《工程测绘技术》课件

《工程测绘技术》课程教学目标和要求教学目标课程要求本课程旨在培养学生掌握工程测绘的基本理论、技术和方法，能够运用所学知识解决实际工程中的测量问题通过实验、实习等实践环节，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力培养学生的创新意识和团队协作精神，为未来的职业发展奠定基础测绘基本概念测绘定义测绘任务12测绘是指通过测量、计算和制测绘的主要任务是为国民经济图等手段，获取地球表面及其建设、国防建设和社会发展提相关地理信息的科学技术活动供准确可靠的地理信息数据它包括控制测量、地形测量它为规划、设计、施工、管理、工程测量、地籍测量、房产和决策提供依据，是各项建设测量、海洋测绘等多个分支事业的重要保障测绘分类测量工作基本流程任务接收接收测量任务，明确测量目的、范围、精度要求等收集相关资料，如设计图纸、控制点资料等方案设计根据任务要求和现场条件，制定测量方案确定测量方法、仪器设备、测量路线等外业测量按照测量方案，进行现场测量记录测量数据，进行必要的检核和校正内业处理对测量数据进行处理、计算和分析绘制图纸，编写测量报告测量误差的基本知识误差定义真值概念测量误差是指测量结果与真值之真值是指被测量的客观存在的真间的差异由于测量仪器、观测实数值由于真值无法精确获得者、外界环境等因素的影响，测，通常用精度更高的测量结果或量结果不可避免地存在误差理论值作为近似真值误差表示测量误差可以用绝对误差和相对误差来表示绝对误差是指测量结果与真值之差；相对误差是指绝对误差与真值之比，通常用百分比表示误差的分类与来源系统误差偶然误差粗差系统误差是指在同一测量条件下，误差的偶然误差是指在同一测量条件下，误差的粗差是指明显歪曲测量结果的错误粗差大小和符号保持不变或按一定规律变化的大小和符号随机变化的误差偶然误差来来源于观测者的粗心大意、仪器故障、外误差系统误差来源于仪器误差、观测方源于观测者的感觉、仪器的灵敏度、外界界干扰等粗差可以通过仔细观测、检核法不完善、外界环境影响等系统误差可环境的随机扰动等偶然误差具有统计规数据等手段来发现和剔除以通过检定仪器、改进观测方法等手段来律，可以通过多次测量取平均值的方法来消除或减弱减弱偶然误差的特性对称性1正误差和负误差出现的概率相等有界性2绝对值很大的误差出现的概率很小抵偿性3当观测次数足够多时，偶然误差的代数和趋近于零密集性4绝对值小的误差出现的概率大测量结果的精度评定精度指标中误差计算精度评定测量结果的精度用中误差、极限误差和相中误差是衡量观测精度的重要指标，可以根据精度指标，可以对测量结果的质量进对误差等指标来评定中误差是衡量偶然通过多次观测数据的统计分析来计算中行评定如果测量结果的精度满足要求，误差大小的指标；极限误差是衡量误差范误差越小，表明观测精度越高则可以用于后续的工程应用；否则，需要围的指标；相对误差是衡量测量结果精度重新测量或采取其他措施提高精度的指标水准测量的基本原理原理高程高差水准测量是利用水准仪提供的水平视线，高程是指地面点到国家基本水准面的铅垂高差是指两点间的高程之差水准测量通测量两点间的高差，从而确定各点高程的距离，也称为海拔国家基本水准面通常过测量高差来推算各点的高程方法其基本原理是两点间的高差等于采用平均海水面后视读数减去前视读数水准仪的构造望远镜用于瞄准目标，放大影像水准器用于提供水平视线，分为管水准器和圆水准器脚螺旋用于调整水准器气泡居中基座用于连接水准仪和三脚架水准标尺的使用方法立尺1将水准标尺立于待测点上，保持竖直读数2通过水准仪望远镜，读取标尺上的读数记录3将读数记录在测量记录表中水准测量的操作步骤安置仪器将水准仪安置在两点之间，保持稳定粗平调整脚螺旋，使圆水准器气泡居中精平调整脚螺旋，使管水准器气泡居中读数分别读取后视和前视标尺的读数水准路线测量闭合水准路线附合水准路线支水准路线从一个已知高程点出发，经过若干个待测从一个已知高程点出发，经过若干个待测从一个已知高程点出发，经过若干个待测点，最后回到起始点通过高差闭合差的点，最后到达另一个已知高程点通过高点，没有闭合精度较低，一般用于精度计算，检验测量精度差闭合差的计算，检验测量精度要求不高的场合水准测量的误差来源仪器误差观测误差外界环境影响水准仪视准轴不平行于水准管轴、水准标尺读数误差、气泡居中误差、视差等太阳辐射、大气折光、地面沉降等标尺刻度误差等水准测量成果整理计算高差闭合差1检查测量精度高差闭合差调整2分配高差调整值计算各点高程3推算各点高程值水准