確地恢復各條建筑軸線，通常采用設置軸線控制樁或龍門板兩種形式，即在建筑物基坑外1-5m處，測設建筑物外墻軸線及細部軸線引樁，作為進行建筑物定位和基坑開挖后開展基礎放線的依據(jù)。龍門板的設置方法：如圖1所示，在M點上安置全站儀，瞄準N點，沿視線方向在龍門板上釘小釘，瞄準Q點，沿視線方向在龍門板上釘小釘；在P點上安置全站儀，瞄準N點，沿視線方向在龍門板上釘小釘，瞄準Q點，沿視線方向在龍門板上釘小釘。圖1龍門板測設圖2軸線控制樁測設軸線控制樁的設置方法：如圖2所示，在M點上安置全站儀，瞄準N點，沿視線方向在MN延長線的木樁上釘小釘，倒轉望遠鏡在NM延長線的木樁上釘小釘，瞄準Q點，沿視線方向在MQ延長線的木樁上釘小釘，倒轉望遠鏡在QM延長線的木樁上釘小釘；在P點上安置全站儀，瞄準N點，沿視線方向在PN延長線的木樁上釘小釘，倒轉望遠鏡在NP延長線的木樁上釘小釘，瞄準Q點，沿視線方向在PQ延長線的木樁上釘小釘，倒轉望遠鏡在QP延長線的木樁上釘小釘。[11-6]簡述工業(yè)建筑工程施工廠房柱列軸線的測設和柱基施工測量的方法。答：柱列軸線的測設：檢查廠房矩形控制網(wǎng)的精度符合要求后，即可根據(jù)柱間距和跨間距用鋼尺沿矩形網(wǎng)各邊量出各軸線控制樁的位置，并打入大木樁，精確定位后在木樁上釘上小釘，作為測設基坑和施工安裝的依據(jù)。如圖所示，eq\o\ac(○,A)、eq\o\ac(○,B)和①，②、③、④、⑤等軸線均為柱列軸線。柱基的測設：如圖所示，安置兩臺經(jīng)緯儀（或全站儀），在兩條互相垂直的柱列軸線控制樁上，沿軸線方向交會出各柱基的位置（即柱列軸線的交點），此項工作稱為柱基定位。在柱基的四周軸線上，打入四個定位小木樁a、b、c、d，其樁位應在基礎開挖邊線以外，比基礎深度大1.5倍的地方，作為修坑、立模和吊裝杯型基礎時的依據(jù)。[11-7]簡述高層建筑軸線豎向投測和高程豎向傳遞的方法。答：平面豎向測量主要有外部控制法、內部控制法。（1）外部控制法外控法是在建筑物外部，利用全站儀（或經(jīng)緯儀），根據(jù)建筑物軸線控制樁來進行軸線的豎向投測。1）在建筑物底部投測軸線位置高層建筑的基礎工程完工后，將全站儀（或經(jīng)緯儀）安置在軸線控制樁A1、A1′、B1和B1′上,把建筑物主軸線精確投測到建筑物的底部，并設立標志，如圖11-20中的a1、a1′、b1和b1′，以供下一步施工與向上投測之用。2）向上投測軸線隨著建筑物不斷升高，要逐層將軸線向上傳遞到施工面上。3）增設軸線引樁當樓房逐漸增高，而軸線控制樁距建筑物又較近時，望遠鏡的仰角較大，操作不便，投測精度也會降低。這時需將原軸線控制樁引測到更遠的安全地方，或者附近大樓的屋面。4）用軸線引樁向上投測軸線（2）內控法當建筑物樓板施工至±0.000m時，根據(jù)建筑物的形狀和特點，在建筑物首層建立基本形狀為“矩形”或“+”字形的基礎控制網(wǎng)（稱內控網(wǎng)），作為建筑物垂直度控制和施工放樣的依據(jù)。隨施工進展，可使用鉛垂儀、激光投點儀或全站儀加彎管目鏡，將首層內控點傳遞至施工樓層。激光鉛直投測法是平面豎向測量的常用方法。將激光鉛垂儀架設在內控點上，把首層控制點垂直投測到施工層，進而測量出各層控制線和細部線。高程豎向測量常采用鋼尺豎向測量法、全站儀天頂測距法、全站儀三角高程測量法和GNSS高程測量法等方法。[11-8]高層建筑工程監(jiān)測項目有哪些？