石家庄铁道大学四方学院校园地形图测绘设计书

石家庄铁道学院校园平面地形图测绘 技 术 设 计 书 2011 级测绘系 二一三年八月 四方学院 1:500 地形图测绘 项目承担单位：设计负责人： 审核意见：主要设计人： 审 核 人： 2013 年 9 月 21 日2013 年 9 月 19 日 批准单位： 审批意见： 审 核 人： 年 月 日 目 录 1 概述.1 1.1 任务情况.1 1.2 测区基本概况.1 1.3 工作内容.1 1.3.1 基础控制测量.1 1.3.2 1:500 全野外数字化地形图测量.1 2 已有资料情况.2 2.1 已有资料情况.2 3执行技术标准 .2 4 成果的主要技术指标和规格.3 4.1 坐标系统及高程基准.3 4.2 地形图分幅.3 5 设计方案.4 5.1 工作流程.4 5.2 准备工作.4 5.3 控制测量.4 5.3.1 平面控制测量.5 5.3.1.1 选点埋石.5 5.3.1.2 平面控制网的布设 .6 5.3.2 高程控制测量.7 5.4 地形图测绘.8 5.4.1 图根控制测量.8 5.4.2 野外数据采集.10 5.4.3 数字化编辑.11 5.4.3.1 数据格式.11 5.4.3.2 编辑的内容.13 5.5数字高程模型.14 5.5.1 采点原则.14 5.5.2 特征线.14 5.5.3 文件格式.14 6 质量保证措施.16 7 上交资料.16 1 1 概述 1.11.1 任务任务情况情况 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。 1.21.2 测区基本概况测区基本概况 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 180200 天，年均降水量 590mm。作业区高 程约为 30 米至 45 米。 1.3 工作内容 1.3.1 基础控制测量 1、二级导线测量； 2、三级导线测量 3、四等水准测量； 1.3.2 1500 全野外数字化地形图测量 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， 1.3.3 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 2 已有资料情况 2.1 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 GPS 点，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 （GB 12898-91） ； 2 1500、11000、12000 地形图图式 （GB/T 7929-1995） ； 3 1500、11000 12000 地形图要素分类与代码 （GB14804- 93） ； 4 测绘产品质量检查验收规定(CH/T1002-95)； 5 测绘产品质量评定标准(CH1003-95)； 6 工程测量规范GB500262007; 7测绘技术设计规定ZBA75001-89 8 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 4.1 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 1150000， 3 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/km，具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 5.1 工作流程 本项目的工作流程见下图： 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 DEM 构建 5.2 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； (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。 4 5.3 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。 5.3.1 平面控制测量 5.3.1.1 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 5080m，相邻边长大致相等，平坦平坦 开阔开阔地区图根点密度（点/km） 测图比例尺 1:500 1:1000 1:2000 图根点密度 1505015 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 0.6m，采用预制标石时，埋设时底部须铺设 0.2m 水泥， 以防止标石沉降。标石面应露出地面在 1cm 左右， 导线点标石上宽度 不小于 15cm15cm，下宽度不小于 30cm30cm。导线点位应易于保存、 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 附录 B.2.1。 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“A001” 、 “B001” 5 3.1.2 平面控制网的布设， 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 5.3.1.3 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 等级 闭合环或附 合导线长度 （km) 平均边长 （m） 测距中误差 （mm） 测角中误差 （） 导线全长相 对闭合差 6 三等 15300018 1.51/60000 四等 10160018 2.51/40000 一级 3.63001551/14000 二级 2.42001581/10000 三级 1.512015121/6000 a.导线网中结点与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 0.7 倍。 b.当附合导线的总长度小于上表的规定导线长度的 1/3 时，导线全 长的绝对闭合差不应小于13cm。 c.在平坦、开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 1.5 倍，但其绝对闭合差不应大于26cm。 （针对一级导 线） 导线测量水平角观测技术要求导线测量水平角观测技术要求 测回数 等级 测角中误差 （） DJ1DJ2DJ6 方位角闭合差 三等 1.5812- 3n 四等 2.546- 5n 一级 5- 24 10n 二级 8- 13 16n 三级 12- 12 24n (n 为测站数) 3.1.3.1 当观测数据中含有偏心测量成果时，应首先进行归心改正 7 计算。 3.1.3.2 水平距离计算，应符合下列规定： 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（3.3.23）式计算： DP = （3.3.23） 22 hS 式中，DP-测线的水平距离（m） S-经气象及加、乘常数等改正后的斜距（m） h-仪器的发射中心与反光镜的反射中心之间的高差（m） 3.1.3.4 导线网水平角观测的测角中误差，应按（3.3.24）式计算； m = （3.3.24） n ff N 1 式中，f-导线环的角度闭合差或附合导线的方位角闭合差（秒） n-计算 f 时的相应测站数； N-闭合环及附合导线的总数。 3.1.3.5 测距边的精度评定，应按（3.3.25-1） 、 （3.3.25-2）式计 算；当网中的边长相差不大时，可按（3.3.25-3）式计算网的平均测距 中误差。 1 单位权中误差： 8 = 3.3.25-1 n Pdd 2 式中，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，D 为测距的先验中误差，可按 2 1 D 测距仪器的标称精度计算。 2 任一边的实际测距中误差： mDI = 3.3.25-2 I P 1 式中，mDI-第 i 边的实际测距中误差（） Pi第 i 边距离测量的先验权。 3 网的平均测距中误差： mDI= 3.3.25-3 n dd 2 式中，mDI-平均测距中误差（） 。 3.1.3.6 测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（3.3.26-1）式计 算： DH = DP （1） 3.3.26-1 A MP R HH 式中，DH归算到测区平均高程面上的测边长度（m） ； DP测线的水平距离（m） ； HP-测区的平均高程（m） ； HM测距边两端点的平均高程（m） ； 9 RA-参考椭圆体在测距边方向法截弧的曲率半径（m）. 