数字测图(Digital Surveying and Mapping,DSM)系统

目录
目录 (1)
第一章绪论 (4)
第二章概况 (5)
1、任务概况 (5)
2、测区概况 (5)
3、作业时间 (5)
第三章已有资料利用方案 (6)
1、作业依据和已有测绘资料 (6)
2、控制点资料 (7)
1.1平面控制点资料 (7)
1.2高程控制点 (7)
1.3地图资料 (7)
第四章平面及高程控制网的布设 (8)
1、成图比例尺及等高距 (8)
2、平面坐标与高程坐标系统的选择 (8)
2.1平面坐标系及基准 (8)
2.2高程基准 (8)
3、主要精度指标 (8)
4、控制网的布设 (9)
4.1平面控制网 (9)
4.2水准网 (11)
第五章具体实施方案 (13)
1、实施流程 (13)
2、测量作业的原则 (14)
3、平面控制测量 (14)
3.1 水平角观测 (15)
3.1.1水平角观测应符合的规定 (15)
3.1.2水平角观测的测站作业应符合的规定 (16)
3.1.3水平角观测误差超限处理 (16)
3.1.4其他注意事项 (17)
3.2 距离测量 (17)
3.2.1仪器的选用及标称精度 (17)
3.3 导线测量的精度分析 (18)
4、高程控制测量 (18)
第六章碎步测量 (19)
1、全站仪测图方法与技术要求 (19)
1.1全站仪测图的仪器安置及测站检核 (19)
1.2 全站仪测图的测距长度规定 (20)
1.3 数字地形图测绘需符合的要求 (20)
1.4全站仪测图野外数据采集 (21)
2、全站仪碎部点采集 (21)
3、解析碎部点测量 (22)
4、碎部点采集的特殊情况 (23)
5、绘制测站草图及展点 (24)
第七章内业计算 (25)
1、闭合导线计算 (25)
1.1角度闭合差的计算与调整 (25)
1.2导线边方位角的推算 (26)
1.3坐标增量计算 (26)
1.4坐标增量闭合差的计算与调整 (26)
1.5导线点坐标计算 (27)
2、附合导线的计算 (27)
第八章地形图绘制 (28)
1、绘制流程 (28)
2、内业数字化成图的步骤 (29)
2.1数字化传输及展点 (29)
3、地形图图廓整饰的要求 (33)
第九章提交资料 (34)
第十章成果展示 (34)
结束语 (40)
致谢 (41)
参考文献 (42)
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 提供数据源，广泛用于测量工程、水文、工民建、道路桥梁、水利水电工程等建设领域。

数字地图(Digital Map)以数字形式存贮在磁盘、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由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，数字测图几乎已占据了大部分的地形图测绘市场。

随着测绘科学技术的发展，全数字地形测图在现代机助制图技术支持下已经发展成为了高新的制图技术。

而全站仪作为当前应用最为广泛的测绘仪器，是电子技术与光学技术结合发展的光电测量仪器，集测距仪、电子经纬仪的优点于一体。

因此全站仪也是目前实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顺利和自如，更好的展现我们黄河水利职业技术学院工程测量技术专业的专业素养，系里组织了这次毕业实习---校园地形测量工程1：500地形图测绘任务。

本次测图将从3月1号开始进行，至5月底结束。

中间的工作日中课余时间为内业整理时间。

1、任务概况
为校内测量实习的需要，也为检验毕业前学习的效果，经学院研究决定，由任课教师指导，我系尚未去单位顶岗和专升本的同学以本校园的测区进行1：500数字地形图的测绘工作。

整个测绘工程于6月前结束。

2、测区概况
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，南邻东京大道，与河南大学新校区毗邻。

新校址东西长782米，南北长965米，南侧有宽约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。

学校内部地势较为平坦，有教学楼、宿舍楼、食堂、各种运动场、湖泊、河流和假山等主要地物分布其中。

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3km。

数字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，着力发展工程测量学以及数字测图学，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。

3、作业时间
作业时间为2011年3、4、5月
第三章已有资料利用方案
1、作业依据和已有测绘资料
1、黄河水院新校区鸟瞰图。

2、黄河水院新校区控制点成果表。

3、黄河水院新校区控制点基本位置图。

4、黄河水院新校区1:1000 地形图（如图1），可作为测区范围划定与控制测量网形设计及实地选点之用。

图1 黄河水院新校区1:1000 地形图
2、控制点资料
1.1平面控制点资料
测区内有我院已测好的HY01～～HY12十二个控制点成果，经踏勘检查，标志完好，成果可以利用。

