理论教育 野外地形数据采集与成图技术样例《数字测图技术》

野外地形数据采集与成图技术样例《数字测图技术》

时间:2023-10-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:数字测图采用全站仪外业数据采集室内数字化成图方法。表A-1GPS测量技术要求测区高程控制网按照四等水准精度施测。表A-2GPS观测基本要求

野外地形数据采集与成图技术样例《数字测图技术》

该专业技术设计书主要内容包括以下部分:

一、首页(正式封面)

首页上应撰写项目名称、实施单位、编写日期、密级及编号等内容,其表示形式如下:

二、副封面

副封面上应撰写项目名称、设计负责人、主要设计人,项目实施单位审核人、审核意见及单位(公司)印鉴和日期等信息。同时也应有批准单位(盖章)、审批意见、审批人及日期等信息,其表示形式如下:

三、目录编写内容

目录

1.任务概述

2.测区自然地理概况和已有资料情况

3.引用文件

4.成果(或产品)规格和主要技术指标

5.设计方案

四、设计书正文样例

××科技园测区

1∶1 000比例尺数字化测图技术设计书

1.任务概述

为了满足科技园区规划设计需要,须对园区二期开发区内进行数字化地形测图。受××科技园区管委会委托,××工程勘察院承接了该园区地形测绘任务。测区位于××市××区××镇,成图比例尺为1∶1 000,地形测图面积约40km2。依据测区控制测量情况,主要工作内容包括:布设一级(E级)GPS点20个、二级(F级)GPS点150个、四等水准路线长约80km及1∶1 000比例尺数字化地形测量,等高距为1米,图幅约为160幅。数字测图采用全站仪外业数据采集室内数字化成图方法。

2.测区自然地理概况和已有资料情况

2.1 测区自然地理概况

测区地理位置为东经118°46′至东经118°50′,北纬31°50′至北纬31°55′。测区地处我国长江下游地区,属于亚热带、湿润的季风气候区。四季分明,春秋较长,夏季炎热,冬季寒冷,雨量充沛,多集中于春夏两季,季风现象显著,风雾较多。

测区属丘陵地貌,主要地形为坎高约1米的梯田,测区中央有狭长形山体,呈东西走向,长约3.5km,宽1.1km;测区内海拔高度平地低点约为15米,最高海拔约180米。植被茂盛,通视条件不佳。

测区内居民地较为密集,主要为农村居民点,主要为农村院落,房屋结构主要为砖混类型,层次多数为2~3层;村落中未经详细规划,房屋较散乱,房前与屋后大多栽种树木,通视不便。

交通较为便利,测区内有国道经过,乡镇间、村落间均有硬路面道路。

经济较为发达的地区,主要农作物为水稻

2.2 测区已有资料的分析与利用

(1)平面控制资料

测区东北部有××省GPS C级控制点2个,系1980西安坐标系,2008年施测。测区内有××市D级点7个,地方坐标系,2010年施测。上述控制点距测区距离均为5km以内,经现场调查确认,控制点保存完好,资料齐全,可作为本测区的平面起算点。

(2)高程控制资料

测区附近有国家二等水准点2个,三等水准点1个,系1985国家高程基准,控制点保存完好,2012年复测成果,资料齐全,可作为本测区的高程起算点。

(3)地形图资料

本测区有1∶1万地形图,可供选点、踏勘、设计使用。

3.引用文件

(1)《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T18314—2009);

(2)《国家三、四等水准测量规范》(GB/T12898—2009);

(3)《1∶500 1∶1 000 1∶2 000地形图图式》(GB/T 20257.1-2007);

(4)《基础地理信息要素分类与代码》(GB/T 13923—2006);

(5)《1∶500 1∶1 000 1∶2 000外业数字测图技术规程》(GB/T 19412—2005);

(6)《数字测绘成果质量要求》(GB/T17941—2008);

(7)《测绘成果质量检查与验收》(GB/T 24356—2009);

