地形图测绘方案

大作业
目录
一、任务概述 (3)
二、测区自然地理概况 (3)
三、作业依据 (4)
四、技术方案 (4)
（一）仪器设备、人员 (4)
（二）作业流程 (4)
（三）控制测量 (6)
（1）建立坐标系 (6)
（2）控制点坐标设定 (7)
（3）选点、埋石 (7)
（4）高程控制测量 (8)
（5）平面控制测量 (8)
（6）高程的计算 (10)
（7）平面坐标的计算 (12)
（四）野外数据采集 (13)
（1）图根测量 (14)
（2）地貌地物测量 (14)
（五）地形图绘制 (14)
（1）数据处理 (14)
（2）绘图顺序 (15)
（3）出图打印 (15)
本次实习为了保证工程的顺利实施与按时完成，保证该工程的质量能够满足用户的迫切需求，根据有关资料，经过实地踏勘和已有测绘资料的详尽分析，选取上海海事大学临港校区作为本作业测区，并编写该区1: 500 地形图测量方案。

一、任务概述
（1）任务名称：上海海事大学临港校区1:500地形图绘制；
（2）测区范围：上海海事大学临港校区；
（3）地理位置：东经121.90°54”，北纬30.87°38”
（4）测绘内容：1 : 50 0 数字化地形图测绘；测区总面积1.46平方公里。

二、测区自然地理概况
测区位于上海市浦东新区海港大道1550号，属学校园区，最高楼层不超过10层，区域内道路规划整齐，无较高大建筑物，无较大起伏地形，通视条件好。

三、作业依据
（1）《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/Tl 83 1 4—2009）；
（2）《卫星定位城市测量技术规范》（CJJ/T 73-2010）
（3）《城市测量规范》（CJJ/T 8-2011）；
（4）《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》（CHIT 2009-2010）；
（5）《l:500、l:1000、l:2000外业数字测图技术规程》（GB/14 912-2005）；
（6）国家基本比例尺地形图图式《第1部分：1:500、1:1000 、1:2000地形图图式》CGB/T 20257.1-2007）；
（7）《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》（GB/Tl 83 16-2001）；
（8）《工程测量规范》（GB50026-2007）；
（9）《三、四等导线测量规范》（CH/T 2007—2001）；
（10）《工程测量》期末大作业要求。

四、技术方案
（一）仪器设备、人员
（1）硬件：拓普康TKS-202 2”全站式激光测距仪1套（包括三脚架：对中杆、棱镜、数据线、充电器）、苏光DS3水准仪一套（包括三脚架、2个带居中气泡木质水准尺、尺垫2个）、电脑一台、对中四角钢钎一对、50m皮卷尺、3m钢卷尺、测钉等。

（2）软件：AUT0CAD2006、南方cass7.0及相关的数据处理软件。

（3）人员：操作员1人，记录员1人，前视2人，总人数4人，绘图员由组员兼任。

（二）作业流程
现场踏看、及仪器设备调试准备
编写设计书
平面控制测量、高程控制测量
不合格
测量平差
合格
图根点测定
图根点复核
外业数据采集
内业数据处理
展点成图
不合格
踏勘复核
合格
成图
（三）控制测量
（1）建立坐标系
由于获取国家控制点费用较高，且高等级控制点可能距离测区过远，因此本小组决定采用相对坐标进行测量，以校区1号门前海港大道为假设正东基线（保证校区内坐标结算介为正值）。

在1号门前设置1号控制点（点名：hk1），在
7号门前设置2号控制点（点名：hk2）,hk1和hk2作为假设控制点；并在测区内布设27个加密控制点，各加密点距离150m~200m,线路总长度3.48km点位布置图如下：
（2）控制点坐标设定
假设hk2为假想坐标系原点（0,0,0）,经过全站仪往返3次测距，取得hk2和hk1的平均距离为L，经过水准仪往返三次测高差，取得高差D，则hk1坐标为（0,L,D）。

