大連理工大學(xué)測(cè)量學(xué)課件(袁永博)概況

3測(cè)量學(xué)的任務(wù)及分類(lèi)

4測(cè)量技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介5測(cè)量學(xué)與工程建設(shè)

6參考書(shū)目工程測(cè)量規(guī)范(GB50026-2007)，中國(guó)計(jì)劃出版社城市測(cè)量規(guī)范(CJJ8-99)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社第一章緒論參考書(shū)目1課程介紹2測(cè)量技術(shù)基本知識(shí)3測(cè)量學(xué)的任務(wù)及分類(lèi)

4測(cè)量技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介5測(cè)量學(xué)與工程建設(shè)6課程介紹本課程適用于工業(yè)和民用建筑、建筑學(xué)、給排水、地下建筑、城市規(guī)劃等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生。課時(shí)：56學(xué)時(shí)（授課32，實(shí)驗(yàn)24）—必修課！全書(shū)共分11章：第1-2章：介紹測(cè)量學(xué)基本知識(shí)和基本理論。第3章：學(xué)習(xí)測(cè)量誤差理論及處理方法。第4章：測(cè)量學(xué)3項(xiàng)基本工作（高差、角度、距離）的應(yīng)用和實(shí)施。第5章：坐標(biāo)測(cè)量。第6章：小區(qū)域控制測(cè)量方法。第7章：地形圖基本知識(shí)。第8章：大比例尺地形圖測(cè)繪方法，尤其關(guān)注數(shù)字化成圖技術(shù)。第9章：地形圖的應(yīng)用。第10章：工程放樣的基本方法。第11章：介紹民用建筑到橋涵、道路工程等施工測(cè)量。課程介紹課程介紹

課程考核方法課后作業(yè)：15%（9~10次）實(shí)驗(yàn)作業(yè)：15%（6次）期末考試：70%

測(cè)量實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)1：水準(zhǔn)測(cè)量

實(shí)驗(yàn)2：經(jīng)緯儀認(rèn)識(shí)

實(shí)驗(yàn)3：全站儀使用實(shí)驗(yàn)4：全站儀成圖施工測(cè)量實(shí)驗(yàn)5：GPS測(cè)量實(shí)驗(yàn)6：數(shù)字成圖

**GPS靜態(tài)數(shù)據(jù)解算第一章緒論參考書(shū)目1課程介紹2測(cè)量技術(shù)基本知識(shí)3測(cè)量學(xué)的任務(wù)及分類(lèi)

4測(cè)量技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介5測(cè)量學(xué)與工程建設(shè)61.1測(cè)量技術(shù)基本知識(shí)研究地球的形狀和大小并描述和確定地球表面自然形態(tài)及要素和地面上人工設(shè)施的形狀、大小、空間位置及其屬性的學(xué)科。測(cè)設(shè)測(cè)定1.1.1測(cè)量學(xué)的定義測(cè)量學(xué)

測(cè)定

指用測(cè)量?jī)x器通過(guò)對(duì)地球表面上的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，從而獲得一系列的測(cè)量數(shù)據(jù)，或把地球表面的地形縮繪成地形圖，供經(jīng)濟(jì)建設(shè)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、科學(xué)研究和國(guó)防建設(shè)使用。測(cè)定示意圖1.1.1測(cè)量學(xué)的定義實(shí)地圖紙

測(cè)設(shè)

是指把圖紙上規(guī)劃設(shè)計(jì)好的建筑物、構(gòu)筑物的位置通過(guò)測(cè)量在地面上標(biāo)定出來(lái)，作為施工的依據(jù)。測(cè)設(shè)示意圖1.1.1測(cè)量學(xué)的定義圖紙

實(shí)地1.1.2測(cè)量技術(shù)的實(shí)質(zhì)內(nèi)業(yè)外業(yè)

測(cè)量是以地球及地球上分布的自然和人文物體為研究對(duì)象進(jìn)行測(cè)定和描繪的科學(xué)。形式上控制測(cè)量碎部測(cè)量位置的確定形狀的編繪

