外业勘测要点.docx
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外业勘测要点
外业勘测要点
第一节控制测量技术要求
初步设计阶段布设控制全局的路线控制网,局部桥梁在施工图定测阶段再建立其相应等级要求的专用控制网。
综合考虑各种控制测量方法的优缺点,建议全线平面控制测量采用GPS测量的方法、高程控制测量采用水准测量的方法。
平面及高程控制测量阶段,应做好本项目与相邻工程(相邻工程平面坐标系及高程系统)的联测、衔接等工作。
1.1平面控制测量
1.1.1一般规定
平面控制测量等级按交通部颁《公路勘测规范》(JTGC10-2007)有关规定选用(见表3-1)。
表3-1平面控制测量等级选用
高架桥、路线
控制测量
多跨桥梁总长L(m)
单跨桥梁LK(m)
隧道贯通长度LG(m)
测量等级
—
L≥3000
LK≥500
LG≥6000
二等
—
2000≤L<3000
300≤LK<500
3000≤LG<6000
三等
高架桥
1000≤L<2000
150≤LK<300
1000≤LG<3000
四等
高速、一级公路
L<1000
LK<150
LG<1000
一级
特殊结构的构造物,当对测量精度要求较高时,应根据构造物的结构和精度要求确定平面控制测量的精度。
构造物平面控制网应联系于路线平面控制网上,并应保持其本身的精度。
三等GPS首级网:
三等GPS控制点应原则布设于起讫点、沿线(特)大桥梁、(特)长隧道等重要构造物位置并全线贯通,无重要构造物时一般每隔6~10公里布设一对控制点。
控制点位密度应满足1:
2000数字地形图航外控测和设计、施工等需要。
四等GPS网,在三等GPS首级网基础上加密,覆盖整个一级公路项目。
1.1.2GPS控制测量
①测前应作好技术设计工作,做好布网技术设计,加强精度估算;根据测量等级和时间要求等组织人员、测量仪具、车辆等,并安排好实施作业的时间计划等。
②主要执行《公路勘测规范》GPS测量的技术要求。
主要规定如下:
GPS基线测量的中误差应小于按下式计算的标准差。
(3-1)
式中:
——标准差(mm);
——固定误差(mm);
——比列误差系数(mm/km);
——基线长度(km)。
各等级控制测量固定误差
、比例误差系数
的取值应符合表3-2的规定。
GPS基线测量的主要技术要求表3-2
测量等级
固定误差
(mm)
比列误差系数
(mm/km)
二等
≤5
≤1
三等
≤5
≤2
四等
≤5
≤3
一级
≤10
≤3
采用静态测量方法,GPS测量的主要技术要求应符合表3-3的规定。
GPS测量的主要技术要求表3-3
测量等级
项目
二等
三等
四等
一级
卫星高度角(º)
≥15
≥15
≥15
≥15
时段长度
(min)
静态
≥240
≥90
≥60
≥45
快速静态
—
≥30
≥20
≥15
平均重复设站数(次/每点)
≥4
≥2
≥1.6
≥1.4
同时观测有效卫星数(个)
≥4
≥4
≥4
≥4
GDOP
≤6
≤6
≤6
≤6
二、三、四等GPS控制网应采用网连式、边连式布网。
GPS控制网中不应出现自由基线。
③GPS测量计算要求,主要应注意以下几点:
同一时段观测值的数据剔除率不宜大于10%。
重复基线测量的差值应满足式(3-2)的规定。
(2-2)
式中:
-标准差(mm),其中
为固定误差(mm),
为比例误差系数(mm/km),
为基线长度(km)。
各级GPS网同步环闭合差应满足式(3-3)的规定。
(3-3)
式中:
n-环或附合路线的边数;
-标准差(mm)。
·各级GPS网异步环闭合差应满足式(3-4)的规定。
