论文1：500数字地形图测量

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第一章绪论1

第二章任务概况2

2.1测量任务2

2.2测区概况2

2.3作业要求3

第三章已有资料的收集及分析利用3 3.1 已有地形图3

3.2 已有控制点4

3.3 本次平面控制测量所用已知点5 第四章控制测量6

4.1平面控制测量6

4.2 高程控制测量17

第五章碎部点野外数据采集21

5.1数字测图测量规21

5.2测图方法与技术要求21

5.3平面精度22

5.4 全站仪测图程序23

5.5 绘制测站草图及展点25

第六章业数字化成图26

6.1数字化传输及展点27

6.2 数字化成图作业步骤29

6.3各类地物绘制要求30

结束语34

致35

参考文献36

附录38

1.控制网闭合水准计算成果表38

2.控制网闭合导线计算成果表39

3.角度和距离测量记录簿41

4.四等水准测量观测记录手簿42

5.黄河水院1：1000地形图43

6.黄河水院1：500地形图44

第一章绪论

随着科学技术的进步，电子计算技术的迅猛及其向各专业的渗透，以及电子测量仪器的广泛应用，促进了地形测量的自动化和数字化。测量成果不止是可以绘制在图纸上的地形图，而主要是以计算机磁盘为载体的数字地形信息，其提交的成果是可供计算机处理、远距离传输、多方共享的数字地形图。数字测图法是一种全解析的计算机辅助测图方法，与图解法测图相比，其具有明显的优越性和广阔的发展前景。它将成为地理信息系统的重要组成部分。

数字化测图以其成图精度高、成图周期短、即用即测，快速建立城市大比例尺基础地理信息数据库等特点，已被一些城市建设规划管理的领导所青睐和引用。随着测绘科学技术的发展，全数字地形测图在现代机助制图技术支持下已经发展成为了高新的制图技术。而全站仪作为当前应用最为广泛的测绘仪器，是电子技术与光学技术结合发展的光电测量仪器，集测距仪、电子经纬仪的优点于一体。因此全站仪也是目前实用的大比例尺数字化测图工具。

自70年代末到90年代初，由于航测成图方法和技术基本上还是模拟和手工的，航测成图过程所花费的时间周期长，财力和物力投入大，已远远不能满足社会的需要。20世纪末，由于数字化、自动化测量和制图技术的发展，测量与制图的效益大大提高，时间明显缩短。而另一方面，由于经济建设和社会发展迅速，社会急需加速空间数据的更新及变化的监测。据了解，过去大比例尺的地图通常采用白纸测图，局部全站仪外业采集成图和模拟摄影测量成图，但由于航摄资料跨年代，使成果存在一定问题。

目前国外在有条件的时候，通常采用全数字摄影测量系统，利用最新的航摄资料，进行影像扫描，像片连测加密、调绘、形成文件，为GIS提供空间数据。

第二章任务概况

2.1测量任务

对黄河水利职业技术学院新校区进行1:500数字地形图测量。

2.2测区概况

本测区位于金明区东京大道西，金明区位于市区西部。

本测区位于东经114°23′、北纬34°52′附近。位于市西北，东邻黄河大街，北邻北环路，西邻夷山大街，南邻东京大道，与大学新校区毗邻。东西长782米，南北长965米，西侧有宽约80米贯通南北的地下古城墙遗址，南侧有100米贯通东西的城市绿化带。学校部地势较为平坦，有教学楼、宿舍楼、各种运动场、湖泊、河流和假山等主要地物分布其中。平均高程73m，中央子午线精度为114°。属暖温带大陆性季风型气候，四季分明，雨量适中，光照充足，年平均气温14.24—14.50度之间，无霜期213—215天，年降雨量平均670毫米，新校区距黄河水院老校区（东院教学区）约4.2㎞，离市中心8㎞，距火车站约10㎞，

