工程测量学复习材料.docx
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工程测量学复习材料
工程测量学复习资料绪论
1、工程测量学的定义。
P1
（1）工程测量学是研究各种工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。
（2）工程测量学主要研究在工程、工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的地形和有关信息的采集和处理、施工放样、设备安装、变形监测分析和预报等的理论、方法和技术，以及研究对测量和工程有关的信息进行管理和使用的学科，它是测绘学在国民经济和国防建设中的直接应用。
（3）工程测量学是研究地球空间（包括地面、地下、水下、空中）中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论、方法和技术的一门应用性学科。
2、广义工程测量学。
PPT
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。
3、工程测量学的相关组织与机构。
PPT
（1）国际测量师联合会（FIG）之第六委员会为“工程测量委员会（EngineeringSurveys）”。
（2）“工程测量国际学术讨论会”德国、瑞士、奥地利三个德语系国家自20世纪50年代发起组织了一个“工程测量国际学术讨论会”，每隔3~4年举行一次会议。
到2004年已有14届了，每一届都有几个与当时发展有关的专题。
（3）中国测绘学会下设有工程测量分会。
每2年举办一次全国性的学术会议。
（4）各省的测绘学会，下设有工程测量专业委员会。
4、工程测量学的发展趋势和特点。
PPT
“六化”：
测量内外业作业的一体化；数据获取及处理的自动化；测量过程控制和系统行为的智能化；测量成果和产品的数字化；测量信息管理的可视化；信息共享和传播的网络化。
“十六字”：
精确、可靠、快速、简便、实时、持续、动态、遥测。
第一章工程建设对地形图的要求与测绘
1、测绘资料要满足工程建设规划设计的需要，其主要质量标准是什么？
P10
（1）地形图的精度
（2）比例尺的合理选择（3）测绘内容的取舍适度
2、平板仪测图的地形图平面位置的精度衡量指标？
用图根点直接测定的地物点平面位置的中误差来源？
P12
（1）地形图平面位置的精度可用地物点相对于邻近图根点的点位中误差来衡量。
（2）在图上，用图根点直接测定的地物点平面位置的中误差来源主要有：
图根点的点位中误差；图根点测定地物点距离产生的中误差图根点测定地物点方向产生的中误差；地物点的刺点中误差
·图根点的点位中误差（约为0.2mm）：
包括图根点的测量中误差和图根点的展绘中误差。
1
·地物点的刺点中误差（约为0.2mm）：
来源于分划尺分划误差、读数凑整误差、根据距离刺点的误差、针孔偏心误差等。
（具体公式见课本）
3、平板仪测图的地形图高程的精度衡量指标？
影响地形图高程精度的中误差来源？
P12
（1）地形图高程的精度，是根据地形图按等高线所求得的任意一点高程相对于邻近图根点的高程中误差来衡量的。
因此，地形图的高程精度是指等高线所表示的高程精度。
（2）影响地形图高程精度的因素对大比例尺地形图来说，主要有：
测定地形点的高程误差；地形概括误差；勾绘等高线的误差
（3）补充：
实际地面是起伏不平的，而在测图时则将相邻两个地形点间的不规则曲线视为直线，由此而引起的高程误差称为地形概括误差。
4、地面数字测图时，地物点平面位置的精度衡量指标？
影响因素有哪些？
PPT
（1）数字法测图时，地物点平面位置的精度可用地物点相对于邻近的图根点的点位（在实地的）中误差来衡量。
（2）
m物
2222
m定m中m测m重
分别表示：
定向误差对平面位置的影响；对中误差对平面位置的影响；观测误差对地物点平面位置的影响；棱镜中心与待测地物点不重合对地物点平面位置的影响5、地面数字测图时，地物点高程的误差来源？
