元江县城区1数字测图方案研究文档格式.docx
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这种盆地和高原台地，西南地区俗称“坝子”，在云南，山坝交错的情况随处可见。
他们有的成群成带分布，有的孤立地镶嵌在重峦叠幢的山地和高原之中；
有的按一定方向排列，有的则无明显方向。
坝子地势平坦，且常有河流蜿蜒其中，是城镇所在地及农业生产发达地区。
全省面积在1平方公里以上的大小坝子共有1442个，面积在100平方公里以上的坝子有49个，最大的坝子在陆良县，面积为771．99平方公里。
元江县城区是其中的一个小坝子，平均海拔约380m。
目前，元江县城区面积12.18平方公里（远期规划面积17.05平方公里），元江县城区内地势较为平坦，有江流蜿蜒其中，旧城区建筑沿江流呈带状分布，新城区向西北方向发展。
城区内建筑物主要为居民楼，建有一个居民休闲广场，县城区人均占有公共绿地面积21平方米，城区市政道路总长16.46公里。
元江县处在323、213两条国道及红河经济干线的交汇地，是云南省通往东南亚国家国际大通道的必经之地，是省内距省会昆明最近的干热河谷地区，交通、区位优势突出。
全县公路里程2423公里，公路密度0.85KM。
元江县城划分为元江东岸和元江西岸两大片区。
元江东岸，江东片区划定为工业区。
江东以工业仓储为核心，老城区以商贸中心，居住为基础的，向西以行政文化中心为核心发展的总体布局。
元江西岸，以老城为依托向西、向北发展，结合玉元高速公路交通干线接线的走向，向老城西部逐步发展，形成新的县城行政中心，使整个城市空间形态的重心西移，利用现状既有道路格局，将老城区原有的自然发展的脉络结构与目前已开辟的“三横三纵”干道体系相结合，完善城区的道路骨架。
2元江县城区数字测图控制测量方案设计
2.1元江县城区数字测图平面坐标及高程系统的选择
（1）根据对测区踏勘，对原有控制点现状的落实，选取了元江县城区附近保存完好，符合测量要求，能够保证测量精度的三个已知D级平面控制点作为本次测量的基准点。
平面坐标系统及基准：
平面坐标系为玉溪市城建坐标系，属地方坐标系，其基准与国家参考椭球的基准保持一致，投影带中央子午线经度为东经102°
。
（2）高程控制点BM024、BM067，位于元江县城区附近，点位保存完好，可作为本测区高程控制起算点之用。
高程系统：
采用1985国家高程基准。
2.2元江县城区数字测图的主要精度指标
本次元江县城区1:
2000数字测图的主要精度指标如下：
（1）各等级平面控网中最弱点相对于起算点的点位中误差不大于±
5cm；
（2）四等水准测量每公里水准测量的偶然中误差不大于±
5mm,全中误差不大于±
10mm；
（3）地形点的最大点位间距一般地区不大于±
50m，水域断面间不大于±
40mm，断面上测点间不大于±
20m；
（4）地形图上高程点的注记，当等高距为0.5m时，应精确至0.01m；
当等高距大于0.5m时，应精确至0.1m。
2.3平面控制测量
为了给地形测图提供基本控制，必须要选择一个比较完善的平面控制测量方案。
布设平面控制网要符合其布设原则：
分级布设，逐级控制；
要有足够的精度；
要有足够的密度；
要有统一的布网方案、精度指标和作业规格
根据对元江县地形概况的研究，元江县城区地形复杂，城区内房屋较多，通视条件一般，决定本次平面控制测量分二级布设，这样即可以满足测量精度，还有利于施测，可以先布设一级GPS网作为本测区首级平面网，再用RTK加密图根点；
或者使用导线网做首级控制网，再直接用全站仪加密图根点。
对两种方案进行对比论证，选择其中一个合理的方案，以满足元江县1：
2000数字测图的需要。
2.3.1方案一：
GPS作首级平面网，RTK加密图根点
一级GPS网测量的主要技术要求见表2-1
表2-1一级GPS网测量的基本技术要求
等级
平均边长（KM）
卫星高度角
有效观测卫星数
平均重复设站数
各时段有效观测时间长度（min）
数据采样间隔（s）
PDOP值
一级
≤1.0
≥15°
≥4
≥1.6