（3）选点、埋石
本次测绘任务按照四等导线、水准进行控制，控制点应选在视野开阔、地基稳固、能够长期保存、便于使用的地方，如主要道路、广场、桥台等。

hk1和hk2用测钉打入沥青路面，其他控制点根据现场情况，打入钢钉或测钉，钉子顶部应与路面平，设置于不容易被车辆碾压和稳固的路面，所有等级控制点均用油漆做好标记，编制点号，制作点之记手册。

（4）高程控制测量
高程控制点的测定：本测区采用高程闭合控制，要求最终成果复核闭合限差，具体在文下坐标推算中叙述，本测区共设置29个控制点，距离150m~200m之间，大约需进行87次转站，为了减小误差，中间加设一站，保证最终为偶数站，按照规范要求：
四等水准测量观测应在通视良好、望远镜成像清晰及稳定的情况下进行。

一般采用一对双面尺。

观测步骤（后-前-前-后；黑-黑-红-红）
①照准后视尺黑面，精平，分别读取上、下、中三丝读数，并记为（1）（2）（3）。

②照准前视尺黑面，精平，分别读取上、下、中三丝读数，并记为（4）（5）（6）。

③照准前视尺红面，精平，读取中丝读数，记为（7）
④照准后视尺红面，精平，读取中丝读数，记为（8）
这四步观测，简称为“后一前一前一后（黑一黑一红一红）”，这样的观测步骤可消除或减弱仪器或尺垫下沉误差的影响。

对于四等水准测量，规范允许采用“后一后一前一前（黑一红一黑一红）”的观测步骤。

且一站视距差不超过
5m，视距累计差不超过10m,黑红面读数差不超过3mm,最大视距不大于100m,最小读数为0.2米。

测量后的结果应记录正确，全线测量完毕及时进行计算。

（5）平面控制测量
平面控制点的测定：本测区采用闭合导线控制，要求最终成果复核闭合限差，
具体在文下坐标推算中叙述，本测区共设置29个控制点，距离150m~200m之间，架设加密点为n1~n27,大约需进行29次转站，为了减小误差，应根据现场情况加站，保证最终为偶数站，具体操作如下：
先架设仪器在hk1号点，对hk2点和下一个加密点n1进行距离测定和夹角的测定,然后再将仪器架设在n1点对hk1和下一点n2进行距离和夹角的测定，如此依次转站，直至将仪器架设在hk2点，对n2和hk1进行距离和夹角的测定，至此测量结束。

测量过程中仪器和对中杆应精确整平及对中控制点，严禁测量中对仪器和对中杆进行扰动。

此测量过程还应按照以下要求进行，若不符合限差，应及时重测，直到符合为准：
按照上图四等导线要求，测角中误差不超过2.5秒，测距中误差不超过18mm，2秒仪器测回不少于6测回，最终推算方位角闭合差不大于5倍根号下站数，导线全长闭合差不大于1/35000，两次重合读数不超过3秒，半测回归零差不超过8秒，一测回内2C互差不超过13秒，同一方向各测回较差不超过9秒，严格按照此要求进行，以下为导线测量记录表，测量中应认真填写：
（6）高程的计算
①记录表的计算
记录者在“四等水准测量记录”表中按上表头表明次序⑴~⑻记录各个读数，⑼~⒃为计算结果：
后视距离⑼=100×{⑴-⑵}
前视距离⑽=100×{⑷-⑸}
视距之差⑾=⑼-⑽
前、后视距累积差⑿=上站⑿+本站⑾
前视尺黑红面读数差（13）=K前+（6）-（7）后视尺黑红面读数差（14）=K后+（3）-（8）红黑面差⒀=⑹+K-⑺，（K=4.687或4.787）
⒁=⑶+K-⑻黑面高差⒂=⑶-⑹红面高差⒃=⑻-⑺
高差之差⒄=⒂-⒃=⒁-⒀±0.1
平均高差⒅=1/2{⒂+⒃}
每站读数结束（⑴~⑻），随即进行各项计算（⑼~⒃），并按技术指标进行
检验，若各项满足限差要求，可搬站进行下一站的观测，否则此测站必须进行重测。

