內 容 簡 介
本書是作者在教育部提出地方本科高校轉型發展的大背景下，結合實際教學經驗，應獨立學院和民辦普通本科院校內涵提升和教學建設的需要，圍繞“應用為本、學以致用”的教育理念，充分考慮現代行業的崗位需求，以“易、新、實”為編寫原則，結合學生具體情況，以“易懂、夠用”為度，深入淺出地啟發、引導學生自主學習。本書對傳統測量學教學內容進行了合理的精簡和梳理，保留了基礎知識，秉承了經典理論并與實際應用緊密結合，激發學生的學習興趣；緊密結合現代測量新儀器和新方法，體現內容的先進性和科學性，突出實用，體現應用型本科生培養的特點。各章后均附有習題，重點章節還附有“案例分析”或“應用案例”。此外，全書加大了實踐教學內容，便于師生開展實踐性教學，有利于培養技術應用型人才。
本書分三篇共20章，第一篇為基礎部分，包括緒論、距離測量與直線定向、水準測量、角度測量、全站儀測量、GNSS測量、測量誤差的基本知識、小地區控制測量、數字地形圖測繪；第二篇為各專業根據不同需求的選學部分，包括工程測設的基本工作、地形圖的應用、工業與民用建筑的施工測量、建筑物的變形監測、道路工程的測量、公路隧洞的施工測量、地質勘探工程的測量、礦井的測量；第三篇為實踐教學內容。
本書適合作為技術應用型高等院校的測繪工程、采礦工程、安全工程、礦井建設、地質工程、土木工程、工程管理、城市規劃、交通運輸等相關專業的教材，也可作為其他高校相關專業的師生參考教材，還可供從事工程測量相關的工程技術人員參考。
前 言
隨著空間信息技術的迅速發展，傳統的測量方法和手段已逐步被新技術、新方法所取代，非測繪專業的工程測量學教學內容和方法也應隨之變革。同時，伴隨地方本科高校轉型發展的不斷深入，各地方本科高校都在對課程體系和教學內容進行改革，以適應培養技術應用型人才的需求，專業課時數被大量壓縮，實踐教學內容大幅提高。為順應當代高等教育的發展潮流，更好地培養技術應用型人才，滿足現代崗位對人才的需求，編者在總結實際課程教育教學改革成果的基礎上，參閱國內外大量測量學教材，進行多次學術研討和教學經驗交流，結合當下應用型本科院校非測繪專業的工程測量教學特點與需求，在教材的編寫內容上體現科學性、先進性和實用性，把握行業崗位要求，滿足相關專業的培養目標和教學大綱的基本要求，注重實用性，以就業為導向，突出應用型院校教育教學的特色。在培養目標上強調促進學生知識運用能力，突出實踐能力培養原則，充分體現理論與實踐的結合，知識傳授與能力、素質提升的結合。教材在結構上分為必學、選學和實踐教學三部分：第一篇為基礎部分，包括緒論、距離測量和直線定向、水準測量、經緯儀測量、全站儀測量、GNSS測量、測量誤差的基本知識、小地區控制測量、數字地形圖測繪；第二篇為各專業根據不同需求的選學部分，包括工程測設、地形圖的應用、工業與民用建筑施工測量、建筑物變形監測、道路工程測量、公路隧道測量、地質勘探工程測量、礦井測量；第三篇為實踐教學內容，便于師生開展實踐性教學，有利于培養技術應用型人才。各章后均附有習題，且重點章節后有“案例分析”或“應用案例”。
本書由拓萬兵、周海波擔任主編，李珊珊、郭倉、蔡文婧擔任副主編，郭秦、文靜、吳鳳民、楊齊名參編。全書由拓萬兵統一修改定稿。具體編寫分工為：中國礦業大學銀川學院拓萬兵編寫第1章、第5章、第16～18章、第19章的部分內容；西南科技大學城市學院周海波編寫第10章、第12章、第13章；河南理工大學萬方科技學院李珊珊編寫第9章、第11章；西南科技大學城市學院文靜編寫第2章、第3章；河南理工大學萬方科技學院郭倉編寫第8章、第14章、第15章；寧夏國土測繪院蔡文婧編寫第4章、第7章；西南科技大學城市學院郭秦編寫第6章；河南理工大學萬方科技學院楊齊名編寫第19章的部分內容、第20章；中國礦業大學銀川學院吳鳳民負責全書的插圖與表格。
本書也是寧夏教育廳本科重點建設專業項目的研究成果，由中國礦業大學銀川學院馬振利教授擔任主審，并提出了許多中肯的寶貴意見，在此表示衷心感謝。在本書的編寫過程中，參閱了大量文獻，引用了同類書刊中的部分資料，在此謹向有關作者表示衷心的感謝！
由于編者的水平、經驗所限，書中難免存在錯漏之處，敬請專家和廣大讀者批評指正。
