工程测量B 主讲：张志慧 土木与水利工程学院测量工程系 工程测量课程概述 课程性质：专业技术基础课 总学时数：40学时（2.5学分） 其中：课堂理论教学32学时 实验8学时 使用教材：现代普通测量学王侬，过 静珺主编 相关课程：测量教学实习（1周，1学分） 工程测量课程概述 作业：按时交，按15%计入总成绩 实验：参加实验，按时交实验报告。按 10%计入总成绩 考试：课程结束笔试，75%计入总成绩 现代普通测量学教材内容分为两大部分 第一部分：基本部分（前10章） （1）第1、2章测绘学概述与测量学基本概念 （2）第3、4、5章测量三项基本工作(H、D） （3）第6章测量误差基础 （4）第7、8章控制测量（常规方法与GPS） （5）第9、10章地理空间信息基础（主要内容： 地形图基本知识、地形图测绘与应用、GIS概 念） 第二部分：专业部分（后3章） （1）第11、12章测设基本工作与施工测量 （2）第13章变形观测 第一章 绪论 什么是测绘学？ 什么是工程测量学？ 我们怎样学好工程测量？ 第一章 绪论 本章要目： 1. 测绘学与测量学 2. 测绘学的发展 3. 现代测绘学在国民经济建设中的作用 4. 学习测量学的目的和要求 5. 测量实验实习须知 测绘是什么? 我们做过的测绘工作: 量长度 量角度 量高度,重量 我们用过的测绘产品: 地理图册 旅游图册 我们了解掌握的一些测绘常识: 地球的形状,地球的半径 长度单位 角度单位 重力单位 珠穆朗玛峰高程 马里亚纳海沟深度 地球的海陆面积比例 第一节 测绘学与测量学 一、测绘学的含义 u传统定义：测绘学是一门研究测定地面点位置 ，研究确定并展示地球整体及其表面物体形态 与大小的科学与技术。包括测量学和制图学两 部分。 u测量学：研究测定地面点的几何位置、地球形状 和大小、地球重力场，以及地球表面自然形态和人 工设施的几何形态。 u制图学：结合社会和自然信息的地理分布，研究 绘制全球和局部地区各种比例尺的地形图和专题地 图的理论和技术。 u现代定义：测绘学研究对象地球整体及其 表面和外层空间的各种自然物体和人造物 体的有关信息。研究的内容是对地理空间 有关的信息进行采集、处理、管理、更新 和利用。 u包括测量学和制图学两部分。 根据研究的范围、手段和任务的不同可分为： 大地测量学： 普通测量学： 工程测量学： 二、测绘学的分科 范围： 手段： 任务： 地球整体 几何、物理、卫星（空间） 建立国家大地控制网，测定地球的形状、大小 和重力场，为地形测图和各种工程测量提供基 础起算数据。 地球局部 几何、卫星（空间） 建立局部测量控制网，测绘地形图和各种工程 测量。 工程范围：铁路、隧道、矿山、水电站等 几何、物理、卫星（空间） 建立工程测量控制网，测绘地形图和各种工程 测量。 4. 摄影测量与遥感学： 5. 海洋测测量学： 6. 地图图制图图学： 7. 测绘仪测绘仪 器学： 8. 测测量平差学 二、测绘学的分科 三、现代普通测量学 普通测量学+部分现代测绘新技术+部分工 程测量 第二节 测绘学的发展 一、测绘学的发展简史： 古老的科技：大禹治水（前21世纪），规、 矩、准、绳。古希腊地球自转学说（前6世 纪），指南针（前3世纪） ，浑天仪（100 年） 近代的发展：地球仪（1429年），墨卡托投影 （1569年），望远镜（1607年）、光学经纬仪 、水准仪、因瓦合金尺，地球椭球论（1672年 、1687年），最小二乘法（1794年），三角测 量（1717年）整体平差理论(1826年)，等 望远镜的发明，推动了光学测量仪器（如光学水 准仪、经纬仪）的发展和广泛使用 1859年第一台地形摄影机在法国制造，洛斯达开 创了地面摄影测量方法 1903年飞机的发明，1915年第一台自动连续航空 摄影机在德国蔡司测绘仪器厂研制成功，使航空 摄影测量成为现实 1947年瑞典生产第一台光电测距仪，世界从此进 入电子测量时代。