本質(zhì)上，測(cè)量就是研究地面點(diǎn)定位問(wèn)題。即確定地面目標(biāo)在三維空間的位置及其隨時(shí)間的變化。一般是通過(guò)測(cè)量角度、距離、高差等幾何量來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用數(shù)學(xué)上的極坐標(biāo)直角坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)位的確定1.1.2測(cè)量技術(shù)的實(shí)質(zhì)其中代入得任意選取地面上兩點(diǎn)A、B，投影到某一水平面上，ＡＢ邊投影后的水平距離為，建立直角坐標(biāo)系xOy，如圖所示1.1.2測(cè)量技術(shù)的實(shí)質(zhì)地面點(diǎn)的定位從宏觀方面考慮，測(cè)量的任務(wù)在于：(1)

進(jìn)行精密控制測(cè)量建立國(guó)家控制網(wǎng)；(2)

提供地形測(cè)圖和大型工程測(cè)量所需要的基本控制；(3)

為空間科技和軍事工作提供精確的坐標(biāo)資料；(4)

參與對(duì)地球形狀、大小、地球外部重力場(chǎng)及隨時(shí)間變化的地殼形變及地震預(yù)報(bào)等方面的科學(xué)研究。

1.1.2測(cè)量技術(shù)的實(shí)質(zhì)從微觀方面考慮，測(cè)量的任務(wù)在于：(1)

按照需求測(cè)繪各種比例尺的地形圖；(2)

為各個(gè)領(lǐng)域提供定位和定向服務(wù)；(3)

管理開(kāi)發(fā)土地，建立工程控制網(wǎng)，進(jìn)行施工放樣，輔助設(shè)備安裝，監(jiān)測(cè)建筑物變形以及為工程竣工服務(wù)等。1.1.2測(cè)量技術(shù)的實(shí)質(zhì)1.1.3測(cè)量工作的原則和程序

地球表面復(fù)雜多樣的形態(tài)，可分為地物和地貌兩大類(lèi)。地物地貌地面上的固定性物體。如公路、鐵路、河流、橋梁、建筑物、居民地等稱(chēng)為地物

地面上的高低起伏形態(tài)。如平原、盆地、丘陵、山地等

如(a)圖為一棟房子，其平面位置由房屋輪廓線組成。因此，如果能確定1~6個(gè)點(diǎn)的平面位置，這棟房屋的平面位置就確定了。123456(a)1.1.3測(cè)量工作的原則和程序如圖(b)一條河流，河岸線雖然不規(guī)則，但平面位置仍由7~13號(hào)點(diǎn)來(lái)基本確定。至于地貌，因?yàn)榈貏?shì)起伏變化復(fù)雜，可以看成有許多不同方向、不同坡度的平面相交而成的幾何體。78910111213(b)1.1.3測(cè)量工作的原則和程序

由上面兩個(gè)例子我們可以看到不論地物還是地貌，它們的形狀和大小都由一些特征點(diǎn)的位置來(lái)決定。這些特征點(diǎn)也叫碎部點(diǎn)。因此測(cè)量學(xué)的基本工作就是對(duì)控制及碎部點(diǎn)的高程角度距離

確定點(diǎn)的位置1.1.3測(cè)量工作的原則和程序測(cè)量組織工作一般分為兩個(gè)步驟：

碎部測(cè)量控制測(cè)量在測(cè)區(qū)內(nèi)選擇若干具有控制意義的點(diǎn)作為控制點(diǎn)。應(yīng)用較精確的方法和儀器測(cè)定這些點(diǎn)的相對(duì)位置。根據(jù)各碎部點(diǎn)附近的控制點(diǎn)來(lái)測(cè)定雖不點(diǎn)的位置。1.1.3測(cè)量工作的原則和程序上述方法即遵循了測(cè)量工作的基本原則：

(1)在測(cè)量布局方面，要“從整體到局部”，在工作程序方面要“先控制后碎部

”。

(2)在精度控制方面，要“由高級(jí)到低級(jí)”，按不同精度進(jìn)行。

(3)

對(duì)測(cè)量工作的每個(gè)工序，都必須堅(jiān)持“邊工作邊檢核”，以確保測(cè)量成果精確可靠。

遵循“由整體到局部”或“先控制后碎部”的原則，可以使測(cè)量誤差分布比較均勻，制圖精度得到保證，而且可以分幅測(cè)繪、平行作業(yè)，加快測(cè)圖速度，使整個(gè)測(cè)區(qū)連成一個(gè)完整的實(shí)體出圖。1.1.3測(cè)量工作的原則和程序第一章緒論參考書(shū)目1課程介紹2測(cè)量技術(shù)基本知識(shí)3測(cè)量學(xué)的任務(wù)及分類(lèi)4測(cè)量技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介5測(cè)量學(xué)與工程建設(shè)61.2測(cè)量學(xué)的任務(wù)及分類(lèi)

