数字测图技术设计书.docx
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数字测图技术设计书
开封市黄河水院测区1：
1000
数字化地形图测绘及入库
技术设计书
编写：
熊碧
审查：
熊碧
审核：
熊碧
审定：
熊碧
审批：
熊碧
年
月二十日
开封市黄河水院测区1：
1000数字化地形图测绘及入库技术设计书
1、概述
1．1、任务情况
为满足黄河水院建设规模的不断扩增，2010年5月由院生产科对我系下达了黄河水院测区的1：
1000数字化地形图的测量任务，现根据项目和任务的目的，以及测区实际情况编写技术设计书。
1.2、测区概况
黄河水利职业技术学院新校区东邻黄河大街，北邻北环路，西邻夷山大街，南临东京大道，与河南大学新校区毗邻。
新校址东西长782米，南北长965米，西侧有宽约80米贯通南北的地下古城墙遗址，南侧有100米贯通东西的城市绿化带。
新校区距黄河水院老校区（东院教学区）约4.2km，离市中心8km，距火车站约10km，离连霍高速公路开封市出口约3km。
总建筑面积达到34万m2，其中实验实习楼（馆、厂）达到9.5万m2，其它附属用房达到7.5万m2。
新校区交通便利，校园地势较平坦，便于野外工作。
新校区位于东经114°52＇30＂-115°03＇52＂，北纬22°30＇-22°23＇.测区平均海拔约75米，地势较为平坦，气候属于温带季风气候，日照充足，四季分明。
雨量充沛，年降水量在500mm---2000mm，日照充足适宜作业外测量任务。
1.3、实习任务及作业依据
本次实习任务主要包括如下三个方面：
（一）平面图根控制测量
（二）四等水准测量
（三）1：
1000大比例尺数字测图
实习过程中各项指标主要遵循如下测量规范：
（一）《城市测量规范》（GB12897--91）
（二）《国家三、四等水准测量规范》（GB12897--91）
（三）《1：
5001：
10001：
2000地形图图式》（GB/T7279--1995）
（四）《1：
5001：
10001：
2000地形图图式》（GB/T20257.1--2007）
（五）《1：
5001：
10001：
2000外业数字测图技术规范》（GB/T14912--200）
1.4、已有资料情况
收集到黄河水院1：
1000数字地形图和一本测绘工程系工程测量教研室分发的数字测图指导书
现可利用的控制点有两个，分别是HY05、HY06。
以上控制点经现场检测符合规范精度要求后可作为实际测量的一个已知起算数据。
点号
X（m）
Y（m）
H（m）
HY05
53432
47673
73.5
HY06
53223
47673
73.5
2、技术设计方案
2.1、平面控制网布设方案
概述
按照学院需要，我方按照精度要求对整个校园布设一个城市二级首级网，该首级控制网有HY05，HY06为已知控制点，在整个测区内共布设12个首级控制点，布设方案详见《城市测量规范》（GB12897—91）主要的技术指标见表1
表1城市二级导线网主要技术指标如下：
序号
项目
指标
1
方位角闭合差
≤±24＂*√n
2
测角中误差
≤8＂
3
导线全长绝对闭合差
≤13cm
4
导线全长相对闭合差
不低于1/10000
5
最弱点位中误差
≤5cm
仪器设备的投入与检验
平面控制网测量拟投入的设备有：
5台日本生产尼康DTM550高精度全站仪（标称精度2＂，3mm+2ppm）、5台自动安平水准仪、一台电脑。
经检验投入本工程的仪器设备均符合精度要求，可以进行测量任务。
2.2、选点埋石
外业选点工作严格技术设计书的要求进行。
在作业中却因地形条件变更设计方案时，须经工程技术主管人员审批。
在选点中应注意一下几点：
