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某院总工要求结构设计人员的一些注意事项
某院总工要求结构设计人员的一些注意事项根据建设部要求2003年1月1日起全面执行新规范,相应的89系列规范废止。为正确理解、有效执行各有关2000系列规范,提出以下要点,请各结构设计人员予以注意:一. 一般规定1、 设计说明应注明工程设计使用年限,安全等级,选用的建筑材 料,应注明规格、型号、性能等技术指标,其质量必须符合国家标准的要求。2、 2003年签订合同的设计项目,一律采用与新规范配套的软件作计算分析,TBSA用60版,SATWE用20031及以后的版本。3、 用新版本软件计算结果用钢量将会提高,我院规定用新版本软件计算梁、柱主筋,钢材优先采用HRB400。一级柱箍筋优先采用HRB4004、 风荷载取值,南京地区设计周期50年,w0=040Kpa,设计周期100年w0=045,对风荷载敏感的建筑以及60米以上的高层建筑按w0=045取值。5、 基本雪压,南京地区设计周期50年,取065Kpa,设计周期100年取075Kpa。6、 对小塔楼的界定应慎重,当塔楼高度对房屋结构适宜高度有影响时,小塔楼应报院结构专业委员会确定。7、 施工图涉及到钢网架、电梯及其它设备予留的孔洞、机坑、基础、予埋件等一定要写明:“有关尺寸在浇筑混凝土之前必须得到设备厂家签字认可方可施工。”8、 砌体结构不允许设转角飘窗。9、 钢结构工程设计必须注明:焊缝质量等级,耐火等级,除锈等级,及涂装要求。10、 砌体工程设计必须注明设计采用的施工质量控制等级。(一般采用B级)。11、 砌体结构不宜设置少量的钢筋混凝土墙。12、 砌体结构楼面有高差时,其高差不应超过一个梁高(一般不超过500mm)。超过时,应将错层当两个楼层计入总楼层中。二.结构计算13、 结构整体计算总体信息的取值:(1) 混凝土容重(KN/m3)取26~27,全剪结构取27,若取25,对于剪力墙需输入双面粉层荷载。(2) 地下室层数,取实际地下室层数,当含有地下室计算时,不指定地下室层数是不对的,请审核人把关。(3) 计算振型数,取3的倍数,高层建筑应至少取9个,考虑扭转耦联计算时,振型应不少于15个,对多塔结构不应少于塔数×9。计算时要检查Cmass-x及Cmass-y两向质量振型参与系数,均要保证不小于90%,达不到时,应增加振型数,重新计算。(4) 地震信息中的“活荷质量一般折减系数”RMC取05,具体问题时按照《抗震》513条)。(5) 自振周期应考虑填充墙体对刚度的影响进行折减。当添充墙为砖墙时: 框架结构06-07,框剪结构 07-08,剪力墙结构 09-10。(6) 活荷载信息中“柱、墙活荷载是否折减”,一般不折减,“传到基础的活荷载是否折减”,应折减。(7) 调整信息中“中梁刚度增大系数”BK取200;“梁端弯矩调幅系数”BT=085~09;“梁跨中旁矩增大系数”BM=105~110,一般取105;活荷载大于30Kpa的多高层,11~12“连梁刚度折减系数”BLZ取050~07,在内力和位移计算中,最小取050,一般取055,当结构位移由风荷载控制,不宜小于08;“梁扭矩折减系数”TB,一般取040;“全楼地震力放大系数”一般10,当λ不满足”抗震规范“525条时,用此系数调至满足;“02Q0”框剪结构必须要求调整;“顶塔楼内力放大”当振型数多于9个,取1,否则需放大取3。14、 结构审核人应在初步设计阶段对电算结果进行审核把关。对主要参数应作控制,如:剪重比、周期比(以扭转为主的基本周期与第一平动周期之比)、位移比(最大d性层间位移与层间平均位移之比),满足规范基本要求。15、 有斜楼座的看台、剧场由于整体性差,楼层刚度无穷大的假定难于形成,应补充单榀验算 三、 对地质勘察报告的基本要求:16、如果由设计院布置钻孔,提勘察要求,须加注明:勘察部门应根据勘察规范及现场地质情况作必要调整。若业主委托设计已完成钻探,设计人应根据以下基本要求作审查:(1) 钻孔控制点的布置应布置在建筑物的外围,即建筑物四角应有钻孔。(2) 钻孔分一般性钻孔和控制性钻孔,对孔深要求:勘探孔深应能控制主要持力层,当基础底面宽度不大于5m时,勘探孔的深度对条形基础不应小于基础底面宽度的3倍,对单独基础不应小于15倍,且不小于5米;对高层建筑和需作变形验算的地基,控制性勘探孔的深度应超过地基变形计算深度。(3) 桩基勘探深度a 布置1/3-1/2的勘探孔为控制性孔,且安全等级为一级建筑桩基场地至少布置3个控制性钻孔,安全等级为二级的建筑桩基不应少于2个控制性钻孔,控制性孔深度应穿过桩端以下压缩层厚度,一般性钻孔应深入桩端平面以下3~5米。b 嵌岩桩钻孔应深入持力层岩层不小于3~5倍桩径,当持力层较薄时,控制性钻孔应穿过持力岩层,岩溶地区,应查明溶洞、溶沟分布情况。(4) 勘察报告,除了要作取土勘探孔,还应要求现场原位测试,单桥静力触探和标准贯入测试,对于适于采用予制桩基的场地,应要求提供JGJ94-94---公式526-1所要求的单桥静力触探比贯入阻力值估算的桩周侧阻力和桩端阻力。(5) 嵌岩桩基,应要求勘察报告提供南京地基规范,嵌岩桩公式994-3所要求的各项系数、岩石单轴抗压强度以及基岩的完整性。(6) 对于有地下室的工程,应要求勘察报告提供基坑支护设计所要求的各项工程特性指标。(7) 当地下水埋藏较浅,建筑地下室存在上浮问题时,应要求勘察报告提供用于计算地下水浮力的设计水位。(8) 勘探报告应划分场地土类型和场地土类别,并对饱和砂土及粉土进行液化判别。(9) 桩基设计应要求勘探报告提供各种桩型的参数,以便作多种桩基方案的技术经济对比,避免只有一种桩基参数,思路受到勘探部门的限制,而不能选择更好的基础方案。四、基础设计17、地基基础设计时,确定基础面积或桩数量,上部的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。18、 计算地基变形时,传至基础底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,不计入风荷载和地震作用。19、 基础底板的配筋,应按抗弯计算确定,地基反力采用的是荷载效应基本组合时的地基反力设计值。承台配筋计算时,采用相应于荷载效应基本组合时的桩竖向力设计值。20、 静载试验所确定的单桩竖向极限承载力除以安全系数2为单桩竖向承载力特征值Ra。21、 (1)人工挖孔桩的桩长不宜大于40m,亦不宜小于6m,桩长少于6m的按墩基础考虑,桩长虽大于6m,但L/D(D为扩大端直径)<3亦按墩基计算。(2)人工挖孔桩计算单桩承载力时,桩侧阻力可按混凝土护壁外直径计算,计算桩端阻力和桩身强度时,仅取内径为桩身计算直径。(3)支承在微风化岩上长径比L/d≤5的端承桩,只计端阻,不 计侧阻,支承于其它土层或中风化岩、强风化岩土的桩,端承桩计算摩阻力,但有扩大头的桩,其扩大部分及以上1~2m范围内不计桩周侧阻力。22、 对桩基设计,应作两种以上桩型的技术经济对比。五、构造设计23、 钢筋连接有三种基本型式:搭接、焊接、机械连接。由于现场质量有时得不到保证,对于22及以上直径的钢筋,优先采用机械接头,不宜焊接。24、 用以减少温度和收缩不利影响的后浇带浇筑间隔时间,一般要求60天以上(GB50010-913条说明)。25、 混凝土收缩及温度变化引起的拉应力是沿板的整个厚度作用,所以特别强调上、下表面同时配置附加钢筋的必要性,GB50010-1019条,根据国内、外工程经验给出板上、下表面每个方向的附加钢筋均不宜小于01%的建议。我院已发的暂行规定有关条款需修改,对于阳角房间、屋面所有板块,计算不配钢筋的部位另加抗温度、收缩分布钢筋,板厚120,φ6-200,板厚100,φ6-220。26、 受力钢筋的直径与构件截面高度及跨度应呈一定的比例,GB50010-1021对梁最小钢筋直径作了规定。对现浇板,一般考虑(建议):板厚120以下的、适宜的钢筋直径为8~12板厚120~150以下的、适宜的钢筋直径为10~14板厚150~180以下的、适宜的钢筋直径为12~16板厚180~220以下的、适宜的钢筋直径为14~18板厚150以上的板,应采用HRB335。27、 对卧置于地基上的基础筏板,板厚大于2M,除应沿板的上、下表面布置纵横方向的钢筋外,需沿板厚度向不超过1M设置与板面平行的构造钢筋网片,其直径不小于12mm,纵横方向的间距不大于200mm28、 地下室外墙板以及剪力墙中温度收缩应力较大部位(顶层、外墙),水平分布钢筋配筋率不宜小于030%,不应小对于于025%。当墙厚超过400,单侧水平分布筋配筋率不宜小于02%。29、 屋面天沟、雨蓬应考虑满水荷载,当天沟、鱼蓬深度超过500时,应在天沟、雨蓬侧板设泄水孔,此时水重可计至泄水孔底面,此外还须考虑找坡层的重量。30、 现浇板楼面,考虑在使用周期灵活布置轻质隔墙时,可将隔墙每米长自重的30%作为每平方米楼面的均布荷载标准值计算,且不小于10Kpa,其永久值系数可取05。31、 现浇板内埋设设备暗管时,管外径不得大于板厚的1/3,交管线应妥善处理,并使管壁至板上下边净距不小于25mm。32、 挑檐转角位于阳角时的加强配筋。图挑檐转角位于阴角时的加强配筋。图33、 结构平面图中,所有受力构件都应相对于轴线标注定位尺寸(阳台、雨篷挑出长度、梁距轴线距离等)。34、 转换层现浇板最小厚度180,最小配筋率03%。 转换层上下各一层现浇板需加强,板厚宜150mm,最小配筋率025%35、 连续跨梁配钢筋时,支座两侧的钢筋直径尽可能相同,以便钢筋穿过支座,避免两侧不同的钢筋都在支座锚固,造成节点钢筋过密,影响节点混凝土浇灌筑。
2 ----素描写生练习是一个由感觉-- 理解一一表现的综合过程,它具有自身特殊的规律和科学严谨的方法与步骤。所以,能否遵循其规则章法来有秩序地指导进行素描习作将对学习的成效是至关重要的。
素描习作的方法与步骤由以下几个部分组成 观察、构图、打轮廓、塑造大关系、深入刻划、整理完成。
