建筑工程測(cè)量技術(shù) 課件 模塊一 建筑工程測(cè)量認(rèn)知

建筑工程測(cè)量技術(shù)模塊一建筑工程測(cè)量認(rèn)知

認(rèn)知1

建筑工程測(cè)量概述

認(rèn)知3

測(cè)量工作基本原則主要內(nèi)容認(rèn)知2

地面點(diǎn)位的表示方法認(rèn)知1

建筑工程測(cè)量概述一、建筑工程測(cè)量研究的對(duì)象、任務(wù)和作用建筑工程測(cè)量是研究工業(yè)與民用建筑、市政建設(shè)等工程在勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工放樣、竣工驗(yàn)收和運(yùn)營(yíng)管理等各階段所需的測(cè)量工作，主要包括：測(cè)繪滿足工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)需要的大比例尺地形圖；將圖紙上設(shè)計(jì)的建筑物標(biāo)定到地面上；對(duì)在施工過程中及施工后所產(chǎn)生的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。測(cè)量工作貫穿于規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理各個(gè)階段。工程建設(shè)的測(cè)量分為“測(cè)定”和“測(cè)設(shè)”。測(cè)定，是指使用測(cè)量?jī)x器和計(jì)算，得到一系列特征點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)、或?qū)⒌厍虮砻娴牡匚锖偷孛部s繪成地形圖，滿足工程建設(shè)的需求。測(cè)設(shè)(又叫施工放樣)，是指用一定的測(cè)量方法將設(shè)計(jì)圖紙上規(guī)劃設(shè)計(jì)好的建筑物位置，在實(shí)地上標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)。測(cè)定與測(cè)設(shè)是測(cè)量工作的兩個(gè)相反過程。二、測(cè)量科學(xué)的發(fā)展歷史與趨勢(shì)測(cè)量科學(xué)是長(zhǎng)期以來人類在認(rèn)識(shí)自然、改造自然的生產(chǎn)實(shí)踐中，總結(jié)、創(chuàng)造和發(fā)展起來的科學(xué)技術(shù)之一。公元前21世紀(jì)，夏禹治水時(shí)就使用過“準(zhǔn)繩規(guī)矩”等測(cè)量工具。公元前4世紀(jì)戰(zhàn)國時(shí)，我國勞動(dòng)人民就利用磁石制成了世界上最早的指南工具“司南”。公元前3世紀(jì)，我國西晉裴秀在生產(chǎn)實(shí)踐中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，擬定了世界上最早的制圖法則，稱為“制圖六體”。公元2世紀(jì)，我國長(zhǎng)沙馬王堆漢墓中已有繪制在帛上的具有方位和比例尺的地圖。公元724年，唐朝太史監(jiān)南宮說曾在河南開封一帶直接丈量了長(zhǎng)達(dá)300km的子午弧長(zhǎng)，并用日晷測(cè)太陽的陰影以定緯度，這是我國第一次應(yīng)用弧度測(cè)量的方法測(cè)定地球的形狀和大小，也是世界上最早的一次子午線弧長(zhǎng)測(cè)量。十八世紀(jì)清代康熙時(shí)測(cè)繪的《皇輿全圖》，又是一次大規(guī)模的天文測(cè)量。此外，在工程建設(shè)中，例如萬里長(zhǎng)城的建造，四川都江堰水利工程的興修，南北大運(yùn)河的開鑿，西安、北京等地古都的建筑，都創(chuàng)造和積累了極其豐富的測(cè)量經(jīng)驗(yàn)?？傊覈鴼v代勞動(dòng)人民隨著生產(chǎn)的需要和發(fā)展，對(duì)測(cè)量科學(xué)作出了卓越的貢獻(xiàn)。中華人民共和國成立后，我國的測(cè)繪科學(xué)進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的嶄新階段。七十多年來，在全國范圍內(nèi)完成了大地控制網(wǎng)的測(cè)量，統(tǒng)一了全國的平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)。進(jìn)行了大規(guī)模的航空攝影測(cè)量工作，完成了大量的國家基本圖的測(cè)繪和土地資源調(diào)查任務(wù)。在儀器制造方面也有很大的發(fā)展，國產(chǎn)電子測(cè)量?jī)x器，如：數(shù)字水準(zhǔn)儀、全站儀、GNSSRTK接收機(jī)等測(cè)量?jī)x器已經(jīng)廣泛使用，改變了過去完全依賴進(jìn)口儀器的被動(dòng)局面。我國在航空、航天技術(shù)、遙感技術(shù)、激光技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用計(jì)算也得到飛速發(fā)展，特別是近幾年來，我國自主研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)全球組網(wǎng)，擺脫了對(duì)GPS的依賴，并開始提供全球服務(wù)，北斗系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品已輸出到100多個(gè)國家，為用戶提供了多元化的選擇方案，基于北斗土地確權(quán)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、數(shù)字施工、車輛船舶監(jiān)管、智慧港口等在東盟，南亞、東歐、西亞、非洲等得到成功應(yīng)用。當(dāng)前，國外測(cè)繪業(yè)正處于高速發(fā)展階段。測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展日新月異，尤其是大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、智能化等技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)深刻影響了測(cè)繪行業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)鏈。目前國外測(cè)繪業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面：