針對(duì)測(cè)量要研究的對(duì)象，以及獲取這些對(duì)象位置信息的方法，測(cè)量學(xué)可以分為以下五類(lèi)：(1)

普通測(cè)量學(xué)

普通測(cè)量學(xué)是研究地球表面較小區(qū)域內(nèi)測(cè)繪工作的基本理論、技術(shù)、方法和應(yīng)用的學(xué)科，是測(cè)量學(xué)的基礎(chǔ)。主要內(nèi)容包括：圖根控制網(wǎng)的建立、地形圖的測(cè)繪及一般工程的施工測(cè)量。具體工作有：距離測(cè)量、角度測(cè)量、定向測(cè)量、高程測(cè)量、觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理與繪圖等。

(2)

大地測(cè)量學(xué)

大地測(cè)量學(xué)是研究在地面廣大區(qū)域上建立國(guó)家大地控制網(wǎng)，研究確定地球形狀、大小和地球重力場(chǎng)的理論、技術(shù)與方法的學(xué)科。

大地測(cè)量學(xué)包括：常規(guī)大地測(cè)量學(xué)、衛(wèi)星大地測(cè)量學(xué)與空間大地測(cè)量學(xué)。

(3)攝影測(cè)量學(xué)

攝影測(cè)量學(xué)是利用攝影像片來(lái)研究和測(cè)定物體的形狀大小和位置的學(xué)科。攝影測(cè)量學(xué)包括：水下攝影測(cè)量學(xué)、地面攝影測(cè)量學(xué)、航空攝影測(cè)量學(xué)和航天攝影測(cè)量學(xué)。1.2測(cè)量學(xué)的任務(wù)及分類(lèi)(4)工程測(cè)量學(xué)工程測(cè)量學(xué)是研究工程建設(shè)項(xiàng)目在勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工和管理階段所進(jìn)行的各種測(cè)量工作的學(xué)科。主要內(nèi)容有：建立工程控制網(wǎng)、測(cè)繪地形圖、施工放樣、設(shè)備安裝測(cè)量、竣工測(cè)量、變形觀測(cè)等。(5)海洋測(cè)量學(xué)

海洋測(cè)量學(xué)是研究和測(cè)量地球表面水體(海洋、江河、湖泊等)及水下地貌的一門(mén)綜合性學(xué)科。主要包括：控制測(cè)量、地形岸線測(cè)量、水深測(cè)量等。1.2測(cè)量學(xué)的任務(wù)及分類(lèi)第一章緒論個(gè)人簡(jiǎn)介1課程介紹2測(cè)量技術(shù)基本知識(shí)3測(cè)量學(xué)的任務(wù)及分類(lèi)

4測(cè)量技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介5測(cè)量學(xué)與工程建設(shè)61.3.1測(cè)量技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介

測(cè)量技術(shù)發(fā)展史

社會(huì)生產(chǎn)的需求促進(jìn)了測(cè)量學(xué)科的興起，社會(huì)的進(jìn)步也使測(cè)量技術(shù)有了很大發(fā)展。目前考古發(fā)現(xiàn)的證據(jù)表明，上溯到公元前2400年，古埃及尼羅河三角洲就已有地產(chǎn)邊界的測(cè)定活動(dòng)。司馬遷在《史記·夏本紀(jì)》中敘述了大禹受命治理洪水而進(jìn)行的測(cè)量工作：“左準(zhǔn)繩，右規(guī)矩，載四時(shí)，以開(kāi)九州，通九道，陂九澤，度九山”，這充分說(shuō)明在我國(guó)的歷史上，測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用可追溯到四千年以前。

長(zhǎng)沙馬王堆漢墓出土的公元前2世紀(jì)的地形圖、駐軍圖和城邑圖，是迄今發(fā)現(xiàn)的最古老最翔實(shí)的地圖。

1.3.1測(cè)量技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介馬王堆漢墓出土地圖

公元724年唐代高僧一行主持了世界最早的子午線測(cè)量，在河南平原南北伸展大約分布在200km距離近似位于同一子午線上的4個(gè)點(diǎn)，測(cè)量了春分、夏至、秋分、冬至4個(gè)時(shí)段正午的日影長(zhǎng)度和北極高，用步弓丈量了四個(gè)點(diǎn)間的實(shí)地距離，推算出北極星每差一度相應(yīng)的地面距離。

