工程測量第一章緒論

工程測量第一章緒論第一頁，共34頁。教材王金玲.工程測量.武漢大學出版社，2004.第二頁，共34頁。課時：32學時考核方法：作業(yè)20分閉卷考試80分第三頁，共34頁。章節(jié)安排第一章緒論第二章測量的基本知識第三章測量誤差理論第四章角度、距離測量與全站儀第五章導線測量第六章高程測量第七章大比例尺數字地圖的測量和應用第八章基本的測設工作第九章水利水電工程測量第四頁，共34頁。第一章緒論學習目標：1.1測量學的產生與發(fā)展。1.2工程測量學的概念。1.3測量技術在水利水電工程中的應用。1.4地面點定位。1.5測量工作原則。第五頁，共34頁。1.1測量學的產生與發(fā)展建筑、農田、水利建設等的需要：公元前二十七世紀建設的埃及大金字塔，其形狀與方向都很準確，說明當時已有放樣的工具和方法。我國古代的農業(yè)生產歷史，就是一部治水的歷史，而治水就需要進行測量工作。早期的水利工程多為河道的疏導，其主要的測量工作是確定水位和堤壩的高度。司馬遷在《史記》中對夏禹治水有這樣的描述：“陸行乘車，水行乘船，泥行乘撬，山行乘攆（jú），左準繩，右規(guī)矩、載四時，以開九州，通九道，陂九澤，度九山”。其中，準是水準器，繩是丈量距離的工具，規(guī)是畫圓的器具，矩則是一種可定平、測長度、高度、深度和畫圓畫矩形的通用測量儀器。第六頁，共34頁。秦代李冰父子領導修建的都江堰水利樞紐工程，曾用一個石頭人來標定水位，當水位超過石頭人的肩時，下游將受到洪水的威脅；當水位低于石頭人的腳背時，下游將出現干旱。這種標定水位的辦法與現代水位測量的原理完全一樣。北宋時沈括為了治理汴渠，測得“京師之地比泗州凡高十九丈四尺八寸六分”，是水準測量的結果。1973年從長沙馬王堆漢墓出土的地圖包括了地形圖、駐軍圖和城邑圖三種，不僅所表示的內容相當豐富，繪制技術也非常熟練，在顏色使用、符號設計、內容分類和簡化等方面都達到了很高水平，是目前世界上發(fā)現的最早的地圖。第七頁，共34頁。公元前十四世紀，在幼發(fā)拉底河與尼羅河流域曾進行過土地邊界的劃分測量。我國的地籍管理和土地測量最早出現在殷商時期，秦、漢過渡到私田制。隋唐實行均田制，建立戶籍冊。宋朝按鄉(xiāng)登記和清丈土地，出現地塊圖。到了明朝洪武四年，全國進行土地大清查和勘丈，編制的魚鱗圖冊，是世界最早的地籍圖冊。第八頁，共34頁。軍事、交通運輸的需要中國戰(zhàn)國時期修筑的午道，古羅馬時期構筑的兵道，在修建中都應用了測量工具進行地形勘測、定線測量和隧道定向開挖測量。萬里長城，從整體布局到修筑，都進行了詳細的勘察測量和施工放樣工作。第九頁，共34頁。采礦的需要據《周禮》記載，在周朝已建立了專門的采礦部門，開采時很重視礦體形狀，并使用礦產地質圖來辨別礦產的分布。我國四大發(fā)明之一的指南針，從司南、指南魚算起，有二千多年的歷史，對礦山測量和其它工程勘測有很大的貢獻。在國外，意大利都靈保存有公元前十五世紀的金礦巷道圖。公元前十三世紀埃及也有按比例縮小的巷道圖。公元前一世紀，希臘學者格羅·亞里山德里斯基對地下測量和定向進行了敘述。德國在礦山測量方面有很大貢獻，1556年格·阿格里柯拉出版的《采礦與冶金》一書，專門論述了開采中用羅盤測量井下巷道的一些問題。第十頁，共34頁。測繪儀器的發(fā)展測量水平角和豎直角的經緯儀，是由英國機械師西森(Sisson)約于1730年首先研制的，后經改進成型，正式用于英國大地測量中。1904年，德國開始生產玻璃度盤經緯儀。二十世紀50年代出現了光電測距儀。60年代出現了電子經緯儀。80年代出現了全站儀。

第十一頁，共34頁。

機械經緯儀光學經緯儀全站儀經緯儀、全站儀第十二頁，共34頁。1.2工程測量學的概念測量學的定義:

測量學是研究對地球整體及其表面和外層空間中的各種自然和人造物體上與地理空間分布有關的信息進行采集處理、管理、更新和利用的科學和技術。它的主要任務有三個方面：一是研究確定地球的形狀和大小，為地球科學提供必要的數據和資料；二是將地球表面的地物地貌測繪成圖；三是將圖紙上的設計成果測設至現場。