PPT
测距误差；测角误差；量测仪器高；目标高误差；球气差影响6、《工程测量规范》对于测图比例尺选用的规定？
P17
《工程测量规范》中规定，测图的比例尺根据工程性质、设计阶段和规模大小，可按表1-12
注：
对于精度要求较低的专用地形图，可按小一级比例尺地形图的规定进行测绘或利
用小一级比例尺地形图放大成图。
7、通用地形图。
P17通用比例尺为1:
10008、数字地面模型、数字高程模型。
P23
（1）数字地面模型（DigitalTerrainModel，DTM）是表示地面起伏形态和地表景观的一系列离散点或规则点的坐标数值集合的总称。
（2）用一系列地面点的x、y位置及其相联系的高程表示区域地面形状的模型，称为数字高程模型（DigitalElevationModel，DEM）。
第二章线路设计阶段的测绘工作
1、铁路勘测设计一般要经过哪些过程。
P32
铁路勘测设计一般要经过下列过程，即：
方案研究（室内研究、现场踏勘、提出方案报告）、初测、初步设计、定测、施工设计等过程。
2
2、线路初测P32、定测的主要任务。
P42
（1）初测的主要任务是提供沿线大比例尺带状地形图以及地质和水文方面的资料。
（2）定测的主要任务是准确地把初步设计的纸上线路测设到实地上，并且结合现场的具体情况改善线路的位置。
3、线路测量的特点。
P37
线路在勘测设计阶段的测量工作，称为线路测量。
根据线路工程的作业内容，线路测量具有全线性、阶段性和渐近性的特点。
·全线性：
是指测量工作贯穿于线路工程建设的全过程。
例如铁路、公路工程从项目立项、决策、勘测设计、施工、竣工图编制、营运监测等都需进行必要的测量工作。
·阶段性：
既体现了测量技术本身的特点，也是路线设计过程的需要。
在不同的实施阶段，所进行的测量工作内容与要求也不同，并要反复进行，而且各阶段之间测量工作也不连续。
·渐近性：
说明了线路测量在项目建设的全过程中，历经了由粗到精、由高到低的过程。
4、线路初测中，GPS控制网的点位布设要求。
P39
GPS控制网的点位除满足GPS要求外，尚需考虑有利于后续用全站仪加密布设附合导线或施工放样的需要。
点位应选在沿线路方向离线路中线50~300m、稳固可靠且不易被施工破坏的范围内。
一般每隔5km左右设置一对相互通视的、边长为500~1000m的GPS点。
5、《新建铁路工程测量规范》对于线路初测导线联测的规定。
P40
6、在利用国家控制点进行线路初测导线检核时，要考虑哪些问题？
坐标增量总和要做哪两步改化？
P40、P41
（1）换带计算问题
在利用国家控制点进行导线检核之前，首先要考虑所用的控制点是否在同一个高斯投影带内，若不在同一投影带内则应进行换带计算。
（2）坐标增量的改化问题
由于国家控制点坐标均为高斯平面上的坐标，因此在导线检核前必须将坐标增量改化至高斯平面上。
（3）两步改化：
（1）将坐标增量总和改化至参考椭球面上；（公式见课本）
（2）把改化至参考椭球面的坐标增量总和化算至高斯投影面上。
7、基平测量、中平测量。
P41
根据工作目的及精度的不同，初测阶段的水准测量分为：
基平测量：
沿线路布设水准点，作为线路高程控制点。
中平测量：
测定导线点及中桩的高程。
8、什么是中线测量？
P42
中线测量是将纸上线路测设到实地上的工作，它是依据初测导线点定出设计的纸上线路，再沿此线路测设中线桩（百米桩和加桩）和曲线。
9、线路定测中，将纸上线路测设到实地的方法有哪些？
P42、P46穿线放线法；拨角放线法；RTK法；全站仪极坐标法
3
10、线路纵断面图、线路横断面图定义、坐标轴、比例尺、观测计算。
P47、P48、PPT
（1）线路纵断面图表示了沿中线方向的地势起伏形状，设计中用于研究线路空间线型的起伏布置。
线路纵断面图是以中桩的里程为横坐标，以其高程为纵坐标而绘制的。
·常用的里程比例尺有1:
2000和1:
1000。
