测绘学概论(5.2)--工程测量学

思考题

1. 工程建设分为哪三个阶段？简述各阶段中的测量工作。

2. 什么叫测量，什么叫放样或测设，他们有何相同点和不同点？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？4. 什么叫不动产测量，它和工程测量有哪些异同点？5. 简述工程测量的发展趋势和特点。

参考答案

1. 工程建设分为哪三个阶段？简述各阶段中的测量工作。（1）规划设计

这个阶段的测量工作，主要是测绘各种比例尺的地形图，另外还要为工程、水文地质勘探以及水文测验等进行测量。对于重要工程或地质条件不良地区的工程建设，则还要对地层的稳定性进行观测。

工程规划设计阶段所用的地形图一般比例尺较小，可直接使用1:1万～1:10万的国家地形图系列。对于一些大型工程，往往需要专门测绘区域性或带状性地形图，一般采用航空摄影测量方法测图。而对于1:1000～1:5000比例尺的局部地形图或带状地形图，大多采用地面测量的模拟法白纸成图或机助法数字成图（2）施工建设

首先要根据工地的地形、地质情况、工程性质及施工组织计划等，建立施工测量控制网；然后，再按照施工的要求，采用不同的方法，将图纸上所设计的抽象几何实体在现场标定出来，使之成为具体几何实体，即施工放样，这是施工建设阶段最主要的测量工作。施工期间还要进行施工质量控制，对于施工测量来说，主要是几何尺寸的控制，例如高耸建筑物的竖直度、曲线、曲面型建筑的形态、隧道工程的断面等。为了监测工程进度，测绘人员还要作土石方量测量，还要进行竣工测量、变形测量以及设备的安装测量等（3）运营管理

在工程建筑物运营期间，为了监视工程的安全和稳定的情况，了解设计是否合理，验证设计理论是否正确，需要定期地对工程的动态变形，如水平位移、沉陷、倾斜、裂缝以及震动、摆动等进行监测，即变形观测。为了保证大型机器设备的安全运行，要进行经常性的检测和

调校。

2. 什么叫测量，什么叫放样或测设，他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，200m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。

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100m，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65m,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。