观察:首先应该真正地学会观察实物,这几乎是极其必要的和相当困难的一点。-而许多初学画的同学们往往忽略了这一点,还没坐稳就急着开始动笔画起来,像这样认为画的成败主要靠手头表现功夫,或者依靠数量积累的认识与方法是十分有害的,逐渐养成一种难以纠正的毛病。它不仅不利于问题实质的解决,我们在进行素描写生练习的时候:整个过程似乎是通过手的 *** 作来实现的·但手却要通过眼晴的支配,而眼晴如何去观察又要受到大脑思维方法的制约控制·所以说有什么样的观察方法就会有什么样的表现结果。因此,在素描习作中就不仅仅是要求训练具有自如的手下功夫和准确敏锐的眼力,更重要的是培养训练有素的整体意识一一整体的观察方法。整体的观察方法顾名思义就是对素描习作练习所要表现的对象整体面貌有一个全面的感受认识。具体的方法可以分为以下两个方面。
1将眼光视野放开,一眼看到整个被面对的对象,而不是将视点焦聚对准整个对象的某一部分,就好像是在看着整个对象想心事发呆一样,而对各个局部的细节视而不见。由于不能将视点焦聚对准整个对象的某一局部,所以迫使我们的视觉只能得到一个似乎清楚又模糊的整体印象,这种印象也恰好正是我们所要求的整体感觉。而在这种整体感觉中,我们可以比较容易地全面感受到对象大的基本形特征、动态与神态气势、比例、结构及大的体面明暗深浅对比和虚实关系。当把眼光张大到整体,一切多余的东西都消失了,只剩下必要的、基本的东西。
2比较的方法。如果说前一种方法得的是的整体印象,那么这种方法将是前者具体的补充。它可以嫡过对整个对象各个部分相互之间的比较来得出它们各自与整体的确切关系和联系。在观察比较的时候,可以像对自己默默讲话一样自言自语、自问自答的方式进行。如:这个对象的动态是这样的,它的基本头型特征神态是这样的,五官在头部的位置是什么样的,它们各自的特点是什么,大小比例如何,相互之间的形体过渡转折是怎样的,明暗反差对比虚实关系又是怎么样的等等,-就像对自己进行讨论一样-。也就是说在我们动笔作画之前已经在脑子里用眼睛先画了一遍,并且有了一幅-印象-中的完成素描作业。也就是古人所说的 -意在笔先-。如果初学画的同学们能注意到并认真地做到这一点,那么就会有明确的学习方法和清晰的目标,从而避免走弯路,收到事半功倍-灵魂开窍-之目的。改变初学者常有的那种将视点孤立地集中在对象某一细节上看一点儿画一点儿,画到哪儿算哪儿。或在各个部位转过来滑过去没有相互联系比较的局部观察习惯方法,对训练培养具备良好的艺术感受和绘画才能是非常重要的。
构图:当我们把观察对象时得到的意象感受传换为可感触的具象画面时,就需要通过构图在素描纸上将它们按熙作者的意图迸行恰当的布局安排组合。构图在视觉上能否给人以合适舒服的感觉,与对象的摆设安排及个人选择角度的感受不同有密切的关系。确定出最佳的构图方案并开始动笔起稿定位的时候,一定要看出并找到所要表现对象的上下左右形体最突出部位点,然后根据你所感受观察到的对象基本大形特征的这四个部位点在画面的上下左有用笔轻轻地确定下来并月以画面上的这四个点为界限考论下一步打轮廓如阿调整形体比例尺度也只能在这四点所限,四个部位点在画面的上下左右用笔轻轻地确定画下来并且以画面上的这四个点为界限,无论在下一步打轮廓如何谓挺形体比例等关系,也只能在这四点所眼定的范围内进行,绝不得-超过雷池半步-而向界限外随意扩张。有的同学不太重视这个问题。虽然在刚开始时也在画面构图时找出并确定了四个突出部位点位置。但随着打轮琼与调整形体比例的深人而自觉或不自觉地超赶出了界限,结果造成对象不是谴面越仁,就是赶画赶大,出现西面容纳不 下对象等等问题。到头来不是掉头重新返工,就是感到美中不足。
打轮廓:也就是我们常说的打形如何去打轮廊前,我们有必要先了解之下什么是所谓的轮廓,有的同学会说轮廓就针线,这样的说法不够准确全面,应该说轮廓线是形体转折的边沿,这个转折的边埠处就足我们所看到的轮麻线,它们有外轮郭线与内轮廓线之分,而且由于形体自身体面起伏而不同,它们各自转折的边缘线也就会随之产生不同的清晰左实转麻线,比如我们对简单的几何形体中的田球和正方体的轮廓线进行观察就会发现这种不同的变化,既然简单的形体都是这样,那么更何况形体变化复杂的人钩呢所以说,无论是谁要是他看不出形体,他筑不可能正确地画出线条,当我们知道了这个原理后再去用线去打所谓的轮廓时,就会赋予它既具体有说服表现力又充满节奏变化的韵律感,而不致于使轮廓线变成冷冰冰仁死的缺乏空间及表现力的机杖铁丝框框了,打轮廓的时候,我们应按照从谴体到局部的方法,根据硅体观察时得到的具体感受,在画纸上多采用比较长的低括直线来轻轻地 画出对象大的基本形特征,为了能更好的捕 捉到正确的大形,有时可以借助类似几何形的概括方法去认识把捏,使你能单纯的看到并画出对象整个形体的最基本特征,例如确定出对象的基本形是由呈什么形状的、是圆的、方三角规则还是不规则的等等什么形构成的,它的大动态又是如何的等等,在确定出对象大的基本外形的同时也应注意确定出内部主要基本形位置·比例与特征,如眉弓、鼻子、硕骨等等,在这里要特别注意由鼻子引出的中线与眼睛交又形成的十字线。它的高低与倾斜程度将决定出头部的基本动态比例和五官的位置。
在基本大的形、比例、动态关系确定出来以后,一定要将画面放置到远处进行检查。因为在画面跟前我们很难检查出大的基本形、比例、动态是否正确。而当把画面推远,一切细节局部就变得不那么清晰了·这样才使我们能比较容易地一眼看到挺介画面的整个形体比例动态关系,而不是其中的某一部分,检查的时候可以采用以下两种方法:
1,将画最好能放置在被画对象的旁边,不要先着急看自己的画面。而是要用在进行素描习作时的第一步观察时的方法去铝个地感觉一下所面的对象,然后迅速的将视线转移到自己的画面上,但一定要记住是看到画面的娃个,而不是画面中对象的某一细节,这时,如果你画中基本大形关系捕捉地正确,那在你视觉印象中对象的感觉残俊就会与画面中对象的形发生吻合,假若基本大形关系捕捉的不对,那么马上就会使你感受到的视觉残像与画面中的形产生偏差错位现象,如果这种仁差错位现象是挺个形,那么你所画的基本大形、动态、比例就错了,例如对象头部的基本特征形不对,动态不够或者太过头部与身子等主要部位比例大小失调等等问题如若这种保差错位现象发生在某个局部那么你就会发现画中对象如眼晴、鼻子、中嘴或者什么地方形的比例位置是高了,低了,大了,小了,过了还是不够等等问题为了证实这种差错位现象可靠性,可以按此方法多检查几次。一但确认有上述某种问题后,耍毫不犹豫地将面拿至跟前进行修改校正。之后再将画放置远处用同样方法检查,直至对象的整体感觉残像与画面中对象的大形关系吻合为止。用辅助垂直线与水平线的检查方法校正形,在我们采用第一种方法确定出对象大的基本形后,为了进一步检查校正形的准确性,特别是对一些形的具体位置点能有一种可靠的依据来加以确认,在打轮廓中可以借助用垂百或水平辅助线来进行检查。使用这种有些类似在地图中以经、纬线来标出确定某方位点的相对-理想的方法时要尽可能坐直,并最好能正视对象,用眼晴假设画出一条垂直或水平的线,以它来在对象与画面中形体比例、动态方面去进行测量校正,例如用垂直线从对象上部的某一点开始直至下瑞时,我们便可以确定出哪些形的位置点在这恨垂直线上,哪些是在它的左边或是石边,离这根垂直线距离是多少等等;如若用水平-线-,我们可以从对象左边的某一点开始平行延伸至对象右部,通过它我们X可以确定出哪些形的位置点是与它平行,哪些是高于或者低于它等等。-垂直线从这里到这里,水平线从这里到这里,可见,物体是这样倾斜。通过这种方法从而使第一种感性的。残像 -检查校正形的方法具有了比较可靠确切的依据。
另外·对初学画的同学们在钉轮廓时虽然应该主要依靠感觉来进行观察比较,着重加强对眼力的训练,使-它能比尺子或两脚规更准确地判定距离。但我们有时也需要借助手中的铅笔来进行形的确定和校正检查工作。它除了可用于垂直或水平检查方法外,还可以运用在确定出对象各部位的形体比例、长短距离等关系。使用时手臂要尽可能伸直,以笔顶端为上点、用大拇指尖在铅笔杆上所测定出的位置为下点来检查校正形。如我们要测量确定出一个有身子带座的石膏像时,先用这种方法测出由头顶部到下巴为止的长短,然后再将铅笔杆向下顺沿测出下巴至底座的长短·这样就可以确定出头部究竟占了整个石膏像长短的几分之几。同时我们也可以用这种方法测定出眼晴、鼻子、嘴等形究竟是应该处在整个头部上下几分之几的位置上。只是我们要随时提醒自己记住:绘画是一间视觉艺术,主要是依赖于感觉而不是理性,因此可以说它所要求的所谓准确是相对于视觉意义上的,而不是数学意义上的绝对,如果我过分地依赖于借用铅笔或其它工具来进行左量右测就女升像不是在作画,倒像是在制作测绘图了。
另外,在打轮廓时有一些技术手法问题也应值得注意·比如使用的铅笔宜选用叩至4B稍软些的,笔尖可以削的长一些,手在持笔时尽量离铅笔尖部远一些。这样铅笔画出来的线条是轻轻浮在素描纸上的,如有错误需要修改肘,只需用一块软布或手帕将铅粉拍掉即可重新画,而无需过早大量的使用橡皮涂改擦坏纸张表面肌理导致影响将来深人刻划和完成的效果。总而言之,打轮廓这一步在整个素描习作过程中是很关键的一步,如果要求不严格,就如同一幢没有良好可靠结构根基的建筑一样。所以请同学们在这个阶段一定要认真严格地按要求去做,只有这样才能确保下一步工作程序进展顺利。要记住:好的开始将是成功的保证。
深人刻划:在这个阶段有两个方面需要注意:第一是应该从什么地方开始深人;第二是怎样深人。
1·对一个完整的对象来说虽然它是由若干必不可少的局部组成的,但它们相对于整体来说却又都在着主要与次要的宾主关系。因此,当我们在深人刻划时 就不能一视同仁-来平均对待,导致喧宾夺主的局面出现,而必须首先要抓住整个对象中最能体现形与神特征的主要部分。要抓住并把握好这种主次关系实际上就是要解决一个观察的方法问题。其观察方法依然是用整体的目光意识一眼看到所要表现对象的全部,然后根据从整体感受中获得的最突出、清晰、对比强烈,一下子就抓住并跳人你眼帘进人视觉,使你产生强烈表现欲望的部位开始。如果你觉得用这种方法做起来比较困难或者没有把握的话,也可以通过比较的方法来进行。即通过对对象整体中各部位之间的相互比较来确定出主次关系来进行深入刻划。
2 ·当我们知道了应该首先从什么地方开始深人以后,接下来就是要明确读怎样去深人的问题。深入刻划的过程不仅是要求将塑造大关系时表现出的概括的体面关系逐渐由各种形状细小的转折体面来衔接过渡·使相对简单的形体本身与相互之间的来龙去脉关系丰富具体化。同时也要通过不同的处理手法来描绘表现出对象特有的神情气质性格、质感·量感·光感与空间感。从而达到像我们眼睛所能臀蝉到的那样。
