建筑工程測量(第一章)-緒論

建筑工程測量

第1章緒論1建筑工程測量學(xué)課程概述課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)課總學(xué)時數(shù)：48學(xué)時其中：課堂理論教學(xué)24學(xué)時實驗24學(xué)時使用教材：《建筑工程測量》

——中國建筑工業(yè)出版社（中國建設(shè)教育協(xié)會組織編寫）參考教材：1、《土木工程測量》第二版

——武漢理工大學(xué)出版社（過靜珺主編）

2、《建筑測量學(xué)》

——中國測繪出版社（楊德麟、高飛）相關(guān)課程：測量教學(xué)實習(xí)（2周）2《建筑工程測量》教材內(nèi)容

分為兩大部分第一部分：基本部分（前8章）

（1）第1章——緒論（2）第2、3、4章——測量三項基本工作(H、β、D）（3）第5章——測量誤差的基本知識（4）第6章——小地區(qū)控制測量

（5）第7、8章——大比例尺地形圖測繪和地形圖的應(yīng)用第二部分：專業(yè)部分（后6章）（6）第9、10章——施工測量的基本工作和建筑施工控制測量（7）第11、

12章——工業(yè)與民用建筑施工測量

（8）第13章——建筑物變形觀測與竣工總平面圖的編繪

（9）第14章——全站儀及其應(yīng)用3講題:建筑工程測量內(nèi)容提要：第一章緒論第一節(jié)建筑測量的任務(wù)與作用建筑測量的任務(wù)建筑測量在建筑施工中的作用4一、測量學(xué)的任務(wù)（一）測量學(xué)與制圖學(xué)統(tǒng)稱為測繪學(xué)

1.測繪學(xué)定義

測繪學(xué)是研究地球整體及其表面和外層空間中的各種自然物體和人造物體的有關(guān)信息，并對這些地理空間信息進行采集、處理、管理、更新和利用的一門科學(xué)。

2.測量學(xué)的定義測量學(xué)是一門古老的科學(xué)。它是研究地球表面的形狀和大小以及確定地面點位的科學(xué)5測繪學(xué)的分科１．大地測量學(xué)２．?dāng)z影測量與遙感學(xué)３．工程測量學(xué)４．海洋測量學(xué)５．地圖制圖學(xué)６．測繪儀器學(xué)７．普通測量學(xué)——幾何(天文)大地測量學(xué)、物理(重力)

大地測量學(xué)、衛(wèi)星(空間)大地測量學(xué)

——地面(近景)攝影測量學(xué)、航空攝影測量學(xué)、航天遙感測量學(xué)——普通工程測量學(xué)（包含土木、建筑、水利、交通、礦山測量等）、精密工程測量學(xué)、特種工程測量學(xué)——海洋水體測量學(xué)、水下地形測量學(xué)、航道測量——地圖學(xué)與GIS、地圖制圖工程——光學(xué)測繪儀器學(xué)、電子測繪儀器學(xué)——局部地區(qū)地形測量與一般工程測量6（二）測量學(xué)的任務(wù)◆測定（測繪）(location)——研究地球形狀和大小(包括地球重力場)◆測設(shè)（放樣）(seting-out)

——確定地面點的空間位置(含地下和空間)測設(shè):圖紙地面測定:地面圖紙7測定——

使用測量儀器和工具，通過測量計算，得到一系列測量數(shù)據(jù)，或把地球表面的地形縮繪成地形圖，供國家建設(shè)和科學(xué)研究使用。測設(shè)——

把圖紙上規(guī)劃設(shè)計好的建筑物、構(gòu)筑物的位置，通過野外測量的方法在地面上標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)。8二、建筑測量在建筑施工中的應(yīng)用土木工程（包括公路、建筑）的設(shè)計、施工、竣工、擴建維修及變形監(jiān)測均要進行測量工作?！魪母呗殞I(yè)的特點看，更要學(xué)好測量學(xué)建筑測量是為建筑工程提供服務(wù)的。它服務(wù)于建筑工程的每一個階段，貫穿于建筑工程的始終。在工程建設(shè)的各個階段都離不開測量工作，都要以測量工作為先導(dǎo)。而且測量工作的精度和速度直接影響到整個工程的質(zhì)量和進度。9一、在國家經(jīng)濟建設(shè)中的應(yīng)用

1.工程建設(shè)的尖兵

2.軍事作戰(zhàn)的眼睛

3.科學(xué)研究的工具

4.現(xiàn)代管理的基礎(chǔ)

（數(shù)字地球、數(shù)字中國和數(shù)字城市）10二、在土木建筑工程中的作用

1.勘測設(shè)計階段:

測繪各種比例尺的地形圖,供規(guī)劃、設(shè)計使用

2.施工階段:

