珲春1500数字化地形图测量设计书.docx

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珲春1500数字化地形图测量设计书

1概述

1.1任务来源

受珲春市规划局的委托，为满足珲春市经济建设和总体规划修编对基础测绘资料的需求，根据双方签定的项目合作协议书要求，按航测法完成1：

500数字化地形图，采用先内业采集后外业调绘的生产流程。

1.2测区范围及地理位置

测区范围为东经130º20′～130º30ˊ北纬42º48ˊ～42º55ˊ，包括：

珲春城区、板石镇、哈达门乡及周边地区,测区任务面积共计约120平方公里。

测区Y坐标范围607km—622km,最西边距中央经线122km,最东边距中央经线107km，投影长度变形值14.9cm/km,大于2.5cm/km,不满足规范要求。

经过计算选用1.5º坐标系统，中央子午线为130.5º，投影长度变形值0.6cm/km,小于2.5cm/km，抵偿范围50.5公里，完全满足规范要求。

因此,珲春坐标系选用1.5º坐标系统，中央子午线为130.5º。

折合1：

500比例尺地形图50×50cm幅2100幅图。

1.3计划完成时间

测区120平方公里面积的测绘任务分四步完成。

2006年11月-2006年12月完成内业设计和外业像控点测量；2007年1月-2007年4月完成内业加密和采集工作；2007年4月-2007年8月完成外业调绘和数据编辑、处理等工作；2007年9月上交全部成果,检查验收。