但是,在我们对形体进行深人刻划的时候,特别是人物石膏或头像,如果我们缺乏对它的内部骨韶与肌肉形体构造解剖知识的了解,尤其是当我们离对象稍远一些时,过分地凭借-我们眼睛所看到的那样-去描绘,就会使画面中的形体空、浮·支离破碎。同时也容易出现-照猫画虎-的自然主义倾向。例如将对象的一些无关紧要的脏斑破痕或者是翻制石膏时留下的模子缝线郡如实地描绘出来,从而走上摄影师的-照像主义-道路。而很难正确的表现出对象实在的形体关系。因此,必要的解剖知识可以帮助我们透过表皮现象来了解并表现出支配外形的内部肌肉与骨镣构造的本质。有时候为了能更清晰具体地对形体结构的转折起伏进行细致地理解与分忻,可以走近对象进行观察。从而不致于被一些表面的偶然现象所欺骗。所以说理解的愈多,看到的就愈多、愈实在。画出来的就自然愈有说服力。
当然,在注重理解分析的同时也不能忽略感觉的因素。例如对质感的表现,除了对对象自身的形体认识外,还应该表现出特殊的质地。像皮肤·骨储、头发、棉布以及陶器、玻璃、金属等等,部需要通过敏锐的感觉来采用相应的处理手法表现出有d性的、坚硬的、蓬松的、粗糙的或者是光滑细腻的各种不同固有色质感,使画中的对象有血有肉,翻翻如生,达到真与美而引人人胜之感蜒力,如果过分地陷入理性分析之中,那么自然会使深人刻划的结果给人以使死,缺乏绘画 -灵气-的感觉
深人塑造时要浇意蕊陛兰对称的形体部分,如画左眼时就要同时注意画右边眼睛的关系,画左边梗骨时则要同时使右边的镀骨关系跟上,如果仅仅画其中一边而忽略另一边,很容易出现局部孤立衔接不上的问题。
湛理完成一一也就是谓整大关系,它是我们进行素描习作的最后一个程序。在前边作画的过程中,尽管我们也郡不断地强调整体意识,但因为每个程序中必定有其具体地重点倾向和问题需要解决,而且特别是在深人刻段咬由于为了能具体详细地塑造出对象,理解分析的因素自然比较多,所以难免会暴露出顾此失彼局部破坏或影咱艇体感等等问题现象。这就需要我们在素描完成前对整个画面做一次-从局部到整体-的全面检查与调整·
首先,为了保证有清理的头脑和良好敏锐的感觉以便顺利地发现问题进行调整,最好能暂时离开画面几分钟到室外看看远处·放松一下大脑并使眼睛得到休息·。因为长时间地观察·理解分析与作画会使感觉和思维判断能力因疲劳而迟钝麻木,如果在这种状态下自然是很难发现问题而进行调整工作的。
其次·在调整时一定要将画面放置到远处。即便是对一些有经验的画家他们为了能证实把握画面的总体效果·也常常将画放远检查。有时受场地限制就借用缩小镜来进行检查。有些同学忽略了这个问题,一当坐下来就好像再也舍不得起来将画放远检查一下是否有问题了。岂不知画最终要首先经得起
远看的!只有。先声夺人-,才能使人走近观赏,细细地品味其精微之奇妙。如若不是这样要求,那么坐在画跟前似乎是大关系、小细节都塑造很精彩而无可挑剔,但最终退远一看毛病问题就暴露出来了,肯定至少不是关系画过了,就是把形画跑了。所以希望同学们在进行素描练习的时候,不要光忙了脑·手·腿脚也要勤快一些。
具体观察调整时,要。用初次的·但它是经过分析所丰富了的印象的全部敏感,迅速地重新再看一下。-竭力恢复找到作画前观察对象时所获得的强烈地第一印象感受·并且在即将完成的素描习作中检查这种印象感受表现的如何例如形、神、体积、质感或者是空间等等给你感受最主要、深刻、强烈的东西是否表现出来了故有-两头靠天才,中间靠埋头苦干-之说·
以前是很辛苦的,但是现在有了新的技术就简单很多,虽然仪器还很笨重,但是自动化已经很高了。
测绘学古老而现代,绘学现在正在向一门刚兴起的学科—地球空间科学发展。测绘学是一门古老的学科,有着悠久的历史。测绘学的发展在世界上古史时代,就有利用测绘学智丽尼罗河泛滥后农田边界整理的传说。公元前7世纪,管仲在其所著《管子》一书中已收集了早期的地图27幅。公元前5世界至3世纪,我国已有利用磁石制成最早的指南工具“司南”的记载。公元前130年,西汉初期便有了《地形图》和《驻军图》,为目前所发现我国最早的地图。随着人类社会的进步和科学技术的不断发展,测绘学科的理论、技术、方法及其学科内涵也随之发生了很大的变化。尤其是在当代,由于空间技术、计算机技术、通信技术和地理信息技术的发展,测绘学的理论基础、工程技术体系、研究领域和科学目标与传统意义上的测绘学有了很大的不同。测绘学日益发展成为国内外正在兴起的一门新型学科——地球空间信息学(Geo-Spatial Information Science,简称Geomatics)
测绘学的主要研究对象是地球(当然再未来将发展到外太空,研究其他的星球)。人类对地球形状认识的逐步深化,要求精确测定地球的形状和大小,从而促进了测绘学发展。因此,测绘学可以说是地球科学的一个分支。测绘学的研究成果是以地图为代表的信息产品,地图的演变及其制作过程、方法是测绘学进步的一个主要标志。测绘学获取观测数据的工具是测量仪器,测量学的发展很大程度上取决于测绘方法和测绘仪器的创造和改革。测绘仪器的发展经历了早期的游标经纬仪到小平板、大平板仪、水准仪、航空摄影机、摆仪、重力仪、全站仪,测量机器人,数字绘图机。成果也原来的手绘地图到数字地图,由原来的二维地图到现在的三维地图,四维地图,最近由武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室研制的“天地图”这一伟大成果就是一个很好的代表。
测绘学的科学地位和作用意义重大。在科学研究中的作用:测绘学在探索地球奥秘和规律、深入认识和研究地球的各种问题中发挥着重要的作用。现在的测量技术可以提供几乎任意时区域分辨率系列,具有检测瞬时地理事件如地壳运动,重力场的时空变化,地球的潮汐和自转等问题,这些观测成果可以用于地球内部物质的研究,尤其在解决地球物理方面可以起到辅助作用。测绘许饿在国民经济上的作用是广泛。丰富的地理信息是国民经济和社会信息化的重要基础,为构建“数字城市”“数字中国”提供了重要的资源。在现代化战争的今天,测绘学在武器的定位、发射、精确制导等方面发挥着不可代替的作用。另外在防灾减灾方面,测绘做出了不可磨灭的作用,2008年汶川特大地震中,测量所的的地图在救灾中起指导作用,减少了灾难等带来的重大损失。在以后的发展中,测绘在防灾、减灾上仍然将发挥它的作用,民政局非常重视测绘的作用。
测绘学的分类。随着测绘科技的发展和时间的推移,在发展过程中形成大地测量学、普通测量学、摄影测量学、工程测量学、海洋测绘和地图制图学等分支学科。大地测量学研究和测定地球的形状、大小和地球重力场,以及地面点的几何位置的理论和方法。普通测量学 研究地球表面局部区域内控制测量和地形图测绘的理论和方法。局部区域是指在该区域内进行测绘时,可以不顾及地球曲率,把它当作平面处理,而不影响测图精度。摄影测量学 研究利用摄影机或其他传感器采集被测物体的图像信息,经过加工处理和分析,以确定被测物体的形状、大小和位置,并判断其性质的理论和方法。测绘大面积的地表形态,主要用航空摄影测量。工程测量学 研究工程建设中设计、施工和管理各阶段测量工作的理论、技术和方法。为工程建设提供精确的测量数据和大比例尺地图,保障工程选址合理,按设计施工和进行有效管理。海洋测绘 研究对海洋水体和海底进行测量与制图的理论和技术。为舰船航行安全、海洋工程建设提供保障。地图制图学 研究地图及其编制的理论和方法。下面我将就这几个分支按我理解简单叙述。
大地测量学
大地测量学是测绘学的一个分支。研究和测定地球形状、大小和地球重力场,以及测定地面点几何位置的学科。大地测量学中测定地球的大小,是指测定地球椭球的大小;研究地球形状,是指研究大地水准面的形状;测定地面点的几何位置,是指测定以地球椭球面为参考的地面点的位置。将地面点沿法线方向投影于地球椭球面上,用投影点在椭球面上的大地纬度和大地经度表示该点的水平位置,用地面点至投影点的法线距离表示该点的大地高程。这点的几何位置也可以用一个以地球质心为原点的空间直角坐标系中的三维坐标来表示。大地测量工作为大规模测制地形图提供地面的水平位置控制网和高程控制网,为用重力勘探地下矿藏提供重力控制点,同时也为发射人造地球卫星、导d和各种航天器提供地面站的精确坐标和地球重力场资料。
大地测量学的基本任务是1、研究全球,建立与时相依的地球参考坐标框架,研究地球形状及其外部重力场的理论与方法,研究描述极移固体潮及地壳运动等地球动力学问题,研究高精度定位理论与方法。2、 确定地球形状及其外部重力场及其随时间的变化,建立统一的大地测量坐标系,研究地壳形变(包括地壳垂直升降及水平位移),测定极移以及海洋水面地形及其变化等。研究月球及太阳系行星的形状及其重力场。3、建立和维持具有高科技水平的国家和全球的天文大地水平控制网和精密水准网以及海洋大地控制网,以满足国民经济和国防建设的需要。4、研究为获得高精度测量成果的仪器和方法等。5、研究地球表面向椭球面或平面的投影数学变换及有关的大地测量计算。6、研究大规模、高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法,测量数据库建立及应用等。
几何大地测量学。19世纪起,许多国家都开展了全国天文大地测量工作,其目的并不仅是为求定地球椭球的大小,更主要的是为测制全国地形图的工作提供大量地面点的精确几何位置。为达此目的,需要解决一系列理论和技术问题,这就推动了几何大地测量学的发展。首先,为了检校天文大地测量的大量观测数据,消除其间的矛盾,并由此求出最可靠的结果和评定观测精度,法国的勒让德(AMLegendre)于1806年首次发表了最小二乘法的理论。事实上,德国数学家和大地测量学家CF高斯早在1794年已经应用了这一理论推算小行星的轨道。此后他又用最小二乘法处理天文大地测量结果,把它发展到了相当完善的程度,产生了测量平差法,至今仍广泛应用于大地测量。其次,三角形的解算和大地坐标的推算都要在椭球面上进行。高斯于1828年在其著作《曲面通论》中,提出了椭球面三角形的解法。关于大地坐标的推算,许多学者提出了多种公式。高斯还于1822年发表了椭球面投影到平面上的正形投影法,这是大地坐标换算成平面坐标的最佳方法,至今仍在广泛应用。另外,为了利用天文大地测量成果推算地球椭球长半轴和扁率,德国的FR赫尔默特提出了在天文大地网中所有天文点的垂线偏差平方和为最小的条件下,解算与测区大地水准面最佳拟合的椭球参数及其在地球体中的定位的方法。以后这一方法被人称为面积法。
