测绘学基础课程设计.doc

内蒙古科技大学测绘学基础课程设计 学 院: 矿业工程学院专 业: 测绘工程 指导老师: 董红娟 姓 名: 刘航 学 号:1072143212 日 期: 2012年10月目录一、 设计任务、目的及要求-2二、 测量程序与时间安排-2三、 测区概况-2四、 收集资料-3五、 仪器工具-3六、 测量规范要求-3七、 任务安排-6八、 量算方法-11九、 地形图分幅- 13十、 地形图的拼接、检查、整饰和验收-1411、 经费预算-15十二、设计实践总结-15十三、附录-17一、设计任务、目的和要求1、任务：校园平面图的测图2、目的：本次实习是在完成测绘学基础理论教学之后进行的，通过实习，使学生能够把握把学到的理论知识和实践有机的结合起来，充分提高实际操作技能，并且能够熟练的运用学到的知识。并且能熟练的操作仪器，学习如何安排时间，做出整体规划。3、要求：.全面、系统的掌握理论与方法。.本组应完成一幅（3030）1:1000数字地形图。 .实际测图过程中，一切操作都应遵循测图图式、规范的要求。2、 测量程序与时间安排内容时间查阅原有测量资料，实地勘察测区，熟悉测区地理概况1天根据图根平面控制网的布网设计进行首级图根控制测量（内业和外业）2天二级加密图根控制点测量（内业和外业）2天测绘前的准备工作1天碎步测量3天地形图拼接、检查、整饰1天三、测区概况 我们的测区也就是我们的学校，内蒙古科技大学坐落于首批全国文明城市、美丽的草原钢城包头。包头城市建成区面积360平方公里，市中心区面积315平方公里，为全国特大城市。包头地理坐标东经109度50分至111度25分、北纬41度20分至42度40分，面积为27691平方公里，包头市地处内蒙古高原的南端，阴山山脉横贯市区中部，形成北部高原、中部山地、南部平原三个地形区域。黄河流经该市南缘，而内蒙古科技大学处于包头市的南部，因而整个校区地势平坦，最大高差不超过5m。目前学校占地121万平方米，建筑面积65万平方米，其中，教学行政用房31万平方米。 包头属半干旱中温带大陆性季风气候。这里景色宜人，气温适度。据包头市2002年国民经济和社会发展统计公报，2002年包头市年均气温8.5，年最低气温27.6，年最高气温40.4，年降水总量262.9毫米，年最大风速11.0米/秒，平均风速1.8米/秒，年日照时数2806小时，年平均相对湿度52%，全年沙尘天气12次。此次共把内蒙古科技大学划分九块，共分成九组，每组负责一片区域，我们组主要测量主教及周围，此处地势平坦，建筑物较密集，所以我们选用的是导线网布设方式。 四、收集资料参阅我组原先测得的数字平面图以及其他的历史测图资料，我组选定四个控制点作为首级控制点。五、仪器和工具 经纬仪及其三脚架 水准仪及其三脚架 小钢卷尺 水准尺 尺垫 记录簿 花杆 6、 测量规范要求（一）、地形图测量要求 1.坐标系统可以采用内科大独立坐标系 2.测图比例尺选用 1:10003.地形图基本等高距根据地形类别和用途的需要，按表1之规定。 4.地形图符号注记执行1:500 1:1000 1:2000 地形图图式的规定。 5.地形图分幅采用正方形，规格为3030；图号以图廓西南角坐标公里数为单位编号，X在前，Y在后，中间用短线连接（如：1:1000，10.5-21.5）。 6.图根控制点相对于起算点的平面点位中误差不超过图上0.1mm；高程中误差不得大于测图基本等高距的。 7.测站点相对于邻近图根点的点位中误差，不得大于图上0.3mm；高程中误差：平地不得大于基本等高距，丘陵地不得大于基本等高距，山地、高山地不得大于基本等高距。表一 基本等高距 单位：m基本等高距平地丘陵山地高山地1:5000.51.0（0.5）1.01.01:10000.5（1.0）1.01.02.01:20001.01.0（2.0）2.0（2.5）2.0（2.5） 注：括号内的等高距以用途需要选用8.