測(cè)量技術(shù)課程 學(xué)習(xí)指南

測(cè)量技術(shù)課程學(xué)習(xí)指南測(cè)量技術(shù)課程采用學(xué)習(xí)情境的課程理念來組織教材內(nèi)容，充分體現(xiàn)“教學(xué)做一體化”的教學(xué)思路。課程內(nèi)容通過八個(gè)學(xué)習(xí)情境，構(gòu)建“情境化課程實(shí)施基礎(chǔ)”、“高程測(cè)量”、“平面控制測(cè)量”、“公路地形圖測(cè)繪”“公路中線測(cè)量”、“公路基中平測(cè)量”、“公路橫斷面測(cè)量”、“公路施工測(cè)量”等項(xiàng)目導(dǎo)向的學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生在完成工作任務(wù)的過程中學(xué)到知識(shí)和技能。學(xué)習(xí)情境1情境化課程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)測(cè)量學(xué)是一門研究地球的形狀和大小以及確定地面點(diǎn)位的科學(xué)。測(cè)量工作的任務(wù)是通過測(cè)量?jī)x器和工具，測(cè)定地形的位置并把它繪制在圖紙上或通過測(cè)設(shè)是把圖紙上規(guī)劃設(shè)計(jì)好的建筑物、構(gòu)筑物的位置在地面上標(biāo)定出來。用大地體表示地球的形狀是比較恰當(dāng)?shù)?，但是由于地球?nèi)部質(zhì)量分布不均勻，引起局部重力異常，導(dǎo)致鉛垂線的方向產(chǎn)生不規(guī)則的變化，使得大地水準(zhǔn)面上也有微小的起伏，成為一個(gè)復(fù)雜的曲面。當(dāng)在小范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量工作時(shí)，可以用水平面代替大地水準(zhǔn)面。在工程測(cè)量中確定地面點(diǎn)位置的方法是通過確定該地面點(diǎn)的坐標(biāo)（x,y）和該點(diǎn)的高程（H）來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)不同的測(cè)量精度要求，在工程建設(shè)中可采用不同的坐標(biāo)和高程系統(tǒng)。在測(cè)量工作中，對(duì)某量(如某一個(gè)角度、某一段距離或某兩點(diǎn)間的高差等)進(jìn)行多次觀測(cè)，所得的各次觀測(cè)結(jié)果總是存在著差異，這種差異實(shí)質(zhì)上表現(xiàn)為每次測(cè)量所得的觀測(cè)值與該量的真值之間的差值，這種差值稱為測(cè)量誤差。本課程的重點(diǎn)是測(cè)量三大要素（距離、角度、高程）的測(cè)定方法、測(cè)繪儀器構(gòu)造、使用、檢驗(yàn)與校正、測(cè)量成果的處理以及公路的中線測(cè)量、縱斷面測(cè)量、橫斷面測(cè)量以及公路、橋梁、隧道施工測(cè)量等的基本能力。本學(xué)習(xí)情境基于項(xiàng)目課程教學(xué)基礎(chǔ)，分解為6個(gè)學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，每個(gè)學(xué)生應(yīng)沿著如下流程進(jìn)行學(xué)習(xí)：認(rèn)知測(cè)量工作的分類、任務(wù)和作用→熟悉地球的形狀和大小→會(huì)確定地面點(diǎn)位→熟悉測(cè)量工作的基本原則、方法與工作內(nèi)容→熟悉測(cè)量誤差的概念、分類及特點(diǎn)→會(huì)計(jì)算算術(shù)平均值→會(huì)評(píng)定觀測(cè)值精度→熟悉本課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)情境2高程測(cè)量測(cè)定地球表面上各點(diǎn)高程的工作稱為高程測(cè)量。為了統(tǒng)一全國(guó)高程系統(tǒng)和滿足各種測(cè)量的需要，測(cè)繪部門在全國(guó)各地布設(shè)并測(cè)定了一系列的水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，構(gòu)成了國(guó)家高程控制網(wǎng)，供測(cè)量時(shí)選用。高程測(cè)量按使用儀器和施測(cè)的方法不同，目前工程上常采用水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量等。水準(zhǔn)測(cè)量是利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線直接測(cè)定地面上各點(diǎn)間高差的方法，測(cè)量的精度較高；三角高程測(cè)量是利用經(jīng)緯儀和測(cè)距儀測(cè)定豎直角和斜距，按照三角原理計(jì)算兩點(diǎn)間的高差，一般適用于非平坦地區(qū)。