物理大地测量学。法国的勒让德(AMLegendre)于1806年首次发表了最小二乘法的理论。事实上,德国数学家和大地测量学家CF高斯早在1794年已经应用了这一理论推算小行星的轨道。此后他又用最小二乘法处理天文大地测量结果,把它发展到了相当完善的程度,产生了测量平差法,至今仍广泛应用于大地测量。其次,三角形的解算和大地坐标的推算都要在椭球面上进行。关于大地坐标的推算,许多学者提出了多种公式。高斯还于1822年发表了椭球面投影到平面上的正形投影法,这是大地坐标换算成平面坐标的最佳方法,至今仍在广泛应用。另外,为了利用天文大地测量成果推算地球椭球长半轴和扁率,德国的FR赫尔默特提出了在天文大地网中所有天文点的垂线偏差平方和为最小的条件下,解算与测区大地水准面最佳拟合的椭球参数及其在地球体中的定位的方法。以后这一方法被人称为面积法。
卫星大地测量学。到了20世纪中叶,几何大地测量学和物理大地测量学都已发展到了相当完善的程度。但是,由于天文大地测量工作只能在陆地上实施,无法跨越海洋;重力测量在海洋、高山和荒漠地区也仅有少量资料,因此地球形状和地球重力场的测定都未得到满意的结果。直到1957年第一颗人造地球卫星发射成功之后,产生了卫星大地测量学,才使大地测量学发展到一个崭新的阶段。
摄影测量学
摄影测量学研究利用摄影机或其他传感器采集被测物体的图像信息,经过加工处理和分析,以确定被测物体的形状、大小和位置,并判断其性质的理论和方法。测绘大面积的地表形态,主要用航空摄影测量摄影测量学。根据地面获取影像时,摄影机安放的位置不同,摄影测量学可以分为航空摄影测量学、航天摄影测量与地面摄影测量。航空摄影测量:将摄影机安放在飞机上,对地面进行摄影,这是摄影最常用的方法。航空摄影测量所用的是一种专门的大幅面的摄影机又称航空摄影机。航天摄影测量学:随着航天、卫星、遥感技术的发展而发展的摄影测量技术,将摄影机安装在卫星上。近几年来,高分辨率卫星摄影的成功应用,已经成为国家基本地图测图、城市、土地规划的重要资源。近地摄影测量是将摄影机安装在地面上进行的摄影测量。
摄影测量学的一些基本原理包括影象与物体的基本关系、影象与地图的关系、摄影机的内方位元素、外方位元素、共线方程、立体观测方法等。在影像上进行量测和解译,主要工作在室内进行,无需接触物体本身,因而很少受气候、地理等条件的限制;所摄影像是客观物体或目标的真实反映,信息丰富、形象直观,人们可以从中获得所研究物体的大量几何信息和物理信息;可以拍摄动态物体的瞬间影像,完成常规方法难以实现的测量工作;适用于大范围地形测绘,成图快、效率高;产品形式多样,可以生产纸质地形图、数字线划图、数字高程模型、数字正摄影像等。
摄影测量学的研究方向。1、数字摄影测量:以航空影像和卫星米级高分辨率影像为数据源,扩展计算机立体相关理论与算法,发展立体几何模型确定和精化的新方法,以及研究困难地区数字立体测图的新技术;研究近景(地面)摄影测量中的数字相机的快速检校新算法,数字影像精确匹配问题,以及在工业生产过程自动监测和土木工程建筑物(如桥梁和隧道)形变监测中的问题。2遥感技术及应用以多光谱、多分辨率和多时相卫星影像为数据源,研究地表变迁及地质调查的遥感新方法;研究地球资源(如土地利用)变化检测的有效方法,发展半自动或全自动化的遥感监测手段;开发监测城市环境污染和自然灾害(如洪水与森林、农作物病虫害)的实用遥感系统,等等。基于合成孔径雷达图像,开展干涉雷达(InSAR)等技术的地表三维重建、大范围精密地表形变(包括滑坡、城市沉降和地壳形变)探测和气象变化监测的研究。33S技术及应用研究车载CCD序列影像测图的方法和算法,为线性工程勘测和调查提供快速而有效的地面遥感测量手段;研究包括遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)在内的3S技术集成的模式和方法,为我国西部大开发的铁路、公路建设探索全新的勘测设计手段。
地图制图学
地图制图学是研究地图及其编制和应用的一门学科。它研究用地图图形反映自然界和人类社会各种现象的空间分布,相互联系及其动态变化,具有区域性学科和技术性学科的两重性,亦称地图学。
地图制图学的理论与技术。地图编制研究制作地图的理论和技术。主要包括:制图资料的选择、分析和评价,制图区域的地理研究,图幅范围和比例尺的确定,地图投影的选择和计算,地图内容各要素的表示法,地图制图综合的原则和实施方法,制作地图的工艺和程序,以及拟定地图编辑大纲等。地图整饰研究地图的表现形式。包括地图符号和色彩设计,地貌立体表示,出版原图绘制以及地图集装帧设计等。地图制印研究地图复制的理论和技术。包括地图复照、翻版、分涂、制版、打样、印刷、装帧等工艺技术。此外,地图应用也已成为地图制图学的一个组成部分。它主要研究地图分析、地图评价、地图阅读、地图量算和图上作。
地图制图学的发展趋势随着现代科学技术的发展,地图制图学也进入了新的发展阶段,其主要特点和趋势为:①地图制图学作为区域性学科,其重点已由普通地图制图转移到专题地图制图,并向综合制图、实用制图和系统制图的方向发展。②地图制图学作为技术性学科,正在向机助制图方向发展,有可能逐步代替延续几千年的手工编图的作业方法。③随着地图制图学同各学科间的相互渗透,产生了一些新的概念和理论。例如,以地图图形显示、传递、转换、存储、处理和利用空间信息为内容的地图信息论和地图传输论;研究经过地图图形模式化建立地图数学模型和数字模型的地图模式论;研究用图者对地图图形和色彩的感受过程和效果的地图感受论;研究和建立地图语言的地图符号学,等等。
工程测量学
工程测量学是研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的控制和地形测绘、施工放样、变形监测的理论和技术的学科。测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现代发展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。
工程测量学的理论平差理论。最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型,它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上,主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的影响,对参数和残差统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要,导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论,以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际,出现了稳健估计(或称抗差估计);针对法方程系数阵存在病态的可能,发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别,稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。
海洋测绘
海洋测绘是以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制工作。主要包括海道测量、海洋大地测量、海底地形测量、海洋专题测量,以及航海图、海底地形图、各种海洋专题图和海洋图集等的编制。
海洋测绘的基本理论与方法。测量方法主要包括海洋地震测量、海洋重力测量、海洋磁力测量、海底热流测量、海洋电法测量和海洋放射性测量。因海洋水体存在,须用海洋调查船和专门的测量仪器进行快速的连续观测,一船多用,综合考察。基本测量方式包括:①路线测量。即剖面测量。了解海区的地质构造和地球物理场基本特征。②面积测量。按任务定的成图比例尺,布置一定距离的测线网。比例尺越大,测网密度愈密。在海洋调查中,广泛采用无线电定位系统和卫星导航定位系统。海洋测量的基本理论、技术方法和测量仪器设备等,同陆地测量相比,有它自己的许多特点。主要是测量内容综合性强,需多种仪器配合施测,同时完成多种观测项目;测区条件比较复杂,海面受潮汐、气象等影响起伏不定;大多为动态作业,测者不能用肉眼通视水域底部,精确测量难度较大。一般均采用无线电导航系统、电磁波测距仪器、水声定位系统、卫星组合导航系统、惯性导航组合系统,以及天文方法等进行控制点的测定和测点的定位;采用水声仪器、激光仪器,以及水下摄影测量方法等进行水深测量和海底地形测量;采用卫星技术、航空测量以及海洋重力测量和磁力测量等进行海洋地球物理测量。
现代测绘中的新技术
随着电子信息技术、通信技术、网络技术等的飞速发展,测绘学也迎来发展的机遇与挑战。测量理论,测量方法,测量仪器的改进推动了测绘学科的发展,现在的测绘不但测量精度大大提高,测量时间大大的减少,劳动强度降低,测绘工作者也不再是人民眼中“农民工”。这些新技术包括:1、卫星导航定位技术。以美国的GPS,俄罗斯的GLONASS,中国的北斗以及在建的欧盟的GALILES为代表的的定位系统为测绘工作带来极大的方便,而且提高了精度。2、RS(遥感),他是一种不通过接触物体本身,用传感器采集目标的电磁波信息,经过处理、分析后识别目标物的现代科学技术。我们武汉大学在遥感方面实力强大,遥居亚洲第一。3、数字地图制图技术。4、GIS(地理信息系统)GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说,地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。5、3S集成技术。即GPS、GIS与RS技术的集成,是当前国内外发展的趋势。在3S技术的集成中,GPS主要用于实时快速的提供物体的空间位置;RS用于实时快速的提供大面积的地表物质及其环境的几何与物理信息,以及他们的各种变化;GIS则是对多种来源时空数据的综合处理分析和应用的平台。6、虚拟现实摸型技术,他是由计算机构成的高级人机交换系统。
测绘学博大精深,我们对它的了解还很肤浅,但我相信在我们回在今后的学习工作中对它有更深的了解,并且,在不久的将来我们必将献身测绘事业,献身祖国的建设事业,成为一个21世纪合格的测绘工作者和祖国的建设的接班人!
