大比例尺地面数字测图的技术方案设计毕业设计.docx
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大比例尺地面数字测图的技术方案设计毕业设计
本科毕业设计说明书
题目：
大比例尺地面数字测图的
技术方案设计
专业：
测绘工程
摘要
大比例尺地面数字测量是目前测绘行业常见的作业形式，本次设计是为了测绘山东建筑大学新校区1:
500比例尺地形图。
从大比例尺地面数字测图的基本依据出发，研究了大比例尺地面数字测图的中的控制测量，碎部测量，地形要素的表示方法以及取舍原则，并且对施工后的检查验收和上交资料做了一定的研究。
在设计中给出了施工中的注意事项以及各阶段的基本要求。
关键字：
大比例尺；数字测图；技术方案；控制测量；碎部测量
Technologydesignoflargescaledigitaltopographicmappingontheground
ABSTRACT
Largescaleterrestrialdigitalmeasurementofsurveyingandmappingindustryisoneofthemostcommonformofhomework,thedesignfornewcampusofshandongconstructionuniversityofsurveyingandmapping1:
500scaletopographicmap.Fromlargescaledigitalmappingthefundamentalbasisofthelargescaledigitalmappingofgroundcontrolsurvey,inthemeasurement,representationofterrainelementsaswellastheprinciplesofchoice,andtheconstructionafterthecheckacceptanceandsubmitdatatodosomeresearch.Themattersofattentionintheconstructionaregiveninthedesignandthebasicrequirementforeachstage.
KeyWords:
Thelargescale;Digitalmapping;Technicalsolution;Controlsurvey;detailsurvey
1前言
1.1大比例尺地面数字测图特点及研究意义
随着科学技术的进步和电子技术的迅猛发展及其向各个领域的渗透，不管是国家还是在民用的工程中对地形图的要求都是越来越精确，地物的描述也越来越详细。
这同时伴随的测绘工程中的技术和仪器的更新和进步。
传统的地形测量是利用测量仪器对地区表面局部地区的各种地物、地貌特征点的空间位置进行测量和点位，按一定的比例尺并按图示符号将其绘制在图纸上，即通常所称的白纸测量。
在这样的测绘过程中，数字的精度会因为刺点、绘图、图纸伸缩变形等原因的影响而大大降低，而且工序多，工作量大，管理和调用麻烦。
在现在纸质地形图已快要退出历史舞台了。
大比例尺数字测图（largescaledigitaltopographicmapping）是在20世纪70年代电子速测仪问世后发展起来的，80年代出全站型电子速测仪的迅猛发展加速了数字测图的研究和应用。
我国从1983年开始开展数字测图的研究工作。
数字化测图与图解法测图相比，以其特有的高自动化、全数字化、高精度的显著优势而具有关阔的发展前景。
大比例尺地面数字图指利用全站仪、GPS接收机等仪器采集的数据及其编码，通过计算机图形处理而自动绘制地形图的方法测绘1:
500—1：
5000比例尺地形图，而这种比例尺所测的地图要求的地物比较详细，是目前测绘工作中最常用的一种作业，要求的精度也相对要高一些。
