資料課件講義工程測量

1、工 程 測 量 學(xué) 章緒 論主講人：張正祿2007-5-91主 要 內(nèi) 容 和 重 點(diǎn)12什么是工程測量學(xué)？為什么要學(xué)工程測量學(xué)？2007-5-923如何學(xué)工程測量學(xué)？重 點(diǎn)：什么是工程測量學(xué)？友情提示！重點(diǎn)難點(diǎn)需要掌握點(diǎn)工程測量學(xué)在測繪學(xué)中的定位和研究1.1應(yīng)用領(lǐng)域1.1.1定義一：工程測量學(xué)是研究各種工程在規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)運(yùn)營管理階段所進(jìn)行的各種測量工作的學(xué)科。2007-5-93定義二：工程測量學(xué)主要研究在工程、工業(yè)和城建設(shè)各個階段所進(jìn)行的地形和有關(guān)信息的采集和處理，施工放樣、設(shè)備安裝、變形監(jiān)測分析和預(yù)報等的理論、方法和技術(shù)，以及研究對測量和工程有關(guān)的信息進(jìn)行管理和使用的學(xué)科，它是測繪學(xué)

2、在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中的直接應(yīng)用。2007-5-94定義三：工程測量學(xué)是研究地球空間（包括地面、地下、水下、空中）中具體幾何實體的測量描繪和抽象幾何實體的測設(shè)實現(xiàn)的理論、方法和技術(shù)的一門應(yīng)用性學(xué)科。2007-5-95評價：定義一比較大眾化，易于理解。定義二較定義一更具體、準(zhǔn)確，且范圍更大定義三更加概括、抽象和科學(xué)。定義二、三除建筑工程外，機(jī)器設(shè)備乃至其它幾何實體都是工程測量學(xué)的研究對象，且都上升到了理論、方法和技術(shù)，強(qiáng)調(diào)工程測量學(xué)所研究的是與幾何實體相聯(lián)系的測量、測設(shè)的理論、方法和技術(shù)，而不是研究各種測量工作2007-5-96工程測量學(xué)的學(xué)科位置測繪學(xué)大地測量學(xué)工 程測量學(xué)攝影測量與遙感地圖制

3、圖學(xué)二級學(xué)科2007-5-97學(xué)科地位1.1.2學(xué)科交叉、學(xué)科綜合、學(xué)科細(xì)分。大地測量學(xué)：幾何、物理大地測量、空間大地測量、海洋大地測量測量）；工程測量攝影測量地圖制圖學(xué)；地理信息系統(tǒng)；不動產(chǎn)測繪（房地產(chǎn)測繪、地籍測繪60余所高校設(shè)有“測繪工程”本科專業(yè)）。2007-5-98研究應(yīng)用領(lǐng)域1.1.3測量儀器和方法線路、鐵路、公路工程測量地下建筑測量安全監(jiān)測2007-5-99 國際測量師聯(lián)合會（(FdrationInternationale des Gomtres FIG ）工程測量委員會四個工作組：測量方法和限差； 土石方計算；）變形測量；4）地下工程測量。一個特別組：變形分析與解釋2007-5

4、-910六個工作組1.2.術(shù)與方法；優(yōu)化；.變形測量；量信息系統(tǒng)；術(shù)在工程測量中的應(yīng)用； 子科技文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)。兩個專題組：1.2.專用測量儀器；工程測準(zhǔn)。2007-5-911工程測量國際學(xué)術(shù)討論會1988年前的專題：.5.據(jù)獲??；數(shù)據(jù)解釋、處理和應(yīng)用；高層建筑物和設(shè)備安裝測量； 地下和深層建筑物測量；環(huán)境和工程建筑物變形監(jiān)測。1992年的專題是：.測量理論與測案；測量技術(shù)和測量系統(tǒng)；信息系統(tǒng)和CAD；在建筑工程和工業(yè)中的應(yīng)用。2007-5-9121996年的專題：1.2.統(tǒng)；3.4.5.在工業(yè)和建筑工程中的質(zhì)量問題數(shù)據(jù)模型和信息系統(tǒng)；學(xué)科的大型工程項目。

5、2004年的專題：.大型工程測量項目；測量和數(shù)據(jù)處理技術(shù)； 監(jiān)測和風(fēng)險管理；阿爾卑斯山特長隧道2007-5-913工程測量學(xué)的研究、應(yīng)用領(lǐng)域很廣，涉及到大型工程項目，既有測量及其數(shù)據(jù)獲取、處理的理論、技術(shù)與方法；又有專用測量儀器的研制和信息系統(tǒng)的建立。既相對穩(wěn)定性，又不斷發(fā)展、與時俱進(jìn)。2007-5-914工程測量學(xué)的研究領(lǐng)域(面向工程建設(shè))工業(yè)測量 工程測量學(xué) 海洋測量 水利工程測量 2007-5-915工程測量學(xué)的內(nèi)容1.2 1.2.1按工程建設(shè)階段劃分工程測量按工程建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)和運(yùn)營管理三個階段分為“工程勘測”、“施工測量”和“安全監(jiān)測”，三個階段測繪1、規(guī)劃設(shè)