测量完成后，需要对测量数据进行整理，首先计算高差闭合差，检查测量精度是否满足要求然后进行高差闭合差调整，将高差调整值分配到各测站最后，根据已知点高程和高差值，计算各点的高程水准测量应用实例工程建设地形测绘变形监测在工程建设中，水准测量用于确定建筑物在地形测绘中，水准测量用于获取地面高在变形监测中，水准测量用于监测地面的、道路、桥梁等的高程，为工程设计和施程数据，绘制等高线地形图沉降和隆起，为地质灾害预警提供依据工提供依据角度测量的基本原理水平角水平角是指从测站点到两个目标点的水平方向线之间的夹角它是平面控制测量的重要内容竖直角竖直角是指从测站点到目标点的视线与水平线之间的夹角向上为正，向下为负它用于计算高差和进行竖向控制经纬仪的构造与使用望远镜用于瞄准目标，放大影像水平度盘用于测量水平角竖直度盘用于测量竖直角照准部用于瞄准目标水平角测量方法盘左法盘右法12望远镜位于竖直度盘的左侧进望远镜位于竖直度盘的右侧进行测量行测量测回法3在同一测站上，用盘左法和盘右法分别测量同一水平角，取平均值，以消除或减弱仪器误差和观测误差竖直角测量方法指标差测量方法竖直度盘的零点与水平视线之间的夹角，称为指标差竖直角测用盘左法和盘右法分别测量同一竖直角，取平均值，以消除或减量需要消除指标差的影响弱指标差的影响角度测量误差来源仪器误差观测误差度盘刻度误差、视准轴不垂直于照准误差、读数误差、对中误差横轴、横轴不垂直于竖轴等等外界环境影响太阳辐射、大气折光等角度测量数据处理计算角度闭合差1检查测量精度角度闭合差调整2分配角度调整值计算角度值3推算角度值角度测量完成后，需要对测量数据进行整理，首先计算角度闭合差，检查测量精度是否满足要求然后进行角度闭合差调整，将角度调整值分配到各测站最后，根据调整后的角度值，进行后续的计算和分析距离测量的基本原理直接测量用钢尺或其他量具直接丈量两点之间的距离间接测量利用光学、电磁波等手段，间接测量两点之间的距离钢尺直接测距操作步骤注意事项将钢尺沿测量方向拉直，前后尺段保持在一条直线上用花杆或钢尺应经过检定，确保其精度拉尺时用力要均匀，避免钢尺弯钢钎标定尺长，记录测量数据曲注意温度变化对钢尺长度的影响视距测距法原理1利用经纬仪或全站仪的视距丝，测量两点之间的距离公式2，其中为距离，为视距乘常数，为上下视距丝读数D=K*L+C DK L之差，为视距加常数C电磁波测距仪的应用原理应用利用电磁波测量距离，具有精度高、速度快、操作简便等优点广泛应用于控制测量、地形测量、工程测量等领域全站仪测距原理原理红外测距激光测距全站仪是一种集角度测量、距离测量和发射红外光束，通过测量光束往返时间发射激光束，通过测量光束往返时间计数据处理功能于一体的测量仪器其测计算距离算距离距原理主要基于电磁波测距技术距离测量误差分析钢尺1温度变化、拉力变化、尺长误差等视距2视距丝读数误差、视距常数误差等电磁波3大气折射、仪器常数误差等导线测量概述定义导线测量是利用角度和距离测量，确定一系列地面点平面位置的测量方法应用广泛应用于地形测量、工程测量、矿山测量等领域导线测量的分类闭合导线附合导线支导线从一个已知点出发，经过若干个导线点，从一个已知点出发，经过若干个导线点，从一个已知点出发，经过若干个导线点，最后回到起始点最后到达另一个已知点没有闭合导线测量外业操作选点测角12选择合适的导线点，使其视野用经纬仪或全站仪测量导线点开阔、便于测量的水平角测距3用钢尺或全站仪测量导线点之间的距离导线测量内业计算角度闭合差调整1分配角度调整值坐标增量计算2计算各边坐标增量坐标计算3推算各点坐标导线测量完成后，需要对测量数据进行整理，进行角度闭合差调整，计算各边的坐标增量，最后推算出各导线点的坐标导线测量误差处理角度闭合差超限坐标闭合差超限重新测量角度，或对角度进行调整重新测量距离，或对坐标进行调整测量基本原理GPS原理定位测量是利用卫星发送的信号，确定地面点三维坐标的通过接收至少四颗卫星的信号，可以确定接收机的位置和GPS GPSGPS测量方法时间卫星定位系统组成GPS空间部分地面控制部分由卫星组成，分布在六个轨由地面监测站、主控站和注入站GPS道面上组成，负责卫星的监测和控制用户部分由接收机和用户组成，接收卫星信号，进行定位和导航GPS测量方法GPS静态测量动态测量快速静态测量123接收机长时间静止不动，精度高，接收机在运动中进行测量，效率高结合静态测量和动态测量的优点，但效率低，但精度相对较低在保证精度的前提下，提高测量效率技术应用RTK原理应用（）技术是一种实时动态定位技术，广泛应用于地形测量、工程放样、精准农业等领域RTK