河北省元氏县铁道大学四方学院数字地形图测绘及数字高程模型测量项目计划书

1 河北省元氏县铁道大学四方学院数字地形图测绘及数字高程模型测量项目计划书 1 概述 务情况 为铁道大学四方学院校区规划建设，受铁道大学四方学院筹建处委托，由测绘系承担铁道大学四方学院数字地形图测绘及 1:500 数字高程模型测量项目，总面积约 600余亩。均为平原地区，已有大量房屋。工期从 2013年 10月 7日到 2013 年 10月 17日。为使该工程得以顺利实施，特编制本技术设计书。 区基本概况 本工程位于河北省元氏县境内，为石家庄机械步兵学院旧址，距石家庄南二环路 8公里，西望太行山，东瞻华北平原 ，毗邻封龙山、蟠龙湖。作业区位于元氏县境内，地处平原 。属暖温带半湿润半干旱大陆季风性气候。四季分明，雨量适中，秋、春两季短，冬、夏两季长。年均气温 20度，年均无霜期 180 200 天 ，年均降水量 590作业区高程约为 30 米至 45米。 作内容 础控制测量 1、二级导线测量； 2、三级导线测量 3、四等水准测量； 1 500全野外数字化地形图测量 2 数字地形图测绘范围为：以主控导线所控全部及以外的部分， 1:500数字高程模型测量 数字高程模型测绘范围为：以主控 导线所控全部及以外的部分， 2 已有资料情况 已有资料情况 (1) 测区内有 1:500 旧地形图，可以作为生产安排、外业选点及交通用图。 (2) 测区沿线附近有校两个大门口及图书阅览室等周围的国家四等，以上点位均具有 1980 西安坐标系成果；，水准点成果为1985 国家高程基准成果。以上控制点可作为平面控制测量和高程控制测量的起算点。 3 执行技术标准 1国家三、四等水准测量规范（ 2898 2 1 500、 1 1000、 1 2000地形图图式（ 7929 3 1 500、 1 1000 1 2000 地 形 图 要 素 分 类 与 代 码 （ 4 测绘产品质量检查验收规定 (1002 5 测绘产品质量评定标准 ( 6 工程测量规范 2007; 7测绘技术设计规定 石家庄铁道大学四方学院校区地形图测绘设计书简称设计书 当本设计书与其它各种规范或图式矛盾时，以设计书为准。 4 成果的主要技术指标和规格 3 坐标系统及高程基准 平面坐标系统采用 1980西安坐标系， 中央子午线 115 00 00，高斯正形投影。但两座特大桥处应根据具体位置选择合适的坐标系统，保证边长投影长度的变形值不超过 1cm/体投影面和中央子午线的选择根据最后的测量结果制定。 高程基准采用 1985国家高程基准。地形图的基本等高距 1m。 5 设计方案 工作流程 本项目的工作流程见下图： 准备工作 本阶段的主要工作内容包括： (1) 收集测区内的 1:500 旧地形图作为外业作业交通、控制测量选点埋石及生产安排用图； 资料收集、技术准备 实地踏勘 编写技术设计书 控制测量 地形图测绘 4 (2) 收集测区内 及附近高等级平面、高程控制点； (3) 根据收集资料进行外业踏勘，充分了解测区内的地形、地貌情况，高等级控制点的分布、保存情况。 控制测量 控制测量是进行地形图测绘、初步设计、路线放线、施工放样的基础，其质量的好坏将直接决定工程的质量，因此，必须按照高质量、高水准的要求进行。 平面控制测量 选点埋石 平面控制测量采用导线测量，按照数字测图原理和方法（武汉大学出版社）规定相邻图根点距离要求 50 80m，相邻边长大致相等， 平坦开阔 地区图根点密度（点 / 测图比例尺 1:500 1:1000 1:2000 图根点密度 150 50 15 点位应选在地面上，一般不应选在建筑物上 。 平面控制点应按照工程测量规范标石规格埋设永久性标石，标石可采用现场浇筑的方法，埋石深度不小于 用预制标石时，埋设时底部须铺设 泥，以防止标石沉降。