《变形监测》学生学习指南

1、变形监测课程学生学习指南东东华华理理工工大大学学高高等等职职业业技技术术学学院院2013 年 07 月目 录一、明确培养目标，了解岗位任务与要求一、明确培养目标，了解岗位任务与要求 .1 1（一）基本素质目标： .1（二）能力目标： .1（三）岗位工作任务与能力素质要求 .2二、二、变形监测变形监测课程学习目标课程学习目标 .5 5三、学习本课程应具备的知识和技能基础三、学习本课程应具备的知识和技能基础 .6 6（一）知识基础 .6（二）技能基础 .6四、本课程与其他课程的关系四、本课程与其他课程的关系 .7 7五、课程学习指南五、课程学习指南 .7 7变形监测学习指南一、明确培养目标，了解岗

2、位任务与要求一、明确培养目标，了解岗位任务与要求培养德、智、体、美全面发展，具备良好的职业道德和科学文化素养，掌握必备的工程测量理论知识，具有熟练的专业技能，在测绘、水利、电力、交通、国土资源、城市规划、建筑、冶金、地质、矿山、林业、农业、石油、海洋等行业生产一线，能胜任工程建设规划及勘察设计、工程施工、运营管理阶段测绘工作的高端技能型人才。（一）基本素质目标：（一）基本素质目标：爱党爱国积极向上的人生态度诚实守信的品质身心健康（二）能力目标：（二）能力目标：1.专业能力：测量仪器、工具的选择、使用与维护能力平面和高程控制网加密测量能力地形图测绘能力工程施工测量能力测量数据处理与分析能力矿山及

3、其它地下工程环境下的测量作业能力开采沉陷与建筑物变形监测能力GIS 技术应用与维护能力数字摄影测量 4D 数据生产能力地籍测绘能力卫星定位测量能力测量技术文件的编写能力2.方法能力：查阅应用测绘技术资料的能力测绘新技术学习与应用能力较强的观察、判断和应变能力作业的计划、组织能力作业质量的评价、控制与改进能力3.社会能力：团队协作、服务与沟通能力良好的职业道德适应艰苦作业环境的能力保障人身及仪器设备安全的能力严格执行测绘行业法规、规范和标准的能力测绘业务管理能力（三）岗位工作任务与能力素质要求（三）岗位工作任务与能力素质要求工程测量技术专业毕业生的主要就业岗位、岗位职责及能力与素质要求见表 1.

4、表 1. 工作任务与岗位能力分析表工作任工作任务领域务领域典型工作任务典型工作任务职业能力职业能力坐标正反算能够完成由坐标方位角和边长计算坐标、由坐标反算坐标方位角和边长。三、四等及等外水准测量能够进行三、四等水准测量方案设计、外业观测、记录、测站检查以及内业计算与提交成果。水平角、竖直角测量能够完成测回法、方向法角度测量、记录与计算，垂直角观测记录与计算，进行记录数据的检查与整理。距离测量能够用钢尺、全站仪进行离测量、记录、计算。导线测量外业和内业能够完成导线点的方案设计、工作组织、选点埋石和点之记、测角量边、导线手工计算及软件计算。GPS RTK 测量能够进行基准站、流动站建立，坐标系统建

5、立及点校正，数据通讯。控制点的展绘能够用手工或数字测图软件完成图根控制点展绘及检查。三角高程测量能够完成三角高程测量外业观测、记录及检查，完成三角高程内业计算。地形图地形图测绘测绘碎部测量能够用经纬仪、全站仪进行地形、地物特征点数据采集。地形绘图能够用最新图式、图例绘制地形图。地形图应用能够进行坐标、距离、面积、坡度查询与计算，断面图绘制等。野外数据采集与通讯能够用全站仪完成野外数据（坐标或角度边长）采集与通讯。城镇数字地形图绘制能够利用数字测图软件绘制城镇地形图。坡坎处理与等高线绘制能够利用数字测图软件绘制坡坎及等高线。数字测图软件在工程测量中的应用能够使用绘图软件进行坐标、距离、面积、坡度

