工程測量PPT 第一章 緒論

1、n王金玲王金玲. . 工程測量工程測量. . 武漢大學(xué)出版社，武漢大學(xué)出版社，2004.2004.n課時：課時：3232學(xué)時學(xué)時n考核方法：考核方法：作業(yè)作業(yè)2020分分閉卷考試閉卷考試8080分分n第一章第一章 緒論緒論n第二章第二章 測量的基本知識測量的基本知識n第三章第三章 測量誤差理論測量誤差理論 n第四章第四章 角度、距離測量與全站儀角度、距離測量與全站儀 n第五章第五章 導(dǎo)線測量導(dǎo)線測量 n第六章第六章 高程測量高程測量 n第七章第七章 大比例尺數(shù)字地圖的測量和應(yīng)用大比例尺數(shù)字地圖的測量和應(yīng)用n第八章第八章 基本的測設(shè)工作基本的測設(shè)工作n第九章第九章 水利水電工程測量水利水電工程測

2、量p學(xué)習(xí)目標：1.1 1.1 測量學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展。測量學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展。1.2 1.2 工程工程測量學(xué)的概念。測量學(xué)的概念。1.3 1.3 測量技術(shù)在水利水電工程測量技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用。中的應(yīng)用。1.4 1.4 地面點定位。地面點定位。1.5 1.5 測量工作原則。測量工作原則。n建筑、農(nóng)田、水利建設(shè)等的需要：建筑、農(nóng)田、水利建設(shè)等的需要：n公元前二十七世紀建設(shè)的埃及大金字塔，其形狀與方向都很準確，說明當公元前二十七世紀建設(shè)的埃及大金字塔，其形狀與方向都很準確，說明當時已有放樣的工具和方法。時已有放樣的工具和方法。n我國古代的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)歷史，就是一部治水的歷史，而治水就需要進行測量我國古代

3、的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)歷史，就是一部治水的歷史，而治水就需要進行測量工作。早期的水利工程多為河道的疏導(dǎo)，其主要的測量工作是確定水位和工作。早期的水利工程多為河道的疏導(dǎo)，其主要的測量工作是確定水位和堤壩的高度。堤壩的高度。n司馬遷在司馬遷在史記史記中對夏禹治水有這樣的描述：中對夏禹治水有這樣的描述：“陸行乘車，水行乘船，陸行乘車，水行乘船，泥行乘撬，山行乘攆（泥行乘撬，山行乘攆（j j），左準繩，右規(guī)矩、載四時，以開九州，通九），左準繩，右規(guī)矩、載四時，以開九州，通九道，陂九澤，度九山道，陂九澤，度九山”。其中，準是水準器，繩是丈量距離的工具，規(guī)是。其中，準是水準器，繩是丈量距離的工具，規(guī)是畫圓的器具，矩則

4、是一種可定平、測長度、高度、深度和畫圓畫矩形的通畫圓的器具，矩則是一種可定平、測長度、高度、深度和畫圓畫矩形的通用測量儀器。用測量儀器。n秦代李冰父子領(lǐng)導(dǎo)修建的都江堰水利樞紐工程，曾用一個石頭秦代李冰父子領(lǐng)導(dǎo)修建的都江堰水利樞紐工程，曾用一個石頭人來標定水位，當水位超過石頭人的肩時，下游將受到洪水的人來標定水位，當水位超過石頭人的肩時，下游將受到洪水的威脅；當水位低于石頭人的腳背時，下游將出現(xiàn)干旱。這種標威脅；當水位低于石頭人的腳背時，下游將出現(xiàn)干旱。這種標定水位的辦法與現(xiàn)代水位測量的原理完全一樣。定水位的辦法與現(xiàn)代水位測量的原理完全一樣。n北宋時沈括為了治理汴渠，測得北宋時沈括為了治理汴渠，

5、測得“京師之地比泗州凡高十九丈京師之地比泗州凡高十九丈四尺八寸六分四尺八寸六分”，是水準測量的結(jié)果。，是水準測量的結(jié)果。n19731973年從長沙馬王堆漢墓出土的地圖包括了地形圖、駐軍圖和年從長沙馬王堆漢墓出土的地圖包括了地形圖、駐軍圖和城邑圖三種，不僅所表示的內(nèi)容相當豐富，繪制技術(shù)也非常熟城邑圖三種，不僅所表示的內(nèi)容相當豐富，繪制技術(shù)也非常熟練，在顏色使用、符號設(shè)計、內(nèi)容分類和簡化等方面都達到了練，在顏色使用、符號設(shè)計、內(nèi)容分類和簡化等方面都達到了很高水平，是目前世界上發(fā)現(xiàn)的最早的地圖。很高水平，是目前世界上發(fā)現(xiàn)的最早的地圖。n公元前十四世紀，在幼發(fā)拉底河與尼羅河流域曾進行過土地邊公元前十四

