工程测量相关培训课件

工程测量培训课件第一章：工程测量概述工程测量的定义与作用工程测量是研究工程建设在规划设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。它为工程建设提供精确的空间位置、尺寸和形状信息，是保证工程质量和安全的重要技术手段。测量学的主要分支测量学包括大地测量学、摄影测量学、工程测量学、地图制图学等分支。每个分支都有其特定的研究对象和应用领域，共同构成了完整的测量科学体系。工程测量的实际应用测量基准与坐标系统地球形状与大小地球是一个不规则的椭球体，赤道半径约6378千米，极半径约6357千米。为了测量和计算的需要，我们采用旋转椭球体作为地球的数学模型。大地坐标系大地坐标系是以参考椭球面为基准面建立的坐标系统，包括大地经度、大地纬度和大地高程三个要素。我国现行采用2000国家大地坐标系（CGCS2000）。高程系统高程是地面点沿铅垂线方向到大地水准面的距离。我国采用1985国家高程基准，以青岛验潮站1952-1979年的黄海平均海面作为高程零点。平面直角坐标系测量误差及其处理01误差的分类与来源测量误差分为系统误差、偶然误差和粗差三类。系统误差具有规律性可消除，偶然误差符合统计规律，粗差是由于操作失误产生的异常值必须剔除。02误差传递定律当观测值存在误差时，由其计算的函数值也会产生误差。掌握误差传递规律，可以合理设计测量方案，选择最优的观测方法和计算公式。03精度评定标准常用中误差、相对误差、极限误差等指标评定测量精度。通过统计分析和平差计算，确保测量成果满足工程建设的精度要求。质量控制方法第二章：水准测量基础水准测量原理水准测量利用水准仪提供的水平视线，读取竖立在两点上的水准尺读数，测定两点间的高差，进而推算点的高程。这是高程测量中最精确的方法。水准仪的构造水准仪主要由望远镜、水准器和基座三部分组成。望远镜提供水平视线，水准器用于整平仪器，基座连接三脚架。自动安平水准仪通过补偿器实现自动整平。使用技巧要点仪器安置要稳固，避免震动前后视距应大致相等，消除误差读数时视线要清晰，避免视差按规定的测量程序进行观测及时记录数据，做好检核水准测量是工程测量中应用最广泛的高程测量方法，广泛应用于建筑施工、道路工程、水利工程等领域的高程控制和施工放样。精准高差测量的关键水准测量要求严格的操作规范和细致的工作态度。每一次读数、每一个记录都关系到工程的精度和质量。熟练掌握水准仪的使用技巧，是每一位测量人员的基本功。水准测量实务操作仪器安置与整平选择坚实地面架设三脚架，粗平后连接水准仪，通后脚螺旋精确整平圆水准器气泡。整平是保证测量精度的第一步，必须认真细致。高差测量与计算在测站上读取后视尺和前视尺读数，计算高差。采用"后-前=高差"公式，后视读数大于前视读数为正高差，表示前点比后点高。闭合差调整水准路线测量完成后，计算闭合差并判断是否在允许范围内。若符合要求，按测站数或路线长度比例分配闭合差，进行平差计算。数据记录与检核采用专用水准测量记录手簿，按规定格式记录观测数据。每个测站都要进行计算检核，确保记录无误，发现错误及时重测。第三章：角度测量与经纬仪角度测量基本概念角度测量是确定地面点之间方向关系的基本测量工作。分为水平角测量和竖直角测量两类。水平角是两方向线在水平面上的投影所夹的角度，竖直角是视线与水平线的夹角。光学经纬仪结构经纬仪由照准部、水平度盘、竖直度盘和基座组成。照准部包括望远镜和水平度盘读数装置，可绕竖轴旋转。