6、查询与计算，断面图绘制，填挖方计算。地形图测绘技术报告编写能够按规范编写地形测量技术总结报告。观测值误差计算能够进行真误差及改正数的计算。误差传播定律应用能够进行倍数函数、和差函数、线性函数、一般函数的误差计算。直接平差能够完成列误差方差、法方程组及解算，平差值计算，精度评定条件平差能够列条件方程，组成与解算法方程，平差值计算，精度评定。导线严密平差能够手工或使用软件进行导线网严密平差计算。平差软件的安装设置与使用能够完成常用平差软件的安装与配置，导线网、水准网、三角网平差计算与精度评定。测量数测量数据处理据处理数据处理成果与其它测绘软件或设备共享能够完成坐标数据文件内容的编辑，数据文件与数字

7、测图软件或其它软件的共享，数据文件与全站仪、GPS 手簿等测量设备的通讯。精密水准测量能够完成二等水准测量的方案设计、外业实施与测站检核、水准测量概算与平差计算。精密导线测量能够完成四等导线方案设计、外业实施与测站检核，导线测量概算与平差计算。高斯投影正反算大地坐标 B/L 和高斯平面坐标 XY 之间的相互换算。控制控制测量测量不同坐标系统间的坐标转换高斯投影换带计算，不同参考椭球之间高斯平面坐标的换算。静态 GPS 卫星测量数据采集与通讯静态 GPS 测量外业实施，外业观测手簿记录，GPS 采集数据与计算机通讯及预处理。静态 GPS 测量数据解算TGO1.63 静态数据处理全过程与数据输出。

8、GPS RTK 数据采集与放样基准站、流动站建立，坐标系统建立及点校正，数据采集与通讯，数据文件编辑。点、线放样。GPSGPS 测测量量GPS 数据与其它测绘TGO 软件或 GPS 手簿坐标数据文件内容的编辑与输出，软件及设备的共享输出的数据文件与数字测图软件或其它软件的共享，数据文件与全站仪等测量设备通讯。三参和七参计算利用 GPS 软件或 COORD 软件计算区域三参或七参。编制测量计算程序VB 程序语言语法规范，坐标正反算算法，角度弧度转化算法，导线平差算法。测量计算程序安装、调试与应用测量计算程序安装，输入，调试。测量程测量程序编制序编制建立数据库数据库软件 access 功能操作，数

9、据库设计，测量数据结构。地籍测量外业调查街道、街坊、门牌调查，界址点确定地籍控制测量与碎部测量导线测量，界址点数据采集地籍测量制图绘制宗地图，输出宗地表土地面积量算地籍数据库的操作运行地籍地籍测量测量土地管理土地利用状况调查与管理工业场地控制测量工业场地导线网或方格网及水准网建立。角度、长度和点位放样计算放样数据，全站仪角度、距离测设，全站仪（RTK）坐标放样。高程放样水准仪高程放样，全站仪高程放样。工业与民用建筑施工测量填挖方量测量计算，开槽线放样，轴线测设，高程传递，竣工测量。建筑物变形观测沉降观测，水平位移观测。地质勘探工程测量勘探线测设，勘探点位放样，断面测量铁路与公路施工测量线路控制

10、网复测，中线里程桩设计坐标和高程计算，中线、边线放样，开槽边线放样，纵横断测绘，高程放样，填挖方量测量计算，竣工测量。工程工程测量测量城市轨道交通施工测量精密全站仪、水准仪使用，线路控制网复测，中线里程桩设计坐标和高程计算，中线放样，开槽边线放样，纵横断测绘，高精度高程放样，填挖方量测量计算，盾构定向测量，竣工测量。基准点和观测点布置基准点位置选择，基准点类型确定，基准点埋设与保护。基准网的测量按工程测量规范规定的一等（水平或垂直）精度进行基准网观测，检测基准点（网）的稳定性。观测点位置观测按工程测量规范规定的二等（水平或垂直）精度进行监测网观测。建筑物建筑物变形观变形观测测变形观测的成果整理