图上地物点相对于邻近图根点的点位中误差与邻近地物点间距中误差，应符合表二之规定。表二 图上地物点点位中误差与间距中误差 （图上mm）地区分类点位中误差邻近地物点间距中误差城市建筑区和平地、丘陵地山地、高山地和设站实测困难的旧街坊内部 注：森林隐蔽等特殊困难地区，可按表2中规定值放宽50%。 9.地形图高程精度规定：城市建筑区和基本等高距为0.5m的平坦地区，其高程注记点相对于临近图根点的高程中误差不得大于0.15m。其它地区地形图高程精度应以等高线插求点的高程中误差来衡量。等高线插求点相对于邻近图根点的高程中误差，应符合表三之规定.。表三 等高线插求点的高程中误差 地形类别平地丘陵地山地高山地高程中误差（等高距） 注：森林隐蔽等特殊困难地区，可按表3中规定值放宽50%。（二）、图根控制点选点要求 1.相邻点之间必须通视，点位可以长期保存。 2.便于加密、扩展和寻找。 3.观测实现超越障碍物应在1.3米以上。 4.便于加密、扩展低级网，点位要选在土层坚实、易于排水的地方。避免选在道路中间。 5.图根点选定后，应画“十”作为标志。数字化测图平坦开阔地区图根点密度 测图比例尺1:5001:10001:2000图根点密度64164（三）、图根点高程测量规范图跟点的高程，当基本等高距为0.5m时，应用图根水准、图根光电测距三角高程或GPS测量方法测定；当基本等高距大于0.5m时，可用图根经纬仪三角高程测定。由于我校的基本等高距0.5米，所以我组采用图根水准测量的方法。 图根水准测量应起闭于高程控制点上，可沿图跟点布设为附和路线、闭合环或结点网，对起闭于一个水准点点闭合环，必须先行检测该点高程的正确性。高级点见附和路线或闭合环线长度不得大于8，结点间路线长度不得大于6，支线长度不得大于 4 。使用不低于DS10级的水准仪（i角应小于30），按中丝读数法单程观测（支现应往返测），估读至毫米。水准测量技术要求符合表七表八之规定。图根水准就计算可简单配赋。高程应取至厘米。图根三角高程导线应起闭于高等级控制点上，其边数不应超过 12条，边数超过规定时，应布设成结点网。图根三角高程导线垂直角应对向观测；光电测距极坐标法图根点垂直角可单向观测1测回，变换棱镜高度后再测一次；独立交会点亦可用不少于三个方向，单向观测的三角高程推求，其中测距要求同图跟导线。表七 水准测量的主要技术要求等级每公里高差全中误差（mm）路线长度（km）水准仪的型号水准尺观测次数往返较差、符合或环线闭合差与已知点联测符合或环线平地（mm）山地（mm）三等650DS1铟瓦往返各一次往一次DS3双面往返各一次四等1016DS3双面往返各一次往一次五等15DS3单面往返各一次往一次注：L为符合路线或环线长度，n为测站数表八 水准测量测站限差等级视线长度m前后视距差m前后视距累积差m黑红面读数差mm黑红面高差之差mm四8051035等外1002010046 注: （1）S 为边长（km），Hc为基本等高距（m），n为边数，D为距边边长（km）； （2）仪器高和目标高应准确量取至毫米，高差较差或高程较 差在限差内时，取其中数。当边长大于400m时，应考虑地球曲率和折光差的影响。计算三角高程时，角度取至秒，高差应取至厘米。七、任务安排（一）首级平面控制网的准备工作 1、坐标系的选取 坐标系为自己设立的坐标系（内蒙古科技大学独立坐标系）。 2、平面控制网的布设形式平面控制网的设计，运用搜集到已有的测量资料，在现场踏勘选点，根据控制网的技术要求设计控制网。平面图根控制点的选择注：1）相邻点之间必须通视，点位能长期保存； 2）便于加密、扩展和寻找； 3）观测视线超越（或旁离）障碍物应在1.3m以上； 4）各相邻三角点所构成的三角形，其边长应接近规范规定的平均边长，其角度一般不应小于； 5）便于加密和扩展低级网，点位要选在视野辽阔，易于扩二、平面控制网的布设形式。