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地形测量技术设计
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-01-11 11:54:44

 第一章 概述

第一节 地形测量的目的、任务
为满足阿城市红星水库规划管理和工程建设的需要,为了高起点、高标准地做好红星水库的开发建设规划,拓展区约10 km2进行1:1000地形图测量。黑龙江工程学院测绘工程系,如果承担此项任务,计划于2006年6月完成内外业全部工作。
本次地形测量的主要任务是:
1.采用先进的GPS(全球定位系统)测量技术,建立E级GPS基本控制网,为红星水库建设规划以及今后的规划建设施工提供可靠的测量控制点。控制面积约12km2。
2.在E级GPS网点的基础上,在测区范围布设一级导线控制网,为本次地形测量及今后开展地形图更新和工程施工放样测量提供足够的起算数据。
3.采用全野外数据采集的计算机辅助成图技术,测绘1:1000比例尺地形图约10km2,形成完整准确的地形图数据文件。
4.提供测区1:1000地形图,等高距1m,同时提供1:2000地形图。
测区概况
阿城市红星水库距哈市42公里,测区中心东经127°08′北纬45°34′ 测区位于小兴安岭的张广才财岭余脉,群山连绵,重峦叠嶂,测区北起小北苇沟,南至红星公社敬老院,西起姚家屯,东至北大门,面积约为10平方公里。
测区地势呈四边高中间低,周围是山,中间为水库。测区内树木繁茂,沟壑多,通视条件较差,测量工作难度大。区内平均海拔高程约为220m,最高点海拔为308.6m,最低点海拔为172.1 m。水库深度约9m,测区内有一条水泥路,多为大车路、乡村路、小路,交通比较方便。
已有资料的利用
一、平面控制资料
测区采用1954北京坐标系,施测E级GPS点网,其成果可直接作为一级导线的坐标起算元素。
上述平面成果为高斯3°带投影, 1954北京坐标系,中央子午线为东经126°。
二、高程控制资料
利用测区较近的水准点作为本次高程控制的起算数据,采用电磁波测距三角高程的方法施测。
测区内及附近有四等水准成果的E级GPS点或一级导线点,可进行四等水准联测以资检核。
上述水准点的高程成果为56年黄海高程系。
三、图纸资料
测区内有黑龙江省测绘局1996年12月航测、1999年4月调绘的1:10000地形图,可作为本次控制网设计、选点,以及图幅划分、作业分组等的工作用图。
本次地形测量工作执行的作业技术依据如下:
1、国家建设部部颁标准《城市测量规范》(CJJ8—99),以下简称《规范》;
2、国家质量技术监督局2001年3月5日发布,2001年9月1日实施的《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T 18314—2001),以下简称《GPS规范》;
3、国家质量技术监督局1995年9月15日发布,1996年5月1日实施的《1:500 1:1000 1:2000地形图图式》(GB/T 7929—1995),以下简称《图式》;
4、国家质量技术监督局1994年1月14日发布,1994年10月1日实施的《**例尺地形图机助制图规范》(GB14912—94),以下简称《机助制图规范》;
5、国家质量技术监督局发布的《1:500 1:1000 1:2000地形图数字化规范》(GB/T 17160—1997),以下简称《数字化规范》;
6、《地形测量技术设计书》,以下简称《设计书》。
一、地形测量工作主要步骤
1、制定工作计划,确定实施方案;
2、收集测区已有资料,并根据实际情况编制地形测量技术设计书;
