地形测量技术设计书.docx
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地形测量技术设计书
河南城建学院
地形测量技术设计书
专业：
测绘工程
班级：
0814081
组员：
周延翔、陈艳梅、陈慧建
蔡伟超、周书俊、台中强
河南城建学院测量与城市空间信息系
2010.9
一、任务概况
在进行工程建设的规划和设计阶段，首先应对规划地区的面积情况做系统而周密的调查研究。
其中，地形图是比较全面、可观地反应地面情况的可靠资料。
因此，地形图是国土整治、资源勘察、城乡规划、土地利用、环境保护、工程设计、矿藏采掘、河道整理等工作的重要资料，需要从地形图上获取地物、地貌、居民点、水系、交通、管线、农林等多方面的信息，作为设计的依据。
在地形图上，可以确定点位、点与点之间的距离和直线间的夹角；可以确定直线的方位角，进行实地定向；可以确定点的高程和两点间的高；可以在图上绘制集水线和分水线，标出洪水线和淹没线；可以从地形图上计算出面积和体积，从而确定用地面积、土石方量、蓄水量、矿石量等；可以从图上了解到各种地物、地类、地貌等的分布情况，统计诸如村庄、树林、农田等数据，获得房屋的数量、质量、层次等资料；可以从图上确定各设计对象的施工数据；可以从图上截取断面，绘制断面图。
利用地形图作底图，可以编绘出一系列专题地图，如地籍图，地质图，水文图、农田水利规划图、土地利用规划图、建筑总平面图、城市交通图和旅游图等。
测绘比例尺为1：
500，图幅为50cm×50cm的地形图，测区为中心平顶山市行政审批大厅的250m×250m的范围。
二、作业依据
1、平面采用1954年北京坐标系，高程采用1956年黄海高程系。
2、《工程测量规范》（CJJ8-99）。
3、《1：
500、1：
1000、1：
2000地形图图式》。
4、《三、四等水准测量规范》（GB12898-91）国家技术监督局颁布。
5、《测量学》实习指导书及《测量学》课本。
6、本《地形测量技术设计书》。
三、现有资料情况
1、平面控制资料：
收集到测区附近两个已知D级GPS点XX。
2、高程控制资料：
测区附近XX一个国家一等水准点，系1956年黄海高程系成果，作为本次实习高程控制起算点。
3、其他资料：
本测区主体为平顶山市行政审批大厅及周边道路、树木、路灯等，地势基本平坦，高差不大。
四、工作情况概述
1、人员组成：
进行本次测量共一个小组，六名成员，组长为周延翔，组员为陈艳梅、蔡伟超、陈慧建、周书俊、台中强。
2、设备投入：
主要测绘仪器J6经纬仪一套、S3水准仪一套。
五、技术设计
（一）、坐标、高程系统：
平面采用1954年北京坐标系，高程采用1956黄海高程系。
（二）、图幅分幅：
1：
500图幅采用自由分幅，1：
2000图幅采用50×50正规分幅；图幅号采用图幅西南角坐标X,Y之千米数表示，X坐标在前，Y坐标在后，1：
500中间以短线相联；图号由西往东、由北往南用阿拉伯数字按顺序编号，即1、2、3、……；图幅内有明显地形、地物名之应标注图名。
图幅编辑时；图名、图号、图幅号应按上下顺序排列在图幅上方之正中、图幅上方右侧标注工程名称、图幅左下方标注测绘单位名称。
（三）、平面控制测量和高程控制测量：
（1）图根导线测量的技术要求：
a、1：
500地形图图根点密度为150点/Km²。
b、工程测量导线的主要技术要求：
等级
导线长度（km）
平均边长（km）
测角中误差″
测距中误差（mm）
测回角
方位角闭合差
相对闭合差
DJ2
DJ6
一
4
0.5
5
15
2
4
10
≤1/15000
二
2.4
0.25
8
15
1
3
16
≤1/10000
三
1.2
0.1
12
15
1
2
24
≤1/5000
（2）、布网原则与设计：
a、踏勘选点：
选点就是在测区内选定控制点的位置。
选点之前应收集测区已有地形图和高一级控制点的成果资料。
根据测图要求，确定导线的等级、形式、布置方案。
在地形图上拟定导线初步布设方案，再到实地踏勘，选定导线点的位置。
