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海域使用面积测量讲座 辽宁省测绘产品监督检验站赵向方2011年6月9日 主要内容 概述技术设计项目实施 两个报告 1 海洋测绘的特点 3个 海洋测绘是对整个海洋空间 包括海面水体和海底进行全方位 多要素的综合测量 获取包括大气 气温 风 雨 云 雾等 水文 海水温度 盐度 密度 潮汐 波浪 海流等 以及海底地形 地貌 底质 重力 磁力 海底扩张等各种信息和数据并绘制成不同目的和用途的专题图件 海洋测绘与陆地测绘的有关理论和方法关系密切 陆地上的许多测绘学理论和方法 如测量数据处理理论 大地测量技术 地图制图方法 都可运用到海洋测绘中 概述 1 海洋测绘的特点海洋测绘大多数时候是在不断运动的海面和海水里进行 使其使用的仪器 设备和数据处理方法有别于陆上测量 由于测量工作是动态条件下进行 而且同一观测要素也无法进行多次观测 更要求不同观测要素必须同步进行观测 这一特点使海洋测量在通常技术条件下 其测量精度比陆地测量精度要低 但随着 卫星定位技术 水深测量技术 卫星测高技术 等高新技术的应用 使得海洋测量的技术水平有了迅速提高 概述 2 海洋测绘学科的内容海洋测绘按照原理 技术和方法及其应用分类 包含以下几方面学科内容 海洋大地测量海道测量海洋重力测量海洋磁力测量海洋水文测量海底地形测量海洋工程测量海图学等 海域使用面积测量就属于海洋工程测量的一种 概述 概述 3 海域使用面积测量的目的为海域使用单位或个人提供准确 科学的数据 为国家和地方海洋行政主管部门提供审批 确切 执法依据和监督管理信息 维护国家海域所有权和海域使用权的合法权益 促进海域的合理开发和可持续利用 4 海域使用面积测量的方法海域使用面积测量可采用测距仪与经纬仪交会法 全站仪极坐标法和信标差分法GPS RBN DGPS 法 自设岸台差分法GPS法 广域差分GPS法 载波相位GPS RTK 法 网络RTK 其中潮间带面积测量宜采用交会法 全站仪极坐标法 来测量海域界线拐点的坐标值 然后计算其面积 5 海域使用面积测量的坐标系目前 我国使用的坐标系统 1954年北京坐标系 1980年西安坐标系 2000国家大地坐标系 独立坐标系等 海域使用面积测量通常采用世界大地坐标系1984 WGS84 属于地心坐标系 也可采用地方独立坐标系 采用地方独立坐标系时 需要将WGS84坐标转换到地方坐标系当中来 高程基准一般应采用1985国家高程基准 当远离国家水准点时也可采用独立高程系统 但应尽量与国家高程基准建立起联系 概述 1 编制技术设计的目的测绘设计的目的是制定切实可行的技术方案 保证测绘项目正常开展 使所生产的测绘成果符合技术标准和业主要求 并获得最佳的经济效益和社会效益 所以 测绘项目在生产作业之前都必须进行技术设计 技术设计可分为项目设计和专业设计两种 项目设计为综合性设计 专业设计一般按照工序进行 专业设计的功能是指导工序作业 专业设计应该按照项目设计的总体要求和技术路线进行分解和细化 对于项目规模较小和技术较为简单的测绘项目可不编写技术设计书 直接编写作业指导书 这种情况在各种专业测绘中经常出现 技术设计 2 编制技术设计的依据 国家有关法律法规等 例如国家对测绘坐标系统建立的规定 行业行政主管部门下达的任务安排文件 市场项目中的合同及其附件 国家和地方有关的技术标准 主要包括国家标准 地方标准 行业标准等 测绘技术设计规定 CH T1004 2005 等 业主对本项目制定的技术要求 如招标文件 国家测绘行业生产定额和成本定额等 如测绘产品收费标准 技术设计 3 编制技术设计的内容测绘行业包含十几种专业测绘 常见的测绘成果将近六十种 