1:500数字化地形图测绘项目技术设计书.pdf
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1、1:5001:500 数字化地形图测绘数字化地形图测绘项目技术设计书项目技术设计书1 1 概述概述1.11.1 任务来源任务来源随着市城区的快速发展,该市原有的地形图已不能满足当前规划设计的要求,因此,市住房和城乡建设局委托我院在城区西南方向的、及片区增测 1:500 数字化地形图,以满足城市规划设计和管理的需要。1.21.2 工作内容和范围工作内容和范围测区位于市城区西南方向的片区、片区一带,分为二个独立区块, 测图具体范围由市住房和城乡建设局派人实地指定。任务内容包括 1:500 数字化地形图测绘,用1980 西安坐标系施测,并将 1980 西安坐标系的地形图转换为 1954 年北京坐标系
2、,具体包括:(1)测区控制测量;(2)1:500 数字化地形图测绘,并将所测绘的1:500 数字化图地形图缩编为 1:1000 地形图(80 坐标) ,面积约 6 平方公里;(3) 将 1980 西安坐标系的 1:500 数字化地形图转换为 1954 年北京坐标系地形图。(4)在 2009 年城区地形图测绘成果的基础上, 增加图幅分幅编号,并完善原有图幅结合表(电子版) ;2 2 作业区自然地理概况和已有资料情况作业区自然地理概况和已有资料情况2.12.1 作业区自然地理概况作业区自然地理概况市城区地处省西北、云贵高原南麓,是大西南通向沿海港口的重要通道,城区介于东经 1080010807 、
3、北纬 24392445之间。测区地处城区西南方向城郊结合部,测图范围主要分布有、村及京峒等 3 个村庄,该项目东北面接边地区 2009 年已测过 1:500 地形图。国道 G323 横穿测区,测区大车路、乡村小路不多,交通条件一般。植被以耕地、树林、灌木林和草地为主;测区属丘林地带,部分地方树木较多,通视条件困难。2.22.2 已有资料情况已有资料情况测区现有资料情况:(1)测区附近有国家 GPS C 级网,可作为一级 GPS 控制网的起算点。(2)测区内有1/1 万、1/5 万地形图,可以作为测区实地踏勘和设计用。3 3 技术依据技术依据3.1城市测量规范CJJ/T82011;3.2工程测量
4、规范GB50026-93;3.3国家三、四等水准测量规范GB12898-91;3.4全球定位系统(GPS)测量规范GB/T 183142009;3.5卫星定位城市测量技术规范CJJ/T 732010;3.6全球定位系统城市测量技术规范CJJ732010;3.7 全球定位系统实时动态测量 (RTK) 技术规范 CH/T 20092010;3.81:500、1:1000、1:2000 地形图图式GB/T20257.1-2007;3.9测绘成果质量检查与验收GB/T 243562009;3.10数字测绘成果质量检查与验收GB/T18316-2008;3.11 本项目技术设计书。4 4 主要技术指标和
5、规格主要技术指标和规格4.14.1 系统基准系统基准4.1.1 平面坐标系统采用 1980 西安坐标系,高斯-克吕格投影,3分带,中央子午线为 108,Y 坐标加 500 公里。4.1.2 高程基准采用 1985 国家高程基准。4.1.3 成图方法采用解析法数字化成图(全野外数据采集) 。4.1.4 成图比例尺成图比例尺为 1:500。4.1.5 基本等高距基本等高距为 1.0m。4.24.2 精度指标精度指标4.2.1 GPS 网精度指标表 1等级平均边长(km)1固定误差a(mm)10比例误差系数b(1X10-6)5最弱边相当中误差1/20000闭合环或符合路线边数10一级4.2.2 图根
6、控制网精度指标图根控制测量按三级导线精度要求施测,精度指标如下:闭合环或平均边等级符合导线长(m)长度 (km)三级1.5120测距中误差(mm)测角中误差()方位角闭合差()1512241/6000导线全长相对闭合差注: n 为测站数4.2.3 平面精度(1)一级 GPS 平面控制网中最弱点相对于起算点的点位中误差不应大于5cm。(2)图根点对于起算点的点位中误差不应大于5cm。(3)测站点相对于邻近图根点的点位中误差不应大于5cm。表 2 图上地物点点位中误差与间距中误差(单位:图上 mm)地物类别城市建成区、平地、丘陵地山地、高山地点位中误差0.50.75邻近地物点间距中误差0.40.6