思维像风儿一样自由
——记摄影测量与遥感专家、中国工程院院士刘先林
中国工程院院士刘先林是我国著名的摄影测量与遥感专家。1985年,刘先林及其科研小组研制的正射投影仪问世,结束我国的航空测量精密仪器百分之百依靠进口设备的历史。2005年,我国摄影测量大型仪器设备的国产设备使用率为95%,而且设备已经向发达国家出口。 测绘界使用的都是高级精密的设备,从这种设备的纯进口国到出口国,从测绘界的弱国到在世界航空摄影测量方面居世界领先,内行人评价,刘先林在其中起了革命性的作用。这是刘先林在新研制的航空摄影仪前分析仪器结构(7月28日摄)。 新华社记者 袁满 摄
新华网北京8月5日电(记者朱玉、万一)中国工程院院士刘先林,中国最著名的摄影测量与遥感专家。别人谈起他,会嘻嘻一笑:那个人哪,真是个好老头。然后谈论他的人还会补充,“也是个怪老头。”
刘先林听到别人的议论,无论好坏,只是微笑着为自己辩解:“我不怪啊,很和蔼可亲,群众关系很好。”
从小,刘先林妈妈就说,这孩子一说话就笑。如今,68岁的老人了,刘先林依然是一双笑眼,不说话时,也在笑。
同为测绘界的院士,刘先林几个古稀之年的同行用四个“不”评价他:不循常规,不拘一格,不善言辞,不修边幅;但,是一个奇才!
刘先林听了,眯眯笑:“准确!”
不循常规
中国测绘科学研究院的同事还记得刘先林的第一次大规模创造,那是他们卖出去的第一台设备。
那真正是一次不循常规的搬运:当时没有经验,研制生产都是在楼里完成的,没想到做好后根本没法往外运——设备实在太大、太沉了。
为了把这台正射投影仪运出楼去,中国测绘科学研究院的一面墙被砸开了一个大洞。
正射投影仪是当年农业普查急需的一种先进的测绘仪器,从国外进口每台需要200万马克,刘先林他们研制它只花了57万元人民币。
刘先林从事的测绘专业是一个让外行人摸不着头脑的行业,依专业人士的解释,测绘是客观地表述地表地理信息的工作。但几乎每一个人都“享受”过测绘的产品之一——地图。刘先林因此说,他干的是让人把美丽的地球搬回家的工作。
刘先林投身到这个专业时,中国的航空测量精密仪器百分之百依靠进口设备,直到1985年出现了明显的分水岭:中国人刘先林及其科研小组研制的正射投影仪问世。
后来,刘先林他们在楼外面支起了木头架子,还调来了一台升降机,总算把这个大家伙运了出去。
在刘先林的创造历史上,除了1985年这个重要的年份外,还有时隔20年后的2005年,在这一年,中国摄影测量大型仪器设备的国产设备使用率为95%,而且设备已经向发达国家出口。
测绘界使用的都是高级精密的设备,从这种设备的纯进口国到出口国,从测绘界的弱国到在世界航空摄影测量方面居世界领先,内行人评价,刘先林在其中起了革命性的作用。
无论是多么艰深的科学,都可以用最简单的东西来表达。刘先林从事的摄影测量专业,关键的只有两点:图像获取和图像处理。在这两点上,刘先林既研究硬件又研究软件,横跨光学、电学、机械、仪表、计算机诸多领域。
刘先林不讲究吃,也不讲究喝,单单讲究空气流通。对于呼吸新鲜空气,他不将就。
即使在北京冬天凛冽的寒风中,他家里的窗户也处于洞开状态;办公室来了客人,刘先林让座,然后一跃而起:“开窗,通风!”将已经打开的窗子开到最大,门也敞开,然后满意地坐下:“这样好。”
办公室调整,刘先林唯独对走廊尽头的一间办公室情有独钟——因为这间办公室的门靠近走廊窗子,他可以尽情地让空气对流。
为此,刘先林拒绝在分配给他的套间办公室里间安坐,但逢有人找他,刘先林就端坐在外间把门的办公桌上,从推门可见的高高两摞书之间昂起头。
空气里有充足的氧气,刘先林的科学思路方可以自由而来,随时驾风而去。思维如风一样来去,是刘先林创造的源泉,而创造是刘先林的生命。
就是在这样的富氧环境中,刘先林研究出来JX系列解析测图仪,这个专攻图像处理的系列设备,成了国外产品独占中国市场的终结者:JX-1,开始从国外产品手中夺取国内市场;JX-3,被国内国际同行用来改造国外同类产品,很快在国内大面积推广,批量出口国际市场,创经济效益上千万元。JX-4及其配套产品,已经是全数字化摄影测量系统。戴上特别配备的眼镜,在电脑屏幕上普普通通的高山、河流、房屋,就不再是平面的,而是变得高低起伏。刘先林说,这样可以让测绘人员在办公室里也能感受到野外真实的场景。有了这套设备,可以通过航空照片、卫星照片,把地面模型原封原样搬到室内来。以前艰辛的野外测绘工作,现在坐在电脑前就能完成了。
现在,刘先林的目光又转向了图像获取的关键点,可以直接快速获取影像并记录于硬盘的数字航空摄影仪已是刘先林研究成果中的“待嫁新娘”。
国家科技进步一等奖是对科研工作者业务水平的最高褒奖,它最主要的奖励对象是中国原创的有自主知识产权的科研成果。几十万人的中国测绘界一共只获得过两次,但这两次得主都是刘先林。
刘先林是一个喜欢“动手”的人,这个“动手”指的是动手能力。
他的儿子至今还记得爸爸对自行车的改造,儿子称之为“经典设计”。这个设计让孩子坐上了带跨斗的自行车。
单位的同事则几乎都知道刘先林的三轮车。那是上个世纪80年代中期,刘先林对自己新买的三轮车车型不满意,就依照自己领悟的原理来改造,车把的位置往后延伸,座位往后移到货厢上,改造后的三轮车,驾驶者坐姿低,心脏与脚的高差小,几乎是半躺着骑。当年的刘先林,就以这样奇怪的姿势往来于位于北京长安街附近的单位和家之间。
更老的职工还知道刘先林拆半导体的故事:在一个月挣几十元工资的时候,刘先林居然花大价钱买了当时的奢侈品——半导体收音机,然后把它拆了。
知道这个故事的,往往还会了解,在“文革”中,中国测绘局的解散把刘先林之类的科研人员打发到工厂去。在很多人打牌聊天闲度光阴的时候,刘先林在车间学会了工人师傅的本事:车、刨、铣、钳各工种,他样样拿得起来。
刘先林如今在测绘界纵横捭阖,人们去回忆他以往的日子时,才会惊讶地发现,刘先林原来曾如此努力地涉足一切他觉得有用的知识,甚至于极为富有前瞻性地学习,比如当年大家都觉得没用处的计算机,刘先林竟然在全北京没有几台计算机时,凌晨在别的单位上机,为此,他前半夜就要去排队等候。
极为宽广的知识面、强烈的学习欲望、出众的动手能力、奋发努力的精神、对于科学的奇思妙想,搅拌在一起,在科学的春天到来之际,发生了剧烈的“化学反应”。
这个“化学反应”叫做——创造。
中国工程院院士刘先林是我国著名的摄影测量与遥感专家。1985年,刘先林及其科研小组研制的正射投影仪问世,结束我国的航空测量精密仪器百分之百依靠进口设备的历史。2005年,我国摄影测量大型仪器设备的国产设备使用率为95%,而且设备已经向发达国家出口。 测绘界使用的都是高级精密的设备,从这种设备的纯进口国到出口国,从测绘界的弱国到在世界航空摄影测量方面居世界领先,内行人评价,刘先林在其中起了革命性的作用。这是刘先林(中)在实验室里与学生共同分析航空摄影仪(7月28日摄)。 新华社记者 袁满 摄
不拘一格
刘先林当年由于好奇而误入测绘这个用各种方式描绘锦绣山河的工作。
报考大学时,武汉测绘学院的航空摄影测量专业中有“航空”二字,随风而翔对一个男孩儿来说是多么好玩的事!
直到刘先林毕业实习时,拿着红白相间的测杆跑到山上测图,他才知道这个与荒郊野岭打交道的活儿,并不那么好玩。也直到这时,他也才明白学校的录取通知书上,为什么祝贺被录取的测绘专业学生,称他们为“幸福的使者”——测绘的人一来,这个地方就要搞建设了,有了建设,当地的老百姓生活好了,还不幸福嘛?
