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出版者:人民交通出版社

作者:韩山农

出品人:

页数:377

译者:

出版时间:2006-2

价格:35.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787114058998

丛书系列:

图书标签:

• 公路工程
• 施工测量
• 公式
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• 应用
• 测量技术
• 土建工程
• 公路建设
• 工程测量
• 软件应用

《精度几何：现代工程测量学原理与实践》 内容简介： 在人类文明的宏伟篇章中，每一座拔地而起的建筑、每一条纵横交错的交通动脉、每一片精心规划的土地，都离不开“测量”这一古老而又至关重要的学科。它如同大地最细致的触角，丈量着世界的尺度，描绘着空间的形态。本书《精度几何：现代工程测量学原理与实践》旨在深入剖析现代工程测量学的核心理论，系统阐述其在各类工程项目中的实际应用，并引领读者走进程序化测量的新时代，掌握利用现代技术解决复杂测量问题的能力。 本书共分为三个主要部分，层层递进，力求为读者构建一个完整而深入的工程测量学知识体系。 第一部分：工程测量学的基石——理论基础与方法 本部分将从工程测量学的基本概念出发，为读者打下坚实的理论基础。我们将详细介绍： 大地测量学基础： 讲解地球的形状与大小，椭球体的概念，大地坐标系（经度、纬度、大地高）与国家大地坐标系（如中国大地坐标系）的转换原理。在此基础上，深入探讨不同投影方法（如高斯-克吕格投影、UTM投影）的数学模型及其在工程测量中的应用。理解这些基础，是实现测量数据在不同坐标系统间精确转换的关键。 距离测量原理与方法： 详细解析各种测距技术的原理，包括： 视距测量： 基于望远镜视准轴与测杆标记之间的视差进行距离估算，适用于短距离的粗略测量。 测距仪原理： 深入剖析测距仪（包括激光测距仪和全站仪内置测距模块）的工作机制，包括脉冲式和相位式测距原理，讲解影响测距精度的因素（如大气折射、仪器常数、目标反射率等），并提供实际操作中的注意事项。 基线测量： 介绍各种高精度基线测量的方法，如钢尺内业标定、光学测距仪标定等，及其在测定控制点间精确距离时的重要性。 角度测量原理与方法： 阐述角度测量的基本概念，包括水平角、竖直角、天顶距等，并详细介绍： 经纬仪与全站仪的角度测量原理： 讲解内业和外业观测方法，如何消除视差、盘左盘右观测的意义，以及如何处理多测回数据以提高精度。 角度误差的来源与控制： 分析仪器误差、观测误差、环境误差等，并提出相应的控制措施。 高程测量原理与方法： 详细介绍不同高程测量方法的原理、适用范围和操作要点： 水准测量： 讲解几何水准测量（包括三角高程测量）和普通水准测量（封闭水准网、附合水准路线）的原理、仪器架设、读数方法、高差计算和误差处理。特别强调三等水准和四等水准的精度要求及操作规范。 三角高程测量： 分析基于已知距离和竖直角的三角测量原理，以及其在高差计算中的应用。 GPS/GNSS高程测量： 介绍卫星定位技术在测定高程方面的原理，包括大地高和正高，以及大地水准面的概念。 平面位置测量原理与方法： 介绍确定地面点平面位置的各种方法： 导线测量： 讲解导线测量的原理，包括中断导线、附合导线、闭合导线等，以及角度闭合差、坐标闭合差的计算和调整方法。 三角测量与triangulation（多边测量）： 介绍基于三角形原理测定点位的方法，及其在控制网布设中的应用。 中断测量（Resection）与前向交会（Intersection）： 阐述利用已知控制点反求测站点位置，或已知两点测定未知点位置的原理。 GPS/GNSS定位原理： 深入讲解卫星定位系统的基本原理，包括卫星信号、伪距测量、多普勒测量、实时动态（RTK）与静态测量（Static）模式的区别和应用。 现代测量技术集成： 概述摄影测量、激光扫描（LiDAR）、无人机测量（UAV）等新兴技术在工程测量中的应用，以及它们如何与传统测量方法相结合，实现更高效、更精细的测绘。 第二部分：工程应用——测量技术的实践场景 本部分将聚焦于工程测量学在各类典型工程项目中的具体应用，使读者能够学以致用，深刻理解理论与实践的结合。我们将涵盖： 控制测量： 平面控制网与高程控制网的布设： 讲解如何根据工程规模和精度要求，设计和布设满足需求的平面控制网（如导线网、GPS网）和高程控制网（如水准网）。 三维控制测量： 结合全站仪和GNSS技术，实现对工程区域的三维空间控制。 基准站的建立与维护： 在大型工程中，基准站的稳定性和精度至关重要，将详细介绍其建设和维护要求。 