6、世紀，在幼發(fā)拉底河與尼羅河流域曾進行過土地邊界的劃分測量。我國的地籍管理和土地測量最早出現(xiàn)在殷商時界的劃分測量。我國的地籍管理和土地測量最早出現(xiàn)在殷商時期，秦、漢過渡到私田制。期，秦、漢過渡到私田制。n隋唐實行均田制，建立戶籍冊。隋唐實行均田制，建立戶籍冊。n宋朝按鄉(xiāng)登記和清丈土地，出現(xiàn)地塊圖。宋朝按鄉(xiāng)登記和清丈土地，出現(xiàn)地塊圖。n到了明朝洪武四年，全國進行土地大清查和勘丈，編制的魚鱗到了明朝洪武四年，全國進行土地大清查和勘丈，編制的魚鱗圖冊，是世界最早的地籍圖冊。圖冊，是世界最早的地籍圖冊。n 中國戰(zhàn)國時期修筑的午道，古羅馬時期構(gòu)筑的兵道，在修建中國戰(zhàn)國時期修筑的午道，古羅馬時期構(gòu)筑的兵道，

7、在修建中都應(yīng)用了測量工具進行地形勘測、定線測量和隧道定向開中都應(yīng)用了測量工具進行地形勘測、定線測量和隧道定向開挖測量。挖測量。n 萬里長城，從整體布局到修筑，都進行了詳細的勘察測量和萬里長城，從整體布局到修筑，都進行了詳細的勘察測量和施工放樣工作。施工放樣工作。n 據(jù)據(jù)周禮周禮記載，在周朝已建立了專門的采礦部門，開采時記載，在周朝已建立了專門的采礦部門，開采時很重視礦體形狀，并使用礦產(chǎn)地質(zhì)圖來辨別礦產(chǎn)的分布。很重視礦體形狀，并使用礦產(chǎn)地質(zhì)圖來辨別礦產(chǎn)的分布。n 我國四大發(fā)明之一的指南針，從司南、指南魚算起，有二千我國四大發(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

8、程勘測有很大的貢獻。多年的歷史，對礦山測量和其它工程勘測有很大的貢獻。n 在國外，意大利都靈保存有公元前十五世紀的金礦巷道圖。在國外，意大利都靈保存有公元前十五世紀的金礦巷道圖。公元前十三世紀埃及也有按比例縮小的巷道圖。公元前十三世紀埃及也有按比例縮小的巷道圖。n 公元前一世紀，希臘學(xué)者格羅公元前一世紀，希臘學(xué)者格羅亞里山德里斯基對地下測量亞里山德里斯基對地下測量和定向進行了敘述。和定向進行了敘述。n 德國在礦山測量方面有很大貢獻，德國在礦山測量方面有很大貢獻，15561556年格年格阿格里柯拉出阿格里柯拉出版的版的采礦與冶金采礦與冶金一書，專門論述了開采中用羅盤測量井一書，專門論述了開采中用

9、羅盤測量井下巷道的一些問題。下巷道的一些問題。n測量水平角和豎直角的經(jīng)緯儀，是由英國機械師西森測量水平角和豎直角的經(jīng)緯儀，是由英國機械師西森( (Sisson) )約于約于17301730年首先研制的，后經(jīng)改進成型，正式年首先研制的，后經(jīng)改進成型，正式用于英國大地測量中。用于英國大地測量中。n19041904年，德國開始生產(chǎn)玻璃度盤經(jīng)緯儀。年，德國開始生產(chǎn)玻璃度盤經(jīng)緯儀。n二十世紀二十世紀5050年代出現(xiàn)了光電測距儀。年代出現(xiàn)了光電測距儀。n6060年代出現(xiàn)了電子經(jīng)緯儀。年代出現(xiàn)了電子經(jīng)緯儀。n8080年代出現(xiàn)了全站儀。年代出現(xiàn)了全站儀。 機械經(jīng)緯儀機械經(jīng)緯儀 光學(xué)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀 全站儀全站

10、儀經(jīng)緯儀、全站儀n測量學(xué)的定義測量學(xué)的定義: : 測量學(xué)是研究對地球整體及其表面和外層空間中的各種測量學(xué)是研究對地球整體及其表面和外層空間中的各種自然和人造物體上與地理空間分布有關(guān)的信息進行采集處自然和人造物體上與地理空間分布有關(guān)的信息進行采集處理、管理、更新和利用的科學(xué)和技術(shù)。理、管理、更新和利用的科學(xué)和技術(shù)。 n它的主要任務(wù)有三個方面：它的主要任務(wù)有三個方面： 一是研究確定地球的形狀和大小，為地球科學(xué)提供必要的一是研究確定地球的形狀和大小，為地球科學(xué)提供必要的數(shù)據(jù)和資料；數(shù)據(jù)和資料； 二是將地球表面的地物地貌測繪成圖；二是將地球表面的地物地貌測繪成圖； 三是將圖紙上的設(shè)計成果測設(shè)至現(xiàn)場。三

