毕业设计（论文）-泉州水头地形图测量.doc

毕业设计（论文）论文题目： 泉州水头地形图测量 系 别：建筑工程系 专 业：地籍测绘 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 目录1 引言11.1 地形图测量所需的技术和设备11.2 地形图测量的目的12地形图测量概述12.1起算数据与图形比例12.2地形图测量的步骤22.2.1地形测量22.2.2 图根点的布设52.2.3 数字化测图62.2.4 静态测量83 测区简介93.1 测区概况93.2 测区参数103.3 测量规范104 外业测量104.1 地形测量104.2 房屋测量115. 内业处理125.1 数据转换125.2 地形图编辑处理125.2.1 地形图测绘125.2.2 地形图的检查156 总结16参考文献17泉州水头地形图测量摘要：地形图测量是指以一定行政区域或自然区域（或流域）为单位，查清区内各种土地利用类型面积、分布和利用状况，并自下而上、逐级汇总为省级、全国的土地总面积及土地利用分类面积而进行的测量。是自然客观条件和人类社会经济活动综合作用的结果。它的形成与演变过程在受到地理自然因素制约的同时，也越来越多地受到人类改造利用行为的影响。不同的社会经济环境和不同的社会需求以及不同的生产科技管理水平，不断改变并形成新的利用现状。是对规划区域内现实土地资源的特点，土地利用结构与布局、利用程度、利用效果及存在问题作出的分析。是土地利用总体规划的基础，只有深入分析土地利用现状，才能发现问题，作出合乎当地实际的规划。因此，在编制土地利用规划时，必须对土地利用现状作深入调查，分析土地利用现状资料，找出土地利用存在问题，为土地利用总体规划的重要依据 本文将说明gps和其他仪器，如：测距仪、全站仪、rtk手溥、cass8.0（南方cass）成图系统，在土地利用现状测量的工作中作用。关键词：地形图测量、全站仪、rtk、南方cass8.0 地形图测量的概 1 引言随着现在社会的发展，测绘一切也在不断的进步，从早期的手动绘制图到现在数字化测图。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。而测量的结果也不在是单一的图纸记载和保存，而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。所以在如今的社会中，学会运用现有的先进仪器是我们必须要了解的技术。1.1 地形图测量所需的技术和设备如今的测量形式更有很多种，其中包括数字化测图、gps静态测量、动态测量、rtk等一系列的测量技术，而土地利用现状测量所包涵的技术是测量中比较多的一门工作。其中包括有：数字化测图、gps（rtk）测量，还有所有的测量都会用到的计算机成图技术cass8.0成图系统。在土地利用现状测量中所用的到设备如下：测距仪、5米杆、gps、rtk、蓄电池、钢卷尺、三角架、全站仪、对点杆、gps天线。1.2 地形图测量的目的目的：地形图测量的目的是为了接下来的规划奠定了基础，也是为了更加方便于在接下来的各种工作中的地图和安排。也是所有工程的基础。2地形图测量概述2.1起算数据与图形比例这次的工程是由漳州市漳浦县古雷区发动的土地利用调查，起算数据由甲方提供的4个c级控制点为起算数据。而规定的成图比例为1：500的比例进行测绘，而在比例为1:500的测绘是非常精确的。其更新的周期为半年一次，这样就能体现出土地利用现状的变化和规划。2.2地形图测量的步骤土地利用现状测量又称地形图测量，是指在土地利用现状调查的工作程序中，由政府制定的工作程序中第二执行的工作，有外业测绘和补测。外业实地观察测绘的一种测量。其中地形图测量包括：地形测量、房屋测量（数字化测图）、gps静态测量。它是一种综合型的测量方式，其步骤如下：2.2.1地形测量地形测量是由gps进行测量和全站仪测量方法进行测量。