地形测量： 地形图的绘制原理与方法： 讲解等高线的绘制原理，如何通过测量加密点、利用地形数据进行内插，生成满足比例尺和精度要求的地形图。 数字地形模型（DTM）的构建： 介绍DTM的概念、构建方法（如TIN模型、格网模型），及其在地形分析、土方计算中的应用。 特定地形测量： 如山地、丘陵、河道、海岸线等区域的地形测量特点与技巧。 筑路工程测量： 线路设计中的应用： 讲解如何在设计阶段利用测量数据进行线路选线，计算坡度、曲线要素等。 施工放样： 详细介绍路基、路面、桥梁、隧道等关键构件的施工放样方法，包括中桩、边桩、高程的测设，以及如何在施工现场利用全站仪、GPS进行精确导向。 路面几何形状的检测： 介绍如何利用测量技术检测路面的平整度、宽度、厚度等关键指标。 建筑工程测量： 建筑物定位与放样： 讲解如何根据设计图纸，将建筑物精确地“建造”到地面上，包括基础、墙体、柱、梁、板等构件的定位。 沉降与位移监测： 介绍高精度测量技术在监测建筑物沉降、倾斜、位移方面的应用，以及相关的观测方法和数据分析。 主体结构竣工测量： 确保建筑物的实际尺寸与设计尺寸相符。 水利工程测量： 大坝、堤防、渠道的测量： 介绍水利工程特有的测量要求，如高流速区域的测量、深水区的测量技术。 水下地形测量： 讲解声纳测深、多波束测深等技术在水下地形测绘中的应用。 矿山工程测量： 采矿区边界、矿体形态的测量： 介绍矿山开采区域的平面和高程控制，以及矿体的三维建模。 排土场、尾矿库的测量与监测： 关注这些设施的安全性和稳定性。 市政工程测量： 地下管线探测与测量： 介绍探测地下管线的常用技术，并如何将其空间位置精确记录。 道路、桥梁、给排水、电力等市政设施的测量： 涵盖城市基础设施建设中的各类测量需求。 第三部分：程序化测量——自动化与智能化 本部分将引领读者进入程序化测量的新领域，通过编程将测量理论转化为实际的计算工具，实现测量流程的自动化和智能化，大大提高工作效率和数据处理精度。 测量数据处理基础： 误差理论与数据平差： 详细讲解误差的分类（系统误差、偶然误差）、误差传播规律，以及最小二乘法在测量数据平差中的应用，如何通过平差消除多余观测，获得最优估值，并进行精度评定。 坐标变换与投影计算： 介绍不同坐标系之间的转换方法（如七参数法），以及如何根据投影原理进行地图投影和坐标反算的数学模型。 曲线要素计算： 介绍直线、圆曲线、缓和曲线、回旋曲线等道路和线路设计中常用曲线的几何要素计算方法。 程序化测量核心： Python在工程测量中的应用： 介绍Python语言的特点及其在科学计算领域的优势，演示如何利用NumPy、SciPy、Pandas等库进行数据处理和科学计算。 测量算法的实现： 逐步引导读者编写程序实现以下核心测量算法： 点位坐标计算： 基于导线测量、交会测量、中断测量的程序化计算。 高程计算与平差： 实现水准测量高差计算、闭合水准网平差、附合水准路线平差。 坐标系转换程序： 编写程序实现不同大地坐标系之间的转换。 地图投影与反投影程序： 根据不同的投影模型，实现地图的绘制和坐标的换算。 曲线要素计算程序： 针对圆曲线、缓和曲线等，编写计算曲线上任意点坐标、切线方位角等的程序。 最小二乘平差程序： 演示如何构建观测方程，利用最小二乘法进行角度、距离、高程、平面位置等数据的平差计算，并输出精度分析结果。 数据可视化： 介绍如何利用Matplotlib、Plotly等库将测量数据以图表、图形的形式直观展现，例如绘制导线图、控制网示意图、高程变化曲线等。 案例研究与实践： 开发一个简易的工程放样辅助程序： 结合实际工程场景，例如在已知控制点坐标的情况下，根据设计坐标，计算出需要测设的点的方位角和距离，并生成操作指南。 构建一个地形数据处理与分析工具： 利用程序处理野外采集的高程数据，生成DTM，并计算任意区域的土方量。 实现一个自动化测量报告生成系统： 将计算结果、平差报告、精度分析等内容整合，自动生成规范的测量报告。 前沿技术展望： 简要介绍CIM（城市信息模型）、BIM（建筑信息模型）等与测量技术融合的发展趋势，以及它们在智慧城市、智能建造中的重要作用。 《精度几何：现代工程测量学原理与实践》不仅是一本技术手册，更是一次理论与实践的深度融合之旅。通过对本书的学习，读者将能够： 掌握现代工程测量学的核心理论和数学模型。 熟练运用各类测量仪器和技术，解决实际工程问题。 理解测量数据处理的原理和方法，能够进行精度分析和误差控制。 掌握利用编程语言实现测量计算自动化和智能化，提升工作效率。 为未来工程测量技术的发展趋势做好准备。 本书适合于高等院校土木工程、测绘工程、交通工程、水利工程、建筑工程等相关专业学生，以及从事工程测量的工程师、技术人员、项目管理人员等。本书的目标是培养具备扎实理论基础、精湛实践技能和创新思维的现代工程测量人才，为国家基础设施建设和城市发展贡献力量。

