南方CASS绘制地形图等高线的研究分析.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 南方南方 CASSCASS 绘制地形图等高线的研究分析绘制地形图等高线的研究分析 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 摘要 本文主要是介绍了用南方 CASS 绘图软件绘制地形图中等高线的绘图方法 以 及在绘图等高线时注意的事项 南方 CASS 软件绘制地形图 等高线时处于理 想状态 由于具体的测区的地形地貌的不同 在用软件绘制等高线时会出现诸 多变形 不合实际的地形地貌的现象 如何去解决这些问题 有如何去绘制更 加美观 符合实际的的地形等高线时本文的研究重点 关键词 地形图 等高线 南方 CASS 地形地貌 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 ABSTRACT This article mainly introduced the south CASS mapping software drawing method of mapping contour in the topographic map as well as precautions when drawing the contour When the south CASS software mapping topographic map contour in the ideal state due to the different specific test area topography and geomorphology in the software are used to draw contour lines will appear when a lot of deformation out actual landform phenomenon How to solve these problems how to draw more beautiful in accordance with the actual in this paper the research focus of terrain contour Key world topographic map isohypse line South CASS landform 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 目录 第 1 章绪论 1 1 1 引言 2 1 2 研究的目的 4 第 2 章城市测绘工程相关理论基础 8 2 1 工程测量相关理论 8 2 2 GPS 测量工程 10 第 3 章测绘工程中 RTK 作业系统的相关内容 24 3 1 RTK 测量概述 24 3 2GPSRTK 测量 34 第 4 章具体测绘工程方案实施及相关分析 46 4 1 测区概况及测绘作业实施 49 4 2 对相关数据的比较分析 50 第 5 章 结论与展望 60 参考文献 63 第 1 章绪论 1 1引言 信息时代的特征赋予城市建设以新的理念 实现手段和实施方法 城市建 设应积极吸收融合现代技术 为更快更准确地制定规划做出贡献 近年来 测 绘技术的发展和应用 为信息时代的城市规划建设创造了有利的条件 特别的 3S 技术在城市规划建设中的综合运用 信息时代的城市规划和建设是建立在数 字城市基础上的城市规划建设 现代测绘技术与传统测绘手段的结合必然在城 市规划和建设中发挥重要的作用 GPS 网络 RTK 定位是近几年发展起来的一种 高精度的 GPS 定位技术 它利用多个基准站构成一个基准站网 然后借助广域 差分 GPS 和具有多个基准站的局域差分 GPS 中的基本原理和方法来消除或削弱 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 各种 GPS 测量误差对流动站的影响 从而达到增加流动站与基准站间的距离和 提高定位结果精度的目的 与常规 RTK 相比 该方法具有覆盖面广 定位精度 高 可靠性强 