《土木工程测量》第1章教案.ppt

第1章 绪论 §1.1 测量学简介 (1)、测量学将地表物体分为地物和地貌 1) 地物：地面上天然或人工形成的物体，它包括平原、湖泊、河流、海洋、房屋、道路、桥梁等； 2) 地貌：地表高低起伏的形态，它包括山地、丘陵和平原等。 地物和地貌总称为地形。 测量学是研究地球的形状和大小，确定地球表面各种物体的形状、大小和空间位置的科学。 (2)、测量学的任务是测定和测设 1) 测定：使用测量仪器和工具，通过测量和计算将地物和地貌的位置按一定比例尺、规定的符号缩小绘制成地形图，供科学研究和工程建设规划设计使用。 2) 测设：将地形图上设计出的建筑物、构筑物的位置在实地标定出来，作为施工的依据。 (3)、测量在国民经济建设中的应用 1) 城市规划、给水排水、煤气管道、工业厂房和高层建筑建设的测量工作 ① 设计阶段：测绘各种比例尺的地形图，供结构物的平面及竖向设计使用 ② 施工阶段：将设计结构物的平面位置和高程在实地标定出来，作为施工的依据； ③ 工程完工后：测绘竣工图，供日后扩建、改建、维修和城市管理应用，对某些重要的建筑物或构筑物在建设中和建成以后都需要进行变形观测，以保证建筑物的安全。 2) 铁路、公路建设的测量工作 ① 为了确定一条最经济合理的路线，必须预先测绘路线附近的地形图，在地形图上进行路线设计，然后将设计路线的位置标定在地面上以指导施工； ② 当路线跨越河流时，必须建造桥梁。建桥之前，要测绘河流两岸的地形图，测定河流的水位、流速、流量和河床地形图以及桥梁轴线长度等，为桥梁设计提供必要的资料，最后将设计桥台、桥墩的位置用测量的方法在实地标定； ③ 当路线穿过山地需要开挖隧道时，开挖之前，必须在地形图上确定隧道的位置，根据测量数据计算隧道的长度和方向；隧道施工通常是从隧道两端相向开挖，这就需要根据测量成果指示开挖方向，保证其正确贯通。 (4)、学习本课程，应掌握下列有关测定和测设的基本内容： 1) 地形图测绘：运用各种测量仪器和工具，通过实地测量和计算，把小范围内地面上的地物、地貌按一定的比例尺测绘成图； 2) 地形图应用：在工程设计中，从地形图上获取设计所需要的资料，例如点的坐标和高程、两点间的水平距离、地块的面积、地面的坡度、地形的断面和进行地形分析等； 3) 施工放样：把图上设计好的建筑物或构筑物的位置标定在实地上，作为施工的依据； 4) 变形观测：监测建筑物或构筑物的水平位移和垂直沉降，以便采取措施，保证建筑物的安全； 5) 竣工测量。 P3 §1.2 地球的形状和大小 (1)、地球 1) 地球是南北极稍扁，赤道稍长，平均半径约为6371km的椭球。 2) 地球的自然表面有高山、丘陵、平原、盆地、湖泊、河流和海洋等，呈现高低起伏的形态，并不平坦。 3) 其中海洋面积约占71%，陆地面积约占29%。 从Google 地球卫星图片上获取经纬度，用PG2-1.exe正算出高斯平面坐标案例 §1.3.2 确定点的高程系 (1) 高程的定义 地面点沿铅垂线到大地水准面的距离称该点的绝对高程或海拔，简称高程(height)； 通常用加点名作下标表示,如HA、HB； 高程系是一维坐标系，基准是大地水准面； 因海水面受潮汐、风浪等影响，它的高低时刻在变化； 在海边设立验潮站(tide gauge station)，进行长期观测，求得海水面的平均高度作为高程零点，以通过该点的大地水准面为高程基准面(height datum)； 也即大地水准面上的高程恒为零。 (2) 国家高程系统 我国有两个国家高程系统。 1) 1956年黄海高程系 以青岛大港验潮站历年观测的黄海平均海水面为基准面。 于1954年在青岛市观象山建立了水准原点， 通过水准测量的方法将验潮站确定的高程零点引测到水准原点， 求出水准原点的高程。 1956年我国采用青岛大港验潮站1950年~1956年7年的潮汐记录资料推算出的大地水准面为基准引测出水准原点的高程为72.289m； 以这个大地水准面为高程基准建立的高程系称为“1956年黄海高程系” ； 简称“56黄海系”。 2) “1985国家高程基准” 80年代，我国又采用青岛验潮站1953年~1977年25年的潮汐记录资料推算出的大地水准面为基准引测出水准原点的高程为72.260m； 以这个大地水准面为高程基准建立的高程系称为“1985国家高程基准” ； 简称“85高程基准”。 在水准原点，85高程基准使用的大地水准面比56黄海系使用的大地水准面高出0.029m。 如2005年10月9日发布的珠穆朗玛峰峰顶岩石面海拔高程为8844.43m ， 是85高程基准。 3) 珠江基面高程系(珠江高程系) 1908年由两广督练公所参谋处测绘科建立， 原点：广州粤海关前。 广东广西珠江流域水利系统使用。 珠江基面零点比56黄海系