测绘学概论第五讲工程测量与海洋测绘.ppt
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1、工程测量与海洋测绘,思考题:谈谈你对工程测量的认识及其应用,一、学科地位和研究应用领域,1、学科定义 工程测量学是研究各项工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。2、学科地位 测绘科学和技术是一门具有悠久历史和现代发展的一级学科。该学科的二级学科划分如下:大地测量学(天文大地测量、几何大地测量、物理大地测量、空间大地测量、卫星大地测量、海洋大地测量);工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量);航空摄影测量与遥感学;地图制图学;不动产地籍与土地整理。,3、研究应用领域 可按勘测设计、施工和运行管理三个阶段划分;也有按行业划分:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥
2、隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、三维工业测量等。工程测量可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。,工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪-将逐渐被电子全站仪、电子水准仪所替代。(一)通用仪器,二、工程测量仪器的发展,NT1光学经纬仪,1、角度测量仪器,T2光学经纬仪,光学经纬仪,激光电子经纬仪,J2-1光学经纬仪,光学经纬仪,水准仪,2、高程测量仪器,NA2
3、8水准仪,AL20自动安平水准仪,3、全站仪系列 电脑型全站仪配合丰富的软件,向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标,可广泛用于变形监测和施工测量。,自动安平水准仪,全站仪,GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器,在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的三维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。,超站仪,在距离测量方面,包括中长距离(数十米至数公里)、短
4、距离(数米至数十米)和微距离(毫米至数米)及其变化量的精密测量。以ME5000为代表的精密激光测距仪,中长距离测量精度可达亚毫米级;采用CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度,它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界。,测距仪,测距仪,全站仪,(二)工程测量专用仪器,激光准直仪,可产生四个激光平面(一个水平面、三个正交铅垂面)和一个激光下对点;激光面可在墙面上投下明亮的激光线,得到一条水平线和三条垂直线;三个垂直面在天顶相交产生定点。,激光投线仪,通过垂直向上和向下发射的激光束,可以将参考点位高精度地引到其正上方或者正下方。,高精度激光垂准仪,激光扫平仪 ML-21/22,
5、工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点,可作精密定位和准直测量,可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,还可测振动频率以及物体的动态行为。,北京正负电子对撞机的精密控制网,精度达0.3mm。设备定位精度优于0.2mm,200m直线段漂移管直线精度达0.1mm。大亚湾核电站控制网精度达2mm,秦山核电站的环型安装测量控制网精度达0.1mm。,三、大型特种精密工程测量,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140m,高65m,自重8000t,其挖斗轮的直径17.8m,每天挖煤量可达10多万吨。为了实
6、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,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%。,四、工程测量学的发展展望,1.测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展,其应用范围将进一步扩大;2.在变形观测数据处理和大型工程建设中,将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。3.工程测量将从土木工程测量、3维工业测量扩展到人体科学测量;4.多传感器的混合测量系统将得到迅
7、速发展和广泛应用。,5.GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。6.大型和复杂结构建筑、设备的3维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。7.数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。,数字线划地图(DLG)数字线划地图(Digital Line Graphic 简称DLG)是现有地形图上基础地理要素的矢量数据集,且保存要素间空间关系和相关的属性信息。,五、四D产品介绍,功能:分析叠加信息 提取属性数据 根据矢量对象查询属性 根据属性查询矢量对象 易于更新、编辑创建专题属性,绘制专业地图,数字高程模型
8、(DEM)数字高程模型(Digital Elevation Model 简称DEM)是在高斯投影平面上规则格网点平面坐标及其高程的数据集。DEM的水平间距可随地貌类型不同而改变。,DEM主要功能:高程分析 精度分析 量测坐标、距离、面积、体积(挖填方)坡度、坡向分析 通视性分析 剖面图生成 等高线生成 叠加相关矢量数据和影像数据,数字正射影像图(DOM)数字正射影像图(Digital Orthophoto Map 简称DOM)是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空相片/遥感相片,经逐象元进行纠正,再按影像镶嵌,根据图幅范围裁剪生成的影像数据。,数字栅格地图(DRG)数字栅格地图(Digit
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