武汉大学测绘学院毕业设计.docx
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武汉大学测绘学院毕业设计
武汉大学测绘学院
毕业论文（设计）
汝南县1：
500比例尺全数字地形图测绘
学生姓名：
徐东学号：
201051613109
指导教师：
倪玲职称：
副教授
专业：
信息工程
系（部）：
测绘工程系
二〇一〇年十月五日
摘要
以测区周边已有的C级GPS三维大地控制点和D级GPS三维大地控制点作为起算点，采用GPS卫星定位技术,在1：
500比例尺测图区域内布设E级GPS三维大地控制网；E级GPS三维大地控制网点高程采用大地水准面精化后成果。
采用全站仪或RTKGPS进行图根控制测量，高程采用拟合后成果。
在控制测量的基础上，施测1：
500内外业一体化数字线划地形图，编图采用南方cass7.0软件进行图形编辑处理，并符号规范化，生成符合要求的图形数据文件。
关键词：
GPS，控制测量，图根地形图
目录
摘要
第一章数字化测图概念及特点
1.1数字化测图概念………………………………………………………………
1.2数字化测图特点………………………………………………………………
第二章任务概述及测绘
2.1任务概述1
2.2然地理概况和已有资料情况1
2.3技术路线
2.4控制测量3
2.51:
500比例尺内外业一体化数字地形图测绘8
第三章质量控制及成果
3.1成果主要技术指标和规格
3.2质量控制13
3.3提交成果14
参考文献
第一章任务概述及作业区概况
1.1任务概述
为满足规划设计需要，特实施汝南县规划区1：
500比例尺内外业一体化数字地形图测绘项目。
项目内容包括控制测量与1：
500比例尺内外业一体化数字地形图测绘等内容。
作业范围位于汝南县西部，测区面积约12平方公里。
任务量包括，E级GPS三维空间大地控制网点布设10点；1：
500比例尺内外业一体化数字线划地形图测绘约12平方公里。
1.2作业区自然地理概况和已有资料情况
（1）区自然地理概况
作业区内居民地类型多为农村居民地。
各种地物以服务于农业生产的各类设施为主。
植被主要为旱地。
测区内地貌为平地。
.
（2）资料
甲方提供的规划区域1：
10000地形图，1：
5万地形图。
4成果主要技术指标和规格
4.1平面坐标系
采用1980西安坐标系。
由于本测区处于国家标准3º带38带区域，高斯投影变形经估算不超过规范要求的2.5㎝/㎞,故采用高斯正形投影平面直角坐标系，其坐标系的中央子午线为114°。
4.2高程基准和基本等高距
采用1985国家高程基准。
基本等高距为0.5米，从零米算起，每隔4条首曲线加粗一条计曲线。
密集的居民地内可不绘等高线。
4.3成图比例尺、图幅规格及编号要求
4.3.1成图比例尺为1：
500。
4.3.2图幅规格：
50cm×50cm。
4.3.3图号图名：
按西南角图廓点直角坐标为图号，取小数点前两位和后两位中间加横线连接，如20.00—45.00，取图内较大单位、村庄或其它较有影响的其他地名作为图名。
4.4高程注记点密度和取位
4.4.1高程注记点密度，一般地区图上每平方分米内10—12个点，建筑密集和地物稀少的平坦区图上每平方分米内8—10个点。
4.4.1高程注记点取位：
地形图上高程注记点应注至厘米（小数点后两位）。
4.5成图精度
4.5.1平面精度
图上地物点相对于邻近平面控制点的平面位置中误差及图上邻近地物点间距中误差如表1规定。
表4.1图上地物点点位中误差与间距中误差（图上mm）
中误差点别
地形类别
地物点点位
地物点间距
中误差
城市建筑区和平地
≤±0.5
≤±0.4
设站困难的居民地内部
≤±0.75
≤±0.6
注：
森林隐蔽和沟壑等特殊施测困难地区可按此表规定值放宽50%。
4.5.2高程精度