项目规模相差悬殊 进行技术设计的层次不同 设计所包含的具体内容也差异较大 但就其内容而言 还是具有明显的共性的 这些内容主要包括 项目概述 说明项目来源 内容和目标 作业范围 任务量 完成工期 项目承担单位和成果接收单位等 作业区自然地理概况和已有资料情况 作业区的地形 地貌特征 气候特征以及其他需要说明的情况等 分析历史资料的适用性 可信性 采用准确 可靠的资料 引用文件 对于所引用的技术依据都应列出 排列顺序有多种方式 如按标准等级 作业所依据的主次 作业工序先后所依据的标准顺序 对于所应用标准之间在主要精度指标 操作方法或工序质量要求等方面存在不一致之处必须明确具体执行的标准 技术设计 3 编制技术设计的内容成果主要技术指标和规格 说明成果的种类和形式 坐标系统 高程基准 投影方法 分带 分幅编号 数据格式 数学精度以及其他技术指标等 设计方案 作为技术设计的核心 该部分内容应全面 要明确生产过程中软 硬件配置要求 制定切实可行的技术路线和生产工艺 规定各工序的作业方法和技术要求 对新技术投入使用的认证资料应完善等 质量保障措施 从生产组织管理角度强调生产单位控制质量的方法手段 质量方针的贯彻落实 明确产品质量控制责任 对生产过程中的各级检查工作提出要求及质量处理意见 上交资料 按要求整理提交测绘成果资料 数据资料和文本资料 列出上交成果资料清单 技术设计 4 测区资料的收集与分析广泛收集各种有关资料并加以认真分析 实现对已有资料的充分利用 这些资料主要包括 一是政府下达的任务计划书或是指令性的文件或是市场项目中的合同及附件 二是项目成果执行标准 也就是测绘成图成果执行的技术标准和规范等 例如 全球定位系统 GPS 测量规范 GB T18314 2009 海域使用面积测量规范 HY T070 2003 等 另一种是测绘生产中使用的基础和专业资料 如采用的坐标系统 基础控制点 图形资料等 对收集到的资料进行分析 判断 做出是否采用的结论 对于海域使用面积测量应收集的资料一般应包括 水深图 航海图 海洋调查图 测区内及周边的大地控制点和海空点 潮汐等水文和气象资料以及其他相关资料等 技术设计 5 实地探勘根据测绘内容和项目的特点 必要时生产单位应进行野外实地探勘 获得更多有用的信息以完善技术设计 探勘的主要内容包括测区的周边环境情况 自然地理 水文气象 交通运输 通讯等 对于海洋测绘来讲还应探察用船及避风锚泊等条件 测区已有控制点和所选择的起算点的实地情况等 根据实地探勘的结果编制探勘报告 对技术设计方案和作业方法等提出改进的意见 技术设计 6 技术设计书的提交不论采用哪种方式进行技术设计首先要有设计单位的技术负责人审批 然后报下达任务的部门或业主单位审批 并最终审批通过后 才能作为生产单位最终执行的技术设计书 7 技术设计书编写的注意事项设计内容要全面 技术规定要明确 引用标准要全面严密 成果提交格式内容要明晰 主要精度指标要具体准确 文字要精炼 避免含糊不清 名词术语专业化 计量单位统一化 字体 线形 符号 代码标准规范化 技术设计 1 生产准备阶段测绘任务实施前 应组织有关人员的技术培训 学习技术设计书及有关的技术标准 操作规程等 测绘任务实施前 应对需用的仪器 设备 工具进行检验和校正 在生产中应用的计算机软件及需用的各种物资 应能保证满足产品质量的要求 不合格的不准投入使用 建立项目组织 明确项目现场负责人 技术负责人 质量负责人等相关责任人的职责 项目实施 2 生产阶段项目现场负责人应按技术设计和工作计划等要求 组织 指挥生产 控制测量控制测量的目的测量过程中 我们一般遵循 由高级到低级 由整体到局部 先控制后碎部 的原则进行测量作业 以防止误差的积累并加快测量作业的速度 