(8)《城市测量规范》(CJJ/T 8—2011);

(9)《卫星定位城市测量技术规范》(CJJ/T 73—2010);

(10)《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》(CH/T 2009—2010);

(11)《测绘技术设计规定》(CH/T 1004—2005);

(12)《测绘技术总结编写规定》(CH/T1001—2005);

(13)本项目设计书;

(14)本专业设计书。

4 测量成果规格与主要技术指标

4.1 控制测量

(1)平面坐标系统与高程基准

①平面坐标系统

为了充分利用原有资料,保持城市规划设计的统一性与规范性,本测区采用××地方坐标系统,投影采用3°分带高斯-克吕格投影。

②高程基准

本测区采用1985国家高程基准。

(2)主要技术指标

测区首级控制采用GPS测量方法完成,主要技术要求如表A-1所示。GPS控制网分级布设,首级网为一级,在首级网的基础上发展二级网,GPS控制点相对于起算点的最弱点位中误差不大于±5cm;图根控制网以二级网为基础进行发展。

表A-1 GPS测量技术要求

测区高程控制网按照四等水准精度施测。每公里水准测量偶然中误差MΔ≤5mm,全中误差MW≤10mm,符合路线或环线闭合差应不大于

4.2 数字地形测图

(1)成图比例尺、等高距及成图方法

测区成图比例尺为1∶1 000,等高距1米。

成图方法:全野外采集数据,室内计算机成图的方法。

(2)地形图平面精度

图上地物点相对于邻近平面控制点的平面位置中误差不大于图上±0.5mm,邻近地物点的间距中误差不大于±0.4mm,复杂和施测困难地区可在上述规定上放宽0.5倍。

(3)地形图高程精度

测区图上高程点注记至厘米位,基本等高距为0.5m,居民区和厂矿区高程注记点相对于邻近高程控制点的高程中误差不得大于±0.15 m,等高线插求点的高程中误差应≤0.25m,困难地区可放宽0.5倍。

(4)成图规格

采用50cm×50cm的正方形分幅,图幅编号一律按图廓西南角坐标公里数进行编号,取至小数点后两位,X在前,Y在后,中间加短线连接。

五、设计方案

5.1 控制测量

(1)控制点选点、埋石

各等级控制点的具体规格按《城市测量规范》(CJJ/T 8—2011)规定执行。控制点埋石(含图根点)密度应保证每幅图内有3个。控制点编号按“等级代码—顺序编号”规定执行,例如一级控制点编号形式为:Ⅰ-001,二级控制点编号形式为:Ⅱ-003。

(2)GPS观测要求

平面一、二级控制点主要采用GPS静态测量模式施测,隐蔽及通视困难地区可采用光电测距导线施测,各等级观测主要技术要求如表A-2所示。

表A-2 GPS观测基本要求

观测时段长度应视基线长度、观测条件等情况适当延长,GPS解算采用随机软件,对重复边、同步环、异步环进行检核,重复边限差为2倍接收机标称精度,同步环(σ为弦长精度),异步环(Si以公里为单位),对超限的边和闭合环应补测或重测。

GPS后处理应先进行无约束平差,确认观测无粗差存在,方可进行约束平差。

(3)导线测量技术要求

导线测量水平角观测采用DJ2级测角仪器进行观测,边长采用Ⅰ级测距仪进行边长测量,光电测距一测回是指照准目标一次,读数4次,较差不超限时取平均值。导线测量技术要求如表A-3~A-5所示。

表A-3 导线测量基本要求

表A-4 导线测量水平角观测技术要求(DJ2)

