开封市黄河水院测区1：1000 数字化地形图测绘及入库
技术设计书
编写：熊碧
审查：熊碧
审核：熊碧
审定：熊碧
审批：熊碧
二零一零年五月二十日
开封市黄河水院测区1：1000数字化地形图测绘及入库技术
设计书
1、概述
1．1、任务情况
为满足黄河水院建设规模的不断扩增，2010年5月由院生产科对我系下达了黄河水院测区的1：1000数字化地形图的测量任务，现根据项目和任务的目的，以及测区实际情况编写技术设计书。
1.2、测区概况
黄河水利职业技术学院新校区东邻黄河大街，北邻北环路，西邻夷山大街，南临东京大道，与河南大学新校区毗邻。
新校址东西长782米，南北长965米，西侧有宽约80米贯通南北的地下古城墙遗址，南侧有100米贯通东西的城市绿化带。新校区距黄河水院老校区（东院教学区）约4.2km，离市中心8km，距火车站约10km，离连霍高速公路开封市出口约3 km。总建筑面积达到34万m2，其中实验实习楼（馆、厂）达到9.5万m2，其它附属用房达到7.5万m2。
新校区交通便利，校园地势较平坦，便于野外工作。新校区位于东经114°52＇30＂ -115°03＇52＂，北纬22°30＇ -22°23＇.测区平均海拔约75米，地势较为平坦，气候属于温带季风气候，日照充足，四季分明。雨量充沛，年降水量在500mm---2000mm，日照充足适宜作业外测量任务。
1. 3、实习任务及作业依据
本次实习任务主要包括如下三个方面：
（一）平面图根控制测量
（二）四等水准测量
（三）1：1000大比例尺数字测图
实习过程中各项指标主要遵循如下测量规范：
（一）《城市测量规范》（GB12897--91）
（二）《国家三、四等水准测量规范》（GB12897--91）
（三）《1：500 1：1000 1：2000地形图图式》(GB/T 7279--1995) （四）《1：500 1：1000 1：2000 地形图图式》(GB/T 20257.1--2007) （五）《1：500 1：1000 1：2000外业数字测图技术规范》(GB/T 14912--200)
1. 4、已有资料情况
收集到黄河水院1：1000数字地形图和一本测绘工程系工程测量教研室分发的数字测图指导书
现可利用的控制点有两个，分别是HY05 、HY06。以上控制点经现场检测符合规范精度要求后可作为实际测量的一个已知起算数据。
2、技术设计方案
2. 1、平面控制网布设方案
①概述
按照学院需要，我方按照精度要求对整个校园布设一个城市二级首级网，该首级控制网有HY05，HY06为已知控制点，在整个测区内共布设12个首级控制点，布设方案详见《城市测量规范》（GB12897—91）主要的技术指标见表1
②仪器设备的投入与检验
平面控制网测量拟投入的设备有：5台日本生产尼康DTM550高精度全站仪（标称精度2＂，3mm+2ppm ）、5台自动安平水准仪、一台电脑。
经检验投入本工程的仪器设备均符合精度要求，可以进行测量任务。
2 .2、选点埋石
外业选点工作严格技术设计书的要求进行。在作业中却因地形条件变更设计方案时，须经工程技术主管人员审批。在选点中应注意一下几点：
A、控制点应位于土质坚硬不易被破坏的地方，以便永久保
存长期使用；严禁在施工区内或土质松软的地方布设等
级控制点。
B、方便使用，便于今后发展加密。
C、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；点位周围尽量避开一
些小障碍物，如：小树、电杆、路灯等；点与点的通视
方向上要超越障碍物的距离0.5米以上；
D、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。E、选择合适的点位密度
图根点的密度应根据测图类型（传统白纸测图或现代数
字测图），比例尺和地形条件而定，常规白纸测图方法，
对于平坦开阔地区图跟点的密度不宜小于表1的规定；
地形复杂、隐蔽以及城市建筑区，应以满足测图需要并
结合具体情况加大密度。对于数字测图，也是以此来确
定图根点的密度，具体见表3.针对本次实习，采用表2
中相关规定来进行点位布设。
表2：平坦开阔地区图根点的密度（点/km^2）（引用《城市测量规范》）