根據(jù)測(cè)得高差和一點(diǎn)已知的高程，就可推算其它各點(diǎn)的高程。本學(xué)習(xí)情境基于高程測(cè)量的工作過程，分解為5個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，其中包括4個(gè)技能訓(xùn)練。每位學(xué)生應(yīng)沿著如下流程進(jìn)行學(xué)習(xí)：認(rèn)知國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)及高程控制網(wǎng)→熟悉水準(zhǔn)點(diǎn)及水準(zhǔn)路線的布設(shè)技術(shù)要求→熟悉DS3微傾式水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀、精密水準(zhǔn)儀、電子水準(zhǔn)儀與數(shù)字水準(zhǔn)儀的基本構(gòu)造和使用方法→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行高程水準(zhǔn)測(cè)量訓(xùn)練→熟悉水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正的方法步驟→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行三、四等高程控制測(cè)量訓(xùn)練→熟悉光電測(cè)距儀的基本構(gòu)造和使用方法→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正訓(xùn)練→熟悉水準(zhǔn)測(cè)量誤差的原因及其預(yù)防措施→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量成果的分析計(jì)算及數(shù)據(jù)處理。學(xué)習(xí)情境3平面控制測(cè)量在平面控制測(cè)量工作中，為了減少誤差的積累與傳播，滿足測(cè)圖和施工的精度需要，必須遵循測(cè)量工作的基本原則，即“由高級(jí)到低級(jí)”、從整體到局部”、“先控制后碎部”。也就是說，在做局部測(cè)量工作以前，先要進(jìn)行整體的控制測(cè)量?？刂茰y(cè)量是指在整個(gè)測(cè)區(qū)范圍內(nèi)，選定若干個(gè)具有控制作用的點(diǎn)（稱為控制點(diǎn)），組成一定的幾何圖形（稱為控制網(wǎng)），通過外業(yè)測(cè)量，并根據(jù)外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，來獲得控制點(diǎn)的平面位置的工作。測(cè)定控制點(diǎn)平面位置（）的工作稱為平面控制測(cè)量，按照控制點(diǎn)之間組成的幾何圖形的不同，平面控制的形式分為導(dǎo)線測(cè)量。平面控制測(cè)量工作有內(nèi)業(yè)與外業(yè)之分，利用測(cè)量議器（經(jīng)緯儀、全站儀）在野外測(cè)出控制點(diǎn)之間的距離、角度、高差等工作稱為測(cè)量外業(yè)，其基本工作是水平角測(cè)量、水平距離測(cè)量和豎直角測(cè)量。將外業(yè)成果在室內(nèi)進(jìn)行整理計(jì)算和繪圖等工作稱為測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)。本學(xué)習(xí)情境基于平面控制測(cè)量的工作過程，分解為7個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，其中包括5個(gè)技能訓(xùn)練。每位學(xué)生應(yīng)按以下流程進(jìn)行學(xué)習(xí)：認(rèn)知國(guó)家大地平面控制網(wǎng)→熟悉導(dǎo)線點(diǎn)的設(shè)置及導(dǎo)線網(wǎng)的布設(shè)技術(shù)要求→熟悉DJ6經(jīng)緯儀、DJ2經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造和使用方法→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行角度測(cè)量訓(xùn)練→熟悉距離丈量、直線定線的技術(shù)操作要求和方位角與象限角推算→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行距離丈量、直線定線、羅盤儀測(cè)定磁方位角訓(xùn)練→熟悉DJ6經(jīng)緯儀、DJ2經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正的方法步驟→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行DJ6經(jīng)緯儀、DJ2經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