其中“H084”、（平面动态RTK 高程四等水准联测）“ H033”（平面动态RTK 高程四等水准联测）保存完好，符合测量要求，能够保证测量精度，且位于测区内，作为本次测量的基准点（见表1）。

1.2高程控制点
测区内有多个高程控制点已知，点位保存完好，经我组踏勘将“H033”作为本测区高程控制起算点。

表 1 已知平面控制点
1.3地图资料
测区内有我院2008年新校区1：1000地形图，可参考进行测区的技术设计、控制网布设和踏勘选点工作。

第四章平面及高程控制网的布设
1、成图比例尺及等高距
本次测量实习的成图比例尺为1：500，等高距为0.5m。

2、平面坐标与高程坐标系统的选择
2.1平面坐标系及基准
测区平均高程73m，中央子午线精度为114°，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准保持一致。

2.2高程基准
本次作业采用1985国家高程基准。

上交成果的高和必须为正常高。

3、主要精度指标
1.各等级平面控网中最弱点相对于起算点的点位中误差不大于±5cm；
2.各等级水准网中最弱点相对于起算点的高程中误差不大于±2cm；
3.地物点相对于邻近控制点点位中误差不大于图上±0.5mm，邻近地物点间距中误差不大于图上±0.4mm；
4.图上高程注记中误差,在铺装地面不大于图上±0.07m，在一般地面不大于±0.15m。

表2 测区面积宜布设的控制网
表3 首级导线测量的技术要求
4、控制网的布设
4.1平面控制网
1）布设原则
①分级布设，逐级控制
②具有足够的精度
③保证必要的密度
④应有统一的布网方案、精度指标和作业规格
2）布设方案
考虑到本测绘院能配套使用的GPS设备不是很齐全，需要外借。

而且使用GPS做控制的费用比较大。

因此本次还可以考虑采用全站仪测一级导线做首级控制网。

为了保证精度，测量是采用带三脚架的棱镜，全站仪使用南方全站仪。

并直接使用全站仪进行图根点加密。

导线网的设计步骤 :
①、根据控制网的服务目的，确定导线中点点位中误差，并据以求出端点的点位中误差和容许闭合差。

②、确定导线总长及等级。

在直伸导线中，纵向误差由测距误差引起，故可求来算导线边的测距精度及总长。

当导线中点点位误差限值确定时，导线愈长，要求起算数据与本次测量精度愈高，所以确定了导线总长，也就确定了导线等级。

横向误差是由测角误差引起，根据横向误差的规定值所以求得测角精度。

因为是按纵向、横向等影响来配置测角和量边精度的，故测角精度的等级一般是与按导线总长计算的等级相适应。

③、进行单线网的图上选点、选线。

并根据测角和量边的精度要求，编制导线施测细则。

3）主要技术指标如下：
4）三角网的主要技术要求
4.2水准网
选择水准路线的基本要求是必须满足具体任务的要求，一般来说，对精度要求高的水准路线应该沿公路布设，精度要求低的水准路线也应该尽可能沿各类道路布设，目的在于使路线通过的地面坚实，从而使仪器和标尺都能稳定。

水准路线的布设分单一水准路线和水准网两种形式。

1）单一水准路线形式有三种
①附合水准路线。

②闭合水准路线。

③支水准路线。

2）水准网形式
只有一个高级点的水准网称独立水准网，有3个以上高级点的水准网称为附合网。

第五章具体实施方案1、实施流程
2、测量作业的原则
1）从整体到局部
2）由高级到低级
3）先控制后碎部
4)步步检核
3、平面控制测量
由于导线测量具有布设灵活，推进迅速，受地形限制小，边长精度分布均匀等优点。

且考虑到我们的测区面积不大，又能锻炼我们关于控制测量方面知识的复习，所以经过论证比较决定使用导线测量做平面控制。

各等级导线测量的主要技术要求，应符合下表的规定：
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，但最大长度不应大于表中规定相应长度的2 倍。

3. 当导线平均边长较短时，应控制导线边数不超过表3．3．1 相应等级导线长度和平均边长算得的边数；当导线长度小于表3．3．1 规定长度的1／3 时，导线全长的绝对闭合差不应大于13cm。

4. 导线网中，结点与结点、结点与高级点之间的导线段长度不应大于表5中相应等级规定长度的0．7 倍
3.1 水平角观测
3.1.1水平角观测应符合的规定
水平角观测所使用的全站仪、电子经纬仪和光学经纬仪，应符合下列相关规定：
1 照准部旋转轴正确性指标：管水准器气泡或电子水准器长气泡在各位置的读数较差，1″级仪器不应超过
2 格，2″级仪器不应超过1 格，6″级仪器不应超过1．5 格。