离连霍高速公路市入口约3㎞。测区地势平坦，一条主环道路贯通整个测区，通视条件较好。

2.3作业要求

⑴测图比例尺:1:500;方式:全野外数字化测绘。

⑵数字地形图测绘要以国家及省有关最新技术规程及要求作为技术依据，精度必须满足1：500的规定要求。

⑶测绘系统采用1980坐标系（中央子午线118°30′，1.5°带高斯平面直角坐标）和1985国家高程基准；测区布设城市一级导线和四等闭合水准网。

第三章已有资料的收集及分析利用

3.1 已有地形图

黄河水院新校区1:1000 地形图，可作为测区围划定与控制测量网形设计及实地选点之用。

图3-1 黄河水院新校区1:1000 地形图

3.2 已有控制点

表3-1 平面及高程控制点

点号横坐标X（m）纵坐标Y（m）高程H（m）备注

H033 52795.225 47474.168 73.954

平面静态GPS 高程二等水准联测

H037 53321.221 47287.823 73.842

平面动态RTK 高程四等水准联测

H051 53433.605 47675.075 73.790

平面静态GPS 高程二等水准联测

3.3 本次平面控制测量所用已知点

表3-2本次平面控制所用已知点

第四章控制测量

4.1平面控制测量

4.1.1平面控制方案选择

4.1.1.1 GPS网做首级控制网

本测区位于市西郊，地形地物简单，测区较小、测区通视条件较好，测区有E级GPS 控制点可以利用，GPS观测耗人力较少，但观测时需要时间多，

受信号影响明显。

4.1.1.2 导线网做首级控制网

导线测量布设灵活，推进迅速，受地形限制小，边长精度分布均匀。

4.1.1.3 所选方案

平面控制网可选择GPS网作首级控制，亦可选择导线网作首级控制考虑到本测区较小、仪器使用方便、全站仪做导线精度相对较高，所以经过论证比较决定使用导线网做平面控制。

4.1.2导线测量的主要技术要求

表4-1 导线测量的主要技术要求

注：（1）表中n为测站数；

⑵当测区测图的最大比例尺为1：1000时，一、二、三级导线的平均边长及总长可适当放长，但最大长度不应大于表中规定长度的2倍；

⑶测角的1″、2″、6″级仪器分别包括全站仪、电子经纬仪和光学经纬仪，在本规的后续引用中均采用此形式。

⑷当导线平均边长较短时，应控制导线边数，但不得超过相应等级导线长度和平均边长算得的边数；当导线长度小于规定长度的1/3时，导线全长的绝对闭合差不应大于13cm。

⑸导线网中，结点与结点、结点与高级点之间的导线长度不应大于相应等级规定长度的0.7倍。

4.1.3导线网的设计、选点与埋石

⑴导线网的布设应符合下列要求：

①导线网用作测区的首级控制时，应布设成环形网或多边形网，宜联测2个已知方向。

②加密网可采用单一附合导线或多结点导线网形式；

○3导线宜布设成直伸形状，相邻边长不宜相差过大；

④网不同线路上的点也不宜相距过近。

（2）控制点点位的选定，应符合下列要求：

①点位应选在质地坚硬、稳固可靠、便于保存的地方，视野应相对开阔，便于加密、扩展和寻找；

②相邻点之间应通视良好，其视线距障碍物的距离，三、四等不宜小于1.5m；四等以下宜保证便于观测，以不受旁折光的影响为原则；

③当采用电磁波测距时，相邻点之间视线应避开烟囱、散热塔、散热池等发热体及强电磁场；

④相邻两点之间的视线倾角不宜太大；

⑤充分利用旧有控制点。

4.1.4 水平角观测

（1）水平角观测所使用的全站仪、电子经纬仪和光学经纬仪，应符合下列相关规定：

①照准部旋转轴正确性指标：管水准器气泡或电子水准器长气泡在各位置的读数较差，1″级仪器不应超过2格，2″级仪器不应超过1格，6″级仪器不应超过1.5格；

②光学经纬仪的测微器行差及隙动差指标：1″级仪器不应大于1″，2″级仪器不应大于2″；

③水平轴不垂直于垂直轴之差指标：1″级仪器不应超过10″，2″级仪器不应超过15″，6″级仪器不应超过20″；