②高程计算
依次设站，用相同方法进行观测，直到线路终点，计算线路的高差闭
合差。

按四等水准测量的规定，线路高差闭合差的容许值为±20√L mm，L 为线路总长（单位：km）。

当全路线施测完毕后，应进行计算与检核。

当测站总数为偶数时：∑（15）+∑（16）=2∑（18）
当测站总数为奇数时：∑（15）+∑（16）±0.100m=2∑（18）末站视距累积差：末站（12）=∑（9）－∑（10）
水准路线总长：L=∑（9）+∑（10）
∑（3）-∑（6）=∑（15）
∑（8）-∑（7）=∑（16）
以假设控制点hk1高程为起算值，将改正后的高差依按照点号次叠加，便得到各加密点的相对高程。

③注意事项
四等水准测量比工程水准测量有更严格的技术规定，要求达到更高的精度，其关键在于：前后视距相等（在限差以内）；从后视转为前视（或相反）望远镜不能重新调焦；水准尺应完全竖直，最好用附有圆水准器的水准尺。

每站观测结束，已经立即进行计算和进行规定的检核，若有超限，则应重测该站。

全线路观测完毕，线路高差闭合差在容许范围以内，方可收测，结束实验。

应严格遵循三个测绘工作基本原则，即整体原则、控制原则、检核原
则。

（7）平面坐标的计算
①起始方位角的计算（坐标反算）
根据假设的hk1=（0,0），hk2=（0.L）的相对坐标可以得出方位角α
（hk2.hk1），α（hk2.hk1）=arctan(（L-0）/（0-0）)=无解，而且hk1点的
y坐标大于hk2的y坐标，即y曾为正，可知道α（hk2.hk1）=90°
②方位角的推算
n边形闭合导线内角和的理论值为：β理 =（n－2）×180°，式中：n为导线边数或转折角数。

由于观测水平角不可避免地含有误差，致使实测的内角之和测不等于理论值理，两者之差，称为角度闭合差，用fβ表示，即：fβ= β测－β理= β测－（n－2）×180°，且 fβ不大于5倍根号n，若不符合，先检查数据是否有明显错误，然后进行重测；各内转角的改正后的值就等于：β改=fβ/n+β测。

β测通过绘制导线路线简图，可容易推算得出。

假设α为方位角，β为观测左角，根据公式：α（hk1.n1）=α（hk2.hk1）+β±180°、α（n1.n2）=α（hk1.n1）+β±180°……α（n27.hk2）=α（n26.n27）+β±180°。

注：当α+β大于180°时，以上公式应减去180°，当α+β小于180°时，以上公式应加上180°，具体可由下图推到得出，此处不再叙述。

③闭合差的的改正
首先要理解导线全长闭合差的概念，其是指由导线的起点推算至终点位置与原有已知点位置的差距，其在纵、横横坐标轴上的投影为坐标增量闭合差fx和fy，本作业中为闭合导线，全长闭合差应为0，具体计算方法如下：先算出各边x、y的增量，假设s(n1n2)为n1到n2的距离，x增
(hk2hk1)=s(hk2hk1)*cosα(hk2hk1),y增(hk2hk1)=s(hk2hk1)*sinα
(hk2hk1)……以此类推，
x增(n27hk2)=s(n27hk2)*cosα(n27hk2),y增(n27hk2)=s(n27hk2)*sinα
(n27hk2)；
因此X增量闭合差fx =x增(hk2hk1)+x增(hk1n1)+……+x增(n27hk2)，
Y增量闭合差fy =y增(hk2hk1)+y增(hk1n1)+……+y增(n27hk2)；
全长闭合差 f = √(（fx）^2 +（fy）^2 )；
闭合导线全长∑D=s(hk2hk1)+s(hk1n1)+……+s(n27hk2)；
全长相对闭合差K=1/ ( ∑D/f ) ，K必须需小于1/35000，若不符合要求，需进行全线边长复测。

若全长相对闭合差符合要求，即将差值加权平均到每个实测边长中，获得改正后的各边长数值，以此作为最终坐标正算的参数。

④坐标正算
上述中得到以hk2为起点，以线路行进方向为正方向算出各加密点的平面坐标增量，现在以hk2的平面坐标起算坐标，依次加上各段的坐标增量，即得出各段末点的坐标，至此得到各控制点、加密点的坐标，坐标进行记录保存，控制测量结束。