11、利用变形观测数据处理软件处理观测数据，进行分析和预计，编写变形监测报告。摄影测量野外调绘能够在实地对照现状对摄影测量图片进行地物、属性及变更的调查与补测。摄影测量及遥感相关软件应用能够安装、调试、应用摄影测量及遥感相关软件摄影测量图片处理能够利用摄影测量图片及相关软件进行数据采集与成图。遥感与遥感与摄影测摄影测量量遥感影像处理能够利用摇撼影像及相关软件进行空间与属性数据采集。属性数据采集属性库设计，建立；属性数据采集，录入（Mapinfo 或ARCGIS）。空间数据采集矢量数据栅格化；各种空间数据格式转化；空间数据描绘。（Mapinfo 或 ARCGIS）。地理信息系统建立空间数据和属性数据集

12、成，更新。地理信地理信息系统息系统应用应用地理信息系统应用空间查询，空间分析。分析井下作业环境能够了解分析井下作业环境，并掌握适合井下环境下的作业能力井下导线测量外业能按规范进行井下导线设计，组织实施井下导线测量的布置及测角量边井下导线内业能够手工或使用软件完成导线内业计算、展点及绘图井下高程测量能完成井下高程测量的方案设计及组织实施矿井定向测量具备实施矿井几何定向及陀螺经纬仪定向的能力，能够编写技术总结报告立井导入高程具备实施矿井几何定向及陀螺经纬仪定向的能力，能够编写技术总结报告巷道中腰线标定能够按照巷道施工要求完成中腰线标定，并与掘进人员进行沟通，保证施工质量井巷贯通测量能够进行贯通测量

13、方案设计，组织实施贯通测量实测与计算矿山测量误差分析能够分析各环节测量误差的来源并采取措施消除或减小误差影响，能够进行误差预计，并根据预计结果指导测量设计。具备编写技术设计及总结报告的能力矿山测矿山测量量矿图绘制、识读与应用能够根据测量数据绘制矿图，并应用矿图进行测量设计指导施工二、二、变形监测变形监测课程学习目标课程学习目标1掌握下列变形监测技术的原理、方法：水平位移、垂直位移监测；倾斜、挠度、弯曲、扭转、裂缝等的测量；2了解与变形有关的物理量的监测，如应力、应变、温度、气压、水位、扬压力等的监测；3熟悉变形监测方案设计的内容，包括：测量方法和设备的选择；监测网的布设；测量精度和观测周期的确

14、定；4了解变形监测的相关方法，包括：常规的大地测量方法，如精密高程测量、精密距离测量、角度测量等；专门的测量手段和技术，如液体静力水准、准直测量、应变测量、倾斜测量等；空间测量技术，如 GPS 测量、InSAR 技术；5掌握测量基准点的布设要求及原理，了解基准点稳定性要求，定期进行基准点与工作基点联系测量的必要性，工作基点稳定性判别的一般方法；6了解变形观测数据处理的基本内容，能根据变形观测外业数据进行诸如整理、整编观测资料，计算测点坐标和变形量，以及初步分析变形的显著性，规律和成因等；7掌握变形观测资料的整理、整编过程、方法，即：对观测记录进行校核、检查是否有记录、计算错误；数据的存档与入库

15、；绘制相应的图表（如变形过程线、测站分布图等）。8了解变形分析的常用方法。包括：作图分析，即将观测资料绘制成各种曲线；统计分析，用数理统计方法分析计算各种观测物理量的变化规律和变化特种，分析观测物理量的周期性、相关性和发展趋势；对比分析；建模分析，即建立数学模型，用以分离影响因素，研究观测物理量变化规律，进行预报和实现安全控制；9掌握变形监测成果的整理与提交内容。包括：技术设计书和测量方案；监测网和监测点布置图；标石、标志规格及埋设图；仪器的检校资料；原始观测记录；平差计算、成果质量评定资料；变形观测数据处理分析和预报资料；变形过程和变形分布图表；变形监测、分析和预报的技术报告。三、学习本课程

