测绘学概论05工程测量学ppt课件

测绘学概论核心教材,1,第六章工程测量学张正禄编写主讲二零零六年十一月,2,主要内容,工程测量学在测绘学中的定位和研究应用领域工程测量学内容的划分工程测量常用的技术工程测量学的发展概况及展望工程测量学与相邻学科和课程的关系工程测量的实例和照片,3,测绘学是一个古老而现代的学科,测绘学是高科技学科测绘学属于信息学科测绘学有三个国家级重点学科,4,测绘工作是一个普通而广泛的职业,德国：巴伐利亚州有8000人在测绘部门工作，全国平均每1000人中就有一人在测绘部门工作比利时王子洛朗娶的平民美女克莱尔.库布斯是一名土地测量员,5,与测绘有关的名人知多少？,林肯、华盛顿、拿破伦、赫鲁晓夫、勃列日涅夫作过测量员李瑞环是工民建专业温家宝是地质测量和找矿专业,6,测绘界的院士知多少？,夏坚白、王之卓、方俊陈永龄、陈俊勇、刘先琳李德仁、宁津生、刘经南许厚泽、魏子卿、王家耀王任享、高俊、张祖勋许其凤、叶淑华,7,工程测量学在测绘学中的定位和研究应用领域,8,工程测量学测绘学的二级学科学科定义学科地位研究应用领域,9,学科定义,定义一：工程测量学是研究各项工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。定义二：工程测量学主要研究在工程、工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的地形和有关信息的采集和处理，施工放样、设备安装、变形监测分析和预报等的理论、方法和技术，以及研究对测量和工程有关的信息进行管理和使用的学科。定义三：工程测量学是研究地球空间（包括地面、地下、水下、空中）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。,学科定义,10,学科地位-测绘学的二级学科,大地测量学（天文大地测量、几何大地测量、物理大地测量空间大地测量、卫星大地测量、海洋大地测量）工程测量学（近景摄影测量/工程摄影测量、矿山测量）航空摄影测量与遥感学地图制图学地理信息系统（工程）不动产地籍与土地管理,11,工程测量包括两大部分：以工程建筑为对象的工程测量以机器和设备为对象的工业测量,研究应用领域,12,什麽是工程测量？一个例子,13,什么是工程测量？以隧道工程为例,14,什么是工程测量？以隧道工程为例,15,测绘学是一门非常严谨的学科一个有趣的例子,一等水准测量的测站观测仪器、因瓦尺、要求、操作、计算、精度、误差对学生的培养和训练,16,17,18,19,工程测量学的内容和划分,20,提供模拟或数字的地形资料进行测量及其有关信息的采集和处理建筑物的施工放样大型精密设备的安装和调试测量工业生产过程的质量检测和控制各类工程建设物、矿山和地质病害地带的变形监测、机理解释和预报工程测量专用仪器的研制与应用与研究对象有关的信息系统的建立和应用等,工程测量学的主要内容,21,1工程测量中的地形图测绘1:1万至1:10万的国家地形图系列；1:20001:5000的局部性或带状地形图；1:500，1:1000乃至更大比例尺的地形图、竣工图或专题图；水下（含江、河、库、湖、海等）地形测绘和各种纵横断面图。2工程控制网布设及优化设计测图控制网、施工控制网、变形监测网和安装控制网、纯测角网、边角网、导线网、GPS网。3施工放样技术和方法-点、线、面、体的放样,工程测量学的主要内容,22,4工程的变形监测分析和预报-多学科的交叉领域5工程测量的通用和专用仪器经纬仪、水准仪、全站仪、GPS接收机，测方向、角度、距离、高差、坐标差等几何量；测量机器人；专用仪器:基维线测量/准直测量、距离测量、高程测量、倾斜测量、三维激光扫瞄仪。6工程测量学中的误差及测量平差理论最小二乘法；稳健估计,工程测量学的主要内容,23,工程测量的划分,24,按工程建设阶段划分,工程建设规划设计阶段的测量工作工程建设施工阶段的测量工作工程建设运营管理阶段的测量工作,25,建筑工程测量水利工程测量军事工程测量海洋工程测量地下工程测量三维工业测量铁路工程测量公路工程测量管线工程测量(输电线路、输油管道）桥梁工程测量隧道工程测量港口工程测量城市建设测量,按服务对象划分,26,纵向处理结构体系按工程建设的三个阶段来叙述工程测量学的理论、技术、方法和内容横向处理结构体系按典型工程分别进行描述“纵向与横向处理”相结合、“特殊与一般”相结合的结构体系“特殊”指个别工程的特殊性，“一般”指各种工程、各阶段的共性,工程测量学的结构体系,27,28,29,第一章绪论第一篇工程