④补偿器的补偿要求，在仪器补偿器的补偿区间，对观测成果应能进行有效补偿。

⑤垂直微动旋转使用时，视准轴在水平方向上不产生偏移；

⑥仪器的基座在照准部旋转的位移指标：1″级仪器不应超过0.3″，2″级仪器不应超过1″，6″级仪器不应超过1.5″；

⑦光学对中器或激光对中器的对中误差不应大于1mm。

（2）水平角观测宜采用方向观测法，并符合表4-2规定

表4-2 水平角方向观测法的技术要求

注：①全站仪、电子经纬仪水平角观测时不受光学测微器两次重合读数之差指标的限制；当观测方向的垂直角超过±3°的围时，该方向2C互差可按相邻测回同方向进行比较，其值应满足表中一测回2C互差的限值。

②观测的方向数不多于3个时，可不归零；

③观测的方向数多于6个时，可进行分组观测。分组观测应包括两个共同方向（其中一个为共同零方向）。其两组观测角之差，不应大于同等级测角中误差的2倍。分组观测的最后结果，应按等权分组观测进行测站平差。

④各测回间应配置度盘，按本规附录C执行。

⑤水平角的观测值应取各测回的平均数作为测站成果。

⑥三、四等导线的水平角观测，当测站只有二个方向时，应在观测总测回中以奇数测回的度盘位置观测导线前进方向的左角，以偶数测回的度盘位置观测导线前进方向的右角。左右角的测回数为总测回数的一半。但在观测右角时，应以左角起始方向为准变换度盘位置，也可用起始方向的度盘位置加上左角的概值在前进方向配置度盘。

⑦左角平均值与右角平均值之和与360°之差，不应大于本规表3.3.1中相应等级导线测角中误差的2倍。

(3) 测站的技术要求，应符合下列规定：

①仪器或反光镜的对中误差不应大于2mm；

②水平角观测过程中，气泡中心位置偏离整置中心不宜超过1格。四等及以上等级的水平角观测，当观测方向的垂直角超过±3°的围时，宜在测回间重新整置气泡位置。有垂直轴补偿器的仪器，可不受此款的限制；

③如受外界因素（如震动）的影响，仪器的补偿器无常工作或超出补偿器的补偿围时，应停止观测。

④当测站或照准目标偏心时，应测定归心元素。测定时，投影示误三角形的最长边，影完毕后，除标石中心外，其它各投影中心均应描绘两个观测方向。角度元素应量至15′，长度元素应量至1mm。

(4) 水平角观测误差超限时，应在原来度盘位置上重测，并应符合下列规定：

①一测回2C互差或同一方向值各测回较差超限时，应重测超限方向，并联测零方向；

②下半测回归零差或零方向的2倍照准差变动围超限时，应重测该测回；

③若一测回中重测方向数超过总方向数的1/3时，应重测该测回。当重测的测回数超过总测回数的1/3时，应重测该站。

(5) 首级控制网所联测的已知方向的水平角观测，应按首级网相应等级的规定执行。

(6) 每日观测结束，应对外业记录手簿进行检查，当使用电子记录时，应保存原始观测数据，根据需要打印输出相关数据和预先设置的各项限差。

4.1.5 距离测量

（1）一级及以上等级控制网的测距边，应采用全站仪或电磁波测距仪进行测距，一级以下也可采用普通钢尺进行量距。

（2）本规测距的各项指标适用于电磁波测距仪、全站仪等中、短程测距仪器，中、短程的划分，短程为3km以下，中程为3～15km。

（3）测距仪器及相关的气象仪表，应定期进行检验。当在高海拔地区使用空盒气压计时，宜送当地气象台（站）校准。

（4）各等级边长测距的主要技术要求，应符合表4-3的规定。

表4-3 测距的主要技术要求

（5）测距作业，应符合下列规定：

①测站对中误差和反光镜对中误差不应大于2mm；

②当观测数据超限时，应重测整个测回，如观测数据出现分群时，应分析原因，采取相应措施重新观测；

③四等及以上等级控制网的边长测量，应分别量取两端点观测始末的气象数据，计算时应取平均值。

④测量气象元素的温度计宜采用通风干湿温度计，气压表宜选用高原型空气盒气压表；读数前应将温度计悬挂在离开地面和人体1.5m以外的地方，读数精确至0.2℃；气压表应置平，指针不应滞阻，读数精确至50Pa。

