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1、工程测量学展望,工程测量学 第十五章,15.1 广义工程测量学,工程测量的发展趋势是服务领域越来越广， 和其他专业如空间科学、资源开发、房地 产、地理、工程监理、设计制造、工业测量 与工业计量等结合更加紧密。而不仅仅局限 在传统的土木工程建设三阶段的测量工作。,广义工程测量学是研究、提供、处理和表达 地表上、下及周围空间建筑和非建筑工程几 何物理信息和图形信息，以及研究抽象几何 实体的测设实现的理论、方法和技术的一门 应用技术学科。,15.2 工程测量内外业一体化和自动化,实现内外业一体化的关键是统一的数据格式、数据标准、编码规则以及一体化作业相应的内外业软件等,15.2 内外业一体化与自动化
2、,15.2.1 外业用计算机,15.2 内外业一体化与自动化,15.2.1 外业用计算机,15.2 内外业一体化与自动化,15.2.2 野外数据的远程传输,15.3 工程测量学发展趋势,15.3 工程测量学发展趋势,测量机器人工程控制网 观测与平差计算自动化,一、什么叫测量机器人,测量机器人是一种能代替人进行自动搜索、跟踪、辨识和精确照准目标并获取角度、距离、三维坐标以及影像等信息的智能型电子全站仪。它可以代替人完成许多测量任务。,科幻机器人,Leica TCA系列测量机器人,Trimble S6 测量机器人,磁驱伺服技术,测量机器人作业实景（ Leica TCA2003 ）,二、 测量机器人
3、的组成,坐标系统、操纵器、 换能器、计算机、 闭路控制器、集成传感器、 决定制作、目标捕获,测量机器人的坐标系统,测量机器人的轴系关系,三、 测量机器人的测量原理,测量机器人的光路系统之一,测量机器人的光路系统之二,测量机器人的目标搜寻原理 影像生成，影像获取，影像处理，照准目标,精确照准方法 回光信号最强法,方形螺旋搜索法,四、 测量机器人的分类,分三类： 被动式极坐标测量 在被测物体上设置反射棱镜为合作目标。 主动式三角测量 以结构光作为照准标志, 由两台视频电子经纬仪和计算机组成，用空间前方角度交会法确定被测点坐标。 无合作目标测量 不需要合作目标, 根据物体的特征点、轮廓线和纹理, 用
4、影像处理的方法自动识别、匹配和照准目标,五、 测量机器人应用,在工程建筑物的变形自动化监测方面，测量机器人正渐渐成为首选的自动化测量技术设备，而Leica测量机器人则以其高精度、高稳定性、高可靠性等非凡的品质，赢得了多数用户的青睐。利用测量机器人进行工程建筑物的自动化变形监测，一般可根据实际情况采用两种方式：一种是固定式全自动变形监测系统；另一种是移动式网观测及自动化数据处理系统。下面以Leica测量机器人为例参观测量机器人基于以上两种方式的变形监测应用。,1 固 定 式 全 自 动 变 形 监 测,固定式全自动变形监测是指在测站上建立测量机器人监测房，配设供电、控制、计算、通信装置，且每个被
5、监测的目标点上配设专门的反射棱镜，进行持续监测。 针对这种模式的变形监测工作，配置有测量机器人变形监测自动化软件系统。,固定式全自动变形监测模式（一）,固定式全自动变形监测模式（二）,固定式全自动变形监测模式（三）,2 移 动 式 网 观 测,在每个测量机器人测站上对目标监测点作周期观测，每个观测周期根据要求可设计为数小时到数天，周期之间的间隔时间可设地为一周、一旬或一月乃至数月。 针对这种模式的变形监测工作，配置有移动式网观测机载软件以及自动化数据处理软件系统。,移动式网观测模式示意图,1 系 统 概 述,测量机器人变形监测自动化软件系统Geo -DAMO （Georobot Deforma
6、tion Automatic Monitoring Software System）是采用测量机器人(如徕卡TCA2003)对各种工程进行自动化安全监测和数据处理的通用软件系统。可对各监测点进行实时监控、自动测量和变形过程显示等功能，适用于对滑坡或边坡以及大坝、桥梁、地铁、隧道等各种工程建筑物的自动化监测。,六 测量机器人变形监测自动化软件系统,2 系统主界面,生成编号表 输入鉴定表 输入气象值 输入目标高 计算周期平均 计算日平均 计算方位角 修改棱镜高 显示变形量 坐标重计算 参考点分区 数据后处理,仪器遥操作 搜寻目标点 读取当前位置 仪器定位于 配置度盘 初始测量,工程管理(P) 系统
7、设置(S) 初始测量(L) 自动测量(A) 数据整理(E) 成果输出(O) 窗口(W) 帮助(H),新建工程(N) 打开工程(O) 工程另存为(S) 删除工程(D) 压缩当前工程 最近使用工程 打印设置(P) 退出系统(E),测点分组 观测时间定制 连接点组与定时器 测量限差设置 自动测量参数设置 数据存储方式选择 自动测量 图形显示,差分数据处理方式,系统主框 图,使用Geo-DAMOS软件系统进行变形监测,1）基本参数设置 新建或打开工程 初始化全站仪 单位和坐标系设置 测站设置 2）自动测量参数设置 初始测量 测点分组 观测时间定制 连接点组与定时器 测量限差设置 自动测量参数设置 数据
8、存储方式选择,3）自动测量 自动测量 图形显示 4）测量数据处理 输入目标高 坐标重计算 计算日平均 参考点分区 数据差分处理 5）成果输出 输出成果,2）图形显示（一）,图形显示界面测点位置图,2）图形显示（二）,图形显示界面单个测点不同周期变形曲线图,2）图形显示（三）,图形显示界面多个测点同一周期变形曲线图,一）金坪子滑坡 二）野猫面滑坡 三）黄腊石滑坡,应用实例,金坪子滑坡,乌东德电站坝址及金坪子滑坡区卫星照片,陆军林坝址,尖山包坝址,河门口坝址,白滩坝址,三台坝址,乌东德坝址,区金坪子村之上、当多村之下高程11001400m之间的中部“基岩”梁子；,区“基岩”梁子之上的当多堆积体斜坡；,区“基岩”梁子东侧的强烈变形区；,区“基岩”梁子之下的金坪子堆积体斜坡；,区金坪子斜坡前缘金沙江右岸江边基岩出露区。,金坪子滑坡DTM模型,金坪子滑坡全貌,区,区,区,区,区,金坪子滑坡 DEM模型,金坪子滑坡-TIN模型,金 沙 江,从各个角度观看金坪子斜坡,金坪子滑坡变形监测网,监测点群三维动画演示,测量机器人测站 1,测量机器人测站 2,变形监测网两种技术比较,野猫面滑坡,黄蜡石滑坡,