2测区自然地理概况和已有资料情况

2.1测区自然地理概况和已有资料情况

珲春市位于吉林省东部边陲，西与朝鲜以图门江为界,东南与俄罗斯以老爷岭山脉为分水岭,行政隶属延边自治州。

地处图门江下游左岸盆地，三面环山，平均高程42米。

珲春市自然资源丰富，生态环境保护较好，以出口加工为主，以金融、外贸、旅游、房地产开发为辅的外向型经济，是吉林省对外贸易的唯一港口。

先后开通俄罗斯、朝鲜、韩国、日本等国家港口的海陆客货联运航线。

珲春口岸实现正常过客，并恢复开通了圈河公务通道。

测区属中温带半湿润海洋性季风气候，春季干燥多风，夏季酷热多雨，秋季温和凉爽，冬季严寒少雪。

珲春市交通十分方便，图珲铁路货运已开通，省道201把延吉、图门与珲春连接在一起。

珲春至圈河国家二级公路已经建成，吉林至珲春的高速公路正在建设中。

2.2已有资料情况

2.2.1航摄资料

航摄工作由辽宁省第三测绘院承担，于2006年10月完成，像幅23×23cm，共计1366片。

摄影比例尺：

1：

3000仪表

像机类型：

RC-30-XB

镜头号码：

1342123

鉴定主距：

153.839mm

主点坐标：

Xo：

0.0126mm-YB+YA

Yo：

0.00762mm

最大畸变差：

X：

-0.009mm14

Y：

-0.006mm+XA

+XA方向为飞行方向

2.2.2地形图资料

有1：

5万地形图，为中国人民解放军总参谋部测绘局1960年8月航摄，1977年7月调绘。

平面坐标系统采用1954年北京坐标系。

高程系统采用1956黄海高程系。

本项目用此图确定测区范围，设计航飞路线。

有1：

1万地形图，为我局1991年10月航摄，1992年6月调绘。

2001年成图。

平面坐标系统采用1980西安坐标系。

高程系统采用1985高程基准。

本项目用此数据做参考，分析地貌形态，对照测区范围，布设像控点等。

2.2.3基础控制资料

由吉林省测绘档案资料馆提供80系3度带国家等级的一、二、三等三角点及二等水准点、三等水准点。

珲春市规划设计院提供的部分GPS点成果和城区正射影像图，用于GPS网起算点和碎步点高程注记。

3引用文件

3.1《1：

5001：

10001：

2000地形图航空摄影测量外业规范》GB7931—87

3.2《1：

5001：

10001：

2000地形图航空摄影测量内业规范》GB7930—87

3.3《1：

5001：

10001：

2000地形图图式》GB/T7929—1995

3.4《1：

5001：

10001：

2000地形图要素分类与代码》GB14804—93

3.5《1：

500、1：

1000、1：

2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》

GB15967—1995

3.6《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73-97

3.7《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》GB/T18316—2001

3.8《测绘技术设计规定》CH/T1004—2005

3.9本项目合同书

3.10本项目航测专业技术设计书

4成果规格及主要技术指标

4.1数学基础

平面基准：

1954年北京坐标系

高程基准：

1956年黄海高程系

投影方式：

高斯—克吕格投影

分带方式：

1.5度分带，中央子午线130.5度

4.2成图方法：

摄影测量数字化测图

4.3成图比例尺：

1：

500

4.4基本等高距：

1.0米

4.5数据格式：

DWG格式

4.6内容与分层：

按《1：

5001：

10001：

2000地形图要素分类与代码》GB14804—93

4.7地形图精度：

a）内业加密点、图上地物点对最近野外控制点的图上点位中误差

项目地形

平地或丘陵

山地

加密点

±0.4mm

±0.55mm

地物点

±0.6mm

±0.8mm

b）内业加密点、高程注记点、等高线对最近野外控制点高程中误差

平地

丘陵

山地

加密点

±0.35mm

注记点

0.2m

0.4m

±0.5mm

等高线

0.25m

0.5m

±0.7mm

对于阴影覆盖隐蔽地区、作业精度要受到影响，平面和高程中误差可以按上述限差放宽1/2。

二倍中误差作为最大限差。

4.8分幅与编号

分幅：

采用矩形分幅，其规格50×50cm。

编号：

采用图幅西南角坐标公里数,编号时X坐标在前，Y坐标在后，中间加半短线联接取至0.01Km。

5设计方案

5.1软、硬件环境极其要求

5.1.1操作系统：

WindowsXP。

5.1.2应用软件：

电算加密PAT—B1套、JX-4Cpbba1套，航内数据采集

JX-4C、VirtuoZo共10台，航内数据编辑CASS6.120套。

5.1.3数据存储：

最终数据传入我院硬盘和刻录光盘。

5.1.4硬件配置

P43.0以上微机30台

影像扫描仪UitraScan—50001台

HP800ps绘图仪1台

三星ML-1610打印机2台

天宝4600ls静态GPS4台

诺瓦泰RTK1+11套

南方S-80RTK1+12套

DSG-320、DSZ3-1水准仪2台

天宝3305DR全站仪2台

金杯面包车2台。

5.2生产工艺流程

相机参数航摄底片外业控制

影像扫描N

N检查

检查Y

Y

空三加密

N

检查

Y

数据采集

NY

检查

Y

外业调绘

数据编辑

N

检查

Y

成果输出

5.3基础控制点测量

根据整体控制网的布设，遵循从整体到局部，从高级到低级分级布设的原则。

按现场踏勘及珲春市规划局的需要，在测区120平方公里范围内布设基础控制首级点10个，用于RTK加密起始点，由我院实施四等GPS平面测量和水准高程测量。

5.3.1基础控制点布设

四等GPS控制网的布设、选点与埋石应符合下列要求：

5.3.1.1点位在实地按设计要求选定，可以不通视。

以利于GPS观测和其他测量手段进行扩展与联测。

点位的基础应坚固稳定，易于保存，且交通便利，有利于安全作业。

5.3.1.2点位应便于安装仪器和操作，视野开阔，被测卫星的高度角应大于15º。

附近不应有强烈干扰、反射卫星信号的物体，远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不得小于200m。