（2） 首级网的等级及布网层次的确定方案一：导线测量导线测量的技术要求导线测量的技术要求符合下表规定等级附合导线长度（ km）平均边长（ km）每边测距中误差（ mm）测 角中误差（）导线全长相对闭合差方位角闭合差（）方位角闭合差（）测 回 数DJ 1DJ 2DJ 6三等302.0131.81/550003.6n3.6610四等201.0132.51/350005n 546一级100.5175.01/1500010n 1024二级60.3308.01/1000016n 1613三级20.01/200024n 3012 注：1.导线应尽量布设成直伸形状相邻边长不宜相差过大（表中n为测站数）。 2.当导线平均边长较短时，应控制导线边数，当导线长度小于表中的三分之一时，导线全长闭合差不应大于13cm，如果点位中误差要求20cm时，短线全长的绝对闭合差不应大于52cm。导线网的布设形式1）.附和导线：布设在两个已知控制点之间的导线。2）闭合导线：从某一已知点出发，顺序连结各个未知点，最后又闭合到该已知点的导线叫闭合导线。如图所示。 3）.支导线:从一个已知控制点始，而终点为未知点的导线。4）.导线网:由若干已知点开始的几条导线连接而形成的导线。根据以上内容的解释首级平面控制测量我采用的是二级导线测量，并设定为方案一。（三）首级平面控制网的工作流程（二级导线测量）1.坐标系的选择 内蒙古科技大学独立坐标系2.勘探选点 勘探就是到测区范围内观察了解测区的实际情况，然后根据测图的需要在实地选定导线点的位置，选点主要有以下要求： 便于地形测绘 便于测角 便于量边 边长适宜 保证安全3.建立标志4.测角（采用经纬仪） 导线的转折角分为左角和右角导线等级不同测角技术要求也不同，吐根导线的转折角一般用DJ6级光学经纬仪了，两个半侧回之间的观测数不得超过40水平角方向观测法各项限差的规定等级经纬仪型号测微器两次重合读数差（）半测回归零差（）一测回中两倍照准差较差（）同一方向各测回间较差（）四等及以上DJ11696DJ238139一级及一下DJ2121812DJ61824注：当观测方向的垂直角超过3度时，该方向的2C较差可按同一观测时间段内相邻测回进行比较。水平角观测不符合表一要求时，应进行重测，并应遵守下列规定： 1）2C较差或同一方向各测回较差超限时，应重测超限方向，并联测零方向； 2）零方向的2C较差或下半测回的归零差超限时，该测回重测； 3）若一测回中重测方向数超过本站方向数的1/3时，该测回应重测。重测的测回数超过本站方向数的1/3时，该站应重测。5.量边（采用普通钢尺丈量）距离测量采用钢尺测量距离的方法。水平距离的公式为： D=nl+q其中 n：整尺段数； l：整尺段长度，m ； q：余长，m普通钢尺丈量基线长度技术要求：等级定向偏向（cm）最大高差（m）每尺段往返高差之差（mm）最小读数（mm）三组读数之差（mm）同段尺长差（mm）全长各尺之长（mm）外业手簿计算（mm）30m50m30m50m尺长改正高差一级54450.51.02.03.0300.10.11.0二级54450.51.02.03.0300.10.11.0普通钢尺丈量基线长度技术要求如下表 注：表中K为基线全长公里数 6.成果的记录整理和计算 观测工作结束后应及时整理和检查外业观测手簿，确定观测成果全部符合本规范规定后方可进行计算。 一级以上的平面控制网计算，应采用严密平差法，二级以下平面控制网可采用近似平差法。 内业计算中数字取值精度应符合以下规定内业计算中数字取值精度应符合以下规定等级观测方向值及各项改正数（）边长观测及各项改正数（m）边长与坐标（m）方位角（）四等及以上0.10.0010.0010.1一级及以下10.0010.0011方案二：三角测量 城市三角网的主要技术指标等级平均边长/km测角中误差（）起始边边长相对中误差最弱边边长相对中误差二等91.01/3000001/120000三等51.81/300000 (首级)1/200000（加密）1/80000四等22.51/120000（首级）1/80000（加密）1/45000一级小三角15.01/400001/20000二级小三角0.510.01/200001/10000 要求：各等级的首级控制网宜布设为近似三角形，其三角形的内角不应小于30。