A、控制点应位于土质坚硬不易被破坏的地方，以便永久保存长期使用；严禁在施工区内或土质松软的地方布设等级控制点。
B、方便使用，便于今后发展加密。
C、相邻点之间应通视良好，每个点至少要求有两个点通视，以便以后定向和检查为便于测图；点位周围尽量避开一些小障碍物，如：
小树、电杆、路灯等；点与点的通视方向上要超越障碍物的距离0.5米以上；
D、宜充分利用原有控制点和国家控制点的点位，各级导线也应充分利用已埋设永久性标志的规划道路中线点。
E、选择合适的点位密度
图根点的密度应根据测图类型（传统白纸测图或现代数字测图），比例尺和地形条件而定，常规白纸测图方法，对于平坦开阔地区图跟点的密度不宜小于表1的规定；地形复杂、隐蔽以及城市建筑区，应以满足测图需要并结合具体情况加大密度。
对于数字测图，也是以此来确定图根点的密度，具体见表3.针对本次实习，采用表2中相关规定来进行点位布设。
表2：
平坦开阔地区图根点的密度（点/km^2）（引用《城市测量规范》）
测图比例尺
1：
500
1：
1000
1：
2000
图根控制点密度（点/km^2）
150
50
15
表3：
图根控制点密度（点/km^2）（引用《1：
5001：
10001：
2000外业数字测图技术规范》）
测图比例尺
1：
500
1：
1000
1：
2000
图根控制点密度（点/km^2）
64
16
4
F、导线边长要均匀，长度适宜。
本次实习导线距离测量采用全站仪进行电磁波测距，按规范要求，二级导线边长遵循表4的相关规定。
表4：
光电测距导线的主要技术指标（引用《城市测量规范》）
等级
闭合导线或符合导线长度（km）
平均长度（m）
测距中误差（mm）
测角中误差（＂）
导线全长相对闭合差
三等
15
3000
＜＝｜18｜
＜＝｜1.5｜
＜＝1/60000
四等
10
1600
＜＝｜18｜
＜＝｜1.5｜
＜＝1/40000
一级
3.6
300
＜＝｜15｜
＜＝｜1.5｜
＜＝1/14000
二级
2.4
200
＜＝｜15｜
＜＝｜1.5｜
＜＝1/10000
三级
1.5
120
＜＝｜15｜
＜＝｜1.5｜
＜＝1/4000
G、埋石工作在踏勘选点时同时进行，可以采用校园现有的表石，也可以采用顶水泥钉，在水泥钉上用红色油漆作标志，并给予编号，然后按照一定的规范制作点之记。
2.3、平面控制内业平差计算
（1）角度平差：
①角度闭合差：
Wβ=[β]-（n-2）*180。
②角度闭合差允许值：
Wβ允=±40（"）。
③角度改正数：
Vβi=（Vβi以秒为单位，读至1"），检核[Vβi]=-Wβ。
④当因为取舍而使得上述检核式不成立时，必须对Vβi进行人为调整，使其检核式成立。
调整的原则是：
在短边两端的βi上调整，每个βi上只能调整1"。
改正后的角度：
βi’=βi+Vβi，检核：
[βi]=（n-2）*180。
（2）、推算导线各边方位角
①先坐标反算，求αAB=arctg
②再求αN2-A21...........αA26-N2,并检核αN2-A21。
要求：
αN2-A21=αA21-N2±180。
（3）、计算坐标增量△X、△Y
①计算坐标增量闭合差：
纵坐标增量闭合差：
WX=[△X]-0;横坐标增量闭合差：
WY=[△Y]-0。
②导线全长最大坐标闭合差WS：
WS=±;。
要求：
（图根级），其中为导线全长相对闭合长。
③计算坐标改正后增量：
A、先计算坐标增量改正数：
VXi=-;VYi=-。
要求以mm为单位取至1毫米，由于有取舍，可能产生取舍误差。
检核：
[VX]=-Wx;[VY]=-WY。
当上式因取舍误差不成立时，应人为的对VXi、VYi进行调整，使其成立。
调整的原则是：
在较长边的Di所对的VXi或VYi上调整一个VXi或VYi，只能调整1mm.
