第1章节基本知识课件

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1、2019年8月7日星期三,1,建筑工程测量 第一章 绪论,1-1 建筑工程测量的任务 一、测绘学的最新定义 测量学是研究地球的形状和大小以及确定点位（包括空中、地下和海底）的位置的科学。,2019年8月7日星期三,2,中国测绘学会测绘学名词审定委员会 对测绘学及诸学科的最新注释 测绘学是研究对地球整体及其表面和外层空间中的各种自然和人造物体与地理空间分布有关的信息进行采集、处理、管理、更新和利用的科学和技术。,2019年8月7日星期三,3,主要工作包括测定和测设两个部分： 测定是指使用测量仪器和工具，通过测量和计算，得到一系列的数据及信息，或把地球表面的形态缩绘成地形图，供各种规划设计、各类经

2、济建设及科学研究使用。 测设是指把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来，作为施工的依据。,2019年8月7日星期三,4,二、测绘学的分支 根据研究的范围、对象和手段的不同，测绘学主要可分为如下几个分支： 大地测量学是研究和确定地球形状、大小、重力场、整体与局部运动和地表面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科。（常规大地测量学、卫星大地测量学）,2019年8月7日星期三,5,摄影测量与遥感学是研究利用电磁波传感器获得目标物的影像数据，从中提取语义和非语义信息，并用图形、图像和数字形式表达的学科。（航空摄影、地面摄影、近景摄影、航空航天摄影、水下摄影） 地图学是研究模拟和

3、数字地图的基础理论、设计测绘、复制的技术方法以及应用的学科。,2019年8月7日星期三,6,工程测量学是研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的控制和地形测绘、施工放样、变形监测的理论与技术的学科。 海洋测绘是以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制工作。,2019年8月7日星期三,7,三、测绘科学的发展方向 测绘学正向着数字化、信息化、网络化和自动化方向发展。 3S：GPS、GIS、RS 测绘学的发展必须以计算机科学、微电子技术、空间技术、现代通讯技术和信息科学技术作为支撑。,2019年8月7日星期三,8,四、建筑工程测量的主要任务 建筑工程测量是工程测量的一个组成部分。 勘测设计施工

4、建设运营管理 1测绘大比例尺地形图 2施工放样和竣工测量 3建筑物变形观测,2019年8月7日星期三,9,1-2 地面点位的确定,一、 地球的形状和大小,地球是一个表面高低起伏的近似球体,2019年8月7日星期三,10,测量工作是在地球表面进行的。地球表面虽然很不规则，有高山、平原、丘陵、海洋等。但这些起伏相对于地球本身十分微小。,2019年8月7日星期三,11,地球又是一个近似光滑的水球 大陆面积:占29%，海洋面积:占71%,2019年8月7日星期三,12,一、 地球的形状和大小,1. 地球是一个表面起伏较大的椭球 地球表面最高峰： 8844.43m 海洋底部最深处: 11022.00m

5、地球表面最大高差近20km 2. 地球又是一个近似光滑的水球 大陆面积: 占29% 海洋面积: 占71 % 3. 地球平均半径: 6371km,2019年8月7日星期三,13,一、 地球的形状和大小,基本概念 1. 重力方向线 即铅垂线, 是测量工作的基准线 2. 水准面 自由静止的水面; 是等位面, 有无数个,地心O,离心力,地心引力,重力G,2019年8月7日星期三,14,设想当海洋处于静止均衡状态时，将它延伸到陆地内部所形成的封闭曲面。,大地水准面,静止海水面,陆地,大地水准面,2019年8月7日星期三,15,实际地球,地球表面,大地体,旋转椭球体,大地水准面,旋转椭球面,1.地球的形状

6、,2019年8月7日星期三,16,一、 地球的形状和大小,基本概念 3.大地水准面 静止平衡状态下的平均海水面, 向大陆岛屿延伸而形成的闭合水准面 特性: 唯一性、等位面、 不规则曲面 作用：测量野外工作的基准面 4.大地体 由大地水准面包围的地球形体，是不规则球体。 测量野外工作的基准面、基准线：大地水准面和铅垂线,2019年8月7日星期三,17,大地水准面,大地水准面和铅垂线示意图,2019年8月7日星期三,18,旋转椭球 与大地体非常接近的 数学椭球 长半径为a，短半径为b 扁率 数学模型 地球平均半径 R=6371km,2. 地球的大小,Z,Y,X,2019年8月7日星期三,19,3.

