1数字地形图与数字高程模型项目设计书.docx

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1数字地形图与数字高程模型项目设计书

1:

2000数字地形图及数字高程模型项目设计书

1概述

1.1任务来源及容

**********中交远洲交通科技设的委托完成**高速公路段、段测绘工程。

项目包括：

航空摄影，基础控制点埋设，基础控制测量，像片控制测量，像片调绘，1:

2000数字化地形图及数字高程模型测制。

段、段正线148.5Km；比较线共41.8Km。

正线和比较线数字化地形图及数字高程模型测制围为设计线路中心线两侧各400m；互通立交桥测制围2Km×2Km。

1.2测区自然地理概况

测区为山区和丘陵区，沟壑、河渠众多，地形复杂。

测区最高处1559米，最低处40米，高差达到1519米。

测区桑干河、拒马河穿过。

路线起于涿鹿县单家堡西南，与在建的京化高速公路连接，途经涿鹿、房山、涞水、涿州四县，止于涿州市村西北接在建的石三期高速公路，路线位于东经115°16′～115°50′和北纬39°24′～40°25′。

测区大秦铁路、沙蔚铁路、京原铁路、国道109、国道108、宝平公路穿过。

2基本技术要求

2.1作业依据

本次作业执行以下规和设计：

（1）《1:

5001:

10001:

2000地形图航空摄影规》（GB6962-86）

（2）《公路勘测规》（JTGC10-2007）

（3）《公路勘测细则》（JTG/TC10-2007）

（4）《1:

5001:

10001:

2000地形图图式》（GB/T7929-1995）简称《地形图图式》

（5）《1:

5001:

10001:

2000地形图要素分类与代码》（GB14804-93）

（6）本技术设计书

本技术设计书是依据工程所需和地形限制所编写，当上述规与本技术设计书矛盾时，以本技术设计书为准。

2.2测图规格及精度

（1）平面坐标系统采用抵偿高程面上的高斯正形投影任意带平面直角坐标系。

为保证测区投影长度变形值不大于2.5cm/km，全线共划分五个独立平面坐标系，具体划分如下：

第一坐标系中央子午线115°26′，位于K98处,处于线路K0-K17，K63-K76段，投影面高程650m，坐标变形值最大为23.2mm/km；第二坐标系中央子午线115°26′，位于K98处,处于线路K17-k34，K55-K63段，投影面高程850m，坐标变形值最大为24.7mm/km；第三坐标系中央子午线115°26′，位于K98处,处于线路K34-K55段，投影面高程1100m，坐标变形值最大为16.1mm/km；第四坐标系中央子午线115°26′，位于K98处,处于线路K76-K118段，投影面高程400m，坐标变形值最大为22.0mm/km；第五坐标系中央子午线115°26′，位于K98处,处于线路K118-k150段，投影面高程110m，坐标变形值最大为10.5mm/km；

（2）高程系统采用1985国家高程基准。

（3）地形图的比例尺为1∶2000。

基本等高距为2米，加粗等高距为10米。

（4）地形图根据设计线路的走向采用自由分幅，基本图幅规格为50cm×50cm。

图幅编号自北向南以阿拉伯数字按顺序编号（字头为前进左方向），前面冠以**二字缩写“ZZ-”，如：

ZZ-1、ZZ-2、ZZ-3、……。

（5）精度要求：

①三等GPS网最弱点点位中误差不超过±5cm，最弱相邻点边长相对中误差小于1/70000；一级导线最弱点点位中误差不超过±5cm，最弱相邻点边长相对中误差小于1/20000。

②三等水准测量，路线或环线闭合差不大于±15㎜。

四等光电测距三角高程，附和路线或环线闭合差不大于±25㎜。

③像片控制点（平高点）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五分之一，高程中误差不应超过基本等高距的十分之一。

（6）图上地物点对最近野外平面控制点或平高控制点的平面位置中误差平地、微丘应小于±0.6mm；重丘、山岭应小于±0.8mm。

（7）高程注记点相对于最近高程控制点高程中误差平地不超过±0.46m，微丘不超过±0.7m，重丘不超过±0.9m，山岭不超过±1.4m；等高线的高程中误差平地不超过1/3基本等高距，微丘不超过1/2基本等高距，重丘不超过2/3基本等高距，山岭不超过1条基本等高距。

