测绘学概论 - 读书笔记 联系客服

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2什么叫测量,什么叫放样或测设?它们有何相同点和不同点?

测量是使用测量仪器和工具,通过测量和计算,得到一系列测量数据,或把地球表面的地形缩绘成地形图

放样是将图纸上设计的建筑物的平面位置和高程,按设计要求,以一定的精度在实地标定出来,作为施工的依据。施工放样包括平面位置和高程放样,又分直线放样、曲线放样、曲面放样和形体放样,即点、线、面、体的放样。

放样与测量的原理相同,使用的仪器和方法也相同,只是目的不一样。测量是把具体物体或目标点的位置用坐标的形式确定下来,需要时标示在图上;而放样是把图上设计的物体按确定的尺寸或坐标在实地标定下来。

3为什么说大型特种精密工程建设是工程测量学发展的动力?

三峡水利枢纽工程变形监测和库区地壳形变、滑坡、岩崩以及水库诱发地震监测,其规模之大,监测项目之多,都堪称世界之最。不仅采用目前国内外最成熟最先进的仪器、技术,在实践中也在不断发展新的技术和方法,如对滑坡体变形与失稳研究的计算机智能仿真系统;拟进行研究的三峡库区滑坡泥石流预报的3S工程等,都涉及到精密工程测量。

北京正负电子对撞机的精密控制网,精度达±0.3 mm。设备定位精度优于±0.2 mm,200 m直线段漂移管直线精度达±0.1 mm。大亚湾核电站控制网精度达±2 mm,秦山核电站的环型安装测量控制网精度达±0.1 mm。

上海杨浦大桥控制网的最弱点精度达±0.2 mm,桥墩点位标定精度达±0.1 mm;武汉长江二桥全桥的贯通精度(跨距和墩中心偏差)达毫米级。高454 m的东方明珠电视塔对于长114 m、重300 t的钢桅杆天线,安装的垂准误差仅±9 mm。 国外的大型特种精密工程更不胜枚举。以大型粒子加速器为例,德国汉堡的粒子加速器研究中心,堪称特种精密工程测量的历史博物馆。1959年建的同步加速器,直径仅100 m,1978年的正负电子储存环,直径743 m,1990年的电子质子储存环,直径2000 m。为了减少能量损失,改用直线加速器代替环形加速器,正在建的直线加速器长达30 km,100~300 m的磁件相邻精度要求优于±0.1 mm,磁件的精密定位精度仅几个微米,并能以纳米级的精度确定直线度。整个测量过程都是无接触自动化的。美国的超导超级对撞机,其直径达27 km,为保证椭圆轨道上的投影变形最小且位于一平面上,利用了一种双重正形投影。所作的各种精密测量,均考虑了重力和潮汐的影响。主网和加密网采用GPS 测量,精度优于1×10-6 D。 露天煤矿的大型挖煤机开挖量的动态测量计算系统(德国)。大型挖煤机长140 m,高65 m,自重8 000 t,其挖斗轮的直径17.8 m,每天挖煤量可达10多万吨。为了实时动态地得到挖煤机的采煤量,在其上安置了3台GPS接收机,与参考站无线电实时数据传输和差分动态定位,挖煤机上两点间距离的精度可达±1.5 cm。根据3台接收机的坐标,按一定几何模型可计算出挖煤机挖斗轮的位置及采煤层截曲面,可计算出采煤量,经对比试验,其精度达7%~4%。这是GPS, GIS技术相结合在大型特种工程中应用的一个典型例子。

核电站冷却塔的施工测量系统。南非某一核电站的冷却塔高165 m,直径163 m。在整个施工过程中,要求每一高程面上塔壁中心线与设计的限差小于±50 mm,在塔高方向上每10 m的相邻精度优于10 mm。由于在建造过程中发现地基地质构造不良,出现不均匀沉陷,使塔身产生变形。为此,要根据精密测量资料拟合出实际的塔壁中心线作为修改设计的依据。采用测量机器人用极坐标法作3维测量,对每一施工层,沿塔外壁设置了1 600多个目标点,

在夜间可完成全部测量工作。对大量的测量资料通过恰当的数据处理模型使精度提高了一至数倍,所达到的相邻精度远远超过了设计要求。精密测量不仅是施工的质量保证,也为整治工程病害提供了可靠的资料,同时也能对整治效果作出精确评价。