1.數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的興起

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)是當(dāng)前測(cè)繪業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)之一。這種技術(shù)可以快速、準(zhǔn)確地獲取地圖、地形圖、航空攝影、衛(wèi)星遙感等數(shù)據(jù)，并通過全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、分析和處理，從而大幅提升測(cè)繪數(shù)據(jù)的質(zhì)量和效率。

與此同時(shí)，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)也可以為環(huán)境保護(hù)、氣象預(yù)警、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域提供強(qiáng)大的技術(shù)支持，為各個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)、管理、決策等提供更加科學(xué)有效的數(shù)據(jù)支持。2.測(cè)繪專業(yè)化、精細(xì)化趨勢(shì)明顯

在國外，測(cè)繪行業(yè)已經(jīng)逐步從過去的粗放式發(fā)展轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)化、精細(xì)化的發(fā)展階段。越來越多的測(cè)繪公司將自己的業(yè)務(wù)范圍鎖定在專業(yè)領(lǐng)域中，比如電力測(cè)量、礦產(chǎn)資源測(cè)量、海洋測(cè)量等。3.測(cè)繪產(chǎn)業(yè)與眾多行業(yè)深度融合

在國外，測(cè)繪產(chǎn)業(yè)與眾多行業(yè)深度融合，比如：互聯(lián)網(wǎng)、金融、房地產(chǎn)、城鄉(xiāng)規(guī)劃等。測(cè)繪數(shù)據(jù)可以為這些行業(yè)提供有效支持，比如通過測(cè)繪數(shù)據(jù)來分析市場(chǎng)底層需求、細(xì)化商業(yè)模式、研究人口分布等。這一切都迫切要求測(cè)繪工作者發(fā)揚(yáng)“北斗”精神，努力開展測(cè)繪新技術(shù)的研究和推廣工作，盡快超越世界先進(jìn)水平，把我國建設(shè)成為偉大的社會(huì)主義強(qiáng)國，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興努力奮斗。

建筑工程測(cè)量技術(shù)四川水利水電技師學(xué)院認(rèn)知2

地面點(diǎn)位的表示方法

地面點(diǎn)位的確定，一般需要三個(gè)量。在測(cè)量工作中，我們一般用某點(diǎn)在基準(zhǔn)面上的投影位置（x,y）和該點(diǎn)離基準(zhǔn)面的高度（H）來確定。一、測(cè)量基準(zhǔn)面

1、測(cè)量工作基準(zhǔn)面——水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面。

測(cè)量工作是在地球表面進(jìn)行的，而海洋占整個(gè)地球表面的71%，故最能代表地球表面的是海水面，人們將海水面所包圍的地球形體看作地球的形狀。測(cè)量工作基準(zhǔn)面自然選擇海水面。水準(zhǔn)面——靜止海水面所形成的封閉的曲面。大地水準(zhǔn)面——其中通過平均海水面的那個(gè)水準(zhǔn)面。水準(zhǔn)面的特性——處處與鉛垂線正交、封閉的重力等位曲面。鉛垂線——測(cè)量工作的基準(zhǔn)線。水準(zhǔn)面和大地水準(zhǔn)面2、測(cè)量計(jì)算基準(zhǔn)面——旋轉(zhuǎn)橢球

由于地球內(nèi)部質(zhì)量分布不均勻，引起鉛垂線的方向產(chǎn)生不規(guī)則的變化，致使大地水準(zhǔn)面成為一個(gè)復(fù)雜的曲面，無法在這個(gè)曲面上進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的處理。為了計(jì)算方便，通常用一個(gè)非常接近于大地水準(zhǔn)面，并可用數(shù)學(xué)式來表示的幾何體來代替地球的形狀，這就產(chǎn)生了“旋轉(zhuǎn)橢球”的概念。旋轉(zhuǎn)橢球：由一橢圓（長(zhǎng)半軸a，短半軸b）繞其短半軸b旋轉(zhuǎn)而成的橢球體。旋轉(zhuǎn)橢球體

二、地面點(diǎn)的坐標(biāo)

坐標(biāo)分為地理坐標(biāo)、高斯平面直角坐標(biāo)和平面直角坐標(biāo)。1、地理坐標(biāo)（屬于球面坐標(biāo)系統(tǒng)）——用經(jīng)度和緯度來表示。