可实时提供厘米级定位等优点 其应用前景广阔 是目前 GPS 界研究的热点 1 2研究的目的 测绘工程主要研究在工程建设和自然资源开发各个阶段所进行的地形及工 程有关的信息的采集和处理 工程的施工放样及设备安装 变形监测分析和预 报等的理论 技术和方法 以及研究对与测量和工程有关的信息进行管理和使 用 它是测绘学在国民经济建设和国防建设中的直接应用 测绘工程是城市建 设和发展的重要技术保障 是为城市建设的规划 设计 施工和经营管理等进 行的测量工作 城市测绘是城市建设和发展的重要技术保障 城市测绘包括城 市基本地形测绘 城市地籍测绘和城市房产测绘等 当代城市建设和管理的高 效运行要求城市测绘注重各项工作的融合和连续 这也是数字城市建设的需要 第第 2 章章城城市市测测绘绘工工程程相相关关理理论论基基础础 城市测绘工程包括城市基础地形测绘 地籍测绘 房产测绘等 城市测绘 是城市建设和发展的重要技术保障 是为城市建设的规划 设计 施工和经营 管理等进行测量工作 2 1工程测量相关理论 在各种工程建设的勘察设计 施工建设和运营管理各阶段所进行的各种测 量工作 工程测量可分为工业与民用建设测量 铁路测量 公路测量 桥梁测 量 隧道与地下工程测量 矿山测量 水利地下工程测量等 2 1 1工程测量的任务 工程测量的任务包括工程控制网建立 工程地形图测绘 施工放样定位 竣工测量以及变形测量等 在勘察设计阶段测绘大比例尺地形图 在施工阶段 建立施工控制网和设计目标的位置放样 在运营管理阶段进行竣工测量和建筑 物的变形观测 2 1 2工程控制网建立 工程控制网为在工程建设范围内提供统一的坐标 高程基准和控制测量误 差的积累 1 控制测量概述 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 测量工作必须遵循 从整体到局部 先控制后碎部 的原则 以避免误差 累积 保证测量精度 控制测量的目的是以较高的精度测定地面上一系列控制 点的平面位置和高程 为地形测量和各种工程测量提供依据 控制测量又分为 平面控制测量和高程控制测量 平面控制测量确定控制点的平面位置 高程控 制测量确定控制点的高程 由控制点所构成的几何图形称为控制网 控制网又 分为平面控制网和高程控制网 2 测量控制网的分类 按范围和用途 测量控制网可以分为 3 大类 全球控 制网 国家控制网和工程控制网 全球控制网 由国际组织在全球范围内建立的大地测量参考框架 主要用于 确定 研究地球的形状 大小及其运动变化 确定和研究地球的板块运动等 国家控制网 是由各国测绘部门建立的区域性大地测量框架 主要 是 提供全国范围内的统一测量坐标系 确保国家基本图的测绘与更新 满足 大比例尺测图的精度要求 为精密确定地面点的位置提供已知点及其在特定坐 下的坐标 工程控制网 是工程项目的空间位置参考框架 是针对某项具体工程建设测 图 施工或管理的需要 在一定区域内布设的平面和高程控制网 2 1 3控制测量的方法 控制测量的方法主要有 3 种 交会测量 导线测量 三角测量 导线测量 示图如图 2 1 所示 图 2 1 导线测量示意图 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 2 GPS测量工程 2 2 1工程控制网的分类 1 按用途分为 测图控制网 施工 测量 控制网 变形监测网 安装 测 量 控制网 精密工程控制网等 2 按网形分为 三角网 导线网 混合网 方格网 3 按施测方法分为 测角网 测边网 边角网 GPS 网 2 2 2工程控制网的质量准则 1 精度准则 精度准则包括总体精度 点位精度 相对点位精度 未知数函 数的精度等 反映网的精度 2 可靠性准则 可靠性 可靠性准则 可靠性 指发现观测值粗差能力 内部可靠性 和抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力 外部可靠性 3 灵敏度准则 灵敏度 灵敏度准则仅对变形监测网而言 是在某一方向 上网点精度的反映 网的灵敏度越高 要求观测值的精度也越高 4 费用准则 费用准则有两个原则 费用一定 网的质量最好 网的质量满 足要求 费用最小 2 2 3工程测量平面控制网的布设方案 