B、再计算改正后的坐标增量。
（必须检核[△X’]=0;[△Y’]=0
④坐标计算
2.4、高程控制测量
本次高程控制测量拟投入的设备有：
1台自动安平水准仪，两个水准标尺。
四等水准测量
进行四等水准测量的木的是为了准确测得导线点的高程，因此观测过程中每相邻两个导线点之间都是一个侧段。
结合导线布设特点，可以布设成单一符合水准路线或单一闭合水准路线。
A、仪器检验校正
实习过程中所用的水准测量仪器为自动安平DS3水准仪，按照规范要求，进行检验校正的项目很多，但这些项目都需要专门的质量检验机关进行鉴定，本次实习主要进行的是i角的检验校正。
该项目检校正式在进行常规水准测量前一般都要进行的，而且方法很多检定所需仪器。
按照规范要求，鉴定出来的i角应该小于20＂，超过该限差的话，说明i角超限，应该对仪器进行校正。
B、设站要求与观测方法
四等水准测量采用中丝读书法进行单程观测，之水准路线必须进行往返侧。
每个侧段无论距离远近，均应设成偶数站。
规范规定，四等水准因采用后后前前（黑红黑红）的观测程序，三等水准应采用后前前后（黑黑红红）的观测程序，但为了提高精度，四等水准测量采用以上两种观测程序均可，一定程度上说采用后一种后前前后的观测程序，还可以进一步提高四等水准的测量精度。
在每一测站，要满足表5中各项技术指标。
表5：
四等水准测量设站技术要求（引用《国家三、四等水准测量规范》）
等级
视线长度
前后视距差
每站前后视距累计差
视线高度
四等
仪器类型
视距
DS3
<=100
<=3.0
<=10.0
三丝能读数
DS1
<=150
C、测站限差
具体技术指标见表6
表6：
四等水准侧量测站限差（引用《国家三、四等水准测量规范》）
等级
观测方法
基辅分划（黑红面）之差
基辅分划（黑红面）高差之差
检测间歇点高差之差
四等
中丝读数法
3.0
5.0
5.0
D、水准测量记录规定
ⅰ、外业手薄应按统一的规格装订成册，每册的页码应予编号。
本项目负责人签字后发给作业员。
已编号的各页不得撕去，记录中间不得留下空页；
、一切外业原始观测值和记录项目，必须在现场直接记录于手薄中，严禁转抄；
在每一侧段的始末，工作间隙的前后及中间气候变化时，需记录观测日期、时间、天气、呈像、前后标尺号数；
一切外业原始观测数和记录项目的文字和数据，应力求清晰、端正，不得潦草；
手薄中任何原始记录不得擦去或涂改。
对原始记录有错误的数据（仅限于米、分米的读数）于文字，应仔细核对后用单线划去，再其上方写出正确数据于文字，并在备注栏里写明原因。
同一测站不得有两个相关原始数据的连环划改；
对作废的观测数据，应以单线划去，并注明重测的原因及重测结果记于何处。
重测记录需加注“重测”二字。
E、水准测量注意事项
、观测时，需用白色遮伞遮住阳光，迁站时应套以白色仪器罩；
、对具有倾斜螺旋的水准仪，观测之前应测出倾斜螺旋的置平零点；并做标记，随着气温的变化，应随时调整零点位置，对于自动安平水准仪来说，观测之前需要严格整平；
、在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准路线的方向平行，第三脚轮至于路线的左侧或右侧；
、除路线拐弯除外，每一测站仪器和前后标尺三个位置，尽量接近一条直线；
、同一测站进行观测时，一般不得进行两次调焦。
仅当视线长小于10m时，且前后视距差小于1m时，可在观测前后标尺时调整焦距；
、每一测段的往测和返测，其测站数均应为偶数，由往测转向返测时，两标尺需互换位置，并重新整治仪器；
、立尺员应认真把水准尺扶正，注意不能将尺子立倒，并用步测的方法，使各测站的前后视距基本相等，并保证前后视距累计差不超限；
、正确使用尺垫，尺垫只能放在转点处，已知高程点和待求高程点上均不能放置尺垫；