施工測量、測設(shè)(施工放樣)、竣工測量和變形觀測

3.運營管理階段:

建（構(gòu)）筑物變形觀測和安全監(jiān)測預(yù)報、擴建改建11第二節(jié)地面點位的確定內(nèi)容提要：一、地面點平面位置的確定

◆測量基準(zhǔn)面

◆地面點的平面坐標(biāo)二、地面點高程位置的確定◆地面點的高程坐標(biāo)三、用水平面代替水準(zhǔn)面的限度四、確定地面點位的三個基本要素12第二節(jié)地面點位的確定

地球表面所有地理空間信息總稱為地形。地球表面上的點稱為地面點。如：左圖中A、B、C

地形包括地物和地貌兩大部分13地球形狀和大小

1.地球是一個表面起伏較大的橢球

地球表面最高峰：8844.43m

海洋底部最深處:11022.00m

地球表面最大高差近20km

2.地球又是一個近似光滑的水球大陸面積:占29%

海洋面積:占71%

3.地球平均半徑:6371km

14確定地面點的空間位置需用三個量，在測量工作中一般用:某點在基準(zhǔn)面上投影位置（x,y）該點離基準(zhǔn)面高度（H）一．測量基準(zhǔn)面1．測量工作基準(zhǔn)面——水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面?！羲疁?zhǔn)面——靜止海水面所形成的封閉曲面?！舸蟮厮疁?zhǔn)面——其中通過平均海水面的那個水準(zhǔn)面。15◆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——測量工作的基準(zhǔn)線16大地水準(zhǔn)面

設(shè)想當(dāng)海洋處于靜止均衡狀態(tài)時，將它延伸到陸地內(nèi)部所形成的封閉曲面。陸地靜止海水面大地水準(zhǔn)面17地球表面低密度礦體高密度礦體大地水準(zhǔn)面和鉛垂線示意圖大地水準(zhǔn)面18基本概念1.重力方向線即鉛垂線,是測量工作的基準(zhǔn)線2.水準(zhǔn)面自由靜止的水面;是等位面,有無數(shù)個3.大地水準(zhǔn)面

靜止平衡狀態(tài)下的平均海水面,向大陸島嶼延伸而形成的閉合水準(zhǔn)面

特性:

唯一性、等位面、不規(guī)則曲面作用：測量野外工作的基準(zhǔn)面4.大地體由大地水準(zhǔn)面包圍的地球形體，是不規(guī)則球體。192．測量計算基準(zhǔn)面——旋轉(zhuǎn)橢球由橢圓（長半軸a，短半軸b）繞b軸旋轉(zhuǎn)而成的橢球體?？捎脭?shù)學(xué)式表示的光滑曲面。20二．地面點的坐標(biāo)(一)地理坐標(biāo)（屬于球面坐標(biāo)系統(tǒng)）適用于：在地球橢球面上確定點位。分為：1.天文地理坐標(biāo)(天文經(jīng)度

，天文緯度

)2.大地地理坐標(biāo)(大地經(jīng)度B，大地緯度L)21(二)平面直角坐標(biāo)

適用于：研究范圍較小。測量平面直角坐標(biāo)系數(shù)學(xué)平面直角坐標(biāo)系

22不同點：

1．測量上北方向為X軸正向，東方向為Y軸正向。

2．角度方向順時針度量；象限順時針編號。相同點:

數(shù)學(xué)中的三角公式在測量中可直接應(yīng)用。坐標(biāo)系的異同：23三.地面點的高程

1.絕對高程H——到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離。

2.相對高程H’——到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離。

3.高差——hAB=HB-HA=H’B-H’A24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)。注：水準(zhǔn)原點：青島市觀象山H0=72.260m（85黃海系）

=72.289m（56黃海系）4.我國的高程系統(tǒng)25國家水準(zhǔn)原點（高程零點H。）位于青島觀象山，黃海平均海水面為高程基準(zhǔn)面1956黃海高程系：H。=72.289m1985國家高程基準(zhǔn)：H。=72.260m，相差29mm合肥市目前仍采用上海吳淞高程系如合肥市某點:

吳淞高程—1.856m=85黃海高程我國的高程系統(tǒng)26

用水平面代替水準(zhǔn)面的限度一、對距離的影響大地水準(zhǔn)面上：在水平面上：誤差值：相對誤差：結(jié)論：當(dāng)測區(qū)半徑r<10km時,誤差僅為1/120萬，可用水平面代替大地水準(zhǔn)面27對水平角的影響