两种测量的方法具体方法如下：1. gps测量根据已知得来的起始点，通常是由4个已知c级点或者4个已知坐标，引接近测区的一个基站点或多个基站点，因为不是所有的已知点都是在测区内的，所以通常都是引到测区内的。接下来就是在测区中部选择一个基准站，并安置一台接收设备连续跟踪所有可见卫星；而在gps测量中又有两种模式可进行测量：一种为运用手机卡进行数据的接受和发射；另一种是安装天线设备，根据电台的频道不同来发射和接受数据的。而另一种就是比较省资源的模式，那就是天线模式又称外接数据链。我们的作业就是运用天线模式进行测量，回归正题。天线安置完成后，在离开天线适当位置的地面上安放gps接收机，接通接收机与电源、天线、控制器的连接电缆，并经过严格检查，正确安装方可启动接收机进行观测。开机观测，观测作业的主要目的是捕获gps卫星信号，并对其进行跟踪、处理和量测，以获得所需要的定位信息和观测数据。 a 接收机正确安装完成后，启动接收机并经过预热和静置。b接收机锁定卫星并开始记录数据后，观测员可按照仪器随机提供的操作手册进行输入和查询操作，在未掌握有关操作系统之前，不要随意按键和输入，一般在正常接收过程中禁止更改任何设置参数。在外业观测工作中，所有信息资料均须妥善记录。记录形式主要有以下两种： （1）观测记录：观测记录由gps接收机自动进行，均记录在存储介质(如硬盘、硬卡或记忆卡等)上。（2）测量手簿。在运用测量手簿进行数据的储存时，用当天的日期进行命名，如“3月26号”就写成“0326”.而保存好的数据是手簿本身的数据格式进行保存的，还要进行相应的转换，如中海达的gps采集的数据，通常是转成南方cass的数据格式*.dat格式，进行转化保存。运用gps进行测量的特点：作业速度快、精度高；流动接收机不需连续跟踪卫星，能耗低；两台接收机工作时，基线不适宜构成几何图形，检核条件不充分，可靠性较差。它的适用范围：控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量、大批相距百米左右的点位定位。 所需要注意的事项：在观测时段内应确保有5颗以上卫星可供观测；流动点与基准点间距离应不超过20km；流动站上的接收机在转移时，不必保持对所测卫星连续跟踪，可关闭电源以降低能耗。 当外业数据采集完以后，进行数据的处理和绘制，下面再进行详细的说明。gps测量还可以用准动态测量模式进行测量。它的作业方法： （1）设置基准站：在测区选择一个基准点，安置接收机连续跟踪观测 ( 5颗可视卫星以上)； （2）初始化：将另一台流动接收机先置于起始点初始化观测，观测3-5min； （3）流动观测：在保持对所测卫星连续跟踪而不失锁的情况下，将流动接收机依次置于待定点同步观测 ( 5颗卫星数秒钟。) 精度：基线的中误差约为l2cm。特点： （1）流动接收机需连续跟踪( 5颗可视卫星)； （2）观测过程中流动接收机失锁，仍能延时(1-2min )观测 （3）基线不适宜构成几何图形，检核条件不充分，可靠性较差。 应用范围：开阔地区的加密控制测量、工程定位及碎部测量、剖面测量及线路测量等。gps测量的要求：（1）gps测量 平面控制点采用gps施测，起算点的连测不应少于3个点。一级点也可以用测距导线施测。 四等网中最弱相邻点的相对中误差不得大于5cm。一级点最弱点中误差相对于起算点的点位中误差不得大于5cm。 gps作业时采用静态模式观测。主要技术要求如下表2-1：表2-1：gps网的主要技术要求等级平均距离(km)a(mm)b(110-6)最弱边相对中误差四等210101/45000一级110101/20000注：当边长小于200米时，边长中误差应小于20mm。相邻点最小距离应为平均距离的1/21/3，相邻点最大距离应为平均距离的23倍。