随后相继出现了微波测距仪、 激光测距仪、红外测距仪等 现代的辉煌：激光红外测距 、卫星全天候定位、摄影与 遥感、数字化测量技术及现 代平差，3S技术等。 遥感 radarsat LandsatSPOT ers JERS NOAA SEASAT 航天遥感传感器搭载的主要平台是卫星 。上图是目前国外常用的遥感卫星。 卫星遥感图像（landsat7） 图 形 地 代 现 GPS 文件图表 数据获取 原始数据 存储检索 空间查询 空间分析 数据编辑 投影变换 数据输出 制图、表格 交互展示 结构化数据 空间 数据库 GIS 地面处理 GPS、GIS、RS“3S”集成 彩色 多光谱 地理信息系统GIS建库 现代科技条件下的测绘学，是对地球整体及其表 面和外层空间的物体与地理分布有关信息的采集 ，并赋予处理、管理、更新等过程的科学技术。 测绘学获得的数据或图象成为可以储备、传播、 应用的地球空间信息。地球空间信息学（ Geomatics）的产生。 未来的走向：自动化、数字化、网络化、可 视化、信息化 二、我国测绘科技的成就 建立了统一的坐标和高程系统 测绘了全国各种比例尺地图 科学探索与考察：珠峰，南极站 大型特殊工程：长江大桥、三峡水电枢纽等 大型精密工程：正负电子对撞机的安装等 先进测绘仪器：全站仪，GPS、等 建成全国GPS网和 GIS基础框架 测绘机构和人才：武汉大学测绘学院等 Geomatics最早于1975年由法国人提出，是 一门新兴的交叉科学，我国翻译为: 地球空间 信息学。 Geomatics定义：两个（国际标准组织和我 国测绘专家） 现代测绘学正向着地球空间信息学 (Geomatics)跨越和融合。 三、地球空间信息学(Geomatics) 与现代测绘学的任务 国际标准组织的定义： Geomatics是一个活动性的学科领域, 它以系统的方法 将所有用于空间数据的采集和管理的手段进行综合。 这类空间数据是在空间信息产生和管理过程中所涉及 的科学的、行政的、法律的以及技术的工作所需要的 。上述活动包括地图学、控制测量、数字测图、大地 测量、地理信息系统、水道测量、土地信息管理、土 地测量、矿山测量、摄影测量和遥感等, 但并不限于 此。 我国测绘专家的定义： 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。 现代测绘学任务：是研究人类对赖以生存 的地球环境信息的采集、量测、描述和利 用的科学。 内容包括：地面空间定位、地球形状和重 力场；获取地球及其外层空间宇宙星体的 自然形态、人为设施以及与其属性有关的 信息；制成各种地形图、专题图和建立地 理信息系统，为研究地球上的自然和有关 的社会现象，为社会可持续发展提供基础 信息。 第三节 测绘学的广泛应用 一、测绘学在国民经济建设中的广泛作用 1、城乡规划和建设离不开测绘 2、资源勘察和开发离不开测绘 3、交通运输、水利建设离不开测绘 4、国土资源调查、土地利用、土壤改良和环 境监测离不开测绘。 5、科学实验、高技术发展离不开测绘 6、边界谈判、地震预报、抢险救灾等离不开 测绘 7、国防建设离不开测绘 二、现代测绘在资源勘察工程中的作用 1.测绘地图是资源勘查选区的依据。影像地图、电子地图 等。 2.测绘地图是资源规划与管理的重要工具。资源专题制图 是勘查评价的表达手段。 3.