并应远离高压线其距离不得小于50m。

选点时尽可能使周围环境差异不大，以减少气象元素的代表性误差。

5.3.1.3旧有控制点符合上述条件，且稳定性、完好性、安全性较好的应充分利用。

5.3.1.4实地绘制点之记，四等点点号按观测的先后顺序GPS1，GPS2……依次编写，新旧点重合时，仍采用旧点号。

各级点不得重号。

5.3.1.5四等点距离应在2-6公里之间，最弱边相对中误差不得小于1/45000。

5.3.2GPS点联测

5.3.2.1GPS接收机选用单频天宝4600LS，同步观测接受机数大于4台。

所有GPS设备必须经仪器鉴定部门检验合格，在有效期内使用。

5.3.2.2各等级作业的基本技术要求：

a）卫星截止高度角：

15°

b）同时观测有效卫星数：

≥4

c）有效观测卫星总数：

≥4

d）观测时段数：

≥1.6

e）基线平均距离（km）：

5—10

f）时段长度:

≥45分钟

g）采样间隔：

10-30秒

5.3.2.3GPS测量各等级的点位几何图形强度因子PDOP值应小于6。

四等点测量可不观测气象元素，只记录天气状况。

5.3.2.4作业组在观测前应编制GPS卫星可见性预报表，根据接受机台数和GPS网形设计制定作业计划，保证同步观测同一卫星组。

5.3.2.5作业前检查电池电量、接受机内存或磁盘容量。

天线的对中误差应不大于3mm。

天线定向标志应指向正北，定向误差不宜超过±5º。

电缆线连接无误，接收机预置状态正确，方可开机观测。

5.3.2.6仪器工作正常后，作业员应及时逐项填写测量手簿中各项内容。

记簿应按《全球定位系统城市测量技术规程》相应等级的要求执行，原始观测值和记录项目，应现场记录，字迹要清楚、整齐、美观，不得涂改、转抄。

开机前和关机后各量一次天线高，两次互差不得大于3mm，取平均值作为最后结果。

5.3.2.7接收机内存数据文件在转录到外存介质时，不得进行剔除或删改，不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令（包括对数据样本进行压缩）。

5.3.2.8观测员在作业期间不得离开测站，防止人和其他物体靠近天线，遮挡卫星信号。

不应在接受机附近使用对讲机、手机等，雷雨过境时应关机，并卸下天线以防雷击。

5.3.2.9一个时段观测过程中不得进行以下操作：

开、关接受机，进行自测试，改变设置，改变天线位置，进行其他无关操作。

5.3.3数据处理

5.3.3.1软件采用天宝随机配备的商用平差软件TGOffice1.6版本。

基线处理可采用广播星历，基线解算按同步观测时段为单位进行，采用多基线解每个时段须提供一组独立基线向量及其完全的方差－－协方差阵。

必须采用合格的双差固定解作为基线解算的最终结果。

5.3.3.2同一时段观测值的数据剔除率不得超过10%。

GPS网基线处理复测基线的长度较差不大于2

σ，其独立闭合环或附合路线坐标闭合差不大于2√3nσ（n为闭合环数；σ为相应级别规定的精度，按实际平均边长计算）。

5.3.3.3GPS网无约束平差中，基线向量的改正数绝对值不大于3σ；约束平差中，基线向量的改正数与剔除粗差后的无约束平差中的同一基线相应改正数较差的绝对值不大于2σ（σ为相应级别规定的精度）。

5.3.3.4基线解算、无约束平差和约束平差（或整体平差）必须为固定解，基线比率大于3，参考变量小于10为合格。

平差后报告中参考因子通过，坐标变化量等于0为合格。

GPS上交资料有网图、环闭合差报告、平差报告、点坐标等四项内容。

数据刻录到光盘，成果打印装订成册。

5.3.3.5构成闭合环各三角形角度应在15º-165º之间。

用于起算的平面高级控制点数应不少于三个,高程高级控制点数应不少于四个。

其中，必须有一个检查点。

5.3.4高程测量

5.3.4.1测区内的1985国家高程基准可以通过水准联测求出转换参数，转换为1956年黄海高程系，作为已知点使用。

也可在个别水准点上用GPS测其平面坐标，为RTK求参数使用。

5.3.4.2作业方法：

基础控制点高程采用等外水准方法测量，使用S3型水准仪，采用附合水准路线或水准网测量，中丝读数法单程观测，测站上标尺观测顺序为后、后、前、前。

5.3.4.3基本技术要求

a）附合路线长度:

≤12㎞

b）同级网中结点间距离：

≤9㎞

c）视线长度：

≤150m

d）前后视距差：

≤20m

e）视距积累差：

≤100m

f）黑红面读数差：

≤4㎜

g）黑红面所测高差的差：

≤6㎜

h）附合导线或环线闭合差：

±40√L㎜其中L为附和路线或环线长度，㎞

5.3.4.4当水准点位在山上或位于高建筑物上时，可采用光电测距三角高程测量与水准观测交替使用，统一平差。

三角高程测距的要求符合电磁波测距的各项技术要求，垂直角测回差和指标差较差均不得大于7″，对向观测高差较差均不得大于±40

（mm）（D为测距边水平距离）。

仪器高、觇标高在观测前后各量一次取中数（精确至1mm）。

计算公式：

　h=D.tgα+（1-k）

+i-v

式中　h－两端点的高差（m）;

D－水平距离（m）;

α－垂直角;

k－大气折光系数；

　　　R－地球的平均曲率半径（m）；

　　　i－仪器高（m）；

v－觇标高（m）。

　　经过地球曲率和大气折光改正后所求得对向观测高差较差不得大于0.2S（S为边长，Km）。

5.3.4.5本测区中各起始点的高程测量方法、等级、系统都不统一，使用时可以先用等外水准联测各点，如果起始点的高程达不到精度要求，可以以珲春北山为起点，统一平差各起始点的高程，作为测区高程的首级控制点。

5.4像片控制测量

测区内平地平面、高程采用全野业外布点方法。

北部山地平面采用区域网布点方法，高程全野外，由于采用GPS或RTK作业，所有的平面点和高程点都改为平高点。

布点的范围按航摄范围为准，以图幅满幅为宜，并保持形状规则。

5.4.1一般规定

5.4.1.1平面控制点对最近基础控制点的平面位置中误差不应超过地物点平面位置中误差的1/5。

5.4.1.2高程控制点对最近基础控制点的高程中误差不应超过基本等高距的1/10。

5.4.1.3点位在像片上的位置：

点位离开通过像主点且垂直于方位线的直线不大于1cm,困难时个别点可不大于1.5cm。

5.4.1.4像片控制点控制范围要满足测图要求，不能漏控。

5.4.1.5像控点要布设在航向、旁向重叠范围内尽量公用。

5.4.1.6平高控制点一律按像片布设执行，如果有大的改动和变更需要时，应符合规范和设计要求。

5.4.1.7像控点应选在旁向重叠中线附近，离开方位线应大于4.5cm。

如旁向重叠过大不能满足上述要求时，应分别布点。

5.4.2布点方案

5.4.2.1每个立体像对布设四个平高点。

（主点附近不需加检查点）。

为平高控制点

为像主点

5.4.2.2本测区有的地方是大片耕地，没有选点目标，此处可以内业加密点，外业在不符合像片条件处做一个检查点。

5.4.2.3在北部山区可以采用区域网布点，其航线数4-5条，平高控制点间基线数4-5条。

规则图形采用周边6点法，不规则图形凸凹处要布设平高点。

5.4.2.4当航向重叠小于53%时，须分别布点；当旁向重叠小于15%时，须分别布点；重叠不足部分应采用全站仪补测。

5.4.3像片控制点的判刺和整饰

5.4.3.1像片控制点对选点的目标及刺点精度的要求按《规范》4.2.1执行。

a）航摄成图刺点目标的选择，对成图数学精度影响极大，实地选择目标既要小又要准确。

点位目标应选在影像清晰的明显的地物上，一般选在交角良好的细小线状地物交点，明显地物折角顶点，影像小于0.2mm的点状地物中心。

如：

选在房角、围墙内、外拐角，也可刺在独立树、矮灌木林角、草地角、坑、土堆、堤、坟等，但刺点目标高度（低于地面）超过0.2m的必须注比高，比高注至0.1m.弧形地物及阴影等均不能选作刺点目标，