6、計階：主要是提供各種比例尺的地形圖，另外還要為工程地質(zhì)勘探，水文地質(zhì)勘探以及水文測驗等進(jìn)行測量。對于重要的工程區(qū)的穩(wěn)定性監(jiān)測。2007-5-916、建設(shè)施工階段：建立施工控制網(wǎng)，工程建筑物定線放樣，施工質(zhì)量控制，開挖與建筑方量測繪，工程竣工測量、變形觀測以及設(shè)備的安裝測量等。、運(yùn)營管理階段：工程建筑物的變形觀測：水平位移、沉陷、傾斜以及擺動等定期或持續(xù)監(jiān)測。建立工程進(jìn)管理、維護(hù)信息系統(tǒng)。2007-5-9171.2.2 按服務(wù)對象劃分按服務(wù)對象分：建筑工程測量、水利工程測量、線路工程測量、橋隧工程測量、地下工程的測量、海洋工程測量、軍事工程測量、三維工業(yè)測量，以及礦山測量、城市測系。個性、共性；

7、特殊和一般的關(guān)2007-5-918 1.2.3工程測量學(xué)的內(nèi)容主要內(nèi)容：模擬或數(shù)字的地形資料的獲取與表達(dá)；工程控制測量及數(shù)據(jù)處理；建筑物的施工放樣；大型精密設(shè)備的安裝和調(diào)試測量；工業(yè)生產(chǎn)過程的質(zhì)量檢測和控 制；工程變形及與工程有關(guān)的各種災(zāi)害的監(jiān)測分析與預(yù)報；工程測量專用儀器的研制與應(yīng)用；工程信息系統(tǒng)的建立與應(yīng)用等。2007-5-9191）地形圖測繪萬比例尺的國家基本地形圖。大型工程，往往還需要專門測繪1：5000比例尺的區(qū)域性或帶狀性地形在施工建設(shè)和運(yùn)營管理階段，往往需要用數(shù)字成圖法測繪1:1000 的地形圖或?qū)ｎ}圖。1:500乃至更大比例尺2007-5-920水下（含江、河、庫、湖、海等）地

8、形測繪和各種縱橫斷面圖測繪。各種比例尺的地形圖是工程信息系統(tǒng)的基1:1000的基本地形圖和城鄉(xiāng)地城市籍圖測繪屬于國家基本測繪范疇，與工程測量的關(guān)系密切。2007-5-921 2）工程控制網(wǎng)布設(shè)分為測圖控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、變形監(jiān)測網(wǎng)和安裝網(wǎng)的精度、可靠性、靈敏度和建網(wǎng)費(fèi)用等質(zhì)量準(zhǔn)則問題。絕大多數(shù)首級工程控制網(wǎng)都可采用GPS定位技術(shù)來與地面測量技術(shù)相結(jié)合、取長補(bǔ)短。無加密控制網(wǎng)的控制測量將走進(jìn)工程測量領(lǐng)域。精密工程控制網(wǎng)須進(jìn)行網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計。2007-5-9223）施工放樣技術(shù)和方法放樣。方法：方向交會法、距離交會法、方向距離交會法、極坐標(biāo)法、坐標(biāo)法、偏角法、偏距法等。儀器：常規(guī)的光學(xué)、電子經(jīng)準(zhǔn)儀、

9、全站儀，GPS技術(shù)、專用的和工具。施工放樣一體化、自動化。2007-5-9234）工程的變形監(jiān)測分析和預(yù)報物的變形及與工程有關(guān)的災(zāi)害監(jiān)測是工程變形分析和預(yù)報屬于多學(xué)科的交叉領(lǐng)域。變形監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè)；變形監(jiān)測技術(shù)，除常規(guī)的儀器和方法外，大量地使用各種傳感器和專用儀器。變形觀測數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容和方法：監(jiān)測網(wǎng)處理：參考點(diǎn)穩(wěn)定性分析，目標(biāo)點(diǎn)位移量計算。監(jiān)測點(diǎn)上的時間序列觀測數(shù)據(jù)處理方法。變形體的靜態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)、運(yùn)動態(tài)和動態(tài)模型。2007-5-9245）工程測量的儀器GPS、全站儀是工程測量的通專用儀器包括機(jī)械式、光電式及光機(jī)電（子）多傳感器集成式儀器或測量系統(tǒng)?；S線儀、引上）、自直測量儀器：有正錘、倒錘及

10、垂線觀測各種激光準(zhǔn)直儀、鉛直儀（向下、向及尼龍絲或金屬絲準(zhǔn)直測量系統(tǒng)等。在距離測量儀器：中長距離、短距離和微距離測量。ME5000、銦瓦線尺測距儀DISTINVAR、應(yīng)變儀DISTERMETER、雙頻激光干涉儀、CCD線列傳感器測量，距離測量精度從毫米、微米級進(jìn)入到納米級。2007-5-925高程測量：液體靜力水準(zhǔn)測量系統(tǒng)。 三維激光掃瞄儀：圖象工程測量?；旌蠝y量系統(tǒng)。高精度（亞毫米、微米乃至納米）、快速、遙測、無接觸、可移動、連續(xù)、自動記錄、微機(jī)控制等特點(diǎn)，可作精密定位測量、準(zhǔn)直測量，可測量坐標(biāo)、偏距、傾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，還可測量振動頻度以及物體的動態(tài)變化等。2007-5-92

