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建筑工程测量概述
学习目标
通过本章的学习，了解测量学的定义及分类，地面点的坐标、空间直角坐标系、用水平面代替水准面的范围，测量误差的产生原因及分类；理解建筑工程测量的任务和作用，测量工作的基准面和基准线，测量工作的基本原则，衡量测量精度的指标，误差传播定律；掌握确定地面点位和高程的方法。
能力目标
能够确定地面点的平面位置和高程位置，能够根据测量工作的基本程序和原则实施测量工作。
一、测量学
(一)测量学发展概况
测量学是一门历史悠久的科学，早在几千年前，我国、埃及等世界文明古国的人们，就把测量技术应用于土地划分、河道整治及地域图测绘等。在我国，追溯到上古时代，就有夏禹在黄河两岸治理水患的传说。这些都需要一定的测量知识，或者说已开始使用简单的工具进行测量了。
测量学是一门与时俱进、蓬勃发展的科学。测量学一开始是用于土地整理，随着社会生产的发展，它逐渐被应用到社会的许多生产部门。远在古代，我国就发明了指南针，之后又创制了浑天仪等测量仪器，并绘制了相当精确的全国地图。17世纪初，望远镜开始应用于天象观测，这是测绘科学发展史上所发生的较大变革。自此以后，望远镜普遍应用于各种测量与观测。19世纪末，航空摄影测量的发展，为测量学增添了新的内容。20世纪40年代，自动安平水准仪的问世，标志着水准测量自动化的开端。20世纪50年代前后，电子学、信息论、相干光理论、电子计算机、空间科学技术等新的科学技术的迅速发展推动了测绘科学的发展。20世纪60年代，由于电子计算技术的飞速发展，出现了自动化程度很高的电子经纬仪、电子全站仪和自动绘图仪。20世纪70年代，通过人造卫星应用黑白、单光谱段、多光谱段及彩色红外等拍摄地球的照片，使航天技术有了广泛的应用与发展。由于卫星运行的高度比飞机高几十倍到几百倍，故视野宽广，覆盖面积大，可以对同一地区重复摄影，便于监测自然现象变化，并且不受地理及气候条件的限制，有利于对深山、荒漠及海洋的勘测。20世纪80年代，利用电磁波测距仪进行的距离测量，其误差仅精确到厘米。20世纪90年代，全球定位系统卫星成功发射，只要在地面欲测点安置接收卫星信号的测量设备，就可以很快地确定地面点的位置。相距1km两点之间的相对精度可达5～10mm。随着现代科学技术的发展，测量科学也必将向更高层次的自动化方向和数字化方向发展。
中华人民共和国成立以后，我国测量事业进入了一个崭新的发展阶段。1956年成立了国家测绘总局，科学院系统成立了测量及地球物理研究所，各业务部门也纷纷设立测绘机构，培养测绘人员的各级学校也相继建立。测绘队伍飞速壮大，测绘科学技术也得到快速发展。我国已建成了全国绝大部分地区的大地控制网，近年来还建立了全国的GPS控制网。测量完成大量不同比例尺的基本地形图，各种工程建设的测量工作也取得了显著成绩。仪器制造方面从无到有，现在不仅能够生产系列的光学测量仪器，还研制成功各种测程的光电测距仪、卫星激光测距仪、解析测图仪、激光垂准仪、激光扫平仪和全站仪等先进仪器。在测量技术方面，我国紧紧跟随世界最新测绘技术，进入了测绘现代化的高速发展阶段。
1992年，我国政府制定了新中国第一部《中华人民共和国测绘法》，1993年7月1日起施行；2002年又公布了修订后的《中华人民共和国测绘法》，2017年第三部《中华人民共和国测绘》颁布实施，自2017年1月1日起施行，这标志着我国测量工作进入依法工作、规范发展的新阶段。
(二)测量学的分类
测量学是一门内容体系比较庞大的学科。根据研究对象、应用范围和测量手段等的不同，测量学通常可分为以下几个分支学科。
(1)普通测量学。普通测量学是研究将地球自然表面局部地区的地物和地貌按一定比例尺测绘成大比例尺地形图的基本理论和方法的学科，属测量学的基础部分。
(2)大地测量学。大地测量学是研究地球形状、大小和重力场及其变化，通过建立区域和全球三维控制网、重力网及利用卫星测量等方法测定地球各种动态的理论和技术的学科。