表2-2：gps各等级观测作业的基本要求有效观测卫星数数据采样间隔卫星高度角平均重复设站数时间长度41060151.645min各等级的点位几何图形强度因子pdop值应小于6。 观测时应量取仪器高两次，并记录于观测手簿中，两次读数差不大于3mm，取平均值作最后结果。 每个点观测均要求用手簿进行记录，记录内容为：点名、点号、观测者、天气、日期、时间、天线高、时段、接收机编号，并将特殊情况记录在备注栏。原始记录应字迹清楚、整齐，不得涂改。基线解算采用随机软件进行解算。数据处理应满足全球定位系统城市测量技术规程第9条要求。2.全站仪测量用全站仪施测地物点、地形点时，测距一次读数，当经纬仪2c差小于40时，水平角可测半测回；每一测站测完碎部点后应归零检查，归零差应不大于40。 测站定向后需用另一已知点进行定向检查。检查精度平面小于0.15m，仪器对中偏差不大于5mm，仪器觇标高量到0.01m。 表2-3：地物点、地形点测距的最大长度 比例尺地物点地形点1：50080m300m1：2000300m800m表2-4：高程注记点的间距比例尺1：5001：2000高程注记点的间距10m30m用全站仪进行测量时，可以寻找至高点进行摆设仪器，量出所架站的仪器高，和摆放的坐标。再由另一个成员进行地形的走位，用标杆进行位置的摆放。根据摆放位置的标杆高不同来确定高程的不同，通常使用的标杆是有标准的5米杆进行走位。在由全站仪进行对点测量，这样就能测得围绕全站仪摆站半径400米（理论上）内的所有地形和地物。用全站仪进行地形测量的特点：精确度较高，可控制性强等特点。但是，全站仪测量的缺点也是很明显的：流动性差，作业速度慢，可控制的范围小，工作量较大。2.2.2 图根点的布设图根点是直接提供地形图测绘的依据，应在以上各等级控制点基础上加密布设，图根点的密度应以满足测图需要。建筑物密集地区应适当增加，空旷地区可适当减少，但要保证测图需要的控制密度。 图根点主要以光电测距导线布设，其主要技术要求如下表2-5：表2-5：光电测距导线主要技术要求比例尺导线长度平均边长测 距测回数测角测回数方位角 闭合差导线全长 相对闭合差dj2dj61：500900m80m11140n1/40001：20003000m250m11140n1/4000注：表中n测站数。 导线长度短于表1/3时，其绝对闭合差不应大于0.15m。图根点相对于起算点的点位中误差不得大于5cm。 图根导线一般应为附合导线，不宜超过二次附合。当遇到较大单位只有一个出入口时，允许采用闭合导线。 图根高程控制测量 图跟点的高程中误差不得大于测图基本等高距的1/10。2.2.3 数字化测图（1）.导线网的布设应符合下列要求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。加密网可采用单一附和导线或多结点导线网形式。导线宜布设成直伸形状，相邻边长不宜超过1：3。网内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：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。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1.5米，四等以下宜保证便于观测，以不受旁折光的影响为原则。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。相邻两点之间视线倾角不宜太大充分利用旧有控制点。平面控制测量：根据已有测区已知点成果精度和所需测绘成果要求，首级控制采用布设四等gps控制网，然后在gps网上加密二级光电测距导线。1、e等gps控制测量利用四等点上的已知三角点，布设gps网点6个。