編 者
目 錄
第一篇 測量基礎篇
第1章 緒論 1
1.1 測量學與實用工程測量 2
1.1.1 測量學及其分類 2
1.1.2 實用工程測量及其任務 3
1.2 地面點位的確定 3
1.2.1 地球的形狀和大小 3
1.2.2 確定地面點位的方法 5
1.3 用水平面代替水準面的限度 10
1.3.1 地球曲率對水平距離的影響 10
1.3.2 地球曲率對水平角度的影響 11
1.3.3 地球曲率對高程的影響 12
1.4 測量工作的內容和原則 13
1.4.1 測量的基本工作 13
1.4.2 測量工作的基本原則 13
1.5 測量常用單位及換算 13
習題 14
第2章 距離測量與直線定向 16
2.1 鋼尺量距 17
2.1.1 量距的工具 17
2.1.2 直線定線 18
2.1.3 丈量距離的一般方法 19
2.1.4 鋼尺量距的精度 20
2.1.5 鋼尺量距的誤差分析及注意
事項 20
2.2 視距測量 21
2.2.1 視距測量的基本概念 21
2.2.2 視距測量的原理與方法 21
2.2.3 視距測量的觀測與計算 23
2.3 光電測距 24
2.3.1 電磁波測距的分類 24
2.3.2 光電測距儀的工作原理 24
2.3.3 光電測距的使用 25
2.3.4 手持激光測距儀簡介 25
2.4 直線定向 26
2.4.1 標準方向的種類 26
2.4.2 直線方向的表示方法 26
2.4.3 正反方位角的關系 27
習題 28
第3章 水準測量 29
3.1 水準測量的原理 30
3.2 水準測量的儀器和工具 31
3.2.1 水準儀 31
3.2.2 水準尺和尺墊 33
3.3 水準儀的使用 34
3.3.1 安置水準儀 34
3.3.2 粗略整平 34
3.3.3 瞄準水準尺 34
3.3.4 精確整平 35
3.3.5 讀數 35
3.4 普通水準測量的施測與數據處理 35
3.4.1 水準點 36
3.4.2 水準路線 36
3.4.3 水準測量的實施 37
3.4.4 水準測量的校核 38
3.4.5 水準測量的成果整理 40
3.5 三、四等水準測量的施測與數據
處理 42
3.5.1 三、四等水準測量的技術
要求 42
3.5.2 三、四等水準測量的方法 43
3.6 自動安平水準儀和電子水準儀 46
3.6.1 自動安平水準儀 46
3.6.2 電子水準儀 47
習題 49
第4章 角度測量 51
4.1 角度測量的原理 51
4.1.1 水平角測量的原理 51
4.1.2 豎直角測量原理 52
4.2 DJ6級光學經緯儀及其使用 53
4.2.1 光學經緯儀概述 53
4.2.2 DJ6級光學經緯儀的構造
及軸系關系 53
4.2.3 DJ6級光學經緯儀的讀數 56
4.3 水平角觀測 57
4.3.1 水平角觀測的步驟 57
4.3.2 水平角觀測的方法 59
4.4 豎直角觀測 62
4.4.1 豎直角的用途 62
4.4.2 豎直度盤的構造 62
4.4.3 豎直角的計算 63
4.4.4 豎直角的觀測 63
4.4.5 豎盤指標差 64
4.5 電子經緯儀的基本構造及使用 65
4.5.1 電子經緯儀的結構 65
4.5.2 電子經緯儀的功能 66
4.5.3 電子經緯儀的測角原理 66
4.5.4 電子經緯儀的使用 67
4.5.5 電子經緯儀使用的注意事項 69
習題 69
第5章 全站儀及其使用 71
5.1 全站儀概述 71
5.1.1 全站儀的基本組成 72
5.1.2 全站儀的結構類型及特點 72
5.1.3 全站儀的精度及其等級 73
5.2 全站儀的使用 73
5.2.1 南方NTS-352型全站儀的
結構 73
5.2.2 NTS-352型全站儀的使用 75
5.2.3 NTS-352型全站儀的儲存
管理 78
5.2.4 NTS-352型全站儀野外數據
采集 80
5.2.5 數據通信 81
5.3 全站儀在測量工作中的應用 82
5.3.1 后方交會測量 82
5.3.2 放樣測量 83
5.3.3 偏心測量 83
