1、黄河水利职业技术学院1500数字地形图测绘毕业论文黄河水利职业技术学院毕业论文（设计）黄河水利职业技术学院1:500数字地形图测绘专 业： 地理信息系统与地图制图技术 系（部）： 测绘工程系 黄河水利职业技术学院毕业设计指导教师意见 年 月 日学生姓名专业地理信息系统与地图制图技术班级地信0801设计题目黄河水利职业技术学院1：500数字地形图测绘指导教师意见：是否同意参见答辩：同意（ ） 不同意（ ） 指导教师签名：摘 要地面数字测图是利用全站仪或其他测量仪器在野外进行数字化地形数据采集，在成图软件的支持下，通过计算机加工处理，获得数字地形图的方法。数字测图是通过数字测图系统来实现的，数字测
2、图系统主要由数据输入、数据处理和数据输出三部分组成。数字测图使地形图测绘实现了数字化，自动化，改变了传统的手工作业模式。地面数字测图与传统的图解法测图相比，具有自动化程度高、精度高、不受图幅限制、便于使用管理等特点。目前，数字测图技术已基本取代了传统的地形图测图方法，地面数字测图已成为获取大比例尺数字地形图、各类地理信息系统以及为保持其现势性所进行的空间数据更新的主要方法。关键词：数字测图；控制测量；图形编辑；数字化测图；全站仪目 录第1章 绪 论 1第二章节 已有资料分析 32.1 测区概况 32.2 作业依据和已有资料的收集及利用 32.3 地形测量工艺流程 6第三章 导线测量 73.1
3、选点踏勘 73.2 距离测量 93.2.1 仪器的选用及标称精度 93.2.2 边长测距的主要技术要求 103.3 角度测量 103.4 导线测量记录规定（引用城市测量规范） 123.5 数据处理 123.5.1 计算机平差步骤 13第四章 四等水准测量 164.1 仪器检验校正 164.2 设站要求与观测方法 174.3 测站限差 174.4 成果计算 174.5 水准测量记录规定（引用国家三、四等水准测量规范） 194.6 注意事项 19第五章 碎部点野外数据采集 215.1 数字测图流程 215.2 测区划分 215.3 等高距和地形点间距 225.4 测距长度 225.5 建站定向 2
4、35.6 碎部点采集 235.7 绘制测站草图及展点 25第六章 内业数字地图的绘制 266.1 数据传输及展点 266.2 数字化成图作业步骤 266.3 数字绘图的一般原则 276.4 地形图的修测与编绘 296.4.1 地形图的修测 296.5 地形图的编绘 30第七章 项目计划安排 31致 谢 35参考文献 36附 录 37第二章 绪 论数字测图（Digital Surveying and Mapping，DSM）系统是以计算机及其软件为核心在外接输入输出设备的支持下，对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘系统。利用全站仪、GPS等设备进行数据采集，为GIS提供数据
5、源，广泛用于测量工程、水文、工民建、道路桥梁、树立水电工程等建设领域。数字地图（Digital Map）以数字形式存储在磁盘、磁带、光盘等介质上的地图。数字测图主要作业过程为三个步骤：数据采集、数据处理及地形图的数据输出（打印图纸、提供软盘等）。随着电子全站仪、RTK技术的发展逐步成熟，以及电子计算机的普及，地形图的成图方法正在逐步地有传统的白纸法成图向数字测图方向发展。特别是在我国的东部沿海发达地区，数字成人图几乎已占据大部分的地形图测绘市场。数字化测图以其成图精度高、成图周期短、即用即测，快速建立城市大比例尺基础地理信息数据库等特点，已被一些城市建设规划管理的领导所青睐和引用。随着测绘科学
6、技术的发展。而全站仪作为当前应用最为广安的测绘仪器，是电子技术与光学技术结合反战的光点测量仪器，集测距仪、电子经纬仪的优点于一体。因此全站仪也是目前使用的大比例尺数字化测图。自70年代末到90年代初，由于航测成图方法和技术基本上还是模拟和手工的，航测成图过程所花费的时间周期长，财力和物理投入大，已远远不能满足社会的需要。20世纪末，由于数字化、自动化测图和制图技术的发展，测量与制图的效益大大提高，时间明显缩短。而另一方面，由于经济建设和社会发展迅速，社会积蓄加速空间数据的更新及变化的监测。据了解，过去大比例尺的地图通常侧爱用白纸测图，局部全站仪外爷侧记成图和模拟摄影测量成图，通常采用全数字摄影