球面三角形內(nèi)角和球面角超P—球面三角形面積R—地球半徑，

結(jié)論：當(dāng)測區(qū)范圍在100km2，用水平面代替水準(zhǔn)面時，對角度影響僅為0.51″，在普通測量工作中可以忽略不計28對高程的影響用水平面代替水準(zhǔn)面對高程的影響就是地球曲率對高程的影響

結(jié)論:

必須顧及其影響,進行改正29

第三節(jié)測量工作的原則和程序一．測量的基本工作

——測角、量邊、測高差二．測量工作中用水平面代替水準(zhǔn)面的限度1．對水平角、距離的影響——在面積約320km2內(nèi)，可忽略不計。2．對高程的影響——即使距離很短也要顧及地球曲率的影響。30測量三項基本工作測量工作包括測定和測設(shè)兩部分，其實質(zhì)都是確定地面點的點位確定點位的三要素：高差、水平角、水平距離測量三項基本工作：高程測量（第二章）角度測量（第三章）距離測量（第四章）測量工作的基本概念31三．測量工作的基本原則布局上：由整體到局部精度上：由高級到低級次序上：先控制后細(xì)部測量工作的又一原則:“前一步工作未作檢核，不進行下一步工作”。32學(xué)習(xí)測量學(xué)的目的和要求掌握現(xiàn)代普通測量學(xué)的基本知識和基本理論具有使用常規(guī)測量儀器的操作技能，了解先進測繪儀器的原理和使用方法掌握大比例尺地形圖測圖原理和方法，了解數(shù)字測圖過程，能正確使用地形圖掌握測量數(shù)據(jù)處理的基本理論和評定測量精度的一般方法能正確使用測量儀器進行一般施工測量33測繪學(xué)的發(fā)展簡史

高斯（C.F.Gauss，1777~1855年）

世界近代測量史的杰出代表，現(xiàn)代測繪科學(xué)的奠基人，德國著名的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家。1794年，最早提出最小二乘法，奠定了的近代測量平差理論的基礎(chǔ)，1809年正式發(fā)表（概率論創(chuàng)始人法國拉格朗日1806年發(fā)表最小二乘原理）1822年，創(chuàng)立高斯投影理論，1912年由德國大地測量學(xué)家克呂格補充完善，正式建立高斯-克呂格投影和高斯-克呂格平面直角坐標(biāo)系，簡稱高斯平面直角坐標(biāo)系1826年，創(chuàng)立三角測量控制網(wǎng)整體條件平差理論1828年，提出平均海水面概念，為全球建立大地水準(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)面打下基礎(chǔ)34一、現(xiàn)代測繪學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀(1)望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明，推動了光學(xué)測量儀器（如光學(xué)水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀）的發(fā)展和廣泛使用1859年第一臺地形攝影機在法國制造，洛斯達(dá)開創(chuàng)了地面攝影測量方法1903年飛機的發(fā)明，1915年第一臺自動連續(xù)航空攝影機在德國蔡司測繪儀器廠研制成功，使航空攝影測量成為現(xiàn)實1947年瑞典生產(chǎn)第一臺光電測距儀，世界從此進入電子測量時代。隨后相繼出現(xiàn)了微波測距儀、激光測距儀、紅外測距儀等電子經(jīng)緯儀+光電測距儀+計算機=電子全站儀35二、現(xiàn)代測繪學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀(2)從游標(biāo)經(jīng)緯儀→光學(xué)經(jīng)緯儀→電子經(jīng)緯儀→電子全站儀→數(shù)字智能型全站儀從光學(xué)水準(zhǔn)儀→自動安平水準(zhǔn)儀→電子水準(zhǔn)儀→數(shù)字水準(zhǔn)儀從地面攝影測量→航空攝影測量→數(shù)字?jǐn)z影測量→衛(wèi)星遙感（RS）圖像處理→三維激光掃描系統(tǒng)從野外白紙測圖→計算機機助制圖→數(shù)字化自動成圖→地理信息系統(tǒng)（GIS）從全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）→“3S”集成技術(shù)36電子全站儀與工程測量37光學(xué)自動安平水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)測量38數(shù)字水準(zhǔn)儀392、德國蔡司Zeiss

DiNi12數(shù)字水準(zhǔn)儀(美國天寶Trimble)1、瑞士徠卡LeicaDNA中文數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)字水準(zhǔn)儀40航空攝影測量41衛(wèi)星遙感圖像處理42三維激光掃描系統(tǒng)43地理信息系統(tǒng)GIS建庫44GPS用于大地測量45GPS用于軍事

飛行高度9,840英尺/3,000米46GISDTM正射影像制圖修測可視化影像分析分類

地面處理GPS、GIS、RS——“3S”集成彩色多光譜47三、我國現(xiàn)代測繪事業(yè)的發(fā)展建立和統(tǒng)一了全國坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)建