竖直度盘固定在横轴上，用于测量竖直角。读数方法与技巧光学经纬仪采用光学测微器读数，通过目镜观察度盘影像。读数时要注意度盘分划值，先读度数，再读分、秒值。电子经纬仪直接显示角度值，读数更加方便快捷。经纬仪操作实训要点对中与整平对中是使仪器中心与测站点位于同一铅垂线上，采用光学对中器或垂球对中。整平是使仪器竖轴铅垂，通过调节脚螺旋使水准管气泡居中。测回法观测测回法是消除仪器误差的基本观测方法。每个测回包括盘左和盘右两个半测回，通过变换度盘位置可以消除指标差等系统误差，提高测角精度。方向法观测当一个测站需要观测多个方向时，采用方向法更为高效。按顺时针方向依次观测各方向，归零后进行盘右观测，最后计算各方向的平均值。误差控制措施仪器整平要精确，避免竖轴倾斜误差照准目标要准确，瞄准目标中心读数要仔细，避免读错度盘多测回观测，按规范限差要求第四章：距离测量技术钢尺量距钢尺量距是传统的直接测距方法，适用于短距离测量。测量时需要进行尺长改正、温度改正和倾斜改正，以提高测距精度。钢尺量距精度可达1/10000至1/50000。视距测量视距测量利用经纬仪望远镜中的视距丝，读取水准尺上的读数差，根据视距测量公式计算距离。这种方法简便快速，适用于地形测量和低精度距离测量。电磁波测距电磁波测距仪通过发射和接收电磁波，测量电磁波往返时间来计算距离。具有测程远、精度高、速度快的优点，是现代工程测量的主要测距手段。现代测距仪器介绍1电子测距仪电子测距仪（EDM）采用红外光或激光作为载波，测距精度高达毫米级。配合反射棱镜使用，测程可达数公里，广泛应用于控制测量和工程测量。2全站仪系统全站仪集成了电子测距、电子测角和数据处理功能，可同时测量距离、水平角和竖直角，并自动计算坐标。配备数据采集器，实现测量数据的自动记录和传输。3精度影响因素气象条件（温度、气压、湿度）、仪器常数、反射棱镜质量等都会影响测距精度。进行精密测距时需要测量气象要素，进行大气改正和加乘常数改正。4工程应用案例全站仪在建筑施工放样、道路线形测设、桥梁施工控制、隧道贯通测量等工程中发挥重要作用，大幅提高了测量效率和精度，是现代工程测量不可或缺的仪器。第五章：定向测量与方位计算三种标准方向测量中常用三种标准方向：真子午线方向（指向地理北极）、磁子午线方向（指向磁北极）和坐标纵轴方向（投影后的方向）。不同方向之间存在子午线收敛角和磁偏角的差异。方位角的定义与分类方位角是从标准方向北端起，顺时针转到某一方向线的水平夹角，取值范围0°-360°。根据标准方向不同，分为真方位角、磁方位角和坐标方位角。坐标正反算根据一点坐标、方位角和距离，可以计算另一点坐标，称为坐标正算。根据两点坐标计算距离和方位角，称为坐标反算。这是测量计算中最基本的公式。罗盘仪的使用罗盘仪是测定磁方位角的仪器，主要由磁针、度盘和瞄准装置组成。适用于地质勘探、森林测量等精度要求不高的定向工作。使用时要远离铁磁物质干扰。第六章：控制测量基础平面控制网平面控制网是测定控制点平面位置的测量网，分为国家控制网和工程控制网。按精度分为一、二、三、四等和一、二、三级，等级越高精度越高。导线测量导线测量是建立平面控制网的基本方法，通过测量导线边长和转折角来确定点位。导线分为闭合导线、附合导线和支导线，闭合导线可以进行检核。高程控制网高程控制网通过水准测量建立，为地形测图和工程施工提供高程基准。分为国家水准网和工程水准网，按精度分为一、二、三、四、五等。精度评定控制测量完成后，要进行精度评定。