7、参考椭球体定位,旋转椭球理论上是唯一的数学球体 旋转椭球参数，难以全球统一确定；各国自己测定并采用的旋转椭球称为参考椭球 同时顾及地球几何参数和物理参数的旋转椭球称为地球椭球体，又称为参考椭球体 参考椭球面是测量计算和制图的基准面,2019年8月7日星期三,20,参考椭球体定位：,确定参考椭球体与大地体的相对位置。 要求：参考椭球体表面与大地水准面吻合最好。在大地原点，椭球法线与铅垂线重合。 1980年国家大地测量参考系（西安80坐标系）。 1954年北京坐标系,2019年8月7日星期三,21,大地水准面,E,2019年8月7日星期三,22,二、确定地面点位的方法,地面点的空间位置要由三个量确

8、定，包括 球面坐标（L，B，H） 平面坐标 (x, y)和高程H，可写为(x, y，H) 空间坐标（X，Y，Z）,2019年8月7日星期三,23,大地经度L,大地纬度B,P,（L B H）,O,S,N,E,K,大地高H,1、确定椭球的形状和大小,2、椭球的定位和定向,起始大地子午面,赤道面,2019年8月7日星期三,24,1. 地面点的高程,绝对高程H（海拔）：地面点沿铅垂线方向到大地水准面的距离 相对高程H：地面点沿铅垂线方向到任意水准面的距离 高差h：地面两点高程之差,2019年8月7日星期三,25,两点间高差与高程起算面无关。 若测区附近没有国家水准点，可以假定一个点的高程为测区的高程基

9、准。,2019年8月7日星期三,26,我国的高程系统,国家水准原点（高程零点H。）位于青岛观象山， 黄海平均海水面为高程基准面,1956黄海高程系：H。=72.289m 1985国家高程基准：H。=72.260m， 相差29mm,2019年8月7日星期三,27,2019年8月7日星期三,28,测量中常用的坐标系统 地面点位的坐标与选用的地球椭球和坐标系统有关，测量中常用的坐标系统有：天文坐标系、大地坐标系、高斯平面直角坐标系、独立平面直角坐标系,1)天文坐标系 球面坐标，称为地理坐标 地面点位用天文经度和天文纬度来表示 基准面：大地水准面 基准线：铅垂线,2.地面点的坐标,2019年8月7日星

10、期三,29,几个基本概念,二面二线： 子午面，起始子午面 子午线，起始子午线 赤道面 赤 道，平行圈（纬圈）,2019年8月7日星期三,30,大地经度L：东经、西经， 0180 纬 度B：南纬，北纬， 090 大地坐标的基准面、基准线： 参考椭球面，法线。,2019年8月7日星期三,31,我国的东南西北：,东：东经1350236“ 黑龙江省抚远县乌苏里江与黑龙江汇合处； 南：北纬352 南沙群岛曾母暗沙； 西：东经7540 新疆帕米尔高原乌孜别里山口附近； 北：北纬533110“ 黑龙江省漠河镇北黑龙江江心处。,2019年8月7日星期三,32,2)大地坐标系 基准面：参考椭球面 基准线：法线

