工程測(cè)量學(xué),第一章緒論需要學(xué)歷的聯(lián)系我QQ394465464,2,主要內(nèi)容和重點(diǎn),主要內(nèi)容：1什么是工程測(cè)量學(xué)？2為什么要學(xué)工程測(cè)量學(xué)？3如何學(xué)工程測(cè)量學(xué)？重點(diǎn)：什么是工程測(cè)量學(xué)？,中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院工程測(cè)量學(xué),1.1工程測(cè)量學(xué)在測(cè)繪學(xué)中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域,1.1.1學(xué)科定義定義一：工程測(cè)量學(xué)是研究各種工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)營管理階段所進(jìn)行的各種測(cè)量工作的學(xué)科。,1.1工程測(cè)量學(xué)在測(cè)繪學(xué)中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域,1.1.1學(xué)科定義定義二：工程測(cè)量學(xué)主要研究在工程、工業(yè)和城市建設(shè)以及資源開發(fā)各個(gè)階段所進(jìn)行的地形和有關(guān)信息的采集和處理，施工放樣、設(shè)備安裝、變形監(jiān)測(cè)分析和預(yù)報(bào)等的理論、方法和技術(shù)，以及研究對(duì)測(cè)量和工程有關(guān)的信息進(jìn)行管理和使用的學(xué)科，它是測(cè)繪學(xué)在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中的直接應(yīng)用。,1.1工程測(cè)量學(xué)在測(cè)繪學(xué)中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域,1.1.1學(xué)科定義定義三：工程測(cè)量學(xué)是研究地球空間（包括地面、地下、水下、空中）中具體幾何實(shí)體的測(cè)量描繪和抽象幾何實(shí)體的測(cè)設(shè)實(shí)現(xiàn)的理論、方法和技術(shù)的一門應(yīng)用性學(xué)科。,1.1工程測(cè)量學(xué)在測(cè)繪學(xué)中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域,1.1.1學(xué)科定義評(píng)價(jià)：定義一：比較大眾化，易于理解。定義二：較定義一更具體、準(zhǔn)確，且范圍更大定義三：更加概括、抽象和科學(xué)。定義二、三除建筑工程外，機(jī)器設(shè)備乃至其它幾何實(shí)體都是工程測(cè)量學(xué)的研究對(duì)象，且都上升到了理論、方法和技術(shù)，強(qiáng)調(diào)工程測(cè)量學(xué)所研究的是與幾何實(shí)體相聯(lián)系的測(cè)量、測(cè)設(shè)的理論、方法和技術(shù)，而不是研究各種測(cè)量工作。,工程測(cè)量學(xué)的學(xué)科位置,1.1工程測(cè)量學(xué)在測(cè)繪學(xué)中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域,1.1.2學(xué)科地位學(xué)科交叉、學(xué)科綜合、學(xué)科細(xì)分。測(cè)繪學(xué)的二級(jí)學(xué)科：大地測(cè)量學(xué)：幾何大地測(cè)量、物理大地測(cè)量、空間大地測(cè)量、海洋大地測(cè)量；工程測(cè)量學(xué)（礦山測(cè)量）；攝影測(cè)量學(xué)與遙感；地圖制圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)；不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪（房地產(chǎn)測(cè)繪、地籍測(cè)繪）。60余所高校設(shè)有“測(cè)繪工程”本科專業(yè),1.1工程測(cè)量學(xué)在測(cè)繪學(xué)中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域,1.1.3研究應(yīng)用領(lǐng)域工程測(cè)量學(xué)（德國）：測(cè)量?jī)x器和方法線路、鐵路、公路工程測(cè)量高層建筑測(cè)量地下建筑測(cè)量安全監(jiān)測(cè),1.1工程測(cè)量學(xué)在測(cè)繪學(xué)中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域,1.1.3研究應(yīng)用領(lǐng)域國際測(cè)量師聯(lián)合會(huì)(FdrationrationInternationaldesGomtresFIG)工程測(cè)量委員會(huì)開始，下設(shè)四個(gè)工作組與一個(gè)特別組四個(gè)工作組：1.測(cè)量方法和限差；2.土石方計(jì)算；3.變形測(cè)量；4.地下工程測(cè)量。一個(gè)特別組：變形分析與解釋,1.1工程測(cè)量學(xué)在測(cè)繪學(xué)中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域,1.1.3研究應(yīng)用領(lǐng)域后來，變成了六個(gè)工作組與兩個(gè)專題組六個(gè)工作組1.