大比例尺数字测图除测绘地形图以外，还有地籍图、房产图和地下管线图等，它们的基本测绘方法是相同的，并且有本地统一的平面坐标系统、高程系统和图幅分幅方法。
地面数字测图的基本硬件包括：
全站仪或GPS接收机、计算机和绘图仪等。
与传统的测图作业相比其优点在于：
地面数字测图具有较高的测图精度；具有较高的自动化程度；可以有效的提高碎部点坐标的精度；通过地面数字测图在测定碎部点的时候可以将距离放的更长；数字地面测图在测区内可不受图幅的限制，小组作业任务可按河流，道路等自然分界线划分，减少图幅接边的问题。
1.2大比例尺地面数字测图的研究现状
数字化测图技术的应用在我国已经逐步成熟了，目前大部分的测绘单位都已经形成了数字测图的生产模式，新技术普遍的应用以及计算机技术的不断发展及测绘仪器不断的更新，最新出现的测量车、三维激光扫描等很多更加精确先进的仪器也正在慢慢的投入到实际生产，同时各种软件的出现必将会吧数字化测图技术推向新的高潮。
2总则
2.1项目概况
山东建筑大学在山东省济南市历城区临港开发区凤鸣路，东临山东省体育学院，北至世纪大道，南到经十东路，毗邻济南市政务中心和奥体中心，东经117度18分，北纬36度68分。
新校区位于泉城济南东部新城，交通便捷，区位优势明显。
山东建筑大学位于雪山脚下，学校校舍建筑面积约67万平方米，学校地势南高北低，东高西低，平均海拔90米，由于有雪山故起伏较大。
全校有教学楼十二栋，宿舍楼十一栋，餐厅两栋，操场等各种建筑设施。
山东建筑大学所在地区属于暖温带气候区，由于所处的地理位置，形成了夏热冬冷、四季相对分明的大陆性季风气候。
山东建筑大学（原山东建筑工程学院）是一所以工科类专业为主，以建筑类专业为特色，兼有文、管等其它学科专业门类的省属高等院校。
办学56年来，一直是山东省建筑业和城市建设事业的教育科研基地，为山东省的经济建设尤其是建筑业培养了大批技术和管理骨干。
在学校内有天然雪山，映雪湖，以及各种各地特色建筑景观如：
老别墅，水上别墅，凤凰公馆，海草房等，而且大学内的绿化面积达到百分之七十以上空气清新，环境优美。
因此山东建筑大学被评为山东省最漂亮的学校之一。
2.2目的、任务
全面完成山东建筑大学新校区，总面积约67万平方米的1:
500比例尺地形图测绘。
为以后在校区内已有的建筑物和备用地的基础上进行下一步的施工建筑提供最新和最准确的地形图。
测图范围：
山东建筑大学新校区，包括校区内的映雪湖以及雪山。
2.3技术路线
此次的对山东建筑大学新校区的地形图测绘按照相关的国家、行业标准，利用自己已有基础测绘成果和资源，可以采用全球导航卫星系统（GNSS），GPS、RTK、全站仪，AutoCAD、南方cass7.0成图软件等先进技术，进行大比例尺数字化地形图测绘。
并且对测绘成果进行检查验收提交相应资料。
2.4基本要求
1、所有用于生产的仪器设备均应通过质检部门的检定，达到要求的才可以用于生产过程；
2、充分利用山东建筑大学新校区大地水准面精化数据获取图根点高程；
3、充分利用山东建筑大学内已有的控制点进行测量；
4、AutoCAD平台选用2004版本，成图软件选用南方cass7.0成图软件；
5、建筑物（房屋、围墙、路沿石等）的特征点点位中误差为±5cm；
6、房屋名称（如教学楼、宿舍楼、食堂、综合楼等）在图形中标出，并标明房屋的层数和结构；
7、学校内的水系、植被等要进行标识；
8、测量的原始数据要备份，外业完成后用内业处理软件对数据进行相处理，原始数据不得改动。
2,5数学基础
采用的平面坐标系、高程系和投影方式。
1980西安坐标系；高斯－克吕格投影；任意分带，中央子午线为119°10′；1985国家高程基准。
2.6技术标准
本规定编制中引用的文件及适用的工序（作业环节）见下表。
序号
文件编号
文件名称
适用的工序（作业环节）
1