1 测图控制网的布设 为工程建设的规划设计而进行的测图工作 根据 测区面积的大小 测图比例尺的不同 对于测图的要求也各有不同 各个等级 的控制网都有可能作为测区的首级控制 根据 工程测量规范 的规定 测图 平面控制网的等级划分 卫星定位测量控制网依次为 二 三 四等和一 二 级 导线及导线网依次为三 四等和一 二 三级 三角形网依次为二 三 四等和一 二级 目前 已不再有纯粹的测角三角网 首级控制一般采用 GPS 网 其平均边长和精度参照三角网的技术要求 在我国目前测距仪使用较普遍 的情况下 电磁波测距导线已上升为比较重要的地位 2 施工控制网的布设施工控制网的精度一般应高于测图控制网 施工控 制网的布设应根据总平面图设计和施工地区的地形条件来确定 对于起伏较大 的山岭地区 如水利枢纽 及跨江河的工程 如大桥 过去一般采用三角测 量 或边角测量 的方法建网 对于地形平坦但通视比较困难的地区 例如扩 建或改建的工业场地 多采用导线网 而对于建筑物多为矩形且布置比较规矩 和密集的工业场地 可布设成规矩的建筑方格网 现在大多数已为 GPS 网 对 于高精度的施工控制网 可将 GPS 网与地面边角网或导线网结合 使二者的优 势互补 5 全野外测绘方法 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 传统地形测量 图解法测图或称模拟法测图 常采用平板仪 水准仪 或经纬仪 测距仪或皮尺 钢尺等工具测量 数字测图 解析法测图 采用全站仪等测量仪器 电子手簿 计算机 绘图仪 相应软件 又可分为 全站仪数字测图和基于 GPS 的数字测图数字测 图的模式 方法 平板测量数字化模式 数字测记模式 采集调绘模式 电 子平板测绘模式 遥控电子平板模式及内外无缝作业模式等 第第 3 章章测测绘绘工工程程中中 RTK 作作业业系系统统的的相相关关内内容容 在实际测量工程中传统的作业方式已逐渐不能满足工程的需要 随着 GPS 技术的快速发展 RTK 测量技术也日益成熟 并逐步在测绘中得到应用 RTK 测量技术因其精度高 实时性和高效性 使得其在工程测量中的应用越来越广 3 1 RTK测量概述 GPS 测量技术经历了静态测量 快速静态测量等发展过程 目前厘米级实 时 RTK 技术已被广泛接受 并应用于测绘工作实践中 由于用 RTK 技术进行 外业勘测 不仅可以随时测量任意点的三维坐标 提高了工作效率 彻底摆脱 后处理的负担 尤其在地理环境恶劣的深山峡谷中 更显示其快速 实时 易 操作等优点 3 1 1 GPS RTK技术的原理 GPS RTK Real time kinematic 实时动态定位技术是一项以载波相位观测 为基础的实时差分 GPS 测量技术 它利用 2 台或 2 台以上的 GPS 接收机同时接 收卫星信号 其中 1 台安置在已知坐标点上作为基准站 其它作为移动站 在 RTK 作业模式下基准站移动站保持同时跟踪至少 5 颗以上的卫星 基准站不断 地对可见卫星进行观测 并把带有已知点位置的数据 借助电台将其观测值坐 标信息 发送给移动站接收机 移动站接收机将自己采集的 GPS 观测值数据和 接收来自基准站的数据 组成差分观测值进行实时处理 求得三维坐标 由于 RTK 技术受外界条件的影响和限制较小 只要满足其基本的工作条件 它就能 快速的 高精度地定位作业 使测量工作变得更轻松 同时 由于无需人工干 预 减少了人为误差 保证了作业精度 GPS 测量技术经过了静态测量 快速 静态测量等发展 目前厘米级实时 RTK 技术已被广泛接受 并应用于各种测绘 生产中 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 GPS RTK 测量虽然有很多优越性 但也有其局限性 作业过程中 要充分 考虑各种因素的影响 如观测死角 卫星个数 磁场干扰 以及人为操作不合 理等 3 1 2 RTK在地形测绘中的优点 RTK 在地形测图中除了具有 GPS 全天侯 不受通视条件限制等优点外 与 传统的测图方法相比还有以下优点 1 不需建立图根控制 可节省大量的时间 人力和财力 2 有 RTK 测图 人员少 速度快 效率高 传统的测图方法需要 4 5 