≥15
10
<
6
注：
本技术要求出自《工程测量规范》（GB50026-2007）
（1）布网原则与设计：
1）GPS网应根据测区实际需要和交通状况进行设计，GPS网的点与点间不要求通视，但应该考虑常规测量方法加密时的应用，每点应有一个以上通视方向。
2）在布网设计中应顾及原有城市测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，宜采用原有城市坐标系统，对凡符合GPS网布点要求的旧有控制点，应充分利用其标石。
3）GPS网应由一个或若干个独立观测环构成，也可采用附合线路形式构成。
各等级GPS网中每个闭合环或附合线路中的边数应符合表2-2的规定。
非同步观测的GPS基线向量边，应按所设计的网图选定，也可按软件功能自动挑选独立基线构成环路。
表2-2闭合环或附合线路边数的规定
二等
三等
四等
二级
闭合环或附合线路的边数（条）
≤6
≤8
≤10
4）为求定GPS点在地面坐标系的坐标，应在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个。
大、中城市的GPS网应与国家控制网相互联接和转换，并应与附近的国际控制点联测，联测点数不应少于3个点，小城市或工程控制网可联测2～3个点。
5）为了求得GPS网点的正常高，应进行水准测量的高程联测，并按下列要求施测：
①高程联测应采用不低于四等水准测量或与其精度相当的方法进行。
②平原地区，高程联测点不宜少于5个点，并应均匀分布于网中。
③丘陵或山地，高程联测应按测区地形特征，适当增加高程联测点，其点数不宜少于10个点。
④GPS点高程（正常高）经计算分析后符合精度要求的可供测图或一般工程测量使用
根据以上布网原则的要求，本次测图利用元江县城区附近三个保存完好的D级控制点为GPS网的起算点，元江县城区内道路通畅，交通便利，在测区内沿主要道路布设一级GPS点，要求点位分布均匀，相邻点间平均边长约500m，网形结构为边连式的多边形网。
GPS测量各等级的作业的基本技术要求应符合表2-3规定。
表2-3GPS测量各等级的作业的基本技术要求
项目
观测方法
卫星高度角（°
）
静态
快速静态
―
≥5
≥2
≥1.6
时段长度（min）
≥90
≥60
≥20
≥45
10～60
（2）选点、埋石、编号及点之记
1）选点
选点时使用的工具主要有：
望远镜、小平板、测图器具、花杆、通信工具和清除障碍的工具等。
此外，还应携带设计好的网图和有用的地形图。
点位确定后，打下木桩并绘点之记，便于日后寻找。
GPS选点应符合下列要求：
①点位应远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站），其距离不得小于200米，并应远离高压输电线其距离不得小于50米；
②一级GPS点点位原则上落地布设，选择土质坚实的地方，易于长期保存和使用，并应有利于安全作业；
③附近不应有强烈干扰接收卫星信号的物体；
④一级GPS点点位应能保证至少有两个点通视良好，有利于低级网加密；
⑤点位应便于安置接收设备和操作，视野开阔，周围建筑物的高度角小于15度；
⑥GPS点位选定后，应绘制GPS网选点图；
⑦应充分利用符合上述要求的旧有控制点及其标石。
选点作业应符合下列规定：
①选点人员应按技术设计进行踏勘，在实地按要求选定点位；
②实地绘制点之记（包括所利用的旧点）；
③GPS点点名可取村名、山名、地名、单位名，应向当地政府部门或群众进行调查后确定。
当利用原有旧点时，点名不宜更改。
点号编排（码）应适应于计算机计算；
④当所选点位需要进行水准联测时，选点人员应实地踏勘水准路线，提出有关建议；
⑤当利用旧点时，应检查旧点的稳定性、完好性，符合要求方可利用
2）埋石
视不同的埋设条件，应选择相应类型的埋设标志，可参考表2-4。
表2-4各类型埋设标志各类型埋设标志
埋设条件
标志类型
埋设方法
备注
水泥路面
8-12cm
铸铁标志
冲击钻打孔，混凝土现浇
与路面齐
沥青路面
20cm铸铁标志
直接打入路面