GB/T14912-2005
1:
5001:
10001:
2000外业数字测图技术规程
图根控制测量、数据采集和数据处理等
2
GB/T20257.1—2007
国家基础比例尺地图图式第一部分1:
5001：
10001：
2000地形图图式
地形图符号运用
3
CJJ8-99
城市测量规范
地形图测绘内容及取舍
4
CJJ73-97
全球定位系统城市测量技术规程
加密一、二级GPS、图根控制点
5
GB/T18316-2001
数字测绘产品检查验收规定和质量评定
产品检查、验收和质量评定
6
GB/T12898-2005
国家三、四等水准测量规范
检核图根点精度
3地形测量的基本要求
3.1地形图的分幅与编号
地形图分幅采用新的分幅方法，地形图采用50㎝×50㎝正方形分幅，图幅编号按西南角图廓点坐标整公里数1/4编号，x坐标在前，y坐标在后，1:
500地形图取至0.01㎞（如061.25－506.50）。
3.2基本等高距与高程注记取位
地形图的基本等高距为0.5米，图上高程注记注至0.01米。
3.31:
500数字地形图的精度
依据《1:
5001:
10001:
2000外业数字测图技术规程》（GB/T14912-2005）第3.7条，1:
500比例尺地形图的精度应符合下述规定。
3.3.1地物点平面位置精度
建筑物（房屋、围墙、路沿石等）的特征点相对于邻近网络RTK图根点的点位中误差应小于±5cm。
图上其它地物点相对于邻近图根点的点位中误差和邻近地物点的间距中误差不应超过下表的规定。
单位为米
地区分类
点位中误差
邻近地物点间距中误差
房屋建筑地区、水系、平地、丘陵地
±0.15
±0.12
困难地区、隐蔽地区
±0.23
±0.18
3.3.2高程注记点的高程中误差
高程注记点相对于邻近图根点的高程中误差不得大于±0.10米。
3.3.3等高线插求点高程中误差
等高线插求点相对于邻近图根点的高程中误差，平地不应大于基本等高距的1/3，丘陵地不应大于基本等高距的1/2，山地不应大于基本等高距的2/3。
3.3.4仪器的精度要求和检验
外业数字测图和图根控制测量所用全站仪的测角精度应不低于5″，测距标称精度应不低于II级测距仪的精度。
对于所用的测绘仪器、工具，要求做到及时检验和校正，经常维护和保养，使其保持良好状态。
4控制测量
由于任何一种测量工作都会产生误差，所以必须采取一定的程序和方法，即遵循一定的测量实施原则，以防止误差的积累。
例如从一个碎部点开始住店进行测量，最后也能得到欲测点的坐标，但是这样的测量最后得到的结果的误差可能已经远远超过规定。
因为误差累计原则，前一点的误差会影响到下面测量的结果。
因此为了防止误差的积累，提高测量精度，在实际测量中必须遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的测量实施原则，即先在测区内建立控制网，以控制网为基础，分别从各个控制点开始实测控制点附近的碎部点。
因此在此次的测绘山东建筑大学大比例尺地形图的过程中我们控制测量是不可缺少的。
控制测量就是为了测量某地区而建立的平面控制测量和高程控制测量的总称，其目的就是为了控制整个测区，精确测定控制点的平面坐标以及高程。
4.1一般规定
1）基于网络RTK布设图根点相对于图根起算点的点位中误差，不应大于±3㎝；高程中误差不应大于±5㎝。
2）图根点（包括高级控制点）的密度，应以满足1:
500数字地形图测图需要为原则。
校区内已有的控制点要先进行检查以确保可用；此外在控制点的布设过程中要因地制宜，根据山东建筑大学新校区的地形和建筑物的密集程度来布设，但是要确保每处均应有设站点、定向点和检核点；在一张地形图上要保证有四个以上的埋石点（应建立点之记），以用于过程检查和最后成果验收。
3）图根点应根据土质选用埋石、水泥钉、钢桩等稳固标志。