(3-4)
式中:
n-环或附合路线的边数;
-标准差(mm)。
参加平差的基线边应是独立的观测边,必须不含明显的系统误差,组成的闭合环基线数和异步环长度应尽量小。
无约束平差中,基线分量的改正数绝对值应满足式(3-5)的规定。
(3-5)
约束平差中,基线分量的改正数与无约束平差结果的同一基线相应改正数较差的绝对值应满足式(3-6)的规定。
(3-6)
当检查或数据处理时发现观测数据不能满足要求时,应对成果进行全面的分析,并对其中部分数据进行补测或重测,必要时全部数据应重测。
计算结果应输出重复基线较差、同步环闭合差、异步环闭合差、无约束平差基线向量改正数,约束平差基线向量改正数,基线长、方位角、点位精度、转换参数以及单位权中误差等内容。
1.2高程控制测量
高程控制测量等级按交通部颁《公路勘测规范》(JTGC10-2007)有关规定选用(见表3-4)。
高程控制测量等级选用表3-4
高架桥、路线
控制测量
多跨桥梁总长L(m)
单跨桥梁LK(m)
隧道贯通长度LG(m)
测量
等级
—
L≥3000
LK≥500
LG≥6000
二等
—
1000≤L<3000
150≤LK<500
3000≤LG<6000
三等
高架桥,高速、一级公路
L<1000
LK<150
LG<3000
四等
特殊结构的构造物,当对测量精度要求较高时,应根据具体要求确定高程控制测量的精度。
构造物高程控制网应与路线高程控制网联测,并应保持其本身的精度。
在沿线既有国家一等、二等高程控制网基础上,建立满足本项目要求的三等高程控制网,采用水准测量的方法进行,并应全线贯通、统一平差。
高程控制测量主要技术要求见表3-5和表3-6。
高程控制测量的技术要求表3-5
测量等级
每公里高差中数中误差(mm)
附合或环线水准路线长度(km)
M△
MW
路线、隧道
桥梁
二等
±1
±2
600
100
三等
±3
±6
60
10
四等
±5
±10
25
4
水准测量的主要技术要求表3-6
测量等级
往返较差、附合或环线闭合差(mm)
检测已测测段高差之差(mm)
平原、微丘
重丘、山岭
二等
≤
≤
≤
三等
≤
≤
或≤
≤
四等
≤
≤
或≤
≤
注:
计算往返较差时,
为水准点间的路线长度(km);计算附合或环线闭合差时,
为附合或环线的路线长度(km)。
为检测测段长度(km),小于1km时按1km计算。
各等级控制网的外业实施、数据预处理、网平差和精度评定等工作均应严格执行相关技术标准和规范要求。
1.3提交成果资料
提交文件采用A4幅面,装订成册,签署齐全。
提交成果资料一般应包括以下内容:
·技术设计书;
·点之记;
·仪器检验报告;
·测绘资格证书;
·原始记录手簿(GPS测量提供rinex格式数据);
·控制测量计算书(数据处理、平差及各项精度评定等计算过程资料);
·平面控制网联测及布网略图;
·平面控制点成果表(WGS-84坐标成果、国家坐标系坐标成果、工程坐标系坐标成果);
·高程控制测量联测及路线示意图;
·高程控制点成果表;
·作业自检报告;
·检查验收意见;
·技术总结;
·所有资料的电子文档。
以上平面和高程控制测量工作,均应按《测绘技术设计规定》、《测绘技术总结编写规定》做好技术设计和技术总结等工作。
第二节航空摄影及地形图测量技术要求
除航测内、外业各项工序必须满足各相应技术标准和规范要求外,地形图所用平面坐标系统和高程基准必须与路线控制测量所选坐标系统和高程基准一致。
2.1航空摄影
1)结合路线沿线的地形起伏情况、仪器设备、比例尺和测图精度等要求,综合选择与其匹配的航摄仪,且所使用航摄仪应按规定由具有相应资历的法定检验单位进行检定,以保证其各项性能满足工作要求。