但测绘的性质也决定,他注定是一个给人幸福的先行者,而不是幸福的最先品尝者。
在刘先林学习测绘时,测绘专业是一个非常冷门的专业,学生几乎全靠调剂而去,而在刘先林功成名就时,中国已经有130多个学校开设测绘专业,在大学生工作难找的今天,测绘专业的学生供不应求。
对这一点,刘先林很满意:这说明我们国家地表变化太快,像城市的扩张、道路的新建,几个月不进行一次航拍,数据就会落后。
同样供不应求的还有刘先林为测绘研制的设备。谈到程序和设备更新之快,敏行讷言的刘先林频频说:“10年就是一个博物馆。”
全世界的测绘人员分别测绘的是不同的国土,但全世界的摄影测量都走了一条共同的路,被本行的人称为摄影测量三部曲。20世纪50年代的航空测量靠的是光学机械仪器,称之为模拟法;70年代,电脑用起来了,人们公推之为解析法;90年代,全数字化在全球范围内兴起,业内人士冠名为数字摄影测量。
刘先林及其科研伙伴们用风一样的速度追上了世界航空摄影测量的第一阵营,把测绘行业的手绘中国推向了数字中国,靠的并不仅是笔头子和纸片上的功夫。
与有些科学家相比,刘先林的确不同:他除了具备把头脑里的知识转化为原创科研成果的能力,还具备把科研成果转化为产品的能力,他更具备把产品推向市场,让市场认可的能力——刘先林几年就研究出一个大的科研成果,所有的科研成果这些年来没有一个变成保险柜中的常驻图纸,而是全部转化为产品,并为市场热切接受。
地图具有各式各样的比例尺。一比五百比例尺的地图,地图上可能体现的只是局部地区的几栋楼房;而比例尺为一比四百万的地图,整个中国就能跃然一张纸上。
上世纪80年代,由于中国经济建设快速发展,经济发达地区需要测制大量的1:500比例尺地形图,全国又逐步开展地籍测量。地籍测量要求精度很高,而且其结果不但要绘在图上,还要以数据形式存入计算机或打印出来。这些要求,老式仪器都不能达到。为此,刘先林开始了JX-3解析测图仪的研制工作。
这是一种用来把航空相片转化为高精度地图的精密仪器,可以进行1:2000等大比例尺地图制作和地籍测量,在不增加仪器成本的前提下,实现了数字测图过程,并在计算机上实时显示,从而满足城市规划和公路建设等需要,是当时国家需要量很大的航空测量业的主力仪器。刘先林取得了成功。
如果说,别人与刘先林第一个能力还可以存在竞争可能,那么,后两个能力确实让刘先林在科学家的群落里卓尔不群。为此,他甚至公开对那些只能把科研成果锁在柜子里、不能转化为生产力的科研人员表示不满:“那不是拿老百姓的钱证明自己正确吗?”
在刘先林看来,厨师做饭是让人吃掉的,科研人员研究是要让生产第一线用上的,如果科研人员从国家那儿拿来钱,只为了自己纸上谈兵的科研项目,然后在鉴定会后就刀q入库,那不等于“厨师精心准备的每一顿饭都不让人品尝,只让食客看看菜肴的精美,然后就倒掉嘛。”
刘先林质疑,一个厨师一生做的饭都没有人吃过,那叫什么厨师?一个科研人员,一辈子的研究成果都没有用上的,在现实中却有很多很多。而他自己被人注意,只不过是因为每个研究成果都被用上了,“那不是很正常吗?”
刘先林甚至有些激烈地反对年轻人把有限的时间用于背只是为了考学位才能用上的英语单词,他崇尚的是那种一竿子插到生产第一线、实践中缺什么自己就研究什么的科研作风,是既能动手也不怕动腿,更能动脑的苦干,是真正意义上的创新,做以前没做过的事情,而不是重复已有的东西。
不修边幅
刘先林最喜欢说的一句话,就是“直奔主题”。
他在生活中就是直奔主题的态度:泡茶用的不是杯子,是一个塑料大茶壶,没有壶盖。茶壶大,是因为一次可以倒很多水,用起来方便,而碍事的壶盖和过滤茶叶用的东西,被刘先林“直奔主题”地扔掉了。
书柜的玻璃被“直奔主题”地取掉,书籍自由自在、无遮拦地立在柜子里。
在刘先林脑子里,无论是自己还是产品,都没有花花草草、华而不实的程序,实验时,他戏称自己是“胶布工程师”,用胶布粘贴就解决了一些简单的问题。
在研制JX-3解析测图仪时,刘先林又发扬了他直奔主题的一贯风格,特意邀请生产单位的作业员来参与,生产作业需要什么功能,他就在仪器上设置什么功能,因为刘先林认为:“需要是发明之母。”
刘先林产品的用户们评价他的产品:看上去不那么漂亮,但是实惠、好用、细致、功能强大。
刘先林生活中最基本的享受之一,就是去北京郊区的香山吸氧——那里的茂密树林很符合刘先林对富氧环境的热爱。
他也把自己对清新空气的热爱转达给自己的两个孩子:孩子们要考试前,刘先林带着孩子、扛上凉席来到野外,把凉席摊在树下,让孩子读书。
对创造、空气和舐犊之情这几个生命中最重要的东西,刘先林把它们撮成一堆儿,用数学中的合并同类项方法来表达:到野外呼吸新鲜空气后,各种促进他科研发明的奇思妙想就像自己的儿子一样,在远处亲热地向他招手。
我国科技界申请课题,大多数情况先论证国外如何如何,跟踪型的研究比较容易申请立项,创新型的则比较难。刘先林很少去关注某个课题是不是国外研究的热点。他说:“我从事研究的项目,总是从国家需要出发,从测绘生产的需要出发,从不考虑做这个项目自己能拿多少钱。”
也许是用心专一的人都有的特点吧,他们需要用纯粹的心去做纯粹的事,其他问题在他们看来可以予以最大程度上的忽略,与很多专心致志的人一样,刘先林是一个十分不修边幅的人。
同事指点着资料上的刘先林,刘先林专注的神情和他穿的毛衣线头在照片上清晰可见——刘先林的毛衣永远是今天正着穿、明天反着穿。他甚至没有精力去关注脱下来的毛衣是反是正,一根线头,总是今天在里面、明天在外面,探头探脑地见人。
国家测绘局领导有一次到研究院调研,车子快到研究院时,看见前面一个白发老头,一边裤腿高、一边裤腿低,蹬着辆三轮车,正好在小车前面走,到了研究院门口时一下子就拐了进去。这位领导心想,测绘科学研究院怎么进去一个收废品的?
赶上去一看,是刘先林。
即使是见大领导,刘先林也不改本色,光着脚穿着一双至少大两号的皮鞋。在他看来,鞋子是否合脚和衣服上是否有点油渍,都不那么重要,抓事物关键在抓本质,一个科研人员的本质是创新和成果。
刘先林心中对创造力有大思考。采访时,只要记者让他随意而谈,他准会围绕着国家和民族的创新能力侃侃而谈,没有看上去四平八稳的大道理,全是与他质朴外表相称的大实话,滔滔不绝。
为了说明自己心目中的创新型国家,不善言语的刘先林甚至经常急出有些哲理的话:一个民族不能只有传递知识的能力,没有生产知识的能力,中国人应该是有创造力的。
他的同学、一位两院院士说,自己是传统的,写一堆文章,带一群学生;而刘先林是基层的、快速的、简捷的,几乎不写科研文章,也不去考学位,更不去考虑自己科学家的身份与衣着是否相配。但是,刘先林在不停地思考和创造,从不间断。
曾在国家测绘局外事办工作的人说,刘先林会见外宾时衣着不考究,开始觉得他不太讲究涉外礼节。时间一长,了解了刘先林的人品和技术水平后,外事办的人说,刘先林给中国人争气,争气不在外表。
刘先林去学驾照,看着他土里土气的样子,驾校师傅们怕影响自己的教学成绩,没有一个愿意带他。最终通过抓阄确定,抓到的人直喊倒霉。但谁也没想到,他学车非常快,比其他学员快得多。
刘先林的同事说,许多人都会犯驾校师傅那样的错误。用世俗的眼光去看衣着不体面的刘先林,那一定会看走眼。用常态的思维看待刘先林,更会觉得难以理解。但是与他接触较多的人都知道,刘先林不仅是有真才实学,思想上更是有境界。
记者曾经戏问,如果各行各业都有刘先林这样一个人,中国会是什么样?