为明显表示地形起伏状态，通常使高程比例尺为水平比例尺的10～20倍。
（2）线路横断面图反映了各中桩处垂直于线路中线方向的地面起伏情况，设计人员结合当地的地形、地质、气候和水文等自然因素，用于确定横断面的形式、各部分位置和尺寸，并为路基土石方量的计算提供依据。
（结合课本总结）
·绘制横断面图的纵横比例尺相同，一般采用1:
100或1:
200。
·步骤：
（一）确定横断面方向
（二）横断面上点位的测定（三）绘制横断面图第四章专题图测绘
1、《城市地下管线探测技术规程》对于城市地下管线探测精度的技术规定。
P832、管线探查质量检验方法——开挖验证法、仪器重复探查法的抽样指标。
P833、地下管线探查的各类方法的依据？
P83-P86、PPT各类探查方法的依据——地下管线与周围介质之间的：
1、电磁法——导电性及导磁性差异2、磁法——磁性差异3、地震波法——弹性差异4、直流电法——电阻抗差异5、红外辐射法——热的红外辐射差异4、竣工图测绘的特点（图面复杂、精度与比例尺）。
P96-P97，P98
（1）竣工图的图面内容相当复杂；
除了要绘制一般地形图上应有的地形、地物和一般的注记之外，还要把地上地下管线位置，所测细部特征点的坐标、高程，管线、道路等设施的材料、管径、方向等各种特征元素在竣工图中进行详细的表示和注记。
（2）竣工图的精度取决于细部特征点的坐标和高程的测量精度，而不取决于测图比例尺。
竣工图上所有建（构）筑物、管线等重要地物的细部特征点的坐标和高程是采用解析法测定，并在图上注记或附有《细部坐标与细部高程表》；竣工图测图比例尺的大小主要考虑图纸负荷和设计使用方便问题，不作为测图精度的依据。
5、房产测绘与地形图测绘、地籍测量的区别与联系。
P102
（1）地形图测绘是使用测量仪器和工具，将测区内的地物和地貌测绘成地形图，供规划建设、工程建设和国防建设使用；
（2）地籍测量是测定和调查土地及其上附着物的权属、位置、数量、质量和利用现状的测绘工作。
（3）三者既有共性，又有重大的差别。
其共同点是房产测绘最终形成的房产图，其内容与地形测量形成的地形图及地籍测量形成的地籍图，均要表述如下内容：
它们都需要根据城市控制网来进行细部测量，而且最大比例尺都是1:
500，图面上都要表示出城市地面上的主要地物——房屋建物、道路、河流、桥梁及市政工程设施等。
因此，最合理与最经济的施测方法是在城市有关职能部门（城市规划局、房产管理局、国土资源局等单位）的共同协作下，采
4
用三图并出的测绘方法。
（4）在用途上三种图又有所区别：
地形图是一种多用途的基本图；地籍图突出土地的权属关系，主要用于土地管理；房产图突出房产的权属关系，主要用于房产管理。
6、建筑测绘的基本方法。
P113
（1）全站仪数据采集法
（2）近景摄影测量方法（3）三维激光扫描测量方法第五章施工控制网的建立
1、工程控制网按照其用途，可分为哪几类？
P119、PPT依据工程控制网的用途，可将其分为：
·测图控制网：
在工程施工前勘测设计阶段建立，主要是为测绘地形图服务。
·施工（测量）控制网：
为工程建筑物的施工放样提供控制，其点位、密度以及精度取决于建设的性质。
·变形监测网：
在施工及运营期间，为监测建筑工程对象的变形状况而建立的控制网。
·安装（测量）控制网：
通常是大型设备构件安装定位的依据，也是工程竣工后建筑物和设备变形观测及设备调整的依据。
2、施工控制网的特点。
PPT
①控制的范围较小，控制点的密度较大，精度要求较高；②使用频繁；③受施工干扰大；④控制网的坐标系与施工坐标系一致；⑤投影面与工程的平均高程面一致；⑥有时分两级布网，次级网可能比首级网的精度高。
3、施工测量控制网的必要精度的推导。
PPT
4、控制测量中的投影带和投影面的选择，主要是解决什么问题？
有哪些影响因素？
P121控制测量中的投影带和投影面的选择，主要是解决长度变形问题。
这种变形主要由两种因素引起：
（1）实测边长归算到参考椭球面上的变形影响
（2）将参考椭球面上的边长归算到高斯投影面上的变形影响。