若测区范围内无可供参考的地形图时，通过踏勘，根据测区范围、地形条件直接在实地拟定导线布设方案，选定导线的位置。
导线点点位选择必须注意以下几个方面：
1、为了方便测角，相邻导线点间要通视良好，视线远离障碍物，保证成像清晰。
2、采用光电测距仪测边长，导线边应离开强电磁场和发热体的干扰，测线上不应有树枝、电线等障碍物。
四等级以上的测线，应离开地面或障碍物1.3以上。
3、导线点应埋在地面坚实、不易被破坏处，一般应埋设标石。
4、导线点要有一定的密度，以便控制整个测区。
5、导线边长要大致相等，不能悬殊过大。
导线点埋设后，要在桩上用红油漆写明点名、编号，并用红油漆在固定地物上画一箭头指向导线点并绘制“点之记”方便寻找导线点。
b、导线定向：
导线与高级控制点连接角的测量称为导线定向。
其目的是获得起始方位角和坐标起算数据。
并能使导线精度得到可靠的校核。
若测区无高级控制点联测时，可假定起始点的坐标，用罗盘仪测定起始边的方位角。
（3）、仪器设备技术要求：
a、S3水准仪技术要求：
每千米水准测量高差中午差（mm）±3；望远镜放大倍率不小于（倍）28；水准管分化值（″/2mm）20；自动安平精度（″/2mm）±0.5；圆水准器分化值（″/2mm）8；主要用途国家三四等水准测量及工程测量。
b、DJ6经纬仪技术要求：
一测回水平方向中误差不大于（″）±6；望远镜物镜有效孔径不小于（mm）40；望远镜放大倍数20；水准管分化值，水平度盘30（″/2mm），垂直度盘（″/2mm）；主要用途，图根控制测量及一般工程测量。
（4）、仪器的检验
a、水准仪的检验与校正：
1、圆水准器轴应与仪器旋转轴平行的检验与校正。
2、十字丝横丝应与仪器旋转轴垂直的检验与校正。
3、i角的检验与校正。
b、经纬仪的检验与校正：
1、水准管轴应垂直于仪器旋转轴的检验与校正。
2、十字丝竖丝应垂直与横轴竖丝
3、视准轴应垂直于横轴竖丝
4、横轴应垂直于竖轴的检验。
5、竖盘指标差的测定。
6、光学对点器的检验与校正。
（5）、外业观测及数据处理：
a．边长测量：
导线边长是指相邻导线点间的水平距离。
导线边长测量可采用光电测距仪、普通钢卷尺。
采用光电测距仪测量边长的导线又称为光电测距导线是目前最常用的方法。
普通钢卷尺量距时，必须使用经国家测绘机构鉴定的钢尺并对丈量长度进行尺长改正、温度改正和倾斜改正。
b．角度测量：
导线水平角测量主要是导线转折角测量。
导线水平角的观测，附合导线按导线前进方向可观测左角或右角；对闭合导线一般是观测多边形内角；支导线无校核条件，要求既观测左角，也观测右角以便进行校核。
导线水平角的观测方法一般采用测回法和方向观测法。
c．高程测量：
仪器放置两点中间，对中、整平；前视读数a，记录；后视读数b，记录；求高差h1改变仪器高10cm左右，对中、整平；再次记录前视、后视的读数；求高差h2；h1-h2≤5mm，合格。
d．闭合导线坐标计算：
闭合导线坐标计算的步骤与附合导线基本上是相同的，由于几何图形的不同，构成的检核条件不同，因此在计算角度闭合差、坐标增量闭合差及闭合差调整方面不同于附合导线，现将不同之处分述如下：
Ⅰ角度闭合差的计算和调整
由几何原理可知，多边形内角之和的理论值应为
式中
—为多边形内角数
由于观测角值中不可避免含有误差，实测的内角和
与理论上的内角和
之差称为闭合导线角度闭合差。
以
表示，即：
角度闭合差与限差比较
时，观测成果符合要求，可进行闭合差的调整。
闭合导线角度闭合差的调整原则是，角度闭合差以相反符号平均分配给每个内角去，如果不能均分，闭合差的余数应分配给短边的夹角。
Ⅱ各边方位角的计算
闭合导线点编号为顺时针时，内角是右角，推算方位角按右角公式；闭合导线点编号为逆时针时，内角是左角，推算方位角按左角公式。
Ⅲ增量闭合差的计算和调整
闭合导线纵坐标增量之和和横坐标增量之和均等于零
由于测量误差的存在，不能满足式6-21的要求，所以产生坐标增量闭合差，即：
坐标增量闭合差的调整与附合导线相同，坐标计算中应推算回已知点作为校核。
（四）、平板仪测图：
（1）碎步测量
a．碎部测量：