11、66）工程測量學(xué)中的誤差及測量平差理論最小二乘法、模型誤差、非最小二乘估計：和有偏估計。、非參數(shù)估計、半?yún)?shù)估計；線性線性估計。2007-5-927工程測量學(xué)的結(jié)構(gòu)體系1.3“特殊與一般”、“縱向與橫向處理”相結(jié)合，指每一工程的特殊性，“一般”指各種工程的共性（一般性），對于性，進(jìn)行統(tǒng)一講解，而對于特殊性，則針對某一工程進(jìn)行具體描述?！翱v向處理 ，是指按工程建設(shè)的三個階段闡述測量工作的理論、方法和技術(shù)；“橫向處理”是指按典型工程分別進(jìn)行講述。2007-5-928本工程測量學(xué)特點(diǎn)：第一篇“工程測”中，分別工程建設(shè)中的測量工作與信息管理”、“工程控制網(wǎng)布設(shè)的理論與方“工程測量學(xué)的儀器與方法”、“工

12、程法建設(shè)中的地形圖測繪”、“工程建筑物的施工程建筑物的變形監(jiān)測”、“工工放樣業(yè)設(shè)備的安裝和檢校測量”，突出了該二級學(xué)科的基本理論、方法與技術(shù)，具有一般性，是縱向處理。這一篇也是測繪工程專業(yè)各選修方向的必學(xué)內(nèi)容；2007-5-929第二篇“典型工程的測量和實踐”則體現(xiàn)了各典型工程的特殊性，具有橫向結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn)，可根據(jù)各測繪工程專業(yè)和選修方向的特點(diǎn)選擇性地學(xué)習(xí)?！熬w論展望”前后相呼應(yīng)，既是鋪墊，又有總結(jié)，統(tǒng)領(lǐng)全書和指明本學(xué)科的發(fā)展方向。2007-5-930工程測量學(xué)的發(fā)展概況1.4工程測量學(xué)是一門歷史悠久的學(xué)科。公元前二十七世紀(jì)：埃及大金字塔。公元前十四世紀(jì)，在幼發(fā)拉底河與尼羅河流域進(jìn)行過土地邊界

13、劃分測量。公元前十五世紀(jì)意大利都靈保存的金礦巷道圖2007-5-931我國早在三千多年前的夏商時代的夏禹治陸行乘車，水行乘船，泥行乘），左準(zhǔn)繩，右規(guī)矩、載四時，以開九州，通九道，陂九澤，度九山?！边@里所記錄的就是當(dāng)時的工程勘測情景，準(zhǔn)繩和規(guī)矩就是當(dāng)時所用的測量工具，準(zhǔn)是可揆（kui）平的水準(zhǔn)器，繩是丈量距離的工具，規(guī)是畫圓的器具，矩則是一種可定平，可測長度、高度、深度和畫圓、畫矩形的通用測量儀器。2007-5-932秦代李冰父子領(lǐng)導(dǎo)修建的都江堰水利樞紐工程。京師之地比泗州凡高十，是水準(zhǔn)測量的結(jié)果。長沙馬王堆漢墓出土的地圖包括地形圖、駐軍圖和城邑圖三種，是目前世界上發(fā)現(xiàn)的最早的地圖。殷周時期的土

14、地測量，秦、漢的私田制。隋唐實行均田制，建立戶籍冊。宋朝按鄉(xiāng)登記和清丈土地，出現(xiàn)地塊圖。到了明朝洪武年間的土地大清丈，編制魚鱗圖冊（世界最早的地籍圖冊）。四大發(fā)明之一的指南針，從司南、指南魚算起，有二千多年的歷史。對礦山測量和其它工程勘測有很大的貢獻(xiàn)。2007-5-933量學(xué)的發(fā)展也受到了戰(zhàn)爭的促進(jìn)。公元前塹山堙谷，千八百里”直道，古前218年歐洲修建的通向意大利的“漢尼撥通道”等，都是著名的道路。工程測量學(xué)的發(fā)展在很長的一段時間內(nèi)是非常緩慢 的。直到二十世紀(jì)初，由于西方的第一、二次技術(shù) 革命和工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，工程測量學(xué)才受到人們的重視，并發(fā)展成為測繪學(xué)的一個重要分支。1964年國際測

15、量師聯(lián)合會（）為了促進(jìn)和繁榮工程測量，成立了工程測量委員會（第六委員會），從此，工程測量學(xué)在國際上作為一門獨(dú)立的學(xué)科開展活動。2007-5-934“廣義工程測量學(xué)”：“一切不屬于地球測量，不屬于國家地圖集范疇的地形測量和不屬于官方的測量，都屬于工程測量”。大型特種精密工程建設(shè)和對測繪提出的愈來愈高的要求是工程測量學(xué)發(fā)展的動力。2007-5-935長峽水利樞紐工程 圖1-1 長峽水利樞紐工程示意圖 2007-5-936隔河巖大壩外部變形觀測。北京正負(fù)電子30多公里的杭州灣大橋。高的上海東方明珠電視塔。長18.4km的秦嶺隧道等。國外的大型特種精密工程：德國漢堡的粒子加速器研究中心，1959年建的

16、同步加速器，直徑僅100m，1978年的正負(fù)電子儲存環(huán)，直徑743m，1990年的電子質(zhì)子儲存環(huán)，直徑2000m。2007-5-937歐洲原子核研究中心1990年建成的環(huán)形正8.6km、周長27km，整個工程位于百米深的地下。美國的超導(dǎo)超級對撞機(jī)，其直徑就長達(dá)27km，為保證橢圓軌道上的投影變形最小且位于一平面上，采用了一種雙重正形投影，所作的各種精密測量，均考慮了重力和潮汐的影響。2007-5-938德國的露天煤礦大型挖煤機(jī)開挖量動態(tài)測GIS技術(shù)相結(jié)合在大型特種工程中應(yīng)用的一個典型例子。大型挖煤機(jī)長140m，高65m，自重8000噸， 其挖斗輪的直徑達(dá)17.8m，每天挖煤量可達(dá)多萬噸。200