计算导线闭合差、水准闭合差，判断是否在限差范围内。通过平差计算，求出最可靠的点位坐标和高程。GNSS测量技术概述01卫星定位系统原理全球导航卫星系统（GNSS）包括美国GPS、中国北斗、俄罗斯GLONASS和欧盟Galileo。通过接收多颗卫星信号，利用距离交会原理确定接收机的三维坐标。02数据采集流程GNSS测量包括控制点选择、接收机设置、静态或动态观测、数据下载等步骤。静态测量精度高，用于控制测量；动态测量效率高，用于地形测量和放样。03数据处理方法GNSS数据处理包括基线解算、网平差、坐标转换等步骤。通过专业软件进行处理，可以获得厘米级甚至毫米级的定位精度，满足各类工程测量需求。04RTK技术应用实时动态差分技术（RTK）通过基准站发送差分改正数，实现流动站的实时厘米级定位。广泛应用于施工放样、地形测量、变形监测等领域，大幅提高作业效率。精准定位，助力工程测量GNSS技术为工程测量带来了革命性的变化。无需通视、全天候作业、高精度定位，使得测量工作更加高效便捷。配合北斗系统的广泛应用，我国工程测量技术水平不断提升。第七章：地形图测绘基础地形图的基本要素地形图包括数学要素、地理要素和辅助要素。数学要素包括坐标系统、比例尺、图廓等；地理要素包括地物和地貌；辅助要素包括图名、图号、接图表等。比例尺与分类地形图比例尺是图上距离与实地距离之比。大比例尺地形图（1:500、1:1000、1:2000）用于工程设计，中比例尺（1:5000、1:10000）用于规划，小比例尺用于概略研究。地物的表示方法地物是地表各种固定物体，如房屋、道路、河流等。采用规定的符号表示，分为比例符号、非比例符号和半比例符号。符号设计要清晰、易识别、便于绘制。地貌的表示方法地貌是地表高低起伏的形态，采用等高线表示。等高线是地面上高程相等的点连成的闭合曲线。通过等高线的疏密和形状，可以判读地形的坡度和形态特征。大比例尺地形图测绘方法测图前的准备工作收集测区已有测绘资料，踏勘现场了解地形地物情况，布设图根控制点，准备测图工具和图纸。编制测图技术设计书，明确测图比例尺、等高距和精度要求。碎部点的选择碎部点是地物地貌特征点，包括地物角点、地貌变换点、坡度变换点等。选点要典型、适量，既能准确表示地形，又不过于密集。采用平面和高程联测方式测定碎部点坐标。经纬仪测绘法在测站上安置经纬仪，测定碎部点的方向、距离和高差，计算坐标和高程，展绘在图纸上。采用视距法测距，同时读取视距丝读数和竖盘读数，计算平距和高差。现代数字测图采用全站仪或RTK进行数字化测图，测量数据自动存储在采集器中，导入计算机后通过专业软件自动成图。数字测图效率高、精度高、易于更新维护。第八章：施工测量基本工作施工测量的任务施工测量是将设计图纸上的建筑物、构筑物的位置、形状、尺寸在实地标定出来，作为施工的依据。主要包括建立施工控制网、进行施工放样、进行竣工测量等工作。施工测量原则遵循"由整体到局部、先控制后碎部、高精度控制低精度"的原则。建立统一的施工坐标系统，合理布设控制网，确保各部分测量工作的协调一致。采用可靠的测量方法和多余观测，保证放样精度。放样基本内容施工放样包括点的平面位置放样和高程放样。平面位置放样确定点的x、y坐标，高程放样确定点的高程H。根据已知控制点，采用适当的放样方法，将设计点位标定在实地。常用放样方法直角坐标法、极坐标法、角度交会法、距离交会法等。直角坐标法适用于建筑方格网放样，极坐标法适用于全站仪放样，交会法适用于精度要求不高或通视困难的场合。