0绪论-建筑工程测量课件

工程测量（非测绘专业）主讲：吕庭钟电话:[phone]电子邮箱：[e-mail]工程测量课程概述•课程性质：专业基础技术课总学时数：42-50学时•使用教材：刘绍堂《建筑工程测量》(郑州大学出版社).•学习方法：理论教学+实验+实训，课内+课外，被动+主动•课程巩固：预习+复习+作业+开放实验+技能大赛•考核方法：理论50%（出勤50%+考试50%)+实践50%（出勤40%+技能考核60%）绪论内容提要•测绘学及其分类•工程测量学及其发展方向•工程测量的目的和任务教学要求：了解测绘学、工程测量学概念及发展0.1测绘学及其分类一、测绘学定义测绘学是一古老的地球科学，它自于希腊文的“土地划分”。传统的测绘学是对地球进行测定和描绘的科学。而现代的测绘学已经发展为一门多方面的综合科学，通常叫做测绘科学或地球空间信息学“Geomatics”。Geomatics最早于1975年由法国人提出。其定义是：对所研究的物体，包括地球的整体及其表面和外层空间的各种自然和人造实体，利用接触与非接触式的测量仪器、传感器及其组合系统，对这些实体进行信息的采集、量测、存储、管理、更新、分析、显示、分发(传输)和利用的一门科学和技术地球空间信息学反映了现代测绘科学与遥感、地理信息系统、多媒体通信等现代计算机科学和信息科学的多学科集成。地球空间信息学包含了用计算机处理地理信息的各种学科与技术。范围包括(但不限于)工程测量学、地形测量、遥感、摄影测量、地理信息系统(GIS)、土地信息系统(LIS)、地籍测绘、市政工程管理等；地球空间信息学采用星载、机载、舰载和地面数据采集等方法，通过计算机硬件和软件并借助现代信息技术来处理和管理各种空间数据。二、分类测绘科学已发展为包含着许多学科的现代科学，它们分别是：1．地形测量学假如要研究的只是地球自然表面上一个小区域，则由于地球半径很大，就可以把这块球面当作平面看待而不考虑其曲率。地形测量学研究的内容可以用文字和数字记录下来，也可用图表示。2．大地测量学凡研究的对象是地表上一个较大的区域甚至整个地球时，就必须考虑地球的曲率。这种以研究广大地区为对象的测绘科学是大地测量学的范畴。这门学科的基本任务是建立国家大地控制网，测定地球的形状、大小和研究地球重力场的理论、技术和方法。3．摄影测量学摄影测量学是利用摄影象片来研究地表形状和大小的测绘科学。因获得象片的方法不同，摄影测量学又可分为地面摄影测量和航空摄影测量学4．工程测量学城市建设、大型厂矿建筑、水利枢纽、农田水利及道路修建等在勘测设计、施工放样、竣工验收和工程监测保养等方面的测绘工作，统称工程测量学。主要任务有三方面，即：地面到图纸，图纸到地面，以及变形观测。5．地图制图学利用测量所得的资料，研究如何投影编绘成地图，以及地图制作的理论、工艺技术和应用等方面的测绘科学是制图学的范畴。摄影测量地形测量学工程测量学地图制图学0.2工程测量学及其发展方向一、工程测量学的定义1.工程测量学的经典定义：工程测量学是研究各种工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段所应用的测量科学技术的学科。各种工程包括：工业建设、城市建设、交通工程(铁路、公路、机场、车站、桥梁、隧道)、水利电力工程(河川枢纽、大坝、船闸、电站、渠道)、地下工程、管线工程(高压输电线、输油送气管道)、矿山工程等。2.工程测量学的现代定义：工程测量学是研究地球空间(包括地面、地下、水下、空中)具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论、方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程和机器设备为研究服务对象。