埋石适用于土质松软的地点；水泥钉适用于地面铺装材料为砼的地点，水泥钉长度应不小于60㎜；钢桩适用于地面铺装材料为沥青的地点，其规格为：
长度＝100㎜、Φ＝10㎜。
4.2图根控制测量
图根控制点是直接供测图适用的控制点，简称为图根点。
测定图根点的位置的工作，称为图根控制测量。
4.2.1图根控制的技术要求
图根控制点的个数（包括已知高级点），应根据地形复杂、破碎程度或隐蔽情况而决定其数量。
就数字测图方法而言，一般平坦开阔的地区每平方千米图根点的密度，对于1:
500比例尺测图应不少于64个。
图根控制网中的图根点的高程中误差不得大于测图基本等高距的1/10,1/500的等高距为0.5m。
4.2.2采用DSCORS系统进行图根测量
除已有的几个E级点外，采用山东省连续运行卫星定位服务系统进行图根点加密时，应使用三脚架固定GPS接收机，并精密对中，按2时段独立观测，每时段观测数据不少于15个历元，两次观测成果平面误差应小于2厘米，高程误差应小于3厘米，取中数为最后成果，否则需重测。
每台仪器每天要早晚各在已知点检测一次，验证设备是否正常，必须采用手工记录方式，同时保存电子文本，为监理和质检的必查手段。
采用RTK技术进行图根控制测量的原理：
RTK测量系统主要组成部分有GPS接收机、无线电数据传输系统及支持实时动态差分的软件系统。
作业工程中电台会将基准站的坐标实时的发送到流动站的接收机（我们所用的GPS接收机），流动站的接收机在接到电台发了的坐标的同时也接收到了卫星信号，然后由软件系统根据GPS相对定向的原理进行差分及平差处理，解算出流动站的三维坐标及精度，从而进行测量作业。
用RTK技术进行图根控制测量时的注意事项：
1）、选择地形开阔、不具备反射面的的控制点位，尽量避开大面积的水面。
同时要选择对空通视的点，以免影响接收机信号。
2）、选择控制点时要尽量远离无线电发射源、雷达装置、高压电线等干扰源，以减少信号干扰误差。
3）、开始接收数据前要对接收机天线对中整平，测量过程中要技术进行天线检验校正，以减少天线相位中心的变化误差。
4）、选择通视范围大，越无盲区越好；
5）、选择图根控制点时最好选择硬化地面上，以保证控制点不会因为天气和人为原因被破坏或者移动，如果测量地区没有硬化地面可以采用水泥混凝土临时保护；
4.2.3图根导线测量
当因各种因素采用网络RTK方式布设图根点密度不能满足要求时，可采用快速静态GPS布设的图根点作为起算点布设一级图根导线。
表4.1图根导线测量的主要技术要求
级别
导线长度（km）
平均边长（m）
测回数
测回差（＂）
方位角闭合差（＂）
导线全长相对闭合差
测角中误差（＂）
坐标闭合差（m）
DJ2
DJ6
一级
1.2
120
1
2
18
1/5000
0.22
确实因为地形条件限制导线无法闭合时，可布设不多于2条边，总长不超过160m的支导线。
支导线首站要联测两个已知方向，边长要进行双向观测，角度测量左右角各一测回，其测站圆周角闭合差不应超过±25″。
图根导线的边长测量采用全站仪测距方法。
每条边观测l测回，读两次数。
两次读数差：
Ⅱ级仪器应小于10mm。
4.2.4图根点的编号
采用网络RTK布设的图根点编号如下：
原则上不做统一要求，各标段测量单位可根据实际情况自主设定，但是每组要对自己的的编号有一个记录，以免与其他组重复，在以后的内业处理中出现混乱。
其他方式布设的图根点编号如下：
起算点号为A1，布设图根点号依次编为A1-1、A1-2、A1-3、A1-4；起算点号为D1,布设图根点号依次编为D1-1、D1-2、D1-3。
4.2.5实测点编号
原则上不做统一要求，各标段测量单位可根据实际情况自主设定，但也需要做好记录。
实测点编号要在实测点层中体现。
网络RTK实测点的编号方式同上。
4.2.6图根高程控制测量