（1）点位基本要求a）周围应便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过15；b）远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不小于200m，远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于50m；c）附近不应有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物等）；并尽量远离大面积水域；d)交通方便，并有利于其他测量手段扩展和连测，每点应有一个以上通视方向；e)地面基础稳定，易于点的保存。f)需要水准联测的gps点，应实地踏勘水准路线情况，绘出联测路线图。点位命名为“g”加流水号，在实地绘制点之记。（2）gps点观测采用美国天宝4600-ls接收机四台套联合观测。在作业前按要求编制本区域作业期间的gps卫星星历预报表，选择出最佳的观测时段。（3）观测作业要求a)架设仪器时，天线安置要严格对中，天线对中误差不应大于3mm；b)仪器水准气泡必须严格居中，天线高观测前量取一次，观测后量取一次，量至毫米，两次互差应小于3mm后取中数作为最后天线高；c)观测组必须严格遵守调度命令，按规定的时间进行作业。经检查接收机电源电缆和天线等各项联接无误，方可开机。接收机启动前与作业过程中，应在现场随时逐项填写测量手簿中的记录项目。观测员要细心操作，观测期间防止接收设备震动，更不得移动，要防止人员和其他物体碰动天线或阻挡信号。观测期间，不得在天线附近50m以内使用电台，10m以内使用对讲机。观测的方法：利用两台全站仪进行导线观测。水平角观测均应在通视良好，成像清晰稳定时进行，二级导线水平角按方向观测法观测一测回，当方向多于3个时，应归零。测距往返观测一测回，垂直角按中丝法往返观测一测回。测距时并测定气压和温度。各项限差见下:2-6：表2-6：水平角观测法的各项限差（）经纬仪型号半测回归零差一测回内2c较差同一方向值各测回较差dj2813919 内业处理 表2-7：垂直角观测的测回数与限差平面网等级项 目一级导线二级导线dj2dj2测回数21垂直角测回差（）1515指标差较差（）表2-8光电测距各项较差的限值项 目一测回读数较差（mm）单程测回间较差（mm）往返或不同时段的较差级10152（ab*d）当准备完成后，就可进行全站仪碎部点测量方法进行测量。全站仪碎部点测量按极坐标法进行数据采集。数据记录方式为全站仪内存自动记录。无规则居民区内设站困难、通视条件差时，可采用几何图解法测定。设站时，仪器对中误差不应大于5mm，照准一控制点作为起始方向，观测另一控制点作为检核。每站测图过程中，应随时检查定向点方向。仪器高、觇标高量至毫米。采集数据直接测定坐标，测距最大长度一般不大于160m，无棱镜仪器最大视距不得大于60m，个别特别困难的可以适当放宽，但不超过1.5倍。接下来就是根据房屋的外围结构进行碎部测量，将房屋外围的拐点用免棱镜进行测量，对房屋的结构和组成部分也要分的清楚。是房屋还是房屋附属物，走廊，门顶，电线杆，地下输电线，地下光缆等等都是要进行测量的读物，这也是在1:500的地形图中需要表现出来的读物特征2.2.4 静态测量在施测前，建议用户根据网的布设方案、规模的大小、精度要求、gps卫星星座、参与作业的gps数量以及后勤保障条件（交通、通信）等，制定观测计划。用户根据网的精度要求、接收机数目，顾及效率和网的精度、可靠性而确定工作量。具体方法可参考有关规范。这里仅强调一下观测时段、时段长度（同步观测时间）与基线长度等的关系。为了在后处理中能取得符合精度的成果，必须保证接收机的一定同步观测时间，其取决于众多的因素：如基线长度、观测卫星的数目、卫星的空间位置精度因子（pdop）及大气层（主要指电离层）状况。如果用户在4颗以上的卫星且pdop值小于4.0的情况下进行观测，那么所需的观测时间将主要取决于基线的长度及电离层扰动。电离层的扰动是随时间及点位的位置而变化的。