《工程测量学》PPT课件.ppt

第五章工程测量学 海洋科学学院海洋信息工程系 沈蔚博士shen 空间测量与制图4209903 第一节工程测量概述第二节工程建设各阶段的测量工作第三节工程测量的仪器和方法第四节工程控制网的布设第五节施工放样与设备安装第六节工程变形监测与预报第七节不动产测绘第八节工程测量学实践第九节工程测量学的发展 本章内容 什麽是工程测量 一个例子 第一节工程测量概述 什么是工程测量 以隧道工程为例 什么是工程测量 以隧道工程为例 1 历史悠久公元前二十七世纪建设的埃及大金字塔我国早在二千多年前的夏商时代夏禹治水秦代李冰父子领导修建的都江堰水利枢纽工程北宋时沈括治理汴渠马王堆汉墓出土的地图 地形图 驻军图和城邑图 公元前十四世纪幼发拉底河与尼罗河流域土地边界的划分测量我国的地籍管理和土地测量四大发明之一的指南针有二千多年历史 对矿山测量等勘测的贡献战争的促进 著名的军用道路战国时期秦始皇修建的千八百里直道古罗马构筑的兵道218年欧洲修建的通向意大利的 汉尼拨通道 万里长城 工程测量学的发展概况 2 近现代大发展三次技术革命50年代 大型工程建设的需要60年代 空间技术的发展70年代 巨型实验室20世纪末 工程测量的外延和内涵不断扩展 工程测量学的发展概况 测绘学是一个古老而现代的学科 测绘学是高科技学科测绘学属于信息学科测绘学有三个国家级重点学科 测绘工作是一个普通而广泛的职业 德国 巴伐利亚州有8000人在测绘部门工作 全国平均每1000人中就有一人在测绘部门工作比利时王子洛朗娶的平民美女克莱尔 库布斯是一名土地测量员 与测绘有关的名人知多少 林肯 华盛顿 拿破伦 赫鲁晓夫 勃列日涅夫作过测量员李瑞环是工民建专业温家宝是地质测量和找矿专业 测绘界的院士知多少 夏坚白 王之卓 方俊陈永龄 陈俊勇 刘先琳李德仁 宁津生 刘经南许厚泽 魏子卿 王家耀王任享 高俊 张祖勋许其凤 叶淑华 定义一 工程测量学是研究各项工程在规划设计 施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科 定义二 工程测量学主要研究在工程建设各个阶段所进行的地形和有关信息的采集和处理 施工放样及设备安装 变形监测分析和预报等的理论 方法和技术 以及研究对测量和工程有关的信息进行管理和使用的学科 定义三 工程测量学是研究地球空间 包括地面 地下 水下 空中 中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论 方法和技术的一门应用性学科 工程测量学的定义 广义工程测量学 苏黎世高等工业大学马西斯教授指出 一切不属于地球测量 不属于国家地图集的陆地测量 和不属于公务测量的应用测量 都属于工程测量 工程测量的任务 为工程建设提供测绘保障 满足工程各种需要 工程测量的分类 总的来说 以工程建筑为对象的工程测量 以机器和设备为对象的工业测量技术方法上可分为 普通工程测量精密工程测量 按工程建设阶段划分 工程建设规划设计阶段的测量工作 工程建设施工阶段的测量工作 工程建设运营管理阶段的测量工作 建筑工程测量水利工程测量军事工程测量海洋工程测量地下工程测量三维工业测量铁路工程测量公路工程测量管线工程测量 输电线路 输油管道 桥梁工程测量隧道工程测量港口工程测量城市建设测量 按服务对象划分 学科地位 测绘学的二级学科 大地测量学 天文大地测量 几何大地测量 物理大地测量空间大地测量 卫星大地测量 海洋大地测量 工程测量学 地形测量 矿山测量 施工放样 变形监测 不动产地籍与土地管理 航空摄影测量与遥感学 