11、地面点位用大地经度和大地纬度来表示,3)空间直角坐标系 三维坐标(X,Y,Z),(1）1954年北京坐标系 (2）1980国家大地坐标系 (3）WGS-84世界大地坐标系,2019年8月7日星期三,33,1980国家大地坐标系 大地原点 位于陕西省泾阳县永乐镇,2019年8月7日星期三,34,x y 平面直角坐标系,y x 笛卡尔 平面直角坐标系,3. 测量平面直角坐标系与 数学笛卡尔平面直角坐标系的区别,2019年8月7日星期三,35,大地坐标和空间直角坐标的转换 高斯投影和高斯平面直角坐标系,1）高斯投影横椭圆柱正形投影。又称为高斯克吕格投影。同时满足等角和高斯投影条件。 目的：将球面坐标

12、转换为平面坐标。,2019年8月7日星期三,36,中央子午线,高斯投影的概念,2019年8月7日星期三,37,高斯投影,中央子午线和赤道投影后成相互垂直的直线。 中央子午线长度不变，离中央子午线越远变形越大。 为保证投影精度，必须采用分带投影。 中央子午线投影为X轴，赤道的投影为Y轴,2019年8月7日星期三,38,2）高斯投影分带,（1）6度投影带：中央子午线经度为,（2）3度投影带：中央子午线经度为 我国六度带带号 N=1323，三度带带号 n=2445,2019年8月7日星期三,39,投影带中央子午线及带号的计 6带投影：L0=6N-3 N=Int(L/6+1) 3带投影：L0=3n n

13、= Int(L/3+0.5),2019年8月7日星期三,40,高斯投影和高斯平面直角坐标系,x坐标：向北为正。 y坐标：赤道，向东为正。 y坐标的自然值 3）国家统一坐标系 y坐标的通用值：中央子午线向西平移500km，为区分点位所在的高斯投影带，在Y坐标前必须加两位数的带号。 如：,2019年8月7日星期三,41,Y坐标通用值= （带号）+500km+Y坐标自然值 例：设A、B两点位于第20带，Y坐标自然值分别为yA=+137680m, yB=-274240m,求其Y坐标通用值. YA=(20)+500km+137680m =20637680m YB=(20)+500km-274240m =

14、20225760m,2019年8月7日星期三,42,4.独立平面直角坐标系,在半径R10km的范围内，可用水平面代替大地水准面作为基准面。 以磁子午线的方向作为X轴，向北为正；其垂直方向为Y轴，向东为正。 坐标原点选在测区西南角。,x 测区 o y,2019年8月7日星期三,43,三、 用水平面代替水准面的限度,1、对距离的影响 大地水准面上： 在水平面上： 误差值： 相对误差：,结论：当测区半径 r10km时, 误差仅为1/120万，可用水平面代替大地水准面,2019年8月7日星期三,44,2、对水平角的影响,球面三角形 内角和 球面角超 P球面三角形面积 R地球半径，,结论：当测区范围在1

15、00km2，用水平面代替水准面时，对角度影响仅为0.51，在普通测量工作中可以忽略不计,2019年8月7日星期三,45,3、对高程的影响,用水平面代替水准面对高程的影响就是地球曲率对高程的影响,结论: 即使是很短的距离也必须考虑,2019年8月7日星期三,46, 1.3 测量工作概述,一、测量三项基本工作 测量工作包括测定和测设两部分，其实质都是确定地面点的点位 确定点位的三要素：高差、水平角、水平距离 测量三项基本工作： 高程测量（第二章） 角度测量（第三章） 距离测量（第四章）,2019年8月7日星期三,47,二、地物、地貌及其特征点,地球表面所有地理空间信息总称为地形。 地形包括 地物和地貌两大部分,2019年8月7日星期三,48,地物：地面上人造和天然的固定物体 将地物特征点按比例缩小在图纸上，并用一定的地物符号绘制在地形图上。,2019年8月7日星期三,49,地貌：地面高低起伏的形态 在地形图上通常用等高线来表示地貌,2019年8月7日星期三,50,三、测量工作的原则,从整体到局部，先控制后碎部 减少误差积累 加快测量速度 前项工作未作检核，不进行下一步工作 保证成果质量,2019年8月7日星期三,51,四、普通测量的基本内容,