标石面应露出地面在 1 导线点标石上宽度不小于 1515宽度不小于 3030线点位应易于保存、寻找，便于测角、测距；并且应按照导线点位选择的特殊要求（见工程测量规范）选埋。 平面控制点应 按要求绘制点之记，点之记格式参考工程测量规范 5 附录 导线控制点的编号主线一、二级导线控制点以“ A”、 B”开头，后加三位阿拉伯数字构成，如“ “ 应遵循下列原则： 1 首级控制网的布设应因地自宜，且适当考虑发展；当与国家坐标系统联测时，应同时考虑联测方案。 2 首级控制网的等级，应根据工程规模控制网的用途和精度要求合理确定。 3 加密控制网 ,可越级布设或同等级扩展。 平面首级控制网 导线观测技术要求和数据处理 ,导线 的边长采用全站仪光电测距，在平坦地区边的限差为为 。光电测距导线的主要技术要求 6 等级 闭合环或附合导线长度（ 平均边长（ m） 测距中误差（ 测角中误差（ ） 导线全长相对闭合差 三等 15 3000 18 18 15 5 1/14000 二级 00 15 8 1/10000 三级 20 15 12 1/6000 高级点之间或结点与结点之间的导线长度不应大于上表中附合导线规定长度的 ，导线全长的绝对闭合差不应小于 13 阔地区光电测距电线的总长度和平均边长可根据上表的规定放长至 其绝对闭合差不应大于 26针对一级导线） 导线测量水平角观测技术要求 等级 测角中误差（ ） 测回数 方位角闭合差 等 12 - 3 n 四等 6 - 5 n 一级 5 - 2 4 10 n 二级 8 - 1 3 16 n 7 三级 12 - 1 2 24 n (n 为测站数 ) 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。 符合下列规定： 1 测量的斜距，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。当采用电磁波测距三角高程测量时，基高差应进行大气折光改正和地球曲率改正。 3 水平距离 可按（ 计算： 22 （ 式中， m） 常数等改正后的斜距（ m） m） 按（ 计算； 1（ 式中， ） 的相应测站数； 距边的精度评定，应按（ （ 计算；当网中的边长相差不大时，可按（ 计算网的平均测距中误差。 1 单位权中误差： 8 = 中， d 各边往、返测的距离较差（） n 测距边数； P 各边距离的先验权，其值为 21D ， 按测距仪器的标称精度计算。 2 任一边的实际测距中误差： 中， ） 第 3 网的平均测距中误差： 中， 距中误差（）。 距边长差的归化投影计算，应符合下列规定： 1 归算到测区平均高程面上的测距边长度，应按（ 计算： 1 A ） 中， 归算到测区平均高程面上的测边长度（ m）； 测线的水平距离（ m）； m）； 测距边两端点的平均高程（ m）； m） . 9 2 归算到参考椭圆球面上的测 距边长度，应按（ 计算： F（ 1 mm ） +中， 归算到参考椭圆面上的测距边长度（ m）； m）； 3 测距边在高斯投影面上的长度，应按（ 计算： 1 222 2224） （ 式中， m） m） m）； m） . 级及以上等级的导线网计算，应采取严密平差法；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，成果表中的方位角和边长应采用坐标反算值。 线网平差时，角度和距离的先验中误差，可分别按 3.4条和 3。 3。 25条中的方法计算，也可用数理统计等方 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。 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，应包括起算数据、观测数据以及必要的中间数据。 