舞钢市1000航测数字化技术设计书.docx

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舞钢市1000航测数字化技术设计书

1项目概述

1.1项目目的

为了满足社会主义新农村信息化建设的需要，根河南省测绘局‘关于开展社会主义新农村建设’一镇（乡）一图’工程和‘数字乡镇’工程”文件精神，舞钢市测绘局决定启动“舞钢市尹集镇数字地理空间框架建设及应用示范工程”，其目的是为乡镇发展规划、基础设施建设等提供准确的地理空间信息公共服务平台。

舞钢市测绘局委托河南省地图院承担该项目。

为确保工程的顺利实施，根据有关法律、法规、标准、规范和方案，制订本技术设计书。

1.2测区概况

尹集镇位于舞钢市区东南10公里处，东临西平，南连泌阳、遂平，西邻治淮第一坝石漫滩水库，北接武功乡。

地理位置介于东经113º30′00″—113º41′30″之间，纬度33º20′00″—33º07′30″之间。

境内山水相间，风景秀丽，资源丰富，素有“六山一水三分田”之称，总面积101.2平方公里，辖19个行政村，186个自然村，总人口2.5万人。

境内交通便利，省道平（平顶山）驻（驻马店）路、县道尹武路、东环路和石漫滩水库环湖南路纵贯全境，与尚尹路相交于政府所在地尹集镇，形成了“三纵一横”的交通格局，全镇村村实现通水泥路，交通网络四通八达。

尹集镇境内旅游资源丰富。

境内有石漫滩国家森林公园九头崖风景区，景区内山峰陡峭、林木繁盛、东暖夏凉、四季分明；二十七处古迹，八洞十二泉，一百八十余处景点。

九头崖、虎头山、百洞岩等靓丽景点，并出产堪称一绝的中华响石，

尹集镇的产业结构以农业为主，境内有耕地面积1.5万亩。

地貌类型有山地、丘陵、岗地、平原。

地势呈西北、东南高，东北、西南低。

1.3测绘内容

1:

5000地形图测制及建库，面积约100平方千米。

面积约11平方千米，位于石漫滩水库南岸，呈东西走向。

面积约2平方千米。

位于尹集镇政府所在地，呈南北走向。

2技术依据

[1]GB12898-91《国家三、四等水准测量规范》；

[2]GB/T13923—92《国土基础信息数据分类与代码》；

[3]GB14804-93《1:

500、1:

1000、1:

2000地形图要素分类与代码》（以下简称《分类与代码》）；

[4]GB14912—94《大比例尺地形图机助制图规范》；

[5]GB/T7929—1995《1:

500、1:

1000、1:

2000地形图图式（修订）》（以下简称《图式》）；

[6]GB15967-1995《1:

500、1:

1000、1:

2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》（以下简称《航测数字化规范》）；

[7]GB/T16818—1997《中、短程光电测距规范》；

[8]GB/T17158—1997《摄影测量数字测图记录格式》；

[9]GB/T17798—1999《地球空间数据交换格式》；

[10]GB/T17941.1—2000《数字测绘产品质量要求第1部分：

数字线划地形图、数字高程模型质量要求》；

[11]CJJ73—97《全球定位系统（GPS）测量规范》（以下简称《规程》）；

[12]GB/T18316—2001《数字测绘产品检查验收和质量评定》；

[13]CJJ8—99《城市测量规范》（以下简称《规范》）；

[14]GB7930-87《1:

500、1:

1000、1:

2000地形图航空摄影测量内业规范》（以下简称《航内规范》）；

[15]GB7931-87《1:

500、1:

1000、1:

2000地形图航空摄影测量外业规范》（以下简称《航外规范》）；

[16]CH1002-95《测绘产品质量检查验收规定》；

[17]GB/T20257.2-2006《1:

5000、1:

10000地形图图式》；

[18]河南省测绘局制订《1:

10000基础地理信息数据更新外业方案》；

[19]CH1003-95《测绘产品质量评定标准》；

[20]河南省地图院依据GB/T19001-2000idtISO9001:

2000《质量管理体系的要求》制订的YCY01-2003《质量手册》及相关程序文件；

[21]经批准后的本技术设计书。

3已有资料

3.1平面控制资料

河南省C级GPS基础控制网及舞钢市D级GPS基础控制网、四等GPS基础控制网已完全覆盖测区，可作为I、II、级GPS控制网测量的起算依据。

3.2高程控制资料

河南省C级GPS基础控制点均经过三等水准联测，D级GPS网，高程已经四等水准联测可作为加密布设Ⅰ、Ⅱ、级GPS控制点高程联测的起算数据；测区内有1985高程基准成果的水准点应充分联测，高程联测的起算点，条件允许时尽可能使用非C级网点。

3.3已有控制点

本测区内的国家四等以上控制点，只要点位完好，符合GPS观测要求的，均可利用，以减少埋石工作量。

3.4地形图资料

河南省测绘局测制的1:

1万地形图可做为设计、选点埋石之用。

3.5航摄资料

1:

4000彩色影像扫描数据，扫描分辩率25um；航摄的相机文件。

4项目实施的技术路线和流程

4.1技术路线

采用GPS卫星定位技术,依据《规程》要求，在13平方千米范围内布设加密，Ⅰ、Ⅱ级GPS控制网，加密控制网的密度为平均每平方公里1:

2000布设4个点、1:

500每幅图内2-3个点（含起算点）；以四等以上水准点为起算点，用等外水准对Ⅰ、Ⅱ级GPS加密控制点进行联测，确定控制点高程，进行三维大地控制网测量基准的建立

4.2像片控制测量

1、像控制点布设应满足GB7931—87《航外规范》，区域网之间的像控点应尽量选择在上、下航线重叠的中间，使相邻区域网间控制点公用。

2、区域网的区域单位大小采用4条航线，每条航线的基线数不超过12条。

平高点的旁向跨度为2条航线，航向跨度不超过4条基线（如图3）

○——○——○○——○——○——○○——○

││││││

●——●——●●——●——●——●○——●●

││││││

○——●——○○——○——○——○○——○——○——○

││││││

●——●——●●——●——●——●●——●——●——●

││││││

○——○——○○——○——○——○○——○——○——○

图3图4图5

3、不规则区域内，应在凸角处增补平高点，凹角处增补高程点。

但当凹凸角之间距离超过2条基线时，凹角处亦应布平高点（如图4）

4、当丘陵地的图上高程由内业立体测定时，外业应全野外布设高程控制点（如图6），若山区因林木覆盖外业选择像控点困难时，可采用双模布点（如图7）

图6全野外高程点布设图7双模型高程点布设

图中○为平高点，●为高程点，□为像主点。

5、当像主点或标准点位落水时，落水范围的大小和位置不影响模型连接，可按正常航线布点。

当航向三片重叠范围内选不出连接点时，落水像对按全野外布点。

定向点的标准点位置附近落水时，离开方位线4cm以外的航向三片重叠选不出连接点，落水像对全野外布点。

1、像控点应该选刺在交角良好的状地物交点上或影像小于0.2mm的点状地物中心，以在相邻像片上影像清晰便于联测的目标为准。

实地的判刺精度为图上0.1mm，像片点位刺孔应刺透。

刺点位置刺偏时，应换片重刺或作说明。

2、像控点中的平高点前冠P，高程点前冠G。

各按顺序编号，作业区内不得出现重号。

3、当点位选在高出或低于地面的目标时，须量其至地面比高，注至0.1m。

4、像片正面整饰，平高点和高程点均以刺孔为中心，绘7mm直径的圆，平高点用红色、高程点用绿色，点位旁注明点号。

航线间公用像控点应在相邻航线上用相应颜色的玻璃铅笔转标。

刺点像片反面整饰用铅笔，略图绘在2cm×2cm的方框内，在方框旁加注点位简要说明，刺孔影像、点位、略图说明要一致。

并注明点号，选刺者、检查者应签名。

1、像控点的精度

平面控制点相对于邻近平面控制点的平面位置中误差不大于图上±0.1mm，高程控制点，相对于邻近高程控制点的高程中误差不大于±0.1m。

2、仪器检定

GPS接收机、RTK等测量仪器在施测前需经有关部门检定合格后投入使用。

3、像控点联测方法

像控点平面坐标和高程联测以测区内已有的基础控制点为起算点，联测方法采用GPS快速静态测定或GPSRTK方法。

4、GPS测量

（1）用GPS快速静态测定时，GPS网应由一个或若干个独立观测环构成，也可采用，附合路线形式构成，每个闭和环或附合线路中的边数应不大于10条。

GPS网的作业方法可参照行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》中二级GPS

网的基本技术要求执行。

GPS网的观测要求，各项检测和计算按二级GPS网方法进行。

（2）采用GPSRTK作业模式联测像控点时，要求在固定站上对流动站先进行已知点检测校核。

如像控点在不同固定站上联测时，不同固定站要有重合点，重合点两次施测结果符合平面坐标较差不大于图上±0.1mm,高程较差不大于±0.15m时取中数使用，施测结果不符合上述精度要求的应进行检测补测。

为提高加密精度，高程控制点联测时，尽量同时测定其平面坐标，提供内业加密纠错使用。

5、像控点的高程测量

（1）采用GPS-RTK作业模式时，可在已有的基础控制点成果基础上，观测得到像控点的WGS—84坐标，利用河南省精化大地水准面成果，通过曲面拟合方法求取高程。

（2）采用GPS快速静态测定时，像控点高程采用曲面拟合法进行GPS正常高的内插，用观测所获取的大地高和已知点高程进行拟合。

在同一高程拟合网内，应在测区内至少联测4个等级以上水准联测过的控制点，其点的分布均匀并能控制测图范围。

6、像控点联测结束平差后的坐标应及时在1：

1万地形图上展点检查，防止出现粗差。

确保下工序加密顺利进行。

4.3空三加密和DOM制作

1、采用VirtuoZo或JX-4A全数字摄影测量工作站，通过光束法区域网整体平差到加密点成果。

2、底片扫描：

采用PhotoScanTD扫描仪，扫描分辨率为21μ∽28μ之间，灰度256级。

3、内定向：

在JX-4A或VirtuoZo全数字摄影测量工作站上，调用扫描的影像资料，根据航摄仪鉴定资料，逐片进行内定向。

4、相对定向：

由计算机自动完成定向，人工干预剔除粗差。

标准点残余上下视差△q不应大于±0.005mm,检查点残余上下视差△q不应大于±0.008mm。

5、绝对定向：

区域网控制点的平面和高程成果取用外业测定成果，基本定向点面

和高程残余误差分别不大于0.25mm和0.25m，多余外业控制点平面和高程不符值分别不大于0.44mm和0.44m，区域网内公共点平面和高程较差分别不大于0.56mm和0.56m，区域网间公共点平面和高程较差分别不大于0.7mm和0.7m。

内业绝对定向应将全野外高程点作为定向约束，一方面提高加密精度，另一方面检查野外RTK高程的粗差。

6、空三加密应提供计算机平差计算资料的电子文档，以备检查使用。

1、将加密成果导入测图工作站，恢复加密时建立的立体像对。

2、在全数字摄影测量工作站上，以像对为单位进行特征点线的采集，匹配编辑像方DEM，保证像方DEM点切准地面，等视差曲线应真实地反映地貌形态。

生成的物方DEM必须套合到立体模型上进行漫游检查，观察DEM的点位是否全部切准地面。

符合要求后按像对生成DOM。

3、分别按1：

2000、1：

500地形图分幅进行镶嵌拼接，要求影像拼接误差小于0.2mm。

为使影像拼接合理、美观，拼接线一般选取自然地物分界线，如双线河流、道路等，尽量避免出现以房屋影像拼接。

4、影像调整：

对相邻相片拼接后的影像，要进行影像调整。

并确保成果数据无明显镶嵌接缝、无明显调整痕迹，影像清晰、反差适中。

5、以幅为单位进行影像裁切，裁切以图幅的外图廓线为准。

影像数据以1：

2000、1：

500图幅为单位存放。

文件名区相应按1：

2000、1：

500图幅号（去中间横线）。

在像控测量的基础上，内业在JX4、VirtuoZo摄影测量工作站上，依据像片控制点数据，利用JX4GXP-AAT或PATB等自动空三加密软件，采集像点坐标，运用光束法区域网平差法解算加密点的坐标。