精密工程測(cè)量技術(shù)與方法；2.線路工程測(cè)量與優(yōu)化；3.變形測(cè)量；4.工程測(cè)量信息系統(tǒng)；5.激光技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用；6.電子科技文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)。兩個(gè)專題組：1.專用測(cè)量?jī)x器；2.工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。,1.1工程測(cè)量學(xué)在測(cè)繪學(xué)中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域,1.1.3研究應(yīng)用領(lǐng)域工程測(cè)量國際學(xué)術(shù)討論會(huì)1988年前的專題：1.測(cè)量?jī)x器和數(shù)據(jù)獲?。?.數(shù)據(jù)解釋、處理和應(yīng)用；3.高層建筑物和設(shè)備安裝測(cè)量；4.地下和深層建筑物測(cè)量；5.環(huán)境和工程建筑物變形監(jiān)測(cè)。1992年的專題是：1.測(cè)量理論與測(cè)量方案；2.測(cè)量技術(shù)和測(cè)量系統(tǒng)；3.信息系統(tǒng)和CAD；4.在建筑工程和工業(yè)中的應(yīng)用。,1.1工程測(cè)量學(xué)在測(cè)繪學(xué)中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域,1.1.3研究應(yīng)用領(lǐng)域工程測(cè)量國際學(xué)術(shù)討論會(huì)1996年的專題：1.測(cè)量和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；2.監(jiān)測(cè)和控制；3.在工業(yè)和建筑工程中的質(zhì)量問題；4.數(shù)據(jù)模型和信息系統(tǒng)；5.交叉學(xué)科的大型工程項(xiàng)目。2004年的專題：1.大型工程測(cè)量項(xiàng)目；2.測(cè)量和數(shù)據(jù)處理技術(shù)；3.監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)管理；4.瑞士阿爾卑斯山特長隧道,1.1工程測(cè)量學(xué)在測(cè)繪學(xué)中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域,1.1.3研究應(yīng)用領(lǐng)域總結(jié)：工程測(cè)量學(xué)的研究、應(yīng)用領(lǐng)域很廣，涉及到大型工程項(xiàng)目，既有測(cè)量及其數(shù)據(jù)獲取、處理的理論、技術(shù)與方法；又有專用測(cè)量?jī)x器的研制和信息系統(tǒng)的建立。既相對(duì)穩(wěn)定性，又不斷發(fā)展、與時(shí)俱進(jìn)。,1.1工程測(cè)量學(xué)在測(cè)繪學(xué)中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域,1.1.3研究應(yīng)用領(lǐng)域工程測(cè)量學(xué)的研究領(lǐng)域(面向工程建設(shè)),1.2工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容,1.2.1按工程建設(shè)階段劃分工程測(cè)量按工程建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)營管理三個(gè)階段分為“工程勘測(cè)”、“施工測(cè)量”和“安全監(jiān)測(cè)”，三個(gè)階段測(cè)繪工作有：1、規(guī)劃設(shè)計(jì)階段：主要是提供各種比例尺的地形圖，另外還要為工程地質(zhì)勘探，水文地質(zhì)勘探以及水文測(cè)驗(yàn)等進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于重要的工程區(qū)的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)。,1.2工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容,1.2.1按工程建設(shè)階段劃分2、建設(shè)施工階段：建立施工控制網(wǎng)，工程建筑物定線放樣，施工質(zhì)量控制，開挖與建筑方量測(cè)繪，工程竣工測(cè)量、變形觀測(cè)以及設(shè)備的安裝測(cè)量等。3、運(yùn)營管理階段：工程建筑物的變形觀測(cè)：水平位移、沉陷、傾斜以及擺動(dòng)等定期或持續(xù)監(jiān)測(cè)。建立工程進(jìn)管理、維護(hù)信息系統(tǒng)。,1.2工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容,1.2.2按服務(wù)對(duì)象劃分按服務(wù)對(duì)象分：建筑工程測(cè)量、水利工程測(cè)量、線路工程測(cè)量、橋隧工程測(cè)量、地下工程的測(cè)量、海洋工程測(cè)量、軍事工程測(cè)量、三維工業(yè)測(cè)量，以及礦山測(cè)量、城市測(cè)量等。個(gè)性、共性；特殊和一般的關(guān)系。