【正文】 甘肅省秦王川農(nóng)業(yè)科技示范基地1：1000數(shù)字化地形測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)書 編寫單位：甘肅地礦局測(cè)繪勘查院 編寫者：王騰龍 審核者：李志忠二零零三年六月十日秦王川農(nóng)業(yè)科技示范基地1 ：1000地形測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)書 為滿足秦王川農(nóng)業(yè)科技示范基地建設(shè)發(fā)展之需要，受甘肅省農(nóng)牧廳的委托，我院承擔(dān)了該測(cè)區(qū)1 ：1000地形圖的測(cè)繪工作。為了保質(zhì)保量地完成任務(wù)，特制定本設(shè)計(jì)書，望在工作中遵照?qǐng)?zhí)行。一 .概述1：測(cè)區(qū)概況秦王川農(nóng)業(yè)科技示范基地位于永登縣中川鎮(zhèn)，交通便利，地勢(shì)平坦。 2：測(cè)區(qū)范圍本測(cè)區(qū)其地理位置于東經(jīng)103176。39′20″～103176。41′20″，北緯36176。31′15″～36 176。32′30″之間，測(cè)區(qū)平均海拔1950米。面積約5平方公里，其測(cè)圖具體范圍由省農(nóng)牧廳工作人員在實(shí)地指定。3：已有成果資料的分析與利用① 測(cè)區(qū)外圍有國(guó)家測(cè)繪局施測(cè)的Ⅲ等三角點(diǎn)：尖山廟、牛路槽、山子墩北梁、中川、中川南各點(diǎn)。經(jīng)實(shí)地勘查后，選擇三點(diǎn)做為D級(jí)GPS網(wǎng)的起算點(diǎn)。以上各點(diǎn)坐標(biāo)均為：1954年北京坐標(biāo)系，6176。帶坐標(biāo)。資料抄自甘肅省基礎(chǔ)地理信息中心。② 測(cè)區(qū)外圍無(wú)國(guó)家測(cè)繪局施測(cè)的各等水準(zhǔn)點(diǎn)，故選擇距測(cè)區(qū)較近的三角點(diǎn) 高程作為本測(cè)區(qū)四等水準(zhǔn)網(wǎng)的起算點(diǎn)。③ 測(cè)區(qū)有國(guó)家測(cè)繪局1992年編繪出版的1：5萬(wàn)地形圖，可作為布設(shè)首級(jí)控制網(wǎng)時(shí)參考。4：作業(yè)依據(jù)① 1992年，國(guó)家建設(shè)部頒發(fā)的《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》；② 1999年，國(guó)家建設(shè)部頒發(fā)的《城市測(cè)量規(guī)范（GJJ899）》；③ 1992年，國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范（GB1289891）》；④ 1995年，國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《1：500、1：1000、1：2000地形圖圖式（GB/T79291995）》；⑤ 由測(cè)繪院編寫的《中川農(nóng)業(yè)科技開發(fā)園區(qū)1 ：1000地形測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)書》。5：設(shè)備及工作人員狀況本次作業(yè)投入GPS衛(wèi)星接收機(jī)四臺(tái)套；全站儀二臺(tái)套；微機(jī)二臺(tái)；水準(zhǔn)儀一臺(tái)61套。作業(yè)人員有工程師3名，助工1名，技術(shù)工人4名。分2個(gè)作業(yè)組開展工作。6：平面和高程系統(tǒng)①平面座標(biāo)系統(tǒng)：。，故本測(cè)區(qū)采用：秦王川農(nóng)業(yè)科技示范基地抵償坐標(biāo)系。②高程系統(tǒng)：采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。二．首級(jí)控制網(wǎng)的布設(shè)及測(cè)量1：坐標(biāo)換算本測(cè)區(qū)位于高斯正形投影統(tǒng)一3176。帶第35帶，中央子午線為105176。，與6176。帶中央子午線重合，故已知成果無(wú)需換帶計(jì)算，只將帶號(hào)換成35即可。