内容正文:
专题一 建筑工程测量绪论(讲义)-《建筑工程测量》高教版-专题复习讲练测
[考纲要求]
1.明确水准面、水平面、大地水准面的定义和特点,能够区分它们之间的差异。
2.熟练掌握地面点的平面位置表示方法,如地理坐标和平面直角坐标,并能进行简单的坐标转换。
3.掌握测量的常用计量单位,包括长度、角度等单位及换算关系。
4.掌握铅垂线的定义及其与大地水准面的关系。
5.了解地球的形状和大小,包括近似表示方法和主要参数。
[课时安排]
2课时
[知识梳理]
一、建筑工程测量的任务
(1)测绘大比例尺地形图
把工程建设区域内的各种地面物体的位置和形状,以及地面的起伏状态,依照规定的符号和比例尺绘成地形图,为工程建设的规划设计提供必要的图纸和资料。
(2)建筑物的施工测量
把图纸上已设计好的建(构)筑物,按设计要求在现场标定出来,作为施工的依据;配合建筑施工,进行各种测量工作,以保证施工质量;开展竣工测量,为工程验收、日后扩建和维修管理提供资料。
(3)建筑物的变形观测
对于一些重要的建(构)筑物,在施工和运营期间,为了确保安全,应定期对建(构)筑物进行变形观测。
二、水准面
地球自然表面是不平坦和不规则的,有高达8848.13m的珠穆朗玛峰,也有深至 11022m的玛利亚那海沟,虽然它们高低起伏悬殊,但与半径为6371km的地球比较,还是可以忽略不计的。另外,地球表面海洋面积约占71%,陆地面积仅占29%。因此,人们设想以一个静止不动的海水面延伸穿越陆地,形成一个闭合的曲面包围了整个地球,这个闭合曲面称为水准面。水准面的特点是水准面上任意一点的铅垂线都垂直于该点的曲面。
三、地面点的平面位置
地面点在大地水准面上的投影位置,称为地面点的平面位置。地面点的平面位置可以用地理坐标或平面直角坐标表示。平面直角坐标有高斯平面直角坐标和独立平面直角坐标两种。
(1)高斯平面直角坐标
利用高斯投影法建立的平面直角坐标系,称为高斯平面直角坐标系。在广大区域内确定点的平面位
置,一般采用高斯平面直角坐标。
(2)独立平面直角坐标
当测区范围较小时,可以把测区球面看作平面,在这个平面上建立的测区平面直角坐标系,称为独
立平面直角坐标系。在局部区域内确定点的平面位置,可以采用独立平面直角坐标。
四、地面点的高程
(1)绝对高程
地面点到大地水准面的铅垂距离,称为该点的绝对高程,简称高程,用H表示。如图1-6所示,地面点A、B的高程分别为HA、HB。
(2)相对高程
个别地区采用绝对高程有困难时,也可以假定一个水准面作为高程起算基准面,这个水准面称为假定水准面。地面点到假定水准面的铅垂距离,称为该点的相对高程或假定高程。如图1-6中,A、B两点的相对高程为H'A、H'B。
五、测量的基本工作
地面点的位置可以用它的平面直角坐标和高程来确定,在实际测量工作中,地面点的平面直角坐标和高程一般不是直接测定,而是间接测定的。通常是测出待定点与已知点(已知平面直角坐标和高程的点)之间的几何关系,然后推算出待定点的平面直角坐标和高程。
六、测量工作的基本原则
1.“从整体到局部”、“先控制后碎部”的原则
无论是测绘地形图或是建筑物的施工放样,其最基本的问题是测定或测设地面点的位置。在测量过程中,为了减少误差的积累,保证测量区域内所测点位具有必要的精度,首先在测区内,选择若干对整体具有控制作用的点作为控制点,用较精密的仪器和精确的测量方法,测定这些控制点的平面位置和高程,然后根据控制点进行碎部测量和测设工作。这种“从整体到局部”、“先控制后碎部”的方法是测量工作的一个原则,它可以减少误差的积累,并且可同时在几个控制点上进行测量,加快测量工作进度。
2.“前一步工作未作检核不进行下一步工作”的原则
当测定控制点的相对位置有错误时,以其为基础所测定的碎部点或测设的放样点,也必然有错。为避免错误的结果对后续测量工作的影响,测量工作必须重视检核,因此,“前一步工作未作检核不进行下一步工作”,是测量工作的又一个原则。
七、测量的计量单位
1. 长度单位——1km=1000m; 1m=10dm=100cm=1000mm