差后的精度评定，应包含有单位权中误差、点位误差椭圆参数或相对点位误差椭圆参数、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。 10 业计算中数字取位，应符合表 表 业计算中数字取位要求 等级 观测方向值及各项修正（秒） 边长观测值及各项修正数（ m） 边长与坐标（ m） 方位角（秒） 三、四等 级及以下 1 高程控制测量 根据具体情况，应在本测区布设二、四等水准网，二等水准连接校区内所有 它路线按四等水准施测，联测区域内所有 等水准采用往返测的方法测量，四等附合或环线水准路线长度不应大于 50等级水准测量的观测方法见表 2： 表2 水3 高程基准采用 1985国家高程基准，水准网平差计算前测段高差应测量等级 观测方法 观测顺序 二等 三丝 读数法 往返 后 前 四等 中丝读数法 往返 后 前 测量 等级 仪器 类型 标尺 类型 视线 长度 （ m） 前后视 较差 （ m） 前后视 累计差（ m） 视线距 地面高度 （ m） 基辅面读数差（ 基辅面 高差较差 （ 二等 瓦 50 1 3 等 面 100 5 10 3 11 进行正常水准面不平行改正和水准标尺每米真 长改正，计算至 差后各等级控制网的最弱点高程中误差不得大于 25差后最弱点的高程中误差不得大于 10程控制测量的技术要求应满足工程测量规范表 地形图测绘 图根控制测量 与步骤 （ 1）在测区内选定由 46个导线点组成的闭合导线。在各导线点上做明显标记。绘出导线略图。 （ 2）采用测回法观测导线各转折角（内角），每个角观测 1个测回，若上、下半测回差不超 40，则取平均值 。同时使用全站仪光电测距功能对每条导线边进行往返丈量。 （ 3）计算：角度闭合差 -( 180 , 导线全长相对闭合差： 其中： = 22 yx 外业成果合格后，内业计算各导线点坐标。 （ 1）导线点间应互相通视，边长以 6080边长较短，测角时应特别注意提高对中和瞄准的精度。 （ 2）限差要求为：每个角上下半测回差不超过 40上； 12 导线角度闭合差的限差为 允 = 60 n ， 同一边往、返测相对误差应小于 1/2000； 导线全长相对闭合差的限差为 1/2000。超限应重测。 图根点 编号由组号和序号组成，并冠以“ N”，如“ 示第 2组第 5个点。 因地形限制导线无法闭合时，可布设不多于 3条边的支导线，但高差要进行往返测。 图根导线采用近似平差，边长和坐标取至 。高程取至 图根点相对于图根起算点的点位中误差不得大于 ，高程中误差不得大于 图根导线测量按照数字测图原理与方法实习指导书规范 野外数据采集 地形图测绘采用全站仪（或 野外数据采集法成图，外业实地绘制草图，将采集数据传输并展绘到计算机，用人机交互的方式利用 形图上高程注记点应分布均匀，高程注记点间距在 75米左右，地形变化较大地区应适当加密，尤其应注意在地形变化处测量高程注记点，以满足数字高程模型构建的要求。地形图测绘内容取舍除满足常规测图外还应符合下述规定： (1) 测绘依比例的地物符号时，棱镜中心应切准地物外轮廓线或拐角打点连线；测绘不依比例尺的地物时，按其定位点或定位线测绘， 13 独立地物符号测绘位置应准确。除说明中规定按真方向表示者外，其它的均按垂直于图幅底轮廓线表示，图内 右上角标注坐标北方向。 (2) 高程值保留小数点后两位。高程注记点应选在明显的地物 点、地形点及一、二类方位物上，如水塔、烟囱、桥梁、道路中心、道路交叉点、建筑物墙基脚、土堤、斜坡的上部和坡脚及其它倾斜变换处等。道路、土堤、干沟，图上 10应测注一个高程点；土堆、坑穴均应测注顶部及坑底高程，当坑穴很大时，可以用符号配合等高线表示。 (3) 中心线两侧各 100逐个测绘。不同层数、不同结构性质、主要房屋和附加房屋都应分割测绘。