2：投影面的選擇 本測(cè)區(qū)位于高斯正形投影統(tǒng)一3176。帶第35帶，中央子午線為105176。，平均緯度36176。32′，平均曲率半徑Rm=，平均海拔1950米，經(jīng)計(jì)算測(cè)區(qū)中部每公里長(zhǎng)度歸算至高斯平面的變形值為＋；將1950米高程面上每公里長(zhǎng)度歸化至大地海平面的變形值為－；將兩者相抵后為－，已超過(guò)《規(guī)范》∕KM的規(guī)定，據(jù)此將投影面選在830米的抵償面上，可將其值抵消。這樣就能滿足《規(guī)范》要求。將統(tǒng)一3176。帶坐標(biāo)系換算為抵償面坐標(biāo)可依照下列公式：Hc=Hm+hm=Yo2/2Rm hm=HcHm q=hm/Rm Xc=X+q(XXo) Yc=Y+q(YYo) 統(tǒng)一3176。帶坐標(biāo)系化算為抵償坐標(biāo)系：已知數(shù)據(jù) Xo=4 044 λ=103176。40′ Hm+h=1950M Yo=35 380 Ψ=36176。32′ Rm=㎞點(diǎn)名X YXXoYYoq(XXo)q(YYo)Xc Yc縮放系數(shù)計(jì)算尖山廟4 049 35 377 ++4 049 35 377 Hc=1000≈1120牛路槽4 041 35 379 4 041 35 379 hm=11201950=830山子墩北梁4 045 35 385 ++++4 045 35 385 q=247?！职慈绱送队暗淖鴺?biāo)系統(tǒng)稱為：投影于抵償高程面上的高斯正形投影3176。帶的平面直角坐標(biāo)系，簡(jiǎn)稱：秦王川農(nóng)業(yè)科技示范基地抵償坐標(biāo)系。3：控制網(wǎng)的布設(shè)方案根據(jù)已有資料和測(cè)區(qū)的實(shí)際情況，測(cè)區(qū)控制網(wǎng)擬在國(guó)家起算點(diǎn)的基礎(chǔ)上布設(shè)四個(gè)D級(jí)GPS網(wǎng)點(diǎn)，在GPS網(wǎng)的基礎(chǔ)上布設(shè)一級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)作為測(cè)區(qū)的首級(jí)平面控制；高程控制網(wǎng)以三角點(diǎn)牛路槽的高程為起算點(diǎn)，沿GPS點(diǎn)和一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)構(gòu)成一條四等水準(zhǔn)閉和路線，作為測(cè)區(qū)的首級(jí)高程控制。 4：基本作業(yè)方法(1)GPS控制網(wǎng)測(cè)量：①GPS網(wǎng)的布設(shè)、選點(diǎn)、埋石以及觀測(cè)必須按照GPS測(cè)量規(guī)范要求進(jìn)行。②本次作業(yè)擬采用三臺(tái)GN（8）GPS接收以靜態(tài)法進(jìn)行觀測(cè)，每個(gè)觀測(cè)時(shí)段確定為40分鐘。儀器設(shè)置參數(shù)為：衛(wèi)星截至高度角為15度；采樣間隔為10秒；；。③基線向量的解算和網(wǎng)平差采用隨機(jī)軟件在微機(jī)上進(jìn)行約束平差計(jì)算，評(píng)定網(wǎng)的精度。(2)一級(jí)導(dǎo)線測(cè)量：①一級(jí)導(dǎo)線在GPS點(diǎn)間布設(shè)，一級(jí)導(dǎo)線應(yīng)沿公路和測(cè)區(qū)外圍，布設(shè)成一級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)或單一附合導(dǎo)線的形式。導(dǎo)線相鄰邊長(zhǎng)之比不宜超過(guò)1/3。一級(jí)導(dǎo)線主要技術(shù)要求見下表：等級(jí)平均邊長(zhǎng)(m)附和導(dǎo)線長(zhǎng)度(km)測(cè)角中誤差″測(cè)回?cái)?shù)方位角閉和差″每邊測(cè)距中誤差㎜導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉和差J2J6一級(jí)300 5 2 4≤177。