对采用DSCORS技术测量的图根点，仪器高丈量两次求平均数，量测到毫米。
其高程利用济南似大地水准面精化模型解算。
图根点的高程中误差要符合图根控制测量的技术要求。
表4.2光电测距图根三角高程测量的技术要求
仪器
中丝法
测回数
垂直角较差、指标差较差（″）
对向观测高差、单向两次高差较差（m）
各方向推算的高程较差（m）
附合路线或环线闭合差（mm）
DJ2
对向1
单向2
≤15
≤0.4×S
≤0.2Hc
≤±40
注：
S为边长（km）,Hc为基本等高距（m）；D为测距边的边长；
仪器高和觇标高（棱镜中心高）应准确量取至毫米，高差较差或高程较差在限差内时，取其中数；
计算三角高程时，角度应取至秒，高差应取至毫米。
4.2.7图根点精度控制措施
每个点进行两次独立观测，在限差范围内时，取平均值为成果，并计算网络RTK的中误差。
困难地区，电磁波干扰影响大的地区，大面积水域附近，采用以下措施消除和减弱干扰：
一是延长观测时间；二是提高接受信号仰角；三是采用扼流圈或大地形天线；四是改RTK为快速静态观测25分钟，采用SDCORS数据进行后处理。
网络RTK观测后，从手簿中调出WGS－84的经纬度和大地高，整理成标准格式后采用济南似大地水准面模型进行改正，获取正常高。
当困难地区采用快速静态观测方法时，获取正常高为：
在后处理时采用WGS－84条件下的三维约束平差，再采用WGS－84平差后的大地成果和济南大地水准面精化模型进行改正。
4.3碎部测量
碎部测量指以控制点为基础，测定地物、地貌的平面位置和高程，并将其绘制成地形图的测量工作。
碎部测量的过程中尤其重要的是对碎部点的选择，所选的碎部点要尽可能的表现所测地物或地貌的特点。
碎部测量的方法选择：
对于测区内的基本碎部点关键点或者对地物和地貌有突出反映的点应选择极坐标法进行测量；对于一些次要的点可以采用距离交会法、方向交会法、量距法、直角坐标法等方法进行测量；之后才结合CASS软件的特殊功能在现场或者室内计算出所有点的坐标，也可直接由测图软件绘出图形。
5地形要素的表示方法及取舍原则
地形图应表示测量控制点、居民地和垣栅、工业建（构）筑物及其他设施、交通及附属设施、管线及附属设施、水系及附属设施、境界、地貌和土质、植被等各项地物、地貌要素，以及地理名称注记等。
并着重显示与国土资源管理、城市规划建设等有关的各项要素。
地物、地貌的各项要素的表示方法和取舍原则，应按现行的《城市测量规范》（CJJ8—99）、《国家基本比例尺地图图式第1部分：
1:
5001：
10001：
2000地形图图式》GB/T20257.1—2007（以下简称图式）执行，在表示方法和取舍上注意下述规定。
5.1测量控制点
基础地形图上应准确表示所有高级控制点和图根控制点。
各等级控制点应以展点或测点位置为符号的几何中心位置，按图式规定符号表示。
网络RTK点等级相当于二级导线点表示。
5.2居民地和垣栅
1）居住地的各类建筑物、构筑物及主要附属设施应准确测绘实地外围轮廓和如实反映建筑结构特征。
2）房屋的轮廓应以墙基外角为准，并按建筑材料和性质分类，注记层数，房屋应逐个表示，并注记建筑结构和层数。
房屋按实际层数注记，不同层次、不同高度（层高值大于2.2m）的房屋需分别独立表示。
地下室、车库、人字形房顶、水箱以及单幢房屋中底层和顶层层高在2.2m以下的房屋均不计层数。
有些楼房上部的前后部分层数不一致，当前面部分（或后面部分）的长度均大于3m时应分别注记层数，若其中有小于3m的，则可合并到主楼。
楼房阳台应表示，落地阳台（指整楼最底层阳台和地面直接接触的）按楼房主体表示，不落地阳台（指整楼最底层阳台不和地面直接接触的），突出部分按投影位置以虚线表示，楼房主体墙以实线表示。
3）建筑物和围墙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。