天才 能进行作业 而 RTK 流动站只需 1 人最多 2 人即可进行 如果几个流动站同时 作业 则可大大加快测图进度 提高工作效率 3 精度高 用 RTK 测图其点位误差不积累 不传播 测图精度相当于传统 测图法的图根点精度 采用 RTK 与全站仪联合进行数字化测图 它不仅可以减少作业人员和作业 工序 而且可以提高采集数据的速度和质量 从而有效地提高了工作效率 因 此 它是一种行之有效的测图方法 3 2 GPS RTK测量 3 2 1临时基站RTK测量 GPS RTK 测量过程一般包括 基准站选择和设置 流动站设置 中继站的 设立等 1 基准站的观测点位选择和系统设置 基准站的观测点位选择 GPSRTK 定位的数据处理过程是基准站和流动 站之间的单基线处理过程 基准站和流动站的观测数据质量好坏 无线电的信 号传播质量好坏对定位结果的影响很大 野外工作时 测站位置的选择对观测 数据质量 无线电传播影响很大 但是 流动站作业点只能由工作任务决定观 测地点 所以基准站位置的选择非常重要 基准站的系统设置 基准站的设置包括 建立项目和坐标系统管理 基 准站电台频率的选择 GPS RTK 工作方式的选择 基准站坐标输人 基准站工 作启动等 2 流动站 G P S 的设置 流动站 GPS 的设置包括 建立项目和坐标系统管理 流动站电台频率的选 择 有关坐标的输人 GPS RTK 工作方式的选择 流动站 RTK 工作启动 使用 RTK 流动站测量地形点等 22 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 3 中继站电台的设立 由于工作环境的复杂性 基准站和流动站之间往往无法避免障碍物对电台通信 的影响 这时中继站电台可以起到比较好的补救作用 一是它可以接收来自基 准站的信号 又可以将其发送出去供流动站使用 二是中继站电台只转发信号 不必安排在已知点上 完全可以按需要随时任意安排位置 3 2 2 GPS测量数据处理 外业观测数据质量检核主要有以下内容 数据剔除率同一时段内观测值的数据剔除率 不应超过 10 复测基线的长度差 C D 级网基线处理和 B 级网外业预处理后 若某基线向 量被多次重复 则任意两个基线长度之差 ds 应满足规范要求 单点观测模式不 同点间不进行重复基线 同步环和异步环的数据检验 但同一点间不同时段的 基线数据 与连续运行站网 长度较差 两两比较也应满足上式 第 4 章具体测绘工程方案实施及相关分析 4 1 测区概况及测绘作业的实施 4 1 1工程概况 泉州市作为福建省 3 大沿海城市之一 依托其独特的地理及经济区位优势 正在向瑞代化城市发展 面对充满机遇而又富有挑战的 21 世纪 泉州已经确定 了新的中长期发展目标 随着开发开放 近年来经济发展更为迅猛 城市建设 的战略重点要从以市区为主 逐步转向以市区为中心 以沿海为两翼 以交通 走廊为主轴的发展战略 根据上述指导思想 泉州对外交通的发展规划主要为 港口 铁路 公路及航空 泉州内部交通的发展规划主要为道路网建设 泉州 市北峰 丰州组团详细控制规划图如图 4 1 所示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 4 1 泉州市北峰 丰州组团详细控制规划 随着福厦铁路工程的建设 北峰片区的规划已基本完成 为了配合福厦铁 路的建设 必须按新规划加快实施建设部分道路等基础设施项目 以满足客货 交通的需求 泉州高铁新火车站及交通枢纽效果图见图 4 2 图 4 2 泉州高铁新火车站及交通枢纽效果图 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 北峰 丰州组团位于泉州古城西北侧 北靠清源山脉 西南朝晋江 西临九 日山庙下 由北峰 清源街道办事处和丰州镇部分组成 分区规划的控制区总 面积为 31 平方公里 建设用地范围为 19 82 平方公里 人口规模为 16 万人 4 1 2测区大致测绘范围 测区大致为和陵地混杂的地形 测区中分布道路 企业 居民村落和田地 以及沟渠等 4 1 3已有资料分析及利用 1 福建省测绘局于 2004 年施测的全省 C 级 GPS 控制网点 可作为本项目 平面控制点起算数据 