10√n 151/14000 注：本測(cè)區(qū)一級(jí)導(dǎo)線平均邊長(zhǎng)按規(guī)定可放長(zhǎng)至450m；②一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)均設(shè)置永久性標(biāo)志，其點(diǎn)位設(shè)在土質(zhì)地面上的埋設(shè)混凝土標(biāo)石一塊，標(biāo)石規(guī)格見《規(guī)范》。在一般水泥或?yàn)r青路面上的可打入20400的鋼釘標(biāo)志。③一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)用阿拉伯?dāng)?shù)字統(tǒng)一編號(hào)，并在一級(jí)點(diǎn)號(hào)前冠英文字母A。④一級(jí)導(dǎo)線的角度觀測(cè)，使用2″級(jí)全站儀測(cè)定導(dǎo)線前進(jìn)方向的左折角。在導(dǎo)線的起閉點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)上設(shè)站時(shí)，采用方向法觀測(cè)。方向數(shù)多于三個(gè)時(shí)應(yīng)歸零。觀測(cè)限差為：半測(cè)回歸零差8秒，一測(cè)回內(nèi)2C互差限差13秒，同一方向值各測(cè)回互差9秒。⑤一級(jí)導(dǎo)線邊長(zhǎng)測(cè)量，采用2″級(jí)全站儀測(cè)定,每條邊對(duì)向觀測(cè)各一測(cè)回，每測(cè)回4次讀數(shù)，直讀平距。在觀測(cè)時(shí)讀取溫度、氣壓，輸入儀器，在測(cè)距過(guò)程中直接加上氣象改正。⑥導(dǎo)線邊觀測(cè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵照《規(guī)范》。⑦測(cè)定的平距邊長(zhǎng)應(yīng)加加常數(shù)和乘常數(shù)改正。⑧導(dǎo)線邊長(zhǎng)應(yīng)進(jìn)行高程歸化和投影改正。﹝a﹞投影到660米抵償高程面的歸化長(zhǎng)度：So′=D｛1(Hm660)/Ra+(Hm660)2/ Ra2｝﹝b﹞投影到高斯平面的長(zhǎng)度：So= So′｛1+Ym2/2Rm2+(△Y)2/24Rm2｝式中：Hm—測(cè)距邊高出大地水準(zhǔn)面的平均高程(m)；Ym—測(cè)距邊兩端點(diǎn)近似橫坐標(biāo)平均值。Ra=Rm+=—參考橢球面在測(cè)距中點(diǎn)的平均曲率半徑。(3)四等水準(zhǔn)測(cè)量：①四等水準(zhǔn)測(cè)量采用030型水準(zhǔn)儀和區(qū)格式木質(zhì)雙面標(biāo)尺施測(cè)。采用中絲讀數(shù)法，直讀距離，觀測(cè)順序?yàn)楹蟆蟆啊?。采用單程觀測(cè)，觀測(cè)前水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺應(yīng)按規(guī)定項(xiàng)目進(jìn)行檢查校正。②四等水準(zhǔn)路線（附合或閉合路線）最大長(zhǎng)度為15公里，水準(zhǔn)路線中最弱點(diǎn)的高程中誤差不得大于177。2㎝；每公里高差中數(shù)偶然中誤差MΔ=177。5㎜；每公里高差中數(shù)全中誤差MW=177。10㎜；環(huán)線閉合差Δ=177。20√L.③觀測(cè)時(shí)視線長(zhǎng)度一般不超過(guò)80m，成像清晰穩(wěn)定時(shí)可放寬到100m；前后視距差不大于5m；累計(jì)差不大于10m；黑紅面讀數(shù)差不大于3㎜；黑紅面所測(cè)高差之差不大于5㎜；檢測(cè)間歇點(diǎn)差之差不大于5㎜。觀測(cè)視線高度以三絲讀數(shù)為原則，觀測(cè)讀數(shù)到毫米。④每?jī)蓚€(gè)控制點(diǎn)間的測(cè)站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)。⑤水準(zhǔn)測(cè)量成果的重測(cè)和取舍，按《規(guī)范》中有關(guān)要求執(zhí)行。5：控制觀測(cè)的記錄、整理和計(jì)算(1)各項(xiàng)外業(yè)記錄統(tǒng)一用鉛筆進(jìn)行，字跡要清楚、整潔美觀、不得涂改、擦改和轉(zhuǎn)抄。(2)手簿的記錄方法，對(duì)原始記錄的更改按《規(guī)范》。