2. 面积单位——面积单位是m²,大面积则用公顷或km²表示,在农业上常用市亩作为面积单位。
1公顷 = 10000 m²=15市亩;1km²=100公顷=1500市亩;1市亩=666.67 m
3.体积单位——体积单位为m,在工程上简称“立方”或“方”。
4.角度单位——测量常用的角度单位有度分秒制和弧度制两种。
(1)度分秒制: 1圆周角=360°,1°=60',1'=60''
(2)弧度制: 弧长等于圆半径的圆弧所对的圆心角,称为一个弧度,用表示。
[真题练讲]
1.(2022年河南省统一考试)测量的基本工作包括( )。
A. 高差测量
B. 水平角测量
C. 水平距离测量
D. 以上三项均包含
答案:D
解析:测量的基本工作包括高差测量、水平角测量和水平距离测量。通过测量水平角可以确定地面点的平面位置方向;测量水平距离可以确定点间的相对位置;测量高差可以确定地面点的高程。这三项工作共同构成了测量的基本内容,缺一不可。
2.(2023年河南省统一考试)地面点的绝对高程是地面点到( )的距离。
A. 大地水准面
B. 任意水准面
C. 水平面
D. 海平面
答案:A
解析:绝对高程是地面点到大地水准面的铅垂距离。大地水准面是测量工作的基准面,地面点的绝对高程是以大地水准面为起算面的。而任意水准面不能作为绝对高程的起算面;水平面只是局部近似的平面,不能用于确定绝对高程;海平面只是一种特殊的情况,在实际测量中一般是以大地水准面为准。
3.(2021年四川省统一考试)在测量平面直角坐标系中,X轴表示( )方向。
A. 东西
B. 左右
C. 南北
D. 前后
答案:C
解析:在测量平面直角坐标系中,X 轴表示南北方向,Y 轴表示东西方向。与数学中的直角坐标系不同,测量平面直角坐标系是为了方便测量工作而建立的,其坐标轴的方向规定与数学中的直角坐标系有所区别。
4.(2020年河南省统一考试)点的位置是通过测定三个定位元素来实现的,下面哪个不在其中( )。
A. 距离
B. 方位角
C. 角度
D. 高差
答案:B
解析:确定地面点的位置通常是通过测定水平距离、水平角度和高差三个定位元素来实现。距离可以确定点之间的相对位置;角度可以确定方向;高差可以确定高程。而方位角不是直接测定的定位元素。
5.(2020年山东省统一考试)( )测量的基准面是大地水准面。
A. 竖直角
B. 高程
C. 水平距离
D. 水平角
答案:B
解析:高程测量的基准面是大地水准面。绝对高程是地面点到大地水准面的铅垂距离。竖直角测量是在同一竖直面内目标方向与水平方向之间的夹角测量,与大地水准面无关;水平距离测量是在水平面内进行的距离测量,不是以大地水准面为基准;水平角测量是在水平面上两个方向之间的夹角测量,也不以大地水准面为基准。
[限时练讲]
1.A、B两点的高差hAB为正值,说明( )。
A. A 点高
B. B点高
C. A、B两点高度相等
D. 不详
答案:B
解析:高差hAB=HB - HA,当高差hAB为正值时,说明HB>HA,即 B 点高程高于 A 点高程。
2.地面点的高差与测量基准面选择( )。
A. 有关
B. 无关
C. 关系不大
D. 有时有关有时无关
答案:B
解析:地面两点的高差是两点的高程之差,只与两点的高程值有关,而与测量基准面的选择无关。无论选择哪个基准面,两点之间的高差都是固定不变的。
3.由测量平面直角坐标系的规定可知( )。
A. 象限与数学平面直角坐标系象限编号及顺序方向一致
B. x轴为纵坐标轴,y轴为横坐标轴
C. 方位角由纵坐标轴逆时针量测0°-360°
D. 东西方向为x轴,南北方向为y轴
答案:B
解析:而在测量平面直角坐标系中,x 轴为纵坐标轴,y 轴为横坐标轴。
4.测量平面直角坐标系与数学平面直角坐标系有两点不同:测量平面直角坐标系以过原点的南北方向为
x轴;测量平面直角坐标系以x轴正向为始边( )。
A. 逆时针定方位角与象限
B. 逆时针定象限角与象限
C. 顺时针定方位角与象限