7、注:树林隐蔽、陡石山等特殊困难地区可按上表放大 50%。4.2.4 高程精度(1)首级控制网中相对于起算点的最弱点高程中误差不应大于0.02米。(2)图根点对于起算点的高程中误差不应大于5cm。(3)对于测区内已建成的较平坦的城市建成区,高程注记点相对于邻近控制点的高程中误差不得大于 0.10m。(4)等高线插求点相对与邻近图根点的高程中误差应满足下表:地区分类高程中误差(等高距)平地1/3丘陵地1/2山地2/3高山地15 5项目投入及工期计划项目投入及工期计划本项目将于 2012 年 12 月 27 日进场,投入的人员见下表:技术人员总人数47高工工程师26助工7工人技术员4-8 级1-3
8、级无级912110投入本工程的主要测绘仪器设备见下表:仪器设备名称GPS 接收机型号中海达V8Topcon GTS-311STopcon GTS-335WTopcon GTS-225Topcon GTS-336Topcon GTS-336NTopcon GTS-3005数量(台)7产地国产备注用于控制测量及地形测图全站仪20日本用于控制测量和地形测图,每个作业组长配备1 台。电脑笔记本、台式机HP1050CHP790GP88IT-3118/211826项目主管 1 台,技术总中国负责 1 台,项目经理部美国2 台,质检部 2 台,每个作业组长 1 台。美国美国韩国A0 幅面,用于喷绘图件用于控
9、制测量和地形测图,每个作业组长及工人均配备 1 台。绘图仪对讲机220投入本项目的主要软件见下表:软件名称软件开发商版号CASS8.0数量 (套)25备注用于地形测图南方测绘地形地籍南方测 绘仪器成图软件公司投入主要交通工具:越野车 1 辆。本项目的工期计划为 2013 年 2 月 5 日前完成全部测绘工作,我院将全力确保工期目标,保证在规定的工期内按质按量完成任务。6 6 设计方案设计方案6.16.1 仪器仪器本项目拟投入 GPS 接收机 12 台套 (标称精度均优于 10mm+2ppm) ,用于一级 GPS 控制点布设和图根 RTK 控制点观测。 拟投入 DJ6 以上全站仪 20 台,用于
10、图根导线和全野外数据采集。上述所有仪器均应在检定有效期内。6.26.2 软件软件外业数字化成图采用南方 CASS2008 软件,拟投入 25 套。6.36.3 技术路线技术路线项目主要技术路线如下:在原有国家 C 级 GPS 控制点的基础上,为满足图根控制需要,采用静态 GPS 方法布设一级控制点。在开阔地带采用 RTK 方法, 在村庄房屋密集区采用导线方法, 布设图根控制点。对碎部点进行全野外数字化采集,编辑生成1:500 地形图。对1:500地形图进行缩编生成 1:1000 地形图。 将 1980 西安坐标系 1:500 地形图进行参数转换,生成 1954 年北京坐标系地形图。技术流程图如
11、下:西安坐标系 1:500 地形图转换成北京坐标系首级控制测量图根控制测碎部点全野外采集内业 dwg 计算机编辑(1:500)回放编辑的数字线划图计算机 dwg 数据检查图幅接边、检查 dwg 数据(1:500)缩编 1:1000 地形图 dwg 数据成果整理上交及归档技术流程图6.46.4 首级平面控制网测量首级平面控制网测量根据该项目的具体情况, 拟布设一级 GPS 控制网作为该项目的首级控制网,测区附近有三个 C 级 GPS 控制点,可作为该项目的一级GPS 平面控制网起算点。6.4.16.4.1 一级一级 GPSGPS 网布设网布设在 C 级 GPS 点控制下以边或点连接的方式布设约
12、30 个点的一级GPS 静态平面控制网,一级GPS 静态控制网执行的技术规范为卫星定位城市测量技术规范。6.4.1.16.4.1.1 一级一级 GPSGPS 点选点点选点一级 GPS 点选点应满足以下要求:(1)点位应基础坚实稳定,易于长期保存,并利于安全作业;(2)视场内障碍物高度角不宜大于 15;(3)点位与大功率无线电发射源的距离应大于200m,与高压输电线、微波通道的距离应大于 100m;(4)应尽量避免大型建筑物、玻璃幕墙及大面积水体等干扰卫星信号接收的物体;(5)为了便于图根导线布设,每点至少 12 个方向通视。6.4.1.26.4.1.2 一级一级 GPSGPS 点埋石点埋石一级
13、 GPS 点一般埋设预制好的柱石, 在建筑物顶上、铺装路面上埋石采用现场浇灌的方法,埋石要求稳固、方正、表面要光滑。一级GPS 点的埋石规格为上底 12cm12cm,下底为 20cm20cm,高为 50cm;其点号一般按顺序进行编号,编号前冠以罗马数字“”代表相应的级别, 点号字头应朝北。 标石埋设后, 应实地绘制控制点点之记。6.4.1.36.4.1.3 一级一级 GPSGPS 网观测基本技术要求网观测基本技术要求一级 GPS 网观测应满足以下要求:(1)观测时段数1.6,观测时段长度45 min;(2)卫星高度角15,有效观测卫星数4;(3)数据采样间隔 1030 s;(4)PDOP 值6