城市建筑区、基本等高距为0.5米的平坦地区和铺装地面的高程注记点相对于邻近控制点的高程中误差≤±0.15m，其他区域的高程注记点和等高线插求点相对于邻近控制点的高程中误差≤±0.2m。
5技术路线
以测区周边已有的河南省C级GPS三维大地控制点和汝南县国土资源局2009年施测D级GPS三维大地控制点作为起算点，采用GPS卫星定位技术,在1：
500比例尺测图区域内布设E级GPS三维大地控制网；E级GPS三维大地控制网点高程采用大地水准面精化后成果。
采用全站仪或RTKGPS进行图根控制测量，高程采用拟合后成果。
在控制测量的基础上，施测1：
500内外业一体化数字线划地形图测绘，编图采用南方cass7.0软件进行图形编辑处理，并符号规范化，生成符合要求的图形数据文件。
6E级GPS三维大地控制网点测量
6.1平面控制测量
6.1.1基本精度
GPS网相邻点间基线长度精度σ=±√a²+（b×d）²（6.1）
式中：
σ为标准差，mm；
a为固定误差，mm；
b为比例误差系数；
d为相邻点间距离，km。
6.1.2布网要求
E级GPS三维大地控制网点可布设为多边形或附合路线。
异步观测环或附合路线的边数≤10。
相邻点间平均距离3km。
相邻点间距离最大不宜超过该网平均距离的2倍。
布设E级GPS三维大地控制网点10个。
6.1.3点位选择及要求
6.1.3.1点位必须选在地基坚实，适合GPS观测并有利于长期保存的稳定区域。
若必须选择在地基松软的区域，为了增强点位的稳定性，在埋石时，需进行地基夯实处理。
注意避开预期的施工区、塌陷区域也应注意避让。
6.1.3.2点位须远离大功率无线电发射源（如电视台，微波站等）其距离不得小于200m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于50m，控制点要尽量布设在四周开阔的区域，视场内障碍物的高度角不宜超过15°。
6.1.3.3点位应选择在交通方便，又有利于安全作业、长期保存的地方。
点位附近不应有大面积的水域或其它强烈干扰卫星信号接收的物体（如金属广告牌等），应尽量避免在主要干道边设点。
6.1.3.4点的布设应考虑到图形结构，尽可能地均匀分布，且利于生产和测图设站使用。
同时，应尽可能重合于高级控制点上，应尽可能选在水准点上，水准点等级不低于四等。
6.1.3.5对GPS观测有特殊要求（如需升高天线，带大板手卸觇标的标头，带强制对中装置的连接螺丝等）的应在点之记中加以说明。
6.1.3.6控制网应联测不少于四个以上C级或D级GPS三维大地控制点。
6.1.3.7选点结束后应提交E级GPS三维大地控制网选点图，点之记附数码照片（电子文档）。
6.1.4点位的埋设
6.1.4.1埋设基本要求
本测区E级GPS网点现场浇灌混凝土标石，标石顶面中心设置中心标志，标石预制尺寸及中心标志尺寸见《城市测量规范》CJJ8—99附录G之G.1.2的要求，其盘石埋设见GB/T18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》附录B图B.10的要求。
6.1.4.2对标石的要求：
新埋设的各类型标石，标志上所铸字头朝正北方向，偏离正北方向不能大于15°。
利用旧标石时，应在点之记、技术总结等有关资料中说明,标石规格要符合要求。
6.1.4.3对点之记的要求：
所有的E级GPS三维大地控制网点（包括利用的旧点）均应在实地绘制点之记。
所在地应认真了解，点的位置说明要简洁明确，要说明至居民地的方向距离，并量注标石中心至三个以上地物点的距离，略图绘制与实地方位照片一致，点所在图幅栏填写1:
5万的图幅号。
点之记用autoCAD绘制，数据为dwg格式,文件名按点号命名。
输出为标准A4幅面。
点之记要求GB/T18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》附录B的B.1。