控制测量一般也遵循 逐级布网 逐级控制 但在保证精度 密度等技术要求的情况下 也可越级布网 项目实施 2 生产阶段控制测量的方法控制测量包括平面控制测量和高程控制测量 高程控制测量的目的是为了测定高程控制点的高程 建立高程控制网 其测量方法采用水准测量和三角高程测量 平面控制测量的目的是为了测定平面控制点的平面位置 建立平面控制网 其测量方法主要采用导线测量和三角测量 高程控制网和平面控制网一般是独立布设的 但它们的点也可以共用 即一个点既可以是高程控制点 同时也可以是平面控制点 随着GPS技术的发展 控制测量的方法正逐步被GPS测量所取代 后面 再对GPS测量在展开 项目实施 2 生产阶段图根测量图根测量是以整个测区的控制网成果作为首级控制 在各等级控制点基础上可采用图根导线测量 GPSRTK测量 全站仪极坐标法测得图根点或界址点 同时 图根点是直接供测图使用的平面和高程控制点 进而测得地物点或界址点的三维坐标值 下面简要介绍图根测量的方法和要求 项目实施 2 生产阶段方法一 图根导线控制测量 平面 图根导线测量的技术要求应符合下列规定 图根导线外业观测时 应测一个完整测回 水平角 距离均应做好记录 图根导线测量的技术要求如下表 CH T7001 1999 项目实施 2 生产阶段方法一 图根导线控制测量 平面 导线边长宜采用 级测距仪施测 边长单程测定一测回 照准一次 读数二次 一测回两侧读数之差应小于20mm 按结点布设的附合导线时 结点与起算点的长度和边数可按上表的0 7倍处理 在附和导线的基础上 可以布设支导线 支导线应符合下表的要求 项目实施 2 生产阶段方法一 图根导线控制测量 平面 支导线的主要技术指标 项目实施 2 生产阶段方法一 图根导线控制测量 平面 水平角观测采用方向法观测 用6 以上精度的全站仪观测一测回 水平角观测限差如下 项目实施 2 生产阶段方法一 图根导线控制测量 高程 在进行图根导线平面控制测量的同时 采用6 级以上的全站进行三角高程导线测量 垂直角应往返观测 垂直角观测要求如下表 项目实施 2 生产阶段方法一 图根导线控制测量 高程 三角高程导线各项限差如下表 项目实施 2 生产阶段方法二 GPS RTK测量参照 全球定位系统实时动态测量RTK技术规范 CH T2009 2010 RTK控制测量可采用单基站RTK和网络RTK两种方式进行 有条件采用网络RTK测量的地区 优先采用网络RTK技术测量 在采用RTK进行测量时 RTK卫星的状态应符合下表规定 项目实施 2 生产阶段方法二 GPS RTK测量RTK平面控制点的点位的选择应符合GB T18314 2009GPS测量规范的要求 例如 视场内障碍物高度角不宜超过15 远离大动率无线电发射源 远离高压输电线和微波无线电信号传送通道 附近不应有强烈反射卫星信号的物件 大型建筑物 湖泊水面等 等 RTK平面控制点测量的主要技术要求应符合下表规定 项目实施 2 生产阶段方法二 GPS RTK测量RTK平面控制点测量的主要技术要求 项目实施 2 生产阶段方法二 GPS RTK测量RTK控制点平面坐标测量时 流动站采集卫星观测数据 并通过数据链接受来自基准站的数据 在系统内组成差分观测值进行实时处理 通过坐标转换方法将观测值得到的地心坐标转换到指定坐标系中的平面坐标 在获取坐标系统转换参数时 可以直接利用已知的参数 在没有已知转换参数时 可以自行求解 在自行求解转换参数时 应采用不少于3点的高等级起算点两套坐标系成果 所选起算点应分布均匀 且能控制整个测区 同时 转换时应根据测区及具体情况 对起算点进行可靠性检验 采用合理的数学模型 进行多种点组合方式分别计算和优选 项目实施 2 生产阶段方法二 GPS