2)综合考虑公路测设阶段所用地形图的比例尺及相应精度要求,结合摄区的地形条件、成图方法及所用仪器的性能等因素,进行航摄比例尺的选择。
所选航摄比例尺应符合表3-7的规定。
航摄比例尺表3-7
成图比例尺
航摄比例尺
成图比例尺
航摄比例尺
1:
500
1:
2000~1:
3000
1:
2000
1:
8000~1:
12000
1:
1000
1:
4000~1:
6000
1:
5000
1:
20000~1:
30000
3)航摄分区的划分与组合应符合下列要求:
·航摄分区的划分应以路线方案的平面线形变化和纵断面地形高差变化为依据确定;
·在满足航摄范围要求的基础上,宜选用单航带形式布设航摄分区;
·航摄分区内的地形高差应符合下列规定:
①当航摄比例尺小于1:
8000时,应小于1/4摄影航高;
②当航摄比例尺大于或等于1:
8000时,应小于1/6摄影航高。
·航摄分区接头的部分不应产生漏洞,其重叠部分至少应具有两条以上摄影基线,在地形困难地区,分区的结合部宜设置在地形较好地段,以利于像片联测时作业;
·航摄分区的长度不宜短于6.0km,并宜布设为规则矩形。
4)像片重叠度应符合表3-8的规定。
像片重叠度表3-8
方向
个别最小值(%)
一般值(%)
个别最大值(%)
同一航带航向重叠
56
60~65
75
相邻航带旁向重叠
15
30~35
—
5)像片倾角应小于2º,个别最大可为4º。
6)旋偏角应符合表3-9的规定。
旋偏角表3-9
航摄比例尺M
一般值(º)
个别最大值(º)
M≤1/8000
≤6
≤8
1/8000<M≤1/4000
≤8
≤10
1/4000≤M
≤10
≤12
注:
同一摄影分区内,达到或接近最大旋偏角的像片不得连续超过3片。
7)同一航带上相邻像片的航高差应小于20m;同一航带上最大航高与最小航高之差应小于30m。
8)航线的弯曲度应小于3%。
9)航摄季节应选择本摄区最有利的气象条件,并要尽可能地避免或减少地表植被和其他覆盖物(如:
积雪、洪水、沙尘等)对摄影和测量的不良影响,确保航摄像片能真实、清晰地显现地面细部;选择航摄时间,既要保证具有充足的光照度,又要避免过大的阴影。
10)底片上的框标及其他各类注记标志应清晰、齐全、完整,底片不得有云、云影、划痕、斑痕、折伤、脱胶等缺陷。
当发现有上述缺陷且对成图有影响时,应予补摄。
若采用数码航空摄影,航空摄影处理工作由专用的影像数据处理软件来完成。
2.2像片控制测量
·像控点应布设在航向三度重叠范围内,困难时可布设在二度重叠范围内。
·相邻航线之间的像控点应尽量共用,并应布设在旁向重叠中线附近,位于航向和旁向六度重叠范围内,困难时可位于五度重叠范围内。
·分别布点时控制范围在像片上所裂开的垂直距离应小于10mm,当条件受限时应小于20mm。
·位于自由边的像控点连线应能控制住测图范围。
·对于控制路线方案的重点工程地段,应增加像控点。
·像控点距像片边缘应大于15mm,离方位线的距离应大于60mm,离开通过像主点且垂直于方位线的距离不应大于10mm,困难时个别点位应不大于15mm。
·像控点的平面位置测量可采用导线测量、GPS测量等方法进行,其点位中误差不应超过重要地物点平面位置中误差的1/5;像控点的高程可采用三角高程测量、水准测量和GPS测量等方法进行,其中误差不应超过基本等高距的1/10。
2.3像片调绘
1)调绘范围应覆盖测图区域,调绘像片宜采用隔号像片。
2)各种方位物、建筑物、管线、水系、道路、地貌、农田、植被、境界及各类名称等要素应准确调绘。
3)房屋应调绘至屋檐滴水线。