(3)摄影测量学。摄影测量学是研究利用摄影或遥感技术获取地物和地貌的影像，并进行分析处理，以绘制地形图或获得数字化信息的理论和方法的学科。其中，航空摄影测量是测绘中、小比例尺国家基本地形图的主要方法，现已应用到大比例尺地形图的测绘中；而近景摄影测量已经在古建筑测绘、建(构)筑物的变形观测、动态目标测量等许多方面得到了广泛的应用。
(4)工程测量学。工程测量学研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的控制测量、地形测绘、施工放样、变形监测及建立相应信息系统的理论和技术的学科。其主要内容包括测绘满足工程规划和勘察设计需要的大比例尺地形图；将图纸上设计的建(构)筑物轴线桩位标定到地面上；对在施工过程中及竣工后建(构)筑物的变形进行监测。
(5)海洋测绘学。海洋测绘学研究海洋定位，测定海洋大地水准面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力、磁力、海洋环境等自然和社会信息的地理分布，以及编制各种海图的理论和技术的学科。其主要内容包括海洋大地测量、水深测量、海底地形测量、海洋重力测量、海岸地形测量、海道测量、海洋专题测量和海图测绘等。
(6)地图制图学。地图制图学研究各种地图的制作理论、原理、工艺技术和应用的一门学科。其主要内容包括地图编制、地图投影学、地图整饰、印刷等。现代地图制图学正向着制图自动化、电子地图制作及地理信息系统方向发展。
(三)测量学的基本任务
对工程建设而言，测量学的基本任务包括测定和测设两个方面。
(1)测定。测定是指使用测量仪器和工具，按照测量的有关原理和方法，将地球表面的地物和地貌绘制成地形图，为经济建设、国防建设和科学研究等服务。
(2)测设。测设是指使用测量仪器和工具，按照测量的有关原理和方法，将图纸上规划设计好的建(构)筑物的平面位置和高程，在实地标定出来，作为施工的依据，故又称为施工放样，它是工程设计与工程施工之间的桥梁。
二、建筑工程测量的任务
建筑工程测量属于工程测量学范畴，它是建筑工程在勘察设计、施工建设和组织管理等阶段，应用测量仪器和工具，采用一定的测量技术和方法，根据工程施工进度和质量要求，完成应进行的各种测量工作。建筑工程测量的主要任务如下：
(1)大比例尺地形图的测绘。把工程建设区域内的各种地面物体的位置、性质以及地面的起伏形态，依据规定的符号和比例尺绘制成地形图，为工程建设的规划设计提供需要的图纸和资料。
(2)施工放样和竣工测量。把图上设计的建(构)筑物按照设计的位置在实地标定出来，作为施工的依据；配合建筑施工，进行各种测量工作，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(构)筑物的变形观测。对一些大型的、重要的或位于不良地基上的建(构)筑物，在施工运营期间，为了确保安全，需要了解其稳定性，定期进行变形观测。同时，可作为对设计、地基、材料、施工方法等的验证依据和起到提供基础研究资料的作用。
三、建筑工程测量的作用
建筑工程测量在工程建设中有着广泛的应用，它服务于工程建设的每一个阶段。
(1)在工程勘测阶段，测绘地形图为规划设计提供各种比例尺的地形图和测绘资料。
(2)在工程设计阶段，应用地形图进行总体规划和设计。
(3)在工程施工阶段，要将图纸上设计好的建筑物、构筑物的平面位置和高程按设计要求测设于实地，以此作为施工的依据；在施工过程中用于土方开挖、基础和主体工程的施工测量；在施工中还要经常对施工和安装工作进行检验、校核，以保证所建工程符合设计要求；工程竣工后，还要进行竣工测量，施测竣工图，供日后扩建和维修之用。
(4)在工程管理阶段，对建筑物和构筑物进行变形观测，以保证工程的安全使用。
总而言之，在工程建设的各个阶段都需要进行测量工作，并且测量的精度和速度直接影响到整个工程的质量和进度。