,1.2工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容,1.2.3工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容主要內(nèi)容：1)模擬或數(shù)字的地形資料的獲取與表達(dá)；2)工程控制測(cè)量及數(shù)據(jù)處理；3)建筑物的施工放樣；4)大型精密設(shè)備的安裝和調(diào)試測(cè)量；5)工業(yè)生產(chǎn)過程的質(zhì)量檢測(cè)和控制；6)工程變形及與工程有關(guān)的各種災(zāi)害的監(jiān)測(cè)分析與預(yù)報(bào)；7)工程測(cè)量專用儀器的研制與應(yīng)用；8)工程信息系統(tǒng)的建立與應(yīng)用等。,1.2工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容,1.2.3工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容1）地形圖測(cè)繪直接使用1:1萬至1:10萬比例尺國家基本地形圖。對(duì)于一些大型工程，往往還需要專門測(cè)繪1：2000到1：5000比例尺區(qū)域性或帶狀性地形圖。在施工建設(shè)和運(yùn)營管理階段，往往需要用數(shù)字成圖法測(cè)繪1:1000，1:500乃至更大比例尺的地形圖或?qū)ｎ}圖。,1.2工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容,1.2.3工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容1）地形圖測(cè)繪水下（含江、河、庫、湖、海等）地形測(cè)繪和各種縱橫斷面圖測(cè)繪。各種比例尺的地形圖是工程信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)地理信息。城市1:500或1:1000的基本地形圖和城鄉(xiāng)地籍圖測(cè)繪屬于國家基本測(cè)繪范疇，與工程測(cè)量的關(guān)系密切。,1.2工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容,1.2.3工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容2）工程控制網(wǎng)布設(shè)分為測(cè)圖控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)和安裝控制網(wǎng)。網(wǎng)的精度、可靠性、靈敏度和建網(wǎng)費(fèi)用等質(zhì)量準(zhǔn)則問題。絕大多數(shù)首級(jí)工程控制網(wǎng)都可采用GPS定位技術(shù)來建立。將現(xiàn)代衛(wèi)星與地面測(cè)量技術(shù)相結(jié)合、取長補(bǔ)短。無加密控制網(wǎng)的控制測(cè)量將走進(jìn)工程測(cè)量領(lǐng)域。精密工程控制網(wǎng)須進(jìn)行網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。,1.2工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容,1.2.3工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容3）施工放樣技術(shù)和方法放樣（或稱測(cè)設(shè)）。點(diǎn)、線、面、體的放樣。方法：方向交會(huì)法、距離交會(huì)法、方向距離交會(huì)法、極坐標(biāo)法、坐標(biāo)法、偏角法、偏距法、投點(diǎn)法等。儀器：常規(guī)的光學(xué)、電子經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀，GPS技術(shù)、專用的測(cè)量?jī)x器和工具。施工放樣一體化、自動(dòng)化。,1.2工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容,1.2.3工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容4）工程的變形監(jiān)測(cè)分析和預(yù)報(bào)工程建筑物的變形及與工程有關(guān)的災(zāi)害監(jiān)測(cè)是工程測(cè)量學(xué)的重要內(nèi)容。變形分析和預(yù)報(bào)屬于多學(xué)科的交叉領(lǐng)域。變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)；變形監(jiān)測(cè)技術(shù)，除常規(guī)的儀器和方法外，大量地使用各種傳感器和專用儀器。變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容和方法：監(jiān)測(cè)網(wǎng)處理：參考點(diǎn)穩(wěn)定性分析，目標(biāo)點(diǎn)位移量計(jì)算。監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的時(shí)間序列觀測(cè)數(shù)據(jù)處理方法。變形體的靜態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)、運(yùn)動(dòng)態(tài)和動(dòng)態(tài)模型。