《工程測量學》課件

《工程測量學》課程簡介本課程介紹工程測量學的基本原理和方法。內(nèi)容涵蓋測量誤差分析、測量儀器使用、地形圖繪制等。測量學基本概念測量學定義測量學是研究地球形狀、大小和重力場，以及地面點位和地面目標的空間位置，并將其精確地表示在圖紙或數(shù)字模型上的學科。測量學目的為各種工程建設、資源開發(fā)、環(huán)境保護、城市規(guī)劃、國防建設等提供基礎地理信息。測量學分類大地測量工程測量攝影測量遙感測量測量學基礎測量學的基礎是幾何學、三角學、誤差理論和測量儀器技術。測量誤差及其處理1誤差來源儀器誤差觀測誤差外界環(huán)境影響2誤差分類系統(tǒng)誤差隨機誤差粗差3誤差分析誤差計算誤差傳播規(guī)律4誤差處理誤差修正誤差補償誤差限差測量過程中不可避免地會產(chǎn)生誤差。了解誤差來源、分類、分析和處理方法，是保證測量結果準確可靠的關鍵。常用測量儀器經(jīng)緯儀測量水平角和垂直角。用于各種工程測量、地形測量和控制測量。水準儀測量高程差。用于測繪高程點、繪制地形圖和工程施工放樣。全站儀集成了經(jīng)緯儀、測距儀和數(shù)據(jù)處理功能。用于各種工程測量、地形測量和控制測量。卷尺測量長度。用于建筑工程測量、房屋測量和室內(nèi)設計。測量單位和量綱基本測量單位米（m）是長度的基本單位，千克（kg）是質(zhì)量的基本單位，秒（s）是時間的基本單位。這些基本單位構成國際單位制（SI）的基礎，確保測量結果的統(tǒng)一和可比性。常用測量單位在工程測量中，除了基本單位外，還使用一些常用的導出單位，如平方米（m2）表示面積，立方米（m3）表示體積。角度的單位通常為度（°）、分（′）和秒（″），在一些特殊情況下也使用弧度（rad）表示。角度測量1角度的概念角度是兩條相交直線之間形成的夾角，用度、分、秒表示。角度測量是工程測量的重要組成部分。2角度測量儀器常用的角度測量儀器包括經(jīng)緯儀、全站儀和水準儀，它們可以精確測量水平角和垂直角。3角度測量方法常用的角度測量方法包括方向測量、角度交會測量和距離交會測量，這些方法適用于不同的工程測量場景。長度測量1測量工具鋼卷尺、測距儀2測量方法直接測量、間接測量3精度要求工程精度、地形圖精度長度測量是工程測量中最基本、最常用的測量工作，對各種工程建設都具有重要意義。高程測量定義高程測量是測定地面點高程的測量工作。它是工程測量的重要組成部分，為工程建設、地形測繪等提供必要的高程數(shù)據(jù)。方法常用的高程測量方法包括水準測量、三角高程測量和GPS高程測量等。這些方法各有優(yōu)缺點，應根據(jù)實際情況選擇合適的測量方法。應用高程測量在工程建設、地形測繪、地質(zhì)勘探、水利工程等領域具有廣泛的應用，為工程設計、施工和管理提供重要的依據(jù)。距離測量測距原理距離測量是工程測量的重要內(nèi)容之一，利用各種測距儀器和方法，精確測量兩點之間的距離。常用測距方法常用的測距方法包括：鋼尺丈量、經(jīng)緯儀測距、全站儀測距和GPS測距等，各有優(yōu)缺點。距離測量精度距離測量的精度取決于所采用的儀器、測量方法和環(huán)境因素，通常要求達到厘米級或毫米級精度。距離測量應用距離測量在工程建設、土地管理、資源勘探、城市規(guī)劃、國防建設等領域發(fā)揮著重要作用。水平角測量1觀測目標確定目標方向2測量儀器經(jīng)緯儀、全站儀3觀測方法方向觀測法4數(shù)據(jù)處理計算水平角值水平角測量是工程測量的重要內(nèi)容之一。通過測量水平角，可以確定目標點之間的方位關系，為后續(xù)的工程設計和施工提供基礎數(shù)據(jù)。水準測量1水準測量儀器水準儀、水準尺2測量原理利用水準儀視線水平，測定兩點間的高差3測量步驟安置儀器、對中、整平、瞄準水準尺、讀數(shù)4數(shù)據(jù)處理計算高差、確定高程水準測量是工程測量中一種重要的測量方法，廣泛應用于地形圖測繪、工程施工放樣、地籍測繪等領域。水準測量精度較高，可用于確定兩點間的高差，并根據(jù)已知點的高程計算未知點的高程。面積測量1基本概念面積測量是指確定平面圖形或曲面圖形的面積大小。