6.1.5控制点的命名与编号
6.1.5.1点的命名
控制点的点名用埋设地点的山名、村庄名等自然地名或临近的自然地名命名，必要时，可加相关方位说明（如xx东、xx南、xx西、xx北等）。
当点名中涉及生僻字（即国家标准字库GB2312中没有的字）时，取字义（音）较接近的字代替，并在点之记备注栏内予以说明。
6.1.5.2点的编号
为方便作业，每个控制点应给出相应的点号，编号采用E×××表示，从E001起顺序编号。
编号中E代表等级。
6.1.5.3利用旧点时的命名与编号：
利用的旧控制点仍用原点名，测区内点名不得同名，点号不得重号。
6.1.6外业观测方法及技术要求
E级GPS三维大地控制网点外业数据采集是控制网点的核心工作，其质量对整个项目关系重大，因而必须按照高起点、高标准、高质量的要求进行作业。
6.1.6.1使用仪器
GPS接收机应满足：
仪器标称精度不小于10mm+5ppm×d的接收机。
同步观测GPS接收机不少于3台。
4.1.6.2观测前准备
6.1.6.2.1GPS接收机应按GPS检定规程进行检定。
光学对中器应在作业前及作业中经常进行检验和校正。
6.1.6.2.2GPS测量基本技术要求：
卫星高度角≥15°；
PDOP值≤8；
有效观测卫星总数≥4颗；
所有网的时间段中任一卫星有效观测时间≥30分钟；
数据采样间隔为15秒；
观测时段数≥1.6；
每个时段为45分钟；
两次量高误差≤3mm。
6.1.6.2.3外业观测的基本原则
（1）观测手薄中的内容在现场用铅笔认真填写，不得伪造、涂改。
填错的内容可划改，正确的内容填写在划改内容的上方，划改的内容须清晰的保留。
（2）正确量取天线高，并记入观测手薄中，天线采取每时段测前和测后各量取一次，每次应从天线三个不同方向（间隔120°）量取，两次量高误差≤3mm，取其平均值。
（3）正确输入各项参数，存贮数据的文件名命名合理。
6.1.6.2.4数据采集应注意的要点
（1）数据采集采用静态定位模式；
（2）外业观测时段长度应根据观测条件等情况适当延长；
（3）出发前应检查电池电量、接收机内存是否充分；
（4）设站观测时，应严格对中置平，定向标志指向正北，误差不超过±5°；
（5）接收机观测期间应防止震动、移动，严禁人和物体靠近天线；
（6）应当站填写观测记录，记录要清晰、整洁，不允许事后补记或追记；
（7）接收机在观测期间，不应在旁边使用对讲机；雷雨时，不能进行观测；
（8）观测时应保证接收机工作正常、数据记录正确，数据及时导出，确保数据不丢失。
原始观测数据严禁修改。
6.1.7基线处理
6.1.7.1软件
基线处理软件采用GPS随机商用软件，采用广播星历。
6.1.7.2基线解算，按同步观测时段为单位进行。
6.1.7.3起算坐标
基线解算中，先从有已知汝南县国土资源局施测的D级GPS三维大地控制网点和河南省C级GPS三维大地控制网点成果开始解算，然后用推算得到的未知测站的坐标，作为基准来解算相邻的同步观测网，乃至整个E级GPS三维大地控制网点。
6.1.7.4观测值应加入对流层延迟修正，对流层延迟修正模型中的气象元素采用标准气象元素。
6.1.7.5基线解算中，15km以内的基线，采用双差固定解。
15km以上的基线，可在双差固定解和双差浮点解中选择最优结果。
6.1.7.6计算中所用的输入值应打印以备检查，计算过程中的问题应随时记录。
6.1.7.7同一时段观测值的数据剔除率，其值宜小于10℅。
6.1.7.8复测基线的长度较差ds，两两比较应满足
ds≤2√2σ
σ为基线测量中误差，单位为毫米（mm）。
6.1.7.9同步环闭合差
同步环闭合差应满足：
WX≤σ√3/5
WY≤σ√3/5
WZ≤σ√3/5
σ为基线测量中误差，单位为毫米（mm）。
6.1.7.10独立闭合环或附合路线坐标闭合差应满足：
WX≤3√nσ
WY≤3√nσ
WZ≤3√nσ
WS≤3√3nσ