16、应具备的知识和技能基础三、学习本课程应具备的知识和技能基础（一）知识基础（一）知识基础1掌握测量学、测量平差、控制测量、工程测量等课程的基本知识；2具备一定的工程建设感性认识；3. 具备一定的数据统计与概率论，特别是有关假设检验与回归分析的基础知识。（二）技能基础（二）技能基础1能熟练使用水准仪、经纬仪、全站仪等常用测量仪器；2了解测量平差基本原理，能使用常规测量平差软件处理一般测量外业观测数据；3具备控制测量、工程测量与数理统计等知识基础。四、本课程与其他课程的关系四、本课程与其他课程的关系变形监测课程要求在学生修完地形测量、控制测量、GPS 测量、测量数据处理、工程测量等课程之后开设。学生

17、修完地形测量、GPS 测量等课程，已经熟悉常规测绘仪器的基本操作；修完测绘数据处理，已经了解测绘数据处理的理论基础，熟悉经典平差方法，并用会运用相关的平差软件处理经典平差计算；地形测量、控制测量和工程测量课程修完后，学生还将具有一定的工程与工程建设方面的知识，具备导线测量、水准测量、三角高程测量、GPS 控制测量等基本技能，对测量控制网的设计、布设、观测、数据处理与精度分析有比较明确的了解。在变形监测课程中，常规测量仪器的使用、控制测量设计与布设、测绘数据的平差处理等基本能力，都将在变形监测课程中继续得到运用并升华，在此基础上，变形监测课程主要侧重培养学生能针对工程处的地理环境 、变形监测的性

18、质、作用及要求，设计并布设变形监测系统，实施工程变形监测，对监测数据进行处理与分析，为工程建设或运营管理安全提供测绘保障，满足工程测量一线技术人员工程变形监测基本能力要求。五、课程学习指南五、课程学习指南课程学习目标、学习内容、学习重点难点及自主学习途径见学习指南如表 2。表 2. 变形监测各情境学习指南序序号号学习学习情境情境任务任务学习目标学习目标学习内容学习内容重点难点重点难点自主学习途径自主学习途径1负责人说课负责人说课1.了解工程变形监测的性质；2.了解工程变形监测的内容；3.了解岗位要求与课程目标；1.工程变形监测的概念与性质；2.变形监测工作内容与意义。重点：重点：变形监测的性质

19、、内容与意义。1观看教师讲课视频、查看电子教案；2阅读本单元教材和参考资料；任务任务 1变形监测网的布设与观测（1）掌握基点的设计、埋设；（2）掌握工作基点的设计、埋设；（3）掌握基点间、基点到工作基点间设计水准路线往返二等水准观测、记录，成果整理方法。（1）基点的设计、埋设；（2）工作基点的设计、埋设；（3）基点间、基点到工作基点间设计水准路线往返二等水准观测、记录，成果整理。重点：重点：掌握变形监测的原理。难点：难点：掌握变形监测网的设计原理。1查看电子教案，选用教材；2阅读本单元学生手册和参考资料；3通过在线答疑向老师咨询；在论坛和同学交流；2学学习习情情境境一一变形控制网建立任务任务

20、2变形控制网平差与精度分析（1）了解经典平差、拟稳平差及自由网平差三种平差模型；（2）掌握结合具体算例进行平差模型对观测数据进行处理的方法；（3）了解结合平差结果处理工程实际进行精度分析的过程与方法。1.三种平差模型的原理2.通过软件介绍平差数据处理方法；3.了解平差模型的适用条件与选择方法。重点：重点：经典平差模型的理解与应用难点：难点：自由网平差的原理及适用范围。1查看电子教案及选用教材；2阅读本单元学生手册和参考资料；3通过在线答疑向老师咨询；在论坛和同学交流；任务任务 1变形监测点布设1.理解监测点的布设原则；、2.熟悉典型工程变形观测点的布设特点及布设方法1. 变形监测点布设要求：有

21、足够的点数；应考虑特征点；应与变形体紧密结合在一起；2. 熟悉工民建、大坝等变形监测点的位置选择与埋设方法。重点：重点：1.变形监测点的布设原则。难点：难点：1.通过监测点的布置能反映工程整体的变形情况1查看电子教案及选用教材；2阅读本单元学生手册和参考资料；3通过在线答疑向老师咨询；在论坛和同学交流；4在实训基地进行自主训练。任务任务 2垂直位移观测结合典型工程实例，掌握：（1）基点网观测、变形点的观测；（2）对观测结果进行精度分析与技术总结。1.基点间观测方法；2.基点与监测点间的观测方法；3.监测数据质量判定准则及数据处理方法。重点：重点：一、二等水准观测方法在垂直位移观测中的应用。难点