由于电离层的扰动在夜间要小得多，因此夜间的观测时间通常可以减小一半，或者测程增加一倍。所以，夜间将有利于10km以上的长基线测量。但是，除非有特别的限制条件，否则要规定精确的观测时间是不客观的。一般情况下同步观测的时段数及时段的长度必须满足的要求提供一个参考值。表2-7：各级gps测量基本技术要求规范级别 项目abcde卫星截止高度角（）1015151515同时观测有效卫星数44444有效观测总卫星数209644观测时段数6421.61.6基线平均距离（km）3007010155100.25时段长度（min）5402406045403 测区简介3.1 测区概况水头镇，位于南安市南部沿海，与厦门经济特区接壤，有泉州“南大门”之称。与厦门经济特区接壤，有泉州“南大门”之称。福厦高速公路贯穿全境，距离厦门机场和港口仅几十公里。该镇依山傍海，与台湾隔海相望，经济发达，人文荟萃，是闽南重镇和著名侨乡3.2 测区参数我们所用的起算数据是由漳州市漳浦县古雷区政府提供的4个c级gps控制点作起算数据。其平面成果属于1954北京坐标系，中央子午线为117003.3 测量规范甲方提供1：10000地形图，可供测区设计与踏勘使用。全球定位系统（gps）测量规范（gb/t18314-2001）；cjj 73-97全球定位系统城市测量技术规程；ch/t 2009-2010全球定位系统实时动态测量（rtk）技术规范；城市测量规范（cjj8-99）；1：500、1：1000、1：2000地形图图式（gb/t7929-1995）；1：500、1：1000、1：2000地形图数字化规范（gb/t17160-1997）；1：500、1：1000、1：2000地形图要素分类与代码（gb14804-93）；4 外业测量4.1 地形测量运用rtk进行地形的测量，将基站设置在较高的楼顶上，视野空旷，没有高楼阻挡，设置基站。接下来移动站到已知的点上进行校正，校正的目的是为了防止基站所带来的误差影响接下来的测量结果，校正完后，则可以进行跑地形，也就是地形的测量。将所有你能看到的地物和地形运用rtk打点，使得点能够将该地物或地形表示出来。这就是地形的测量。而在地形测量的时候常常面临着某块地形内的地物或种植的植物等一些问题，这些都是我们需要去记住的东西。独立地物也是地形测量的重点，独立地物通常有：电线杆、水井、变电箱、光缆等一些独立存在的地物。而在外业测量时，也是需要注意不能在高辐射的地方进行测量，不能在高压电和信号干扰强的地方观测，那样所得到的数据也是不准确的。 外业处理 4.2 房屋测量房屋测量是运用数字化测图的原理进行的测量。运用前面所埋设的点，将点的坐标和高程输入全站仪内，进行设站，和观测的测量。在房屋测量中，全站仪必须要将在该点的房屋边角进行免棱镜打点，将该战的所有能打的点打出来，当然，太远的地方是不能打的，只能用比较近的点进行打点。不然打的点有可能会废掉，也可能是误差太大，导致数据的不合格等。具体的步骤是：1. 架设全站仪；2. 输入坐标、高程；3. 已知点定向；4. 进行打点（打高程）。反复上面的步骤即可完成房屋测量的部分。最后，将rtk所测的数据和全站仪测量的数据导入电脑进行内业处理。5. 内业处理5.1 数据转换将外业所采集的gps数据，通过rtk手簿的转换，转换成电脑绘图软件：南方成图软件cass7.0所能识别的数据格式，其最后所需的成果数据为：*.dat格式。这种格式在cass7.0成图软件中的一种数据的软件格式，导入后可以由数据内相应的不同编码，形成不同的地物和地形初图。完成数据的转换，转换后用rtk与电脑的传输线进行传输数据或者通过内存卡的方式进行数据的传输。5.2 地形图编辑处理5.2.1 地形图测绘 地形图的绘制步骤：首先是先把当天所采集是数据进行导入，导入数据后，还要进行简码的识别和展外业数据点，这样就能在打开的cass8.0成图软件中出现当天所采集的数据和大概图形，其图形是由编码而组成的大概地形情况。