西晉的裴秀編制的《禹貢地域圖十八篇》反映了晉十六州郡國(guó)縣邑、山川原澤及境界，并總結(jié)出分率、準(zhǔn)望、道里、高下、方斜、迂直的“制圖六體”，歸納了地圖制圖的標(biāo)準(zhǔn)和原則。

1.3.1測(cè)量技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介《禹貢地域圖十八篇》

北宋沈括發(fā)展了裴秀的制圖理論，編繪了比例尺為“一寸折一百里”（相當(dāng)于1:90萬(wàn)）的《天下州縣圖》，并發(fā)明發(fā)展了許多易行的測(cè)量技術(shù)。

1.3.1測(cè)量技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介《天下州縣圖》元代郭守敬在全國(guó)進(jìn)行了天文測(cè)量，還通過(guò)修渠治水，總結(jié)了水準(zhǔn)測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造性地提出海拔高程的概念。明代鄭和七下西洋首次繪制了航海圖。1.3.1測(cè)量技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介鄭和航海圖

清代康熙年間，西方科學(xué)制圖法的傳入，使康熙帝認(rèn)識(shí)到我國(guó)地圖的粗略、模糊，需借鑒科學(xué)技術(shù)實(shí)測(cè)后繪制，于是組織一次全國(guó)大地測(cè)量，以天文觀測(cè)為基礎(chǔ)，開(kāi)展三角測(cè)量法進(jìn)而測(cè)圖。公元1708年開(kāi)始測(cè)制，歷經(jīng)10年，完成了《皇輿全覽圖》的編制，這是我國(guó)第一部實(shí)測(cè)的地圖。

《皇輿全覽圖》的一部分1.3.1測(cè)量技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介

近代測(cè)量技術(shù)由于航海技術(shù)的發(fā)展，使得人類(lèi)對(duì)地球形狀認(rèn)識(shí)逐步深化。從人類(lèi)最早對(duì)地球認(rèn)識(shí)為天圓地方到地球?yàn)閳A球，再?gòu)牡厍驗(yàn)闄E球到證實(shí)地球的非橢球而是一個(gè)梨形的過(guò)程，驗(yàn)證了測(cè)繪技術(shù)的理論發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用不斷走向成熟。1.3.1測(cè)量技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介地球形狀認(rèn)識(shí)演變

新中國(guó)成立后，我國(guó)測(cè)量事業(yè)有了很大發(fā)展。建立和統(tǒng)一了全國(guó)坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)；建立了遍及全國(guó)的大地控制網(wǎng)和國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)；配合國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)行大量測(cè)繪工作，如進(jìn)行南京長(zhǎng)江大橋、葛洲壩水電站、三峽工程等。1.3.1測(cè)量技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介南京長(zhǎng)江大橋三峽大壩近年來(lái)，GPS全球定位系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，全球GPS大地網(wǎng)的完成，電磁波測(cè)距儀、電子全站儀、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)等的問(wèn)世，是測(cè)量學(xué)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。車(chē)載GPS定位導(dǎo)航全站儀

1.3.2現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)的內(nèi)涵和發(fā)展

目前，由測(cè)量學(xué)、攝影測(cè)量與遙感學(xué)、地圖學(xué)、地理科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、衛(wèi)星定位技術(shù)、專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代通訊技術(shù)的有機(jī)集成和綜合，產(chǎn)生了應(yīng)用各種現(xiàn)代化方法來(lái)采集、量測(cè)、分析、存儲(chǔ)、管理、顯示、傳播和應(yīng)用空間分布數(shù)據(jù)的新型的地理信息科學(xué)。

現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)是指對(duì)空間數(shù)據(jù)的測(cè)量、分析、管理、存儲(chǔ)和綜合研究的學(xué)科，這些空間數(shù)據(jù)來(lái)源于地球衛(wèi)星、空載和船載的傳感器以及地面上各種測(cè)量技術(shù)，并利用計(jì)算機(jī)的硬件和軟件對(duì)這些空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和使用。

1.3.2現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)的內(nèi)涵和發(fā)展

測(cè)繪學(xué)科的現(xiàn)代發(fā)展促使測(cè)繪學(xué)中出現(xiàn)若干新學(xué)科，例如空間大地測(cè)量、航天遙感測(cè)繪、地圖制圖與地理信息工程。測(cè)繪學(xué)科的應(yīng)用已發(fā)展到與空間分布信息確定有關(guān)的眾多領(lǐng)域，這也是現(xiàn)代測(cè)繪工程所要完成的任務(wù)。