4)地面、地下及架空管线处表示其位置外,应调绘输送物质。
5)河流、湖泊、池塘应绘出摄影时的水涯线。
6)道路除调绘铁路、公路、大车路、桥涵、隧道、渡口及其附属设施外,人烟稀少地区的小路也应调绘。
7)路堤、路堑、冲沟、陡坎、梯田坎等不能用等高线反映的天然或人工地貌元素,均应以相应符号调绘于像片上,其比高在1m以上时可在内业立体测图时予以测注,但在阴影遮盖的沟谷和隐蔽地区应由外业量注。
8)对于大面积成片分布的植被,调绘时可在像片内用文字作简注说明。
9)境界可只调绘县以上行政区界。
10)地理名称注记应参照当地地名资料调查核实,正确注记。
11)对航摄后拆除的建筑物应在像片上划掉,增加的建筑物可不表示。
12)当地物过于密集、地物间距离过小,无法在调绘片上按真实位置表示时应分清主次,可将次要地物移位表示,但不得改变地物间的相互关系;当移位后仍无法表示时,可将次要地物舍去。
2.4主要精度指标要求
·地形图所用平面坐标系统和高程基准必须与本项目工程所用坐标系统和高程基准一致。
·内业加密点相对于最近野外控制点的平面和高程中误差不得大于表3-10、表3-11的规定。
内业加密点的平面位置中误差表3-10
地形类别
平原、微丘
重丘、山岭
图上平面位置中误差(mm)
±0.4
±0.55
内业加密点的高程中误差表3-11
比例尺
地形类别
基本等高距(m)
高程中误差(m)
1:
500
平原
0.5
—
微丘
0.5
—
重丘
1.0
±0.35
山岭
1.0
±0.55
1:
1000
平原
0.5
—
微丘
1.0
—
重丘
1.0
±0.50
山岭
2.0
±1.0
1:
2000
平原
1.0
—
微丘
1.0
—
重丘
2.0
±0.80
山岭
2.0
±1.20
注:
表中“—”表示不得内业加密。
·像片纠正镶嵌时,各项限差应小于表3-12的规定。
纠正镶嵌限差规定表3-12
项目
底片刺点误差
纠正对点
镶嵌、裁切线重叠、裂缝
片与片、带与带接边差
限差(mm)
0.08
0.6
0.2
1.2
·全数字摄影测量系统作业中各项限差应符合下列要求:
1透明正片的扫描分辨率不得大于25μm;
2当框标自动识别定位或人工交互方式进行内定向时,框标坐标量测误差应小于0.02mm;
③利用影像同名点匹配算法求解立体定向相对定向参数时,平原、微丘区相对定向的残余上、下视差应小于0.005mm,重丘、山岭区应小于0.008mm。
④影像匹配后,立体模型的连接较差应满足下式的要求:
(3-12)
式中:
——平面位置较差(m);
——高程较差(m);
——像片比例尺分母;
——航摄仪主距(mm);
——像片基线长度(mm)。
⑤像控点坐标输入和影像匹配后,绝对定向的各项精度指标不应大于表3-12的规定。
绝对定向后的精度指标表3-12
项目
精度指标
基本定向点残差
0.75M1
多余控制点的不符值
1.25M1
公共点的较差
2.0M1
平面坐标误差
平原、微丘
图上0.3mm
重丘、山岭
图上0.4mm
高程误差
平原、微丘
0.2m
重丘、山岭
0.75H1
注:
M1为加密点的平面位置中误差;H1为加密点的高程中误差。
·地物符号库、线型符号库和汉字库必须按规定的图形符号和制图标准建立。
·测绘成果的图形文件采用DWG格式。
2.5图形编辑
图形编辑主要是针对地形地物要素进行的,其基本的技术要求如下:
1)居民地
·根据外业调绘成果,对所有需要进行屋檐改正的建筑物进行屋檐改正;
·确保每一个房屋的轮廓线要严格闭合;
·按照规范正确处理好建筑物与道路、陡坎、斜坡、水涯线等地形地物的关系。
2)点状地物
·在一个坐标位置上不得出现两个以上的点状地物;