7、测量系统，利用最新的航摄资料，进行影像扫描，相片连测加密、调绘u、形成文件，为GIS提供空间数据。因此全站仪也是目前使用的大比例尺数字化测图工具。针对我们即将走出校门的大三学生，为了夯实我们的基本技能，使我们在工作单位工作的更加树立和自如，更好的展现我们黄河水利职业技术学院工程测量专业专业的专业素养，犀利组织里这次毕业项目-校园地形测量工程1:500地形图测绘任务。本次测图将于三月七号开始进行，项目完成时间要求：外爷测量时间为五周，及周六周末休息，其他时间为布设控制网，碎部测量，成图等时间。第二章 已有资料分析2.1 测区概况为满足黄河水利职业技术学院新校区未来规划和发展的需要，由地理信息系统
8、与地图制图技术0801班的学生承担了黄河水利职业技术学院新校区1:500数字地形图测量任务，黄河水利职业技术学院新校区位于河南省开封市西北角，东邻黄河大街，北邻北环路，西邻夷山大街，东邻东京大道，与河南大学新校区毗邻，南侧有100米贯通东西的城市绿化带。学校内部第十较为平坦，有教学楼、宿舍楼、食堂、各种运动场、湖泊、离市中心8Km，距离火车站约10km，离连霍高速路开封市出口约3km，占据面积1000余亩，新校区平均海拔73m，地势平坦，便于测量作业。本次作业能容是要完成新校区1:500数字地形图其中包括：测图踏勘、实地选点、布设控制网、碎步点测量、内页成图，用以满足该地区今后的整体规划，数字
9、化测图技术是黄河水利职业技术学院的省级精品课程，在河南省享有很高的知名度，学院测绘工程系应生产单位要求，着力发展工程测量以及数字测图学，培养出更加优秀的毕业生，为国家的基础建设贡献着自己的力量。2.2 作业依据和已有资料的收集及利用1.黄河水利职业技术学院新校区鸟瞰图及黄河水利职业技术学院新校区控制点的基本位置如图2.1，可作为测图范围划定与控制测量网形设计及实际选点只用。图2.1 黄河水院新校区鸟瞰2.本次作业的平面坐标系为开封市城建坐标系，属于地方坐标系，其基准与国家参考椭球的基本保持一致平面控制点：平面控制点：“HY06”、（平面动态RTK 高程四等水准联测）“ HY06”152” （平
10、面动态RTK 高程四等水准联测）等保存完好，符合测量要求，能够保证测量精度，且位于测区附近，作为本次测量的基准点（见表2.1）表 2.1 已知平面控制点2.3 地形测量工艺流程 图2.2 地形测量工艺流程第三章 导线测量由于平面控制测量成果要应用于数字测图，对图根点的布设密度、方法、测量精度都有一定要求。考虑到测区范围是整个新校区，南北长约935米，东西宽约800米，根据测图比例尺可以选择布设二级导线作为首级控制。根据已知点情况可以布设成单一闭合导线或符合导线。具体流程见图3.1.3.1 选点踏勘（1）相邻点之间应通视良好，每个点至少要求有两个点通视，以便以后定向和检查为便于测图；点位周围尽量
11、避开一些小障碍物，如小树、电杆、路灯等；点与点的视线方向上要超越障碍物的距离宜在0.5米以上；图3.1：图根平面控制测量流程本次项目采用光电测距，还应该遵循下列原则： 测距边的长度宜在各等级控制网平均边长的（1+30%）的范围选择，并顾及所用测距仪（全站仪）的最佳测程； 测线宜高出地面和离开障碍物1m以上； 测线应避免通过发热体（如散热塔、烟囱等）的上空及附近； 安置测距仪（全站仪）的测站应避开受电磁场干扰方，离开高压线宜大于5m； 应避免测距时的视线背景部分有反光物体；（2）点位应该选在土质坚实的地方或坚固稳定的高建筑物顶面上，便于造标、埋石和观测，并能永久保存，为了便于查找，在各导线点旁边
12、墙上做标志；（3）宜充分利用原有控制点和国家控制点的点位，各级导线也应充分利用已埋设永久性标志的规划道路中线点。（4）选择合适的点位密度图根点的密度应根据测图类型现代数字测图、比例尺和地形条件而定。对于数字测图，也是以此来确定图根点的密度，具体见表3.1针对本次项目。 表3.1：图根控制点密度(点/)（引用1：500 1：1000 1：2000外业数字测图技术规程）测图比例尺1:5001:10001:2000图根控制点的密度（点数/km2）64164（5）导线边长要均匀、长度合适。本次项目导线距离测量采用全站仪进行电磁波测距，根据规范要求，二级导线边长遵循表3.2的相关规定。表3.2：光电测距