瑞士阿尔卑斯山的特长双线铁路隧道哥特哈德长达57 km,为该工程特地重新作了国家大地测量(LV95),采用GPS技术施测的控制网,平面精度达±7 mm,高程精度约±2 cm。以厘米级的精度确定出了整个地区的大地水准面。为加快进度和避开不良地质段,中间设了3个竖井,共4个贯通面,横向贯通误差允许值为69~92 mm(较只设一个贯通面可缩短工期11年)。

4什么叫不动产测量?它和工程测量有哪些异同点?

不动产测绘一般称地籍测绘,定义是:对国家监管的、以权属为核心、以地块为基础的土地及其附着物的权属、位置、数量、质量和利用现状等用数据、图表表示的基本信息的集合。 不动产测绘所采用的理论、技术与方法和工程测量的基本相同。不同之处在于不动产测绘的专业性强,主要表现在:

1、不动产测绘是带有法律性质的行为。

2、具有较高的能满足不动产管理、开发、利用、交易、征收税费的精度指标。 3、要求有配套的成果资料,包括图、表、册、卡。

4、要保持不动产成果资料的现势性,更新没有固定的周期,当不动产要素变化后要及时同步的进行变更测量。

5简述工程测量的发展趋势和特点

工程测量的发展趋势和特点可概括为“六化”和“十六字”。“六化”是:测量内外业作业的一体化,数据获取及处理的自动化,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”:精确,可靠,快速,简便,实时,持续,动态,遥测。

从整个学科的发展来看,精密工程测量的理论技术与方法、工程的形变监测分析与灾害预报、工程信息系统的建立与应用是工程测量学研究的三个主要方向。

工程测量学的发展,主要表现在从一维、二维到三维乃至四维,从点信息到面信息获取,从静态到动态,从后处理到实时处理,从人眼观测操作到机器人自动寻标观测,从大型特种工程到人体测量工程,从高空到地面、地下以及水下,从人工量测到无接触遥测,从周期观测到持续测量,测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。

6你学习工程测量学后,有什么收获和体会? 7常见施工放样的基本原理和方法?

放样方法分直接放样法和归化法放样。直接放样法是根据放样点的坐标计算放样元素,用逐渐趋近法把放样点的位置在实地标定那个下来;归化法放样是先用直接放样法作近似放样,再用测量的方法测出放样点的坐标,将计算的放样点的理论坐标与实测坐标相比较,由差值

可归化改正到理论位置。归化法是一种精密的放样方法。两种放样方法都包括以下各种方法:极坐标法、直角坐标法、各种交会法(如方向交会、距离交会、方向距离交会等)、偏角法、偏距法、投点法等。采用的仪器除常规的光学经纬仪、电子经纬仪、光学水准仪、电子水准仪以及电子全站仪外,还有一些专用的仪器,目前GPS技术也可用于工程的施工放样。

第六章海洋测绘

1海洋测量的定义以及包含的内容?

海洋测绘是海洋测量和海图绘制的总称,是对整个海洋空间,包括海洋表面、海底及其邻近陆地和江河湖泊进行全方位,多要素的综合测量,获取海洋基础地理信息,包括大气,水文以及海底地形,地貌,地质,重力,磁力,海底扩张等各种信息和数据,绘制各种海图和航海资料,为航海、国防建设、海洋开发和海洋研究服务。

海洋测绘包括海洋测量、各种海图的编绘及海洋信息的综合管理和利用。

? 海洋测量分为物理海洋测量和几何海洋测量。物理海洋测量包括海洋重力测量、海洋磁

力测量和海洋水文测量;几何海洋测量包括海洋大地测量、水深测量、海洋定位、海底地形地貌测量、海洋工程测量

? 海图编绘包括各种海图、海图集、海洋资料的编制和出版

? 海洋信息管理高空海洋地理信息的管理、分析、处理、以及数字海洋

2海洋测量中平面和垂直基准是如何确定的?