碎石路面
土质路面
预制混凝土标石
挖坑,做20cm碎石垫层放置标石，四周捣固压实。
略高于
地面3-5cm
3）编号
一级GPS点编号采用自然数顺序编号，前面冠以罗马字母“G”。
4）点之记选点埋石后应绘制点之记，其样式应符合《全球定位系统城市测量技术规程》要求。
要求点之记采用Word制作，其中的略图可采用CAD制作，但应转换为影像格式插入到Word文档中，标志面照片也转换为数字影像插入到Word文档中
（3）提交检查的资料：
点之记成果1套，首页为GPS网选点图，对应的数据拷贝。
一级GPS控制网测量完成后，应提交以下资料：
1）GPS观测手簿；
2）一级GPS控制网展点图；
3）一级GPS点点之记；
4）仪器鉴定资料；
5）一级GPS网平差计算资料及成果表。
图根控制测量
在一级GPS控制网的基础上，直接布设图根控制点，图根点利用RTK技术直接采集三维坐标。
点位选择尽量避开元江县城区内的高压线、高大建筑物、茂密树林、大面积水域等因素对测量的影响。
图根点一般采用木桩和小铁钉标志，对于元江县城区附近的农田、土路上采用小木桩，在水泥、沥青路面上可用8-12cm长的铁钉。
编号采用自然数顺序编号，前面冠以大写英号。
最后图根控制点测量应提交图根点成果表。
2.3.2方案二：
导线网作首级控制，全站仪加密图根点
考虑到有可能配套使用的GPS设备不是很齐全，需要外借。
而且使用GPS做控制的费用比较大。
因此本次元江县城区的平面控制测量还可以考虑采用全站仪测一级导线做首级控制网。
为了保证精度，测量是采用带三脚架的棱镜，全站仪使用2″的拓普康全站仪。
并直接使用全站仪进行图根点加密。
（1）导线网设计的要求
各等级导线测量的主要技术要求，应符合表2-5的规定。
表2-5导线测量的主要技术要求
导线
长度（km）
平均
边长（km）
测角中误差（″）
测距中误差（mm）
测距相对中误差
测回数
方位角闭合差（″）
导线全长相对闭合差
1″级仪器
2″级仪器
6″级仪器
14
3
1.8
20
1/50000
—
3.6
≤1/55000
9
1.5
2.5
18
1/80000
4
5
≤1/35000
0.5
15
1/30000
2
≤1/15000
2.4
0.25
8
1/14000
1
16
≤1/10000
三级
1.2
0.1
12
1/7000
24
≤1/5000
①表中n为测站数
②当测区测图最大比例尺为1:
1000时，一、二、三级导线的平均边长及总长可适当放长，但最大长度不应大于表中规定长度的2倍；
③测角的1″、2″、6″级仪器分别包括全站仪、电子经纬仪和光学经纬仪。
当导线平均边长较短时，应控制导线边数，但不得超过表3-5相应等级导线长度和平均边长算得的边数；
当导线长度小于表3-5规定长度的1/3时，导线全长的绝对闭合差不应大于13cm.导线网中，结点与结点、结点与高级点之间的导线长度不应大于表3-5中相应等级规定长度的0.7倍
1）导线网的布设应符合下列要求：
①导线网用作测区的首级控制时，应布设成环形网或多边形网，宜联测2个已知方向；
②加密网可采用单一符合导线或多结点导线网形式；
③导线宜布设成直伸形状，相邻边长不宜相差过大；
④网内不同路线上的点也不宜相距过近。
2）控制点点位的选定，应符合下列要求：
1点位应选在质地坚硬、稳固可靠、便于保存的地方，视野应相对开阔，便于加密、扩展和寻找；
2相邻点之间应通视良好，其视线距障碍物的距离，三、四等不宜小于1.5m；
四等以下宜保证便于观察，以不受旁折光的影响为原则；
3当采用电磁波测距时，相邻点之间视线应避开烟囱、散热塔、散热池等发热体及强电磁场；
4相邻两点之间的视线倾角不宜太多；
5充分利用旧有控制点。
（2）导线网的设计步骤:
1）根据控制网的服务目的，确定导线中点点位中误差，并据以求出端点的点位中误差和容许闭合差。
2）确定导线总长及等级。
在直伸导线中，纵向误差由测距误差引起，故可求来算导线边的测距精度及总长。
当导线中点点位误差限值确定时，导线愈长，要求起算数据与本次测量精度愈高，所以确定了导线总长，也就确定了导线等级。