（6）每日观测结束，应对外业记录进行检查。当使用电子记录时，应保存原始观测数据，根据需要打印输出相关数据和预先设置的各项限差。

（7）普通钢尺量距的主要技术要求，应符合表4-4的规定。

表4-4普通钢尺量距的主要技术要求

注：当检定钢尺时，其丈量的相对误差不应大于1/100000。

4.1.6 导线测量数据处理

（1）当观测数据中含有偏心测量成果时，应首先进行归心改正计算。

（2）水平距离计算，应符合下列规定：

○1测量斜距，须经气象改正和仪器的加、乘常数改正后才能进行水平距离计算；

○2两点间的高差测量，宜采用水准测量。当采用三角高程测量时，其高差应进行大气折光改正和地球曲率改正；

（3）一级及以上等级的导线网计算，应采用严密平差法；二、三级导线网，可根据需要采用严密或简化方法平差。当采用简化方法平差时，应以平差后坐标反算的角度和边长作为成果。

（4）导线网平差时，可用数理统计等方法求得的经验公式估算先验中误差的值，并用以计算角度及边长的权。

（5）平差计算时，对计算略图和计算机输入数据应进行仔细校对，对计算结果应进行检查。打印输出的平差成果，应列有起算数据、观测数据以及必要的中间数据。

（6）平差后的精度评定，应包含有单位权中误差、相对误差椭圆参数、边长相对中误差或点位中误差等。当采用简化平差时，平差后的精度评定，可作相应简化。

（7）业计算中数字取值精度的要求，应符合表4-5的规定。

表4-5业计算中数字取值精度的要求

注：导线测量业计算中数字取值精度，不受二等取值精度的限制。

4.1.8所用仪器

结合本次控制测量及随后的数字测图、施工放样、变形监测所应达到的精度要求，以及学校所允许的仪器条件，本次导线控制及坐标数据采集用到的全站仪为索加全站仪。

4.1.9 导线网平差

4.1.9.1所用软件

本次导线平差使用的是ESDPS平差软件，能快捷方便地对数据进行平差。如图4-1

图4-1

4.1.9.2数据输入

输入定向点点名及坐标，对应输入各站所照准的前视点名和后视点名及各站观测角度和距离，输入外业数据后如图4-2所示：

图4-2

4.1.9.3计算平差

数据输入完成，点击数据处理——开始计算，平差结果见（附件一），点击图形显示，查看平差后导线网，如图4-3所示：

图4-3

4.1.10全站仪计算机的数据通讯

每天野外数据采集后，应将全站仪工作文件的数据传输至计算机，形成计算机数据文件。宾得电子全站仪既可以将存中的数据传输给计算机，以指定的格式打印出来，或利用这些数据进行机助成图，又可以接收由计算机传输过来的测量数据及其他信息，这就是数据通讯。实现电子全站仪与计算机的数据通讯时，需要备一根串行通讯电缆以连接全站仪与计算机。如图4-4

图4-4

4.2 高程控制测量

4.2.1所选水准等级

为使控制网满足之后对鲲鹏山及附近建筑物的变形监测，在经过老师指导即满足相应规的具体要求，我们采用四等水准进行高程控制测量。

高程系统采用1985国家高程基准。

4.2.2高程控制测量要求

四等水准测量测站设置技术要求见表4-6

表4-6四等水准精度要求

4.2.3四等水准测量要求

四等水准应进行往返观测，其观测顺序如下：

使用DS3水准仪配区格双面水准标尺，采用三丝法后—后—前—前顺序进行。观测前对水准仪及水准标尺进行了各项检查，均符合相关要求。

四等水准观测注意事项：

○1自动安平水准仪的水准器，观测前须严格置平；?

○2在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准路线的方向平行，第三脚轮换置于路线的左侧与右侧；?