RTK测量RTK平面控制点测量基准站的要求 采用网络RTK时 基准站的通讯应畅通 自设基准站应设置在高一级控制点上 用电台进行数据传输时 基准站宜选择在测区相对较高的位置 用移动通讯进行数据传输时 基准站必须选择在测区有移动通讯接受信号的位置 应正确设置基准站的各项参数 例如 投影参数 天线高 天线类型等 项目实施 2 生产阶段方法二 GPS RTK测量RTK平面控制点测量流动站的要求 网络RTK的流动站应获得系统服务的授权 并在有效的服务区域内进行 实现与服务控制中心的数据通信 网络RTK流动站不宜在隐蔽地带 成片水域或强电磁波干扰源附近观测 观测开始前应对仪器进行初始化并得到固定解 才能开始观测 每次作业开始前或重新架设基准站后 均应进行至少一个同等级或高等级已知点的检核 平面坐标较差不应大于7cm RTK平面控制点测量流动站观测时应采用三角架对中 整平 每次观测历元数不应少于20个 采样间隔2s 5s 各次测量的平面坐标较差不应大于图上0 1mm 最终结果取各次测量的平面坐标的中数 项目实施 2 生产阶段方法二 GPS RTK测量RTK高程控制测量 RTK高程控制测量一般与平面控制点测量同步进行 RTK高程控制点测量主要技术应符合下表规定 项目实施 2 生产阶段方法二 GPS RTK测量RTK高程控制测量 RTK高程控制测量一般与平面控制点测量同步进行 RTK高程控制点测量主要技术应符合下表规定 项目实施 2 生产阶段方法二 GPS RTK测量用RTK方法实测的图根点平面和高程成果应进行100 的内业检查和不少于总点数10 的外业检测 外业检测的方法用常规的测量方法 导线测量 三角高程测量 GPS静态测量 水准测量等 其监测点应均匀分布测区 方法三 水准测量高程控制测量 常用的方法就是水准测量 水准测量尤其是低等级的水准测量相对简单容易 这里就不展开讲述了 具体的要求参见相应的水准测量规范和有关规范中对高程控制测量的要求 项目实施 2 生产阶段界址点 标志点 测量精度要求 细部测量分为两部分 一是陆地部分 一是水下部分 主要讲陆地部分 常规地形测量 衡量成果的精度指标通常情况 地物点的平面位置精度 不大于图上0 5mm 和高程精度 平原1 3等高距 丘陵1 2等高距 山地高山地2 3等高距 地籍测量 界址点的精度等级分为三类 项目实施 2 生产阶段界址点 标志点 测量对于海洋测绘中界址点的精度来讲相应的精度指标就略低一些 精度指标如下 a 位于人工海岸 构筑物及其它固定标志物上的宗海界址点或标志点 其测量精度应优于0 1m 与比例尺无关 就是界址点的绝对精度 b 其它宗海界址点或标志点测量精度应满足 HY070 2003 中4 4的规定 即 所测海域离岸20km以内 测量误差优于 1m 离岸20km 50km 测量误差优于 3m 所测海域离岸50km以外 测量误差优于 5m 项目实施 2 生产阶段界址点 标志点 测量测量方法 界址点 标志点 的测量方法一般采用GPS RTK定位法 解析交会法和全站仪极坐标法进行施测 具体的测量技术要求 操作以及注意事项等由我站的任启明科长具体讲解 对于无法直接测到的界址点 或已有明确的界址点相对位置关系的界址点 可根据相关资料 如工程设计图 主管部门审批的范围等 推算获得界址点的坐标 强调 界址点和标志点的布设应能有效的反应所测海域的形状和范围 符合 海籍调查规程 项目实施 2 生产阶段内业数据处理和图形编辑数据处理 对外业所获得的各种数据按照规范和设计要求进行全面的检查和审核 检查所测数据是否符合要求 是否漏测或错测 符合要求后对数据进行整合 形成所需的各种数据文件 图形编辑 在指定的专业的软件平台下利用观测数据形成各种图形数据 并对图形按要求进行编辑整饰 