利用航空数字影像建立立体模型，采集数据，生成图形文件，形成工作底图，在绘图仪上回放出工作底图。

外业利用内业制作的工作底图，在实地开展地形图的外业测量工作，并将外业得到的相关信息准确地表示在工作底图上。

根据外业工作底图，在mapfriend专用软件上按规定分层代码进行图形编辑处理，并符号规范化，生成符合要求的图形数据文件。

从而完成镇区11平方千米的1:

2000、2平方千米的1:

500航测数字化地形图测绘。

4.4作业流程图

图4.4作业流程图

5基本技术规定

5.1坐标及高程系统

采用1980西安坐标系，投影于抵偿高程面上的高斯正形投影，统一3°带的平面直角坐标系统，中央子午线114°；由于测区位于长度变形大于2.5cm/km区域，为减弱长度变形，平面系统采用抵偿坐标系，抵偿高程面的相关参数为：

测抵偿面的高程：

H抵=-31.7m

测区中心坐标为:

x0=3686259.786my0=38455566.194m

测区高程异常hξ=-5.5m

地球平均曲率半径:

R=6371km

采用1985国家高程基准。

基本等高距1:

5000和1:

2000为1米，1:

500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。

不同等高距接边时，应尽量保证等高线完整，不要随意中断。

5.2成图规格及编号要求

图幅规格：

50cm×50cm。

按西南角图廓点直角坐标为图号，1:

500取小数点前两位和后两位中间加横线连接，如20.00—45.00，1:

2000图幅分幅线为整公里标线，取小数点前两位，X在前，Y在后，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。

成果为DWG文件格式。

5.3高程注记点密度和取位

一般地区图上每平方分米内8—10个点，建筑密集和地物稀少的平坦区、鱼塘等水网区图上每平方分米内6—8个点，丘陵地区图上每平方分米内8—12个点。

山地区图上每平方分米内12—16个点。

1:

2000地形图上高程注记点应注至分米。

1:

500地形图上高程注记点应注至厘米。

5.4成图精度

内业加密点和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1内业加密点、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

内业加密点

地物点点位

地物点间距

中误差

1:

500，1:

2000

1:

500，1:

2000

1:

500，1:

2000

城市建筑区和平地、丘陵地

≤±0.35

≤±0.5

≤±0.5

山地和设站困难的旧街坊内部

≤±0.50

≤±0.75

≤±0.7

注：

阴影、摄影死角、森林隐蔽、沟壑和山地等特殊施测困难地区可按此表规定值放宽50%。

城镇建筑区、铺装地面和平地图幅的高程注记点相对于邻近控制点的高程中误差≤±0.15m。

内业加密点、其它地区高程注记点和等高线插求点的高程中误相对于邻近控制点的高程中误差应符合表2的规定。

表2内业加密点、高程注记点、等高线插求点的高程中误差（m）

地形类别

平地

丘陵地

山地

内业加密点

-

≤±0．35

≤±0.50

高程注记点

-

≤±0.50

≤±0.70

等高线插求点

≤±0.3

≤±0.50

≤±0.70

5.5喷墨回放图绘制精度

本条的所有误差要求均为最大误差。

点直径为0.3mm,刻绘线粗度0.1mm。

mm。

mm，对角线误差≤±0.3mm。

6一级GPS、二级导线测量

6.1一级GPS测量

一级GPS布设沿测区主要公路和镇区适合GPS观测的街道布设，一级GPS和二级导线点密度应达到1：

2000平均每平方公里不少于4个点，1：

500平均每幅图不少于2-3个点。

采用GPS方法进行图根控制测量时，可越级布网，不加密二级导线点。

采用GPS施测时，应符合GPS测量规程，选定的一级GPS点之间应保持连续通视，特殊困难地区至少应保证有一个通视方向，布设点位要分布均匀。

一级GPS点位应优先选于道路交叉口和单位、小区大门口路面上。

一级GPS点间距一般为300—500M，平均边长在400M左右。

一级GPS点编号以“Ⅰ”开头，以三位数流水顺序编号，全区不得出现重号。

GPS点的标石按《航空摄测量外业规范》附录B的规格制作，在建筑物或铺装路面上，要埋设楼顶标石或嵌入标志。

各类标石的规格见GPS测量规程附录B要求中心标志采用直径不少于10mm的钢筋，标志顶面应略高于标石面并刻十字。

在标石附近明显位置用红漆标明点号。

所有GPS点均在实地按规定绘制点之记，所在地一栏的填写应认真了解，点位说明要简洁明确，写出点至明显目标的方向距离，量注标石中心至其他地物点三处的距离。

在绘制略图时，应与实地方位一致。

点所在图幅栏内填写新的1:

1万图幅号。

选埋结束后，及时标绘点位分布图，绘清相邻点通视方向。

GPS点观测计算：

GPS观测采用经检验合格的接收机，观测一般采用快速静态定位模式。

作业主要技术要求见表四:

表四

等级

卫星

高度

角

有效观

测卫星

总数

平均重复

设站数

时段长度

数据

采集

间隔

几何图

形强度

因子

一

≥15°

≥5

≥1.6

≥15min

15s

≤8

（1）一级GPS外业观测时段长度应根据同步观测点间距离，观测条件等情况适当延长。

每次设站的天线高度应量记两次。

每一时段取用N-1（N为同步观测设站数）条独立基线参与平差计算。

（2）一级GPS观测基线向量解算采用经省级以上鉴定过的厂家提供商用软件。

GPS网由独立观测边组成的多个闭合多边形构成，多边形边数应≤10条。

对重复边、同步环检核，重复边的限差为2

σ（σ为规程规定的相应等级限差），同步环坐标分量及附和路线全长相对闭合差限差分别为9.0Ppm和15.0ppm，对同步环、异步环检核超过限差时，应对其中部分或全部观测成果进行重测。

须进行补测或重测的边，应尽量安排一起进行同步观测。

各异步环的坐标分量闭合差和全长闭合差应符合下式规定：

Wx≤2

σ、Wy≤2

σ、Wz≤2

σ;环闭合差，W≤

，式中n为独立环中的边数，σ为相应级别规定的精度（按平均边长计算）。

（3）GPS观测数据的后处理。

应先进行无约束平差以检验GPS观测本身精度，分析检查有无粗差等，确认GPS观测精度无问题后进行约束平差。

平差时应先对各起算点间的兼容性进行检核，发现有不兼容的情况应认真分析，或选用不同起算点试算几个方案，以确定约束平差的最佳方案。

（1）二级导线布设：

镇区主要街道由于自然条件不能布设一级GPS时，应布设二级导线，二级导线以一级GPS或以上等级平面控制点为起算起，沿镇区主要街道和巷子布设成附合导线或结点网。

点位的选点、埋石和资料整理按一级GPS要求执行。

二级导线编号以“Ⅱ”开头，三位数流水顺序编号，全区不得出现重号。

（2）二级导线观测：

二级导线观测采用经法定检验合格的全站仪，主要技术要求见表五：

表五

等级

附和导线长度（km）

平均边长（m）

每边测距中误差（mm）

测角中误差（″）

导线全长相对闭合差

二

2.4

200

≤±15

≤±8

1/10000

水平角观测的精度要求见表六：

表六

等级

测角中

误差（″）

测回数（J

∕J

）

方位角闭合差（″）

二

≤±8

1∕3

±16

表中N为测站数，观测方向数四个以上要归零，半测回归零差不大于

，一测回内2C互差不大于

，同一方向各测回互差不大于

。

边长测量要求见表七

表七

边长等级

仪器等级

每边测回法

二

Ⅰ、Ⅱ

单向二测回

一测回指照准目标一次，读数四次。

一测回读数较差为:

Ⅰ级仪器不超过5mm，Ⅱ级仪器不超过10mm，单程测回间较差为:

Ⅰ级仪器不超过7mm，Ⅱ级仪器不超过15mm，观测一端气象数据，每边测定一次，温度读至0.5度。

气压读至1mmHg或100Hpa。

（3）二级导线平差计算：

一、二级导线的平差计算在计算机上利用经过鉴定或验证的软件进行严密平差。

结果文件要求包括起算数据、方向观测值和归化后的边长值、方位角闭合差和坐标闭合差、方向和边长值的改正值、坐标、单位权中误差、点位中误差、边长相对中误差、测角中误差。

采用GPS技术观测的一、二级导线，数据处理与D级GPS网的要求相同。

7高程控制测量

7.1水准测量

等外水准施测，水准测量仪器应采用标称精度不低于NL32型号的光学水准仪或电子水准仪，标尺采用双面区格式木质标尺或条型码尺。

施测前必须按要求对水准仪进行检验。

7.1.2i角检测

水准仪的i角在作业开始第一周内应每天测定一次，i角稳定后可以每隔15天测定一次，其值应≤±20″。

（1）一级GPS点和二级导线点用等外水准联测其高程。

（2）等外水准起闭于四等以上水准点，附合路线长度不超过12KM，结点间距离不超过9KM，路线闭合差不大于±30

mm（

为路线长度，以公里计算）。

（3）等外水准观测采用NL32水准仪，双面木质区格式标尺，读数至毫米。

仪器至标尺的距离一般不超过100米，前后尺距离不等差不超过20米，前后尺距离不等差累积不超过100米。

同一标尺黑红面读数差不大于4mm，前后尺黑红高差之差不大于6mm。

外业观测应采用水准手簿记录外业观测数据，手簿的记录应清晰、整洁，原始观测数据的更改应符合《城市测量规范》CJJ8-99第

记录中高差取位至1mm，高差中数取位至0.1mm，计算时各测段距离总和取位至1m，高差总和取位至1mm。

7.2等外水准测量与电磁波测距高程导线可以混合使用

在进行几何水准测量确有困难的山区，可用电磁波测距高程导线代替等外水准测量。

高程导线各边的高差测定应采用对向观测。

，视线垂直角不得超过15º，视线高度和离开障碍物的距离不得小于1.5m。

，测距各项限差和要求应符合《城市测量规范》CJJ8-99中2.4的要求，对向观测各一测回（一测回四次读数），每站读取温度、气压值。

，精确至1㎜，当较差不大于2㎜时，取中数。

计算时，垂直角度的取位应精确至1"；测距距离与高程的取位应精确至1㎜。

单向观测时的高差根据采用斜距或平距分别应按下列公式计算：

式中：

高程导线边两端点的高差（m）；

高程导线边的倾斜距离（m）；

高程导线边的水平距离（m）；

垂直角；

当地的大气折光系数；

地球平均曲率半径（m）；

仪器高（m）；

觇标高（m）。

7.3平差计算

平差计算进行简易平差并评定精度。

并进行不平行改正，其公式为：

δ=-AH

——纬差，以分为单位；

H——平均高程，以米为单位；

A——常系数

当水准网的环数或附合路线条数超过20个时，应计算每千米高差全中误差。

8成图方法

采用航测先内后外全数字摄影测量作业方法，电算加密、在JX4、Virtuozo等全数字摄影测量工作站上采集数据及编辑、制作DEM、外业调绘，补测新增、影像不清和内业无法判测的地物，补调地形图其他要素，地物定性，量注房檐，野外施测铺装面和平地图幅的高程。

上机编辑修改，进行房檐改正，增补外业调绘内容，按要求分层并附加相应的属性。

结束后制作回放线划图进行外业检查并修改。

修改结束后再由检查人员按有关要求进行野外巡视和检测，结束后，进行成果整理并上交甲方验收。

9电算加密