2測量方法平面圖形面積計算坐標法圖解法數(shù)字化測量3應用領域面積測量廣泛應用于土地管理、工程建設、資源調(diào)查等領域。體積測量體積測量是工程測量學的重要內(nèi)容，它涉及計算土方工程量、材料消耗量等。1計算方法常用方法包括截面積法、平均斷面法、體積公式法等。2數(shù)據(jù)采集利用水準測量、GPS測量等獲取地形數(shù)據(jù)。3數(shù)據(jù)處理對采集數(shù)據(jù)進行整理、計算、分析。路線測量路線測設路線測設是路線工程的起始階段，它是在設計圖紙的基礎上，將路線的幾何要素和位置信息在實地準確地標定出來，以便于施工。路線測量控制為了保證路線測設的精度，需要建立測量控制網(wǎng)，包括水準網(wǎng)和導線網(wǎng)，作為測量工作的基礎和依據(jù)。路線測量精度路線測量精度直接影響著路線工程的施工質(zhì)量和使用效果，因此需要根據(jù)路線等級、工程性質(zhì)等因素，確定相應的測量精度要求。路線測量方法路線測量方法多種多樣，包括傳統(tǒng)測量方法，如經(jīng)緯儀法、水準儀法等，以及現(xiàn)代測量技術，如全站儀、GPS等。地形圖測量1數(shù)據(jù)采集利用全站儀、GPS等儀器采集地形數(shù)據(jù)，包括點位坐標、高程等信息。地面控制測量地形點測量水系測量地物測量2數(shù)據(jù)處理對采集的數(shù)據(jù)進行處理和整理，生成地形數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)校正數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)編輯3成果繪制利用專業(yè)的繪圖軟件，將地形數(shù)據(jù)文件繪制成地形圖。地形圖符號比例尺選擇地圖要素繪制測繪技術概述11.測繪技術定義測繪技術是指測量、計算和繪制地球表面及相關地物信息的科學技術。22.測繪技術分類測繪技術主要分為大地測量、工程測量、地圖制圖、遙感技術、地理信息系統(tǒng)等。33.測繪技術應用測繪技術廣泛應用于城市規(guī)劃、基礎設施建設、土地管理、自然資源勘查、環(huán)境監(jiān)測等領域。44.測繪技術發(fā)展隨著科技的進步，測繪技術不斷發(fā)展，出現(xiàn)了GPS、無人機、遙感等新技術，為測繪工作提供了更加高效、精準的工具。全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星網(wǎng)絡GPS系統(tǒng)由31顆衛(wèi)星組成，環(huán)繞地球運行，提供全球定位服務。接收機GPS接收機接收來自衛(wèi)星的信號，計算位置、速度和時間信息。導航應用GPS技術廣泛應用于導航、地圖、測繪、地理信息系統(tǒng)等領域。大地測量地球形狀和大小地球是一個不規(guī)則的橢球體，大地測量學研究地球的形狀、大小和重力場。空間大地測量利用人造衛(wèi)星等空間技術，精確測定地球的形狀、大小和重力場。地圖繪制將地球表面投影到平面地圖上，用于展示地理位置和地形地貌。全球定位系統(tǒng)利用衛(wèi)星信號，實現(xiàn)對地面目標的精確定位，廣泛應用于導航、測繪等領域。攝影測量空中攝影使用飛機或無人機拍攝地面照片，獲取地理信息數(shù)據(jù)。主要用于地形測繪、城市規(guī)劃等方面。三維模型構建通過多張照片的幾何關系和影像信息，構建出精確的三維模型，可用于虛擬現(xiàn)實、數(shù)字城市等領域。地形圖制作根據(jù)攝影測量數(shù)據(jù)，制作高精度的地形圖，用于工程建設、資源勘探等方面。遙感技術遙感技術的應用遙感技術可以廣泛應用于地質(zhì)勘探、環(huán)境監(jiān)測、資源管理等領域。它提供了一種非接觸式的測量方式，可以快速獲取大量信息。技術發(fā)展趨勢隨著科技的進步，遙感技術不斷發(fā)展，形成了多種類型，例如航空遙感、衛(wèi)星遙感和無人機遙感。這些技術的應用范圍不斷擴大，對人們的生活產(chǎn)生了重大影響。