11、是將圖紙上的設(shè)計成果測設(shè)至現(xiàn)場。 n 大地測量學(xué)；大地測量學(xué)；n 攝影測量學(xué)攝影測量學(xué) ( (中小比例尺地圖制圖、雕像精密制作中小比例尺地圖制圖、雕像精密制作) )；n 地圖制圖學(xué)；地圖制圖學(xué)；n 工程測量學(xué)；工程測量學(xué)；n 海洋測繪學(xué)；海洋測繪學(xué)；n 地籍測量學(xué)。地籍測量學(xué)。定義：定義：工程測量學(xué)是研究各項工程在規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)和工程測量學(xué)是研究各項工程在規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)和運營管理階段所進行的各種測量工作的學(xué)科。運營管理階段所進行的各種測量工作的學(xué)科。 各項工程包括：工業(yè)建設(shè)、鐵路、公路、橋梁、隧道、各項工程包括：工業(yè)建設(shè)、鐵路、公路、橋梁、隧道、水利水電工程、地下工程、管線（輸電線、輸

12、油管）工程、水利水電工程、地下工程、管線（輸電線、輸油管）工程、礦山和城市建設(shè)等。礦山和城市建設(shè)等。 一般的工程建設(shè)分為規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)和運營管理三一般的工程建設(shè)分為規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)和運營管理三個階段。工程測量學(xué)是研究這三階段所進行的各種測量工作。個階段。工程測量學(xué)是研究這三階段所進行的各種測量工作。n工程測量學(xué)在很長的一段時間內(nèi)是非常緩慢的。直到二十世工程測量學(xué)在很長的一段時間內(nèi)是非常緩慢的。直到二十世紀初，由于工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，工程測量學(xué)才受到人紀初，由于工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，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。們的重視，并發(fā)展成為測繪學(xué)的一個重要分支。

13、n電子技術(shù)和空間技術(shù)的進步推動工程測量學(xué)快速發(fā)展。電子技術(shù)和空間技術(shù)的進步推動工程測量學(xué)快速發(fā)展。n2020世紀世紀5050年代，世界各國在建設(shè)大型水工建筑物、長隧道、年代，世界各國在建設(shè)大型水工建筑物、長隧道、城市地鐵中，對工程測量提出了一系列要求；城市地鐵中，對工程測量提出了一系列要求；n2020世紀世紀6060年代，空間技術(shù)的發(fā)展和導(dǎo)彈發(fā)射場建設(shè)促使工程年代，空間技術(shù)的發(fā)展和導(dǎo)彈發(fā)射場建設(shè)促使工程測量進一步發(fā)展；測量進一步發(fā)展；n2020世紀世紀7070年代以來，各種巨型實驗室的建設(shè)以及各種精密設(shè)備年代以來，各種巨型實驗室的建設(shè)以及各種精密設(shè)備的安裝，從測量精度和儀器自動化方面都對工程測

14、量提出了更的安裝，從測量精度和儀器自動化方面都對工程測量提出了更高的要求。高的要求。n二十世紀末，測量對象不再僅限于地面，而且深入地下、水域二十世紀末，測量對象不再僅限于地面，而且深入地下、水域、空間和宇宙。除了工程建設(shè)的測量工作外，變形觀測、文物、空間和宇宙。除了工程建設(shè)的測量工作外，變形觀測、文物保護，都應(yīng)用了最新的精密工程測量儀器和方法。保護，都應(yīng)用了最新的精密工程測量儀器和方法。n19641964年國際測量師聯(lián)合會（年國際測量師聯(lián)合會（FIGFIG）為了促進和繁榮工程測量，）為了促進和繁榮工程測量，成立了工程測量委員會（第六委員會），從此，工程測量學(xué)在成立了工程測量委員會（第六委員會）

15、，從此，工程測量學(xué)在國際上作為一門獨立的學(xué)科開展活動。國際上作為一門獨立的學(xué)科開展活動。 工程測量學(xué)在水利水電工程的勘測設(shè)計、施工建造和運營工程測量學(xué)在水利水電工程的勘測設(shè)計、施工建造和運營管理各階段中主要的測量工作管理各階段中主要的測量工作 ：n勘測設(shè)計階段：布設(shè)控制網(wǎng)或?qū)Ь€；測量大比例尺地形圖?？睖y設(shè)計階段：布設(shè)控制網(wǎng)或?qū)Ь€；測量大比例尺地形圖。n施工建造階段：壩軸線的放樣；測設(shè)清基開挖線；測設(shè)坡施工建造階段：壩軸線的放樣；測設(shè)清基開挖線；測設(shè)坡腳線；測設(shè)邊坡；坡面修整測量。腳線；測設(shè)邊坡；坡面修整測量。n運營管理各階段：變形監(jiān)測。運營管理各階段：變形監(jiān)測。 以大壩為例，講述工程測量在水利

