届学生毕业设计说明书论文正文测绘工程地形图.docx
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届学生毕业设计说明书论文正文测绘工程地形图
本科毕业设计（论文）
浦南工业区1:
500数字化地形图
测绘技术设计
The1:
500DigitalTopographicMapTechnicalDesignofPunanIndustrialZone
学院：
测绘工程学院
专业班级：
测绘工程测绘121
学生姓名：
舒苏
学号：
2012122822
指导教师：
宁伟（教授）
2016年6月
毕业设计（论文）中文摘要
浦南工业区1:
500数字化地形图测绘技术设计
摘要：
本次设计的核心是制作地形图，制作地形图的目的是为连云港的规划提供服务，扩充连云港市土地信息数据库。
我们的主要任务是平面控制测量，高程控制测量，地形测量。
平面控制测量是按规范布设E级GPS控制网，在此基础上进行平面控制测量，高程测量主要是使用水准仪进行的，地形测量主要是利用已有资料和测量结果来绘制所需要的地形图。
在测量和计算数据时，必须要有一定的技术依据，必须要满足一定的规范。
在控制测量中网形的选择尤为重要，我选择了两种网型设计从各方面进行比较，选出最优的网形设计方案。
确定控制网网形后，开始选点埋石作业，作业时需满足一点的规范并上交规定的资料。
下面就是按照控制网进行测量，并对数据进行平差处理，对数据精度进行估算，其中的图根控制测量对我来说是比较重要也是比较困难的一个环节，在获得最后的数据结果后，还需要自检，互检登的检查，以确保精度。
最后按照地形图基础要求来绘制地形图，上交整个测量过程中需要上交的资料。
关键词：
控制网；控制测量；数据处理；平差；布网原则
毕业设计（论文）外文摘要
The1:
500DigitalTopographicMapTechnical
DesignofPunanIndustrialZone
Obstract：
Thecoreofdesignistoproducetopographicmaps,thepurposeoftopographicmapproductionistoprovideservicesfortheplanningofLianyungang,Lianyungangextensionoflandinformationdatabase.Ourmaintaskistocontroltheplanemeasurements,verticalcontrolsurvey,topographicsurvey.PlaneControlSurveyisbasedonspecificationslaidE-classGPScontrolnetwork,basedonaplanarcontrolmeasurements,heightmeasurementismainlycarriedoutusingaspiritlevel,topographicsurveyismainlytopographicmapuseofexistingdataandmeasurementsneededtodraw.Inthemeasurementandcalculationdata,theremustbesometechnicalbasis,mustmeetcertainspecifications.ControlSurveyNetworkinshapechoiceisparticularlyimportant,Iselectedtwonetworkdesignaspectstocompare,selectthebestnet-shapeddesign.Afterdeterminingthecontrolmeshnet-shapedstoneburiedstartsiteselectionwork,thejobmustmeetthatspecificationandsubmittedinformationspecified.Hereismeasuredaccordingtothecontrolnetwork,anddataadjustmentprocessing,dataaccuracyestimate,whichmappingcontrolsurveyingformeismoreimportantanddifficultaspectinobtainingthefinaldataresults,alsoneedself-inspection,mutualinspectionboardcheckedtoensureaccuracy.Finally,inaccordancewiththerequirementsofbasictopographicmaptopographicmap,isturnedovertotheentiremeasurementprocessneedstohandoverinformation.