適用于：在地球橢球面上確定點(diǎn)位。圖1-3地球橢球面

其與數(shù)學(xué)中平面直角坐標(biāo)系相比，不同點(diǎn)：（1）測(cè)量上取南北方向?yàn)榭v軸（X軸），東西方向?yàn)闄M軸（Y軸）（2）角度方向順時(shí)針度量，象限順時(shí)針編號(hào)。相同點(diǎn)：數(shù)學(xué)中的三角公式在測(cè)量計(jì)算中可直接應(yīng)用。

圖1-4

左圖數(shù)學(xué)上的平面直角坐標(biāo)右圖數(shù)學(xué)上的平面直角坐標(biāo)2、平面直角坐標(biāo)——用坐標(biāo)（x，y）來表示。

適用于：測(cè)區(qū)范圍較小，可將測(cè)區(qū)曲面當(dāng)作平面看待。確定地面點(diǎn)平面坐標(biāo)的方法OABXY1.選擇O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立平面坐標(biāo)系。約定：水平線為Y軸，向右為正方向；豎直線為X軸，向上為正方向。1132234452.A點(diǎn)在平面坐標(biāo)系XOY中的坐標(biāo)為XA=+5，YA=+4。-2-1-1-23.B點(diǎn)在平面坐標(biāo)系XOY中的坐標(biāo)為XB=-2，YA=-2。

3、高斯平面直角坐標(biāo)

適用于：測(cè)區(qū)范圍較大，不能將測(cè)區(qū)曲面當(dāng)作平面看待。

當(dāng)測(cè)區(qū)范圍較大，若將曲面當(dāng)作平面來看待，則把地球橢球面上的圖形展繪到平面上來，必然產(chǎn)生變形，為減小變形，必須采用適當(dāng)?shù)姆椒▉斫鉀Q。測(cè)量上常采用的方法是高斯投影方法。高斯投影方法是將地球劃分成若干帶，然后將每帶投影到平面上。（1）6°帶的劃分1）為限制高斯投影離中央子午線愈遠(yuǎn)，長(zhǎng)度變形愈大的缺點(diǎn)，從經(jīng)度0°開始，將整個(gè)地球分成60個(gè)帶，6°為一帶。

6°帶中央子午線及帶號(hào)2）公式：——中央子午線經(jīng)度；N——投影帶的帶號(hào)。（2）3°帶的劃分從東經(jīng)開始，將整個(gè)地球分成120個(gè)帶，3°為一帶。

3°帶中央子午線及帶號(hào)有：

——中央子午線經(jīng)度；N——投影帶的帶號(hào)。4、我國高斯平面直角坐標(biāo)的表示。

方法：（1）先將自然值的橫坐標(biāo)Y加上500000米；（2）再在新的橫坐標(biāo)Y之前標(biāo)以2位數(shù)的帶號(hào)。[例題]：國家高斯平面點(diǎn)P（3032586.48，20648680.54），請(qǐng)指出其所在的帶號(hào)及自然坐標(biāo)為多少？（1）點(diǎn)P至赤道的距離：X=3032586.48m（2）其投影帶的帶號(hào)為20、P點(diǎn)離20帶的縱軸X軸的實(shí)際距離：Y=648680.54-500000=148680.54m三、地面點(diǎn)的高程

1、絕對(duì)高程H（海拔）——地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離。2、相對(duì)高程H'——地面點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離。3、高差——

水準(zhǔn)面地面點(diǎn)的高程和高差

1.絕對(duì)高程

地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為該點(diǎn)的絕對(duì)高程，簡(jiǎn)稱高程，用大寫字母H表示。如圖所示：地面點(diǎn)A、B的高程分別為HA和HB。HA

HB

2.相對(duì)高程

地面點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離,稱為該點(diǎn)的相對(duì)高程或假定高程。用H′表示。如圖所示：A.、B兩點(diǎn)的相對(duì)高程為HA′和HB′。HA′HB′3、高差地面兩點(diǎn)間的高程之差,稱為高差，用小寫字母h表示。高差有方向和正負(fù)。

A、B兩點(diǎn)的高差為:hAB=HB-HA

B、A兩點(diǎn)的高差為:hBA=HA-HB

A、B兩點(diǎn)的高差與B、A兩點(diǎn)的高差，絕對(duì)值相等，符號(hào)相反，即：hBA=

-hAB下面我們學(xué)習(xí)高差。hAB四、我國的高程系統(tǒng)

主要有：（1）1985國家高程系統(tǒng)（2）1956黃海高程系統(tǒng)（3）地方高程系統(tǒng)。如：珠江高程系統(tǒng)。其中，我國的水準(zhǔn)原點(diǎn)建在青島市觀象山，在1985年國家高程系統(tǒng)中，其高程為72.260米；在1956年黃海高程系統(tǒng)中的高程為72.289米。