（四）野外数据采集
本次作业野外数据采集采用全站仪的野外数据采集功能，全站仪设站采用极坐标法或后方交汇法，定向后进行坐标采集记录。

测站设定时，应将仪器对中控制点或加密点，且整平，在测站信息中输入测站点坐标，以及量取的仪器高和棱镜高，测站设定成功后，进入数据采集界面，进行数据采集，采集测量时应将十字丝对准棱镜站标，然后进行测量并记录，或者直接测存，测量过程中，禁止触动仪器的脚螺旋，使仪器的高度和平整度发生变化，若气泡偏出或触动仪器，应重新设站。

（1）图根测量
首先进行图根测量，先在各加密点上设站，在主干道、湖泊、突出地貌、大型地标、大型建筑物的附近，进行图根点测定，图根点应互相通视，若不通视，可采用后方交会的方法设站，图根点的坐标可直接进行左右盘测定，取平均数；且图根点应遍布测区的各个地区，图根点应做好标记，编制点号，将数据进行记
录。

（2）地貌地物测量
加密控制点和图根点已经布设完毕，本作业本着先整体，后局部，先控制，后碎部的原则进行测量作业。

根据现场情况，按照加密控制点的走向，依次设站，并测量周边的地物和地形，在测量中应对所测点的属性和位置进行草图绘制，也可对测取内的各种地物地貌按照规范标准进行编码，以便于后期图纸的绘制。

具体要求，地物中的建筑物应测出其占地面积、投影面积，记录结构类型、使用性质、名称，在不可架设棱镜处，可采用无棱镜模式进行测量；路灯、行道树木、植被应准确测出数量和面积；湖泊和湖心岛应测出水面线以及护坡顶线；公园绿地应测出其微地形的高低起伏，以及造型绿植的轮廓。

地形图应包含地物和地貌，即地面人造附着物和自然地貌，应准确测量其构造点的位置和高程。

（五）地形图绘制
（1）数据处理
将野外采集的数据导入电脑中，一般导出格式为后缀dat、txt等格式，我们使用dat的格式文件进行图纸导入。

每行数据应按照点号、编码、y坐标、x 坐标、z坐标的顺序排布，具体格式如下：
点号1,编码,y,x,z
点号2,编码,y,x,z
点号3,编码,y,x,z
……
（2）绘图顺序
在电脑中安装好南方CASS成图软件后，使用展点号及展高程点的命令进行展点，展点号后，根据外业记录的点号及属性对各种地物进行绘制，一般可用成
图软件中的地物编辑，对地物进行绘制，比如围墙的结构类型，建筑的结构类型，电塔，路灯，行道树，湖泊等，对于有地形起伏的公园微地形，使用多段线画出范围，使用高程展点，先生成DTM文件，再生成区域内的等高线，然后删除图中三角形，对等高线进行检查和修改。

绘图过程中应先绘制侧区内的主干道、次干道和支路，然后再绘制主要的建筑物，之后绘制小型的地物，以及自然地表的等高线，最后对于主要干道和建筑物应标出其相对高程，绘制完毕。

（3）出图打印
本作业要求绘制1:500的地形图，1:500的意义为，图纸上距离与现实距离比值为1:500，1:500的地形图比如图纸上1cm就代表实际5m。

首先绘制处打印图框，图框以米为单位，图框为实际打印区域，此处留有装订页边距，图框的纵横尺寸分别设置为出图后图纸上实际图框尺寸的500倍。

若使用无边距的打印机才可实现没有白边的图纸打印，在打印机设置里将图纸边距设置为0后，才可实现无边距打印。

按照要求打印的图纸实际尺寸，去绘制图框，图框的尺寸设置为纸张尺寸的500倍，打印比例1:1；或者设置为纸张尺寸的1000倍，打印比例设置为1:0.5。

以上方法在打印机和纸张处于理想状态下可精确打印出1:500的地形图，数据整理，图纸打印装订后，作业完毕。