RealTime Kinematic可以实现厘米级的定位精度测量误差来源GPS卫星钟差卫星原子钟的误差电离层延迟电离层对信号的延迟GPS对流层延迟对流层对信号的延迟GPS多路径效应信号经过反射后到达接收机GPS地形图测绘原理原理地形图测绘是通过测量地面点的平面位置和高程，并按照一定的比例尺和图式符号，将地面上的地形地貌要素绘制在图纸上方法主要包括控制测量、碎部测量和地形图编绘三个步骤地形图比例尺选择比例尺选择地形图比例尺是指图上距离与地面实际距离之比比例尺越大，地形图比例尺的选择应根据测绘目的、测区范围和精度要求等因表示的范围越小，但精度越高；比例尺越小，表示的范围越大，素综合考虑但精度越低地形图图式规范图式符号颜色12地形图采用统一的图式符号，地形图采用不同的颜色，表示表示不同的地形地貌要素不同的地物类型注记3地形图采用文字和数字，对地物进行注记地形图测绘方法平板仪全站仪GPS一种传统的模拟测绘方法，通过平板仪进一种现代的数字化测绘方法，通过全站仪利用技术进行数据采集，然后进行内GPS行现场测量和绘图进行数据采集，然后进行内业处理和绘图业处理和绘图数字化测图技术定义数字化测图是指利用计算机技术、地理信息系统（）技术和遥感技术GIS等，进行地形图测绘和数据处理的方法优点具有精度高、效率高、自动化程度高等优点等高线绘制方法内插法1根据已知高程点，内插等高线手工绘制2人工绘制等高线软件自动3软件自动生成等高线等高线是地形图上表示地面高程的曲线等高线的绘制方法主要有内插法、手工绘制法和软件自动生成法内插法是根据已知高程点，通过线性内插或其他方法，计算出等高线经过的位置；手工绘制法是根据经验和目视判断，人工绘制等高线；软件自动生成法是利用计算机软件，根据高程数据自动生成等高线地形图数据采集控制点1建立控制点，作为地形图测绘的基准地物2采集地物要素，如建筑物、道路、河流等地形3采集地形要素，如高程点、等高线等测量数据处理软件应用软件功能常用的测量数据处理软件有南方、清华三维、等这些软件具有数据处理、图形编辑、成图输出等功能CASS MapGIS工程放样基本原理定义工程放样是指将设计图纸上的建筑物、道路、桥梁等的位置和尺寸，在实地上标定出来方法常用的放样方法有距离交会法、角度交会法、极坐标法等建筑工程放样方法轴线放样边线放样12将建筑物的轴线在实地上标定将建筑物的外边线在实地上标出来定出来高程放样3将建筑物的高程在实地上标定出来道路工程放样技术中线放样边线放样横断面放样将道路的中线在实地上标定出来将道路的边线在实地上标定出来将道路的横断面在实地上标定出来桥梁工程测量控制测量施工测量为桥梁工程提供控制点为桥梁施工提供测量服务，包括桥墩放样、桥面高程控制等变形监测对桥梁进行变形监测，确保其安全运行隧道工程测量控制测量导向测量断面测量为隧道工程提供控制点为隧道开挖提供导向，确保隧道按设计方测量隧道的断面形状和尺寸，确保隧道符向前进合设计要求变形监测基本原理定义变形监测是指对建筑物、桥梁、隧道、边坡等地物进行定期测量，监测其变形情况目的及时发现变形，采取措施，防止事故发生沉降观测方法水准测量1用水准测量方法，测量监测点的高程变化测量GPS2用测量方法，测量监测点的三维坐标变化GPS倾斜观测技术方法应用用倾斜仪或全站仪，测量监测点的倾斜角度广泛应用于高层建筑物、桥梁、边坡等结构的倾斜监测裂缝监测方法裂缝计用裂缝计测量裂缝的宽度和长度变化图像识别用图像识别技术，分析裂缝的图像，提取裂缝的特征三维激光扫描技术原理应用三维激光扫描技术是一种高精度、高效率的测量技术，可以快速广泛应用于地形测绘、建筑物建模、文物保护等领域获取物体的三维点云数据无人机测绘技术原理1无人机测绘技术是利用无人机搭载相机或其他传感器，获取地面影像数据，然后进行数据处理和成图的方法优点2具有成本低、效率高、机动性强等优点技术在测绘中的应用BIM应用BIM（）是一种建筑信息模型在测绘中，技术可以用于地形建模、建筑物建模、施工模拟BIM BuildingInformation ModelingBIM技术，可以创建建筑物的数字化模型等测绘新技术发展趋势智能化测量仪器和数据处理软件将更加智能化，自动化程度更高集成化多种测量技术将集成在一起，形成综合性的测量解决方案网络化测量数据将通过网络进行传输和共享，实现远程监测和控制工程测量案例分析案例总结通过分析典型的工程测量案例，了解各种测量技术在实际工程中总结经验教训，提高解决实际问题的能力的应用。