利用符合要求的图形生产各种图件和报表 下面从制图的角度简要的谈一下图形编辑应注意的问题 项目实施 2 生产阶段图形编辑应注意的问题目前 我们所做的图形编辑都是计算机软件下进行 在编辑过程中势必出现不符合数据规则的误操作等现象 产生这些现象的结果表现在数据上就是几何异常和几何类型两种情况 几何异常通常表现为如下现象 如相交 打折 重线 重合 悬挂点 零长度线等 几何类型表现为点 线 面 线型 符号 字体 字大 颜色等 地形图的图面表达均应按照有关图式要求进行图面表示 因为几何异常影响图形面积的统计 这里只讲几何异常 项目实施 2 生产阶段图形编辑应注意的问题 相交相交 包括自相交 两线相交和面面相交三种情况 a 自相交 就是一条折线或曲线自身存在交点的情况 如下图所示 在质量控制中 特别要注意建筑物 构筑物的自相交现象的发生 项目实施 2 生产阶段图形编辑应注意的问题 相交b 两线相交 就是不应该相交的线要素相交的错误 如 水涯线与码头 如下图所示 项目实施 2 生产阶段图形编辑应注意的问题 相交c 两面相交 就是本不应该相交的面状要素相交了的情况 例如码头面与码头面 如图所示 项目实施 2 生产阶段图形编辑应注意的问题 打折就是一条线段两端存在着两个连续的锐角或直角 并且该线段的节点数大于等于4个 如下图所示 项目实施 2 生产阶段图形编辑应注意的问题 重合检查同层或不同层的某两个或多个要素的边界本应该重合 但由于作业流程不正确的问题 不是通过拷贝公共边而是重复采集造成的错误 如下图所示 项目实施 2 生产阶段图形编辑应注意的问题 悬挂点当一条线的端点 起点或终点 位置上没有其它线对象的节点时 该端点即为悬挂点 如下图所示 项目实施 2 生产阶段生产单位的质量控制测绘成果质量通过二级检查一级验收方式进行控制 二级检查是指测绘成果依次通过测绘单位作业部门的过程检查和测绘单位质量管理部门或兼职检查人员的最终检查 项目管理单位组织的验收或委托具有资质的质量检验机构进行质量验收 各级检查工作应独立按顺序进行 不得省略 代替或颠倒顺序 过程检查采用全数检查 最终检查一般采用全数检查 涉及外业检查项的可采用抽样检查 样本以外的应实施内业全数检查 评定质量的质量元素要齐全 具体见 测绘成果质量检查与验收 GB T24356 2009 通过最终检查后 生产单位应按照要求编制 检查报告 项目实施 3 成果整理总结阶段成果资料整理项目结束后 测绘单位应按照委托书 合同 技术设计书等对成果进行整理归档 测绘成果一般包括以下内容 技术设计书 技术总结 检查报告资料性文档等 控制资料 点之记 平差计算成果 最终成果等 图纸图件 各类成果报表等 数据文件 图形数据 文档电子版等 技术设计书规定的其他文件资料 项目实施 3 成果整理总结阶段测绘技术总结测绘技术总结是在测绘任务完成后 对测绘技术设计文件和技术标准 规范等的执行的情况 技术设计方案实施中出现的主要技术问题和处理方法 成果质量 新技术的应用等进行分析 总结 并作出的客观描述和评价 测绘技术总结由生产单位负责编写 单位的总工程师或技术负责人对技术总结编写的质量负责 技术总结经审核 签字后 随成果一并上交归档 编写技术总结时主要依据任务书 合同 技术设计书 相关规范 单位对成果的最终检查报告以及其他有关文件和材料等 项目实施 3 成果整理总结阶段测绘技术总结测绘技术总结的组成 测绘总结通常有概述 技术设计执行情况 成果质量说明和评价 上交和归档的成果及其清单等四部分组成 概述 中说明测绘任务总的情况 例如 任务来源 目标 工作量 坐标系统 精度指标等 任务的安排与完成情况 以及作业区概况和已有资料利用情况等 技术设计执行情况 中说明和评价测绘技术设计文件和有关标准 规范的执行情况 