13、导线的主要技术指标（引用城市测量规范）等级导线长度(km）平均边长（km）测角中误差（）测距中误差（mm）测距相对中误差测回数方位角闭合差（）导线全长相对闭合差1仪器2仪器6仪器三等1431.8201/150000610-3.6n1/55000四等91.52.5181/8000046-5n1/35000一级40.55151/30000-2410n1/15000二级2.40.258151/14000-1316n1/10000三级1.20.112151/7000-1224n1/5000注：1 表中n 为测站数。2 当测区测图的最大比例尺为1：l000，一、二、三级导线的导线长度、平均边长可适当放长
14、，但最大长度不应大于表中规定相应长度的2 倍。3数据依据工程测量规范（GB50026-2007）（6）埋石工作在踏勘选点时同时进行，可以采用校园现有的标石，也可采用钉水泥钉，在水泥钉上用红色油漆作标志，并给予编号,然后按照本指导书最后附2所示格式为每个控制点作点之记。3.2 距离测量距离测量可以采用钢尺量距和电磁波测距两种方式。本次距离测量采用电磁波测距的方法进行，要求在测站记录中记录平距，精度指标见表3.2。若选用级（指光电测距精度的测距仪（全站仪），要求观测一测回，光电测距一测回指照准目标连续进行四次测量，获取四次读数互差只有小于10mm时观测值才合格，取四次观测值（必须取平距）的平均值作
15、为导线边长度。距离观测值可以记录在水平角观测手簿里的备注栏里，四次读数都须写上，较差合乎要求时，最后算出中数。3.2.1 仪器的选用及标称精度1)一级及以上等级控制网的边长，应采用中、短程全站仪或电磁波测距仪测距，一级以下也可采用普通钢尺量距。2)中、短程测距仪器的划分，短程为3km 以下，中程为315km。3) 测距仪器的标称精度，按()式表示。mDa+bD ()式中 mD测距中误差(mm)；a标称精度中的固定误差(mm)；b标称精度中的比例误差系数(mmkm)；D测距长度(km)。4) 测距仪器及相关的气象仪表，应及时校验。当在高海拔地区使用空盒气压表时，宜送当地气象台(站)校准。3.2.
16、2 边长测距的主要技术要求 各等级控制网边长测距的主要技术要求，应符合下表的规定。表3.3 各等级控制网边长测距的主要技术要求 平面控制网等级仪器精度等级每边测回数一测回读书较差（mm）单程各测回较差（mm）往返测距较差（mm）往反三等5mm级仪器33572(a+bD)10mm级仪器441015四等5mm级仪器225710mm级仪器331015一级10mm级仪器2-1015-二、三级10mm级仪器1-1015注：1 测回是指照准目标一次，读数2-4 次的过程。2 困难情况下，边长测距可采取不同时间段测量代替往返观测。测距时需注意下面问题：(1)测线宜高出地面和离开障碍物1m以上，以减小折光影响
17、；(2)测线避免通过发热体（如散热塔、烟窗等）和较宽水面上空；(3)测站应避开受电、磁场干扰的地方，应离开高压线5m以外；(4)测距时避免背景部分有反光物体；(5)在大气稳定和成像清晰的条件下观测，雾、雨、雪天气不宜观测；(6)避免爆晒、淋湿仪器，严禁镜头对向太阳；(7)测站、镜站不准离人；手机、对讲机应远离测线使用；(8)仪器高和棱镜高的量取位置一定要正确。仪器高是标面至测距仪示高点的高度；棱镜高是标面与棱镜中心（镜框上有标志线）的高度，不是测垂直角（或天顶距）照准的觇牌标志线的高度。3.3 角度测量由于是单一导线，每站只有两个方向，如果是附合导线，水平角的观测采用测回法进行左角（或右角，但
18、习惯测左角）观测，如果是闭合导线，则要观测内角和连接角。其技术要求见表3.4所示。进行水平角观测时，采用2全站仪，对于二级导线观测一个测回即可，若采用5或更低精度的，至少要观测3测回，并须进行度盘配置，可按下式进行度盘配置：（m为测回数，j为测回序数）导线点水平角测回法观测中，限差见表3.4，由于只有两个方向，不必归零，而且使用全站。表3.4：导线测量水平角观测的技术要求（采用城市测量规范）等级测角中误差（）测回数方位角闭合差（）DJ1DJ2DJ6三等1.58123四等2.5465一级52410二级81316三级121224说明：n为测站数仪测角，因此若采用2全站仪，由于只观测一测回，限差也只