、同一测站只能粗平一次（测站重测，需重新粗平仪器）；但每次读数前，均应检查水准管符合气泡是否居中，并注意消除视差；
、仪器未搬迁时，前后试点处尺垫均不能移动。
仪器搬迁了，后视尺立尺员才能携尺和尺垫前进，但前视尺垫仍不能移动。
若前视尺垫移动了，则需从起点开始重测；
、施测时每一测站需进行现场计算和检核，确认各测站指标均符合后才能进行迁站。
、试验过程中严禁专门化作业。
小组成员的工作应进行轮换，保证每人都能担任到每一项工作。
F、成果计算
本次实习水准测量数据的处理采用两种方法进行。
a、每各小组对水准外业观测数据进行手工计算；
b、利用平差软件进行计算，可以选下列软件进行计算：
ESDPS、清华山维平差95、南方平差易2005
相关限差要求见表7及表8中外业观测的技术要求和限差
表7：
四等水准测量的主要技术指标
水准等级
符合路线长度km
环节长度km
每公里高程中误差mm
高程闭合差mm
最弱点高程中误差mm
四等
15
10
±10
±20√L
±20
表8：
四等水准外业观测的技术要求和限差
视线长m
前后视距差m
前后视距累计差m
基辅分划读数差mm
基辅分划所测高差之差mm
视线高m
≤80
≤5.0
≤10.0
3.0
5.0
3丝能读数
四等水准平差计算：
平差之前对观测手薄进行全面检查，绘制平差计算略图，摘录观测数据和起算数据。
标明路线观测方向，对高差观测值要进行尺长改正，对两起算点间高差闭合差和环形闭合差进行计算，并按下式统计平差前每公里高成权中误差。
只有当概算各项技术指标全部达到技术要求方可进行平差计算。
采用北京清华山维新技术开发公司要值得智能平差软件（nasew）对水准网进行严密平差计算。
计算成果要求带有点号，起算数据、观测数据、平差成果和各项精度评定指标。
平差之后进行高差闭合差，每公里高差权中误差，最弱点高程中误差及水准网总长，各环节线路长的统计工作。
三角高程测量
a、对未施测四等水准的二级导线点施测三角高程，三角高程路线应起始于四等水准高程点之上。
b、三角高程每边应对向观测，三角高程线的边数不应该多于十条。
c、垂直角用NIKONDTM500全站仪中丝法二测回测定，垂直角互查、指标差互查不大于15＂。
仪器高，觇标高量两次，互查不大于2mm，取中数作为观测值。
边长应取用相应导线边长。
d、对向观测高差互查不大于0.1S（m）（S为边长，以km为单位）；三角高程测量闭合差不应超过±0.05[S^2]（m），平差后最弱点高程中误差不应超过±0.05m。
由于本次实习才有的是四等水准测量方案，故三角高程测量不做太多的分析和阐述。
2.4、城市二级导线测量
、导线距离测量
距离测量可以采用钢尺量距和电磁波测距两种方法进行野外距离的测定，要求见表4、
若采用的是
级（指光电测距精度≤±（5mm+3ppm）的测距仪或全站仪），要求观测一测回，光电测距一测回指照准目标来那个需进行四次观测，获取四次读数互查只有小于10mm是观测值才合格，取四次观测值的平均值作为导线边的长度。
距离测量值可以记录在《水平角观测手薄》的备注栏里，四次读书都必须记上，交叉合乎要求是，最后算出中数。
测距是要注意一下几个方面的问题：
（1）、测线宜高出地面和离开障碍物1m以上，以减少遮光影响；
（2）、测线避免通过发热体（如散热塔、烟窗等）和较宽水面上空；
（3）、测站应避开受电、磁场干扰的地方，应离开高压线5m以外；
（4）、测距时应避免背景部分有反光物体；
（5）、在大气稳定和成像清晰地条件下观测，雾、雨、雪天气不宜进行观测；
（6）、避免暴晒、淋湿仪器，严禁镜头对向太阳；
（7）、仪器，棱镜不准离人；手机、对讲机应远离测线使用；
（8）、仪器高和棱镜高一定要量取正确的位置。