·当两个点状地物相距很近,同时绘出有困难时,可将相对高大突出的准确表示,另一个可移位0.2mm表示,但应保持相互的位置关系;
·当点状地物与房屋、道路、水系等其他地物重合时,可中断其他地物符号,间隔0.2mm,以保持独立符号的完整性。
3)交通设施
·双线道路与房屋、围墙等高出地面的建筑物边线重合时,可以建筑物边线代替道路边线,道路边线与建筑物的接头处,应间隔0.2mm;
·铁路与道路水平相交时,铁路符号不中断,将道路符号中断;不在同一水平面相交时,道路的交叉处应绘以相应的桥梁符号;
·公路路堤(堑)应分别绘出路边线与堤(堑)边线;两者相距很近,同时绘出有困难时,可将其中之一移动0.2mm。
4)管线
·城市建筑区内电力线、通信线可不连接,但应绘出连线方向;
·同一杆架上有多种线路时,表示其中主要的线路,但各种线路走向应连贯,线类要分明。
5)水系
·河流遇桥梁、水坝、水闸等应中断;
·水涯线与陡坎重合时,可用陡坎边线代替水涯线;水涯线与斜坡脚重合时,仍应在坡脚将水涯线绘出。
6)境界
·凡绘有国界线的地图,必须按国家有关规定执行;
·境界线的转角处不得有间断,应在转角上绘出点或曲线、直线;
·境界线以线状地物一侧为界时,应离线状地物0.2mm按图式绘制;如以线状地物中心为界,且不能在线状符号中心绘出时,可沿两侧每隔3~5cm交错绘出3~4节符号;但在境界相交或明显拐弯及图廓处,境界符号不应省略,以明确走向和位置。
7)等高线
·等高线遇到房屋及其他建筑物、双线道路、路堤、路堑、坑穴、陡坎、斜坡、湖泊、双线渠、水库、池塘以及注记等均应中断;
·当等高线的坡向不能判别时,应加绘示坡线。
8)植被
·同一地类界范围内的植被,其符号可均匀配置,同一地类界范围内有两种以上植被时,其符号可按实际情况配置;
·地类界与地面上有实物的线状符号重合时,可省略不绘;与地面无实物的线状符号重合时,将地类界移位0.2mm绘出。
9)注记
·文字注记要使所表示的地物能明确判读,字头朝北;对于道路、河流名称,可随线状弯曲的方向排列,名字侧边或底边,应垂直或平行于线状地物;
·文字之间最小间隔应为0.5mm,最大间隔不宜超过字大的9倍;高程注记一般注于点的右侧,距离点位0.5mm;注记时应避免压盖遮断主要地物和地形特征部分;
·等高线注记字头应指向山顶或高地,字头不应指向图纸的下方;地貌复杂的地方,应注意配置注记,以保持地貌的完整。
10)接边
图幅间的接边应保证线状要素合理、完整、无缝地连接。
2.6质量控制
航空摄影成果检查主要包括:
像片重叠度、像片倾斜角、像片旋偏角、航线弯曲度、航高差、航摄区域覆盖、航线偏差、航摄漏洞、影像质量、压平误差、底片框标、其他记录影像及表现质量、底片水洗质量等。
立体测图数据检查主要包括空间参考系(即成图所采用的平面坐标系、高程基准、地图投影各参数是否符合要求)、位置精度(包括平面精度和高程精度)、属性精度(主要涉及分类代码和属性的正确性)、完整性(主要涉及地图基本要素和地形地物要素是否完整)、逻辑一致性(主要包括概念一致性、拓扑一致性和格式一致性3个方面)、表征质量(主要涉及几何表达、地理表达、符号、注记、整饰5个方面)和附件质量(主要涉及元数据文件、图历簿完整性、正确性,以及成果检查资料的正确性和权威性)等方面。
以上检查应分两级进行:
1)首级检查为各工序内的过程检查、仪器上自查、各工序间资料交接时的自检和互检,对未达到精度要求的应作细致分析、查找原因,必要时重新上仪器补测或返工重做。
工序内检查情况逐项记入图历簿中。
2)第二级检查为基层单位检查。
在工序检查的基础上采用重点抽样方式进行,包括对各工序作业过程检查和上仪器检查。