5.3.4 對邊測量 84
5.3.5 懸高測量 85
5.3.6 面積測量 85
習題 86
第6章 GNSS測量 87
6.1 GNSS概述 88
6.1.1 GNSS的概念 88
6.1.2 GNSS的發展 88
6.1.3 全球四大衛星導航系統 89
6.2 GPS衛星定位的基本原理 92
6.2.1 GPS衛星信號的組成 92
6.2.2 GPS的常用坐標系 93
6.2.3 GPS的定位原理 93
6.2.4 偽距測量與載波相位測量 94
6.2.5 GNSS的定位方法 95
6.3 GNSS測量的實施 97
6.3.1 GNSS測量的技術設計 97
6.3.2 GNSS網的布設原則 98
6.3.3 選點要求 98
6.3.4 外業觀測 99
6.3.5 成果檢核及數據處理 100
習題 101
第7章 測量誤差的基本知識 102
7.1 測量誤差及分類 102
7.1.1 測量誤差及多余觀測 102
7.1.2 測量誤差的分類 103
7.1.3 偶然誤差的特性 104
7.2 衡量精度的標準 105
7.2.1 中誤差 106
7.2.2 極限誤差 107
7.2.3 相對誤差 107
7.3 誤差傳播定律 108
7.3.1 線性函數 108
7.3.2 非線性函數 108
7.3.3 誤差傳播定律的應用 109
7.4 算術平均值及其中誤差 110
7.4.1 算術平均值 110
7.4.2 精度評定 110
習題 111
第8章 小地區控制測量 113
8.1 概述 114
8.1.1 平面控制測量的分類及技術
要求 114
8.1.2 平面控制測量的分類及技術
要求 117
8.2 導線測量 118
8.2.1 導線的布設形式 118
8.2.2 導線的外業工作 119
8.2.3 導線內業計算 120
8.3 GNSS小區域控制測量 127
8.3.1 GNSS靜態相對測量 127
8.3.2 GNSS RTK測量 130
8.4 高程控制測量 131
8.4.1 三、四等水準測量 131
8.4.2 三角高程測量 131
8.4.3 GPS擬合高程測量 133
8.5 案例分析 134
習題 135
第9章 數字地形圖測繪 138
9.1 地形圖的基本知識 138
9.1.1 比例尺與比例尺精度 138
9.1.2 地形圖符號 140
9.1.3 地形圖的圖幅、分幅、圖號
和圖廓 145
9.2 數字地形圖測繪 148
9.2.1 數字化測圖的概念 148
9.2.2 地面數字測圖系統 148
9.2.3 地面數字測圖作業模式的基本
過程與方法 149
9.3 地面數字測圖前的準備工作 151
9.3.1 控制測量 151
9.3.2 儀器器材與資料準備 152
9.3.3 測區劃分 152
9.3.4 人員配備 152
9.4 野外數據采集工作 152
9.4.1 全站儀野外數據采集 152
9.4.2 GNSS RTK野外數據采集 153
9.5 地面數字測圖的內業 156
9.5.1 CASS 9.0軟件操作界面 157
9.5.2 數據傳輸與參數設置 157
9.5.3 平面圖繪制 158
9.5.4 等高線繪制與編制 159
9.5.5 地物地貌的編輯與整飭
輸出 159
習題 160
第二篇 工程應用篇
第10章 工程測設的基本工作 163
10.1 測設的基本工作 164
10.1.1 水平距離測設 164
10.1.2 水平角測設 165
10.1.3 高程測設 166
10.2 已知坡度線的測設 167
10.3 平面點位的測設 169
10.3.1 直角坐標法 169
10.3.2 極坐標法 170
10.3.3 角度交會法 170
10.3.4 距離交會法 171
10.3.5 全站儀坐標放樣法 172
10.3.6 GPS(RTK)放樣法 172
習題 173
第11章 地形圖的應用 175
11.1 地形圖的識讀 176
11.1.1 圖廓外附注的識讀 176
11.1.2 地物和地貌的識讀 176
11.2 地形圖的一般應用 178
11.2.1 確定圖上某點的平面坐標 178