n为闭合环边数；
σ为基线测量中误差，单位为毫米（mm）。
WS=√WX2+WY2+WZ2
6.1.8重测和补测
6.1.8.1未按施测要求，外业缺测、漏测、或数据处理后不满足要求时，有关成果应及时重测。
6.1.8.2允许舍弃在复测基线边长较差、同步环闭合差、独立闭合环或附合路线坐标闭合差检验中超限的基线，而不必进行该基线或与该基线有关的同步图形的重测，但必须保证舍弃基线后的独立环所含基线数符合要求，否则，应重测该基线有关的同步图形。
6.1.8.3由于点位不满足GPS测量要求而造成一个测站多次重测仍不能满足各种限差检核要求时，经批准允许时，可以布设新点重测或者舍弃该点。
6.1.8.4对需补测或重测的观测时段或基线，要具体分析原因，在满足GB/T18314-2009中表5要求的前提下，尽量安排一起进行同步观测。
6.1.8.5补测或重测的分析应写入数据处理报告。
6.1.9GPS网平差
6.1.9.1平差软件
网平差的软件：
采用GPS随机商用软件。
6.1.9.2无约束平差
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——协方差作为观测信息，以一个点的2000国家大地坐标系中的三维坐标作为起算依据，进行网的无约束平差。
无约束平差应输出2000国家大地坐标系中各点的三维坐标、各基线向量及其改正数和其精度信息。
6.1.9.3无约束平差中，基线分量的改正数绝对值（VΔX、VΔY、VΔZ）应满足的条件：
VΔX≤3σ
VΔY≤3σ
VΔZ≤3σ
σ为基线测量中误差，单位为毫米（mm）。
否则，认为该基线或附近的基线存在粗差，应在平差中采用软件提供的自动方法或人工方法剔除，直至满足上式要求。
6.1.9.4约束平差
利用无约束平差后的可靠观测量，应选择在2000国家大地坐标中进行三维约束平差或二维约束平差，平差中，对已知点坐标、已知距离和已知方位，可以强制约束，也可以加权约束。
平差结果应包括相应坐标系中的三维或二维坐标、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。
约束平差中，基线向量改正数与经过12.5.4.2粗差剔除后的无约束平差结果的同一基线相应改正数较差的绝对值（dVΔX、dVΔY、dVΔZ）应满足：
dVΔX≤2σ
dVΔY≤2σ
dVΔZ≤2σ
σ基线测量中误差，单位为毫米（mm）
否则，认为作为约束的已知坐标、已知距离、已知方位中存在一些误差较大的值应采用自动或人工的方法剔除这些误差较大的约束值，直到满足为止。
6.2高程控制测量
高程系统采用1985国家高程基准。
利用GPS拟合后E级GPS三维大地控制网点成果及大地水准面精化程序，完成覆盖工作区域的大地水准面精化，达到本区域内高分辨率的大地水准面精化成果。
71：
500地形图测绘
地形图测绘采用内外业一体化全要素数字化测量，使用南方CASS7.0专业软件进行外业数据处理和图形编辑。
7.1图根控制测量
（1）图根点使用GPS，采用RTK动态的方法测定。
采用RTK时，2次观测间隔时段不得少于3分钟，每次观测的历元数15个，两个时段平面、高程读数较差均应小于2厘米，在限差范围内取中数。
（2）图根点的密度每平方公里不得少于64个，且图根点一般与另两点通视。
7.2野外数据采集
（1）野外数据采集使用电子全站仪,用仪器数据存贮器或PC卡记录;
（2）电子全站仪在使用前,应进行常规的检核,符合要求时才能使用;
（3）仪器对中误差不超过5mm;
（4）以较远的控制点标定方向,另一点作检查,平面位置较差不大于图上0.2mm,高程较差不大于1/5基本等高距。
本站观测结束时,应对标定方向检测，若平面或高程一项超过上述规定时，本站所有细部成果必须重测。
（5）仪器高、觇标高量至毫米，并直接输入仪器，中间因地形条件限制需要变换觇标高时，应及时量取觇标高并通知测站修改觇标高输入值。