17、7-5-939南非某一核電站的冷卻塔高165m，直徑，在整個施工過程中，要求每一高與設(shè)計尺寸的限差小于50mm，在塔高方向上每10m的相鄰精度優(yōu)于10mm。阿爾卑斯山的哥特哈德特長雙線鐵路隧道長達(dá)57km，高聳建筑物方面，有人設(shè)想，在21世紀(jì)將建造2000m乃至4000m的摩天大廈。2007-5-940工程測量學(xué)與相鄰課程的關(guān)系 1.5理論基礎(chǔ)：幾何大地測；大地水準(zhǔn)面、重力異軌道運(yùn)動、GPS定位原理。常、垂線偏差；地圖制圖學(xué)：國家中、小比例尺的地形圖系列；建立工程或?qū)ｎ}信息系統(tǒng)，數(shù)字或電子地圖；攝影測量繪；城市基本圖、道路帶狀地形圖測近景攝影測量方法的應(yīng)用。2007-5-941工程測量學(xué)與其它

18、學(xué)科課程的關(guān)系2007-5-942誤差理論、測量平差、數(shù)理統(tǒng)計是工程測高等數(shù)學(xué)：微積分、微分方程；物理學(xué)：電磁波傳播、力學(xué)、光學(xué)等內(nèi)容；光、機(jī)、電（子）以及傳感器方面的基礎(chǔ)知識。土建工程、機(jī)械工程、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)方面的知識。2007-5-943計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)：海量數(shù)據(jù)處理、圖形圖像處理、信息系統(tǒng)以及基于知識的專家系統(tǒng)，軟件設(shè)計和編程能力，計算機(jī)軟硬件和網(wǎng)絡(luò)方面的知識。人文管理方面的知識：如為了加強(qiáng)國內(nèi)外的學(xué)術(shù)交流，一至二門外語具有較好的聽、說、閱讀理解乃至思維能力。2007-5-944參考文獻(xiàn)思考題1 工程測量學(xué)的研究內(nèi)容、服務(wù)對象是什么？2測繪科學(xué)和技術(shù)

19、的二級學(xué)科有那些？3 為什么說大型特種精密工程建設(shè)是工程測量學(xué)發(fā)展的動力？試舉例說明之。2007-5-945謝謝大家！2007-5-946第二章工程建設(shè)中的測量工作與信息管理2007-5-91第二章工程建設(shè)中的測量工作與信息管主要內(nèi)容工程規(guī)劃設(shè)計階段的測量工作工程施工建設(shè)階段的測量工作工程運(yùn)營管理階段的測量工作工程建設(shè)測量信息管理重點(diǎn)工程建設(shè)三階段中的測量工作 2007-5-922.1 工工程程規(guī)規(guī)劃劃設(shè)設(shè)計計階階段段的的測測量量工工作作工程都必須按照自然條件和 預(yù)期目的進(jìn)行選址和規(guī)劃設(shè)計。在此階段 的測主要是提供各種比例尺的地形圖供規(guī)劃設(shè)計人員進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計。 2007-5-932.1 工工程

20、程規(guī)規(guī)劃劃設(shè)設(shè)計計階階段段的的測測量量工工作作一、工業(yè)企業(yè)規(guī)劃設(shè)計階段的測量工作 面狀它所需的圖具有面狀特征，要進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計必須有設(shè)計底圖，而該階段測量工作的任務(wù)是向設(shè)計者所需的地形圖。一般來說：比例尺地形圖可用于規(guī)劃設(shè)計；比例尺地形圖可用于初步設(shè)計； 比例尺地形圖可用于施工設(shè)計；1：11：500比例尺地形圖可用于地形復(fù)雜、建筑物密集、精度要求較高的工業(yè)的施工設(shè)計。2007-5-942.1 工工程程規(guī)規(guī)劃劃設(shè)設(shè)計計階階段段的的測測量量工工作作二、線路規(guī)劃設(shè)計階段的測量工作 各種線型工程的測工基本是一的，但隨著地說明同有些差異。現(xiàn)以鐵路為例詳細(xì)的內(nèi)容和任務(wù)。鐵路規(guī)劃設(shè)計的程序，一般要經(jīng)過方案研究

21、、初測、初步設(shè)計、定測，施工設(shè)計等過程?？睖y工作分初測和定測階段進(jìn)行。2007-5-952.1 工工程程規(guī)規(guī)劃劃設(shè)設(shè)計計階階段段的的測測量量工工作作三、橋梁規(guī)劃設(shè)計階段的測量工作 ： 橋位平面程控制測量 橋址定線測量 測量流向測量 船筏走行線測量 鉆孔定位 2007-5-962.2 工工程程施施工工建建設(shè)設(shè)階階段段的的測測量量工工作作工程施工階段測量工作主要是按設(shè)計要 求將設(shè)計的建構(gòu)筑物位置、形狀、大小及高程在實地標(biāo)定來，以便進(jìn)行施工；另一方面作為施工質(zhì)量的監(jiān)督，還需進(jìn)行工程質(zhì)量監(jiān)理。 2007-5-972.2 工工程程施施工工建建設(shè)設(shè)階階段段的的測測量量工工作作一、施工測量工作 施工測工作程