3、组织人员,成立项目部,设立技术组及质量检查组;
4、准备各类测绘仪器及器材,制作测量标志等;
5、进行控制测量;
6、进行地形图野外数据采集,包括各地物点、地形点的平面位置和高程数据;
7、内业计算机数据处理,成图及各种资料整理;
8、质量检查及验收工作。
二、人员设备配置
为按期保质保量完成本次地形测量任务,根据工作量、作业难度、作业时间要求,分以下几个主要阶段给出应投入的人员设备数量:
1、控制网选点埋石阶段:8人分成2组选埋一级导线点。
2、控制网测量阶段:8人分成2组,一组用4台GPS接收机进行一级导线GPS测量。
3、图根控制测量与外业数据采集阶段:40人分成10个测图小组,用10台全站仪进行数据采集。
4、数据处理、图形编辑阶段:共计用10台计算机,采用同一图形数据处理、图形编辑软件,按《图式》、《规范》、《制图规范》、《设计书》的要求进行数据处理图形编辑。
5、图形输出、外业巡查阶段:40人分成10组,对绘出的纸图进行外业巡视检查,同时,用全站仪实测地形地物检查点。对发现的问题,及时进行处理。这一阶段还应在项目部组织下进行自查、复查。这一阶段结束后,结束整个外业测量阶段。
6、资料整理阶段:数据处理中心投入5人,用5台计算机依据《数字化规范》进行图幅数据加工;项目经理与技术负责人将控制点点之记、控制点成果表、技术总结、检查报告等材料整理完善,对图面进行100%检查,最终提交图件资料、文字资料及数据光盘。
整个工程项目从头至尾,项目经理和技术负责人都应担负起组织领导责任,加强技术指导和质量监督,经常向主管领导汇报工程进展情况,根据作业进度计划和实际作业进度及时调整人员及设备配置,确保最终工程质量优良。
三、工作进度计划
本次规划区地形测量,计划于2006年5月25日施工人员进入测区开展工作,具体工作时间安排如下:
1、2006年5月25日~6月5日完成GPS及一级导线测量;
2、2006年6月6日~6月10日完成地形图野外数据采集工作;
3、2004年6月11日~6月15日完成图幅数据加工、资料整理工作;
4、2004年6月20日前完成检查验收、质量评定工作,全部成图成果资料汇交阿城市规划管理处。
第二章 控制测量
一、坐标系统的选择
根据第一章第三节对测区已有资料的分析,为保证测绘成果的统一,本次地形测量的平面系统拟采用高斯3°带投影,坐标系,中央子午线为东经126°。高程系统采用1985国家高程基准,即与原有成果的测量基准保持一致。
二、控制网布设方式
结合测区已有资料的分析和测区情况,整个测区布设一级导线网,作为测区的首级平面控制网,以E级GPS点作为起算元素,用GPS快速静态定位测量。首级控制网应覆盖整个测区范围,控制面积约12km2。
拟对大多数一级导线点进行电磁波测距三角高程测量,以四等水准点“Ⅳ莱水3”、“Ⅳ莱水5”作为本次高程控制的起算数据。
一、一级导线的布设
一级导线布设一般沿规划区主要道路,并形成网状。所选点位应宜于长期保存,相邻点应尽量保持通视良好。
二、一级导线点的编号
一级导线的编号可用阿拉伯数字分别按顺序编排,编号从2002年一级导线点最大号加1开始。一级导线点点号前冠以大写英文字母“A”,如A276、A277,表示第276、277号一级导线点。
三、一级导线点的埋设
一级导线点均应设置长久牢固的标志。位于软质地面上的点位应埋设普通标石标志;沥青路面上的点位,可用长度不小于18cm,直径不小于15mm的钢钉。钢钉的顶面正中应刻一“+”字或钻一直径1.5mm的小孔作为点位标记。
一级导线点点位设置好以后,应做详细的点之记,并在点位周围明显的地物上(如电杆、墙角等)用红油漆做好标记,以便利用查找。
按照《GPS规范》,一级GPS点的点位选择与埋设应按下列要求进行:
1、点位周围应便于安置接收设备和操作,视野开阔,视场内障碍物的高度角不宜超过15°;
2、点位应远离大功率无线电发射源(如电视台,电台,微波站等),其距离不小于200m;远离高压输电线和微波无线电信号通道,其距离不得小于50m;
3、点位附近不应有强烈反射卫星信号的物件(如大型建筑物等);
4、交通方便,有利于其它测量手段扩展和联测;
5、地面基础稳定,易于点的保存;
6、位于软质地面上的点位均应埋设符合规格的普通标石。埋设要求按《GPS规范》附录B附图B4(i)执行。标石周围的土层应夯实;
7、位于沥青路上的点位,应在沥青路面上打入长度为20cm、直径为15mm的钢钉,打入后钢钉表面与路面基本齐平,钢钉中间应钻一直径1mm的小孔作为点位标记;水泥路因路面太硬无法打入钢钉可刻十字为标记,十字长宽各为10cm×10cm。
8、所有点位的设置应遵守长期保存、方便使用的原则,埋石结束后,应做详细的点之记,以利今后查找使用。
四、一级导线GPS网的观测
观测前,应根据测区地形和交通状况、采用的GPS作业方法设计的基线的最短观测时间等因素综合考虑,编制观测计划表,按该表对作业人员下达相应阶段的作业调度命令,并按照实际作业的进展情况,及时进行必要的调整。
本次一级导线网观测,拟采用4台LI-80双频GPS接收机,按《GPS规范》中的相关要求进行。基本技术要求规定见表2.2.1。
表2.2.1 一级导线GPS测量基本技术要求规定
卫星截止高度角(°) 同时观测有效卫星数 有效观测卫星总数 观测时段数 快速静态定位,双频全波,时段长度(min) 快速静态定位,采样间隔(s)
快速静态定位,双频全波,时段中任一卫星有效观测时间长度(min) 
≤15 ≥4 ≥4 ≥1.6 ≥30 5~15 ≥20 
设站时,应使用对点器准确对点,在对点器上正确安置GPS接收机天线,并准确量取标石至天线的高度,读数至毫米。
五、一级导线GPS网数据处理
1、每天GPS网观测结束后,首先应将接收机内存数据文件通讯至微机,然后采用随接收机配备的商用软件进行GPS网基线解算,同时分析观测数据的各项精度是否符合《GPS规范》要求。对于不满足表2.2.1规定的观测数据,有关成果应及时补测。
2、整个GPS网观测结束,所有基线处理合格后,采用随接收机配备的商用软件FILLNET进行GPS网平差。
在基线向量检核符合要求后,以三维基线向量及其相应方差—协方差阵作为观测信息,以一个点的WGS84系三维坐标作为起算依据,进行GPS网的无约束平差。无约束平差须提供各点在WGS-84系下的三维坐标、各基线向量及其改正数和其精度信息。
利用无约束平差后的可靠观测量,在选用的坐标系下进行三维约束平差。平差结果应输出在相应坐标系中的三维坐标、基线向量改正数、基线边长、方位、转换参数及其相应的精度信息。平差后最弱点点位中误差(相对于起算点)不得超过5cm。应打印出平差计算资料,装订成册。
本测区高程基本控制,拟采用电磁波测距三角高程的方法建立。联测所有的一级导线点,并构成网状。采用徕卡405全站仪,测前对仪器按《规范》要求进行各项检验。
三角高程网平差计算,可采用黑龙江工程学院测绘工程系编制DJC数字测绘软件,在微机上进行。平差后每公里水准测量高差中误差应小于±10mm,最弱点高程中误差应小于±2cm。平差结束后,应打印计算资料并装订成册。
图根控制测量
在一级导线点的基础上加密图根导线点,图根导线一般按附(闭)合导线形式布设。铺装路面上的点位可用长为5cm的钢钉作为标志,位于质软地面上的点位可采用木桩进行标设。
图根点编号可按区域分区编排,亦可全测区统一编排,图根点号前冠以大写英文字母“T”,如T1、T2为第1、2号图根点。