海洋大地控制网的建立和测量是海洋大地测量的一个重要内容。海洋大地测量控制网史陆上大地网向海域的扩展。海域大地测量控制网主要由海底控制点、海面控制点以及海岸或岛屿上的大地控制点相连而成。海洋大地控制网是一切海洋活动中所进行的海洋测绘工作的基础,为这些测绘活动提供了基本参考框架。海洋控制网包括海岸控制网、岛—陆、岛—岛控制网以及海底控制网。

海面控制网的建立与常规的陆上控制网相同,可采用传统的边角网或GPS控制网。卫星定位技术的出现,实现了陆—岛和岛—岛控制网的联测,也实现了远离大陆水域的水上定位和水下地形测量,并将其测量成果纳入与大陆相同的坐标框架内。海底控制网是通过声学方法施测的,一般布设为三角形或正方形图形结构;水下控制点为海底中心标石,其标志采用水下应答器,水下应答器的位置通过船载GPS接收机和水声定位系统联合测定,即双三角锥测量。

与陆地高程相一致, 描述海洋的垂直坐标也可采用大地高体系或正高体系,实现陆地和海域固体地球表面空间地理信息数据的精确、统一表示。就海洋开发和海上其他活动而言,人们更关心水深,即水层厚度,而不是高程,对于测深数据归算,等位面基准并不显得十分重要。因此,海图深度基准面迄今为止一直作为基本的参考面。

关于平均海面的计算,若不顾及海面的长期趋势性变化,只要取适当的潮汐周期即可,通常 1861a的交点周期被认为是平均海面观测的理想长度,国家高程基准建立时就充分地考虑了这个周期。事实上,由于一年的平均海面就可以消除主要潮汐成分的贡献,它的变化幅度一般不超过±10 cm,以中误差表示精度时,数值会更小些,故海道测量中用于标定深度基准面的当地长期平均海面,可取一年或多年水位观测数据的平均值。而在短期验潮站处,稳定

平均海面则需通过与长期站的同步观测等方法转求。

深度基准面相对于当地平均海面的数值 L 决定于所采用的潮汐参数准确性及最低潮面这种极值计算的近似性。由于各地潮汐的频率成分不同,用于潮汐分析计算的观测资料长度各异,到目前为止,深度基准值的精度尚未见详细论证。

3现代海洋定位的主要手段有哪些?列举水下声学定位技术在军事和海洋工程中的应用?

(1) 天文定位 (2) 光学定位

只能用于沿岸和港口测量,一般使用光学经纬仪进行前会交会,求出船位,也可使用六分仪在船上进行后后方交会测量随着电子经纬仪和高精度红外激光测距仪的发展,全站仪按方位—距离极坐标法可为近岸动态目标实现快速定位。全站仪由于自动化程度高,使用方便、灵活,当前在沿岸、港口、水上测量中使用日益增多。

(3) 陆基无线电定位

分类 远程定位系统 中程定位系统 近程定位系统 作用距离 >1000km 300-1000km <300km 性质 低频系统 中频系统 微波系统或超高频系统 精度 较低 较高 适用范围 导航 举例 罗兰C定位系统 Argo定位系统 三应答器(Trisponder)、猎鹰IV等 (4) 空基无线电(卫星)定位

空基无线电定位系统主要有GPS、GLONASS、我国的北斗系统和欧洲的Galileo系统。其中,GPS定位系统是目前海洋测绘的主要定位手段。海上定位没有重复观测,要提高GPS在动态情况下的定位精度,必须采取必要的数据处理手段,通常有局域差分定位(按照传输差分信息的不同分为伪距差分、载波相位差分)、广域差分定位和精密单点定位。 (5) 声学定位系统

声学定位系统通过测定声波在海水中的传播时间或相位变化,计算出水下声标到载体的距离或距离差,从而解算出载体的位置。水声定位系统工作方式很多,最基本的有长基线定位系统、短基线定位系统及超短基线定位系统。

4水下地形和地貌的获取手段有哪些?

海底地形测量,首先进行海岸或海底平面、高程控制测量,然后进行海底地物、地貌的探测。定位手段有光学仪器、无线电定位系统、卫星定位系统和水声定位系统等。探测海底地形采用回声测深仪、多波束测深仪和侧扫声纳等。在透明度好的浅水区也可采用遥感测深系统。为满足特殊需要,小范围的探测,如水下工程、管线敷设以及特别重要的地貌复杂区的测量,