2 光学经纬仪的测微器行差及隙动差指标：1″级仪器不应大于1″，2″级仪器不应大于2″。

3 水平轴不垂直于垂直轴之差指标：1″级仪器不应超过10"，2″级仪器不应超过15″，6″级仪器不应超过20″。

4 补偿器的补偿要求，在仪器补偿器的补偿区间，对观测成果应能进行有效补偿。

5 垂直微动旋转使用时，视准轴在水平方向上不产生偏移。

6 仪器的基座在照准部旋转时的位移指标：1″级仪器不应超过0．3″，2″级仪器不应超过1″，6″级仪器不应超过1．5″。

7 光学(或激光)对中器的视轴(或射线)与竖轴的重合度不应大于1mm。

导线测量限差要求
n ——测角数
三、四等导线的水平角观测，当测站只有两个方向时，应在观测总测回中以奇数测回的度盘位置观测导线前进方向的左角，以偶数测回的度盘位置观测导线前进方向的右角。

左右角的测回数为总测回数的一半。

但在观测右角时，应以左角起始方向为准变换度盘位置，也可用起始方向的度盘位置加上左角的概值在前进方向配置度盘。

3.1.2水平角观测的测站作业应符合的规定
水平角观测的测站作业，应符合下列规定：
1) 仪器或反光镜的对中误差不应大于2mm。

2) 水平角观测过程中，气泡中心位置偏离整置中心不宜超过1 格。

四等及以上等级的水平角观测，当观测方向的垂直角超过±3°的范围时，宜在测回间重新整置气泡位置。

有垂直轴补偿器的仪器，可不受此款的限制。

3) 如受外界因素(如震动)的影响，仪器的补偿器无法正常工作或超出补偿器的补偿范围时，应停止观测。

4) 当测站或照准目标偏心时，应在水平角观测前或观测后测定归心元素。

测定时，投影示误三角形的最长边，对于标石、仪器中心的投影不应大于5mm，对于照准标志中心的投影不应大于lOmm。

投影完毕后，除标石中心外，其他各投影中心均应描绘两个观测方向。

角度元素应量至15′，长度元素应量至1mm。

3.1.3水平角观测误差超限处理
水平角观测误差超限时，应在原来度盘位置上重测，并应符合下列规定：
1) 一测回内2C 互差或同一方向值各测回较差超限时，应重测超限方向，并联测零方向。

2) 下半测回归零差或零方向的2C 互差超限时，应重测该测回。

3) 若一测回中重测方向数超过总方向数的1／3 时，应重测该测回。

当重测的测回数超过总测回数的1／3 时，应重测该站。

3.1.4其他注意事项
1)首级控制网所联测的已知方向的水平角观测，应按首级网相应等级的规定执行。

2)每日观测结束，应对外业记录手簿进行检查，当使用电子记录时，应保存原始观测数据，打印输出相关数据和预先设置的各项限差。

3.2 距离测量
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3～15km。

3) 测距仪器的标称精度，按(﹡)式表示。

mD＝a+b×D (﹡)
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(mm／km)；
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。

3.3 导线测量的精度分析
导线精度应符合国家相关规定，如根据《城市测量规范》城市二级测角中误差≤±8秒,DJ2全站仪测回数位一,方位角闭合差≤±16 √n单位秒，导线长度全长2.4km，平均边长200m，测距中误差≤±15mm，测角中误差≤±8秒，导线全长相对闭合差≤1/10000
4、高程控制测量
根据国家水准点的高程，采用四等水准测量（闭合水准路线）将高程引测到测区。

并测定导线点的高程，作为测区的高程控制。

四等水准测量采用双面尺（红
黑面）观测，每测段必须观测偶数站。

四等水准测量的限差要求如表。

水准测量限差要求
L——附合或闭合水准路线的长度,以公里为单位。

n——水准路线测站数。

第六章碎步测量
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) 《1：500、1：1000、1：2000 地形图要素分类与代码》（GB/T 14804-93）；
(4) 《大比例尺地形图机助制图规范》（GB 14912-94）；
(5) 《工程测量规范》（GB 50026-2007）等;
1、全站仪测图方法与技术要求
1.1全站仪测图的仪器安置及测站检核
全站仪测图的仪器安置及测站检核，应符合下列要求：
1) 仪器的对中偏差不应大于5mm，仪器高和反光镜高的量取应精确至lmm。