仪器高是标面值仪器示高点的高度；棱镜高是标面雨棱镜中心（镜框上有标志线）的高度，不是测垂直角（天顶距）找准的觇牌标志线的高度。
导线角度测量
由于单一导线，每一站只有两个方向，如果是符合导线，水平角观测采用测回法进行左角（或右角，但习惯是用左角）观测，如果是闭合导线，则要观测的是内角和连接角。
一定的技术指标见表9
表9：
导线测量水平角观测的技术要求（采用《城市测量规范》）
等级
测角中误差（＂）
测回数
方位角闭合差（＂）
DJ1
DJ2
DJ6
三等
≤±1.5
8
12
--
≤±3√n
四等
≤±2.5
4
6
--
≤±5√n
一级
≤±5
--
2
4
≤±10√n
二级
≤±8
--
1
3
≤±16√n
三级
≤±12
--
1
2
≤±24√n
说明：
n为测站数
进行水平角观测时，采用2＂全站仪，对于导线观测一个测回即可，如采用的是5＂或更低精度的，至少要测三个测回，并需进行读盘配置，可以按一下公式进行读盘配置：
180°/m*（j-1）+10＇*（j-1）+600°/m*（j-1/2）
180°/m
（m为测回数，j为测回序数）
导线点水平角方向法进行观测时，相应的限差要求见表10
表10：
方向法观测的各项限差（＂）（引用《城市测量规范》）
经纬仪型号
光学测微器两次重合度数
半测回归零差
一测回内2c交差
同一方向各测回交差
DJ1
1
6
9
6
DJ2
3
8
13
9
DJ6
--
18
--
24
说明：
5＂全站仪侧角相当于DJ6经纬仪，2＂全站仪测角精度相当于DJ2经纬仪。
、导线测量记录规定（引用《城市测量规范》）
（1）、一切原始观测值和记录项目，应在现场用钢笔或铅笔记录在规定格式的外业记录手薄上，自己应清楚、整齐、美观、不得涂改、擦改、转抄，外业手薄或记录纸应进行编号。
（2）、手薄个记录项目，每一测站或每一观测时间段的首末页都应记录清楚，填写齐全。
水平角观测手薄找准点一栏，测回法进行观测时，每测回只记录方向点号，找准标的方向观测是，每一站要记录所观测的方向号数、点名和找准标，其余观测仅记录方向号即可；
原始数据更改规定：
（3）、水平角观测，秒值读记错误应重新观测，度、分读记错误可在现场更改，但同一方向盘左、盘右不的同时更改相应数据。
垂直角观测中分的读数，在各测回不得连环更改；
（4）、距离测量和轴杆头水准测量过程中，厘米即以下数值不得更改，米和分米的读数错误，在同一距离、同一高差的往、返测或两次测量的相关数据不得连环更改；
（5）、更改错误，均应将错误数据、文字整齐划去，在上面另计正确数据。
划改的数字和超限划去的成果，均应注明原因和重测结果所在页数；
（6）、观测工作结束之后，应及时整理和检查外业观测手薄。
检查手薄中所有计算是否正确，观测成果是否满足各项限差要求。
确认观测成果全部符合本规范规定之后，方可进行计算。
数据处理
本次实习导线数据的处理采用两种方法同时进行。
a每个小组对导线外业观测数据进行手工计算；
b利用平差软件进行计算。
2.5、数字化地形图测绘
图根点是直接供测图使用的平面和高程的依据，宜采用全站仪导线网的方法或GPSRTK的测量方法进行加密。
图根级导线点一般以木桩或钢筋作为标志。
图根导线点编号从“白1”按流水号往下编。
图根导线测量
A、图根控制的路线走向应符合在就近高一级控制网上，导线线路不得互为交叉，不得不舍自闭导线，不得超过两次符合，第一次符合应尽量起到图根不舍的主干作用图形美观、合理。
B、图根导线布设宜以正线（第一次符合和第二次符合）为主，支导线点不得多于四条边，支导线长不得超过符合导线规定长度1/3.每幅的支导线点数占图根点总数不得超过40%；
C、图根导线各项技术要求：
导线类型
符合长度（km）