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说实话，这本书的书名有点长，但内容取向很明确，就是实操层面的工具书。我关注的重点是它在“GPS/全站仪数据处理”这块儿有没有独到之处。现在的测量设备越来越智能化，数据量也大得惊人，如何用简洁明了的程序来清洗、平差这些海量数据，是摆在我们面前的一个难题。我希望作者不仅仅是给出了公式，而是深入到编程实现的角度，比如用哪种语言写会更高效，错误处理机制该如何设计。如果它能像一本高级的编程教程一样，用流程图和伪代码来展示算法的实现逻辑，那我就觉得物超所值了。否则，很多测量工程师可能只是知道“要用最小二乘法”，但具体怎么在程序里构建那个迭代求解器，就一头雾水了。这本书如果能弥合数学理论和实际代码之间的鸿沟，那它就成了我们团队必备的参考手册。

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对于一名初入行的新人来说，测量规范和国家标准是绕不开的坎。我查阅了一些资料，发现很多老的测量手册中，关于新一代测量技术的应用指导还不够完善。我非常希望这本书能在这方面有所突破，比如，它在讲解“曲线要素拟合”时，能否结合最新的交通部或地方交通局颁布的公路设计规范，提供一套既符合数学原理又满足行业标准的程序接口。要知道，公路工程对平纵面线形的要求极高，一点点的偏差都可能导致通车后的舒适度或安全隐患。如果这本书能提供一个用户友好的界面设计思路，让非专业程序员也能理解程序是如何根据设计输入生成施工控制点的，那它对提升初级工程师的独立工作能力将起到巨大的推动作用。

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这本书的封面设计倒是挺有专业范儿的，那个蓝灰的配色，加上工整的字体，一看就是那种脚踏实地搞技术的书。我之前在工地实习的时候，就觉得测量这块儿真是个细致活儿，稍微一个数值的误差，最后可能导致整个工程的质量都受到影响。这本导读性质的书，从目录上看，似乎涵盖了从基础的三角函数应用到复杂的坐标转换，每一个章节的标题都像是给那些刚刚接触这个领域的年轻人指明方向。我特别好奇它在讲解“现场放样误差分析”那部分是怎么处理的，毕竟理论和实际操作之间总是有那么一道坎。如果它能提供一些经过实战检验的、能直接套用的程序框架，那对于我们这些需要快速上手的人来说，绝对是省了不少摸索的时间。我期待它能在软件操作的细节上多下功夫，比如如何将测量数据导入到特定的工程软件中进行校验和处理，而不是停留在纯粹的数学公式推导。毕竟，在现代工程中，手工计算已经越来越少了，关键是如何高效、准确地利用工具。

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我手里有几本经典的测量学教材，那些书的理论深度毋庸置疑，但读起来确实有点枯燥，很多公式推导过程冗长得让人望而却步。我更偏爱这种“程序编写及应用”的实战派书籍。我特别留意了它对“高程控制网的加密与优化”的处理方式。通常我们都是依赖现有的水准点，但当施工区域扩大或者地形变化大时，就需要快速构建新的可靠高程系统。这本书如果能提供一套成熟的、可以直接在现场用笔记本电脑跑起来的程序模块，比如快速计算出最佳的观测方案和冗余度，那就太棒了。我希望它能体现出“效率至上”的现代工程理念，而不是停留在手算时代的精确度标准上。毕竟，工期压力之下，速度和可靠性同样重要，这本书的价值就在于将复杂计算封装成简单易用的工具。

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这本书的书名给我的感觉是，它试图成为一本“从理论到代码”的桥梁。我最感兴趣的是它对“三维空间点位转换与变形监测”的论述深度。在大型基础设施建设中，比如桥梁或隧道，实时监测沉降和位移是核心安全环节。如果这本书能详细介绍如何利用最小二乘原理来设计一个鲁棒的算法，用于处理来自不同传感器（如沉降计、倾角仪）的异构数据流，并将其转化为直观的工程图表，那就太给力了。我期待的不仅仅是代码片段，而是对算法选择背后逻辑的深刻剖析——为什么在这个特定场景下，要用这个算法而不是另一个？这种深度的思考和清晰的逻辑呈现，才真正体现出一本技术专著的价值，让读者不仅知其然，更能知其所以然。

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