正的訓(xùn)練→熟悉光電測(cè)距儀的基本構(gòu)造和使用方法→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行DJ6經(jīng)緯儀、DJ2經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正訓(xùn)練→熟悉導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)操作和內(nèi)業(yè)計(jì)算內(nèi)容→熟悉全站儀的基本構(gòu)造和使用方法→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行全站儀測(cè)角、測(cè)邊、測(cè)三維坐標(biāo)和三維坐標(biāo)放樣測(cè)量訓(xùn)練→熟悉距離丈量、角度測(cè)量成果的分析計(jì)算及有關(guān)的數(shù)據(jù)處理→熟悉距離丈量、角度測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因及其預(yù)防措施。學(xué)習(xí)情境4公路地形圖測(cè)繪地形圖測(cè)繪是將地面線段沿垂線投影到大地水準(zhǔn)面上，然后歸化到橢球體面上，再按某種方法將其投影到平面上，最后按某一比率將它縮小到地圖上。為了便于測(cè)圖和用圖，需要用各種符號(hào)將實(shí)地上的地物和地貌表示在圖上，這些符號(hào)為地形圖圖式。圖式由國(guó)家測(cè)繪機(jī)關(guān)統(tǒng)一頒布，地形圖圖式中的符號(hào)有三種：地物符號(hào)、地貌符號(hào)、注記符號(hào)，它們是測(cè)圖和用圖的重要依據(jù)。在地形圖上，顯示地貌的最直觀的方法是等高線，等高線能真實(shí)反映出地貌形態(tài)和地面高低起伏。測(cè)圖前的準(zhǔn)備工作：圖紙的準(zhǔn)備、繪制坐標(biāo)格網(wǎng)和展繪測(cè)圖控制點(diǎn)。在地形圖測(cè)繪中，決定地物、地貌位置的特征點(diǎn)稱為地形特征點(diǎn)，也稱碎部點(diǎn)。測(cè)繪地形圖就是測(cè)定碎部點(diǎn)平面位置和高程。碎部點(diǎn)的正確選擇，是保證成圖質(zhì)量和提高測(cè)圖效率的關(guān)鍵。地形圖傳統(tǒng)測(cè)圖方法：大平板儀測(cè)圖法、小平板儀與經(jīng)緯儀聯(lián)合測(cè)圖和經(jīng)緯儀測(cè)繪（測(cè)記）法。在地形圖上可以獲取地貌、地物、居民點(diǎn)、水系、交通、通訊、管線、農(nóng)林等多方面的自然地理和社會(huì)政治經(jīng)濟(jì)信息，因此，地形圖是進(jìn)行建筑工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工的重要依據(jù)。本學(xué)習(xí)情境基于地形圖測(cè)繪的工作過程，分解為5個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，其中包括5個(gè)技能訓(xùn)練。每位學(xué)生應(yīng)按以下流程進(jìn)行學(xué)習(xí)：認(rèn)知地形圖→熟悉比例尺精度、分幅與編號(hào)、圖名、坐標(biāo)格網(wǎng)等概念→敘述地物與地貌（地物符號(hào)、地貌等高線、注記）的表示方法→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行地形圖識(shí)讀訓(xùn)練→等高線的概念、等高距和等高線平距、等高線的分類、等高線的特性→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行等高線勾繪訓(xùn)練→地物特征點(diǎn)和地貌特征點(diǎn)的選擇→使用平板儀→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行平板儀使用訓(xùn)練→熟悉大比例尺地形圖的測(cè)繪→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行大比例尺地形圖的測(cè)繪訓(xùn)練→描繪地物，勾繪等高線，檢查、拼接與整飾地形圖→熟悉大比例尺數(shù)字化測(cè)圖→利用地形圖確定圖上點(diǎn)的坐標(biāo)和高程、距離、方位、坡度、繪制斷面圖、面積計(jì)算和土石方計(jì)算等應(yīng)用→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行地形圖應(yīng)用訓(xùn)練。學(xué)習(xí)情境5公路中線測(cè)量公路是一種承受行車荷載的線形帶狀結(jié)構(gòu)物，設(shè)計(jì)時(shí)須把公路的線形分解為的平面、縱斷面和橫斷面分別進(jìn)行三視圖投影處理。公路中心線在水平面上的投影稱為公路路線的平面。