具体几何实体指一切被测对象，包括存在(或已建成)的各项工程及其与工程有关的目标，抽象几何实体指一切设计的但尚未实现的、未建成的各项工程。二、工程测量学的分类和内容1.工程测量学的分类国内一般把与工程建设有关的工程测量划分为规划设计、施工建设和运营管理三个阶段；也有按行业划分成：建筑工程测量、线路工程测量(铁路、公路和管道、电力等)、水利工程测量、桥梁工程测量、隧道工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、三维工业测量、海洋工程测量以及城市测量等。2.工程测量学的内容2.1工程建设规划设计阶段的测量工作每项工程建设都必须按照自然条件和预期目的进行规划设计。在这个阶段中的测量工作，主要是提供各种比例尺的地形图，另外还要为工程地质勘探、水文地质勘探以及水文测验等进行测量。对于重要的工程(例如某些大型特种工程)或在地质条件不良的地区(例如膨胀土地区)进行建设，则还要对地层的稳定性进行观测。2.3工程建设运营管理阶段的测量工作在运营期间，为了监视工程建筑物安全情况了解设计是否合理，验证设计理论是否正确，需要对工程建筑物的水平位移、沉陷、倾斜以及摆动等进行定期或持续的监测。这些工作，就是通常所说的变形观测。对于大型的工业设备，还要进行经常性的检测和调校，以保证其按设计安全运行。为了对工程进行有效的管理、维护和为了日后改、扩建的需要，还应建立工程信息系统。2.2工程建设施工阶段的测量工作每项工程建设的设计经过讨论、审查和批准之后，即进入施工阶段。这时，首先要将所设计的工程建筑物按照施工的要求在现场标定出来(即所谓定线放样)，作为实地修建的依据。为此，要根据工地的地形、工程的性质以及施工的组织与计划等，建立不同形式的施工控制网，作为定线放样的基础。然后再按照施工的需要，采用各种不同的放样方法，将图纸上所设计的内容转移到实地。此外，还要进行施工质量控制，这里主要是几何尺寸如高层建筑物的竖直度、地下工程的断面等的监控。为监测工程进度，还要进行开挖与建筑方量测绘以及工程竣工测量、变形观测以及设备的安装测量等。三、工程测量学的发展概况工程测量学是一门历史悠久的学科，是从人类生产实践中逐渐发展起来的。在古代。它与测量学并没有严格的界限。到近代，随着工程建设的大规模发展才逐渐形成了工程测量学。早在公元前27世纪的埃及大金字塔，其形状与方位都很准确，这说明当时就已有了放样的工具和方法。胡夫大金字塔的4个斜面正对东、南、西、北四方，误差不超过圆弧的3分。秦代李冰父子领导修建的都江堰水利枢纽工程，曾用一个石头人来标定水位。而现存发现最早的平面地图是在河北省平山县战国时期中山国都城遗址中发现的《兆域图》（宫堂图）。它是一幅墓地设计的平面地图，除绘有“宫”、“堂”、“门”等规则图形外，还有文字与距离数字，刻绘相当精细，充分说明那个时期我国已有较高的地图制作水平。1973年从长沙马王堆汉墓出土的地图包括地形图、驻军图和城邑图三种，不仅所表示的内容相当丰富。在国外，意大利都灵保存有公元前15世纪的金矿巷道图。公元前13世纪埃及也有按比例缩小的巷道图。公元前1世纪，希腊学者格罗·亚里山德里斯基对地下测量和定向进行了叙述。德国在矿山测量方面有很大贡献，1556年格·阿格里柯拉出版的《采矿与冶金》一书，专门论述了开采中用罗盘测量井下巷道的一些问题。工程测量学发展经历了一条从简单到复杂、从手工操作到测量自动化、从常规测量到精密测量的发展道路，它的发展始终与当时的生产力水平相同步，并且能够满足大型特种精密工程中对测量所提出的愈来愈高的需求。如举世瞩目的长江三峡水利枢纽工程，溪洛渡、向家坝、小浪底和二滩等大型水利枢纽工程；长达30多公里的杭州湾大桥和东海大桥工程；山西省引黄工程南干线的7号隧洞(长42．