在测区附近的其它可满足测图控制要求的高等级控制点 也可以使用 2 经三等水准联测的 C 级 GPS 控制网点的高程和经福建全省 似 大地 水准面精化内插得到的 GPS 控制点高程值 可以作为本项目高程控制起算使用 在测区附近的其它水准点也可以使用 3 福建省测绘局现有的 1 1 万地形图可以作为本项目作业计划 图幅分 幅等使用 4 1 4作业方法 本次 1 500 比例尺地形图测制采用全野外数字化测量方法 测量时应符合 规范 福建省技术规定 及本设计书的有关要求 4 1 5主要技术指标 1 坐标系统 平面坐标系统统一采用 1954 北京坐标系 高斯 克吕格投影 按 3 度分带 中央子午线为 120 度 高程系统采用 1985 国家高程基准 2 成图比例尺 1 500 基本等高距为 0 5 米 3 成图规格及数据格式 数据格式为 Autocad 2004 下的 dwg 成图规格按 50cm 50cm 正方形分幅 图幅编号 按 福建省技术规定 的要求进行编号 4 精度要求 地形图平面精度要求 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中误差 应符合表 4 1 的规定 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 表 4 1 图上地物点点位中误差与间距中误差 图上 mm 注 森林隐蔽等特殊困难地区 可按表 1 中规定值放宽 50 35 地形图高程精度要求 地形图高程精度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 4 2 的规定 表 4 2 等高线插求点的高程中误差 注 森林隐蔽等特殊困难地区 可按表 2 中规定值放宽 50 5 图上高程点取位 0 01 米 4 1 6生产各工序要求 1 首级控制测量 首级控制测量采用 GPS 测量的方式进行 以 C 级 GPS 控制点或其它可满 足测图控制要求的高等级控制点为起算点与检测点 每个 GPS 点应至少有一个 通视方向 首级控制点按 E 级 GPS 要求进行静态观测和平差 GPS 控制点标石埋设 建筑物顶上的 按 规范 附录 C 图 C 2 3 执行 土质地面的 按附录 C 图 C 3 1 执行 位于水泥和沥青路面的 使用刻有 GPS 字样的不锈钢标志 中心标志四周加刻 20cm 20cm 边框 GPS 点号选用 H0 加流水号表示 如 H001 在测区范围内不允许出 现重号 观测要求 GPS RTK 作业基本规定见表 4 3 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 表 4 3 GPS RTK 作业基本规定 平差计算 E 级 GPS 控制网内业平差计算使用 GPS 随机解算软件进行基线解算和网平 差计算 平差计算时首先先在 WGS 84 坐标系统下进行无约束平差 在确定的 有效观测量的基础上 利用已知点坐标和高程进行三维约束平差 平差计算各 项指标应符合 全球定位系统 GPS 测量规范 相应要求 高程测量 首级控制点高程计算可采用 GPS 大地高结合福建省全省 似 大地水准面 精化成果进行求算 也可采用 GPS 拟合高程 取位 边长和坐标取至 0 001m 高程取至 0 001m 2 图根控制测量 在测区首级控制基础上 可以采用图根一 二级光电测距图根导线进行 加密 也可采用在高等级控制点上直接利用全站仪或 GPS RTK 测出图根点坐 标的方法进行图根控制工作 图根点的密度以满足测图需要为准 1 500 比例尺地形图每幅图埋设 1 个图根埋石点 埋石点要均匀分布 埋石点应与同幅的另一个埋石点通视 每 幅图的图根点总数应不少于 4 个 位于土质地面的一般图根点埋设标志是使用 木桩 铁钉中心标志 位于水泥和沥青路面的一般图根点埋设标志是使用水泥 钉标志 一般图根点周边用红漆绘出 10cm 10cm 方框及点号 位于土质地面 的图根点埋石点使用预制混凝土标石或现场浇灌 规格按 福建省技术规定 第 4 4 1 3 条 予以埋设 位于水泥和沥青路面的图根点埋石点是使用特制铆钉 作为中心标志外加刻 15cm 15cm 的边框予以埋设 