表A-5 导线测量边长观测技术要求

(4)四等水准测量

为了便于后续施工放样工作,测区内一二级控制点高程均以四等水准测量精度进行施测。

水准测量采用××型自动安平光学水准仪和××数字水准仪进行施测。水准仪,每天开测前进行i角检校,水准仪i角应小于20″。

四等水准采用中丝读数法进行单程观测,上、下丝及中丝观测标尺读数至1毫米,测站观测顺序为后—后—前—前。

测站观测技术要求与限差如表A-6所示。

表A-6 水准测量测站观测技术要求与限差

其他具体观测要求执行《国家三、四等水准测量规范》(GB/T12898—2009)的相应规定。

(5)图根控制

图根点相当于起算点的点位中误差≤10cm,高程中误差≤测图基本等高距的1/10,图根点密度大于16点/平方公里。

图根导线可采用图根导线(网)、极坐标法(引点法)、交会法和RTK法进行施测。在各等级控制点基础上进行加密图根控制测量,一般不宜超过二次附合。

图根导线测量技术要求如表A-7所示。

表A-7 图根导线测量技术要求

注:M为测图比例尺分母(www.daowen.com)

视野开阔GPS信号接收良好地区可采用RTK方法测量图根控制点,其主要技术要求如表A-8所示。

表A-8 RTK图根控制测量技术要求

极坐标法(引点法)加密图根点时,应在等级控制点或一次附合图根点上进行,且应联测两个已知方向。交会法图根解析补点时,交会角应在30°~150°之间,交会边长不宜超过500m。分组计算的坐标差不应大于0.2m。

图根高程控制点测量可采用图根水准测量、电磁波测距、三角高程测量和RTK方法实测。图根水准测量技术要求如表A-9所示。

表A-9 图根水准测量技术要求

电磁波测距三角高程测量附合路线长度不应大于5km,支线不大于2.5km,仪器高、觇标高量取至1毫米。电磁波测距三角高程导线测量限差如表A-10所示。

表A-10 三角高程导线测量限差

5.2 数字地形图测绘

(1)外业数据采集

①作业组织

外业数据采集一般以所测区域为单位统一组织,按测区内自然带状地物(街道、河流等)为界线分成若干相对独立的分区。各分区的数据组织、数据处理和作业应相对独立,数据采集和处理时不存在矛盾,避免造成数据重叠或漏测。

②仪器设置及测站定向检查要求

a)全站仪对中偏差不大于5mm。

b)以较远测站点(或控制点)定向,另一测站点作为检核,检核点平面位置误差不应大于图上0.2×M×10-3(m)。

c)应检查另一测站高程,且其较差不应大于1/6倍基本等高距。

d)测站数据采集结束时,应重新检测标定方向,若误差超限,其检测前观测数据应重新计算,并应检测不少于2个碎部点。

e)RTK碎部点测量平面坐标转换残差不大于图上±0.1mm,碎部点高程拟合残差不大于1/10等高距。

f)RTK碎部点测量时,观测历元数应大于5个,连续采集一组地形碎部点数据超过50点时,应重新进行初始化,并检核一个重合点。当坐标较差不大于图上0.5mm时,可继续测量。

③碎部点观测记录要求

全站仪数据采集应生成碎部点观测数据文件与碎部点坐标文件,碎部点观测文件记录包括测站点号、定向点号、仪器高、观测点号、编码、觇标高、斜距、垂直角、水平角、连接点、连接类型等。碎部点坐标文件包括测站点信息、定向点信息、观测点号、坐标、编码、觇标高等信息。

RTK碎部点测量直接生成坐标文件。

④地形要素分类与编码

数据采集时采用的地形要素分类与编码按GB/13923—2006的规定执行。

⑤数据采集要求

能按比例表示的点状要素(独立地物)按实际形状采集特征点,不能按比例表示的精确测定其定位点或定线点。有方向的点状要素(独立地物)先采集定位点,再采集定向点(线)的数据。

线状地物采集时,应视其变化测定拐弯点,曲线地物适当增加采集密度,保证曲线的准确拟合。具有多种属性的线状要素(如面状地物公共边等)只采集一次,但要处理好多种属性之间的关系。