14、;(5)天线定向标志宜指向正北,安置的对中误差3mm;(6)天线高量至毫米,测前、测后各量一次,两次丈量天线高度差3mm。6.4.1.46.4.1.4 一级一级 GPSGPS 网数据采集网数据采集采用双频 GPS 接收机 7 台套进行一级 GPS 网数据采集。 以 3-8 台GPS双频接收机同步观测组成一个多边网, 网的扩展方式采用边连接、边网连接或点连接的方式,各相邻同步网(环)最好有一条公共边,每个 GPS 点上至少设站观测 2 次。6.4.1.56.4.1.5 一级一级 GPSGPS 网数据预处理及数据检验网数据预处理及数据检验GPS 采集数据外、内业处理均采用随机平差软件进行。每时段基
15、线处理完成后,必须进行外业数据的试算、检验工作,其内容包括:(1)异步环或附合路线坐标分量闭合差应满足: Wx Wy2 n WzWs=Wx2+Wy2+Wz22 3n =102+(5D)2n 为独立环中的边数, 标准差(mm),D 为平均边长(km)。(2)任一三边构成的同步环坐标分量闭合差应满足:Wx Wy 3/5 WzWs=Wx2+Wy2+Wz23/5 =102+(5D)2 标准差(mm),D 为平均边长(km)。(3)重复测基线较差应满足:S2 2 。对以上外业数据的计算处理并确认合格后, 应将数据存入主机盘上并做好记录,留待内业处理。(4)最弱边相对中误差应满足:一级 GPS 网最弱边相
16、对中误差1/20000。6.4.1.66.4.1.6 一级一级 GPSGPS 网平差计算网平差计算一级 GPS 网平差计算包括基线向量解算及整体平差:(1)无约束平差中,基线向量的改正数绝对值应满足下式要求: Vx3 Vy3 Vz3(2)约束平差中,基线向量的改正数与剔除粗差后的无约束平差结果的同名基线相应改正数的较差应符合下式要求: dVx2 dVy2 dVz2(3)一级 GPS 控制网的投影平差在 GPS 基线解算并检验各项指标合格后,采用随机软件按 1980 西安坐标系进行平差。6.56.5 高程控制测量高程控制测量该项目所有一级 GPS 点, 其高程采用广西似大地水准面高程模型进行解算
17、。6.66.6 图根控制测量图根控制测量图根控制测量采用图根导线或者 RTK 的方法进行。在测区开阔地带,可以采用 RTK 方法进行图根控制测量,在建筑和植被密集区,可以采用导线方法进行图根控制测量。 图根 RTK 的技术依据为全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范 ,其未作规定的内容,兼顾卫星定位城市测量技术规范 的有关要求。图根导线的技术依据为城市测量规范 。6.6.16.6.1 图根点选点、埋石图根点选点、埋石6.6.1.16.6.1.1 图根点选点图根点选点图根控制点应选在利于保存、便于使用的地方。水泥、沥青路面打入长度 5cm 的水泥钉, 并用红油漆以该点为中心绘直径约 5cm
18、的圆圈示之, 以便长期保存。 在菜地、 旱地等非水泥的地方则使用木桩点,在木桩中心打入长度为 3cm 的铁钉作为中心标志,木桩的规格为 4cm4 cm20cm。所有的控制点应在其附近写上点号,以便查找。控制点密度在平坦开阔地区每平方公里不少于64 个点(不包括支点) ,地形复杂、隐蔽及城市建筑区,视测图需要适当加密,最终以满足测图需要为原则。普通图根点(非埋石图根点)从1 开始按流水号 1、2、3进行编号,编号前面统一冠以大写英文字母“N”。图根埋石点点号按流水顺序进行编号,编号前面统一冠以大写英文字母民“T” 。图根点的编号实行统一管理、统一分配,同一测区内可漏但不重号。6.6.1.26.6
19、.1.2 图根点埋石图根点埋石图根点宜采用临时标志,当测区内高级控制点稀少时, 适当埋设标石或测定永久性地物点坐标,埋石点应选在第一次附和的图根点上,并应做到至少能与其他埋石点或坐标地物点通视。 采用图根导线方法时,应在第一次附合的图根导线点上埋石。 图根埋石点一般埋设预制好的标石,规格为上底 12 cm12cm,下底为 20 cm20cm,高为 40cm。在建筑物顶上埋石则采用现场浇灌的方法,埋石要求稳固、方正、表面要光滑,规格为上底 20 cm20cm,下底为 30 cm30cm,高为 15cm。在埋石困难的水泥地面上,可打入直径 1cm,长 12cm,带十字的钢钉,在其周围刻2020cm