5、在工程控制测量时，根据施工所在的位置、施工范围及施工各阶段对投影误差的要求，可采用哪几种平面直角坐标系？
P122、P123
（1）国家3°带高斯正形投影平面直角坐标系
（2）抵偿投影面的3°带高斯正形投影平面直角坐标系（3）任意带高斯正形投影平面直角坐标系
（4）具有高程抵偿面的任意带高斯正形投影平面直角坐标系（5）独立（假定）平面直角坐标
6、不同平面坐标系统间的坐标转换公式。
P124、PPT
7、工程控制网的基准，一、二、三维网的基准情况（约束网、最小约束网、无约束网、秩亏网）PPT
（1）工程控制网的基准就是通过网平差求解未知点坐标时所给出的已知数据，以对网的位置、长度和方向进行约束，使网平差时有唯一解。
5
（2）根据基准的情况，工程控制网的基准可分为：
·约束网：
具有多余的已知数据·最小约束网（经典自由网）：
只有必要的已知数据；·无约束网（自由网）：
无必要的已知数据；
·秩亏网：
少于最小约束条件（没有足够的必要已知数据）（3）一、二、三维网的基准情况·对于一维网（水准网或高程网）：
网中只有一个点的高程已知，为最小约束网；网中有两个以上点（含两个）的高程已知，则为约束网；网中没有一个点的高程是已知的，称自由网（无约束网）。
·对于二维网（平面网），若为测角网，则：
网中只有两个点的坐标已知，为最小约束网；网中有两个以上点（含两个）的坐标已知，则为约束网；网中没有一个点的坐标是已知的，则为自由网（无约束网）。
·对于二维网（平面网），若为测边网或边角网。
网中只有一个点的坐标和一条边的方位角已知，则为最小约束网；若多于最小约束条件（如两个以上点（含两个）的坐标已知），则为约束网；若少于最小约束条件为秩亏网；
如果网中没有一个点的坐标是已知的，称自由网（无约束网）。
·对于三维网，最小约束条件为：
网中有两个点的三维坐标已知，另一条边的方位角已知（为了控制整个网绕两个已知点的连线旋转）；也可以是：
网中有一个点的三维坐标已知，已知一条边长（对于边角网，该条件不需要），已知一条边的方位角，已知两条边的高度角。
凡多于最小约束条件，如有三个以上点（含三个）的坐标已知，则称为约束网；少于最小约束条件则为秩亏网；
无已知坐标、方位角和高度角则为自由网（无约束网）。
8、控制网优化设计的质量标准有哪些？
P125·精度：
描述误差分布离散程度的一种度量；
·可靠性：
发现和抵抗模型误差的能力大小的一种度量；·灵敏度：
监测网发现某一变形的能力大小的一种度量；·经济性：
建网费用。
9、测量控制网的可靠性、灵敏度。
P126、P128
（1）测量控制网的可靠性是指控制网探测观测值粗差和抵抗残存粗差对平差成果影响的能力，它分为内部可靠性和外部可靠性。
内部可靠性是指某一观测值至少必须出现多大的粗差0li（下界值），才能以所给定的检验功效β0在显著水平为α的统计检验中被发现。
外部可靠性是指无法探测小于0li的观测值，而保留在观测数据中的残存粗差对平差结果的影响，即没有发现的粗差对待估参数的影响。
多余观测分量及性质（课本）
（2）变形观测网的灵敏度：
描述监测网发现变形体在某特定方向上变形的能力。
6
10、控制网优化设计分为哪四类（四方面内容）？
各自的含义是什么？
P128
（1）零类设计（基准设计）：
零类设计为基准（起始数据）的设计，是在控制网图形和观测值的先验精度已定的情况下，选择起始数据使网的精度达到最高。
（2）一类设计（图形设计）：
一类设计为控制网网形的设计，在控制网成果的精度要求及观测手段可能达到的精度已定的情况下，优化设计控制网图形，即确定点位的最佳布设和采用最佳的观测方案。
（3）二类设计（观测精度<权>设计）：
二类设计：
为观测值权的设计，在控制网的图形和网的精度要求已定的情况下，设计观测值的精度。
（4）三类设计（已有网的改进）：
三类设计：
为控制网改进的设计，用增删部分观测值和改变部分观测值的权，以及增删及移动点位来改善控制网成果的精度。
11、隧道洞内导线的布设形式。