房屋符号内注记层数和建筑材料，（二层以上房屋注记层数，非“砖”材料的建筑物注建筑材料），不绘晕线。中心线两侧各 100m 范围外的房屋可依据街道 进行综合，综合表示的房屋绘制晕线，晕线绘制自左下至右上进行绘制。 (4) 10 千伏以上（包括 10 千伏）的高压线应注记其电压值，各类线路塔架或电杆应准确测绘。 (5) 道路、河流、水渠、大堤、垄等线状地物，其宽度在 上时，应依比例尺测绘双线，在 (6) 道路边线、路堤、路堑应分别表示，不能共线。如果是不规则的堤、路，则按实际平均宽度用平行线表示。 (7) 当池塘的水涯线与岸边线间的距离在图上小于 涯线绘 14 于岸边上。沟渠、贮水池的水涯线应以坎沿为准测绘，有岸堤的沟渠按“图式 ”第 (8) 陡坎、斜坡、梯田坎、垄等，当图上长度大于 10， (9) 图上相邻两条等高线的间距大于 10测绘间曲线。 (10) 采掘场、乱掘地：有明显坎、坡的绘出坎坡等符号，无明显坎、坡的按测绘范围线 (地类界 )表示 ,并测注高程。 数字化编辑 数据格式 分层和代码执行“分类与代码”，最终数据格式为 (1) 数据文件以图幅为单位按图幅名称中间去掉“ -”为文件名命名。如： 2) 各类要素的符号、线型及分层 (代码 )必须使用正确。 (3) 各类要素符号 之间的关系应正确合理地表示。 (4) 房屋必须正交闭合；图内各类元素符号严格执行“图式”。 (5) 地形要素的层码按“国标”执行，注记随层；图廓层码为 层颜色按表 3执行： 表3 图形要素类别 颜色值 测量控制点 1 居民地和垣栅 7 工矿建（构）筑物及其它设施 11 交通及附属设施 2 管线及附属设施 4 15 (6) 图廓整饰执行“图式”要求，外图廓左下角注： 2011年 8月数字化成图。 1980西安坐标系，中央子午线为 115 00 00。 1985国家高程基准，等高距为 1米。 1996年版图式。 左下边注记单位名称“河北省制图院”。图廓右边可加注植被附注说明。 编辑的内容 (1) 各种测量控制点严格按“图式”要求进行整饰。 (2) 公路、大车路不要宽、窄不一，按路宽用平行线表示。 (3) 电力线、通信线均以实线连通表示。居民地内电杆之间不连通，但应绘出其走向。 (4) 水塘不表示水晕线，只注记“塘”字。 (5) 图幅内大面积旱地，可不绘符号，图外附注：图内未绘植被符号者均为旱地。 (6) 各类注记的字型、字体尺寸见下表。 字体字号表 水系及附属设施 5 境界 6 地貌和土质 9 植被 3 图廓 7 名称 字体 大小 16 字高程模型 作业人员在作业过程中，一定要准确测注高程，真实反映地形，在地形变换处测绘特征点 和 特 征线。数字高程模型的采集以设计路线为中心，两侧各测 500m。 点原则 能真实反映实地地形，在地形变化处采点；其它采样点间距一般为10 15米，中心线两侧各 50 米范围内一般应小于 10米。 征线 地形变化处，如陡坎上下边缘、山脊、沟渠等断裂线进行三维数据测绘，特别强调陡坎上下边缘线，绝不可只有上边缘线而无下边缘 线，或只居 民 地 县级 以上 政府驻地 粗等线 （ 28K(乡、镇政府驻地 中等线 （ 24K(行政村 细等线 （ 然村 机关、工、矿企事业单位 中等线 （ 明 注记 名称说明 细等线 （ 质说明 名 长中等线（ 系（河流、水渠） 左斜等线 （ 字 控制点及高程 路等级 17 有下边缘线而无上边缘线，如遇公路，则公路路基边缘线、坡脚线均应存在，对于断裂线所经过的点（或称断裂线上的点），均应当是上面提到的采点时已存在的点，断裂线不得相交。等高线归为特征线。 除点、特征线外，文件中不需其它任何数据。 件格式 共两类文件，均为文本文件，一类是点文件，文件名为 *一类是断裂线文件，文件名为 * 对于点文件 *件开始必须有： 3” 一行一个点。 每 个点数据的结构如下： 注：（左对齐）意指该数据不能充满所在列