青川县城镇1500数字地形图测绘方案.docx
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青川县城镇1500数字地形图测绘方案
浙江省支援青川县灾后恢复重建
县城（乡镇）1∶500数字地形图测绘项目
技术设计方案
浙江省测绘局
二○○八年七月
1青川县概况
1.1青川县地理概况
青川县地处北部边缘，下游，属、甘、陕三省结合部。
概略地理位置为：
东经104°36′～105°38′，北纬32°12′～32°56′，处于中西部交接地带。
周围与陕西省、甘肃省、，省市、，市市中区、、等八县（区）相邻，素有“鸡鸣三省”与“金三角”之称。
全县幅员面积3216平方公里，总人口25万人，其中农业人口22万人。
青川县辖9镇28乡，268个行政村，17个社区居委会，1891个村民小组。
在总人口中汉族占98%，有、、、、等9个民族，其中回族乡两个。
青川县是少数民族聚居区，是盆周边远山区，也是革命老区。
2005年11月31日，经四川省人民政府（川府民政[2005]号）批准，同意将青川县洞水乡划归广元市市中区管辖。
区划调整后，青川县辖9个镇、25个乡、2个民族乡。
具体有：
9个镇：
乔庄镇（县人民政府驻地）、青溪镇、木鱼镇、竹园镇、房石镇、关庄镇、凉水镇、沙州镇、姚渡镇；
25个乡：
大坝乡、三锅乡、桥楼乡、石坝乡、建峰乡、马鹿乡、七佛乡、前进乡、黄坪乡、马公乡、营盘乡、孔溪乡、红光乡、茅坝乡、骑马乡、茶坝乡、板桥乡、瓦砾乡、苏河乡、曲河乡、楼子乡、白家乡、乐安寺乡、观音店乡、金子山乡；
2个民族乡：
蒿溪回族乡、大院回族乡。
青川历史悠久，文物古迹甚多。
青川县名因“其水清美”而得。
历史上著名的、景谷道、马鸣阁道，横穿县境东西，连接古丝绸之路。
青川有着光荣辉煌的革命文化，红军在此英勇奋战，留下的革命文物传播着无尽的文化精神食粮。
青川有着丰富的民间民俗文化。
在元代就设置青川县，1949年12月19日解放，今属四川省广元市，县政府驻地乔庄镇，距省会成都349公里。
1.2青川5.12受灾情况
青川县全县死亡人数4695人，失踪124人，伤15453人（重伤1522人），受灾人数达25万人，每个村镇都有大量的伤亡。
全县垮塌城乡居民房屋95万间，计1354平方米。
行政事业单位垮塌房屋40万间500万平方米。
84家企业厂房倒塌很难恢复生产。
10余个乡镇场镇夷为平地，大部分村组民房荡然无存，全县25万人几乎全都无家可归，受灾群众全部露宿野外。
吃饭、饮水完全靠救援，不少乡镇的数万名群众在灾后一个月主要靠空投物资救助。
青川县在地震发生之后，余震不断，最大的余震达6.4级，是汶川8.0级特大地震以来最强烈的一次。
以致几乎所有的交通，所有的通讯全部中断。
水、电、气、油、路、通讯等基础设施全面瘫痪。
根据党中央、国务院关于各省市与汶川地震灾区相关县市对口支援的指示精神和省委、省政府的具体部署，我省已向对口县青川县派出了支援工作考察组。
根据考察组紧急反馈，青川县目前急需为城市和乡、镇重建规划使用的基础控制点成果和大比例尺地形图成果资料。
为快速有效地开展此项测绘服务工作，保证成果质量，统一技术标准，特制定本技术设计方案。
1.3测区简介
为城镇规划建设之需，青川县所属36个乡、镇中大部分需要测绘大比例尺数字地形图，目前急需测绘大比例尺地形图的乡、镇共为27个。
具体见表：
表1.1青川县灾后重建规划测绘任务明细表
序号
对口市县
乡镇名称
测绘面积（km2）
交图时间
1
杭州市本级及萧山区、余杭区、富阳市、临安市