記錄手簿必須200%檢查，檢查者應(yīng)簽名。各項(xiàng)填寫應(yīng)齊全。(3)平面控制按導(dǎo)線方位角閉合差計(jì)算測(cè)角中誤差：M″β=177?！蹋?/N（fβ2/n））fβ—附（閉）合導(dǎo)線的閉合差。N—計(jì)算fβ的測(cè)站數(shù)。n—fβ的個(gè)數(shù)。(4)水準(zhǔn)路線觀測(cè)結(jié)束后，編制高差表，計(jì)算水準(zhǔn)標(biāo)尺1米長(zhǎng)度的改正數(shù)，正高改正數(shù)，環(huán)線閉合差。并按下式分別計(jì)算MΔ和MW： MΔ=177?！?(Δ^2/R)/4) MW=177?！?W^2/F) Δ—測(cè)段往返測(cè)高差的不符值，以㎜計(jì)； R—測(cè)段長(zhǎng)，以km計(jì)； W—水準(zhǔn)路線經(jīng)過(guò)正常位水準(zhǔn)面不平行性的改正后計(jì)算而得的環(huán)線閉和差，以㎜計(jì)； F—水準(zhǔn)環(huán)線周長(zhǎng)，以km計(jì)。(5)平差計(jì)算：繪制平差略圖、擇錄有關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)第二人檢查校對(duì)，確認(rèn)無(wú)誤后，采用中南工業(yè)大學(xué)編寫的“導(dǎo)線網(wǎng)嚴(yán)密平差程序”和“高程網(wǎng)嚴(yán)密平差程序”在微機(jī)上進(jìn)行進(jìn)行平差。(6)計(jì)算取位：觀測(cè)方向值取至1″，，方位角取至1″。 三 . 地形測(cè)量1：圖根控制測(cè)量(1)圖根控制的布設(shè)：①圖根控制在一級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)的基礎(chǔ)上，布設(shè)附（閉）合導(dǎo)線和三角高程路線加密圖根點(diǎn)，一般不超過(guò)兩次附合，在個(gè)別困難地區(qū)，可附合三次。因地形限制，圖根導(dǎo)線無(wú)法附合時(shí)，可布設(shè)不多于四條邊，總長(zhǎng)度不超過(guò)900米，最大邊長(zhǎng)不超過(guò)300米的支導(dǎo)線，以滿足測(cè)圖及園區(qū)建設(shè)發(fā)展需要。②圖根點(diǎn)的密度，在平坦開闊地區(qū)，每平方公里不少于50點(diǎn)，在建筑區(qū)內(nèi)為滿足測(cè)圖需要應(yīng)加大密度。③圖根點(diǎn)一般采用臨時(shí)標(biāo)志，在土質(zhì)地面打入木樁，在碎石、瀝青或混凝土地面打入鋼釘。當(dāng)測(cè)區(qū)內(nèi)高級(jí)控制點(diǎn)較少時(shí)，應(yīng)在一級(jí)附合導(dǎo)線的圖根點(diǎn)埋設(shè)圖根標(biāo)石并應(yīng)能與另一埋石點(diǎn)通視。平均每平方公里應(yīng)均勻埋設(shè)10個(gè)標(biāo)石點(diǎn)。圖根標(biāo)石規(guī)格為122050（㎝）。 圖根點(diǎn)統(tǒng)一編號(hào)，按流水編號(hào)法自北向南，自東向西，編號(hào)前冠英文字母C。編號(hào)可以空號(hào)，但不能重號(hào)。(2)圖根導(dǎo)線測(cè)量：①圖根導(dǎo)線的角度測(cè)量：采用2秒或5秒全站儀測(cè)定其前進(jìn)方向的左角一測(cè)回。方向數(shù)多于3個(gè)時(shí)應(yīng)歸零。支導(dǎo)線角度應(yīng)分別測(cè)左、右角各一測(cè)回，其圓周角閉合差不大于177。40″。角度觀測(cè)時(shí)，應(yīng)盡量使用覘板或懸垂錘線，以保證角度測(cè)量的準(zhǔn)確性。角度觀測(cè)之前，應(yīng)對(duì)所使用的儀器按規(guī)定進(jìn)行檢查校正。②圖根導(dǎo)線的邊長(zhǎng)測(cè)量：采用全站儀單向觀測(cè)平距一測(cè)回，讀數(shù)4次，其互差值不大于10㎜。觀測(cè)時(shí)將氣壓、溫度直接輸入儀器，自動(dòng)進(jìn)行氣象改正。③圖根導(dǎo)線的高程測(cè)量：采用全站儀往、返直讀高差各一測(cè)回，每測(cè)回4次讀數(shù)。