（8）中误差的两倍值为最大误差，但最大误差必须是个别的。

2.3测区已有资料的分析利用

（1）大地资料：

测区的国家等级三角点和水准点成果应进行分析利用。

已有国家控制点如下表：

点名

等级

H

X

Y

（Ⅱ）

1644.1

4422893.98

20354553.37

Ⅱ

36.43

4360274.20

20399822.24

（Ⅱ）

1397.3

4381959.12

20363879.33

Ⅱ

34.8

4350904.76

20383349.22

（Ⅱ）

513.48

4472827.25

20353248.73

Ⅱ

43.480

Ⅱ

35.015

Ⅱ

343.264

Ⅱ

988.225

Ⅱ

1078.550

（2）地形图资料:

1：

50000地形图资料齐全，由甲方提供。

1∶10000地形图资料齐全。

（3）航空摄影资料：

本测区于2008年4月航摄，航摄仪为RC-10,为13099，摄影比例尺为1∶9000，黑白像片，像幅23cm×23cm，焦距为153.12mm，影像比较清晰。

上述资料可供航空摄影、选埋点、测量作业参考使用。

3技术方案

3.1选点与埋石

与京化、石三期高速公路接边处，平面和高程连测三个以上控制点，并分析成果的差异。

基础控制点（即三等GPS和一级导线点）一般在设计路线中心线两侧50～300米的围，沿路线每隔500米左右交叉布设，埋石相邻边长一般不超过1∶3，一级导线相邻点之间的距离在平原、微丘区不得小于200米，重丘、山岭区不得小于100米，最大距离不应大于1000米；当受地形限制无法交叉布设时，可在同一侧连续埋设，但一般不超过三个点。

一般每隔4Km左右布设一个三等GPS点，18个1000米以上的隧道（其中正线黑山隧道、煤窑山隧道、分水岭特长隧道、K54+720～K56+220隧道、北龙门二号隧道、太平村隧道、林里隧道、马各庄隧道、佛洞塔一号隧道、上庄隧道、三坡一号隧道、三坡二号隧道、都衙隧道、里堂岭隧道、万佛寺隧道、北山庄隧道；比较线分水岭特长隧道、北山庄隧道）两侧各布设2个以上相互通视的三等GPS点，隧道上访可以不埋设控制点，三等GPS点的距离特别强调不得小于500米。

松口特大桥及大型立交桥处埋设一对三等GPS点。

点位一般选在山头、地头、地边、路边等地基稳定，视野开阔，不易被破坏且能在航空像片上立体刺准点的地方。

三等GPS点远离无线电发射源200米以上，远离高压输电线50米以上，点位周围无大面积水域、无高大树木和房屋遮挡。

各相邻点间应相互通视，困难地段也要保证有一个方向与邻点通视,以方便进行导线测量和工程放样。

基础控制点标石一般现场浇筑，桩面刻绘并用红漆绘出点号，规格为25cm×50cm×60cm（三等GPS点）和15cm×30cm×60cm（一级导线点），标石中心为刻有“+”字的φ14mm钢筋。

标石埋设高于地面应小于5cm，且将土回填夯实,钢筋头高于桩面为2～10mm，钢筋头要挫成水平面。

在不易破损的沥青路面上可用道钉代替标石，不得连续朝过2个，保证钉入地面后钉帽中心刻有“+”字，点之记注明“钉”。

在高山和车辆人员难以到达的地方，可在坚硬、稳固的基石上刻设标志：

表面上刻记□，尺寸与相应等级控制点表面尺寸相同；中心刻“+”字各为3cm长，“+”刻槽宽度不超过2mm，深度不少于1mm，点之记注明“刻”。

三等GPS点、一级导线点均需绘制点之记，同时用数码相机拍照。

三等GPS点编号自北向南依次编号为C01、C02……。

一级导线点编号自北向南依次编号为E001、E002……。

比较线基础控制点编号从主线开始依次编号，前面冠以CB、CC、CD、CE、CI、CJ、EB、EC、ED、EE、EI、EJ，自北向南1～6条，编号为CB01、CB02……、CJ01、CJ02……、EB01、EB02……、EJ01、EJ02……。