P134
（1）隧道洞内狭长形状的空间使洞内控制网的设计没有选择的余地，而只能采用支导线的形式。
（2）为了进行检核，一般布设两个等级的导线：
施工导线：
在掘进的同时首先布设施工导线，为掘进指明方向，为其他施工提供依据；主导线：
当隧道掘进至大约1～2km时，布设边长较长的、具有较高精度的主导线，用于检核及修正施工导线
12、工业厂区施工控制网一般分哪两级布设？
各自的作用是什么？
P136、PPT在布设建筑工地施工控制网时，采用分级布网的方案是比较合适的。
首先，建立布满整个工地的厂区控制网，目的是放样各个建筑物的主要轴线。
然后，建立厂房矩形控制网或设备安装控制网，目的是进行厂房或主要生产设备的细部放样。
13、建筑方格网主轴线的测设与归化改正方法（绘图并简述“测大角法”归化放样直线的作业步骤）。
P137
14、高山或河谷地带，垂线偏差对观测的影响——三维网处理可解决的问题。
P144在高山地区或很深的河谷地带，地形引起的垂线偏差差别可能相当显著。
而水平距离、高差、水平方向和竖直角都与测站上的垂线方向有关。
由于垂线偏差不精确或被略去，使得它的影响在山区远远大于测角、测距误差的影响。
为此，在这种地区布设高精度的工程控制网时，把实测成果按三维网处理可以有效解决这个问题。
第六章施工放样的方法和精度分析
（本章主要掌握方法，重点结合课本，PPT，还有ppt上面的例题来理解，要重点把握）1、施工放样、建筑限差的概念。
P147
（1）施工放样：
把图纸上已设计好的各种工程建筑物、构筑物，按照设计的要求测设到相应的地面上，并设置各种标志，作为施工的依据，以衔接和指挥各工序的施工，保证建筑工程符合设计要求。
（2）建筑限差是指建筑物竣工之后实际位置相对于设计位置的极限偏差。
7
2、精度分配（误差分配）的原则？
P147+“按比例分配原则”PPT例题“等影响原则”、“忽略不计原则”、“按比例分配原则”
3、极坐标法放样点位的要素计算、点位精度、操作步骤。
P149-P1504、归化法放样。
P155
归化法放样：
首先采用直接放样法确定实地标志，再对放样出的实地标志进行精确测量，求出实地标志位置与设计位置的偏差，然后根据偏差将其归化到设计位置。
5、角度交会法、距离交会法的放样要素计算、点位精度、归化改正方法。
P153、P154、P1566、归化法放样直线的方法、归化量计算。
PPT7、自由设站定位法的基本原理。
P1548、高程放样的方法有哪些？
PPT
·水准仪法（水准测量原理）：
（1）一般方法
（2）倒尺法（3）悬挂钢尺法
·全站仪法
（1）天顶测距法（铅垂测距原理）
（2）一般方法（三角高程测量）（三角高程测
量原理）（3）无仪器高法（三角高程测量原理）
·.GPSRTK法放样
9、全站仪无仪器高法放样高程的测量原理。
P158
10、刚体放样定位的常用方法有哪些？
各定位哪些要素？
P159
（1）一个刚体在三维空间中有六个自由度，即三个平移量X、Y、Z和分别绕x、y、z轴旋转的三个量αx、αy、αz。
。
（2）三高程点法Zαxαy（3）方向线法XYαz。
（4）水准器法αxαy（5）两台经纬仪投影法αxαy（6）定位销法11、铅垂线放样的方法有哪些？
P160
①经纬仪＋弯管目镜法②光学铅垂仪法③激光铅垂仪12、高层建筑施工测量中的主要问题。
P161
主要问题是控制竖向偏差，也就是各层轴线如何精确地向上引测的问题。
第七章线路工程放样
（本章主要掌握方法，重点结合课本，PPT，还有ppt上面的例题来理解，要重点把握）1、圆曲线的主要点、曲线要素及其计算、主要点里程的计算。
P175、P176⑴主要点：
ZY——圆曲线起点，称直圆点；YZ——圆曲线终点，称圆直点；QZ——圆曲线中点，称曲中点。
⑵JD——路线转角点，称交点。
⑶曲线要素：
T——切线长；L——曲线长；E——外矢距；q——切曲差；R——圆曲线半径；α——路线的转角。
（公式见课本）⑷圆曲线主要点里程的计算：