结点长度（km）
平均边长（m）
相对闭合差
测回数J6
方位角闭合差（＂）
第一次符合
≤1.2
≤0.84
≤120
≤1/5000
1
≤±30√n
第二次符合
≤0.9
≤0.63
≤120
≤1/4000
1
≤±40√n
注：
n为测站数，当导线长度小于上表规定的1/3时（第一次符合400米，第二次符合300米），其绝对闭合差不应大于图上的0.3mm。
图根导线采用经过鉴定合格的尼康进行外业观测：
水平角、垂直角、边长均为一个测回，当方向多余三个时应归零。
对边长观测值进行仪器常数和气压改正。
图根导线采用简易平差法进行平差计算，并按全测区的图根导线角度闭合差统计测角中误差。
图根高程测量
以测区内四等高程点为其算数据，对于平坦地区的图根控制点施测图根水准高程。
图根水准采用经检校合格的WILDN2型水准仪及木质双面区格式水准尺进行观测，其前后视距应基本相等。
图根水准各项技术指标
等级
视距长度
总长度
闭合差
图根
≤100
≤8
≤±40√L
注：
L为导线长度（km）
1：
1000数字化地形图测绘
A、一般规定
a、采用全站仪野外数字化成图方法，用全站仪或GPSRTK采集野外数据绘制草图，在室内用笔记本电脑成图。
采用南方CASS6.1数字化地形图成图软件成图。
b、地形图图上地物点点位中误差及地物间距中误差的要求如下：
地区分类
点位中误差（图上mm）
间距中误差（图上mm）
建筑区和平坦地区
±0.2
±0.3
一般地区
±0.4
±0.5
注：
困难地区点位可放宽0.5倍。
地形图高程精度要求：
一般散点高程点相对于临近的图根点的高程中误差不得大于±15cm；山区等高线插入点高程中误差不大于1/2等高距。
c、所投入仪器设备均应进行鉴定且合格。
d、外业观测中仪器对中误差不应大于0.005m；测前应进行仪器指标差检查；以较远点定向进行测站固定角、坐标和高程检校，保证测站正确；迁站前应进行仪器归零检验，野外数据采集时测距的最大长度不得超过150米；每幅图应测出图外10mm，接边误差不大于中误差2√2倍。
B、碎部点数据采集
、一般规定
在进行碎部点数据采集时要同时进行碎部点草图的绘制，草图绘制的基本原则是：
要能正确反映实际地物内部以及地物之间的关系，至少绘草图人员要必须看得懂草图的含义，草图上碎部点编号要严格与全站仪上数据保持一致，因此在碎部点采集过程中草图人员和观测人员要经常核对点号，防止出现连环错位。
绘图时，有以基本原则：
就搞不就低，即当高等级边界与低等级边界重合时，一般要舍弃低等级边界，绘制高等级边界，因此在测绘过程中不能出现同一边界出现重复绘制的现象。
再跑碎部的时候，每到一片区域，跑尺人员要有大局观念，眼睛扫过测区，大致把当前区域根据地地形不同，分为几个区域，然后一个接一个的进行这些区域测量，在小区域内部，首先侧边界，然后侧内部更细致的碎部点（熟练后可同时进行测量），做到不重不漏不跑冤枉路，最后按照就高不就低的原则处理小区域间碎部点的采集工作。
2、地物的取舍
测量过程中地物要素的取舍问题取决于测图比例尺和《1：
5001：
10001：
2000地形图图式》中相关规定进行，切不可自作主张，为图方便随便舍弃一些重要必测得地物。
点状要素（独立地物）能按比例尺表示时，应按实际形状进行采集，不能按比例表示时精确测定其点位或定线点。
有方向性的点状要素应先采集其定位点，在采集其方向点（线）；
具有多种属性的线性要素（线状地物、面状地物公共边、线状地物和面状地物边界线重合部分），只可采集一次，但应处理好多种属性之间的关系（就高不就低原则）；
线状地物采集时，应视
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