图根点的密度可视图幅具体情况,以满足地形、地物点的数据采集为原则,合理布设并应尽量的均匀分布,一般每幅图不应少于9个(包括各等级控制点)。
图根光电测距导线测量的基本技术要求见表2.5.1:
表2.5.1 图根光电测距导线测量的技术要求
比例尺 导线长度
(km)
平均边长
(m)
测回数 方位角闭合差(″) 相对闭合差 
1:1000 1.8 150 1 ≤±40√n ≤1/4000 
因地形限制导线无法闭合时,可布设不多于三条边,总长不超过300m的支导线。水平角应分别测左角、右角各一测回,其测站圆周角闭合差不应超过±40″。
当局部地区图根点密度不足时,可在一级导线点、一次附合图根点上,采用光电测距极坐标法布点加密,使用全站仪采用单程观测的方法观测一测回,边长不宜超过定向边长的三倍,最大边长不超过400m。
图根点的高程采用测距三角高程的方法测定,其精度应满足表2.5.2的规定。
表2.5.2 光电测距图根三角高程测量的技术要求
中丝法测回数 垂直角较差、指标差较差(″) 对向观测高差、单向两次高差较差(m) 各方向推算的高程较差(m) 附合路线或环线闭合差(mm) 
对向1
单向2
≤25 ≤0.4×S ≤0.2Hc ≤±40√[D] 
注:1.S为边长(km),Hc为基本等高距(m);
2.仪器高和觇标高(棱镜中心高)应准确量取至毫米,高差较差或高程较差在限差内时,取其中数;
3.当边长大于400m时,应考虑地球曲率和折光差的影响。计算三角高程时,角度应取至秒,高差应取至厘米。
图根导线观测应使用徕卡TC-405全站仪或其它型号的全站仪,角度和边长均观测一测回。
可在电子手簿或微机上采用简易平差模型进行图根导线平差计算,计算出图根点的三维坐标。
地形地物点数据测量宜采用全站仪,用极坐标法测定。作业中应经常检查仪器的各项指标是否符合《规范》要求,并应注意不同测站施测重合点检核。
在测量碎部点的同时,应及时绘制好野外地形地物草图作为内业图形信息编码的依据。草图的点号和测量记录的点号应严格保持一致。草图应能清楚地表明每个地物轮廓上地物点的连接关系和地物之间的大致位置。有些不能在测站上直接测量的地物点,可根据已知点通过丈量距离计算其坐标。
采集数据时,角度应读至秒,距离应读至毫米。采集的数据应进行检查,删除错误数据,及时补测错漏数据,超限数据应重测。
采用全站仪用极坐标方法采集数据,在通视良好、定向边较长的情况下,地形点测距最大长度为500m,地物点测距最大长度为320m。
测量碎部点时,作业小组可不受图幅的限制,其作业范围可按照河流、道路等自然界线划分,以便于掌握测图边界,减少和避免漏测重测,减少接边问题。
碎部点的坐标(X、Y、H)数据可保留至小数点后二位,即保留至厘米。地物点对邻近图根点的点位中误差应小于0.50m,高程注记点及等高线插求点的高程中误差应小于0.33m。
地形点间距一般应为30m,建成区以外图上每平方分米应不低于6个高程注记点。
碎部测量的基本要求,执行《规范》有关要求。考虑到数字测图与计算机制图的特点。碎部点的确定应注意以下几点:
1、对于有方位的独立地物,应测定两个点的坐标,取两点的中点即为独立地物的中心位置,并以两点的连线确定符号的方位。
2、任何依比例的矩形形状地物,只要测出三个角点的坐标,第四个点的坐标可由程序计算。
3、房屋的附属建筑(如台阶、门廓、凉台等)和房屋轮廓线的定点可不实际测量,按垂线法计算出交点的坐标。
4、依比例的双线地物,如道路、沟渠如河流等,测定两侧边线特征点的坐标。
5、圆状地物应在圆周上测定均匀分布的三个点的坐标。较小的圆边可测定对径方向的两个点的坐标。
6、圆弧线一般应测定起点、终点和大致中间的一点。连接直线较短的圆弧度(如道路转弯处的小圆弧段)可只测两个切点的坐标,圆弧的绘制由程序自动处理。