b）像控点刺点不允许刺双孔，刺点后必须经第二人检查签名。

控制点刺点片可选择5—6片重叠范围内的任何1片刺点（最清晰的一片）。

5.4.3.2像片控制点的整饰要求按《规范》4.2.2执行。

需签署刺点者和检查者的名字。

5.4.3.3像控制点的编号

像片控制点应统一编号，同一测区内不得重号。

平高点点号前冠以P；高程点点号前冠以G；高程注记点点号前冠以H。

5.4.3.4所有平高点都应打木桩。

5.4.4像控点的平面测量

像控点平面测量使用GPS，采用静态方法进行二级GPS控制测量，使用诺瓦泰RTK1+11套，南方S-80RTK1+12套测量像控点，个别地方可以用RTK配合全站仪方法施测。

5.4.4.1作业方法：

天宝4600ls静态GPS4台，其中两台作基准站，两台作移动站。

形成四边形或三角形。

诺瓦泰RTK1+11套，南方S-80RTK1+12套直接测量像控点的平面和高程。

5.4.4.2静态GPS基本技术要求

a）卫星截止高度角：

15°

b）同时观测有效卫星数：

≥4

c）有效观测卫星总数：

≥4

e）基线平均距离（km）：

0.2—5

f）时段长度：

≥30分钟

g）采样间隔：

10-30秒

5.4.4.3动态RTK基本技术要求

5.4.4.3.1已知点坐标系统要统一，最好用同一平差系统成果求参数，求参数（投影）所用点要尽可能覆盖移动站将要观测的区域。

避免用局部控制整体，用短边控制长边。

作用半径不得大于2公里。

5.4.4.3.2基准站尽量架在高处，发射天线尽量加高。

避免无发射天线发射，检查天线高读数和偏差。

周围没有反射面，不致引起多路径效应。

在15º截止高度角以上不存在障碍物。

安全避开过往行人和车辆，尽可能将接收机设置在毋须人员照看的地方。

可靠的电源供应，足够的内存容量。

正确的配置参数，正确地整平和对中。

附近不应该有强辐射源（如无线电台、电视发射天线等），周围没有较大的障碍物，其距离不得小于200米。

基准站不允许下列操作：

随意关机又重新启动、自测试、改变仪器高度值与测站名、改变天线位置、关闭文件或删除文件、使用对讲机、手机等。

基准站可记录静态观测数据，当RTK无法继续时，流动站可转化为快速静态或后处理动态作业模式观测。

5.4.4.3.3参数转换时，注意成果输入和校核。

必须联测3个以上起始点计算四参数与七参数（投影），并至少有一个校核点。

若测区附近有多余的控制点均要联测，以便检查参数设置和测量精度。

5.4.4.3.4水平精度和垂直精度不得大于±0.1米，PDOP值小于6，卫星高度截止角大于15º，同时观测有效卫星个数大于5颗。

5.4.4.3.5测量时，基准站台和移动站电台通道保持一致，移动站碳钎杆扶正气泡居中，达到固定解，点号必须与实地一致。

当移动站周围有强烈干扰时注意观测结果。

5.4.4.3.6注意移动站电池电量，及时更换电池。

基准站电瓶要坚持充电，作业时，基准站电瓶电压必须在12V以上。

5.4.4.3.7多路径效应和周跳太多、对流层或电离层折射影响过大时，可以提高截止高度角，剔除易受对流层或电离层影响的低高度角观测数据。

但这种方法，具有一定的盲目性，因为，高度角低的信号，不一定受对流层或电离层的影响就大。

5.4.4.3.8由于RTK测量没有多余观测，缺少必要的检核条件，因此，重新架设基准站或重新求参数（投影）时，必须与以前测量的点进行连测。

5.4.4.3.9由于RTK测量有时会出现点位坐标漂移误差，只有通过减小测距和设置采集次数加以解决。

当出现伪值现象时,应重复采集数据验证观测数据,或变换电台频率测得固定解后与原来所测的坐标比较，或移近基准站重新采集数据来验证观测精度。