表3：图根控制点密度（点/km^2）（引用《1：500 1：1000 1：2000外业
数字测图技术规范》）
F、导线边长要均匀，长度适宜。本次实习导线距离测量采
用全站仪进行电磁波测距，按规范要求，二级导线边长
遵循表4的相关规定。
G、埋石工作在踏勘选点时同时进行，可以采用校园现有的
表石，也可以采用顶水泥钉，在水泥钉上用红色油漆作
标志，并给予编号，然后按照一定的规范制作点之记。
2 .3、平面控制内业平差计算
(1)角度平差：
①角度闭合差：Wβ=[β]-(n-2)*180。
②角度闭合差允许值：Wβ允=±40 (")。
③角度改正数：Vβi= (Vβi 以秒为单位，读至1") ，检核[Vβi]=-Wβ。
④当因为取舍而使得上述检核式不成立时，必须对Vβi进行人为调整，使其检核式成立。调整的原则是：在短边两端的βi上调整，每个βi上只能调整1"。改正后的角度：βi’=βi+Vβi，检核：[βi]=(n-2)*180。
(2)、推算导线各边方位角
①先坐标反算，求αAB=arctg
②再求αN2-A21...........αA26-N2,并检核αN2-A21。
要求：αN2-A21=αA21-N2±180。
(3)、计算坐标增量△X、△Y
①计算坐标增量闭合差：
纵坐标增量闭合差：WX=[△X]-0;横坐标增量闭合差：WY=[△Y]-0。
②导线全长最大坐标闭合差WS：WS=± ; 。
要求： (图根级)，其中为导线全长相对闭合长。
③计算坐标改正后增量：
A、先计算坐标增量改正数： VXi=- ;VYi=- 。要求以mm为单位取至1毫米，由于有取舍，可能产生取舍误差。检核：[VX]=-Wx ; [VY]=-WY。当上式因取舍误差不成立时，应人为的对VXi、VYi进行调整，使其成立。调整的原则是：在较长边的Di所对的VXi或VYi
上调整一个VXi或VYi，只能调整1mm.
B、再计算改正后的坐标增量。(必须检核[△X’]=0; [△Y’]=0
④坐标计算
2 .4、高程控制测量
本次高程控制测量拟投入的设备有：1台自动安平水准仪，两个水准标尺。
①四等水准测量
进行四等水准测量的木的是为了准确测得导线点的高程，因此观测过程中每相邻两个导线点之间都是一个侧段。结合导线布设特点，可以布设成单一符合水准路线或单一闭合水准路线。
A、仪器检验校正
实习过程中所用的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很多，但这些项目都需要专门的质量检验机关进行鉴定，本次实习主要进行的是i角的检验校正。
该项目检校正式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。按照规范要求，鉴定出来的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。
B、设站要求与观测方法
四等水准测量采用中丝读书法进行单程观测，之水准路线必须进行往返侧。每个侧段无论距离远近，均应设成偶数站。规范规定，四等水准因采用后后前前（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，但为了提高精度，四等水准测量采
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5中各项技术指标。
表5：四等水准测量设站技术要求（引用《国家三、四等水准测量规范》）
C、测站限差
具体技术指标见表6
D、水准测量记录规定
ⅰ、外业手薄应按统一的规格装订成册，每册的页码应予编号。本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；
ii、一切外业原始观测值和记录项目，必须在现场直接记录于手薄中，严禁转抄；
iii在每一侧段的始末，工作间隙的前后及中间气候变化时，需记录
观测日期、时间、天气、呈像、前后标尺号数；
iv一切外业原始观测数和记录项目的文字和数据，应力求清晰、端正，不得潦草；
v手薄中任何原始记录不得擦去或涂改。对原始记录有错误的数据（仅限于米、分米的读数）于文字，应仔细核对后用单线划去，再其上方写出正确数据于文字，并在备注栏里写明原因。同一测站不得有两个相关原始数据的连环划改；
