园林测量讲义

教学单元一：园林测量的认识(4学时)一、教学目标：使学生掌握测量学的定义、学科分类、测量学的任务、和园林测量的主要任务。使学生了解测量学科的历史、发展现状；使学生掌握地面点位的表示方法、基本要素、坐标及高程，使学生对测量工作的基本内容和基本原则有初步的认识。二、重点难点：重点：测量学的基本概念，任务、及在园林建设各阶段的主要任务，测量学科的发展现状；地面点位的确定、地理坐标、平面直角坐标、地面点的高程、。难点：各种坐标系的定义及异同。地球曲率对距离和高程的影响三、教学方法多媒体教学+自学四、讲授内容§1.1园林测量概述§1.2地面点位的确定§1.3测量的基本内容与基本原则知识点概要§1.1园林测量概述1、测量的概念与分类（1）测量学的概念测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面(包含空中、地下和海底）点空间位置的一门科学。（2)测量学的任务测量的任务可分为两类：测定和测设。测定：将地面已有的特征点位和界线通过测量手段获得并用规定的符号和一定的比例绘制成图的工作叫测定（测图），供规划设计之用。测设：将工程建设的设计位置（点位）用测量的方法测设到实地的工作叫测设，作为施工和定界的依据。测设又称施工放样。（3）测量学的分类大地测量学：研究地球表面广大地区的点位测定及整个地球的形状、大小和变化及地球重力场测定的理论和方法的学科。由于人造地球卫星和空间技术的利用，测量又分为常规大地测量和卫星大地测量两种。普通测量学：研究将地球表面局部地区的自然地貌、人工建筑和行政权属界线等测绘成地形图、地籍图的基本理论和方法的学科。摄影测量学：研究利用航空和航天器对地面摄影或遥感，以获取地物和地貌的影像和光谱，并进行分析处理，从而绘制成地形图的基本理论和方法的学科。工程测量学：研究工程建设在设计、施工和管理阶段中所需要进行的测量工作的基本理论和方法的学科。包括工程控制测量、土建施工测量、园林工程，设备安装测量、竣工测量和工程变形观测等。2、园林测量的任务与作用（1）在工程建设各阶段的主要任务工程测量是运用测量学的基本原理和方法为各类工程服务。工程建设一般分为勘测设计、施工建设、运营管理三个阶段，在这三个阶段中测量工作的主要任务是：勘测设计­阶段——控制，测绘地形图施工建设阶段——施工放样，竣工测量运营管理阶段——安全监测，变形观测（2）园林、园艺专业的学生学习本课程的目的要求学生达到掌握普通测量学的基本知识和基础理论；能正确使用水准仪、经纬仪等仪器和工具；了解大比例尺地形图的成图原理和方法；在工程设计和施工中，具有正确应用地形图和有关测量资料的能力和进行一般工程施工测设的能力，以便能灵活应用所学测量知识为其专业工作服务。3、测量学科的发展概况（1）我国古代测量学的成就长沙马王堆三号墓出土的西汉时期长沙国地图——最早的可见的古地图。北宋时沈括的《梦溪笔谈》中记载了磁偏角的发现。清朝康熙年间，1718年完成了世界上最早的地形图之一《皇兴全图》。（2）目前测量学发展状况及展望测量室内外一体化。GPS（Globalpositioningsystem）的发展。RS（Remotesense）的发展。GIS（Geographicinformationsystem）的发展。3S技术的结合,和数字地球的概念。§1.2地面点位的确定1、地球形状和大小水准面的特性。参考椭球面。2、地面点位的表示方法点位的概念点的平面位置和高程位置测量中常用的坐标系统，坐标系间的坐标转换。（1）天文坐标（λ，φ），大地坐标（L，B），空间直角坐标（X，Y，Z），高斯平面直角坐标（x，y），独立平面直角坐标（x，y）。高斯投影中计算带号的公式：计算中央子午线的公式：（2）地面点的高程。1985年国家黄海高程基准。高程与高差的关系：。（3）用水平面代替水准面的限度。对距离的影响：对水平角的影响：对高差的影响：§1.3测量的基本内容和原则测量工作的原则：从整体，到局部；先控制，后碎部；步步检核。测量工作的内容：测角度、测距离、测高差。地形图测绘，施工测量。五、作业：1、什么叫测量学，普通测量学的任务有哪些？