沿著中心線豎直剖切公路，再把這豎直的曲面展開成直面，這就是公路路線的縱斷面。中心線上任意一點(diǎn)處公路的法向切面稱為公路路線的橫斷面。公路路線的平面、縱斷面和橫斷面是公路的幾何組成部分。公路的平面線形，由于其位置受社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然地理和技術(shù)條件等因素的制約，公路從起點(diǎn)到終點(diǎn)在平面上不可能是一條直線，而是由許多直線段和曲線段（包括圓曲線和緩和曲線）組合而成。對(duì)平面線形而言，一般可分解為直線、圓曲線及緩和曲線。公路中線測(cè)量是公路平面設(shè)計(jì)的外業(yè)工作，其主要任務(wù)就是通過對(duì)公路的交點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)、轉(zhuǎn)角、直線和平曲線的測(cè)設(shè)，沿線測(cè)定路線的里程長(zhǎng)度并設(shè)置里程樁，最終將公路中心線的平面位置用木樁具體地標(biāo)定在現(xiàn)場(chǎng)。本學(xué)習(xí)情境基于公路中線測(cè)量的工作過程，分解為6個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，其中包括6個(gè)技能訓(xùn)練。每位學(xué)生應(yīng)按以下流程進(jìn)行學(xué)習(xí)：敘述公路勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的內(nèi)、外業(yè)工作以及中線測(cè)量的主要工作內(nèi)容→路線交點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)測(cè)設(shè)→路線右角的觀測(cè)與轉(zhuǎn)角的計(jì)算→根據(jù)地形變化和樁距要求設(shè)置公路里程樁→圓曲線測(cè)設(shè)要素、主點(diǎn)樁里程計(jì)算→使用切線支距法、偏角法、坐標(biāo)法進(jìn)行圓曲線的詳細(xì)測(cè)設(shè)→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行圓曲線切線支距法的詳細(xì)測(cè)設(shè)訓(xùn)練→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行圓曲線偏角法的詳細(xì)測(cè)設(shè)訓(xùn)練→虛交曲線測(cè)設(shè)要素、主點(diǎn)樁里程計(jì)算→使用切基線法、圓外基線法進(jìn)行虛交曲線的詳細(xì)測(cè)設(shè)→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行虛交曲線詳細(xì)測(cè)設(shè)訓(xùn)練→緩和曲線測(cè)設(shè)要素、主點(diǎn)樁里程計(jì)算→使用切線支距法、偏角法進(jìn)行緩和曲線的詳細(xì)測(cè)設(shè)→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行緩和曲線切線支距法的詳細(xì)測(cè)設(shè)訓(xùn)練→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行緩和曲線偏角法的詳細(xì)測(cè)設(shè)訓(xùn)練→復(fù)曲線的幾何要素、里程樁計(jì)算及其主點(diǎn)樁、任意加樁的測(cè)設(shè)→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行復(fù)曲線詳細(xì)測(cè)設(shè)訓(xùn)練。學(xué)習(xí)情境6公路縱斷面測(cè)量基平測(cè)量的主要任務(wù)是沿路線設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)，并測(cè)定它們的高程。公路路線基平水準(zhǔn)點(diǎn)的高程通常采用水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定。當(dāng)跨越寬度大于300ｍ時(shí)，必須參照《國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》，采用精密水準(zhǔn)儀或精密經(jīng)緯儀按規(guī)定的程序和方法進(jìn)行。中平測(cè)量通常采用普通水準(zhǔn)測(cè)量的方法施測(cè)，以相鄰兩基平水準(zhǔn)點(diǎn)為一測(cè)段，從一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，對(duì)測(cè)段范圍內(nèi)所有路線中樁逐個(gè)測(cè)量其地面高程，最后附合到下一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)上。