主要内容是测定地形特征点的平面位置和高程，平面位置的测定方法有极坐标法、直角坐标法、距离交会法和角度交会法，大比例尺地形图一般常用极坐标法测定地形特征点的位置。
Ⅰ极坐标法
极坐标法是将仪器安置在控制点上（测站点）测定已知边和碎部点方向的水平夹角，测定测站点至碎部点的距离和高程，即可确定点的位置。
A、B、C、D是导线点，1、2、3、4是房屋的特征点，安置仪器于A点，在2点竖立标尺，测水平角∠2AB即；
，测A2水平距离D1，若需要高程，则测定A2的高差，根据A点已知高程推算出1点的高程。
同法在其它导线点分别测出1、3、4点。
根据距离和角度将各点绘在图上，就可勾绘出房屋的平面位置图。
Ⅱ角度交会法
角度交会法是分别在两个导线点A、B安置仪器，测出导线边和碎部点的水平夹角
、
。
利用图解法得碎部点的位置。
此方法适用于目标较远或不能到达的碎部点。
Ⅲ距离交会法
如图8-2所示，分别从导线点A和B量至碎部点的水平距离A1、B1，按比例尺在图上用圆规即可交出碎部点的位置，称为距离交会法。
此方法适用于距离控制点较近的碎部点。
距离不要超过一整尺。
Ⅳ直角坐标法
碎部点的平面位置可以用碎部点到导线的垂距和该垂足到导线点的距离确定。
如图8-2所示，以B、C两个图根点的连线为基线，选C为起点，量取房屋角点3、4至垂足3′、4′的横距，再量取起点到各垂足的纵距。
以测图比例尺，用小三角板按纵横距绘出点的位置。
此方法适用于测量狭窄的街道两侧的地物。
b．碎部点的选择:
为了正确在图上描绘地形，测绘时立尺点要选择能反映地物和地貌形态的特征点上，以便准确绘出地形的真实面貌。
地物特征点是指构成地物平面轮廓线的变化点，即池塘、河流、道路曲折的转弯点、交叉点，建筑物平面轮廓的拐点等，如图8-5所示。
地貌特征点是指山脊线、山谷线、山脚线的起点、终点、转弯点，地貌坡度变化点，如山顶最高点、山谷、垭口最低点及山坡倾斜变化点等.
为了能真实和详尽地用等高线表示地貌的形态，即使在坡度无显著变化的地方也应注意地形点的密度，同时也要保证碎部点的精度，因此立尺点至测站点的最大视距和地形点的密度要符合规定。
c．经纬仪测绘法:
经纬仪测绘法是用极坐标法测量碎部点平面位置和高程的方法，是以控制点为测站，用经纬仪测量碎部点方向与已知方向间的水平角，用视距法测量控制点到碎部点的水平距离和高程。
具体作业方法如下：
Ⅰ测站上的准备工作
安置经纬仪于测站上，测定仪器指标差x，量取仪器高度i，用盘左照准另一控制点（后视点）作为起始方向，使水平盘读数为0°00′00″。
绘图板安置在测站旁边，使图纸上控制边的方向与地面相应控制边方向大致一致，将测站点与后视点连线，用小针通过量角器的小孔将量角器的圆心固定在图板上，如图8-7所示。
Ⅱ立尺
立尺前立尺员要与绘图员、视镜者共同商定碎部点立尺范围，跑尺路线，力求不漏点，不重点。
Ⅲ碎部点的观测
松开照准部，照准碎部点上立尺，读取水平度盘读数，用十字丝的横丝照准仪器高，读取上丝和下丝读数，转动竖盘水准管螺旋，使竖盘水准管气泡居中或打开竖盘水准管补偿器开关，读取竖盘读数，（度盘读数都读至分）。
同法观测其它各点。
一个测站观测过程中和测碎部点完成后，均应照准起始方向，检查水平度盘读数是否为0°00′00″，其误差不超过4″。
Ⅳ记录与计算
记录一般只记录转点资料，可由绘图员担任，碎部点资料不做记录。
根据观测数据，按视距测量公式，用计算器计算测站点到碎部点的水平距离和高程，然后报给绘图者，以便展绘碎部点。
Ⅴ展点
碎部点的平面位置是根据水平角和水平距离展绘在图纸上。
用量角器展绘地形点，如图8-8所示，转动量角器，使后视方向线AB的读数为碎部点1方向的水平角值，即46°20′。
直尺边即为碎部点方向，在直尺边按比例量出水平距离91.2m，就可标出碎部点1的平面位置，并在点的右侧注明其高程。
同法将其它碎部点的平面位置和高程展绘在图纸上。
地物、地貌的绘制
地物的绘制，在测图过程中主要是连接地物特征点，应随测随绘，防止连接发生错误。