碎部点采集与图根控制测量同时进行时,碎部点坐标应以平差后的控制点坐标重新计算。

⑥要素内容的取舍要求

各类建(构)筑物及主要附属设施均应测量采集数据,房屋以墙为主。居民区可依据成图比例尺大小或需要适当综合,建(构)筑物轮廓凹凸在图上小于0.5 mm时,可以综合处理。

管线的转角点应实测,直线部分的支架和附属设施密集时,可以适当综合处理。

水系及附属物按实际现状测量采集数据。水渠要测记渠底高程,并注记渠深;堤、坝应测记顶部和坡脚高程;泉、井要测记泉的出水口和井台高程,同时测记井台至水面的深度。

地貌一般用等高线表示,山顶、鞍部、凹地、山脊、谷底及倾斜变换处要测注高程。独立石、梯田坎等要测注比高,斜坡、陡坎较密时,可以适当取舍。

耕地以夏季主要作物为准,地类界与线状地物重合时,按线状地物测量采集。

居民地、机关、学校及河流等有名称的都要标注名称。

⑦碎部点密度、测距长度要求

数据采集时,碎部点的平均间距为50米,最大测距长度应控制在350米内。地性线、断裂线变化大处应增加采集点密度。在保证碎部点精度的前提下,测距长度可适当增加。

⑧测量数据观测与草图绘制要求

数据采集时,水平角、垂直角读记至度盘最小分划,觇标高量至厘米,测距读数记至毫米,归零检查和垂直角指标差不大于1′。

采用数字测记模式时,一般均应草图绘制。草图要标注测点号,应与数据文件中的测点号完全一致。草图上,各要素间的位置关系应正确、清晰,各种地物地貌名称、属性等信息应正确、齐全。

草图、观测数据和属性数据要对照实地进行检查,当对照检查有问题时,草图错误可按照实地情况修改草图,数据记录错误中,测点号、地形和属性编码有误时,可以修改,但水平角、垂直角、距离、觇标高、仪器高等数据不允许更改,要求现场返工重测。数据修改后,应核对检查,及时存盘,做好备份。

(2)内业成图

①内业测图方法

利用外业数据采集成果(解析坐标、属性及连接关系),用专业成图软件解析法数字成图。

②成图软件

内业用CASS9.0地形地籍成图软件成图。

③数据分层

数字地图主要分层与层名按表A-11规定执行,辅助图层适当设置。

表A-11 数字地图分层与层名表

续 表

④等高线处理

等高线及数字高程模型应以测区(分区)为单位处理或建立。数字地面模型应考虑地性线、断裂线及地貌变化,以保证地貌的真实性;等高线必须采用严密数学模型计算生成,并对照实地进行检查,发现问题,及时纠正。

⑤数据文件组织与格式

数据文件以图幅为单位存储于管理,文件的组织与命名以参照《基础地理信息数字产品数据文件命名规则》(CH/T 1005—2000)执行。

图幅元数据的内容按照《1∶500、1∶1 000、1∶2 000外业数字测图技术规程》(GB/T 19412—2005)的规定执行。

⑥数字地图编辑

街道与道路的衔接处,应保持0.2mm的间隔,建筑物旁陡坎不能准确绘制时,可以移位表示,并与建筑物保持0.2mm的间隔;建筑物与水涯线重合时,建筑物完整绘出,水涯线断开。

点状地物与建筑物、道路、水系等地物重合时,断开地物,保持点状地物准确、完整绘出,并与建筑物保持0.2mm的间隔。点状地物较密集时,不能同时绘出时,可将突出的(主要的)准确表示,其他移位表示,并保持相应位置关系。

铁路与公路(其他道路)平面相交时,断开公路(其他道路)符号,铁路符号完整绘出;双线道路与房屋、围墙等、高出路面的建筑物边线重合时,用建筑物边线代替道路边线,在接头处与建筑物保持0.2mm的间隔。公路路堤(堑)应分别绘出路边线和路堤(堑)的边线,若重合时,将其中之一移位0.2mm绘出。