高程基準(zhǔn)，是推算國家統(tǒng)一高程控制網(wǎng)中所有水準(zhǔn)高程的起算依據(jù)，它包括一個(gè)水準(zhǔn)基面和一個(gè)永久性水準(zhǔn)原點(diǎn)。水準(zhǔn)基面，通常理論上采用大地水準(zhǔn)面，它是一個(gè)延伸到全球的靜止海水面，也是一個(gè)地球重力等位面，實(shí)際上確定水準(zhǔn)基面則是取驗(yàn)潮站長(zhǎng)期觀測(cè)結(jié)果計(jì)算出來的平均海面。青島地處黃海，而我國把黃海海平面定為海拔基準(zhǔn)面，而這個(gè)海拔基準(zhǔn)面就是根據(jù)驗(yàn)潮站提供的數(shù)據(jù)來確定的。驗(yàn)潮站的主要作用：監(jiān)測(cè)、記錄潮汐變化數(shù)據(jù)，為海港研究開發(fā)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)、風(fēng)潮等自然災(zāi)害研究提供了有關(guān)資料和預(yù)測(cè)、預(yù)防等服務(wù)。中國以青島港驗(yàn)潮站的長(zhǎng)期觀測(cè)資料推算出的黃海平均海面作為中國的水準(zhǔn)基面，即零高程面。青島驗(yàn)潮站1900年開始驗(yàn)潮，1904年開始正式建立。

小資料中國水準(zhǔn)原點(diǎn)

中國永久性水準(zhǔn)原點(diǎn)位于青島觀象山山頂處，由中國人民解放軍總參測(cè)繪局于1954年建成，作為中國的海拔起點(diǎn)，全國各地的海拔高度皆由此點(diǎn)起算。該水準(zhǔn)原點(diǎn)因其在中國獨(dú)一無二的特性，從某種意義上，可以稱為中國高程測(cè)量的“格林威治”。在觀象山上，有一個(gè)神秘的小石屋，外面有兩層高柵欄，石屋子內(nèi)還有三道鐵將軍把門。在石屋子里面，有一個(gè)價(jià)值不菲的拳頭大小、渾圓的黃瑪瑙，瑪瑙上一個(gè)紅色小點(diǎn)，上面標(biāo)出“此處海拔高度72.260米”，這就是我國的“水準(zhǔn)原點(diǎn)”。球形的水袋瑪瑙標(biāo)志，其上有銅制和石制護(hù)蓋兩層，用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法與驗(yàn)潮站上所求出的平均海水面進(jìn)行聯(lián)測(cè)，測(cè)出它的高程為全國高程起始點(diǎn)，國家測(cè)繪局將它確定為“中華人民共和國水準(zhǔn)原點(diǎn)”。當(dāng)時(shí)國家規(guī)定，采用由此青島驗(yàn)潮站求得的1956年黃海平均海水面作為全國統(tǒng)一高程基準(zhǔn)面，其絕對(duì)高程為零，凡由此基準(zhǔn)面起算的高程，統(tǒng)稱為“1956年黃海高程系統(tǒng)”。中國水準(zhǔn)原點(diǎn)建成后，由此構(gòu)成原點(diǎn)網(wǎng)。用精密水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)定水準(zhǔn)原點(diǎn)相對(duì)于黃海平均海面的高差，即水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程，定為全國高程控制網(wǎng)的起算高程。-----國家第二期一等水準(zhǔn)網(wǎng)高程起算點(diǎn)為水準(zhǔn)原點(diǎn)。高程系統(tǒng)為“1985國家高程系統(tǒng)”，共有292條線路、19931個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，總長(zhǎng)度為93341公里，形成了覆蓋全國的高程基礎(chǔ)控制網(wǎng)。(1985年高程基準(zhǔn)和青島原水準(zhǔn)點(diǎn)高程為72.289m，已由國家測(cè)發(fā)【1987】198號(hào)文件通告廢止)。建筑工程測(cè)量技術(shù)四川水利水電技師學(xué)院認(rèn)知3測(cè)量工作基本原則

一、測(cè)量的三項(xiàng)基本工作工作

無論是控制測(cè)量、碎部測(cè)量還是施工放樣，其實(shí)質(zhì)都是確定地面點(diǎn)的位置，也就是測(cè)定三個(gè)元素，即水平角β、水平距離l和高差h。所以說，高程測(cè)量、距離測(cè)量和水平角測(cè)量是測(cè)量的基本工作，觀測(cè)、計(jì)算和繪圖是測(cè)量工作的基本技能。

確定地面點(diǎn)的位置，需要測(cè)定三個(gè)元素，即水平角β、水平距離D和高差h。所以說角度測(cè)量、距離測(cè)量