地貌的绘制，地貌主要用等高线表示，等高线的高程为一整数，而所测碎部点的位置一般都不是整数高程，勾绘等高线时，应根据碎部点的高程，用内插法求出等高线通过的位置。
内插法勾绘等高线的前提是，两相邻碎部点间坡度是均匀一致的，因此等高线平距与高差成正比。
如图8-9中A、C为已测定的两个碎部点，其高程分别为207.4m和202.8m，若等高距为1m，在这两点中将通过高程为203m、204m、205m、206m、207m五根等高线。
首先计算首、尾203m、207m等高线与A、C两点的平距Cm、Aq。
由图上量得AC两点的平距为66mm。
高程为203m的等高线与C点的高差为203－202.8=0.2m，根据等高线高差与平距成正比的关系得：
同理得207m的等高线与A点的高差为0.4m，平距Aq计算如下：
从A、C两点分别量取Cm、Aq平距得203m和207m两等高线所通过的位置。
然后将203m和207m之间的平距等分得204m、205m、206m。
这一方法称为“取头定尾，中间等分”。
用相同方法定出个相邻地形点间的等高线位置，然后依次将相同高程的点用圆滑曲线连接，就构成等高线图，如图8-10所示。
实际工作中用上述内插等高线计算繁琐，常采用目估法估算各等高线所通过的位置，目估法的基本原理仍然用“取头定尾，中间等分”方法进行。
（2）地形图的拼接、检验与装饰
a．地形图的拼接：
当测区面积较大时，往往需要测多幅图纸。
这样在相邻两幅图的接边处，要求所有地物、地貌都能吻合一致。
但由于测量误差的存在，不能完全吻合，产生接边误差。
若地物和等高线的偏差小于表8-2中规定的2
倍时，取平均值改正地物和等高线的位置。
地形测绘时一般都要求测出图廓线1～2厘米以便接边。
拼接时，要用宽5厘米左右的透明纸，先蒙在一幅图上，用铅笔把接边的图廓线及坐标格网线先描出，然后把图廓线以内1～2厘米范围内的地物和等高线都描绘在透明纸上。
再把透明纸蒙在相邻图幅上，使图廓线和格网线对齐，同样描出地物和等高线。
这样就可以按照地物和等高线的限差要求检查两幅图的接边情况，如图8-11所示。
b．地形图的检查:
为保证地形图的成图质量，测绘人员应随测随检查所测地物地貌是否正确合理，检查分为室内检查和室外检查。
Ⅰ室内检查
室内检查内容包括：
图根点的数量和精度是否符合要求，计算是否正确；检查图廓、方格网点、图根点展点精度是否符合精度要求；接边拼接又无问题；地物、地貌是否清晰易读，各种符号、注记是否正确。
等高线勾绘是否正确，发现可疑之处，将疑点记录下来，作为外业检查的重点。
Ⅱ室外检查
1、巡视检查
带着图纸在室内检查的基础上进行合理的重点检查，检查地物、地貌有无遗漏和主要错误，地物描绘是否与实地一致，等高线勾绘是否逼真，各种符号和注记是否正确完整等。
以提供仪器检查的重点。
2、仪器设站检查
仪器设站检查是在内业检查和外业巡视检查的基础上进行的，对以上发现的问题，仪器设站进行补测和修改，另外用仪器抽查碎部点平面位置的精度和地貌高程的精度，看所测地形图是否满足精度要求，并作为评定地形图质量的依据。
c．地形图的整饰:
为了使原图图面整洁，线条清晰，符合质量要求，原图经过拼接和检查后，应对原图进行整饰，整饰工作顺序是先图内后图外，先地物后地貌，先注记后符号，地物、注记符号、等高线按照图例符号修饰，使其清晰美观，最后绘制图廓，并按图式要求写出图名、图号、比例尺、坐标系统、高程系统、测图单位、施测时间等。
六、生产过程中遇到的情况及计划情况：
第一天了解实习指导书，领仪器，仪器准备与检校；第二天踏勘测区，进行技术设计，确定控制测量方案；第三到五天踏勘选点、设立标志，分别进行图根导线与等外水准测量。
第六天内业计算，方格网绘制与控制点展绘；第七到十天外业测图。
第十一天内业清绘、检查、接图；第十二到十五天撰写实习技术总结报告，提交成果、返还仪器，实习日志。
因测区主体为平顶山市行政审批大厅，车辆较多，有天气原因，以上计划因视实际情况而定。
六、提交成果资料
1、技术设计书
2、仪器检验校正资料
3、控制网网图
4、控制测量外业资料
5、控制测量计算及成果资料
6、所有测量成果及图件电子文件
7、技术总结报告
升级会员 