（6）施测前，应对数据采集软件进行试运行检查，确认无误后方可使用。
对输入的控制点成果应检校。
（7）采用无码作业，野外绘制草图，在室内作引导文件进行编辑或有码作业现场编绘。
（8）外业采集的数据文件经固定的数据转换软件转换为SCS软件可接收的数据格式，并保留原数据文件。
（9）不依比例尺表示的独立地物采集时，应采其图式符号中的定位点。
棱镜偏离地物中心点大于5cm（含1/2棱镜宽度）时，应加偏心改正。
（10）测距地物点最大长度为300米，每测站的最大测图长度一般不大于定向长度的2倍。
7.3地形图的测绘内容及取舍要求
（1）测量控制点
测区内各等级控制点均应准确表示。
经四等以上水准联测的高程注记至小数点后3位。
（2）房屋应逐个表示。
不同层次、不同结构性质、主要房屋和附加房屋应分割表示，并注房屋结构及层数。
（3）房屋的轮廓线以外墙基为准，悬空建筑（水上房屋、飘楼、骑楼、柱廓等）按其外轮廓测绘并注房屋结构与层数，飘楼的性质随主楼，不再注记，只注层数。
悬空建筑用虚线表示。
（4）房檐、临时性棚房和简易房屋不表示。
中心内搭盖的房屋小于图上4mm2的不表示。
房屋内天井大于图上4mm2的应表示。
房屋外轮廓凹、凸小于图0.4mm时，可用直线连接，大于0.4mm的依实际轮廓测绘，落地阳台应综合为房屋，不落地阳台，按悬空建筑表示。
构筑物按外轮廓测绘。
（5）一家一户的中心落门房，面积大于图上4mm2的按一层房屋表示，小于图上4mm2的不表示，用围墙直接连通，一家一户房前屋后的厕所、牲口圈不表示。
（6）房上设施如储水罐、卫星接收天线等均不表示。
（7）台阶、室外楼梯按《图式》4.3.3及4.3.4的要求表示。
（8）围墙按《图式》4.4.3区分表示。
砖、石、混凝土柱或基座的铁栅栏，基座高超过1m的，应用围墙符号区分表示。
否则按栅栏表示。
（9）未述及的部分，按《城市测量规范》与《图式》的要求执行。
7.4工矿建筑物及其它设施
（1）无塔供水设施实测其投影边线，并加“供水”二字。
（2）粮仓用图式5.3.1表示，以房屋做粮库时，用房屋符号表示，并加注“粮仓”二字。
（3）固定的大型饲养场所内，房屋和其它设施用相应符号表示，毗连成片的畜舍和分割畜舍的围墙均不表示，沿外墙基线测绘，不分性质，内注“牲”。
（4）道路边等处多建有一根支柱的大型广告牌，有很好的方位意义，建议用о符号表示，图上支柱用直径为1毫米的圈表示，长度按实地投影长度，宽度1.2mm。
（5）栅栏、栏杆、篱笆、活树篱笆、铁丝网应按要求表示。
7.5管线及附属设施
（1）地物密集时，电力线、通讯线可不连线仅绘方向性符号，空旷地区应连线，出图廓时，离图廓最近的一个杆位，应连至图廓线。
（2）一杆多用时，只表示高一级的（其等级次序为高压、低压、通讯）。
若为其它线路的转折或分岔时，仍应绘出相应的符号及连线。
（3）地下电缆应表示，同时测绘电缆标。
（4）管道区分类别表示。
多种类别或同类多根管道并行时，只表示较大的或中间的，并注明根数。
（5）固定的、集中供水的水龙头应表示。
7.6交通及附属设施
（1）道路均应采集表示，并注意道路交叉处形状的测绘。
街道按道牙施测，无道牙的不测绘街道线，内部道路按实际界线测绘。
路堤、路堑比高大于0.5m（含0.5m）的要表示，并区分是否加固。
路两侧的行树按实际位置测绘。
（2）有雨棚的固定的公共汽车站应表示。
无雨棚仅有站牌的不表示，有房屋建筑的用相应符号表示并加注名称。
（3）街道上用于分离车辆和行人的栅栏，一律不表示。
用于封闭公路的栅栏、铁丝网等应表示。
（4）公路、街道均应注铺面材料，同一条道路若主干道和人行道铺面材料不同，则只按主干道的铺面材料注记，公路有路肩的还应施测路肩。
（5）大于2m的乡村路用双线表示，介于1m—2m之间的乡村路用单线符号表示。
1m以下的按小路表示。
因施工而形成的临时路不表示。