乔庄镇
待定
2
木鱼镇
待定
3
板桥乡
1
8月8日
4
骑马乡
0.5
7月30日
5
宁波市本级及鄞州区、慈溪市、余姚市、宁海县、象山县、奉化市
竹园镇
2
8月15日
6
马鹿乡
1
8月8日
7
七佛乡
0.5
7月30日
8
金子山乡
待定
9
温州
市本级
青溪镇
4
8月15日
10
乐清市
三锅乡
2.5
8月15日
11
瑞安市
桥楼乡
1
8月8日
12
湖州
市本级
楼子乡
待定
13
长兴县
白家乡
0.3
7月30日
14
德清县
建峰乡
0.5
7月30日
15
嘉兴
市本级
房石镇
0.8
8月8日
16
海宁市
曲河乡
0.5
7月30日
17
桐乡市
蒿溪乡
1
8月8日
18
平湖市
乐安寺乡
1
8月8日
19
嘉善县
前进乡
0.5
7月30日
20
海盐县
大坝乡
待定
21
绍兴
市本级
关庄镇
2
8月15日
22
绍兴县
凉水镇
1.5
8月15日
23
诸暨市
大院回族乡
0.5
7月30日
24
上虞市
茅坝乡
待定
25
嵊州市
苏河乡
待定
26
金华
市本级
黄坪乡
0.5
7月30日
27
义乌市
孔溪乡
0.8
8月8日
28
永康市
瓦砾乡
0.5
7月30日
29
东阳市
茶坝乡
0.5
7月30日
30
台州
市本级
沙洲镇
1
8月8日
31
温岭市
姚渡镇
2
8月15日
32
玉环县
营盘乡
0.5
7月30日
33
临海市
观音店乡
0.5
7月30日
34
衢州市
马公乡
待定
35
舟山市
红光乡
1
8月8日
36
丽水市
石坝乡
待定
1.4测区范围和工作量
1.4.1测区范围与分布
根据目前地震受灾的实际情况和规划建设工作的轻重缓急，本期控制测量急需在其中27个急需进行1∶500地形图测绘的乡镇进行布测。
大比例尺地形图测绘区域也为表1.1所列的27个乡、镇政府驻地。
具体测绘范围由当地规划建设部门确定。
1.4.2需要完成的工作量
1.4.2.1平面控制测量
由于任务紧急，根据急用地形图测绘的需要，首先在27个需要测图的乡、镇政府驻地，测图面积大于1平方公里（含）的，每个乡镇驻地布测3～5座GPS四等网点；测图面积小于1平方公里的，直接布设一、二级控制点。
根据测图以及后续建设定线、工程放样等需要，用GPS结合全站仪的测量模式，应在测图区域每平方公里布设16个左右的一、二级控制点。
据此再布测一、二级图根控制网。
1.4.2.2高程控制测量
在27个乡镇政府驻地，各自组成以GPS四等网和一、二级控制网点为高程控制点的四等水准网。
1.4.2.3数字地形图测绘
在27个乡镇政府驻地，各自采用地面野外数字测绘模式，测绘1∶500数字地形图。
1.5项目分阶段实施计划
2008年7月7日～15日，进行组织、资料、技术准备阶段；
2008年7月16日～18日，进入测区各个乡镇，落实当地协测人员；
2008年7月18日～20日，基础控制点选埋、观测与计算；
2008年7月19日～21日，图根控制点选埋、观测与计算；
2008年7月20日～8月15日，数字地形图测绘、检查和成果提交；
2008年8月20日，成果提交。
2实施技术方法
本项目基础控制测量有关要求执行CJJ8-99标准，其中GPS测量、计算、资料整理与成果提交执行CJJ73-97标准。
1∶500地形图测绘考虑到本期任务时间紧、灾区地物大都受损严重，总体上按CJJ8-99标准所要求的基本精度和表示方法进行，地形图图式执行GB/T7929-1995。
即，主要地物点相对于邻近控制点点位中误差图上≤±0.5mm。
2.1已有资料分析利用