20、,深 0.5cm 的方框, 框线宽0.6cm,并刻等级和点号。用红油漆填写等级、点号、框线。6.6.26.6.2 图根导线测量图根导线测量6.6.2.16.6.2.1 图根导线测量的主要技术要求图根导线测量的主要技术要求图根导线测量应满足的主要技术要求如下:(1)图根控制点采用全站仪在等级控制点的基础上进行加密,图根点相对于图根起算点的点位中误差及高程中误差, 不得大于5cm,图根导线按三级导线精度施测。(2) 图根控制采用结点导线网或单一附合导线的方法进行布设,导线网的结点一般应布设在交叉路口上, 结点之间或结点与已知点之间的导线长度应不大于导线所允许长度的0.7 倍。 附合图根导线边数一般
21、不超过 12 条边,超过 12 条边时应布设成结点网。图根导线不宜超过两次附合,在个别困难地段可附合三次。 局部地区图根导线无法闭合时,可布设不多于四条边、且每条边不应超过 100m 的支导线。支导线的水平角观测左右角各一测回, 其测站圆周角闭合差不应超过40。在支导线的起始点上应尽量联测两个已知方向,每幅图的支点数,不能超过总点数的(含各级控制点)的1/3。(3)导线水平角用 DJ6 全站仪按全园方向观测法观测二测回,方向数超过 3 个时要归零,半测回归零差18,同一方向值各测回较差24;图根导线水平角观测时, 各测回照准零方向起始读数应变换。各测回照准零方向起始读数如下:第一测回 0000
22、0第二测回 901730导线边长单向测定平距一测回, 读记四次读数,一测回读数较差小于或等于 10 mm,取中数用。(4)图根导线点的高程采用高程导线的方法测定,高差从全站仪上直接读取, 观测一测回, 读记二次读数, 一测回读数较差10 mm,取中数用,还可以测垂直角一测回,将垂直角(或天顶距)输入全站仪内,直读高差,读记至毫米两次,读数较差10 mm,取中数用,仪器高、觇标高均量记一次至毫米。 导线高程路线闭合差不得大于40 D (mm) ,D 为附合路线或环线长度,单位 km。6.6.2.26.6.2.2 图根导线平差计算图根导线平差计算使用 EPSW2005 电子平板软件系统附带的控制测
23、量 ELER 或 EBNAS 电子手簿进行数据采集,并用清华山维NASEW 平差软件进行平差处理后,生成图根控制点的坐标数据文件。 也可利用经审核批准的其它程序在计算机上进行计算。 不论采用何种平差方法,均应二人独立计算进行核对。6.6.3 RTK6.6.3 RTK 图根控制测量图根控制测量6.6.3.1 RTK6.6.3.1 RTK 图根控制测量基准站技术要求图根控制测量基准站技术要求RTK 图根控制测量基准站应符合下述技术要求:(1)基准站应设在测区布设的高等级控制点上。(2)利用电台进行数据传输时,基准站应尽量设在测区相对较高的位置;(3)采用移动通信进行数据传输时,应确保基准站有移动通
24、信接收信号;(4)利用电台进行数据传输时,应按约定的通信频率进行数据链设置,以避串频;(5)应正确设置随机软件中对应的仪器类型、电台类型、电台频率、天线类型、数据端口、蓝牙端口等;(6)应正确设置基准站坐标、数据单位、尺度因子、投影参数和天线高等参数。6.6.3.2 RTK6.6.3.2 RTK 图根控制测量流动站技术要求图根控制测量流动站技术要求RTK 图根控制测量流动站应符合下述技术要求:(1)用数据采集器设置流动站的坐标系统转换参数,设置与基准站的通信;(2)流动站不宜设置于隐蔽地带、成片水域及强电磁波干扰源附近;(3)观测前应对仪器进行初始化并得到固定解,当长时间不能得到固定解时应断开
25、通信链重新进行初始化;(4)每次观测之间应重新初始化;(5)作业过程出现卫星信号失锁,应重新初始化并经重合点检测合格后才能继续作业;(6)每次作业开始前或重新架设基准站后,应进行至少 2 个已知点的检核,检核的平面坐标较差应小于7cm;(7)流动站观测应采用三角架对中、整平,每次观测历元数应不少于 20 个;(8)流动站与基准站的距离应小于 5km。6.6.3.3 RTK6.6.3.3 RTK 图根点平面测量技术要求图根点平面测量技术要求RTK 图根点平面测量应符合下述技术要求:(1) 地心坐标系与 1980 西安坐标系的转换参数采用测区 GPS 控制测量求解的参数;(2)RTK 图根点测量平
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