建筑施工测量实务施工控制网布设建筑施工控制网分为平面控制网和高程控制网。平面控制网常采用建筑方格网或导线网，高程控制网采用水准网。控制网的布设要考虑施工场地条件、建筑物分布和施工进度安排。建筑方格网：适用于大型建筑群导线网：适用于狭长地带水准网：提供统一高程基准建筑物主轴线测设主轴线是建筑物定位和放样的基准线。根据设计图纸和控制点坐标，采用极坐标法或直角坐标法测设主轴线交点，然后延伸轴线。主轴线要定期复测，确保精度。变形测量技术建筑物在施工和使用过程中会发生沉降、倾斜、位移等变形。通过定期观测监测点的高程和平面位置变化，分析变形规律，为工程安全提供技术保障。第九章：工程变形监测技术变形监测的重要意义变形监测是保障工程安全的重要手段。通过监测建筑物、大坝、桥梁、隧道等工程的变形，及时发现异常情况，采取措施防止事故发生。监测数据为工程设计优化、施工工艺改进提供科学依据。沉降观测方法沉降观测采用精密水准测量方法，在建筑物上设置沉降观测点，定期测量其高程变化。观测精度要求高，需要使用高精度水准仪，采用固定路线和观测程序，保证观测成果的可比性。位移测量技术位移测量包括水平位移和垂直位移监测。采用全站仪、测量机器人、GNSS等仪器进行三维坐标测量。通过比较不同时期的坐标值，计算位移量和位移速率，分析变形趋势。自动化监测系统现代变形监测采用自动化监测系统，集成各类传感器、数据采集器、通信模块和分析软件，实现实时监测、自动报警。系统可远程控制，大幅提高监测效率和安全性。第十章：无人机摄影测量技术无人机系统组成无人机测绘系统由飞行平台、影像传感器、飞控系统、地面站和数据处理软件组成。飞行平台包括固定翼和多旋翼两类，多旋翼适合小范围精细测量，固定翼适合大面积测图。航空影像采集根据测图比例尺和精度要求，设计飞行航线和影像重叠度。一般航向重叠60-80%，旁向重叠30-60%。飞行过程中实时监控影像质量，确保覆盖完整、曝光适度、影像清晰。数据处理流程影像数据处理包括影像预处理、空中三角测量、密集匹配、生成正射影像和数字高程模型等步骤。采用专业摄影测量软件，自动化程度高，可快速生成各类测绘产品。4D产品与应用无人机测绘可生成数字正射影像（DOM）、数字高程模型（DEM）、数字线划图（DLG）、数字栅格图（DRG）等4D产品，广泛应用于地形测图、工程量计算、土地确权、环境监测等领域。测绘数据处理与CAD绘图数据整理与分析测绘外业完成后，要对原始数据进行检查、整理和分析。剔除粗差，进行必要的改正计算，统一坐标系统和高程基准。对数据质量进行评定，编写测量技术总结。CAD软件基础操作AutoCAD是工程测绘常用的绘图软件。掌握基本绘图命令（线、圆、多段线等）、编辑命令（复制、镜像、阵列等）、图层管理、标注和打印设置等功能。数字地形图绘制根据测绘数据和规范要求，在CAD中绘制地形图。先绘制控制点和坐标网格，然后根据碎部点数据展绘地物地貌。地物符号按国家标准绘制，等高线要光滑连续。专业测绘软件应用CASS、南方CASS等专业测绘软件在AutoCAD基础上增加了测绘专用功能，如坐标展点、等高线生成、土方计算、断面绘制等，大幅提高成图效率和质量。工程测量项目管理1测量方案编制根据工程特点和技术要求，编制详细的测量方案。包括测量任务、精度要求、采用的规范标准、仪器设备配置、人员组织、作业流程、质量控制措施、安全注意事项等内容。方案要具有可操作性。2现场组织协调测量工作涉及多个专业和施工单位，需要加强沟通协调。