2、测量学的研究对象是什么？3、测定与测设有何区别？4、大地水准面？它在测量工作中的作用是什么？5、绝对高程和相对高程？两点之间绝对高程之差和相对高程之差是否相等？6、测量工作中所用的平面直角坐标系与数学上的有哪些不同之处？7、高斯平面直角坐标系是怎样建立的？8、某点的经度为118°50′，试计算它所在的六度带和三度带号，相应的六度带和三度带的中央子午线经度是多少？9、用水平面代替水准面，对距离、水平角和高程有何影响？10、测量工作的两个原则及其作用是什么？11、确定地面点位的三项基本测量工作是什么？教学单元二：水准仪与高程测量（8学时）一、教学目标使学生掌握水准测量原理、高程计算、水准路线测量、水准测量产生误差原因及削减方法，了解自动安平水准仪的原理。二、重点、难点重点：水准测量的原理、水准测量的实施方法及内业数据处理方法。难点：水准仪的检验和校正方法。三、教学方法多媒体教学以讲授法为主;采用实物或录像片开展教学；实习与实训四、讲授内容§2.1水准测量原理）§2.2水准仪器、工具及其使用§2.3水准测量方法§2.4微倾水准仪的检验和校正知识点概要1、水准测量原理。高差法：前视与后视；仪高法：视线高。转点的概念。公式：2、水准仪及其使用DS3微倾式水准仪的构造，内对光望远镜成像原理，望远镜放大率。水准管零点，水准器的分划值。视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴。满足条件：水准管轴平行于望远镜视准轴，圆水准器轴平行于仪器竖轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴，。水准仪操作步骤：立尺，置架，粗平，照准，精平，读数，记录，搬站。视差及其消除方法。水准尺：塔尺，单面尺，双面尺及尺常数。尺垫。3、精密水准仪自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪的构造及使用。4、水准测量实施水准点：永久性水准点。临时性水准点。水准路线：附合水准路线，闭合水准路线，支水准路线。水准网，水准结点。普通水准测量的一般要求，施测程序。公式：测站检核方法：双仪高法，双尺面法。公式：水准测量成果整理：高差闭合差的计算检核、高差改正数的计算、高差改正数的分配原则。5、DS3水准仪的检验与校正水准仪轴线应满足的条件：圆水准器轴平行于仪器竖轴，水准管轴平行于望远镜视准轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴。圆水准器轴的检验校正；水准管轴的检验校正；十字丝中横丝的检验校正。6、水准测量误差仪器及工具误差：视准轴与水准管轴不的误差平行，望远镜对光时调焦透镜运行的误差，水准尺的误差。观测误差：水准管气泡居中的误差，估读水准尺的误差mV，水准尺倾斜的误差b。公式：外界条件的影响：地球曲率的影响，大气折光的影响f，仪器升沉的影响，尺垫下沉的影响，温度变化对视准轴与水准管轴夹角的影响。公式：五、作业1．视准轴？管水准器轴？2．水准仪上的圆水准器和管水准器各起什么作用？3．水准仪上有哪几条轴线？各轴线间应满足什么条件？4．视差？产生视差的原因是什么？怎样消除视差？5．水准测量中为什么要求前、后视距相等？6．水准测量时，在哪些立尺点处要放置尺垫？哪些点上不能放置尺垫？7．视线高程？前视读数和后视读数与高差、视线高程各有什么关系？教学单元三：经纬仪与角度测量（8学时）一、教学目标使学生掌握水平角、竖直角测量原理、水平角、竖直角观测程序及计算、经纬仪的检验与校核方法、测回法计算，能熟练操作经纬仪。二、重点、难点重点：水平角、竖直角的测量与计算方法。难点：角度测量的误差来源及消减方法三、教学方法多媒体教学；实物演示或录像片四、讲授内容§3.1DJ6型光学经纬仪的构造与使用§3.2水平角测量§3.3竖直角测量§3.4经纬仪的检验与矫正§3.5角度测量的误差分析及注意事项知识点概要1、角度测量原理水平角的定义，水平角的测量原理。竖直角的定义，仰角，俯角。