ZY里程=JD里程–切线长TYZ里程=ZY里程+曲线长LQZ里程=YZ里程–L/2检核：
JD里程=QZ里程+q/2
8
2、有缓和曲线的圆曲线的主要点、曲线要素、缓和曲线参数的含义、主要点里程计算。
P178、PPT
（1）缓和曲线参数：
·切垂距m：
偏角加设缓和曲线后使切线增长的距离；
·圆曲线内移值p：
加设缓和曲线后圆曲线相对于切线的内移量；·缓和曲线的切线角β0：
HY点（或YH点）的缓和曲线角度
（2）主点里程的计算:
ZH=JD-T；HY=ZH+L0；YH=HY+Ly；HZ=YH+L0；QZ=HZ-L/2检核：
JD=QZ+q/2
（3）α：
偏角（线路转向角）R：
圆曲线半径L0：
缓和曲线长度3、有非对称设置缓和曲线的圆曲线的切线长的推算。
PPT
4、曲线在切线直角坐标系中的坐标计算、曲线坐标转换到测量坐标系中的坐标。
P185、P186注意课本上公式的错误
5、偏角法测设圆曲线的放样要素的计算、测设步骤。
P187、PPT①在ZH点置镜，照准切线方向，并使度盘读数为零；②拨偏角i1，沿视线方向自ZH点起量取c得缓和曲线上1点；③拨偏角i2，从1点起量定长c与视线相交得缓和曲线上2点；④同法可测出其余各点，直至HY点，并与HY点校核其位置；
⑤将仪器移至HY点上，以（β0-i0）配置度盘（注意正、反拨）后视ZH点，再纵转望远
镜。
这样，当读盘读数为0°时，视线方向即为HY点的切线方向。
⑥继续拨偏角δ1，沿视线方向自HY点起量取c得圆曲线上l点。
⑦继续拨偏角δ2，从1点起量定长c与视线相交得圆曲线上2点；⑧同法可测出其余各点，直至QZ点。
⑨半条曲线测设完毕后，将仪器搬至曲线另一端HZ点，用上述方法测设曲线另一半，此时要注意拨角方向与前半曲线相反。
7、线路复测、路基边坡放样。
P194、P195
（1）线路中线桩在定测时已在地面标定，但由于施工与定测间相隔时间较长，往往桩点已丢失、损坏或移位，在施工之前必须进行中线的恢复工作和对定测资料进行可靠性和完整性检查，这项工作称为线路复测。
（2）修筑路堤之前，需要在地面上把路基工程界线标定出来，这项工作称为路基边坡放样。
8、弧垂概念及观测方法。
P199
（1）简单地说，弛度就是架线后架空线的松弛程度。
考虑到热胀冷缩，架空线不可能是直线，而是呈现大小不同的弧形，这个弧形就是弛度的表现，因此弛度亦称弧垂。
（2）异长法平行四边形法角度法平视法第九章变形测量概述1、变形、变形监测。
PPT
（1）变形：
变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时空域中的变化。
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（2）变形监测：
用测绘仪器和专用的方法对变形体进行监视观测以确定其形状、大小及空间位置在时空域中的变化特征。
2、与工程建设中的测图和施工测量相比，变形监测具有哪些特点？
P268①精度要求高②重复观测③综合应用各种观测方法④数据处理要求严密⑤需要多学科知识的配合3、变形监测的技术与方法体系？
P270-P274
（1）常规的大地测量方法：
精密高程测量、精密距离测量、角度测量、重力测量
（2）专门测量手段和技术：
液体静力水准测量、准直测量、应变测量、倾斜测量（3）空间测量技术：
GPS测量（包括GPS一机多天线技术和伪卫星定位技术）合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术（4）摄影测量和激光扫瞄技术：
摄影测量方法、激光扫描技术4、变形观测数据分析包括哪两方面内容？
P274变形观测数据分析包括几何分析和物理解释两类。
几何分析：
分析变形体在空间中和时域中的变形特性；
物理解释：
分析变形与变形原因之间的关系，用于预报变形，理解变形的机理。
第十章垂
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