定期召开技术交底会议，明确各方职责。及时解决现场出现的技术问题，协调与其他专业的接口关系，确保测量工作顺利进行。3质量检查验收建立三级检查制度：作业组自检、项目部复检、上级单位抽检。检查内容包括原始记录、计算成果、图件质量等。按规范要求进行精度评定，编制质量检查报告，组织验收。4成果资料归档测量成果资料要完整、规范、清晰。包括技术设计书、原始记录、计算资料、图件成果、检查验收资料等。按档案管理要求整理装订，及时归档保存，便于查询利用。实训案例分享：施工控制网布设项目背景某大型住宅小区建设项目，占地面积约15公顷，包含12栋高层住宅楼和配套设施。为保证施工质量，需要建立精密的施工控制网，为各栋建筑物定位和施工放样提供基准。实施步骤①踏勘选点，布设控制点位；②采用全站仪进行导线测量，布设首级控制网；③建立建筑方格网作为施工控制网；④采用精密水准测量建立高程控制网；⑤编制控制网技术报告。问题与解决方案施工场地狭长，通视条件差。采用分区布网、增加导线点数的方法解决。部分控制点易被施工破坏，增设保护措施并建立点位恢复网。通过加密观测和严格平差，保证了控制网精度。该控制网精度满足规范要求，为后续各栋建筑物的定位放样提供了可靠基准。整个项目测量工作顺利完成，未出现因控制网问题导致的质量事故。实训案例分享：建筑物轴线放样放样流程熟悉设计图纸，计算主轴线交点坐标根据施工控制点，采用极坐标法放样主轴线交点检查放样精度，进行必要的调整延伸主轴线，放样各条次轴线在轴线上标注轴线编号和定位尺寸将轴线引测到基础侧壁或建筑物外精度控制措施采用高精度全站仪进行放样对重要轴线点采用多种方法检核轴线放样后进行闭合检查定期复测轴线，防止点位移动做好轴线点的保护和恢复工作现场实操经验轴线放样要在基础施工前完成，放样点位要稳固可靠。大型建筑物应分区分段放样，及时检核，发现问题及时处理。做好技术交底，确保施工单位正确使用轴线。常用测量仪器维护与校验水准仪维护要点使用前检查气泡是否居中、望远镜是否清晰。使用中轻拿轻放，避免震动。存放时保持干燥，定期清洁镜头和气泡管。每季度进行i角检验，确保视准轴与水准管轴平行。经纬仪维护要点检查各轴系是否灵活，水准管气泡是否正常。定期进行2C检验（竖盘指标差）和照准部偏心差检验。光学部件要保持清洁，避免划伤镜面。长期存放时放置在干燥通风处。全站仪维护要点避免阳光直射和雨淋，注意防尘防潮。电池要及时充电，避免过度放电。棱镜要保持清洁，避免磨损。定期检查测距加乘常数、竖盘指标差等参数。固件及时更新，保持最佳工作状态。仪器校验周期根据规范要求，测量仪器应定期送检。一般水准仪、经纬仪每年检验一次，全站仪每半年检验一次。使用频繁或精度要求高的仪器，检验周期应适当缩短。建立仪器档案，记录检验结果。测量安全与职业道德现场安全注意事项进入施工现场必须佩戴安全帽在道路上作业要设置警示标志高处作业要系好安全带夜间作业要有充足照明恶劣天气避免户外作业注意用电安全和交通安全职业素养培养严谨认真的工作态度精益求精的工作作风团队协作的合作精神吃苦耐劳的敬业精神持续学习的进取意识诚实守信的职业操守规范与法规遵守严格执行国家测绘法律法规遵守测绘技术规范和标准保守国家秘密和商业秘密尊重知识产权，不抄袭成果坚持实事求是，不弄虚作假维护行业形象和职业声誉工程测量新技术展望智能测绘与自动化测量机器人、自动全站仪等智能化仪器实现无人值守自动观测。结合人工智能技术，实现数据自动处理、智能识别和质量检查。