地图制图学 地理信息系统 工程 1 工程测量中的地形图测绘1 1万至1 10万的国家地形图系列 1 2000 1 5000的局部性或带状地形图 1 500 1 1000乃至更大比例尺的地形图 竣工图或专题图 水下 含江 河 库 湖 海等 地形测绘和各种纵横断面图 2 工程控制网布设及优化设计测图控制网 施工控制网 变形监测网和安装控制网 纯测角网 边角网 导线网 GPS网 3 施工放样技术和方法 点 线 面 体的放样 工程测量学的主要内容 4 工程的变形监测分析和预报 多学科的交叉领域5 工程测量的通用和专用仪器经纬仪 水准仪 全站仪 GPS接收机 测方向 角度 距离 高差 坐标差等几何量 测量机器人 专用仪器 基维线测量 准直测量 距离测量 高程测量 倾斜测量 三维激光扫瞄仪 6 工程测量学中的误差及测量平差理论最小二乘法 稳健估计 工程测量学的主要内容 第一章绪论第一篇工程测量学的基本理论 方法与技术第二章工程建设中的测量工作与信息管理第三章工程控制网布设的理论与方法第四章工程测量学的仪器与方法第五章工程建设中的地形图测绘第六章工程建筑物的施工放样第七章工程建筑物的变形监测第八章工业设备的安装和检校测量第二篇典型工程的测量和实践第九章线状工程测量第十章桥梁工程测量第十一章水利工程测量第十二章工业与民用建筑测量第十三章地下工程测量第十四章大型粒子加速器中的精密测量第十五章展望 体系结构 常规地面测量技术 卫星定位技术 GPS 影像技术 水下地形测量技术 特种量测技术 信息管理技术 工程测量常用的技术 工程测量学与相邻学科和课程的关系 大地测量学是基础小比例尺的地形图系列 数字或电子地图 地图制图学中 小小比例尺的地形图生产 航空摄影测量和遥感误差理论 测量平差 数理统计高等数学 级数 微积分 微分方程物理学 电磁波传播 力学 光学土建工程 机械工程 工程地质 水文地质和环境地质方面的知识数据处理 图形图像处理 建立信息系统以及基于知识的专家系统都离不开计算机科学与技术方面的知识国内外的学术交流要有较好的人文管理方面的知识 还要学一至二门外语 具有较好的听 说 阅读理解乃至思维能力 工程建设规划设计阶段工程建设施工阶段 工程建设运营管理阶段 第二节工程建设各阶段的测量 工程建设规划设计阶段 提供地形资料 配合地质勘探和水文观测数据进行测量 以长江三峡水利枢纽工程为例 三峡大坝工程 三峡大坝工程 工程建设施工阶段 按照设计要求 在实地准确地标定出建筑物各部分的平面和高程的测量作为施工和安装的依据 工程建设运营管理阶段 工程竣工后为监视工程状况 保证安全 进行周期性的重复测量 观测其变形情况 第三节工程测量的仪器和方法 测量和放样 都是使用工程测量的仪器和方法通过获得角度 距离 高差等观测量来实现的 图1 8早期游标经纬仪 图1 9水准仪 全站仪 测量机器人 测量机器人在上海磁浮铁路 陀螺仪 绕一个支点高速转动的刚体称为陀螺 top 利用陀螺的力学性质所制成的各种功能的陀螺装置称为陀螺仪 gyroscope 惯性导航仪 通过测量物体的加速度 惯性 并自动进行积分运算 获得物体瞬时速度和瞬时位置数据的技术 惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪 又称惯性导航组合 3个自由度陀螺仪用来测量飞行器的3个转动运动 3个加速度计用来测量飞行器的3个平移运动的加速度 Cyrax2500 3D激光扫描仪 地面三维激光扫描 TerrestrialLaserScanner TLS 技术又称 实景复制技术 它以激光作为测量的载体 以扫描的方式直接