4）测绘垣栅应类别清楚，取舍得当。
围墙的宽度应实地钢尺丈量或围墙两侧分别测点并依比例尺实测表示，单独分层。
5）图上宽度大于1㎜的室外楼梯应表示。
除较大单位房屋入口处的台阶表示外，居民住宅房基前的台阶不表示。
正规的垃圾楼、垃圾台应表示。
5.3其他设施
图上应准确表示其它设施的位置、形状和性质特征。
其它设施依比例尺表示的，应实测其外部轮廓，并配置符号或按图式规定用依比例尺符号表示；不依比例尺表示的，应准确测定其定位点或定位线，用不依比例尺符号表示。
1）凡依比例尺的烟囱、水塔、纪念碑、塑像、宝塔、微波传递塔等独立地物，按其着地位置范围的几何图形中心，即为此地物的中心点，在其中标注的符号仅起说明作用。
不依比例尺表示时，地物中心点与符号定位点在图上必须一致。
2）当抽水泵站的房屋图上尺寸小于符号时，房屋不绘，只绘符号，其他类推。
3）固定的宣传橱窗与大型宣传、广告牌用图式表示，注意此符号按真方向表示。
高度在4m以上，有方位意义的独杆广告牌应表示，杆的定位点为圆几何中心。
4）图式上无规定符号的建筑物、构筑物，可实测其外围轮廓，并加注名称；
5）测图时应测绘路灯、照射灯、邮筒、电话亭等，并按相应的符号表示。
6）应注意调查、测注文物古迹，挂牌名木古树应表示。
5.4交通及附属设施
1）图上应准确反映陆地道路的类别，附属设施的结构和关系；正确处理道路的相交关系及与其它要素的关系。
2）铁路轨顶（曲线段取内轨顶）、公路路中、道路交叉处、桥面等应测注高程。
3）公路与其它双线道路在图上均应按实宽依比例尺表示。
公路、街道按其铺面材料分为水泥、沥青、砾石、条石或石板、硬砖、碎石等，应分别以砼、沥、砾、石、砖、渣等注记于图中路面上，铺面材料改变处用点线分开。
4）铁路与公路或其它道路平面相交时，铁路符号不中断，而将另一道路符号中断；城市道路为立体交叉或高架道路时，应测绘桥位、匝道与绿地等，多层交叉重叠，下层被上层遮住的部分不绘，桥墩或立柱应表示。
5）路堤、路堑应按实地宽度绘出边界，并在其坡顶、坡脚适当测注高程。
6）树林中路宽在1米以上依比例尺表示,1米以下按不依比例尺表示，乡村路密集时，可视情况择要用小路符号表示。
7）院校、等单位的内部道路及花坛、绿化带应注意表示。
5.5管线及附属设施
永久性的电力管线、电信线均应准确表示，电杆、铁塔位置均应实测。
当多种线路在同一线杆上时，只表示主要的。
城市建筑区内电力线、电信线可不连线，但应在杆架处绘出线路方向。
各种线路应做到线类分明，走向连贯。
并注意高低压电力线的区分和电力线入地口的表示。
35kv以上（含35kv）的电力线应调查和注记线路名称和伏数，线名注记与线路走向平行，伏数以kv为单位。
变电所、变电室根据实地情况分别用依比例尺或不依比例尺表示，电杆上的变压器应用相应的符号表示。
架空的、地面上的、有管堤的管道均应实测，分别用相应符号表示，并注记传输物质的名称。
当架空管道直线部分的支架密集时，可适当取舍。
地下管线检修井、消防栓等属公共部分应测绘表示，小区、单位内部的不表示。
5.6水系及附属设施
由于山东建筑大学新校区内有人工湖（映雪湖）及其链接的几条河流，在地形图中都要加以表示，并对有名称的加以名称注记。
测量映雪湖是在有明显边界的地方一边界为限，标出湖面的位置及大小，在没有明显边界的地方按测图时的水位测定，当水涯线与陡坎线在图上投影距离小于1㎜时以陡坎线符号表示。
根据池塘测量的标准要对湖低的高程进行测量。
5.7境界
通过此次土地调查获得行政界线的有关数据，在地形图上表示到县、乡镇、行政村的境界线。
各级行政界线在地形图上用统一定制的采集软件中规定的符号表示。
两级以上境界重合时，只绘高一级境界符号。
境界线跨越图幅时，应加界端注记。
5.
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