19、有一项，即一测回内同一方向上下半测回2C互差要小于13；若采用5或更低精度的，由于两个方向不必归零，因此限差也只有一项，即同一方向值各测回较差小于24，把水平角观测结果记录到水平角观测手簿中。表3.5：方向观测法的各项限差（）（引用城市测量规范）经纬仪型号光学测微器两次重合读数半测回归零差一测回内2C较差同一方向值各测回较差DJ11696DJ238139DJ61824说明：5全站仪测角相当于DJ6经纬仪，2全站仪测角相当于DJ2经纬仪。3.4 导线测量记录规定（引用城市测量规范）（1）一切原始观测值和记事项目，应在现场用钢笔或铅笔记录在规定格式的外业手薄中，字迹应清楚、整齐、美观，不得涂改、擦
20、改、转抄，外业手薄或记录纸应进行编号；（2）手薄各记事项目，每一测站或每一观测时间段的首末页都应记录清楚，填写齐全。水平角观测手薄中照准点一栏，全组合测角法观测时，每测回只记录方向号数、照准标的;方向观测时，每站第一测回应记录所观测的方向号数、点名和照准标的，其余测回仅记录方向号即可；原始数据的更改规定：（3）水平角观测，秒值读记错误应重新观侧，度、分读记错误可在现场更正，但同一方向盘左、盘右不得同时更改相关数字。垂直角观测中分的读数，在各测回中不得连环更改；（4）距离测量和轴杆头水准测量中，厘米及以下数值不得更改，米和分米的读记错误，在同一距离、同一高差的往、返测或两次测量的相关数字不得连环
21、更改；（5）更正错误，均应将错误数字、文字整齐划去，在上方另记正确数字和文字。划改的数字和超限划去的成果，均应注明原因和重测结果的所在页数；（6）观测工作结束后，应及时整理和检查外业观测手薄。检查手薄中所有计算是否正确，观测成果是否满足各项限差要求。确认观测成果全部符合本规范规定后，方可进行计算。3.5 数据处理本次项目导线数据的处理采用两种方法同时进行。每个小组对导线外业观测数据进行手工计算；利用平差软件进行计算，可以选用下列软件进行计算： aESDP4.0； b清华山维平差95； c南方平差易20053.5.1 计算机平差步骤平差有两种方法：一种是手工平差，另一种是计算机平差软件平差。本次
22、测量任务我们主要是训练我们的专业技能。所以我们用两种平差方式同时进行平差，这样也检验了我们的平差精度。下面将计算机平差软件平差步骤展示如下：本次测量我们做的是闭合导线，所以在打开平差软件后选择闭合曲线如下图3.2图3.2为ESDPS软件示图然后将野外测得数据填写在表格的相应位置，如图3.3、图3.4：图3.3 平差输入状态图3.4平差数据输入规格当检查输入无误后，便可以进行计算了成果图3.4及导线图形图3.5图3.5计算成果图3.6导线图形第四章 四等水准测量进行四等水准测量目的是为了准确测得导线内待定导线点的高程，因此观测过程中每相邻两个导线点之间都是一个测段。结合导线布设特点，可以布设成单
23、一符合水准路线或单一闭合水准路线。4.1 仪器检验校正项目工作中所用水准测量仪器为自动安平DS3水准仪，按照规范要求，进行检验校正的项目有很多，但这些项目大都需要专门的质量检验部门进行检定，本次项目主要进行i角的检验校正。该项检验校正是在进行常规水准测量前一般都要进行的，而且方法很多，检定所需仪器简单。按照规范要求，检定出来的i角应该小于20，超过该限差的话，说明i角超限，应该对仪器进行校正。表4.1：仪器技术指标（引用国家三、四等水准测量规范）4.2 设站要求与观测方法四等水准测量采用中丝读数法进行单程观测，支水准路线必须进行往返测。每个测段无论距离远近，均应设置成偶数站。规范规定，四等水准