D. 顺时针定象限角与象限
答案:C
解析:测量平面直角坐标系以过原点的南北方向为 x 轴;以 x 轴正向为始边顺时针定方位角与象限。而数学平面直角坐标系是以 x 轴正向为始边逆时针定角度和象限等。
5.在高斯平面直角坐标系中,纵轴为( )。
A. x轴,向东为正
B. y轴,向东为正
C. x轴,向北为正
D. y轴,向北为正
答案:C
解析:在高斯平面直角坐标系中,纵轴为 x 轴,向北为正。横轴为 y 轴,向东为正。
6.地面点到假定水准面的铅垂距离称为该点的( )。
A. 高程
B. 绝对高程
C. 高差
D. 相对高程
答案:D
解析:地面点到假定水准面的铅垂距离称为该点的相对高程。绝对高程是地面点到大地水准面的铅垂距离。高差是地面两点间高程之差。而高程在未明确是绝对高程还是相对高程时表述不准确。
7.测量的长度单位通常采用( )。
A.厘米
B.分米
C.米
D.毫米
答案:C
解析:测量的长度单位通常采用米。
8.简述测量学的概念及其在建筑工程中的重要性。
答案:测量学是研究地球的形状和大小,以及确定地面点的位置的科学。在建筑工程中,测量学至关重要。首先,在工程建设前期,通过测量确定场地的地形地貌,为规划设计提供准确的数据。其次,在施工过程中,进行施工放样,确保建筑物的位置、尺寸等符合设计要求。再者,施工过程中及竣工后,对建筑物进行变形监测,及时发现问题,保证工程安全。总之,测量工作贯穿建筑工程的始终,是保证工程质量和安全的重要基础。
9.解释大地水准面和水平面的区别。
答案:大地水准面是通过平均海水面的水准面,它是一个特定的重力等位面,是测量工作的基准面。而水平面是完全静止的水所形成的平面,是局部的、近似的平面。大地水准面是一个曲面,具有唯一性;水平面可以有无数个,且在小范围内可近似代替大地水准面。在建筑工程测量中,通常以大地水准面作为高程起算面,而在一些简单的测量工作中,可以用水平面进行近似计算,但会存在一定误差。
10.说明地面点的平面位置有哪些表示方法,并举例说明其在实际工程中的应用。
答案:地面点的平面位置可以用直角坐标表示,如在建筑施工场地中,以某一固定点为原点,建立直角坐标系,确定建筑物各角点的坐标位置,方便施工定位。还可以用极坐标表示,在一些需要确定某点相对于已知点的位置关系时,可采用极坐标,如确定某一特定构件在场地中的位置。另外,也可以用地理坐标即经纬度表示,在大型区域规划或地理信息系统中应用较多。
11.阐述建筑工程测量的基本工作有哪些,并说明其重要性。
答案:建筑工程测量的基本工作包括测角、测距、测高差。测角是确定地面点之间的水平角度关系,在建筑施工中用于确定建筑物的方向、角度等。测距是测量地面点之间的水平距离,为建筑物的定位、布局提供准确的距离数据。测高差是确定地面点之间的高程差,用于控制建筑物的高程,保证各部分在同一水平面上或符合设计的高程要求。这些基本工作是建筑工程测量的基础,直接关系到工程的质量和安全,确保建筑物按照设计要求准确施工。
12.谈谈测量工作的基本原则和基本要求,并说明为什么要遵循这些原则和要求。
答案:测量工作的基本原则是从整体到局部,先控制后碎部。基本要求是精度要符合工程要求、操作要规范、数据要准确可靠等。遵循这些原则和要求是因为从整体到局部可以保证测量的系统性和准确性,避免局部误差累积影响整体测量结果。先控制后碎部可以通过建立控制网为碎部测量提供可靠的基准,提高测量效率和精度。精度符合要求能确保工程质量,操作规范和数据准确可靠可以为工程决策提供正确的依据。
[学法建议]
重点复习知识点:
1.建筑工程测量的主要任务:测绘大比例尺地形图、建筑物的施工测量、建筑物的变形观测。
2.测量工作的实质是确定地面点的位置,而地面点的位置须由三个量来确定,即该点的平面位置和该点的高程。
3.测量工作的基本要求:质量第一的观点,严肃认真的工作态度,保持测量结果的真实、客观和原始性,要爱护测量仪器与工具。
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