,1.2工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容,1.2.3工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容5）工程測(cè)量的儀器經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀和GPS接收機(jī)是工程測(cè)量的通用儀器。專用儀器包括機(jī)械式、光電式及光機(jī)電（子）多傳感器集成式儀器或測(cè)量系統(tǒng)?；S線測(cè)量或準(zhǔn)直測(cè)量?jī)x器：有正錘、倒錘及垂線觀測(cè)儀、引張線儀、各種激光準(zhǔn)直儀、鉛直儀（向下、向上）、自準(zhǔn)直儀以及尼龍絲或金屬絲準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)等。在距離測(cè)量?jī)x器：中長距離、短距離和微距離測(cè)量。ME5000、銦瓦線尺測(cè)距儀DISTINVAR、應(yīng)變儀DISTERMETER、雙頻激光干涉儀、CCD線列傳感器測(cè)量，距離測(cè)量精度從毫米、微米級(jí)進(jìn)入到納米級(jí)。,1.2工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容,1.2.3工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容5）工程測(cè)量的儀器高程測(cè)量：液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)。傾斜測(cè)量（又稱撓度曲線測(cè)量）。三維激光掃瞄儀：圖象工程測(cè)量?；旌蠝y(cè)量系統(tǒng)。高精度（亞毫米、微米乃至納米）、快速、遙測(cè)、無接觸、可移動(dòng)、連續(xù)、自動(dòng)記錄、微機(jī)控制等特點(diǎn)，可作精密定位測(cè)量、準(zhǔn)直測(cè)量，可測(cè)量坐標(biāo)、偏距、傾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，還可測(cè)量振動(dòng)頻度以及物體的動(dòng)態(tài)變化等。,1.2工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容,1.2.3工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容6）工程測(cè)量學(xué)中的誤差及測(cè)量平差理論最小二乘法：經(jīng)典最小二乘法、模型誤差、自由網(wǎng)、和擬穩(wěn)平差。非最小二乘估計(jì)：穩(wěn)健估計(jì)和有偏估計(jì)。參數(shù)估計(jì)、非參數(shù)估計(jì)、半?yún)?shù)估計(jì)；線性估計(jì)、非線性估計(jì)。,1.3工程測(cè)量學(xué)的結(jié)構(gòu)體系,“特殊與一般”、“縱向與橫向處理”相結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系。特殊”，指每一工程的特殊性，“一般”指各種工程的共性（一般性），對(duì)于共性，進(jìn)行統(tǒng)一講解，而對(duì)于特殊性，則針對(duì)某一工程進(jìn)行具體描述?！翱v向處理”，是指按工程建設(shè)的三個(gè)階段闡述測(cè)量工作的理論、方法和技術(shù)；而“橫向處理”是指按典型工程分別進(jìn)行講述。,1.3工程測(cè)量學(xué)的結(jié)構(gòu)體系,本工程測(cè)量學(xué)特點(diǎn)：第一篇“工程測(cè)量學(xué)的基本理論、方法與技術(shù)”中，分別用一章來講述“工程建設(shè)中的測(cè)量工作與信息管理”、“工程控制網(wǎng)布設(shè)的理論與方法”、“工程測(cè)量學(xué)的儀器與方法”、“工程建設(shè)中的地形圖測(cè)繪”、“工程建筑物的施工放樣”、“工程建筑物的變形監(jiān)測(cè)”、“工業(yè)設(shè)備的安裝和檢校測(cè)量”，突出了該二級(jí)學(xué)科的基本理論、方法與技術(shù)，具有一般性，是縱向處理。這一篇也是測(cè)繪工程專業(yè)各選修方向的必學(xué)內(nèi)容；,1.3工程測(cè)量學(xué)的結(jié)構(gòu)體系,第二篇“典型工程的測(cè)量和實(shí)踐”則體現(xiàn)了各典型工程的特殊性，具有橫向結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn)，可根據(jù)各測(cè)繪工程專業(yè)和選修方向的特點(diǎn)選擇性地學(xué)習(xí)。“緒論”和“展望”前后相呼應(yīng)，既是鋪墊，又有總結(jié)，統(tǒng)領(lǐng)全書和指明本學(xué)科的發(fā)展方向。,1.4工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況,工程測(cè)量學(xué)是一門歷史悠久的學(xué)科。公元前二十七世紀(jì)：埃及大金字塔。公元前十四世紀(jì)，在幼發(fā)拉底河與尼羅河流域進(jìn)行過土地邊界劃分測(cè)量。