具体的操作如图5-1： 图5-1然后进行选择数据的文件，和简码的数据文件，如图5-2： 图5-2选好数据后，进行展外测点代码，选中代码后将出现外业采集的数据所形成的不成形的图形，如图5-3： 图5-3在进行相应的绘图处理，将相同的代码进行简单的链接，将不同的地物地貌用不同的代码表示出来，通常有以下一些地物进行绘制(如图5-4) 图5-4这样既可绘制当天所采集的数据，成为当天所完成的地形图的测量。按照这样的方法将每天所测量的数据，进行绘制，整合，形成所测量的整块地形的地形图。建筑区和不便于绘等高线的内部可做较大综合。房屋的轮廓以墙基外角为准，地下室不作专门表示。 菜地（）、果园（）、旱地（）等农用地中以木（）、油毡纸、草（）等为材料建造的简单房，住人的应表示，对轮廓小的拐角可适当综合取舍。 街道、公路、广场、空地上的花圃、花坛轮廓线以实线表示；以内部道路边线为轮廓线的花圃、花坛边线以虚线表示，没有候车亭的公共汽车站可不表示。 杆上变压器符号应注意表示输入高压线符号及输出低压线符号的配置。 街道边的邮筒，街道名称牌，小于1米的小型广告牌不表示。交通红绿灯不表示，其支撑电杆应实测。 横跨街道、公路的路标、宣传栏、广告牌符号按其方向表示，当广告牌、路标、宣传栏等为双面设计时，优先选取朝向北、向西方向表示。 街道中间、花圃中间单柱支撑的宣传栏、广告牌仿照地形图图式30页5.4.5符号表示。 单柱支撑表示道路、单位通道情况的标志牌用地形图图式52页6.5.6c符号表示。 桥梁、广场、街道、公路上的路灯用地形图图式32页5.5.2.1符号表示，简陋的路灯不表示。 街道名称、河流名称、道路名称、管线类别等注记的字向和字序应按图式119页注记规则执行。 地形图编辑时，各种注记的字体大小、字型、方向要认真按1：500、1：1000、1：2000地形图图式规定执行。 地形图上高程注记应分布均匀，一般每方格应不少于10个高程注记点（含房屋、地物的高程点），在街道交叉口中心线、道路路面、桥面、广场、地下检修井口、较大空地等位置适当加注高程，高程1：500注记到厘米，1：2000注记到分米。 围墙、栅栏、栏杆、篱笆和铁丝网等围护物，均应实测，在墙基上面筑栏杆的按围墙表示。 本测区不表示各类境界。地形图的测绘内容及取舍按城市测量规范4.6的要求执行。以下就是我所绘制的地形图的部分成果。 图5-5而绘制成图的方法采用解析法数字化成图。其基本比例尺为1：500。成图软件为南方cass8.0成图软件。地形图的精度是图上地物点相对于邻近图根点的点位中误差不大于0.5mm(图上)，邻近地物点间距中误差不大于0.4mm(图上)，高程注记点建筑区相对于邻近图根点的高程中误差不大于0.15m，其它高程注记点相对于邻近图根点的高程中误差不大于1/2等高距。隐蔽地区可放宽50%。5.2.2 地形图的检查当外业测量和内业数据的处理和绘制等工作完成时，必须将所绘制的地形图打印出来，在根据实地的考察和验证进行最终的验证该地形图的有效性和实用性，确认地形图的准确性。所检查的方面有：（1） 地形图内土地特征，如陡坎，加固陡坎，水沟，池塘等（2） 该地形内土地的运用，如种菜，开发，种树等（3） 该地形内的房屋分布情况，如出现漏测，出现所测图与实地所不同的情况等。（4） 还有一些独立地物的确认，和一些附属物的标注等等。这些都是需要实地进行考察和验证的。所以查图是整个工作中的重中之中，也是出图的最后把关。当然，地形图的检查可以和gps静态测量在人数足够的条件下同步进行，这样可以更节省时间，也可以有更充足的时间进行gps静态测量。一下是我们进行的检查所得的结果如下表5-1：表5-1： 点名项目pt1pt2pt3pt4平面误差0.05mm0.02mm0.04mm0.01mm高程误差0.06m0.03m0.02m0.03m6 总结 测量是一门精密的学科，调整仪器、瞄准、读数