2) 应选择较远的图根点作为测站定向点，并施测另一图根点的坐标和高程，
作为测站检核。

检核点的平面位置较差不应大于图上0．2mm，高程较差不应大于基本等高距的1／5。

3) 作业过程中和作业结束前，应对定向方位进行检查。

1.2 全站仪测图的测距长度规定
全站仪测图的测距长度，不应超过表4 的规定。

表4 全站仪测图的最大测距长度
注：出自于《工程测量规范》（GB 50026-2007）。

当布设的图根点不能满足测图需要时，采用极坐标法增设少量测站点。

1.3 数字地形图测绘需符合的要求
数字地形图测绘，应符合下列要求：
1) 当采用草图法作业时，应按测站绘制草图，并对测点进行编号。

测点编号应与仪器
的记录点号相一致。

草图的绘制，宜简化标示地形要素的位置、属性和相互关系等。

2) 当采用编码法作业时，宜采用通用编码格式，也可使用软件的白定义功能和扩展功
能建立用户的编码系统进行作业。

3) 当采用内外业一体化的实时成图法作业时，应实时确立测点的属性、连接关系和逻辑关系等。

4) 在建筑密集的地区作业时，对于全站仪无法直接测量的点位，可采用支距法、线交会法等几何作图方法进行测量，并记录相关数据。

1.4全站仪测图野外数据采集
全站仪测图，可按图幅施测，也可分区施测，按图幅施测时，每幅图应测出图廓线外5mm，分区施测时，应测出区域界线外图上5mm。

最后对采集的数据应进行检查处理，删除或标注作废数据、重测超限数据、补漏错漏数据，对检查修改后的数据，应及时与计算机联机通信，生成原始数据文件并做备份。

2、全站仪碎部点采集
地形测量在完成地形控制测量后，就要进行地形测图。

地形测图是以控制点为基础，按一定的要求和规则，将地面上各种地物、地貌测绘到图纸上。

地形测量中需要将地物、地貌的特征点测绘到图纸上，这些特征点又称为碎部点。

相对于地形控制而言，测绘具体的地物和地貌是测区碎部，因此称为地形碎部测绘。

大比例尺数字测图野外数据采集按碎部点测量方法，分为全站仪测量方法和GPS-RTK测量方法。

本次测图，主要采用全站仪测图方法。

地面上的地物、地貌形态虽然多种多样，但这些形态总是可以概括、分解成各种几何形体的。

而任何几何形体都是不同的面构成的，任何面又都可由一些具体决定性的点所连成的直线或曲线来确定。

可以说，各种地物、地貌的形态最终是由点决定的。

我们把决定地物、地貌形态的点称为地物特征点或地貌特征点。

地貌特征点和地物特征点统称碎部点。

碎部测量实际上就是测定地物、地貌碎部
点在图上的点位及其高程，然后依次描绘出各种地物、地貌。

3、解析碎部点测量
①在等级控制点、图根导线点或支导线点上按极坐标法直接测定下列碎部点坐标：
（1）、永久性建、构筑物的主要拐角点，具有方位意义的独立点；
（2）、道路、河流、沟、塘的特征点，桥、闸的特征点；
（3）、主要道路上的各类检修井，电力、通讯线路上的电线铁塔；
（4）、图幅拼接线上的若干明显细部位，保证必要精度；
②野外数据采集要求
a. 居民地的各类建筑物、构筑物及主要附属设施应准确测绘实地外围轮廓和如实反映建筑结构特征；房屋的轮廓应以墙基外角为准，房屋应逐栋表示，并按建筑材料和性质分类，注记层数。

b. 建（构）筑物及其它设施依比例尺表示的，应实测其外部轮廓，并配置符号或按图式规定用依比例尺符号表示；不依比例尺表示的，应准确测定其定位点或定位线，用不依比例尺符号表示。

c. 交通及附属设施的测绘，图上应准确反映陆地道路的类别和等级，附属设施的结构和关系；正确处理道路的相交关系及与其它要素的关系；公路与其它双线道路在图上均应按实宽依比例尺表示；公路应在图上每隔15~20cm注出公路技术等级代码，如G（107）；公路、街道按其铺面材料分为水泥、沥青、砾石、条石或石板、硬砖、碎石和土路等，应分别以砼、沥、砾、石、砖、碴、土等注记于图中路面上，铺面材料改变处应用点线分开；跨河或谷地等的桥梁，应实测桥头、桥身和桥墩位置，加注建筑结构。

d. 永久性的电力线、电信线均应准确表示，电杆、铁塔位置应实测。

当多种线路在同一杆架上或交叉时，只表示主要的，但应交接清楚。

各种线路应做到线类分明，走向连贯。

各种电杆均要连线；架空的、地面上的、有管堤的管道均应实测，分别用相应符号表示，并注记传输物质的名称。

当架空管道直线部分的支架密集时，可适当取舍。

e. 江、河、水库、池塘、沟渠、泉、井等及其它水利设施，均应准确测绘表示，有名称的加注名称；河流、溪流、水库等水涯线，按测图时的水位测定，注明日期，以分数表示高程和日期（分子和分母），当水涯线与陡坎线在图上投影距离小于1mm时以陡坎线符号表示。