项目实施 3 成果整理总结阶段测绘技术总结测绘技术总结的组成 成果质量说明和评价 主要说明 评价测绘成果的质量情况 包括必要的精度统计 成果达到的技术质量指标等 上交和归档的成果及其资料清单 分别说明上交和归档成果的形式 数量等 以及一并上交和归档的资料清单 最后 还要说明成果中上存的问题和需要说明的其他问题 建议或改进意见等 项目实施 3 检查验收阶段测绘生产单位对成果进行最终成果质量检查并对发现的质量问题进行修改 使成果资料完备是提交验收的前提 也是关系到项目成果能否顺利通过验收 关系到测绘单位的信誉和发展 质量检查报告和技术总结报告是对测绘项目成果质量检查特别是最终检查工作的总结回顾的技术文档 对于项目验收和成果的长期利用具有重要作用 项目实施 3 检查验收阶段测绘成果提交验收应具备的条件为保证测绘成果质量检查与验收的严肃性 分清工作责任 避免多次反复 测绘生产单位应按合同和技术设计书的要求 在成果资料已经全部完备的情况下 提请用户或其委托单位进行成果质量验收 根据多年的经验 测绘项目成果提交验收一般应具备以下四个方面的条件 项目实施 3 检查验收阶段测绘成果提交验收应具备的条件为保证测绘成果质量检查与验收的严肃性 分清工作责任 避免多次反复 测绘生产单位应按合同和技术设计书的要求 在成果资料已经全部完备的情况下 提请用户或其委托单位进行成果质量验收 根据多年的经验 测绘项目成果提交验收一般应具备以下四个方面的条件 项目实施 3 检查验收阶段测绘成果提交验收应具备的条件 成果资料齐全完备 测绘生产单位应依据项目技术设计书等的规定 上交全部资料 应列出详细的成果资料交接清单 各种成果资料应与清单相符合 测绘生产单位自查资料齐全 测绘生产单位最终一级检查资料 个别可以是中队一级的检查资料 包括所检查的图件 检查记录 检查数据处理 计算 统计及质量等级认定等资料 文挡资料齐全 测绘生产单位应提交的文档资料主要包括质量检查报告 技术总结报告和技术设计书中规定其它文字资料 提交验收的书面申请 项目实施 3 检查验收阶段开展检查验收项目管理单位组织的验收或委托具有资质的质量检验机构进行质量验收 具体的检查验收工作在这里就不在做过多的讲述了 项目实施 1 两个报告 编写的常见问题这里所说的两个报告是指生产单位的 检查报告 和 测绘技术总结报告 长时间的质量检验情况表明 我省测绘单位相当比例的质量检查报告和技术总结报告编制质量较低 对照国家有关规定和测绘项目的要求在全面性 针对性和准确性等方面存在较多问题 检查项目少 甚至流于形式 两个报告 最为严重的问题就是相当一部分测绘生产单位对成果检查工作不够重视 成果检查项目不全 检查数量少 文本没有准确反应测绘生产单位在项目质量检查工作的真实情况 无法保证质量检查报告的真实性和自检工作的完备性 两个报告 1 两个报告 编写的常见问题 检查资料无法溯源 数据统计不规范 一些项目的总结报告表明项目经过了两级检查 但没有进一步说明检查内容 表明了内业和外业的检查比例 但没有具体说明检查对象 也没有相应检查记录 这样的检查报告和自检工作缺乏可信度 有的项目总结只是罗列了检查内容 但没有质量情况统计分析 有的项目检查数据统计不够规范 中误差和错误统计方法存在问题 甚至存在统计数据造假的行为 两个报告 1 两个报告 编写的常见问题 照搬技术设计书和其他项目资料 技术设计书是规定如何进行项目生产 两个报告 是描述如何生产 做到什么程度 还存在什么问题 它们之间的区别显而易见的 而有的技术总结报告相当部分照搬技术设计书 利用电子文档进行机械复制 在总结报告中反复出现 应如何做 的语句 技术设计书中的错别字原封不动地带到总结报告中 有的总结报告复制其他类似项目资料 缺少对