22、序基 本上是一致的。主要的測量工作有： 制網(wǎng)的建立 施工放樣 竣工測量 2007-5-982.2 工工程程施施工工建建設(shè)設(shè)階階段段的的測測量量工工作作施工平面控制網(wǎng)的布設(shè)，應(yīng)根據(jù) 施工對象的不有所區(qū)別 ： 99格網(wǎng)的定義及其應(yīng)用 9邊角網(wǎng) 9GPS網(wǎng) 2007-5-992.2 工工程程施施工工建建設(shè)設(shè)階階段段的的測測量量工工作作施工放樣工作： 9 9施工放樣的原則與工序 ”“從整體到局部”、 “先控制后碎部9樣的主要內(nèi)容 放樣依據(jù)的選擇 即放樣已知點(diǎn)的選擇選擇放樣方法 計算放樣元素 2007-5-9102.2 工工程程施施工工建建設(shè)設(shè)階階段段的的測測量量工工作作二、監(jiān)理測量工作 在正式施工開始

23、時，對控制網(wǎng)進(jìn)行全面復(fù)測、檢查 驗收承包人的定線 驗收人測定的原始地面高程 對橋梁施工還需進(jìn)行橋梁下、上部結(jié)構(gòu)的施工放樣 的檢測 對每層路基的厚度、平整度、寬度、縱橫坡度進(jìn)行抽查，檢查施工單位的內(nèi)業(yè)資料是否真實 審批承包人提交的施工圖 2007-5-9112.3 工程營運(yùn)管理階段的測量工作量工 的主要任務(wù)是 工程建筑物的變形觀測在工程建筑物運(yùn)營期間，為了監(jiān)視其安全，了解其設(shè)計是否合理，驗證設(shè)和穩(wěn)計理論是否正確，需要定期對其位移、沉降、 傾斜以及搖擺等進(jìn)行觀測，稱為變形觀測。 2007-5-9122.3 工工程程營營運(yùn)運(yùn)管管理理階階段段的的測測量量工工作作作：9 建（構(gòu)）筑物變形測量工作工程建筑

24、物土工建筑物鋼筋混凝土建筑物9 工業(yè)設(shè)備安全運(yùn)營監(jiān)測9 地表沉降測量9 局部地區(qū)形變9 變形網(wǎng)的建立2007-5-9132.4 工工程程建建設(shè)設(shè)中中的的測測量量信信息息管管理理一、工程建設(shè)中測量信息管理的現(xiàn)狀 工程建設(shè)的各階段都存在著信息管 理問題現(xiàn)狀，我國工程建設(shè)中測量信息管理的加強(qiáng)測量信的管理，實現(xiàn)各種測量信息從采集、處理、更新到管理的一體化、自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化，是工程建設(shè)對測繪信息管理工作的新要求。 2007-5-9142.4 工工程程建建設(shè)設(shè)中中的的測測量量信信息息管管理理二、信息處理與管理 信息采集方法： 用測量儀器(經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀或全站儀)觀測，手息數(shù)據(jù)庫記錄，經(jīng)加工、

25、處理進(jìn)入工程測量信 通過數(shù)字自動或手動掃描采集； 用攝影測量方法獲取影像，通過計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行處理從而得到有關(guān)信息 2007-5-9152.4 工工程程建建設(shè)設(shè)中中的的測測量量信信息息管管理理二、信息處理與管理 9 信息傳輸99信息息加工9 信息分類一和面分類9 管理信息用兩種法：線分類法 必須建立一套管理標(biāo)準(zhǔn)，信息編 碼是信資源管理的重要組成部分。 2007-5-9162.4 工工程程建建設(shè)設(shè)中中的的測測量量信信息息管管理理三、信息系統(tǒng)設(shè)計 9 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 數(shù)據(jù)庫的邏輯模式設(shè)計 用戶權(quán)限的設(shè)計 索引文件的設(shè)計 中間文件或臨時文件的設(shè)計 視圖的設(shè)計 輸入輸出及界面設(shè)計 輸入設(shè)計 9 輸出設(shè)

26、計 2007-5-9172.4 工工程程建建設(shè)設(shè)中中的的測測量量信信息息管管理理四、工程信息管理系統(tǒng)及應(yīng)用 信息系統(tǒng) 地理信是一種以采集、貯存、管理、分析 和描述整個或部分地球表面（包括大氣層在內(nèi)） 與空分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。 2007-5-9182.4 工工程程建建設(shè)設(shè)中中的的測測量量信信息息管管理理四、工程信息管理系統(tǒng)及應(yīng)用 大壩管理綜合信息系統(tǒng)本結(jié)構(gòu)如下圖所示，包括數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)庫子 系統(tǒng)、大壩庫區(qū)地理信息子系統(tǒng)、大壩管理辦公自動化子系統(tǒng)、大壩信息發(fā)布子系統(tǒng)、大壩安全性評價子系統(tǒng)、工程和災(zāi)害虛擬仿真子系統(tǒng)。 各子系統(tǒng)的功能如下： 2007-5-9192.4 工工程程