vi对作废的观测数据，应以单线划去，并注明重测的原因及重测结果记于何处。重测记录需加注“重测”二字。
E、水准测量注意事项
i、观测时，需用白色遮伞遮住阳光，迁站时应套以白色仪器罩；
ii、对具有倾斜螺旋的水准仪，观测之前应测出倾斜螺旋的置平零点；并做标记，随着气温的变化，应随时调整零点位置，对于自动安平水准仪来说，观测之前需要严格整平；
iii、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，第三脚轮至于路线的左侧或右侧；
iv、除路线拐弯除外，每一测站仪器和前后标尺三个位置，尽量接近一条直线；
v、同一测站进行观测时，一般不得进行两次调焦。仅当视线长小于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；vi、每一测段的往测和返测，其测站数均应为偶数，由往测转向返测时，两标尺需互换位置，并重新整治仪器；
vii、立尺员应认真把水准尺扶正，注意不能将尺子立倒，并用步测的方法，使各测站的前后视距基本相等，并保证前后视距累计差不超限；
viii、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；
ix、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；
x、仪器未搬迁时，前后试点处尺垫均不能移动。仪器搬迁了，后视尺立尺员才能携尺和尺垫前进，但前视尺垫仍不能移动。若前视尺垫移动了，则需从起点开始重测；
xi、施测时每一测站需进行现场计算和检核，确认各测站指标均符合后才能进行迁站。
xii、试验过程中严禁专门化作业。小组成员的工作应进行轮换，保证每人都能担任到每一项工作。
F、成果计算
本次实习水准测量数据的处理采用两种方法进行。
a、每各小组对水准外业观测数据进行手工计算；
b、利用平差软件进行计算，可以选下列软件进行计算：ESDPS、清
华山维平差95、南方平差易2005
相关限差要求见表7及表8中外业观测的技术要求和限差
表7：四等水准测量的主要技术指标
四等水准平差计算：
平差之前对观测手薄进行全面检查，绘制平差计算略图，摘录观测数据和起算数据。标明路线观测方向，对高差观测值要进行尺长改正，对两起算点间高差闭合差和环形闭合差进行计算，并按下式统计平差前每公里高成权中误差。
只有当概算各项技术指标全部达到技术要求方可进行平差计算。
采用北京清华山维新技术开发公司要值得智能平差软件（nasew）对水准网进行严密平差计算。计算成果要求带有点号，起算数据、观测数据、平差成果和各项精度评定指标。
平差之后进行高差闭合差，每公里高差权中误差，最弱点高程中误差及水准网总长，各环节线路长的统计工作。
②三角高程测量
a、对未施测四等水准的二级导线点施测三角高程，三角高程路线
应起始于四等水准高程点之上。
b、三角高程每边应对向观测，三角高程线的边数不应该多于十条。
c、垂直角用NIKON DTM500全站仪中丝法二测回测定，垂直角互
查、指标差互查不大于15＂。仪器高，觇标高量两次，互查不
大于2mm，取中数作为观测值。边长应取用相应导线边长。
d、对向观测高差互查不大于0.1S（m）（S为边长，以km为单位）；
三角高程测量闭合差不应超过±0.05[S^2]（m），平差后最弱点
高程中误差不应超过±0.05m。
由于本次实习才有的是四等水准测量方案，故三角高程测量不做太多的分析和阐述。
2 .4、城市二级导线测量
①、导线距离测量
距离测量可以采用钢尺量距和电磁波测距两种方法进行野外距离的测定，要求见表4、
若采用的是II级（指光电测距精度≤±（5mm+3ppm）的测距仪或全站仪），要求观测一测回，光电测距一测回指照准目标来那个需进行四次观测，获取四次读数互查只有小于10mm是观测值才合格，取四次观测值的平均值作为导线边的长度。距离测量值可以记录在《水平角观测手薄》的备注栏里，四次读书都必须记上，交叉合乎要求是，最后算出中数。
测距是要注意一下几个方面的问题：
（1）、测线宜高出地面和离开障碍物1m以上，以减少遮光影响；（2）、测线避免通过发热体（如散热塔、烟窗等）和较宽水面上空；