竖直角的测量原理。公式：水平角????b–a0??????2、经纬仪及角度测量DJ6级光学经纬仪的构造：照准部，水平度盘，基座。视准轴、水准管轴、横轴、仪器竖轴。满足条件：水准管轴垂直于仪器竖轴，望远镜视准轴垂直于横轴，横轴垂直于仪器竖轴；圆水准器轴平行于仪器竖轴，十字丝竖丝垂直于仪器横轴。分微尺测微装置，度盘格值，复测机构，读数方法。光学经纬仪使用操作步骤：对中，整平，瞄准（消除视差），读数，记录。水平角观测（测回法）：安置仪器，盘左观测、盘右观测，方向读数。半测回角值。公式：方向观测法：技术要求。竖直角观测：竖盘部分：竖盘，竖盘指标，竖盘指标水准管，竖盘指标水准管微倾螺旋。盘左、盘右读数规律。竖直角计算公式竖盘指标差：3、经纬仪的检验与校正经纬仪应满足的条件。照准部水准管轴的检验校正。望远镜十字丝纵丝的检验校正。望远镜视准轴的检验校正。照准部横轴的检验校正。竖盘指标差的检验校正。光学对中器的检验校正。4、电子经纬仪与光学经纬仪的区别读数系统：编码度盘，光栅度盘，格区式度盘。5、角度测量误差仪器误差：仪器校正后的残余误差。照准部偏心差、度盘刻划误差。观测误差：对中误差。标杆倾斜误差，照准误差，读数误差。外界条件影响。。五、作业1．水平角？竖直角？2.竖盘指标差？如何校正？3．经纬仪的主要轴线应满足哪几项条件？为什么？4．用经纬仪测量水平角时为什么要用盘左和盘右两个位置观测？它能消除哪些误差？5．当仪器存在视准轴误差或横轴误差时，望远镜视准轴划出来的是个什么面？6．如何进行照准部水准管的检验与校正？7．竖盘指标差？怎样消除其影响？教学单元四：距离测量与直线定向（6学时）一、教学目标了解距离测量的光电测距法、直线定向的方法(真方位角、磁方位角法)。理解水平距离、方位角的概念。掌握水平距离测量的精密钢尺量距法及坐标方位角的计算与推算方法。二、重点、难点重点：钢尺量距的方法、直线定向、坐标方位角的计算与推算方法。难点：视距测量原理、光电测距原理。三、教学方法多媒体教学+实物演示四、讲授内容§4.1直线定线距离丈量的一般方法§4.2钢尺测量§4.3视距测量§4.4直线定向§4.5红外光电测距仪知识点概要1、钢尺量距丈量工具：钢尺、测钎、垂球、标杆。直线定线：在两点间定线、两点延长线上定线。一般精度量距方法：前尺手，后尺手。标点、定点、对点、持平投点。往测、返测。相对误差，相对成果。公式：2、钢尺的精密量距量距工具：钢尺、弹簧秤、温度计、经纬仪、水准仪等。量距过程：清理现场，经纬仪定线，概量，钉尺段桩，标十字线，尺段丈量。。尺段高差测定。尺段计算：尺长改正、温度改正、倾斜改正、全长计算。3、钢尺检定尺长方程式与钢尺检定的方法。钢尺量距的误差分析钢尺误差：尺长误差，检定误差。观测误差：定线误差、拉力误差、倾斜误差、对点及投点误差。外界条件影响：垂曲反垂曲误差，温度误差，风力影响。丈量注意事项。4、视距测量视距测量的原理，视准轴水平、视准轴倾斜。公式：观测方法和步骤。视距常数测定，视距测量误差分析。掌握用视距测量的方法进行水平距离和高差的测定。5、红外光电测距仪电磁波测距仪的分类：光电测距仪、微波测距仪。光电测距仪：普通光源测距仪、激光测距仪、红外测距仪。光电测距原理：相位式测距原理。公式：ND3000型红外测距仪的工作过程，测距边长改正计算。6、直线定向三北方向：真北、轴北、磁北、子午线收敛角、磁偏角。关系公式：方位角的概念，标准方向线，真方位角。坐标方位角。磁方位角。磁偏角与子午线收敛角，不同方位角之间的关系。公式：坐标方位角的推算公式：距离方向与地面点直角坐标的关系坐标正算△X=Dcosα△Y=Dsinα坐标反算：D===五、作业1．距离测量有哪几种方法？各有何优缺点？2．影响视距测量精度的因素有哪些？教学单元五：测量误差的基本知识（2学时）一、教学目标使学生掌握测量中测量误差的分类二、重点、难点重点：测量误差的分类；偶然误差的特性；观测值及算术平均值中误差难点：误差传播定律；不等精度观测三、教学方法讲授+课堂讨论四、讲授内容§5.1测量误差产生的原因及其分类§5.2误差的分类§5.3衡量精度的标准知识点概要1