27、建建設(shè)設(shè)中中的的測測量量信信息息管管理理大壩管理綜合信息系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)2007-5-9謝謝大家！2007-5-921第三章工程控制網(wǎng)布設(shè)的理論與方法2007-5-91第三章工程控制網(wǎng)布設(shè)的理論與方主要內(nèi)容 工程控制網(wǎng)的作用和分類 工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)和建立方法 工程控制網(wǎng)的質(zhì)量準(zhǔn)則 工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計 典型工程控制網(wǎng) 控制點(diǎn)的埋石與標(biāo)志 控制測量內(nèi)外業(yè)一體化重點(diǎn) 工程控制網(wǎng)的質(zhì)量準(zhǔn)則2007-5-923.1 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的分分類類和和作作用用3.1.1測量控制網(wǎng)的分類全球控制網(wǎng)國家控制網(wǎng)工程控制網(wǎng)2007-5-933.1 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的分分類類和和作作用用3.1.2工程控制網(wǎng)的

28、分類、作用和建網(wǎng)步驟一、分類用途分：控制網(wǎng)施工（測量）控制網(wǎng)變形監(jiān)測網(wǎng)安裝（測量）控制網(wǎng)2007-5-943.1 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的分分類類和和作作用用網(wǎng)點(diǎn)性質(zhì)一維網(wǎng)（或稱、高程）二維網(wǎng)（或稱平面網(wǎng)）2007-5-953.1 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的分分類類和和作作用用網(wǎng)形三角網(wǎng)導(dǎo)線網(wǎng)混合網(wǎng)方格網(wǎng)2007-5-963.1 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的分分類類和和作作用用施測方法測角網(wǎng)測邊網(wǎng)：GPS網(wǎng)2007-5-973.1 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的分分類類和和作作用用坐標(biāo)系和基準(zhǔn)：附合網(wǎng)獨(dú)立網(wǎng)約束網(wǎng)）經(jīng)典自由網(wǎng)自由網(wǎng)2007-5-983.1 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的分分類類和和作作用用其他標(biāo)

29、準(zhǔn)首級網(wǎng)專用網(wǎng)（如道控建筑方格網(wǎng)、橋梁控制網(wǎng)等）2007-5-993.1 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的分分類類和和作作用用二、作用全局、提供基準(zhǔn)和控制測量誤差積累的作用。三、建網(wǎng)步驟（略）遵量學(xué)的原理，如：有坐標(biāo)系和基準(zhǔn)要構(gòu)成網(wǎng)要逐級布設(shè)等。2007-5-9103.1 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的分分類類和和作作用用3.1.3測圖控制網(wǎng)作用：控制測量誤差的累積；證圖上內(nèi)容的精度均勻； 相鄰圖幅正確拼接。2007-5-9113.1 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的分分類類和和作作用用3.1.4施工控制網(wǎng)三角、邊角網(wǎng)格網(wǎng)GPS網(wǎng)GPS與地面網(wǎng)相結(jié)合的混合網(wǎng)2007-5-9123.1 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的分分類

30、類和和作作用用點(diǎn)：制點(diǎn)的密度較大，精度要求較高；2)繁；干擾大；網(wǎng)的坐標(biāo)系與施工坐標(biāo)系一致； 投影面與工程的平均高程面一致；4)5)6)有時分兩布網(wǎng)，次級網(wǎng)可能比首級網(wǎng)的精度高。2007-5-9133.1 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的分分類類和和作作用用3.1.5變形監(jiān)測網(wǎng)變形測網(wǎng)由參考點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)組成；變坐標(biāo)系和基準(zhǔn)的選取原則；對變測網(wǎng)應(yīng)作同時顧及精度、可靠性、靈敏度以及費(fèi)用進(jìn)行監(jiān)測網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計；對變形監(jiān)測都要進(jìn)行重復(fù)觀測。2007-5-9143.1 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的分分類類和和作作用用通常一種微型邊角網(wǎng)，邊長從幾米至一百多米整個相同、大小的基本圖形組成精度很高，其測量精度有時要達(dá)到計量級

31、2007-5-9153.2 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的基基準(zhǔn)準(zhǔn)和和建建立立方方法法3.2.1工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)已知數(shù)據(jù)。（2）知網(wǎng)（經(jīng)典自由網(wǎng)）：只有必要的已（3）無約束網(wǎng)（自由網(wǎng)）：無必要的已知數(shù)據(jù)。2007-5-9163.2 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的基基準(zhǔn)準(zhǔn)和和建建立立方方法法表3-1各種工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)秩虧和基準(zhǔn)參數(shù)93.2 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的基基準(zhǔn)準(zhǔn)和和建建立立方方法法3.2.2工程控制網(wǎng)基準(zhǔn)的建立方法控制網(wǎng)多為約束網(wǎng)，總是選國家或城市面和高程）的已知點(diǎn)坐標(biāo)為其基準(zhǔn)。2007-5-9183.3工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則可靠性準(zhǔn)則敏度準(zhǔn)則費(fèi)用準(zhǔn)則2007-5-9193.3

32、工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則精度準(zhǔn)則一、總體精度準(zhǔn)則sT l11 l sT=s s s 2xxu%#lTu s u 2007-5-9202007-5-93.3工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則軸應(yīng)盡= min能地小lmax2.體橢球的體積應(yīng)盡可能地小det( xx ) = P li mini =12007-5-9223.3工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則方和應(yīng)盡可能地uliii =1=)m in4.平準(zhǔn)則1s=tr (S)xx x2007-5-9233.3工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則llma xmi nlmax- l min2007-5-92