24、应采用后后前前（黑红黑红）的观测程序，三等水准应采用后前前后（黑黑红红）的观测程序，但为提高观测精度，四等水准采用以上两种观测程序均可，一定程度上说采用后一种后前前后的观测程序，还可以进一步提高四等水准的测量精度。在每一测站，要满足表4.2中各项技术指标。表4.2：四等水准测量测站设置技术要求（引用国家三、四等水准测量规范）（m）等 级视线长度前后视距差每站前后视距累积差视线高度四 等仪器类型视距DS31003.010.0三丝能读数DS1，DS051504.3 测站限差具体技术指标见表4.3. 表4.3：四等水准测量测站限差（引用国家三、四等水准测量规范）（mm）等级观测方法基辅分划（黑红面）
25、差基辅分划（黑红面）高差之差检测间歇点高差的差四等中丝法读数3.05.05.04.4 成果计算本次项目水准测量数据的处理采用两种方法同时进行。每个小组对水准外业观测数据进行手工计算；利用平差软件进行计算，可以选用下列软件进行计算： aESDP4.0； b清华山维平差95； c南方平差易2005上图4.1就是通过软件按ESDPS计算的成果。相关限差要求见表4.4。表4.4：四等水准闭合差限差（引用国家三、四等水准测量规范）（mm）等 级测段、路线往返测高差不符值附合路线和环线闭合差平 原山 区四 等K为路线或测段的长度，L为附合路线（环线）长度，单位均为km。山区指高程超过1000m或路线中最大
26、高差超过400m的地区。4.5 水准测量记录规定（引用国家三、四等水准测量规范）（1）外业手簿应按统一的格式装订成册，每册之页码应予编号。由项目负责人签字后发给作业员。已编号的各页不得撕去，记录中间不得留下空页；（2）一切外业原始观测值和记事项目，必须在现场直接记录于手簿中，严禁转抄数据；（3）在每一测段的始末，工作间歇的前后及中间气候变化时，须记录观测日期、时间、天气、呈像、前后视标尺号数；（4）一切外业原始观测值和记事项目的文字与数字，应力求清晰端正，不得潦草；（5）手簿中任何原始记录不得擦去或涂改。对原始记录有错误的数字（仅限于米、分米的读数）与文字，应仔细核对后单线划去，在其上方写出正
27、确数字与文字，并在备考栏中注明原因。同一测站内不得有两个相关原始数字的连环更改；（6）对作废的观测记录，应以单线划去，并注明重测原因及重测结果记于何处。重测记录须加注“重测”二字。4.6 注意事项（1）观测时，须用白色测伞遮蔽阳光，迁站时，应罩以白色仪器罩；（2）对具有倾斜螺旋的水准仪，观测前应测出倾斜螺旋的置平零点，并作标记，随着气温变化，应随时调整零点位置，对于自动安平水准仪的水准器，观测前须严格置平；（3）在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准路线的方向平行，第三脚轮换置于路线的左侧与右侧；（4）除路线转弯处外，每一测站上仪器和前后标尺三个位置，尽量接近一条直线；（5）同
28、一测站上观测时，一般不得两次调焦。仅当视线长度小于10m时，且前后视距差小于1m时，可在观测前后标尺时调整焦距；（6）每一测段的往测与返测，其测站数均应为偶数，由往测转返测时，两标尺须互换位置，并重新整置仪器；（7）立尺员应认真将水准尺立直，注意不要将尺立倒。并用步测的方法，使各测站的前、后视距离基本相等，并保证前后视距累积差不超限；（8）正确使用尺垫，尺垫只能放在转点处，已知高程点和待求高程点上均不能放置尺垫；（9）同一测站，只能粗平一次（测站重测，需重新粗平仪器）；但每次读数前，均应检查水准管符合气泡是否居中，并注意消除视差；（10）仪器未搬迁时，前、后视点上尺垫均不能移动。仪器搬迁了，后
29、视尺立尺员才能携尺和尺垫前进，但前视点上尺垫仍不能移动。若前视尺垫移动了，则需从起点开始重测；（11）施测中每一站均需现场进行测站计算和校核，确认测站各项指标均合格后才能迁站。水准路线测量完成后，应计算水准路线高差闭合差，高差闭合差小于允许值方可收测，否则，应查明原因，返工重测； （12）实验中严禁专门化作业。小组成员的工种应进行轮换，保证每人都能担任到每一项工种。第五章 碎部点野外数据采集数字测图测量规范（规程）是国家测绘管理部门或行业部门制定的技术法规，本次数字测图技术设计依据的规范（规程）有： (1)1：500、1：1000、1：2000 地形图图式（ GB/T20257-2007）； (2) 1：500_1：1000_1：2000_外业数字测图技术规程（GBT_14912-2005） (3)