Keyword：
ControlNetwork；ControlSurvey；dataprocessing；Adjustment；principleofnet
1.绪论--------------------------------------------------------------1
2.测区自然地理概况--------------------------------------------------1
3.主要工作程序及任务------------------------------------------------2
3.1测量的主要工作程序---------------------------------------------2
3.2主要任务-------------------------------------------------------2
4.已有资料及此次测量的技术依据--------------------------------------2
4.1已有资料-------------------------------------------------------2
4.2测量的技术依据------------------------------------------------35.基础控制测量------------------------------------------------------3
5.1平面坐标系统的选择及其论证-------------------------------------3
5.2平面控制测量---------------------------------------------------4
5.3E级GPS控制网布网方案------------------------------------------5
5.4选点埋石------------------------------------------------------11
5.5观测要求及记录------------------------------------------------14
5.6E级GPS网数据处理---------------------------------------------16
5.7一，二GPS控制测量--------------------------------------------18
6.高程控制测量-----------------------------------------------------20
6.1高程基准和水准等级的选择--------------------------------------20
6.2网形设计------------------------------------------------------21
6.3选点，埋石，及应交资料----------------------------------------22
6.4施测方法------------------------------------------------------24
6.5验算与平差计算------------------------------------------------25
7.图根控制测量-----------------------------------------------------26
7.1基本要求------------------------------------------------------26
7.2图根导线测量--------------------------------------------------27
7.3图根点高程测量------------------------------------------------28
7.4图根导线平差计算----------------------------------------------28
7.5采用GPSRTK方法测定图根点-----------------------------------28
8.地形图测绘-------------------------------------------------------29
8.1基本要求-----------------------------------------------------29
8.2地貌测绘的要求------------------------------------------------31
8.3地形图编辑----------------------------------------------------31
9.地形测量成果的质量控制与资料提交---------------------------------31
9.1质量控制流程--------------------------------------------------32
9.2检查方式------------------------------------------------------32
9.3质量监理------------------------------------------------------33
9.4资料提交------------------------------------------------------33
10.结论------------------------------------------------------------34
11.致谢------------------------------------------------------------35