11.2.2 確定圖上兩點間的距離 179
11.2.3 確定直線的方向 179
11.2.4 確定點的高程 180
11.2.5 確定兩點間的坡度 180
11.3 地形圖在工程建設中的應用 181
11.3.1 按設計線繪制縱斷面圖 181
11.3.2 在地形圖上按限制坡度選擇
最短線路 182
11.3.3 確定匯水面積 182
11.3.4 面積的量算 183
11.3.5 土石方量計算 185
11.4 數字地形圖在工程中的應用 187
11.4.1 用數字地形圖查詢基本幾何
要素 187
11.4.2 利用數字地形圖計算
土方量 188
11.4.3 利用數字地形圖繪制
斷面圖 197
11.5 地形圖在土木工程中的應用 199
11.5.1 建筑設計中的地形圖應用 199
11.5.2 給排水設計中的地形圖
應用 200
11.5.3 勘測設計中的地形圖應用 200
習題 200
第12章 工業與民用建筑的施工
測量 201
12.1 施工控制網的測量 202
12.1.1 平面施工控制網 202
12.1.2 高程施工控制網 205
12.2 一般民用建筑的施工測量 205
12.2.1 準備工作 206
12.2.2 建筑物的定位 206
12.2.3 建筑物的放線 208
12.2.4 基礎工程的施工測量 210
12.2.5 墻體的施工測量 211
12.3 高層建筑的施工測量 213
12.3.1 高層建筑施工測量的特點 213
12.3.2 高層建筑基礎的施工測量 214
12.3.3 高層建筑的軸線投測 215
12.3.4 高層建筑物的高程傳遞 219
12.3.5 滑模的施工測量 220
12.4 工業建筑工程的施工測量 220
12.4.1 廠房矩形控制網的測設 220
12.4.2 廠房柱列軸線的測設 221
12.4.3 廠房基礎的施工測量 222
12.4.4 廠房預制構件的安裝測量 226
12.5 竣工總平面圖的編繪 229
12.5.1 竣工總圖編繪的目的 229
12.5.2 竣工總圖的編繪 229
12.5.3 竣工測量的實測 230
習題 231
第13章 房屋建筑的變形測量 232
13.1 概述 233
13.1.1 建筑物變形測量的定義、任務
及其目的 233
13.1.2 建筑物產生變形的原因 233
13.1.3 變形測量的內容 233
13.1.4 變形測量的精度要求 233
13.1.5 變形測量觀測周期的確定 234
13.1.6 變形測量成果的提交 234
13.2 建筑物及深基坑垂直位移的測量 235
13.2.1 水準測量法 235
13.2.2 液體靜力水準測量法 238
13.3 建筑物及深基坑水平位移的測量 238
13.3.1 基準線法和小角法 239
13.3.2 導線法和前方交會法測水平
位移 240
13.3.3 測量機器人技術 240
13.3.4 GPS在變形測量中的應用 241
13.4 建筑物和深基坑的傾斜觀測 241
13.4.1 深基坑的傾斜觀測 241
13.4.2 鉆孔測斜儀的測斜方法 242
13.4.3 房屋建筑的傾斜觀測 243
13.4.4 塔式構筑物的傾斜觀測 243
13.5 撓度和裂縫的觀測 245
13.5.1 撓度的測量 245
13.5.2 裂縫的觀測 245
習題 246
第14章 道橋工程的測量 247
14.1 道路工程的測量 248
14.1.1 線路的初測 248
14.1.2 道路的中線測量 249
14.1.3 道路圓曲線的測設 254
14.1.4 道路緩和曲線的測設 257
14.1.5 道路縱橫斷面的測量 261
14.2 橋梁工程的測量 267
14.2.1 橋梁施工控制網的建立 267
14.2.2 橋梁墩臺的定位 270
14.2.3 橋墩縱橫軸線的測設 273
14.3 綜合案例 274
習題 276
第15章 公路隧洞的施工測量 277
15.1 地面的控制測量 278
15.1.1 地面平面的控制測量 278
15.1.2 地面高程的控制測量 281