答：高層建筑變形監(jiān)測的項目有：①監(jiān)測結構的空間定位與變形；②監(jiān)測高層建筑結構擺動；③建筑物撓度變形觀測；④壓縮變形監(jiān)測；⑤監(jiān)測建筑物整體沉降和差異沉降；⑥監(jiān)測日照、地球自轉、風力、溫差、施工振動等多種因素的影響作用。[11-9]利用激光點云對建筑結構進行精細測量與傳統(tǒng)測量有何差異？試從測量方法及測量精度等方面對比分析。答：激光掃描是直接對建筑三維形態(tài)進行掃描，通過分析點云數(shù)據(jù)獲取建筑結構的尺寸、形變及相對位置關系；傳統(tǒng)測量主要以建筑結構特征點為目標，通過全站儀、水準儀及GNSS接收機等進行建筑結構分析。在測量精度上，兩者最高都可達到最高亞毫米級精度。[11-10] 簡述利用三維激光掃描點云進行異形建筑三維模型重構的一般方法思路。答：利用三維激光掃描的離散點云模型進行異形建筑模型重構時，一般需要將點云依據(jù)構件的形態(tài)進行分割，將點云分割為簡單幾何體形態(tài)構件（如圓柱、正方體、球、單一空間曲面等），再依據(jù)局部形態(tài)進行特征擬合與幾何體重構，最后將局部特征組合構成整體模型。[11-11] 對古建筑進行三維數(shù)字化測量時候，布設控制網(wǎng)的目的是什么？簡述古建筑數(shù)字化布設控制網(wǎng)的一般原則及常用方法。答：古建筑三維數(shù)字化測量時，布設控制網(wǎng)的目的主要是為古建筑三維數(shù)據(jù)采集提供坐標基準，提高點云數(shù)據(jù)的配準精度?？刂凭W(wǎng)布設的一般原則為：點位盡量精簡，能夠控制主要掃描連接站，易于保存和量測，檢核方便。常用的方法包含GNSS靜態(tài)控制測量、導線及水準測量等控制測量方法。[11-12] 建筑文化遺產(chǎn)數(shù)字化測量的一般流程是什么？主要包含哪些數(shù)字化成果，簡述其中三種類型及其制作過程。答：建筑文化遺產(chǎn)數(shù)字化測量一般遵循踏勘、數(shù)字化方案設計與數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)后處理及成果提交幾個階段。踏勘階段主要確立數(shù)字化對象概況（體量、測量精度、坐標系、成果形式等相關要求），然后設計數(shù)字化方案，在方案設計完成后進行外業(yè)數(shù)據(jù)采集，內業(yè)處理包含點云去噪、拼接、精簡、分割及三維建模分析等內容。常見的文化遺產(chǎn)數(shù)字化成果種類很多，例舉三種即可：點云模型：由三維原始掃描點云通過去噪、拼接及融合生成完整目標的空間離散點云模型，是進行空間分析瀏覽量測和建模的基礎。正射影像圖：通過模型或者點云采用正投影的方式按照一定分辨率投影到指定投影面上生成，為分析量測基礎圖，也可以依據(jù)它生成其它線畫圖。線畫圖：包含平面圖，立面圖，剖面圖等，其中平面圖可以通過直接測量，從點云模型切割勾繪等方法來完成，立面圖可以通過從三維模型，正攝影像或者直接量測方法進行勾繪；剖面圖則可以通過切割點云，三角網(wǎng)模型或者大木結構模型來制作。一般情況下線畫圖通過幾種方法組合生成。NURBS曲面模型：又稱大木結構模型，通過點云模型切割成具構件，然后依據(jù)不同構件分割成簡單曲面并通過曲面連接起來構成。三角網(wǎng)模型：在生成點云模型基礎上將目標點云分割去噪并構建空間拓撲關系生成不規(guī)則三角網(wǎng)模型。偏移分析圖：一般針對古建變形，通過切割支撐結構的點云，