因此，現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)作為一門(mén)新興學(xué)科，又被賦予一個(gè)新的綜合性總稱(chēng)–地球空間信息科學(xué)(Geo-SpatialInformationScience)，它是以GPS、RS、GIS技術(shù)及其集成為核心，光纜通信、衛(wèi)星通信、數(shù)字化多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為輔助的多學(xué)科交叉的學(xué)科。1.3.2現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)的內(nèi)涵和發(fā)展

3S技術(shù)是GPS技術(shù)，RS技術(shù)和GIS技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)。

GPS

（GlobalPositioningSystem）全球定位系統(tǒng)

RS

（RemoteSensing）遙感

GIS

（GeographicInformationSystem）地理信息系統(tǒng)1.3.2現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)的內(nèi)涵和發(fā)展以“3S”為代表的跨世紀(jì)的高新測(cè)繪科學(xué)技術(shù)，是測(cè)量定位、導(dǎo)航、建設(shè)開(kāi)發(fā)、國(guó)土與城市管理領(lǐng)域的一場(chǎng)新的技術(shù)革命。第一章緒論參考書(shū)目1課程介紹2測(cè)量技術(shù)基本知識(shí)3測(cè)量學(xué)的任務(wù)及分類(lèi)

4測(cè)量技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介5測(cè)量學(xué)與工程建設(shè)

61.4.1測(cè)量與工程建設(shè)的關(guān)系

測(cè)量是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性、先行性工作，從工程規(guī)劃設(shè)計(jì)，到每項(xiàng)具體工程的建設(shè)，都需要有準(zhǔn)確的測(cè)量成果作依據(jù)。

伴隨社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測(cè)量的重要性日益增強(qiáng)，應(yīng)用的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中已經(jīng)成為不可缺少的工具。現(xiàn)代化建設(shè)越向前發(fā)展，就越需要測(cè)量工作及時(shí)為之提供準(zhǔn)確而有效的服務(wù)。測(cè)量技術(shù)經(jīng)濟(jì)建設(shè)國(guó)防事業(yè)科學(xué)研究資源勘察城鄉(xiāng)建設(shè)交通運(yùn)輸土地整治環(huán)境保護(hù)經(jīng)營(yíng)管理國(guó)界勘定地圖測(cè)制航天測(cè)控彈道計(jì)算地殼升降海陸變遷地震監(jiān)測(cè)災(zāi)害預(yù)警宇宙探測(cè)航天技術(shù)1.4.1測(cè)量與工程建設(shè)的關(guān)系1.4.2測(cè)繪在土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用

在土木工程中，不論是民用建筑、工業(yè)用房、多種管線、隧道、坑道、鐵路、公路、交通、水利樞紐等多種工程，都離不開(kāi)相應(yīng)的測(cè)量工作。

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)和科學(xué)研究中的地位越來(lái)越被全社會(huì)所認(rèn)識(shí)。國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的任何一項(xiàng)發(fā)展項(xiàng)目，從調(diào)研、立項(xiàng)、設(shè)計(jì)到施工建設(shè)，都必須以地形圖和各種測(cè)量數(shù)據(jù)和測(cè)繪信息作為依據(jù)。

測(cè)量學(xué)是土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)一門(mén)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課。土建類(lèi)各專(zhuān)業(yè)學(xué)生，學(xué)完本課程后，在業(yè)務(wù)上應(yīng)達(dá)到如下要求：(1)

掌握本課程的基本理論、基本知識(shí)、基本技能；(2)

掌握工程水準(zhǔn)儀、工程經(jīng)緯儀等的使用；(3)

了解大比例尺數(shù)字地形圖的成圖原理和方法并能熟練地閱讀和使用地形圖；(4)

具有運(yùn)用所學(xué)測(cè)量知識(shí)解決土建工程中實(shí)際測(cè)量問(wèn)題的能力，并能從設(shè)計(jì)和工程技術(shù)的角度，對(duì)測(cè)量工作提出合理的要求；(5)

了解當(dāng)前國(guó)內(nèi)外測(cè)量技術(shù)和設(shè)備的新成就和發(fā)展方向。1.4.2測(cè)繪在土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用

本教材主要是介紹土建工程在各個(gè)階段所進(jìn)