建筑区内电缆线、通信线可以不连接,但应绘出连线方向。同一杆(架)上有多种线路时,表示其中主要的线路,其他线路走向应贯通,线类要分明清楚。

河流在桥梁、水坝(闸)等处应断开。水涯线与陡坎线重合时,可用陡坎边线代替水涯线;水涯线与斜坡脚重合时,应在坡脚将水涯线绘出。

本测区内只表示乡(镇)一级境界。境界以线状地物一侧为界时,应离线状地物0.2mm按图式(境界类别、等级)绘出;若以线状地物中心为界,且不能在线状地物符号中心处绘出时,沿两侧每隔3~5cm交错绘出3~4节符号。在境界相交、明显拐弯及图廓处,境界符号不应省略,以明确走向与位置。

等高线遇房屋、双线道路、路堤、双线河流、湖泊等地物时应中断,等高线遇点状符号和注记时,也应中断。

同一地类界内的植被符号可以均匀配置,大面积分布的植被,可采用注记说明。地类界与地面上有实物的线状符号重合时,可省略不绘;与地面无实物的线状符号重合时,地类界位移0.2mm绘出。

注记要素编辑要点:文字注记要使所表达的对像能明确判读,字头朝北,道路、河流名称可随线状地物弯曲方向排列,每个字符的底边平行于南、北图廓线。注记文字间隔最小为0.5mm,最大间隔不超过字大的8倍。注记时避免遮盖主要地物和地形特征部分。高程注记一般注记在高程点的右方,离点0.5mm间隔。等高线注记应指向山顶或高地,但字头不宜指向图纸的下方。

图廓整饰注记按GB/T 7929—2007有关规定执行,用软件自动生成。

5.3 人员组织与仪器设备投入

为了保证本项目顺利完成,本院测绘分院成立该项目管理部,参与人员30人,下设五个测量作业组。预期投入××××型号静态GPS接收机5台,××××型号动态GPS接收机6台,2″、5″级全站仪8台,S3型水准仪4套,微机10台,作业车两辆。

5.4 质量控制与检查的主要要求

(1)质量检查与验收

本项目执行二级检查一级验收制度。即实行过程检查、最终检查和验收制度。

在作业分队(组)自查互校的基础上,分院进行100%室内、外检查,院总工办负责验收工作,抽查比例不低于10%。

项目验收由项目委托单位组织实施,或由该单位委托有检验资格的检验机构验收。

(2)检查验收应提供资料

检查验收应提供资料:技术设计书、技术总结、数据文件(含元数据文件等)、检查图、作业技术规定或技术设计书规定等其他材料。

(3)检查内容与方法

检查内容主要包括数学精度、数据及结构正确性、地理精度、整饰质量、附件质量等。

数字地图平面检测点应均匀分布,每幅图选取20个。检测点的平面坐标和高程采用外业散点法按测站点精度施测,相邻地物点间距检查,每幅图不少于20处,检测数据处理按GB/T 18316—2008中相应规定处理。

5.5 上交成果资料

本项目应提供的成果资料包括:

①技术设计书(三份)

②控制点平差计算成果表(两份)

③水准路线图(1份)

④埋石点点之记(2份)

⑤测图控制点展点图(1份)

⑥观测手簿、计算资料(电子文档1份)

⑦地形图数据文件、元数据文件及其他数据文件(2份)

⑧数字地形图(电子版,光盘2份)

⑨产品检查及验收报告(3份)

⑩技术总结报告(3份)

5.6 有关附录(图)

附图1 一二级控制点选点设计图

附图2 四等水准测量路线设计图

附图3 测图图幅接图表

编写单位:××××工程勘测院

编写日期:二〇一四年四月

本样例是按照《测绘技术设计规定》(CH/T1004—2005)相应规定与要求编写的一个基本框架,对于具体项目,应根据甲方单位要求,结合实际情况,参照相关行业法律法规进行项目和专业技术设计书编写。

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