12.参考文献--------------------------------------------------------36
1绪论
为了强化规划管理，保证园区的规划设计用图，连云港市规划局委托我院测绘浦南工业园区1：
500数字化地形图。
从2016年2月6日开始选点埋石、观测，至2月25日高程控制测量结束。
1：
500全野外数据采集从20016年3月2日开始进行图根控制测量，到20016年6月22日内外业结束，6月23日我院组织由总工程师为首的检查组对浦南工业园区1：
500数字化地形图进行检查验收。
连云港市浦南工业园区隶属于新浦区浦南镇，北靠鲁兰河，东傍蔷薇河，南依
323省道，西邻沿海高速。
面积大约9平方公里，已建成工业园区面积2平方公
里，浦南工业区地势较为平坦，该测区的平均高程在4.0米左右。
作业方法：
全野外数据采集，内业数据编辑成数字化地形图；
该测区的平面坐标系统所采用的是连云港市地方坐标系；
高程系统：
采用1985国家高程基准；
成图比例尺：
1：
500，成图规格为50cm×50cm；
基本等高距：
0.5m。
2测区自然地理概况
2．1简介
浦南镇位于连云港市西郊，原属于连云港市东海县，2008年3月1日划给连云港市区新浦区，2014年5月18日，新浦区并入海州区，浦南镇划归海州区管辖。
全镇土地面积104平方公里，辖20个行政村，总人口5.6万人，8万亩耕地。
镇区西距连云港民航机场20公里，东至连云港港口40公里，310国道、陇海铁路、新牛公路横穿东西，同三高速公路、204国道纵贯南北，境内有高速公路出口两个，市区11路公交车直达镇驻地，交通十分便利。
蔷薇河、新沭河、乌龙河、鲁兰河、淮沭新河经境内流入黄海，为全镇工农业生产提供了丰富的水源。
3主要工作程序及任务
3.1测量的主要工作程序
准备工作：
组织设计、分派任务、资料收集、仪器准备等；外业工作：
平面控制测量、高程控制测量和地形测量；内业工作：
数据处理、精度分析、编绘地形图、编写测量材料等；检查验收：
质量的控制和检查，资料提交。
3.2主要任务
3.2.1平面控制测量
遵照国家颁布的《工程测量规范》进行E级GPS控制测量，在已有的C、D级GPS控制网基础上，布设E级GPS控制网,县城区（含经济开发区）35平方公里范围布设约30个点（实际布设10-20个点），其他各建制镇和乡集镇布设约70个点（实际布设约50个点），在统一的D、E级GPS控制网基础上对县城区加密布设一、二级导线网点。
（根据浦南工业区土地调查工程1：
500城镇土地调查与基础测绘招标文件）
3.2.2高程控制测量
采用三等水准联测静态GPS点以及水准路线经过的可供利用的埋石点。
（根据浦南工业区土地调查工程1：
500城镇土地调查与基础测绘招标文件）
3.2.3地形测量
根据方案和有关资料设定位置，对浦南工业区进行地形测量，最后形成一套数字化地形图电子文件及1：
500比例尺地形图
4已有资料及此次测量的技术依据
4.1已有资料
1991年进行了航空摄影测量，是为了完成土地利用现状调查工作，1992年至2006年开始每年进行变更，但原始成果的手段落后，年数已久，加之历年变更不到位，该成果已不能作为本次测量的根据。
但2006年已变更至10月31日的面积，可借鉴。
测区附近有江苏省测绘局1995年施测的D级GPS控制点“养殖场”、“白虎山”，和E级GPS控制点“沈圩”、“大成砖瓦厂”，此四点点位保存完好，成果精度较高，用作本次测图四等平面控制的起算点。
坐标系统有1980西安坐标系和1954年北京坐标系二套成果，高程系统为1985国家高程基准。
D级GPS控制网由连云港市国土资源局委托国家测绘局第一航测院承担，成果形成后统一提供，本设计采用了6个已知的D级GPS网点（其具体坐标见表5-5）。
2008年连云港市国土资源局委托国家测绘局第一航测院施测的全市D级GPS控制网点22点，该成果可作为本次平面控制网的起算数据。
2008年，国家测绘局第一航测院受连云港市国土资源局委托对连云港市进行航空摄影，航摄比例尺为约为1:
20000，航摄采用了DMC和UCD数码航摄仪，获取了真彩数码影像数据，影像分辨率为12μ，并制作了1：
5000比例尺正射影像图。
测区附近有国家Ⅰ等点“Ⅰ临无25”、“Ⅰ临无26”和“Ⅰ临无28”。
这些控制点都已经过连云港市国土局的维护，保存完好，成果可靠，也可作为本次水准测量的起算点。
4.2测量的技术依据
（1）CJJ8—99《城市测量规范》，以下简称《规范》；
（2）GB/T7929—1995《1：
500、1：
1000、1：
2000地形图图式》，以下简称《图式》；
（3）CJJ73—97《全球定位系统城市测量技术规程》，以下简称《规程》；
（4）GB/T18314－2001《全球定位系统（GPS）测量规范》；
（5）GB/T14912－2005《外业数字测图技术规程》；
（6）GB12898—91《国家三四等水准测量规范》；
（7）GB/T18316-2001《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》；
（8）《测绘产品检查验收规定》CH1002—95；
（9）《测绘产品质量评定标准》CH1003—95；
（10）《连云港市浦南工业园区1：
500数字化地形图测绘技术设计书》，以下简称《设计书》。
（11）《大比例尺地形图机助制图规范》（GB14912-94）；
5基础控制测量
5.1平面坐标系统的选择及其论证
（1）根据《城市测量规范》及《全球定位系统城市测量技术规程》两条例，平面控制网坐标系统与国家大地网坐标系统取得一致是最理想的。
取得一致，则城市控制网就可以作为国家大地网的一个组成部分。
但要控制网完全采用国家统一坐标系统，则必须具备两列条件之一：
测区位于高斯投影带3°带中央子午线附近，同时测区平均高程面要接近平均海水面或满足投影长度变形值不大于2.5cm/km这一限制。