16、水電工程上的應(yīng)用。以大壩為例，講述工程測量在水利水電工程上的應(yīng)用。它應(yīng)用于大壩建設(shè)和營運的各個階段，包括設(shè)計階段、施它應(yīng)用于大壩建設(shè)和營運的各個階段，包括設(shè)計階段、施工階段、竣工驗收階段和運營階段：工階段、竣工驗收階段和運營階段：n設(shè)計階段：設(shè)計階段：建立大壩控制網(wǎng)；建立大壩控制網(wǎng)；測繪工區(qū)地形圖；測繪工區(qū)地形圖； 生成工區(qū)數(shù)字地面模型。生成工區(qū)數(shù)字地面模型。大壩周圍控制點n 施工階段施工階段 工程放樣工程放樣 施工質(zhì)量監(jiān)控施工質(zhì)量監(jiān)控n 竣工階段竣工階段 竣工圖與工程位置測定竣工圖與工程位置測定 工程質(zhì)量的驗收評估工程質(zhì)量的驗收評估n 運營階段運營階段 大壩安全營運的實時監(jiān)控保障體系大壩安全

17、營運的實時監(jiān)控保障體系( (特別是在洪水期特別是在洪水期) )隔河巖大壩隔河巖大壩隔隔河河巖巖大大壩壩隔隔河河巖巖大大壩壩隔河巖大壩全景隔河巖大壩全景隔隔河河巖巖大大壩壩隔隔河河巖巖大大壩壩n地面點定位是以某種技術(shù)過程確定地面點的位置，包括：地面點定位是以某種技術(shù)過程確定地面點的位置，包括：n1.1.測繪測繪。以測量技術(shù)手段測定地面點位置并用圖象或圖形。以測量技術(shù)手段測定地面點位置并用圖象或圖形和數(shù)據(jù)等形式表示出來，這種技術(shù)過程稱為和數(shù)據(jù)等形式表示出來，這種技術(shù)過程稱為測繪測繪。n2.2.測設(shè)。測設(shè)。利用測量技術(shù)手段把設(shè)計上擬定的地面點測利用測量技術(shù)手段把設(shè)計上擬定的地面點測定到實地上，這種技

18、術(shù)過程稱為定到實地上，這種技術(shù)過程稱為測設(shè)，或稱為工程放測設(shè)，或稱為工程放樣，簡稱放樣。樣，簡稱放樣。n角度測量、距離測量、高差測量角度測量、距離測量、高差測量是地面點是地面點定位的測量基本技術(shù)工作。定位的測量基本技術(shù)工作。n測量得到的測量得到的角度角度() () 、距離、距離(D) (D) 、高差、高差(h)(h)是地面點定位的基本元素，稱為是地面點定位的基本元素，稱為定位元素定位元素。n這些定位元素具有獨立性這些定位元素具有獨立性( (即同類元素之間即同類元素之間不存在函數(shù)關(guān)系不存在函數(shù)關(guān)系) )和直接可量性和直接可量性( (即可利用即可利用測量儀器直接測量其大小測量儀器直接測量其大小)

19、) ，故稱之為，故稱之為直直接觀測量接觀測量，或稱為，或稱為直接定位元素直接定位元素。n地面點的定位參數(shù)地面點的定位參數(shù)x x、y y、H H不能直接測量得到，但可以不能直接測量得到，但可以利用地面點的直接定位元素按某種規(guī)定的法則推算得利用地面點的直接定位元素按某種規(guī)定的法則推算得到，故又稱地面點的定位參數(shù)到，故又稱地面點的定位參數(shù)x x、y y、H H為為間接觀測量間接觀測量，或稱為或稱為間接定位元素間接定位元素。n等級原則。等級原則。等級規(guī)定是工程建設(shè)中測量技術(shù)工作成果質(zhì)量等級規(guī)定是工程建設(shè)中測量技術(shù)工作成果質(zhì)量的標準，是嚴格科學(xué)態(tài)度與實際測量技術(shù)水平的象征；的標準，是嚴格科學(xué)態(tài)度與實際測量技術(shù)水平的象征；離開離開甚至違背技術(shù)等級要求的不合格測量工作是不能容許的。甚至違背技術(shù)等