2 归算到参考椭圆球面上的测距边长度，应按（3.3.26-2）式计算： DO=DF（1） ） +3.3.26-2 mmA mm hHR hH 式中，DO归算到参考椭圆面上的测距边长度（m） ； Hm-=-测区大地水准面高出参考椭圆面的高差（m） ； 3 测距边在高斯投影面上的长度，应按（3.3.26-3）式计算： Dg = D0（1） （3.3.26-3） 2 2 2 m m R y 2 2 24 m R y 式中，Dg+-测距边在高斯投影面上的长度（m） Ym-测距边两端点横坐标的平均值（m） RM-测距边中点处在参考椭圆球面上的平均曲率半径（m） ； y-测距边两端点横坐标的增量（m）. 3.1.3.7 一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。 3.1.3.8 导线网平差时，角度和距离的先验中误差，可分别按 3.3.24 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。 3.1.3.9 平差计算时，对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。 3.1.3.10 平差后的精度评定，应包含有单位权中误差、点位误差 10 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。 3.1.3.11 内业计算中数字取位，应符合表 3.3.31 的规定。 表 3.3.31 内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 0.10.0010.0010.1 一级及 以下 10.0010.0011 5.3.2 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 GPS 控制点；其它路线按四等水准施测，联测区域内所有 GPS 控制点，四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 50km，各等级水准测量的观测方法见表 2： 表 2 测量等级观测方法观测顺序 二等三丝读数法往返后-前-前-后 11 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 0.1mm。平差后各等级控制网的最弱点高程中误差不得大于 25mm，平差 后最弱点的高程中误差不得大于 10mm，高程控制测量的技术要求应满足 工程测量规范表 5.4 地形图测绘 5.4.1 图根控制测量 1.1.方方法与步骤 （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 f=-(n-2)180,n 为测角数； 四等中丝读数法往返后-后-前-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 （mm） 基辅面 高差较差 （mm） 二等DS05铟瓦50130.30.40.6 四等DS3双面1005100.235.0 12 导线全长相对闭合差： 其中：= 22 yx ff+ 外业成果合格后，内业计算各导线点坐标。 2.注意事项 （1）导线点间应互相通视，边长以 6080m 为宜。若边长较短，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； 导线角度闭合差的限差为 允=60 n ，n 为测角数； 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“N2005”表示第 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 0.001 米。高程取至 0.01 米。 图根点相对于图根起算点的点位中误差不得大于 0.2 米，高程中误 差不得大于 0.1 米。 图根导线测量按照数字测图原理与方法实习指导书规范 5.4.2 野外数据采集 13 地形图测绘采用全站仪（或 RTK）全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 CASS 软件编辑地形图。地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，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 10-15cm 处应测注一 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 100m 范围内的房屋不允许综合，应逐个测绘。 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。 14 (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 1.0m（含 1.0m）以上时，应依比例尺测绘双线，在 1.0m 以下时沿线状 地物中心测绘单线。 (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 1.0mm、水涯线 绘于岸边上。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 8.3.2 条表示。 (8) 陡坎、斜坡、梯田坎、垄等，当图上长度大于 10mm 时，比高 在 0.5m 以上的均需测绘。 (9) 图上相邻两条等高线的间距大于 10cm 时，应测绘间曲线。 (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。 5.4.3 数字化编辑 5.4.3.1 数据格式 分层和代码执行“分类与代码” ，最终数据格式为 DWG 文件。 (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：SG01 (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。 15 (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 TK； 各层颜色按表 3 执行： 表 3 (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 1150000。 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。 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 水系及附属设施 5 境界 6 地貌和土质 9 植被 3 图廓 7 16 5.4.3.2 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 名称字体大小 居 民 地 县级以上 政府驻地 粗等线 （TXT，CDXT） 28K(6.0) 17 5.5数字 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。 5.5.15.5.1 采点原则采点原则 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 1015 米，中心线两侧各 50 米范围内一般应小于 10 米。 5.5.25.5.2 特征线特征线 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 乡、镇政府驻地 中等线 （TXT，XDX） 24K(5.5) 行政村 自然村 细等线 （TXT，XDX） 4.0 机关、工、矿企 事业单位 中等线 （TXT，XDX） 4.0 名称说明 4.0 说 明 注 记 性质说明 细等线 （TXT，XDX） 3.0 山名 长中等线 （TXT,XDX） 4.0 x3.2 水系（河流、水渠） 左斜等线 （TXT，XDX） 4.0、4.4 控制点及高程 2.4x1.75 公路等级 数 字 Simplex(Simplex) 3.5x2.6 2.0 x1.5 18 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。 5.5.35.5.3 文件格式文件格式 共两类文件，