5.4.5在市区楼房附近或北部山区个别点GPS或RTK无法直接测得，可以在附近空旷地区做两个控制点，然后用全站仪联测。

5.4.6像控点的高程测量

5.4.6.1作业方法

本测区高程路线长度较短，等级水准点、基础控制（埋石）点密度不足，应在测区中增加布设等外（四等）水准联测的基础控制（留桩）点，以满足像控点高程测量需要。

等外水准采用单程观测，视线离开障碍物0.2m。

在等级水准点及基础控制点基础上，使用水准仪、全站仪等仪器设备，采用图根级水准导线（网）或光电测距高程导线（网），测设平高控制点的高程。

测图水准采用只读黑面方法，光电测距高程导线采用中丝法一测回直返觇读高差方法。

5.4.6.2测图水准、光电测距高程导线可交替使用。

5.4.6.3基本技术要求

等外水准基本技术要求图根水准基本要求

a）附合路线长度:

≤16㎞a）附合路线长度:

≤20㎞

b）同级网中结点间距离：

≤11㎞b）同级网中结点间距离：

≤14㎞

c）视线长度：

≤150mc）视线长度：

≤200m

d）前后视距差：

≤20mh）闭合差：

±40√L㎜

e）视距积累差：

≤100m

f）黑红面读数差：

≤4㎜

g）黑红面所测高差的差：

≤6㎜

h）附合导线或环线闭合差：

±40√L㎜其中L为附和路线或环线长度，单位㎞

5.4.6.4平差计算：

使用严密平差软件平差，保证输入数据真实、准确，平差成果必须满足像控点的高程精度要求。

5.4.6.5测区内的GPS点要用等外水准联测一部分，对比精度；测区内的平高控制点亦要用等外水准联测一部分，与RTK成果对比精度；测区内的铺装路面，要用水准联测，平坦的水田地也要部分检测，测得采集高程与实地高程的系统误差，以便最后统一改正。

5.5线划图调绘

5.5.1一般规定

5.5.1.1本测区采用先采集后调绘方法，使用1∶500比例尺线划图调绘，执行《规范》第六款规定，调绘片采用红、蓝两色标注。

5.5.1.2对由于遮挡等原因内业无法采集或采集不全的地物要素，均应在外业量测相关数据；对于影像清晰的丢漏进行标记，由内业补装或补采。

5.5.1.3删除内业采集产生的多余线划、符号、实地已拆除地物。

5.5.1.4调绘的主要内容为调注房屋属性、房檐改正数、房屋层数及材质；各种管线和附属设施的性质及走向，各种地理名称；各种植被类别等。

补调原图上没有的地物、地貌，检查纠正采集错误的地物、地貌。

5.5.1.5每幅图要量取不少于15处相关地物间距，并要分布均匀，标注在图纸上。

5.5.2测量控制点

5.5.2.1各等级平面控制点不调绘，均由内业展绘。

5.5.2.2国家等级水准点应准确调绘，如无法准确刺出，应测量出坐标或相关数据，由内业展绘。

5.5.3居民地和垣栅

5.5.3.1调绘房屋以墙基角为准，当房檐宽度大于图上0.2mm时（实地10公分），应调注房檐改正数（量注至厘米），以便内业进行房檐改正，四周房檐一致时注在房屋中心处，各侧房檐不一样时应分别在各侧表示。

调绘房檐改正数时一定要量注准确，以保证房屋成图时的精度。

5.5.3.2房屋一般不综合，对不同高度、不同结构，不同建筑材料的房屋应加以区别。

房屋轮廓凸凹在图上小于0.4㎜，简单房屋小于0.6㎜时，可用直线连接；2层以上的注记层数。

阳台不表示，落地阳台的楼房视为一体表示。

用木、竹、土坯等材料修建的房屋用简单房屋表示，居民地中砖瓦结构的小型仓房也用简单房屋表示。

5.5.3.3给出平面形状复杂的房屋的细部凸凹尺寸。

给出建筑物下通道尺寸。

楼房要调注楼宽，楼形简洁无房檐可不调楼宽，调注小于3米的楼房间距。

5.5.3.4主要街路及路口由外业测设高程点，内业转标到图上，高程点间距一般10-20米，高程注至0.01米