他的领导和同事马上正色:那,还了得?那才真正是创新型的中国。
名词解释
摄影测量与遥感: 摄影测量与遥感是目前最常用的地形图测绘的技术方法。
摄影测量是利用空中飞机、卫星等平台对地球表面进行空中摄影,并通过摄影的影像解译和量测拍摄物体的性质、形状、大小、位置等。摄影测量是经典的地形图测绘方法。遥感是利用物体对电磁波的反射和辐射等特性,从远距离、高空的飞机、飞艇、气球或者外层空间的卫星平台上的传感器,接收目标物电磁波信息,经处理、分析后,识别目标物,揭示其几何、物理性质和相互关系及其变化规律的现代科学技术。
测绘:测绘是指对自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集、表述以及对获取的数据、信息、成果进行处理和提供的活动。通俗地说,测绘是“测量”和“绘图”的总称,测绘的对象一般是地球表面,“测”是进行地球表面信息的获取和处理,“绘”是对这些信息进行表达,最常见的表达方法就是地图。形象地说:测绘就是将地球表面的信息描述到纸质和计算机。
正射投影仪:将存在投影偏差的中心投影航空相片,进行微小面积单元逐单元纠正,产生正射投影影像的仪器。
JX系列解析测图仪:解析测图仪是一种集光、机、电、计算机软硬件于一体的高技术精密航空摄影测量仪器,依据相片像点与相应地面点的数学关系,通过计算机数学解算,测制大、中比例尺地形图和数字高程模型(DEM)。刘先林院士将所研制的三种型号解析测图仪命名为JX系列解析测图仪。
全数字摄影测量工作站:全数字摄影测量工作站是基于数字影像与摄影测量的基本原理,应用计算机技术、数字影像处理技术、影像匹配、模式识别等方法,提取航空、航天遥感影像中物体的三维空间数字信息,进行摄影测量处理以获得地形图的摄影测量仪器。
全数字摄影测量系统:全数字摄影测量系统是以全数字方式对航空、航天遥感影像进行摄影测量处理、数据管理和成果制作、输出的软硬件系统。全数字摄影测量系统一般由高精度影像扫描仪(或数字航空影像)、全数字化摄影测量工作站、大容量存储设备、大幅面高分辨率的图形、影像输出设备等组成。
数字航空摄影仪:数字航空摄影仪是在飞机上对地面照相用于地形图测绘的精密数码相机系统,由多台(或单台)数码相机经过精密相机检校和拼接,集成GPS接收机、数字罗盘、航空摄影控制系统、地面后处理系统组成。
地籍测量:它是以地籍调查为依据,以测量技术为手段,精确测出各类土地的位置与大小、境界、权属界址点的坐标与宗地面积,编制地籍图。
拟合等高线函数:拟合等高线函数是对离散高程点进行拟合处理,形成以高程相同的点所连成的曲线——等高线的数学公式。
示波器:示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。
刘先林:要把地球“搬”回家
我国摄影测量与遥感专家,中国工程院院士,现任中国测绘科学研究院名誉院长。与刘先林共事过的人都说,他衣着朴实,为人谦逊,与人为善,总是一脸微笑表情,从不悲观,搞科研几十年如一日,总是用实际行动感动你。
刘先林:把进口测绘设备挤出去
2006年10月16日,北京国家博物馆。“经纬之光——全国测绘成果成就展”的主展馆里,一套叫做“JX-4C数字摄影测量工作站”的设备安静地“呆”在主展厅的一角。而能够在这个对50年来我国测绘成果及应用的大检阅中占据这一角,显然并非易事。于是,记者找到了它的研制者——中国工程院院士、中国测绘科学研究院名誉院
长刘先林。
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航空摄影测量(也可称之为航空数码成像系统)是一门较老的学科,是利用飞机上装备的专用照相机在一定高度对地面进行摄影,当然技术要求比较多,采用摄影资料,技术人员可以进行相应的地形测量和其它技术分析。
航空数码成像系统和普通数码相机在检校方面原理是相同的,但航空数码成像系统拍摄的范围广,除了普通数码相机的检校外,还要考虑地球的曲面改正,因为地球表面并不是一个平面。详细知识可参考测量方面的书籍。
我对测绘学的认识
学院:测绘学院 专业:测绘工程 班级:10级4班 姓名: 学号:
作为武汉大学测绘学院测绘工程专业的一名大一新生,我很有幸上了由几位著名的两院院士及教授主讲的《测绘学概论》,在这个课堂上,我不仅见到了在我国乃至世界都非常著名的院士、教授、专家,还在他们独道精辟的讲解下认识了测绘学这门学科,了解学习了很多关于测绘学的知识及其发展前景。作为专业的基础,我从课堂、图书、网络等各个方面积极的了解测绘学,拓宽了我的知识面,使我认识到测绘不是他们所说的“冷门专业”“辛苦专业”,获益匪浅,使我加深了对测绘的兴趣。下面我将从几个方面讲述我对测绘学的认识及感想。
测绘学古老而现代,绘学现在正在向一门刚兴起的学科—地球空间科学发展。测绘学是一门古老的学科,有着悠久的历史。测绘学的发展在世界上古史时代,就有利用测绘学智丽尼罗河泛滥后农田边界整理的传说。公元前7世纪,管仲在其所著《管子》一书中已收集了早期的地图27幅。公元前5世界至3世纪,我国已有利用磁石制成最早的指南工具“司南”的记载。公元前130年,西汉初期便有了《地形图》和《驻军图》,为目前所发现我国最早的地图。随着人类社会的进步和科学技术的不断发展,测绘学科的理论、技术、方法及其学科内涵也随之发生了很大的变化。尤其是在当代,由于空间技术、计算机技术、通信技术和地理信息技术的发展,测绘学的理论基础、工程技术体系、研究领域和科学目标与传统意义上的测绘学有了很大的不同。测绘学日益发展成为国内外正在兴起的一门新型学科——地球空间信息学(Geo-Spatial Information Science,简称Geomatics)
测绘学的主要研究对象是地球(当然再未来将发展到外太空,研究其他的星球)。人类对地球形状认识的逐步深化,要求精确测定地球的形状和大小,从而促进了测绘学发展。因此,测绘学可以说是地球科学的一个分支。测绘学的研究成果是以地图为代表的信息产品,地图的演变及其制作过程、方法是测绘学进步的一个主要标志。测绘学获取观测数据的工具是测量仪器,测量学的发展很大程度上取决于测绘方法和测绘仪器的创造和改革。测绘仪器的发展经历了早期的游标经纬仪到小平板、大平板仪、水准仪、航空摄影机、摆仪、重力仪、全站仪,测量机器人,数字绘图机。成果也原来的手绘地图到数字地图,由原来的二维地图到现在的三维地图,四维地图,最近由武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室研制的“天地图”这一伟大成果就是一个很好的代表。
测绘学的科学地位和作用意义重大。在科学研究中的作用:测绘学在探索地球奥秘和规律、深入认识和研究地球的各种问题中发挥着重要的作用。现在的测量技术可以提供几乎任意时区域分辨率系列,具有检测瞬时地理事件如地壳运动,重力场的时空变化,地球的潮汐和自转等问题,这些观测成果可以用于地球内部物质的研究,尤其在解决地球物理方面可以起到辅助作用。测绘许饿在国民经济上的作用是广泛。丰富的地理信息是国民经济和社会信息化的重要基础,为构建“数字城市”“数字中国”提供了重要的资源。在现代化战争的今天,测绘学在武器的定位、发射、精确制导等方面发挥着不可代替的作用。另外在防灾减灾方面,测绘做出了不可磨灭的作用,2008年汶川特大地震中,测量所的的地图在救灾中起指导作用,减少了灾难等带来的重大损失。在以后的发展中,测绘在防灾、减灾上仍然将发挥它的作用,民政局非常重视测绘的作用。
测绘学的分类。随着测绘科技的发展和时间的推移,在发展过程中形成大地测量学、普通测量学、摄影测量学、工程测量学、海洋测绘和地图制图学等分支学科。大地测量学研究和测定地球的形状、大小和地球重力场,以及地面点的几何位置的理论和方法。普通测量学 研究地球表面局部区域内控制测量和地形图测绘的理论和方法。局部区域是指在该区域内进行测绘时,可以不顾及地球曲率,把它当作平面处理,而不影响测图精度。摄影测量学 研究利用摄影机或其他传感器采集被测物体的图像信息,经过加工处理和分析,以确定被测物体的形状、大小和位置,并判断其性质的理论和方法。测绘大面积的地表形态,主要用航空摄影测量。工程测量学 研究工程建设中设计、施工和管理各阶段测量工作的理论、技术和方法。为工程建设提供精确的测量数据和大比例尺地图,保障工程选址合理,按设计施工和进行有效管理。海洋测绘 研究对海洋水体和海底进行测量与制图的理论和技术。为舰船航行安全、海洋工程建设提供保障。地图制图学 研究地图及其编制的理论和方法。下面我将就这几个分支按我理解简单叙述。
大地测量学
大地测量学是测绘学的一个分支。研究和测定地球形状、大小和地球重力场,以及测定地面点几何位置的学科。大地测量学中测定地球的大小,是指测定地球椭球的大小;研究地球形状,是指研究大地水准面的形状;测定地面点的几何位置,是指测定以地球椭球面为参考的地面点的位置。将地面点沿法线方向投影于地球椭球面上,用投影点在椭球面上的大地纬度和大地经度表示该点的水平位置,用地面点至投影点的法线距离表示该点的大地高程。这点的几何位置也可以用一个以地球质心为原点的空间直角坐标系中的三维坐标来表示。大地测量工作为大规模测制地形图提供地面的水平位置控制网和高程控制网,为用重力勘探地下矿藏提供重力控制点,同时也为发射人造地球卫星、导d和各种航天器提供地面站的精确坐标和地球重力场资料。
大地测量学的基本任务是1、研究全球,建立与时相依的地球参考坐标框架,研究地球形状及其外部重力场的理论与方法,研究描述极移固体潮及地壳运动等地球动力学问题,研究高精度定位理论与方法。2、 确定地球形状及其外部重力场及其随时间的变化,建立统一的大地测量坐标系,研究地壳形变(包括地壳垂直升降及水平位移),测定极移以及海洋水面地形及其变化等。研究月球及太阳系行星的形状及其重力场。3、建立和维持具有高科技水平的国家和全球的天文大地水平控制网和精密水准网以及海洋大地控制网,以满足国民经济和国防建设的需要。4、研究为获得高精度测量成果的仪器和方法等。5、研究地球表面向椭球面或平面的投影数学变换及有关的大地测量计算。6、研究大规模、高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法,测量数据库建立及应用等。
几何大地测量学。19世纪起,许多国家都开展了全国天文大地测量工作,其目的并不仅是为求定地球椭球的大小,更主要的是为测制全国地形图的工作提供大量地面点的精确几何位置。为达此目的,需要解决一系列理论和技术问题,这就推动了几何大地测量学的发展。首先,为了检校天文大地测量的大量观测数据,消除其间的矛盾,并由此求出最可靠的结果和评定观测精度,法国的勒让德(AMLegendre)于1806年首次发表了最小二乘法的理论。事实上,德国数学家和大地测量学家CF高斯早在1794年已经应用了这一理论推算小行星的轨道。此后他又用最小二乘法处理天文大地测量结果,把它发展到了相当完善的程度,产生了测量平差法,至今仍广泛应用于大地测量。其次,三角形的解算和大地坐标的推算都要在椭球面上进行。高斯于1828年在其著作《曲面通论》中,提出了椭球面三角形的解法。关于大地坐标的推算,许多学者提出了多种公式。高斯还于1822年发表了椭球面投影到平面上的正形投影法,这是大地坐标换算成平面坐标的最佳方法,至今仍在广泛应用。另外,为了利用天文大地测量成果推算地球椭球长半轴和扁率,德国的FR赫尔默特提出了在天文大地网中所有天文点的垂线偏差平方和为最小的条件下,解算与测区大地水准面最佳拟合的椭球参数及其在地球体中的定位的方法。以后这一方法被人称为面积法。