图根点编号 采取测区所 在镇名汉语拼音的第一个字母加流水号 001 999 表示 如 TL003 图根导线平面测量 水平角观测使用不低于 DJ6 级的经纬仪或全站仪 按方向观测法观测 边长测量用不低于 级的光电测距仪或全站仪 实测边长 一测回 一级图根导线测定边长时 须测定仪器常数 棱镜常数等边长改正参 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 数 上述参数可在电子手簿中记录 也可直接在全站仪中进行设置并改正 应有 说明 图根导线高程测量以首级控制点高程为起算点 采用红外测距高程导线 进行 精度等级按等外水准执行 图根导线观测的其余技术要求按 福建省技术规定 第 4 4 条执行 图根导线平差采用队自编并经过评测的导线平差软件系统进行平差计算 取位 边长和坐标取至 0 001m 高程取至 0 01m 3 全数字化测量 数字化测量采用全站仪极坐标法进行 测绘内容及取舍 除按照 规范 第四章第五节 第六节以及 福建省技术规定 第 6 条执行 符号按 图式 相应符号表示外 还应遵守下列规定 测图最大视距不宜大于 160m 无棱镜仪器最大视距不得大于 60m 地形图上高程点注记 图根点高程注记至 0 001m 碎部点高程注记至 0 01m 4 要素表示特别要求 要特别注意表示庙宇 祠堂 祖厝 土地庙等 有名称的应注记名称 村 社区居委会位置要准确注记 农村古树名木 园林绿化苗圃要表示 地下光缆要施测 房屋建筑结构分类标准见 福建省技术规定 附录 B 4 1 7最终成图要求 1 最终成图数据分层及颜色为软件默认分层和默认颜色 2 注意事项 图上等高线与各类地物要素相交 叠加时 应断开 数字编辑成图的图形符号应符合 图式 规定要求 同时应注意各地物之间 的相应关系 使图面完全合理 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 数据编辑时 对各图形的编辑应充分利用作图辅助工具及目标捕捉方式等功 能进行作业 图内各种线划和符号应准确 统一 图面清晰 线条光滑 房角 线垂直方正 线与线接头尽量封闭 无出头 断头或不到边的情况 保证图面 层码 高程值一致 且图上各种符号间最小间隔为 0 2mm 在注记时 注记位置应选取恰当 文字 数字注记无误 不压盖重要地物 电力线均连线编辑表示 图内各种比高注记大于 0 5m 的要表示 反之则不表示 当比高小于 1 5m 时 比高注至 0 01m 当比高大于 1 5m 时 比高注至 0 1m 数据编辑时 应注意注记压盖问题 以免影响图面的清晰 38 本次全野外测图数据采集软件为 cass7 1 图廓整饰 出版机关注 泉州市房地产测绘队 图外左下角注记 2 年 月 成图 1954 北京坐标系 中央子午线为 1985 国家高程基准 等高距为 0 5 米 1996 年版图式 图外右下角注记 测量员 绘图员 采用作业员名字 不采用软件名称 检查员 图外南面中间注记 1 500 站前大道项目测绘局部成果图如图 4 3 所示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 4 3 站前大道项目测绘局部成果图 4 2对相关施测数据的比较分析 RTK 测量坐标与已知坐标比较表 RTK 测量高程与已知点水准高程比较表 RTK 测量高程与已知点水准高程比较表分别见表 4 4 表 4 5 和表 4 6 表 4 4 RTK 测量坐标与已知坐标比较表 表 4 5 RTK 测量高程与已知点水准高程比较表 表 4 6 RTK 测量高程与已知点水准高程比较表 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第 5 章结论与展望 5 1小结 目前 我国国民经济快速增长 各项重大工程建设蓬勃开展 为工程测量 发展带来了严峻的挑战的同时也提供良好的机遇 伴随着测绘新技术的不断进 步 现代工程测量必将朝着测量内外作业一体化 数据获取及处理处理自动化 测量过程控制和系统行为智能化 测量成果和产品数字化 测量信息管理可视 化 信息共享和传播网络化的趋势发展 其发展特点可概括为精确 可靠 快 速 简便 连续