第十三頁，共34頁。

測量學的分支

大地測量學；攝影測量學(中小比例尺地圖制圖、雕像精密制作)；地圖制圖學；工程測量學；海洋測繪學；地籍測量學。第十四頁，共34頁。定義：工程測量學是研究各項工程在規(guī)劃設計、施工建設和運營管理階段所進行的各種測量工作的學科。各項工程包括：工業(yè)建設、鐵路、公路、橋梁、隧道、水利水電工程、地下工程、管線（輸電線、輸油管）工程、礦山和城市建設等。一般的工程建設分為規(guī)劃設計、施工建設和運營管理三個階段。工程測量學是研究這三階段所進行的各種測量工作。工程測量學(Engineeringsurveying)第十五頁，共34頁。工程測量學在很長的一段時間內是非常緩慢的。直到二十世紀初，由于工程建設規(guī)模的不斷擴大，工程測量學才受到人們的重視，并發(fā)展成為測繪學的一個重要分支。電子技術和空間技術的進步推動工程測量學快速發(fā)展。20世紀50年代，世界各國在建設大型水工建筑物、長隧道、城市地鐵中，對工程測量提出了一系列要求；20世紀60年代，空間技術的發(fā)展和導彈發(fā)射場建設促使工程測量進一步發(fā)展；工程測量學的發(fā)展第十六頁，共34頁。20世紀70年代以來，各種巨型實驗室的建設以及各種精密設備的安裝，從測量精度和儀器自動化方面都對工程測量提出了更高的要求。二十世紀末，測量對象不再僅限于地面，而且深入地下、水域、空間和宇宙。除了工程建設的測量工作外，變形觀測、文物保護，都應用了最新的精密工程測量儀器和方法。第十七頁，共34頁。1964年國際測量師聯(lián)合會（FIG）為了促進和繁榮工程測量，成立了工程測量委員會（第六委員會），從此，工程測量學在國際上作為一門獨立的學科開展活動。第十八頁，共34頁。1.3測量技術在水利水電工程中的應用

工程測量學在水利水電工程的勘測設計、施工建造和運營管理各階段中主要的測量工作：勘測設計階段：布設控制網或導線；測量大比例尺地形圖。施工建造階段：壩軸線的放樣；測設清基開挖線；測設坡腳線；測設邊坡；坡面修整測量。運營管理各階段：變形監(jiān)測。第十九頁，共34頁。

以大壩為例，講述工程測量在水利水電工程上的應用。它應用于大壩建設和營運的各個階段，包括設計階段、施工階段、竣工驗收階段和運營階段：設計階段：建立大壩控制網；測繪工區(qū)地形圖；生成工區(qū)數字地面模型。第二十頁，共34頁。大壩周圍控制點第二十一頁，共34頁。

施工階段

工程放樣施工質量監(jiān)控竣工階段竣工圖與工程位置測定工程質量的驗收評估運營階段大壩安全營運的實時監(jiān)控保障體系(特別是在洪水期)第二十二頁，共34頁。隔河巖大壩隔河巖大壩第二十三頁，共34頁。隔河巖大壩第二十四頁，共34頁。隔河巖大壩全景隔河巖大壩第二十五頁，共34頁。隔河巖大壩第二十六頁，共34頁。地面點定位是以某種技術過程確定地面點的位置，包括：1.測繪。以測量技術手段測定地面點位置并用圖象或圖形和數據等形式表示出來，這種技術過程稱為測繪。1.4地面點定位第二十七頁，共34頁。測設（放樣）2.測設。利用測量技術手段把設計上擬定的地面點測定到實地上，這種技術過程稱為測設，或稱為工程放樣，簡稱放樣。第二十八頁，共34頁。地面點定位元素角度測量、距離測量、高差測量是地面點定位的測量基本技術工作。測量得到的角度(β)、距離(D)、高差(h)是地面點定位的基本元素，稱為定位元素。這些定位元素具有獨立性(即同類元素之間不存在函數關系)和直接可量性(即可利用測量儀器直接測量其大小)，故稱之為直接觀測量，或稱為直接定位元素。第二十九頁，共34頁。間接定位元素地面點的定位參數x、y、H不能直接測量得到，但可以利用地面點的直接定位元素按某種規(guī)定的法則推算得到，故又稱地面點的定位參數x、y、H為間接觀測量，或稱為間接定位元素。第三十頁，共34頁。1.5測量工作原則⒈等級原則。等級規(guī)定是工程建設中測量技術工作成果質量的標準，是嚴格科學態(tài)度與實際測量技術水平的象征；離開甚至違背技術等級要求的不合格測量工作是不能容許的。第三十一頁，共34頁。⒉整體原則。整體，指的是測量對象是一個個互相聯(lián)系的個體所構成的完整測量區(qū)域；還有測定位置參數不是孤立的，而是從屬于工程建設整體對象的參數。

1)從工程建設的全局出發(fā)實施定位的技術過程；

2)定位技術過程得到的