并应对质量进行评价(优、良、合格、不合格),检查结果记录于图历簿中。
2.7提交成果资料
1)航带设计应提交下列成果资料:
·公路路线方案地理位置图,图中以经纬度标注出航摄区域范围;
·航带设计略图,途中适当比例尺绘制摄区1:
50000(或1:
25000、1:
10000)地形图图幅结合图,注明图号,在结合图中概略标出各航摄分区范围并标注分区号;
·航带设计采用的航摄比例尺、设计用图比例尺、航摄仪像幅尺寸、航片的航向及旁向重叠度等基本参数;
·航带设计的路线名称、路线总长、航摄分区数,各航摄分区的航带数及航带长、航摄面积和基本像片数,整个摄区的航带总数及航带总长、航摄总面积和基本像片总数。
2)航摄成果资料应包括以下内容:
·航摄实施情况报告书;
·航摄仪检定数据;
·航摄成果的移交清单及质量状况记录;
·航摄底片;
·航摄像片索引图;
·航摄像片。
3)航测外业成果资料应包括以下内容:
·技术设计、技术总结;
·观测手簿或原始观测数据磁盘;
·控制像片、调绘像片及结合图;
·计算手簿、像控点联测略图、检查验收报告。
4)航测内业应提交下列资料:
·像片类:
控制刺点片、野外调绘片、作业涤纶正片或扫描像片数据。
·资料类:
航测外业控制测量及像片联测成果、电算加密成果、图幅设计资料、路线方案资料、图历簿、检查记录、技术设计书、数据电子文档、检测成果及技术总结等。
·图纸类:
地形图、影像图、路线方案及控制导线图、加密点位略图、分幅略图等。
第三节路线中桩放样、高程及横断面测量
应结合测区实际地形条件,采用能够满足《公路勘测规范》规定精度要求的各种测量方法、因地制宜地实施。
以上各项工作所采用的各种测量仪器,均应满足在项目所属测区-“极其复杂的地形、极其复杂的地质”条件下能够稳定、可靠工作的要求。
3.1路线中桩放样测量
1)路线中桩放样可采用GPS-RTK法、全站仪极坐标法等方法进行。
①GPS-RTK法:
求取转换参数采用的控制点应涵盖整个放线段,采用的控制点应大于4个,流动站至基准站的距离应小于5km,流动站至最近的高等级控制点应小于2km。
并应利用另外一个控制点进行检查,检查点的观测坐标与理论值之差应小于桩位检测之差的0.7倍。
放桩点不宜外推。
基准站的选择应满足GPS外业测量的技术要求。
②全站仪极坐标法:
测站转移前,应观测检查前、后相邻控制点间的角度和变长,角度观测一测回,测得的角度与计算角度互差应满足相应等级的测角精度要求。
距离测量一测回,其值与计算距离之差应满足相应等级的距离测量要求。
测站转移后,应对前一测站所放桩位重放1~2个桩点,桩位精度应满足表4-2的要求。
采用支导线敷设少量中桩时,支导线的边数不得超过3条,其等级应与路线控制测量等级相同,并应与控制点闭合,其坐标闭合差应小于7cm。
2)中桩放样路段的选择
大型桥梁、隧道和重点不良地质地段,按初设规范要求进行中桩放样,其他路段初设阶段不放线;在人力无法到达之处,采用航摄或三维激光扫描等技术测绘1:
500数字地形图的方法代替放线工作。
3)路线中桩间距,不应大于表3-13的规定。
中桩间距表3-13
直线
曲线
平原、微丘
重丘、山岭
不设超高的曲线
R>60
30<R<60
R<30
50
25
25
20
10
5
注:
表中R为平曲线半径(m)。
4)中桩桩位精度应符合表3-14的规定。
中桩平面桩位精度表3-14
公路等级
中桩位置中误差(cm)
桩位检测之差(cm)
平原、微丘
重丘、山岭
平原、微丘
重丘、山岭
高速公路,
一、二级公路
≤±5
≤±10
≤10
≤20
3.
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