全站儀由于具有三維坐標(biāo)測(cè)量的功能，在中線測(cè)量中可以同時(shí)測(cè)量中樁高程(中平測(cè)量)。公路縱斷面圖是沿中線方向繪制地面起伏和縱坡變化的線狀圖，它反映路線所經(jīng)范圍的中心地面起伏情況與設(shè)計(jì)縱坡之間的關(guān)系，是公路設(shè)計(jì)和施工中的重要資料。本學(xué)習(xí)情境基于公路中基平測(cè)量的工作過程，分解為3個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，其中包括2個(gè)技能訓(xùn)練。每位學(xué)生應(yīng)按以下流程進(jìn)行學(xué)習(xí)：熟悉公路基本一般測(cè)量→敘述基平測(cè)量的工作過程及精度要求→跨河水準(zhǔn)測(cè)量→水準(zhǔn)儀進(jìn)行中平測(cè)量的施測(cè)方法與跨河谷測(cè)量→實(shí)施全站儀進(jìn)行中平測(cè)量→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行公路中基平測(cè)量訓(xùn)練→繪制公路縱斷面圖→結(jié)合工作任務(wù)繪制公路縱斷面圖訓(xùn)練。學(xué)習(xí)情境7公路橫斷面測(cè)量橫斷面測(cè)量就是測(cè)繪各中樁垂直于路中線方向的地面起伏情況。首先要確定中樁點(diǎn)的橫斷面方向，然后在此方向上測(cè)定地面變坡點(diǎn)或特征點(diǎn)間的距離和高差，并按一定的比例繪制橫斷面圖，供路基橫斷面設(shè)計(jì)、土石方計(jì)算和橋涵及擋土墻設(shè)計(jì)等用。本學(xué)習(xí)情境以工程項(xiàng)目測(cè)量為載體，基于公路橫斷面測(cè)量的工作過程，分解為3個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，其中包括2個(gè)技能訓(xùn)練。每位學(xué)生應(yīng)按以下流程進(jìn)行學(xué)習(xí)：熟悉直線段橫斷面方向測(cè)定、圓曲線段橫斷面方句的測(cè)定、緩和曲線段橫斷面方向的測(cè)定→熟悉橫斷面測(cè)量精度要求→采用標(biāo)桿皮尺測(cè)量法、水準(zhǔn)儀測(cè)量法、經(jīng)緯儀測(cè)量法進(jìn)行公路橫斷面測(cè)量→結(jié)合工作任務(wù)進(jìn)行公路橫斷面測(cè)量訓(xùn)練→繪制公路橫斷面圖→結(jié)合工作任務(wù)繪制公路橫斷面圖訓(xùn)練。學(xué)習(xí)情境8施工測(cè)量施工測(cè)量俗稱“施工放樣”，是測(cè)量工作的另一種形式，是保證施工質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。施工測(cè)量的目的是把圖紙上已知設(shè)計(jì)點(diǎn)的坐標(biāo)與高程進(jìn)行反算，從而得到了放樣所需要的角度、距離和高差數(shù)據(jù)，然后根據(jù)放樣數(shù)據(jù)用測(cè)量?jī)x器標(biāo)定出設(shè)計(jì)點(diǎn)的實(shí)地位置，并埋設(shè)標(biāo)志，作為施工的依據(jù)；并在施工過程中進(jìn)行一系列的測(cè)量工作，以保證施工按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。公路施工測(cè)量主要包括恢復(fù)路線中線、施工控制樁、路基邊樁、路基邊坡的放樣等項(xiàng)工作。橋涵施工測(cè)量的主要任務(wù)是測(cè)定墩臺(tái)中心位置，橋軸線測(cè)量以及對(duì)構(gòu)造物各細(xì)部構(gòu)造的定位和放樣。隧道施工測(cè)量首先要建立洞外平面和高程控制網(wǎng)，每一開挖洞口附近都應(yīng)設(shè)立平面控制點(diǎn)及水準(zhǔn)點(diǎn)，這樣將各開挖面聯(lián)系起來，作為開挖放樣的依據(jù)。根據(jù)洞內(nèi)控制點(diǎn)的坐標(biāo)及高程，來指導(dǎo)開挖方向，并作為洞內(nèi)襯砌及建筑物放樣的數(shù)據(jù)。隧道貫通后，必然產(chǎn)生平面的及高程的貫通誤差，此時(shí)需進(jìn)行中線調(diào)整。設(shè)有豎井的隧道還需專門進(jìn)行豎井測(cè)量。在隧道所有的施工項(xiàng)目完成后，要作竣工測(cè)量。并在施工過程中和竣工后對(duì)隧道及有關(guān)建筑物進(jìn)行沉陷和位移觀測(cè)。隧道施工中對(duì)測(cè)量工作的精度要求，主要根據(jù)工程的性質(zhì)、隧道的長(zhǎng)度和施工方法來定。本學(xué)習(xí)情境以工程項(xiàng)目施工測(cè)量為載體，基于公路過程施工測(cè)量的工作過程，分解為4個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，其中包括2個(gè)技能訓(xùn)練。