沟渠宽度小于0.5mm的用单线表示。

双线水沟在坡度变换处应适当注记高程；水渠应测注渠顶高程；堤、坝应测注顶部及坡脚高程；泉、井应测注泉的井台高程。

f. 自然形态的地貌宜用等高线表示，崩塌残蚀地貌、坡、坎和其它特殊地貌应用相应符号或用等高线配合符号表示；各种天然形成和人工修筑的坡、坎，其坡度在70°以上时表示为陡坎，70°以下时表示为斜坡。

斜坡在图上投影宽度小于2mm，以陡坎符号表示。

当丘陵﹑山坡上坡、坎密集时，可适当取舍。

g. 梯田坎坡顶及坡脚宽度在图上大于2mm时，应实测坡脚，梯田坎高大于
0.3米应绘坎线符号；坡度在70°以下的石山和天然斜坡，可用等高线或用等高线配合符号表示。

独立石、土堆、坑穴、陡坎、斜坡、梯田坎、露岩等应在上下方分别测注高程或测注上（或下）方高程及量注比高；各种土质按图式规定的相应符号表示，大面积沙地、露岩地应用等高线加符号表示。

h. 地形图上应正确反映出植被的类别特征和范围分布。

对耕地、园地应实测范围、配置相应的符号表示。

大面积分布的植被在能表达清楚的情况下，可采用注记说明。

同一地段生长有多种植物时，可按经济价值和数量适当取舍，符号配置不得超过三种（连同土质符号），多年未耕旱地按荒地处理；田埂宽度在大于0.5mm的应用双线表示，小于0.5mm的用单线表示。

每块田块内应测注有代表性的高程，每块水田的田埂均要测绘并连线。

i. 图上所有居民地、道路（包括市镇的街、巷）、山岭、沟谷、水塘、河流等自然地理名称，以及主要单位等名称，均应进行调查核实，有法定名称的应以法定名称为准，并应正确注记。

4、碎部点采集的特殊情况
在进行碎部点采集时往往会遇到一些特殊情况。

对于比较复杂的地方通视一定不好，也许将棱镜举高能采到点，若就几个点还行，点多时这么采点测出的地物一定偏差很大，因此就应该找一个视野开阔的地方支一站过去再测，这样往往
会事半功倍。

当对多点房屋进行采点时，有时一些拐角会被挡住，同时支站过去测有没意义，此时应在此拐角一边延长线上的某处采一点，在用钢尺量出此处到拐角的距离并及时标注到草图上。

对于一些电杆、通信杆、路灯等地物棱镜无法放置正中，此时采点时应该采用偏心去采; 对于一些直径较大的烟囱、广告牌等应该在其外围采集三个点。

对于钢尺无法去量距时应用测距仪去测距。

此外在采集碎部点的同时要按规定将高程点进行采集，直接在编号前加上一个字母以示区别就行了。

注意：碎部点测量采用带有内存的全站仪，在正确设置好测站与定向点（包括仪器高和占标高）后，首先要对相邻已知点的边长及高差进行检核，不符值在5厘米以内可以直接采集碎部点，超过5厘米的应查明原因，选择正确点使用。

散点高程施测采用全站仪，在碎部点采集完后，采集高程点，高程点宏观上要分布均匀，微观上要注意测量道路交叉口，桥，闸，宅基地等位置高程点，高程点注记取位至厘米。

对于民房密集区可采用DS3水准仪加密散点高程。

5、绘制测站草图及展点
在采集细部点的同时，应在采集数据的现场，实时绘制测站草图。

草图内容包括：测站点点号，细部点编号及属性，地物、地形、地貌轮廓，本测站起止细部点编号，测量时间，草图绘制人员。

只要绘制好测站草图，才有利于内业电子成图及查图。

草图应列入上交资料。

每天测完后要及时将全站仪中的坐标数据与CASS软件直接通讯到微机中，与控制点一并展绘。