当受到地形限制时，个别角可放宽，但不应小于25，尽量使每个三角形都是锐角三角形；且三个点要通视。（四）两种方案的取舍方案一采用经纬仪导线法，方案二采用三角测量法，根据测量方法选择应满足当前要求，又兼顾今后的发展，做到技术先进，经济合理，确保质量长期使用，的原则，结合本校区的实际情况，其建筑物较密集，不能做到个点通视，不适合三角测量法，故采用经纬仪导线法。八、量算方法经纬仪测角钢尺量距测量法坐标计算： 1）.反算坐标方位角： 2）.角度闭合差的计算与调整：.闭合导线角度闭合差的计算：;当才可将闭合差反号平均分配给各个观测角。.附和导线角度闭合差的计算：式中：未改正的观测值角度闭合差 当角度闭合差在允许范围内时，按闭合导线角度闭合差相同的原则调整各个观测值。3）.闭合导线与附和导线推算各边坐标方位角： 4）. 闭合导线与附和导线坐标增量的计算： ;；5）. 坐标增量闭合差的计算及其调整.闭合导线坐标增量闭合差的计算及其调整： .附和导线坐标增量闭合差的计算及其调整：坐标增量闭合差和导线全长闭合差用f表示，则导线测量精度以导线全长相对闭合差k表示，即式中导线全长，m坐标增量闭合差的分配，则改正后的坐标增量为闭合导线与附和导线各点坐标的计算： 坐标闭合差：终点坐标的计算值与已知值的差值。九、地形图分幅大比例尺地形图的分幅通常采用矩形分幅，按统一的直角坐标格网划分，大比例尺地形图的编号一般采用西南角坐标公里数编号法，此次要求的1：500的地形图，取至0.01km。1.碎步点测量及注意事项利用首级控制点将测区范围内的图根控制点进行加密，加密得点也应满足图根控制点选点的要求： 每观测2030个碎步点后应瞄准起始方向检查其变化； 立尺员要立直标尺，弄清碎步点之间的关系； 绘图人员应注意图面整洁，注记清楚。十、地形图的拼接、检查、整饰和验收（1）地形图的拼接在地形图测绘时,当侧区面积较大、按照确定的比例尺在一幅图内测绘不完整个测区时，需要分幅测绘。规范规定：接边误差不应大于点位的平面、高程中误差的倍，地物点平面中误差见表11所示。对于使用绘图纸测图时，一般是用5cm左右宽的透明硫酸纸条把各图幅的东、南边的图廓线和坐标格网线及地物和地貌符号等描绘下来，然后把描绘下来的透明纸条蒙到相邻图幅的接边上，把相应的图廓线、坐标格网线对准后，观察地物与地貌的错位情况，如过错位在限差之内，则在透明纸上改动地物与地貌，再转刺到相邻的图幅中，各自改正地物、地貌。图上地物点的相对于邻近图根点点位中误差与邻近地物点间距中误差地区分类点位中误差（图上mm）邻近地物点间距中误差（图上mm）城市建筑区和平地、丘陵地0.50.4山地、山地地和设站施测困难的旧街坊内部0.750.6注：森林隐蔽等特殊困难地区，可按上表规定放宽50%（2）地形图的检查检查内容主要包括一下内容：1）图根控制点的密度是否符合要求，位置是否恰当；各项误差、闭合差是否在规定范围内；原始记录和计算成果是否正确，项目填写是否齐全。2） 地形图图廓、方格网、控制点展绘精度是否符合要求；测站点密度及精度是否满足需要和符合规定；地物、地貌各要素测绘是否正确、齐全；取舍是否恰当；图式符号运用是否正确；接边精度是否合乎要求；图历表是否完整清楚，各项资料是否齐全。（3）地形图的整饰当地形图拼接与检查完成后，要进行整饰工作。目的是按照有关“图式”规定，把地物和地貌都描绘清楚，加上各种注记，使图面更加合理、清晰、美观，整饰的内容包括下列几项：1） 地物、地貌各符号应严格按规范要