使用的儀器其指標(biāo)差互差均不應(yīng)大于15″。儀器高和鏡高鋼尺應(yīng)準(zhǔn)確取至毫米，并記入手簿。三角高程路線閉合差不應(yīng)超過(guò)177?！蘮(H為等高距，n為邊數(shù))，同一條邊往返高差較差不得超過(guò)177。（m）,(S為邊長(zhǎng)，以公里計(jì))。④圖根光電測(cè)距導(dǎo)線，測(cè)量的技術(shù)要求如下表：比例尺附和導(dǎo)線長(zhǎng)度(km)平均邊長(zhǎng)(m)導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉和差測(cè)回?cái)?shù)測(cè)角中誤差方位角閉和差測(cè) 距儀器類型方法與測(cè)回?cái)?shù)1/1000 150 1/4000 1 12″177。40√ｎⅡ級(jí)單程觀測(cè)1n：為測(cè)站數(shù)(3)圖根導(dǎo)線平差計(jì)算：采用中南工業(yè)大學(xué)編寫的“導(dǎo)線網(wǎng)嚴(yán)密平差程序”和“高程網(wǎng)嚴(yán)密平差程序”或“單導(dǎo)線近似平差程序”在微機(jī)上進(jìn)行平差。2：地形測(cè)圖(1)一般規(guī)定：①本測(cè)區(qū)成圖比例尺為1：1000；②根據(jù)《規(guī)范》，本測(cè)區(qū)地形圖采用正方形圖幅的分幅與編號(hào)方法：﹝ａ﹞以1：5000比例尺圖的西南角座標(biāo)數(shù)字（用阿拉伯?dāng)?shù)字，以KM為單作為它的圖號(hào)，并且作為包括于本圖幅中1：2000至1：1000的基本圖號(hào)。﹝ｂ﹞在1：5000比例尺圖的基本圖號(hào)之末尾，附加子號(hào)數(shù)字（用羅馬字）一個(gè)作為1：2000圖的圖號(hào)。﹝ｃ﹞在1：2000比例尺圖的圖號(hào)之末尾附加一個(gè)子圖號(hào)數(shù)字（用羅馬）作為1：1000比例尺的圖號(hào)。6086ⅠⅠ6086ⅠⅡ6086Ⅱ6086ⅠⅢ6086ⅠⅣ6086Ⅲ6086Ⅳ具體方法如下圖： ③地形圖符號(hào)應(yīng)按國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局1995年9月發(fā)布的《1：500、 1：1000、 1：2000地形圖圖式》執(zhí)行。④城市建筑區(qū)和平坦地區(qū)的高程注記點(diǎn)相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)的高程中誤差：鋪裝地面的高程注記點(diǎn)177。；一般高程注記點(diǎn)177。；⑤在城區(qū)建筑群繁集區(qū)，只注記高程點(diǎn)，不繪等高線；在空曠地區(qū)，則采用等高線配合陡坎、斜坡等符號(hào)，詳細(xì)顯示地形特征及地貌狀況。⑥測(cè)圖所使用的儀器及其用于直接量距使用的皮尺等，除測(cè)圖前檢校外，作業(yè)過(guò)程中還應(yīng)經(jīng)常檢校。(2)測(cè)繪方法及要求：①本測(cè)區(qū)采用全野外數(shù)字化測(cè)繪的成圖方法。②使用全站儀，利用各級(jí)控制點(diǎn)的成果數(shù)據(jù)，逐一測(cè)定其測(cè)區(qū)內(nèi)地形，地貌點(diǎn)的三維坐標(biāo)，坐標(biāo)數(shù)據(jù)直接記錄于全站儀中，將數(shù)據(jù)通訊到微機(jī)，使用CASS軟件編繪成圖。③測(cè)繪地物地貌時(shí)，必須遵守看不清不測(cè)的原則，當(dāng)天所測(cè)內(nèi)容應(yīng)在當(dāng)天完成編繪工作，不清楚的地方，應(yīng)該叫跑棱鏡的人員幫助繪出或打印草圖，實(shí)地調(diào)繪。④地形圖上高程注記點(diǎn)應(yīng)分布均勻，一般間距為30米，地面地貌變化較大的地方，應(yīng)適當(dāng)加密。⑤城市建筑區(qū)高程注記點(diǎn)應(yīng)測(cè)設(shè)在街道交叉中心，建筑物墻基腳和相應(yīng)的地面，管道檢查井井口，橋面，廣場(chǎng)，較大的庭院內(nèi)或空地上以及其它地面傾斜變換處。⑥在編輯完的地形圖中，地物、地貌各因素，應(yīng)主次分明，位置準(zhǔn)確，交接清楚，等高線須合理、光滑，地理名