测量学的基本理论、方法与技术第二章工程建设中的测量工作与信息管理第三章工程控制网布设的理论与方法第四章工程测量学的仪器与方法第五章工程建设中的地形图测绘第六章工程建筑物的施工放样第七章工程建筑物的变形监测第八章工业设备的安装和检校测量第二篇典型工程的测量和实践第九章线状工程测量第十章桥梁工程测量第十一章水利工程测量第十二章工业与民用建筑测量第十三章地下工程测量第十四章大型粒子加速器中的精密测量第十五章展望,体系结构,30,常规地面测量技术卫星定位技术（GPS）影像技术水下地形测量技术特种量测技术信息管理技术,工程测量常用的技术,31,工程控制网1）测图控制网2）施工控制网3）变形监测网4）安装测量控制网,32,城市导线网,33,隧道（洞）洞外GPS平面控制网布设示意图,34,隧道（洞）洞内导线网布设示意图,35,三峡大坝施工控制网,36,杭州湾GPS首级控制网,37,上海磁浮铁路地面控制网,38,上海磁浮铁路地面控制网,39,大伙房水库85km输水隧洞GPS施工控制网,40,工程测量学的发展概况现状及展望,工程测量学的发展概况工程测量学的发展现状及展望,41,1.历史悠久公元前二十七世纪建设的埃及大金字塔我国早在二千多年前的夏商时代夏禹治水秦代李冰父子领导修建的都江堰水利枢纽工程北宋时沈括治理汴渠马王堆汉墓出土的地图（地形图、驻军图和城邑图）公元前十四世纪幼发拉底河与尼罗河流域土地边界的划分测量我国的地籍管理和土地测量四大发明之一的指南针有二千多年的历史，对矿山测量和其它工程勘测的贡献战争的促进：著名的军用道路战国时期秦始皇修建的千八百里直道古罗马构筑的兵道218年欧洲修建的通向意大利的“汉尼拨通道”万里长城,工程测量学的发展概况,42,2.1964年国际测量师联合会（FIG）成立了工程测量委员会（第六委员会），工程测量学在国际上作为一门独立的学科开展活动。3.“广义工程测量学”：苏黎世高等工业大学马西斯教授指出：“一切不属于地球测量，不属于国家地图集的陆地测量，和不属于公务测量的应用测量，都属于工程测量”。,工程测量学的发展概况,43,工程测量学的发展现状及展望工程测量的发展可概括为“六化”和“十六字”六化：工程测量内外业作业的一体化；数据获取及其处理的自动化；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：连续、动态、遥测、实时、精确、可靠、快速、简便；,44,工程测量学的发展现状及展望,1）测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展；2）在变形观测数据处理和大型工程建设中，将发展基于知识的信息系统；3）工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量；4）多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用；5）GPS、GIS技术将紧密结合工程项目；,45,工程测量学的发展现状及展望,6）大型和复杂结构建筑、设备的三维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个热点固定式、移动式、车载、机载三维激光扫瞄仪将成为快速获取被测物体乃至地面建筑物、构筑物及地形信息的重要仪器；7）数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容8）随着人类文明的进展，对工程测量学的要求愈来愈高，服务范围不断扩大；9）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。,46,不动产测绘,47,不动产测绘的概念,不动产测绘所采用的理论、技术与方法和工程测量学的基本相同。不动产（俗称房地产）是指具有权属性质的地块和其上建（构）筑物的总称。不动产测绘一般称地籍测绘,48,不动产测绘的内容,1地籍调查对土地及其附着物的位置、权属、数量、质量和利用现状等基本情况进行的技术性工作。包括：土地权属调查土地利用现状调查土地等级调查房产调查,49,不动产测绘的内容,2地籍测绘主要包括地籍控制测量、界址点测量和地籍图测绘，与工程测量学中的控制测量和地形图测绘技术与方法基本相同。,50,不动产测绘的内容,3房产图测绘房产图是全面反映房屋基本情况和权属界线的专用图件，也是房产测量的主要成果。分为：房产分幅平面图房产分宗平面房产分户平面图,51,不动产测绘的内容,3房产图测绘房产图是全面反映房屋基本情况和权属界线的专用图件，也是房产测量的主要成果。