7、陡坎、梯田坎、斜坡,应量出比高或测定坡脚线的高程。
地形图应表示居民地、独立地物、管线及垣栅、道路、水系、植被等各项地物、地貌要素,以及各类控制点、地理名称注记等。并着重显示与城市规划、建设有关的各项要素。
本次地形图测绘内容及取舍,按《图式》及《规范》规定执行,其主要要求简述如下:
1、居民地:房屋以墙基角为准,建筑材料可不注。楼房注记层数(二层楼注记“2”,三层楼注记“3”等)。
村庄内的独立房屋,应实测其主房及围墙,院内的各种小房不表示。
其它各种房屋,应按《规范》要求测绘表示。
2、独立地物:具有标定方向、确定位置、指示目标等作用的独立地物,均应准确测绘和按规定的符号正确地加以表示。
3、道路:测区内的道路均按《规范》与《图式》规定,准确测绘表示,等级公路应注记道路的技术等级,国道省道应注记编号。
4、管线:正规的电力线、通讯线均须按电杆或铁塔的位置实测表示,电力线应区分输电线和配电线。建筑区及村庄内的线路不连线,只在杆处绘出方向,其余均应连线表示。各类地上及地下管线的地面设施均应测绘表示。
5、垣栅:围墙及永久性的栅栏、栏杆、铁丝网和活树篱笆均应测绘表示。
6、水系:河流、沟渠、井等均应测绘表示,并测注高程。河流按实际测绘表示,干河床内应适当测注高程。道路两边及田间的沟渠,其宽度小于1.0m的以单线表示。水井测绘平面位置及井台高程,不注记深度。
7、植被:测区内的各种树林、行树、经济林等均应测绘实际轮廓,并配以相应符号表示。菜地、花圃、芦苇地等亦应区分表示。田埂顶部宽度大于1.0m的用双线表示。田块内应测注有代表性的高程。
编辑
本次测量地形图数据格式为DWG格式,统一采用DJC数字测绘软件完成。它主要适用于各种**例尺数字地形图的野外数据采集和图形的编辑与绘制,其主要工作流程图如下:
野外数据采集
图形文件生成
交互式计算机图形编辑
数据存贮和管理
一、数据处理
首先将野外采集的碎部点数据,通讯至微机,然后检查野外测量数据中有无重点号,有无缺点号等,对于检查出的错误应及时修改,以保证内业数据处理的正确性。对于不能直接测量其坐标的地物点,应根据丈量的距离和已测点坐标间接求出。
通过数据处理,碎部点坐标准确无误并齐全后,再根据野外现场所绘草图,进行内业编码,形成图形连码信息文件。
二、图形文件生成及编辑
在测图系统中生成图形文件后,按《图式》及《规范》要求进行编辑、修改、注记等工作。
为保证工程质量,维护公司信誉,在测绘施工的各个环节中均应认真运行黑龙江工程学院测绘工程系质量保证体系,确保达到公司质量目标。
在测绘过程中必须严格执行自检、互检、专检的**检验制度,发现问题及时处理。
各级控制测量对野外选点、埋石、观测记录、内业计算等各项工作均应进行严格的检查,发现不合格的成果,应重测补测。应用全面质量管理的有关方法,制定对策,建立措施,严格把好每道工序的质量,尽可能避免返工现象,提高成果质量。
地形图内业编辑结束后,应用绘图仪首先绘制一套对照检查图,进行内业图面检查和野外巡视检查,发现问题及时修改。对于地形起伏较大,地物较多的图幅,要求采用剖面法或散点法,测检查点进行检查并统计出平面及高程精度。
全面测量工作结束后,由黑龙江工程学院测绘工程系组织专检,对所有测量工作,参照《测绘产品验收规定》和《测绘产品质量**》,进行全面的验收,评定质量品级,写出《检查报告》,交欧洲新城工程部验收。
第六章 提交资料
一、 一级导线点计算资料
二、 控制点成果表;
三、 控制点点之记;
四、 四等水准观测记录手簿、平差计算资料;
五、 技术设计书、技术总结、检查报告;
六、 1:1000比例尺分幅地形图数据光盘。
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