横向误差是由测角误差引起，根据横向误差的规定值求得测角精度。
因为是按纵向、横向等影响来配置测角和量边精度的，故测角精度的等级一般是与按导线总长计算的等级相适应。
3）进行单线网的图上选点、选线。
并根据测角和量边的精度要求，编制导线施测细则。
（3）选点:
1）由于元江县地形地物复杂，控制点应有足够的密度，以既能满足测图需求，但又不浪费，且控制点应有统一的规格。
2）应按照设计好的选点图到现场选点，若两点不通视，则尽量在设计点的周围选点。
设计选点时要避开河道等处，尽量在土质坚实的地方或主干道上进行选点，这样即方便导线观测，又能做出利于长期保存的控制点。
3）相邻点之间应通视良好，一级导线网视线超越障碍物距离要大于0.5m，以能保证成像清晰、便于观测为原则。
4）点位选择应合理，作业安全，尽量不影响元江县城区内的行车及其他活动，且便于图根点的加密，边缘点位应有利于日后扩展应用。
5）在选点的同时要按要求进行做控制点的点之记。
6）选完控制点后要绘出首级导线网
全站仪加密图根点
在首级导线网的基础上，使用全站仪进行加密图根点。
全站仪加密时要注意支站不要超过三条，仪器操作时要严格按照操作规范进行，尤其是后视棱镜要扶准扶正，后视定向尽量对准对中杆底部。
2.3.3平面控制两种方案的论证
GPS网做首级控制网
优点：
元江县城区内地形地物很复杂，房屋较多，通视条件一般，GPS信号比较好，元江县城区附近有D级GPS控制点可以利用，而且GPS观测时需要的时间不多，耗人力也少，精度也符合测区要求，精度高、作业快，应用灵活，能把外业观测时间压缩到最短。
缺点：
仪器设备较贵。
导线网做首级控制网
导线测量布设灵活，推进迅速，受地形限制小，边长精度分布均匀。
导线测量控制面积小、检核条件少，方位传算误差大，做一级导线精度也达不到的。
实施时消耗大量人力及时间。
且元江县城区内房屋较多，不宜布设导线网。
所以经过论证比较决定使用方案一做平面控制更好。
2.4高程控制测量
2.4.1元江县城区水准测量方案的选择
布设高程控制网要符合其布设原则：
从高到低、逐级控制；
水准点分布应满足一定的密度；
水准测量要达到足够的精度。
首级高程控制网的等级，应根据工程规模、控制网的用途和精度要求合理选择。
首级网应布设成环形网，加密网宜设成附合路线或结点网。
高程控制点间的距离，一般地区应为1～3km，工业厂区、城镇建筑区宜小于1km。
但一个测区及周围至少应有3个高程控制点。
国家水准网可分为一、二、三、四等水准测量。
一等水准测量是国家高程控制网的骨干，同时也为相关地球科学研究提供高程数据；
二等水准测量是国家高程控制网的全面基础；
三、四等水准测量是直接为地形测图和其他工程建设提供高程控制点，本次元江县城区1:
2000数字测图是为了以后元江县的规划发展，属于工程建设，所以选用四等水准测量。
根据对元江县城区地形地貌情况的调查研究，元江县城区地势较为平坦，城内建筑物较多，交通便利，为求做到水准网的布设经济合理，决定本次高程控制测量分两级施测，利用元江县城区附近两个三等水准点“BM024”、“BM067”沿一级GPS点施测四等水准，采用全站仪三角高程进行图根高程控制。
本次元江县城区高程控制测量的四等水准施测采用DS3水准仪及配套黑红面区格式标尺进行施测。
观测前应对标尺和仪器进行全面检查，测前、测后对i角各检查一次，要求i角不大于15秒。
四等水准测量采用中丝读数法，直读视距，往返观测，观测顺序为后-后-前-前，各测段的测站数为偶数。
2.4.2元江县城区四等水准测量要求
（1）水准测量的主要技术要求，应符合表2-6的规定。
表2-6水准测量的主要技术要求
每千米高差全中误差（mm）
路线长度（km）
水准仪型号
水准尺
观测次数
往返较差、附合或环线闭合差
与已知点联测
附合或环线
平地（mm）
山地（mm）
DS1
因瓦
往返各一次
≤50
往一次
DS3
双面
≤16
五等
30
注
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