（2）城市平面控制网坐标系的选择取决于控制网投影的长度变形。
实测边长归算到参考椭球面上的长度变化
（5-1）
式中：
Hm为归算边高出参考椭球面的平均高程，S为归算边的长度，R为归算边方向参考椭球法截弧的曲率半径。
再将参考椭球面上边长归算到高斯投影面的长度变化
（5-2）
将式（5-1）与（5-2）相加，并令Rm=R=6371km，S=S0，即可计算长度投影变形比m，即：
（5-3）
式中：
ym、H以km为单位。
而浦南工业区地势平坦，平均高程约3.5m左右，大地水准面至参考椭球面的高度为3.4m。
若按3º分带，中央子午线为东经120º到浦南工业区西边的最大横坐标值为Ym=78km，将以上数值代入公式（5-3）得m=+7.38cm/km，远远超出了《城市测量规范》的要求。
但以东经119º25′为中央子午线。
此时ym=42.6km,代入公式（5-3）得m=2.13cm/km,满足投影变形不大于2.5cm/km的要求。
因此该测区平面坐标系统采用1980西安坐标系，任意分带，中央子午线为东经119º25′。
5.2平面控制测量
5.2.1GPS测量
（1）平面控制点采用GPS施测，起算点的连测不应少于3个点。
一级点也可以用测距导线施测。
（2）四等测量控制网中最弱相邻点相对中误差小于等于5cm。
一级点最弱点相对于起算点的点位中误差小于等于±5cm。
（3）GPS作业时采用静态模式观测：
表5-1GPS网的主要技术要求
注：
当边长小于200米时，边长中误差应小于20mm。
相邻点最小距离应为平均距离的1/2～1/3，相邻点最大距离应为平均距离的2～3倍。
表5-2GPS闭合环或附合路线边数的规定
表5-3GPS各等级观测作业的基本要求
（4）进行点观测时应该对仪器高进行两次量取，然后记录在观测手簿中，两次测量仪器读数之差小于等于3mm，结果是两次测量结果的平均值。
要把各个点的观测结果记录在观测手薄中，内容为：
观测点名、观测点号、观测者、测量时的天气、测量日期、时间、测量天线高、测量时段、使用的接收机编号，如发生特殊事情请记录在备注栏中。
原始记录的数据应该字迹清楚、整齐，不能出现涂改现象。
（5）基线的解算是采用随机软件进行解算的。
要按照《全球定位系统城市测量技术规程》第9条的要求进行数据的处理。
5.2.2光电测距导线
表5-4光电测距导线的技术要求
表5-5导线测量水平角观测的技术要求
注：
表中n表示测站数。
5.3E级GPS控制网布网方案
5.3.1网形设计
选用普通三角网或导线网，会增加测量的费用，同时还需要更长的作业时间，而且整个城区内建筑群较多，难以通视。
但采用GPS控制网则不受地形条件的影响，不受天气因素的影响，测站间也无需通视，这样选点就会更加灵活方便，可以全天候作业，具有很高的定位精度，能满足测量地形的需要，而且观测时间短，自动化程度高，速度更快。
通过耗费，耗时和施工的难易程度等方面的综合考虑，我们最终选择GPS控制网，而不选择三角网或导线网。
以已有的C、D级GPS点为起始点，采用GPS测量，根据调查区的具体地理分布情况，建立若干E级GPS控制网，同时要求满足调查区加密一、二级导线点的需要，提供高精度的测绘资料。
按《GPS规范》要求，E级GPS控制网，平均边长为0.2～5km。
根据C、D级GPS控制点的分布情况，E级GPS控制网以一个或几个建制乡镇为单位进行布网。
全县共布设6个E级GPS控制网，现以城区为例，布网方案如下（根据实地工作实习成果）：
方案一：
在D257、D258、D259、D264、D268和D270六个已知的D级GPS点周围的合适位置再布设8个GPS点，共计14个点，采用边点混连式布网，覆盖整个测区。
此布网方案需要大约12个观测时段,含有3个异步环（图中阴影），具体网形如图5-1、5-2所示：
图5-1浦南工业区E级GPS控制网方案一
方案二：
在D257、D258、D259、D264、D268和D270六个已知的D级GPS点周围合适位置另外布设10个GPS点，共计16个点也采用边点混连式布网，覆盖整个测区。
此布网方案需要进行15个观测时段，网中含有4个异步环，具体网形如图5-2所示：
图5-2浦南工业区E级GPS控制网方案二
5.3.2方案比较与选择
（1）精度比较
计算GPS网主要特征条件值公式如下:
C=nm/N（5-4）
J总=C*N*（N-1）/2（5-5）
J必=n-1（5-6）
J独=C*（N-1）（5-7）
J多=C*（N-1）-（n-1）（5-8）
J复=J总-J独（5-9）
G=J多/J独（5-10）
式中，C为观测时段数，n为控制网的总点数，m为每点平均设站数，N为接收机台数，J总为总基线数，J必为必要观测基线数，J独为独立观测基线数，J多为多余基线数，J复为重复观测基线数，G为总体可靠性指标。
将两个方案的主要数值进行对比，
表5-6方案一、二主要数值对比表
特征条件
方案一数值
方案二数值
测点总数
14
16
总基线数
36
45
独立基线数
24
30
必要基线数
13
15
多余基线数
11
15
复测基线数
12
15
观测时段
12
15
每点平均设站数
2.6
2.8
GPS台数
3
3
最短边（km）
2.0
1.4
最长边（km）
4.0
3.7
平均边长（km）
2.8
2.6
总体可靠性指数
0.46
0.50
这两个方案都是对浦南工业区布设覆盖整个工业区的E级GPS控制网，所使用的网形都是边点混连式，采用的网形中有大量异步环和大量的重复基线边，所以这两个方案具有良好的自检能力，能比较容易地发现测量中的错误及误差，这使得方案具有很好的正确性和可行性。
方案一用3台接收机，网中包含14个点，12个同步环，1
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