6km)以及辽宁省大伙房引水工程隧道(长达853km)；上海磁悬浮铁路；北京国家大剧院等大型精密特种工程，都堪称世界之最。大型特种精密工程建设和对测绘提出的愈来愈高的要求是工程测量学发展的动力。四、工程测量学的发展趋势“六化”和“十六字”“六化”是：测量内外业作业的一体化；数据获取及处理的自动化；测量过程控制和系统行为的智能化；测量成果和产品的数字化；测量信息管理的可视化；信息共享和传播的网络化。“十六字”是：精确、可靠、快速、简便、实时、持续、动态、遥测。工程测量学的发展，主要表现在从一维、二维到三维乃至四维，从点信息到面信息获取，从静态到动态，从后处理到实时处理，从人眼观测操作到机器人自动寻标观测，从大型特种工程到人体测量工程，从高空到地面、地下以及水下，从人工量测到无接触遥测，从周期观测到持续测量。测量精度从毫米级到微米级乃至纳米级。一方面，随着人类文明的进展，对工程测量学的要求越来越高，服务范围不断扩大；另一方面，现代科技新成就为工程测量学提供了新的工具和手段，从而推动了工程测量学的不断发展。而工程测量学的发展又将直接对改善人们的生活环境，提高人们的生活质量起到重要作用。摆在我们面前的任务是：大力促进工程测量技术方法与手段的更新换代，积极推动新技术的推广与应用，充分利用GPS技术、GIS技术、数字化测绘技术、摄影测量技术、RS技术、“3S”集成技术及地面测量先进技术设备，把传统的手工测量向电子化、数字化、自动化、智能化方向发展；同时加强相关学科的研究，不断拓宽工程测量服务新领域，开创工程测量发展新局面，为推动我国工程测量科技进步而努力奋斗。电子全站仪与工程测量光学自动安平水准仪与水准测量数字水准仪2、德国蔡司ZeissDiNi12数字水准仪(美国天宝Trimble)1、瑞士徕卡LeicaDNA中文数字水准仪数字水准仪航空摄影测量卫星遥感图像处理三维激光扫描系统地理信息系统GIS建库GPS用于大地测量05000100001500001000200030000500010000150000100020003000GPS用于军事飞行高度9,840英尺/3,000米GISDTM正射影像制图修测可视化影像分析分类地面处理GPS、GIS、RS——“3S”集成彩色多光谱0.3土木工程测量的任务及学习要求3.1主要任务:包括测定和测设、监测三大部分(1)测定:从地面→到图纸→供使用是人类认识自然的过程(2)测设:从图纸→到地面→作为施工依据是人类改造自然的过程（3）变形监测：定期对其位移、沉降、倾斜以及摆动进行观测测定——使用测量仪器和工具，通过测量计算，得到一系列测量数据，或把地球表面的地形缩绘成地形图，供国家建设和科学研究使用。测设——把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置，通过野外测量的方法在地面上标定出来，作为施工的依据。3.2学习要求1.掌握建筑工程测量的基本理论、基本知识和基本技能；2.了解常用测量仪器的一般构造与组成，重点掌握仪器的使用与基本操作方法。正确掌握水准测量、角度测量、距离测量的方法；3.掌握建筑工程测量的主要内容和方法，并具有完成施工放样测量工作的实际能力；4.掌握大比例尺地形图的基本知识及其在建筑工程中的应用。至于地形图测绘等工作，主要由专业测绘人员完成。小结建筑工程测量是工程测量学的分支，工程测量学是测绘学的二级学科之一。它包括建筑工程在规划设计、施工和运营管理阶段所进行的各种测量工作。在不同的领域中，工程测量工作的内容和步骤并不完全相同，建筑工程测量的主要任务包括地形测图、施工测量、以及变形观测。我们着重要掌握高程测量、角度测量、距离测量的基本方法；具备施工放样、地形图识图、用图和对建筑物进行变形监测的能力。