物理大地测量学。法国的勒让德(AMLegendre)于1806年首次发表了最小二乘法的理论。事实上,德国数学家和大地测量学家CF高斯早在1794年已经应用了这一理论推算小行星的轨道。此后他又用最小二乘法处理天文大地测量结果,把它发展到了相当完善的程度,产生了测量平差法,至今仍广泛应用于大地测量。其次,三角形的解算和大地坐标的推算都要在椭球面上进行。关于大地坐标的推算,许多学者提出了多种公式。高斯还于1822年发表了椭球面投影到平面上的正形投影法,这是大地坐标换算成平面坐标的最佳方法,至今仍在广泛应用。另外,为了利用天文大地测量成果推算地球椭球长半轴和扁率,德国的FR赫尔默特提出了在天文大地网中所有天文点的垂线偏差平方和为最小的条件下,解算与测区大地水准面最佳拟合的椭球参数及其在地球体中的定位的方法。以后这一方法被人称为面积法。
卫星大地测量学。到了20世纪中叶,几何大地测量学和物理大地测量学都已发展到了相当完善的程度。但是,由于天文大地测量工作只能在陆地上实施,无法跨越海洋;重力测量在海洋、高山和荒漠地区也仅有少量资料,因此地球形状和地球重力场的测定都未得到满意的结果。直到1957年第一颗人造地球卫星发射成功之后,产生了卫星大地测量学,才使大地测量学发展到一个崭新的阶段。
摄影测量学
摄影测量学研究利用摄影机或其他传感器采集被测物体的图像信息,经过加工处理和分析,以确定被测物体的形状、大小和位置,并判断其性质的理论和方法。测绘大面积的地表形态,主要用航空摄影测量摄影测量学。根据地面获取影像时,摄影机安放的位置不同,摄影测量学可以分为航空摄影测量学、航天摄影测量与地面摄影测量。航空摄影测量:将摄影机安放在飞机上,对地面进行摄影,这是摄影最常用的方法。航空摄影测量所用的是一种专门的大幅面的摄影机又称航空摄影机。航天摄影测量学:随着航天、卫星、遥感技术的发展而发展的摄影测量技术,将摄影机安装在卫星上。近几年来,高分辨率卫星摄影的成功应用,已经成为国家基本地图测图、城市、土地规划的重要资源。近地摄影测量是将摄影机安装在地面上进行的摄影测量。
摄影测量学的一些基本原理包括影象与物体的基本关系、影象与地图的关系、摄影机的内方位元素、外方位元素、共线方程、立体观测方法等。在影像上进行量测和解译,主要工作在室内进行,无需接触物体本身,因而很少受气候、地理等条件的限制;所摄影像是客观物体或目标的真实反映,信息丰富、形象直观,人们可以从中获得所研究物体的大量几何信息和物理信息;可以拍摄动态物体的瞬间影像,完成常规方法难以实现的测量工作;适用于大范围地形测绘,成图快、效率高;产品形式多样,可以生产纸质地形图、数字线划图、数字高程模型、数字正摄影像等。
摄影测量学的研究方向。1、数字摄影测量:以航空影像和卫星米级高分辨率影像为数据源,扩展计算机立体相关理论与算法,发展立体几何模型确定和精化的新方法,以及研究困难地区数字立体测图的新技术;研究近景(地面)摄影测量中的数字相机的快速检校新算法,数字影像精确匹配问题,以及在工业生产过程自动监测和土木工程建筑物(如桥梁和隧道)形变监测中的问题。2遥感技术及应用以多光谱、多分辨率和多时相卫星影像为数据源,研究地表变迁及地质调查的遥感新方法;研究地球资源(如土地利用)变化检测的有效方法,发展半自动或全自动化的遥感监测手段;开发监测城市环境污染和自然灾害(如洪水与森林、农作物病虫害)的实用遥感系统,等等。基于合成孔径雷达图像,开展干涉雷达(InSAR)等技术的地表三维重建、大范围精密地表形变(包括滑坡、城市沉降和地壳形变)探测和气象变化监测的研究。33S技术及应用研究车载CCD序列影像测图的方法和算法,为线性工程勘测和调查提供快速而有效的地面遥感测量手段;研究包括遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)在内的3S技术集成的模式和方法,为我国西部大开发的铁路、公路建设探索全新的勘测设计手段。
地图制图学
地图制图学是研究地图及其编制和应用的一门学科。它研究用地图图形反映自然界和人类社会各种现象的空间分布,相互联系及其动态变化,具有区域性学科和技术性学科的两重性,亦称地图学。
地图制图学的理论与技术。地图编制研究制作地图的理论和技术。主要包括:制图资料的选择、分析和评价,制图区域的地理研究,图幅范围和比例尺的确定,地图投影的选择和计算,地图内容各要素的表示法,地图制图综合的原则和实施方法,制作地图的工艺和程序,以及拟定地图编辑大纲等。地图整饰研究地图的表现形式。包括地图符号和色彩设计,地貌立体表示,出版原图绘制以及地图集装帧设计等。地图制印研究地图复制的理论和技术。包括地图复照、翻版、分涂、制版、打样、印刷、装帧等工艺技术。此外,地图应用也已成为地图制图学的一个组成部分。它主要研究地图分析、地图评价、地图阅读、地图量算和图上作。
地图制图学的发展趋势随着现代科学技术的发展,地图制图学也进入了新的发展阶段,其主要特点和趋势为:①地图制图学作为区域性学科,其重点已由普通地图制图转移到专题地图制图,并向综合制图、实用制图和系统制图的方向发展。②地图制图学作为技术性学科,正在向机助制图方向发展,有可能逐步代替延续几千年的手工编图的作业方法。③随着地图制图学同各学科间的相互渗透,产生了一些新的概念和理论。例如,以地图图形显示、传递、转换、存储、处理和利用空间信息为内容的地图信息论和地图传输论;研究经过地图图形模式化建立地图数学模型和数字模型的地图模式论;研究用图者对地图图形和色彩的感受过程和效果的地图感受论;研究和建立地图语言的地图符号学,等等。
工程测量学
工程测量学是研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的控制和地形测绘、施工放样、变形监测的理论和技术的学科。测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现代发展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。
工程测量学的理论平差理论。最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型,它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上,主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的影响,对参数和残差统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要,导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论,以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际,出现了稳健估计(或称抗差估计);针对法方程系数阵存在病态的可能,发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别,稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。
海洋测绘
海洋测绘是以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制工作。主要包括海道测量、海洋大地测量、海底地形测量、海洋专题测量,以及航海图、海底地形图、各种海洋专题图和海洋图集等的编制。
海洋测绘的基本理论与方法。测量方法主要包括海洋地震测量、海洋重力测量、海洋磁力测量、海底热流测量、海洋电法测量和海洋放射性测量。因海洋水体存在,须用海洋调查船和专门的测量仪器进行快速的连续观测,一船多用,综合考察。基本测量方式包括:①路线测量。即剖面测量。了解海区的地质构造和地球物理场基本特征。②面积测量。按任务定的成图比例尺,布置一定距离的测线网。比例尺越大,测网密度愈密。在海洋调查中,广泛采用无线电定位系统和卫星导航定位系统。海洋测量的基本理论、技术方法和测量仪器设备等,同陆地测量相比,有它自己的许多特点。主要是测量内容综合性强,需多种仪器配合施测,同时完成多种观测项目;测区条件比较复杂,海面受潮汐、气象等影响起伏不定;大多为动态作业,测者不能用肉眼通视水域底部,精确测量难度较大。一般均采用无线电导航系统、电磁波测距仪器、水声定位系统、卫星组合导航系统、惯性导航组合系统,以及天文方法等进行控制点的测定和测点的定位;采用水声仪器、激光仪器,以及水下摄影测量方法等进行水深测量和海底地形测量;采用卫星技术、航空测量以及海洋重力测量和磁力测量等进行海洋地球物理测量。
现代测绘中的新技术
随着电子信息技术、通信技术、网络技术等的飞速发展,测绘学也迎来发展的机遇与挑战。测量理论,测量方法,测量仪器的改进推动了测绘学科的发展,现在的测绘不但测量精度大大提高,测量时间大大的减少,劳动强度降低,测绘工作者也不再是人民眼中“农民工”。这些新技术包括:1、卫星导航定位技术。以美国的GPS,俄罗斯的GLONASS,中国的北斗以及在建的欧盟的GALILES为代表的的定位系统为测绘工作带来极大的方便,而且提高了精度。2、RS(遥感),他是一种不通过接触物体本身,用传感器采集目标的电磁波信息,经过处理、分析后识别目标物的现代科学技术。我们武汉大学在遥感方面实力强大,遥居亚洲第一。3、数字地图制图技术。4、GIS(地理信息系统)GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说,地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。5、3S集成技术。即GPS、GIS与RS技术的集成,是当前国内外发展的趋势。在3S技术的集成中,GPS主要用于实时快速的提供物体的空间位置;RS用于实时快速的提供大面积的地表物质及其环境的几何与物理信息,以及他们的各种变化;GIS则是对多种来源时空数据的综合处理分析和应用的平台。6、虚拟现实摸型技术,他是由计算机构成的高级人机交换系统。
测绘学博大精深,我们对它的了解还很肤浅,但我相信在我们回在今后的学习工作中对它有更深的了解,并且,在不久的将来我们必将献身测绘事业,献身祖国的建设事业,成为一个21世纪合格的测绘工作者和祖国的建设的接班人!
首先我们要清楚,不管是航空摄影设备,还是其他任何一种商品,“一分价钱一分货”是永远没有错的。题主好奇为什么有些设备卖得贵,那就给您解释一下:
航空摄影设备分为量测相机和非量测相机,我们通常说的数码航摄仪是量测相机,相幅大,航摄时由有人驾驶的大飞机搭载,航摄效率高,其镜头质量要求极高,出厂时进行检校,消除镜头的畸变差,获取的影像色彩经过自带的软件进行融合处理,色彩与实际地物影像高度一致。
普通相机是非量测相机,镜头有畸变差,获取的影像色彩失真严重,通常由无人机搭载,航摄效率低。
这样说,就能理解为什么有些航空摄影的设备卖得贵了。
以上就是关于建筑测绘过程中需要注意的问题全部的内容,包括:建筑测绘过程中需要注意的问题、测绘的历程、短文阅读《思维像风儿一样自由》等相关内容解答,如果想了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!
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