33、43.3 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則二、點(diǎn)位精度和相對點(diǎn)位精度三、未知數(shù)函數(shù)的精度四、主分量五、準(zhǔn)則矩陣2007-5-9253.3工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則可靠性準(zhǔn)則控制網(wǎng)發(fā)現(xiàn)探測）觀測值粗差的能力（稱內(nèi)部可靠性）和抵抗觀測值粗差對平差結(jié)果影響的外部可靠性）。作用：可靠性則可以提供控制網(wǎng)內(nèi)部觀測值相互控制、檢核的量化數(shù)值和可能出現(xiàn)但不能被發(fā)現(xiàn)的最大模型誤差值。2007-5-9263.3工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則提高實現(xiàn)質(zhì)量的辦法行第二次獨(dú)立觀測（復(fù)測）先考慮用獨(dú)立的附加觀測值來制網(wǎng)的結(jié)構(gòu)（較常用）2007-5-9273.3工工程程控控制制

34、網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則內(nèi)部可靠性內(nèi)部可靠性是假設(shè)控制網(wǎng)中只有一個觀測li 且觀測值粗差主要由某種系統(tǒng)值 li性影響或點(diǎn)的變動所引起的假設(shè)情況下導(dǎo)出的。 =l + l2007-5-9283.3工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則= -riliviVVliri為P)主對角線上的元素r = ri= n - u = tr (P)i -12007-5-9293.3 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則測分量，定義為觀測值rri 愈的下界值li 中粗差的能力?，F(xiàn)該觀測值中粗差映控制網(wǎng)發(fā)現(xiàn)觀測值計檢驗，能i愈小； 02007-5-9303.3 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則多余觀測分量的

35、特點(diǎn)：12）觀測值的內(nèi)部可靠性與其精度成反比。對于一個確定的網(wǎng)和設(shè)計方案，觀測值的精度愈高可靠性愈低，愈不可靠；觀測值的精度愈低，愈可3）多余觀測數(shù)愈大，網(wǎng)的可靠性愈高。高，建網(wǎng)費(fèi)用也2007-5-9313.3 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則值的部可靠性是與基5）一于0.3控制網(wǎng)，觀測值的多余觀測分量應(yīng)大2007-5-9323.3 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則外部可靠性于點(diǎn)位坐標(biāo)或其函數(shù)的影響具有更大意義。對于觀測值中只含一個粗差oli 對未知數(shù)向量的影的情響發(fā)現(xiàn)的粗差0#xi= QATP l x= Qp laTiXXii0 i2007-5-9333.3 工工程程控控制制

36、網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則靈敏度準(zhǔn)則b0對變形監(jiān)測網(wǎng)，定義為在給顯著水平a 和檢驗功效下，周期平差結(jié)果統(tǒng)計檢驗時，能發(fā)現(xiàn)位移向量的下界值。靈敏度是一個相對概念，即對于不同的變形向量具有不同的下界值。表示其大小的模 a 和表示其方向的單位d =| d | g = ag一般將向量 g來表示，即度用a 來度量，它與單位向量 g（又稱形式靈量）有關(guān)。愈小a，靈敏度愈高。2007-5-9343.3 工程控制網(wǎng)的質(zhì)量準(zhǔn)則在慮精、可靠性和費(fèi)用等準(zhǔn)則外，要求所布設(shè)的網(wǎng)對需要監(jiān)測的變形向量具有盡可能高的靈敏度。靈敏的實質(zhì)上是特向上的網(wǎng)點(diǎn)精度的反映，網(wǎng)度愈高，所要求的觀測值的精度也愈高。2007-5-

37、9353.3 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則費(fèi)用準(zhǔn)則控制網(wǎng)的費(fèi)用一般包括用于設(shè)計、造標(biāo)埋石、交通運(yùn)輸、儀備購置、觀測算、檢查等各項費(fèi)網(wǎng)的設(shè)計有兩個原則：最大原則（費(fèi)用一定，網(wǎng)的質(zhì)量最好）最小原則（質(zhì)量滿足要求，費(fèi)用最?。┙ňW(wǎng)費(fèi)用常用觀測值權(quán)的函數(shù)來度量，如n1p= mini2007-5-9363.3 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則小作為費(fèi)用準(zhǔn)則。據(jù)統(tǒng)，網(wǎng)的測量費(fèi)用的算費(fèi)用相比后者不到8。用，可優(yōu)化設(shè)計，增加微不足道的設(shè)計計算費(fèi)測量費(fèi)用。不難理愈高，觀測值的權(quán)愈大，則建網(wǎng)費(fèi)用愈高；同樣，多觀測數(shù)的可靠性提高要以增加費(fèi)用為代價。2007-5-9373.3 工工程程

38、控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的質(zhì)質(zhì)量量準(zhǔn)準(zhǔn)則則2007-5-9383.4 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計設(shè)計分類化設(shè)計的任務(wù)網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計方法模擬法優(yōu)計2007-5-9393.4.1 工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計分類程制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計一般分為四類，各類設(shè)的上述分類只是從概念上去理解，網(wǎng)的設(shè)計不一定完全按此思路，常常是幾類設(shè)計同步進(jìn)行。2007-5-9403.4.2 優(yōu)化設(shè)計的任務(wù)代求過程,它包括9999提出計任務(wù)；制；進(jìn)行；進(jìn)行方案優(yōu)。2007-5-941圖3-2控制網(wǎng)優(yōu)化的內(nèi)容和流程2007-5-9423.4.3 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計方方法法兩種：解析法：通過數(shù)學(xué)方程用最優(yōu)化方法求解。據(jù)