测量工作是矿产资源开发施工的重要保证。施工放样， 构件安装。 科学技术、工程管理人员明确测绘科学在资源勘查工程建 设中的重要地位，熟练掌握测量基本理论和技术原理，熟 练掌握和应用工程测量基本理论和方法，是进行工程技术 工作的基本条件。 第四节 学习的目的和要求 一、学习目的： 1. 掌握测量的基本概念、基本理论； 2. 具备测量仪器的操作技能； 3. 掌握大比例尺地形图的测图原理和方法； 4. 掌握测量数据处理理论和精度评定方法； 5. 能正确使用地形图和其他测量信息。 二、学习要求： 理论和实践相结合 上课+完成作业+参加实验并交实验报告 三、注意事项 要养成认真细致的工作习惯，尽可能减少粗差； 坚持处处时时按照规范作业的原则，以保持 测量工作和成果的严肃性； 树立和加强检核工作的高度责任感，以保证数据 的正确性； 测量工作大多是集体作业，有的是外业工作，工 作环境条件较差，因而要有团结战斗的集体主 义精神和吃苦耐劳的工作作风，以保证测量工 作的顺利进行和成果的高质量。 测量实验实习须知： 一、实验与实习一般要求 1实验或实习课前，应阅读教材中有关内容和预 习测量学实验与实习中相应项目。了解学习 的内容、方法和注意事项。 2实验或实习时分小组进行。学生班学习委员向 任课教师提供分组的名单，确定小组负责人。 3实验和实习是集体学习行动，任何人不得无故 缺席或迟到；应在指定场地进行，不得随便改变 地点。 4在实验和实习中认真的观看指导老师进行的示 范操作，在使用仪器时严格按操作规则进行。 5.按规范限差要求测量，超限立即重测。 二、使用测量仪器规则 测量仪器是精密光学仪器，或是光、机、电 一体化贵重设备，对仪器的正确使用，精 心爱护和科学保养，是测量人员必须具备 的素质，也是保证测量成果的质量、提高 工作效率的必要条件。在使用测量仪器时 应养成良好的工作习惯，严格遵守下列规 则。 1仪器的携带 携带仪器前，检查仪器箱是否扣紧，拉手和背带 是否牢固。 2仪器的安装 （1）安放仪器的三脚架必须稳固可靠，特别注意 伸缩腿稳固。 （2）从仪器箱提取仪器时，应先松开制动螺旋， 用双手握住仪器支架或基座，放到三脚架上。一 手握住仪器，一手拧连接螺旋，直至拧紧。 （3）仪器取出后，应关好箱盖，不准在箱上坐人 。 3仪器的使用 （1）仪器安装在三脚架上之后，无论是否观 测，观测者必须守护仪器。 （2）应撑伞，给仪器遮阳。雨天禁止使用仪 器。 （3）仪器镜头上的灰尘、污痕，只能用软毛 刷和镜头纸轻轻擦去。不能用手指或其他物品 擦，以免磨坏镜面。 （4）旋转仪器各部分螺旋要有手感。制动螺 旋不要拧得太紧，微动螺旋不要旋转至尽头。 4仪器的搬迁 （1）贵重仪器或搬站距离较远时，必须把仪器装箱后再搬 。 （2）水准仪近距离搬站，先检查连接螺旋是否旋紧，松开 各制动螺旋，收拢三脚架，一手握住仪器基座或照准部 一手抱住脚架，稳步前进。 5仪器的装箱 （1）从三脚架取下仪器时，先松开各制动螺旋，一手握住 仪器基座或支架，一手拧松连接螺旋，双手从架头上取下 装箱。 （2）在箱内将仪器正确就位后，拧紧各制动螺旋，关箱扣 紧。 三外业记录规则 11观测数据按规定的表格现场记录。记录应采用观测数据按规定的表格现场记录。记录应采用2H2H 或或3H3H硬度的铅笔。记录者听到观测数据后应复诵硬度的铅笔。记录者听到观测数据后应复诵 一遍记录的数字，避免记错。一遍记录的数字，避免记错。 22记录者记录完一个测站的数据后，当场应进行必记录者记录完一个测站的数据后，当场应进行必 要的计算和检核，确认无误后，观测者才能搬站要的计算和检核，确认无误后，观测者才能搬站 。 33对错误的