15.1.3 洞內外的聯系測量 281
15.2 隧洞內的控制測量 285
15.2.1 隧洞內的平面測量 285
15.2.2 隧洞內的高程測量 286
15.2.3 隧洞掘進過程中的測量
工作 287
15.3 豎井的聯系測量 288
15.3.1 一井定向測量 288
15.3.2 豎井的高程傳遞 289
15.4 隧洞的貫通測量 290
15.4.1 貫通誤差的分析 291
15.4.2 測定貫通誤差的方法 293
15.4.3 貫通誤差的調整 293
15.5 綜合案例 295
習題 296
第16章 地質勘探工程的測量 298
16.1 概述 298
16.2 地質填圖測量 299
16.3 勘探工程的測量 301
16.3.1 勘探線、勘探網的測設 301
16.3.2 物探網的測設 303
16.3.3 鉆探工程的測量 304
16.4 地質剖面的測量 305
16.5 綜合案例 308
習題 310
第17章 礦井的測量 312
17.1 近井點和井口水準基點 312
17.2 礦井的聯系測量 313
17.2.1 概述 313
17.2.2 一井定向 314
17.2.3 兩井定向 318
17.2.4 陀螺定向 320
17.2.5 導入高程 322
17.3 井下的平面測量 324
17.3.1 井下平面的控制測量 324
17.3.2 井下采區的測量 329
17.4 井下高程的測量 331
17.5 巷道施工的測量 333
17.5.1 巷道中線的標設 333
17.5.2 巷道腰線的標設 336
17.5.3 激光指向及其應用 338
17.6 貫通測量 339
17.6.1 貫通測量的主要任務 339
17.6.2 水平巷道間的貫通測量 340
17.6.3 傾斜巷道的貫通 341
17.7 綜合案例 342
習題 347
第三篇 實踐教學篇
第18章 工程測量實踐教學的內容
及要求 349
18.1 實踐教學的目的與要求 349
18.2 實踐教學的分類 349
18.2.1 認識實驗 350
18.2.2 教學綜合實習 350
18.3 實踐教學環節的技術要求 351
18.3.1 測量儀器、工具的正確使用
與維護 351
18.3.2 測量資料的記錄、計算
要求 353
第19章 工程測量實驗(實訓) 354
19.1 普通水準儀的認識與使用 354
19.2 自動安平水準儀的認識與使用 356
19.3 普通水準儀的測量 358
19.4 四等水準儀的測量 360
19.5 微傾式水準儀檢驗與校正 362
19.6 DJ6光學經緯儀的認識與使用 364
19.7 測回法(方向法)觀測水平角 366
19.8 豎直角的測量 368
19.9 DJ6光學經緯儀的檢驗與校正 369
19.10 直線定線與距離丈量 373
19.11 全站儀的認識與使用 375
19.12 GNSS接收機的認識與使用 376
19.13 經緯儀導線的測量 377
19.14 三角高程的測量 379
19.15 點位的測設 380
19.16 建筑物主軸線的測設 381
19.17 建筑物方格網的測設 383
19.18 高程控制測量及標高
測設 384
19.19 根據已有建筑物定位 385
19.20 一井定向 386
19.21 井下水準的測量 387
19.22 井下三角高程的測量 388
19.23 井下導線的測量 389
19.24 巷道中線的標定 390
19.25 巷道腰線的標定 392
第20章 工程測量綜合(生產)實習 394
20.1 實習目的 394
20.2 實習計劃 394
20.3 實習儀器 395
20.3.1 實習儀器和工具的領取 395
20.3.2 實習儀器的檢驗與校正 396
20.4 注意事項 396
20.5 方法步驟與技術要求 397
20.6 綜合實習技術總結報告的編寫 397
20.7 綜合實習上交成果 397
20.8 儀器操作考核與成績綜合評定 398
附錄 測繪英文術語詞匯(Vocabulary in
Geomatics) 399
參考文獻 415