39、經(jīng)驗和準(zhǔn)則，通過計算比較、修改，得到最優(yōu)方案。2007-5-9433.4.3 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計方方法法解析法優(yōu)化設(shè)計維問 無約束問題n 維問題 問題最優(yōu)化約束問題線性規(guī)劃 非線性規(guī)劃 動態(tài)問題 2007-5-9443.4.3 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計方方法法模擬法優(yōu)化設(shè)計：計網(wǎng)形、實地踏勘；案，模擬觀測值，網(wǎng)平差；改；再作模擬計算，重復(fù)行，直到滿意。人機(jī)交互方式進(jìn)行。2007-5-9453.4.3 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計方方法法模擬法優(yōu)化設(shè)計2. 基于可靠性的模擬優(yōu)化設(shè)計法要點(diǎn)和步驟：1） 網(wǎng)的

40、初始方案應(yīng)對所有可能觀測的邊和方向進(jìn)行全測，是一個“肥網(wǎng)”或“密網(wǎng)”。2） 觀測值之間的精度相差不要太大，邊角間的精度應(yīng)基本匹配。3） 觀測精度應(yīng)選取儀器所能達(dá)到的最高精度，使優(yōu)化時有降低的余地。2007-5-9463.4.3 工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)的的優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計方方法法模擬法優(yōu)化設(shè)計，進(jìn)行差計算，對精度、可靠性乃靈敏度計算結(jié)進(jìn)行析：觀測精值“疏”的策略合理，是否需作調(diào)整，基于觀測標(biāo)按從“肥“瘦”，從“密”到網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計。GPS網(wǎng)也可看作是全邊網(wǎng)，故模擬法優(yōu)化設(shè)計方法同樣可以用于GPS網(wǎng)。2007-5-947“現(xiàn)代測量控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理通用軟件包”CODAPS件：網(wǎng)名 FA2，自

41、網(wǎng)名IN2 平差計算：根據(jù)精度和可需的觀測值文件：性指標(biāo)得到優(yōu)設(shè)計方案。2007-5-9483.5 典典型型工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)隧道（外GPS平面控制網(wǎng)布設(shè)示意圖2007-5-9493.5 典典型型工工程程控控制制網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)導(dǎo)線網(wǎng)布設(shè)示意圖2007-5-950某大橋G PS首級平面控制網(wǎng)2007-5-951某大型水樞紐工程施工控制網(wǎng)200752向家壩施工控制網(wǎng)圖2007-5-953某拱壩變形監(jiān)測網(wǎng)2007-5-954高能離子加速器安裝測量控制網(wǎng)2007-5-955大型正負(fù)子對撞機(jī)地面控制網(wǎng)2007-5-9563.6 控控制制點(diǎn)點(diǎn)的的埋埋石石與與標(biāo)標(biāo)志志帶強(qiáng)制中裝置的觀測墩2007-5-957強(qiáng)制對

42、中裝置2007-5-958預(yù)制混土水準(zhǔn)標(biāo)石2007-5-959平硐巖石水準(zhǔn)標(biāo)石2007-5-960 深雙 金屬管水準(zhǔn)標(biāo)2007-5-961照準(zhǔn)標(biāo)志2007-5-962照準(zhǔn)覘牌精密活動覘牌精密固定覘牌2007-5-963觀測標(biāo)志2007-5-9643.7 工程控制測量內(nèi)外業(yè)一體體化3.7.1何謂工程控制測量內(nèi)外業(yè)一體化控制測量內(nèi)外業(yè)連續(xù)一慣地完成?；侵饕膬?nèi)外作需軟、硬的儀器軟、硬件功能，計算機(jī)的大地測量學(xué)、測量平差、工程測量學(xué)以及數(shù)學(xué)有關(guān)在一起，并且對用戶的需求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上才能研制出一個好的控制測量內(nèi)外業(yè)一體化軟件系統(tǒng)。2007-5-9653.7.2 工程控制測量內(nèi)外業(yè)一體化系統(tǒng)系統(tǒng)(C

43、OSA),用高科技集成的傻瓜式系統(tǒng)?？?）“基于掌上型腦的測量數(shù)據(jù)采集和理系統(tǒng)”（簡稱2）或COSA_PDA）工程控制測量數(shù)據(jù)處理通用軟件包”（簡稱CODAPS或COSA_WIN）3） “GPS工程控制網(wǎng)平差通用軟件包”（簡稱COSA_GPS）2007-5-966CODAPS功能菜單框圖COSA_GPS功能菜單框圖謝謝大家！2007-5-969第四章 工程測量的儀器與方法主要內(nèi)容工程測量中，進(jìn)行長度和偏距、角度和方 向、高程和傾斜、準(zhǔn)直、坐標(biāo)等測量的儀器及其測量方法 重點(diǎn)專用儀器特殊方法4.1角度測量角度是幾何測量的基本元素，包括水平角 和垂直角。 角度測量的儀器主要是經(jīng)緯儀，分為光學(xué) 經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀兩大類。 4.1角度測量一、光學(xué)經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu) 基本結(jié)構(gòu)主要包括照準(zhǔn)部（望遠(yuǎn)鏡）、讀數(shù)裝置（含水平度盤、垂直度盤）、安平設(shè)備及基座和對點(diǎn)器等。 我國光學(xué)經(jīng)緯儀系列分為J07、J1、J2、 J6等型號，J為經(jīng)緯儀漢語拼音的第一個字 母，下標(biāo)表示儀器的精度指標(biāo)。 4.1角度測量二、水平角觀測 對儀器進(jìn)行“對中”和“整平”；