各级控制点不得有重号。

标石埋设完毕后，现场作好点之记，在航空像片上用简易立体镜立体观测刺点并绘制略图和文字说明，在附近的明显地物上刷红油漆标记，以便于寻找，地物上的标记要字体正规、美观。

3.2平面控制测量

首级控制网采用三等GPS控制测量，每隔4千米以埋设1个点，1000米以上的隧道、桥梁两端埋设距离大于500米的一对点，大型互通立交处埋设距离大于500米的一对点。

加密控制网为一级，一级相邻点之间的距离在平原、微丘区不得小于200米，重丘、山岭区不得小于100米，最大距离不应大于1000米。

3.2.1三等GPS控制测量

3.2.1.1三等GPS控制点的观测

三等GPS控制网最弱点点位中误差不大于±5cm，最弱相临点边长相对中误差不大于1/70000，标准差σ=（D为边长，不足1km的按1km计），同步环、异步环及重复边的闭合差应满足《公路勘测细则》中三等GPS的要求。

三等GPS控制网一般布设为大地四边形，三角点必须双边联测控制网。

三等GPS测量拟使用4台TRIMBLESPS780双频GPS接收机（标称精度5mm+1ppm×D）；4台NAVACOM3010S双频GPS接收机（标称精度5mm+1ppm×D）。

采用快速静态模式，作业执行的主要技术指标如下：

（1）每时段观测时间≥40分钟

（2）采样间隔为15秒

（3）卫星截止高度角≥15°

（4）同步观测卫星数≥4颗，一般不少于6颗

（5）卫星几何图形强度因子PDOP值≤6

（6）每点平均重复设站数≥2次

（7）施测时段数≥1

GPS观测严格按照GPS操作规程执行，认真填写《GPS观测记录手簿》，随时保持联系以确保同步观测时间不少于40分钟，保证每一站的观测质量。

3.2.1.2三等GPS控制网的平差计算

GPS基线解算和控制网的平差计算使用随机软件。

GPS控制网的计算程序主要如下：

（1）每日收测后对当天的观测数据进行处理，解算基线向量，以确认其是否为固定双差分解。

（2）每日对合格基线用软件试算，求得同步环和异步环的闭合差，以检查基线向量的可靠性，特别是经过编辑观测数据得到的基线。

（3）GPS控制网的所有基线完成后进行控制网的平差计算。

①首先进行WGS-84坐标系的三维无约束平差。

②试进行1980坐标系的二维约束平差，分析各已知三角点之间的符合性。

③先把国家三角点坐标转换为抵偿高程面上的高斯正形投影任意带平面直角坐标系坐标。

④正式进行1980坐标系及抵偿高程面上的高斯正形投影任意带平面直角坐标系坐标的二维约束平差。

通过控制网的二维约束平差，得到各GPS控制点的平面直角坐标、大地坐标、空间坐标及各GPS控制点的点位中误差、边长相对中误差等，并对各主要精度指标进行统计与分析。

3.2.2一级平面控制测量

一级平面控制测量使用4台TRIMBLESPS780双频GPS接收机（标称精度5mm+1ppm×D）；4台NAVACOM3010双频GPS接收机（标称精度5mm+1ppm×D）；3台南方NTS-352全站仪（标称精度2″，±（2mm+2ppm×D））。

3.2.2.1一级GPS测量

一级GPS控制网最弱点点位中误差小于±5cm，标准差σ=（D为边长，不足1km的按1km计），同步环、异步环及重复边的闭合差应满足《公路勘测细则》中一级导线的要求。

一级GPS控制网可采用边连式和点连式布网，控制网的两端与三等GPS点联结，不可隔点联结。

采用快速静态或静态模式，作业执行