22、：难点：领会提高变形观测的方法。1查看电子教案及选用教材；2阅读本单元学生手册和参考资料；3通过在线答疑向老师咨询；在论坛和同学交流；4在实训基地进行自主训练。任务任务 3水平位移观测结合典型工程实例，掌握：（1）基点稳定性的判别方法；（2）对监测点进行距离、方向的正确观测（2）对观测结果结合工程实际进行精度分析与技术总结。1.如何对基准点的稳定进行判别；2.结合规范要求控制观测数据的质量；3.根据实测资料计算变形监测数据；4.观测成果的质量判定方法重点：重点：1.如何进行观测数据质量控制难点：难点：对基准点的稳定性的考虑与判别1查看电子教案及选用教材；2阅读本单元学生手册和参考资料；3通过在

23、线答疑向老师咨询；在论坛和同学交流；4对案例资料进行分析。3学学习习情情境境二二变形点监测任务任务 4倾斜观测结合典型工程案例，掌握：（1）对设置的监测点的观测；（2）对观测数据进行（1）严格按既定的设计方案进行，控制好各项限差；（2）观测时保证通视条件良好。重点：重点：1.根据工程实际设计监测方案难点：难点：工程倾斜观测的目的与监测方案选择1查看电子教案及选用教材；2阅读本单元学生手册和参考资料；3通过在线答疑向老师咨询；在论坛和同学交流；处理，用于进行倾斜变化情况的分析。4用模拟数据进行相关计算。任务任务 1大型钢结构变形监测（1）了解钢结构变形监测任务要求；（2）理解监测点标志设置方法；

24、（3）了解监测精度确定和监测仪器、工具选择方法；（4）理解高程基准设置与监测实施过程；（5）理解挠度监测资料整理内容和方式。1.钢结构建筑变形监测要求；2.钢结构变形监测方法；3.钢结构变形监测资料整理与成果报告。重点：重点：1.钢结构建筑的特点；2.钢结构变形监测的目的；难点：难点：变形监测方案的制定和监测用仪器、工具的选择。1查看电子教案及选用教材；2阅读本单元学生手册和参考资料；3通过在线答疑向老师咨询；在论坛和同学交流；4对案例资料进行分析。任务任务 2大型桥梁变形监测（1）熟悉桥梁变形监测的主要内容；（2）了解桥梁墩台沉降观测；（3）了解大桥跨河承台水平位移观测。（1）监测川槎桥梁墩

25、台沉降中，基准点间的观测采用三等水准；观测点的观测精度采用四等水准；（2）监测川槎大桥跨河承台水平位移，采用基准线测小角法，方向观测采用二等三角网观测精度。重点：重点：1.了解桥梁变形监测的主要内容；难点：难点：1.结合工程与环境要求，制定有效观测方案。1查看电子教案及选用教材；2阅读本单元学生手册和参考资料；3通过在线答疑向老师咨询；在论坛和同学交流；4对案例资料进行分析。4学学习习情情境境三三特殊建筑物变形监测任务任务 3地下工程变形监测（1）了解地下工程变水平位移观测内容与方法；（2）了解地下垂直位移观测内容结合实例，领会：（1）水平位移监测按附合导线进行，参照三等导线标准进行；（2）沉降观测按附合水准路线进重点：重点：1.了解地下工程结构特点及变形监测的要求；难点：难点：能结合工程建设不同阶段及周围环1查看电子教案及选用教材；2阅读本单元学生手册和参考资料；3通过在线答疑向老师咨询；在论坛和同学交流；与方法。行，按二等水准规范进行；（3）变形监测点位置及结构形式由设计和测绘人员一起参与确定。境情况进行变形监测方案设计。4对案例资料进行分析。任务任务 4边坡变形监测（1）了解边坡稳定性监测的作用；（2）边坡稳定性监