《土木工程測量》第一章緒論

1、普通測量學(xué)電子教案建筑工程學(xué)院2013.02第1章緒論1.1測量學(xué)的任務(wù)及在工程建設(shè)中的作用1.2地面點位的確定1.3地形圖成圖原理1.4測量工作的原則和程序1.1測量學(xué)的任務(wù)及在工程建設(shè)中的作用1.1.1測量學(xué)的學(xué)科分類大地測量學(xué)地形測量學(xué)遙感攝影測量學(xué)工程測量學(xué)地圖制圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)1.1.2普通測量學(xué)的任務(wù)測繪測設(shè)用圖1.2地面點位的確定1.2.1地球的形狀及大小 測量工作的主要研究對象是地球的自然表面，但地球表面形狀極其復(fù)雜，有高山、丘陵、平原、河流、湖泊和海洋。 世界第一高峰珠穆郎瑪峰高8844.43m。 太平洋西部的馬里亞納海溝深11022m。 海洋面積約占 71%, 陸地面積約

2、占29%。 測量中把地球形狀看作是由靜止的海水面向陸地延伸并圍繞整個地球所形成的某種形狀。大地水準(zhǔn)面垂線法線重合橢球面地球表面PP1.2.1地球的形狀及大小大地水準(zhǔn)面定義:由海水延伸，并通過所有島嶼與大陸的封閉曲面稱為水準(zhǔn)面。與靜止?fàn)顟B(tài)的平均海水面相重合的水準(zhǔn)面稱為大地水準(zhǔn)面。大地水準(zhǔn)面的特征:是一個封閉的曲面。是一個略有起伏的不規(guī)則曲面，無法用數(shù)學(xué)公式精確表達(dá)。 大地水準(zhǔn)面是測量外業(yè)所依據(jù)的基淮面。1.2地面點位的確定1.2.1地球的形狀及大小參考橢球體 由于大地水準(zhǔn)面是不規(guī)則曲面，無法準(zhǔn)確描述和計算。也難以在其面上處理測量成果。因此，用一非常接近大地水準(zhǔn)面的數(shù)學(xué)面-旋轉(zhuǎn)橢球面代替大地水準(zhǔn)面

3、，用旋轉(zhuǎn)橢球體描述地球，稱參考橢球體。1.2地面點位的確定PP 在幾何大地測量中，橢球的形狀和大小通常用長半軸a 、短半軸b和 扁率 f來表示。 我國1980年國家大地坐標(biāo)系采用了1975年國際橢球， 該橢球的基本元素是： a = 6 378 140m , b = 6 356 755.3m , f =1/298.257。 由于參考橢球體的扁率很小，當(dāng)測區(qū)面積不大時，在普通測量中可把地球近似地看作圓球體，其半徑為：R=6371km。 1.2.2地面點位置的表示方法 地面點的空間位置需要由三個量來確定，在測量工作中采用坐標(biāo)和高程來表示。在大區(qū)域內(nèi)，采用球面坐標(biāo)表示；在小區(qū)域內(nèi)，采用平面直角坐標(biāo)來表

4、示點的平面位置。1.2.2.1地理坐標(biāo)地理坐標(biāo) 用經(jīng)度和緯度來表示地面點的球面坐標(biāo)。 經(jīng)度 通過該點的子午面與通過英國格林尼治天文臺的首子午面所夾的二角。緯度 通過該點的鉛垂線與赤道面之間的夾角。1.2地面點位的確定自首子線開始,向東從0180,稱為東經(jīng)；向西從0180,稱為西經(jīng)。自赤道起,向北自090,稱為北緯；向南自090,稱為南緯。 SN首子午線WEOP平行圈赤道1.2.2地面點位置的表示方法1.2.2.2平面直角坐標(biāo) 測區(qū)范圍較小時,可以忽略地球曲率的影響,以水平面代替水準(zhǔn)面,建立平面直角坐標(biāo)系(如圖l一3)。平面直角坐標(biāo)系,縱軸為OX軸,與實地的南北方向一致；橫軸為OY軸,與實地的東

5、西方向一致。地面上任意一點A的平面位置,可以用(xA ,yA)來表示。1.2地面點位的確定1.2.2.3高斯克呂格坐標(biāo) 當(dāng)測區(qū)范圍較大時，我國采用高斯分帶投影的方法，建立高斯平面直角坐標(biāo)系。用高斯平面直角坐標(biāo)來表示點的平面位置（在后面講解）。 1.2.2.4地面點的高程高程 地面點到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離。假定高程 地面點到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離。高差 兩點間的高程之差。1.3.1概念地形圖 將地球表面錯綜復(fù)雜的地物和地貌沿鉛垂線方向投影到大地水準(zhǔn)面或水平面上,按一定的比例縮小,采用綜合的方法并利用規(guī)定的線條和符號繪制成圖,這種圖稱為地形圖。地物 把地面上天然或人造的物體稱為地物,如房屋、道路、森

6、林、河流等。地物的形狀取決于其外輪廓線,一般為直線或曲線。地貌 把地面高低起伏狀態(tài)稱為地貌,如高山、丘陵、平原、深谷等。地形 地物和地貌統(tǒng)稱為地形。地球表面的地貌變化是復(fù)雜的，在測量中除特殊地貌采用特定的符號表示外,一般均采用等高線來表示地面高低變化。1.3.2地形圖的比例尺 將地面上的地物和地貌投影到水平面上以后，按一定的比例縮繪成圖圖上兩點間的距離與相應(yīng)地面兩點間距離之比，稱為圖紙的比例尺。1.3.2.1數(shù)字比例尺 以分子為1的分?jǐn)?shù)形式表示的比例尺稱為數(shù)字比例尺。設(shè)圖上一線段長為d,相應(yīng)的實地水平距離為D，則該圖比例尺為1.3地面點位的確定1.3.3比例尺精度相當(dāng)于圖上0.1mm的實地水平

7、距離為比例尺精度。1.3地面點位的確定比例尺150011 00012 00015 000110 000比例尺精度 M0.050.10.20.51.0根據(jù)比例尺精度,可參考決定: (1)按工作需要,多大的地物須在圖上表示出來或測量地物要求精確到什么程度,由此可參考決定測圖的比例尺。(2)當(dāng)測圖比例尺決定之后，可以推算出測量地物時應(yīng)精確到什么程度。1.3.2.2圖示比例尺 用一定長度的線段表示圖上的實際長度，并按圖上比例尺計算出相應(yīng)地面上的水平距離注記在線段上，這種比例尺稱為直線比例尺。1.4.1確定地面點相對位置的基本測量工作1.4測量工作的原則和程序測量的基本工作：角度測量、距離測量和高程測量?；镜膸缀我兀航嵌?、距離和高差是決