若大车路、乡村路宽窄不一，且变换频繁时，图上可取其平均宽度绘平行线。
7.7水系及附属设施
（1）凡人工修建的能起到排水作用的沟渠，不论作业时是否有水，均应按水渠表示。
废弃的沟渠按干沟表示，干沟的端点应封闭。
道路两侧的路沟能起排水作用的绘沟渠，沟渠图上宽度大于1mm时，用双线表示，小于1mm用单线表示，并将宽度注于草图上。
渠堤比高在0.5mm以上时应表示。
堤顶面宽度大于图上1mm时，用双线表示，双线堤顶面每隔15cm左右测注一处高程。
单线堤应量取宽度注于草图上。
（2）单线沟渠过路或建筑物其出口很小时，用不依比例的涵洞表示。
（3）图上面积大于50mm2的池塘、养殖水面均应表示。
7.8地貌和土质
（1）在山区或丘陵地区，大片没有建筑物的空旷地带，应测注高程点，勾绘等高线。
（2）居民地内部不勾绘等高线。
（3）高程注记点应优先选择注记在路口、桥面、涵洞底部、独立地物、井口、地貌变换处等。
（4）比高大于0.25m小于0.5m的陡坎、斜坡若过等高线应表示，不注比高。
比高大于0.5m的陡坎、斜坡均应表示，并测注比高。
坡、坎应区分加固、未加固。
坡、坎图上长度小于5mm不表示，密集时，可适当取舍。
（5）村庄内部或周边无规则的挖沙、取土场地图上面积大于50mm2的，按《图式》10.5.7表示，否则，可以不表示。
7.9植被
（1）耕地、园地图上面积大于50mm2时均应表示，其它植被面积大于100mm2时，均应表示。
（2）散树不表示，历史文物类的树木用独立树表示。
7.10境界
境界表示到乡界。
7.11注记
图上的各种名称注记均应准确注记。
注记的字义、字体、字间隔、字级、字向、字序、字位应符合《图式》的要求。
7.12地形图的数据编辑
（1）地形图的数据编辑采用SCS软件进行数据处理和图形编辑。
（2）原始测量数据、点文件和图形文件进行数据编辑时，只能对非测量数据进行修改。
（3）图形文件中，数据应分层存放，每一层中不同属性的要素应赋于其符合要求的代码。
（4）地形图编辑时要做到线连续、面闭合、点的方向正确，且所有地物、地貌和图层及代码正确。
编辑时，要注意所有相邻地物严格遵照靠点靠线的原则。
（5）文件的命名
图形文件采用1：
500图幅号做为文件名。
（6）图面的编辑要求
为保持图面的整洁、美观，在地物、地貌要素满足数据要求的同时，还要对图面进行编辑。
a、文字、符号压盖地物时，不要断开，一律使用遮掩处理，遮掩的原则以尽量少压盖地物为原则，不允许全图所有注记统一做遮掩。
b、为使不同的地物表示清晰，有线型的地物应做线型规范化。
c、斜坡、陡坎符号在软件符号化后，对于曲线拐点处程序所生成的符号不能满足制图要求时，应进行手工编辑，以使整个斜坡符号均匀。
d、当一条路贯穿全图时，名称注记可分段，但最多不要超过两组注记。
两组名称之间的间隔应明显大于一组字的间隔。
道路材料注记（如：
“沥”字）应在道路名称注记最后一组注记后5mm处加注，注记时注意避开路口，注记方向按《图式》要求。
e、河流、沟渠的流向多在其名称注记后面5mm处绘出。
f、名称说明注记（包括单位名称、小区名称、村镇名称）应放置范围内居中的位置，范围较大时应将注记拉开，但名字应是一个字符串。
g、各种性质注记都应放置在其范围居中的位置。
h、高程的注记最佳字位选择应按以下次序：
1、右。
2、左。
3、上。
4、下。
I、植被符号间隔应根据软件的设置情况而定，一般应为20mm×40mm，填充符号时要保证每个被线状地物分割的区域至少有一个符号。
J、各种注记的字体、字级、字向均以《图式》为准。
7.13图幅接边
接边的内容包括：
图形接边、符号接边、分层编码接边。
直线要素在接边后应保证其直线性，并与汝南县国土资源局2009年施测的1：
500航测数字化地形图（DGL）接边。
8
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