工程施工放樣1確定工程位置根據(jù)設計圖紙，確定工程在實際地面的位置。2放樣控制點在施工現(xiàn)場建立控制點，作為施工放樣的基準。3精確標定將設計圖紙上的尺寸、形狀、位置等信息精確地轉(zhuǎn)移到實際地面上。4檢查驗收對放樣結果進行嚴格檢查，確保施工質(zhì)量。放樣是工程建設的重要環(huán)節(jié)，直接影響到工程質(zhì)量和安全。放樣過程中要遵循嚴格的規(guī)范和操作規(guī)程，確保放樣的精度和可靠性。地籍測繪1土地權屬調(diào)查確定土地權屬界線，明確各宗地所有權人。確定土地所有權和使用權，進行土地登記和管理。2土地面積測量測繪土地的面積和形狀，為土地登記和稅收提供依據(jù)。進行土地資源管理和利用，制定土地規(guī)劃。3地籍圖繪制繪制地籍圖，反映土地權屬界線、土地面積、地物地貌等信息。為土地管理和規(guī)劃提供圖紙資料，輔助進行土地開發(fā)和建設。航道測量水深測量航道測量首先要進行水深測量，確定航道的水深變化情況，以保證船舶安全航行。航道寬度測量航道寬度測量是確定航道寬度和航道中心線的位置，以保證船舶順利通過。航道走向測量航道走向測量是指測量航道走向和曲率，以保證船舶安全航行。水流測量水流測量是指測量航道的水流速度和方向，以了解水流對船舶航行的影響。礦山測量礦山測量是工程測量的重要組成部分，應用于礦山開采的全過程。1勘探階段礦山資源勘探2開采階段礦體邊界測量、開采設計、施工放樣、爆破測量3運輸階段礦石運輸路線測量4安全監(jiān)測邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測礦山測量涉及地形測繪、礦體測量、開采測量、安全監(jiān)測等多個方面，保障礦山安全高效開采。隧道測量1隧道軸線測量控制隧道方向和位置。2斷面測量確定隧道橫斷面尺寸和形狀。3高程測量確定隧道縱斷面高程和坡度。4變形監(jiān)測監(jiān)測隧道施工過程中的變形情況。隧道測量是工程測量的重要組成部分。它在隧道設計、施工、運營和維護中發(fā)揮著至關重要的作用。橋梁測量橋梁測量是工程測量的重要組成部分，涵蓋橋梁建設的各個階段，從規(guī)劃設計到施工放樣，再到竣工驗收。1橋梁設計收集地形地貌數(shù)據(jù)，確定橋梁位置和結構形式。2施工放樣將設計圖紙轉(zhuǎn)化為實地坐標，精確控制橋梁的幾何位置和尺寸。3橋梁監(jiān)測對橋梁結構進行定期監(jiān)測，評估其安全性和穩(wěn)定性。4竣工測量確認橋梁工程的實際尺寸和形狀是否符合設計要求。房屋測量1房屋基礎測量精確測量房屋基礎尺寸和位置，確保建筑物的穩(wěn)固和安全?；A尺寸測量基礎標高測量2房屋主體結構測量測量房屋主體結構尺寸，包括墻體、樓板、梁柱等，確保建筑物的尺寸和形狀符合設計要求。墻體尺寸測量樓板厚度測量梁柱尺寸測量3房屋內(nèi)部空間測量測量房屋內(nèi)部空間尺寸，包括房間面積、門窗尺寸、管線位置等，方便家具擺放和裝修設計。房間面積測量門窗尺寸測量管線位置測量各行業(yè)測量案例分析1建筑工程測量建筑工程測量是工程測量的重要組成部分，包括建筑物定位、放樣、竣工測量等。2道路工程測量道路工程測量涉及路線測量、橫斷面測量、高程測量等，用于道路設計、施工和養(yǎng)護。3橋梁工程測量橋梁工程測量包括橋位測量、橋墩基礎測量、橋梁結構測量等，對橋梁安全至關重要。4水利工程測量水利工程測量主要包括水文測量、水庫測量、水利樞紐測量等，為水利工程建設提供數(shù)據(jù)支持。測量儀器發(fā)展趨勢智能化測量儀器越來越智能化，集成了多種傳感器、通信技術和智能算法，提高了測量效率和精度。小型化測量儀器向小型化、輕便化發(fā)展，便于攜帶和操作，適合各種復雜環(huán)境的測量。網(wǎng)絡化測量數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡進行傳輸和共享，實現(xiàn)遠程操控和實時監(jiān)測，提高了測量效率和信息共享。精準化測量儀器的精度不斷提高，滿足各種工程項目對高精度測量的需求，保證工程建設的質(zhì)量和安