公元前十五世紀(jì)意大利都靈保存的金礦巷道圖,1.4工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況,我國早在三千多年前的夏商時(shí)代的夏禹治水描述：“陸行乘車，水行乘船，泥行乘撬，山行乘攆（j），左準(zhǔn)繩，右規(guī)矩、載四時(shí)，以開九州，通九道，陂九澤，度九山?！边@里所記錄的就是當(dāng)時(shí)的工程勘測(cè)情景，準(zhǔn)繩和規(guī)矩就是當(dāng)時(shí)所用的測(cè)量工具，準(zhǔn)是可揆（kui）平的水準(zhǔn)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，可測(cè)長度、高度、深度和畫圓、畫矩形的通用測(cè)量?jī)x器。,1.4工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況,秦代李冰父子領(lǐng)導(dǎo)修建的都江堰水利樞紐工程。北宋時(shí)沈括為了治理汴渠，測(cè)得“京師之地比泗州凡高十九丈四尺八寸六分”，是水準(zhǔn)測(cè)量的結(jié)果。長沙馬王堆漢墓出土的地圖包括地形圖、駐軍圖和城邑圖三種，是目前世界上發(fā)現(xiàn)的最早的地圖。殷周時(shí)期的土地測(cè)量，秦、漢的私田制。隋唐實(shí)行均田制，建立戶籍冊(cè)。宋朝按鄉(xiāng)登記和清丈土地，出現(xiàn)地塊圖。到了明朝洪武年間的土地大清丈，編制魚鱗圖冊(cè)（世界最早的地籍圖冊(cè)）。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(duì)礦山測(cè)量和其它工程勘測(cè)有很大的貢獻(xiàn)。,1.4工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況,在工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展也受到了戰(zhàn)爭(zhēng)的促進(jìn)。公元前210年秦始皇修建的“塹山堙谷，千八百里”直道，古羅馬構(gòu)筑的兵道，以及公元前218年歐洲修建的通向意大利的“漢尼撥通道”等，都是著名的軍用道路。工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展在很長的一段時(shí)間內(nèi)是非常緩慢的。直到二十世紀(jì)初，由于西方的第一、二次技術(shù)革命和工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，工程測(cè)量學(xué)才受到人們的重視，并發(fā)展成為測(cè)繪學(xué)的一個(gè)重要分支。1964年國際測(cè)量師聯(lián)合會(huì)（FIG）為了促進(jìn)和繁榮工程測(cè)量，成立了工程測(cè)量委員會(huì)（第六委員會(huì)），從此，工程測(cè)量學(xué)在國際上作為一門獨(dú)立的學(xué)科開展活動(dòng)。,1.4工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況,“廣義工程測(cè)量學(xué)”：“一切不屬于地球測(cè)量，不屬于國家地圖集范疇的地形測(cè)量和不屬于官方的測(cè)量，都屬于工程測(cè)量”。大型特種精密工程建設(shè)和對(duì)測(cè)繪提出的愈來愈高的要求是工程測(cè)量學(xué)發(fā)展的動(dòng)力。,1.4工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況,隔河巖大壩外部變形觀測(cè)。北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)m。武漢長江二橋、長達(dá)30多公里的杭州灣大橋。高454m的上海東方明珠電視塔。長18.4km的秦嶺隧道等。國外的大型特種精密工程：德國漢堡的粒子加速器研究中心，1959年建的同步加速器，直徑僅100m，1978年的正負(fù)電子儲(chǔ)存環(huán)，直徑743m，1990年的電子質(zhì)子儲(chǔ)存環(huán)，直徑2000m。,1.4工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況,1.4工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況,歐洲原子核研究中心1990年建成的環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，直徑8.6km、周長27km，整個(gè)工程位于百米深的地下。美國的超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)，其直徑就長達(dá)27km，為保證橢圓軌道上的投影變形最小且位于一平面上，采用了一種雙重正形投影，所作的各種精密測(cè)量，均考慮了重力和潮汐的影響。,1.4工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況,德國的露天煤礦大型挖煤機(jī)開挖量動(dòng)態(tài)測(cè)量計(jì)算系統(tǒng)是GPS、GIS技術(shù)相結(jié)合在大型特種工程中應(yīng)用的一個(gè)典型例子。大型挖煤機(jī)長140m，高65m，自重8000噸，其挖斗輪的直徑達(dá)17.8m，每天挖煤量可達(dá)10多萬噸。,1.4工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況,南非某一核電站的冷卻塔高165m，直徑163m，在整個(gè)施工過程中，要求每一