分为：房产分幅平面图房产分宗平面房产分户平面图,52,不动产测绘的内容,4面积量算土地面积量算方法：解析法:坐标法图解法:膜片法、求积仪法、沙维奇法等5变更测量地籍变更测量日常地籍测量界址变更测量界址的恢复与鉴定,53,大型特种精密工程建设是工程测量学发展的动力,54,三峡水利枢纽工程；北京正负电子对撞机；长江上的大桥达数十座；长达30多公里的杭州湾大桥和上海东海大桥高454m的上海东方明珠电视塔；,55,18.4km的秦岭隧道；欧洲海底隧道50多公里；瑞士阿尔卑斯山的隧道长达57km；山西省引黄工程南干线5#隧洞长26.5km，7#隧洞长42.6km；东北大伙房水库引水工程隧洞长80多km，德国汉堡的粒子加速器研究中心和欧洲日内瓦粒子研究中心的粒子加速器规模愈来愈大，从20世纪50年代到现在不断建设，轨道长从数百米到数十公里；美国的超导超级对撞机，其直径27km，轨道长达八十多公里；,56,德国的露天煤矿大型挖煤机开挖量动态测量：大型挖煤机长140m，高65m，自重8000吨，其挖斗轮的直径达17.8m；南非某一核电站的冷却塔高165m，直径163m；在21世纪建筑工程师梦想建造2000m乃至4000m的摩天大厦；,57,工程测量的仪器和方法,58,测量机器人,59,测量机器人在上海磁浮铁路,60,61,Cyrax2500,3D激光,扫描仪,62,63,64,65,66,67,68,工程测量学与相邻学科和课程的关系,69,大地测量学是基础小比例尺的地形图系列、数字或电子地图地图制图学中、小小比例尺的地形图生产航空摄影测量和遥感误差理论、测量平差、数理统计高等数学：级数、微积分、微分方程物理学：电磁波传播、力学、光学土建工程、机械工程、工程地质、水文地质和环境地质方面的知识数据处理、图形图像处理，建立信息系统以及基于知识的专家系统都离不开计算机科学与技术方面的知识国内外的学术交流要有较好的人文管理方面的知识，还要学一至二门外语，具有较好的听、说、阅读理解乃至思维能力,70,工程测量学的教学、研究与实践,71,三峡大坝工程,72,73,74,75,76,77,78,80,81,82,学生作超站仪STGPS试验,83,84,秦岭隧道一等水准测量,85,86,用测地机器人监测露天煤矿边坡,87,测量机器人在上海磁浮铁路试验,88,测量机器人在上海磁浮铁路试验,89,杭州湾大桥工程位址图,90,杭州湾大桥工程监理测量,91,杭州湾大桥工程监理测量,92,杭州湾大桥工程监理测量,93,水果湖水下地形和淤泥厚度测量工程,94,水果湖水下地形和淤泥厚度测量,95,96,97,98,香港青马大桥变形监测,99,香港青马大桥变形监测系统,100,青马大桥监测系统原有桥梁监测传感器多达774个，包括风速计、气象传感器、动力称量系统、加速度计、位移传感器、应变标尺和水平仪等7大类，用以监测：缆索、桥塔和桥面的结构位移缆索受力桥面应变/应力桥面加速度GPS系统优点：直接获取三维绝对位置实时计算并显示三维位移全天候、24小时连续进行高采样率（10Hz）观测对原有监测系统进行独立检核,101,工程测量实例之一,江垭大坝安全监测,102,103,104,105,106,107,108,109,110,工程测量实例之二,锦屏电站-雅聋江,111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,121,122,123,124,工程测量实例之三,乌东德电站-金沙江,125,金坪子滑坡全貌图,126,乌东德坝址及金坪子滑坡区卫片,金坪子滑坡,127,区金坪子村之上、当多村之下高程11001400m之间的中部“基岩”梁子；,区“基岩”梁子之上的当多堆积体斜坡；,区“基岩”梁子东侧的强烈变形区；,区“基岩”梁子之下的金坪子堆积体斜坡；,区金坪子斜坡前缘金沙江右岸江边基岩出露区。,金坪子滑坡DTM模型,金坪子滑坡-TIN模型,金沙江,129,从各个角度观看金坪子斜坡,130,滑坡物质组成及地质结构,金坪子滑坡工程地质纵剖面图,厚度85.3m,厚度61.4m,厚度58.95m,132,133,134,135,136,138,139,140,141,142,重大国际合作项目中国瑞士合作项目灾害预防多传感器集成监测系统研究,143,144,145,146,147,重大国际合作项目欧盟项目滑坡预警系统的集成与优化,148,149,150,151,152,153,154,欧盟项目：滑坡预警系统集成与优化,155,谢谢大家！,156,