（1）已有平面控制网资料
保存完好的平面控制点标石可以利用。
（2）已有高程控制网资料
保存完好的各等级水准点标石可以利用。
（3）地形图资料与地名资料
青川县境内已有的1∶2.5万地形图资料以及当地可能有的各种大比例尺地形图，可作为项目设计和工作底图。
若有地名办编制的最新地名志，可作为地理名称调注的依据。
（4）其他相关资料
危房鉴定资料或危房鉴定确认证明材料。
2.2图幅分幅与测量基准
2.2.1图幅分幅、图幅编号及图名
1∶500数字地形图采用50cm×50cm正方形图幅分幅和标准的图幅编号方式。
图幅编号以每幅图西南角坐标为基础，X坐标在前，Y坐标在后，中间以“－”隔开；图名以地名、山名、行政事业单位名、学校、桥名、企业名称等依次录用，空旷地带可不取图名，只注记图幅编号。
2.2.2测量基准
坐标系统：
根据青川县地震灾害严重、控制点破坏厉害的情况，本期测量所采用的坐标系统采用地方独立坐标系统。
27个乡镇之间尽可能通过GPS四等网的GPS同步测量方式组成一个整体控制网。
若GPS四等网有条件进行27个乡镇同步观测，则其坐标系统称为“青川独立坐标系统”。
在具体实施时，尽可能根据当地地震后已有控制点的实际残存情况，找到点位本身相对稳固、可靠的高级控制点，给予联测和起算。
但作为地方独立坐标，一般不给起算点进行精度评定。
如果起算点确实查找困难，则采用GPS单点定位方法，使用近似WGS84坐标系统投影到高斯平面坐标系。
或采用联测相对稳定地物等形式传算一个弱连接坐标系模式建立临时坐标系统。
高程系统：
各乡镇采用地方独立高程系统进行高程控制测量和地形图高程测注。
假定点的高程应基本符合震前实际高程，且独立高程系统也应尽可能同当地高程控制点数据联测。
2.3测量精度与方法
（1）测量精度
地物、地貌要素测绘精度按CJJ8-99要求执行，即主要建筑物点位相对于邻近控制点点位中误差图上≤±0.5mm；施测相对困难的隐蔽地物点和次要地物点点位中误差图上≤±0.75mm。
（2）测量方法
1∶500地形图要素采集、编辑和成图，采用全野外地面数字测量法进行内外业一体化测绘与成图。
2.4采用的主要技术
2.4.1GPS测量技术
GPS测量技术主要用于GPS基础控制网施测。
2.4.2数字测绘技术
数字测绘采用WalkField、CASS等国内优秀、可靠的数字地形图测绘软件。
测图软件应具备外业测量数据自动采集记录、内业图形分层设色编辑、数据处理、数据检查、制图制表、数据交换等功能，应充分保证数据质量要求，并具备DWG图形格式文件输出功能。
3引用、依据技术标准
（1）CJJ73-97《全球定位系统城市测量技术规程》。
（2）GB12898-91《国家三、四等水准测量规范》。
（3）GB/T7929-1995《1∶5001∶10001∶2000地形图图式》。
（4）CJJ8-99《城市测量规范》。
（5）CH1002-1995《测绘产品检查验收规定》。
（6）CH/T1004-2005《测绘技术设计规定》。
（7）CH/T1001-2005《测绘技术总结编写规定》。
4生产硬件、软件配置
4.1生产硬件投入
本项目应投入的主要硬件设备和生产装备：
（1）测量型双频GPS接收机（可采用GPS-RTK进行一级控制网以下的控制测量）；
（2）S3数字水准仪（数字水准仪优先）；
（3）木质水准标尺（不易导电）；
（4）2″、6″全站仪；
（5）带塑料杆的照准小棱镜（不易导电）；
（6）便携式计算机；
（7）台式计算机；
（8）B3幅面喷墨打印机；
（9）等级控制点中心标志（埋设采用现场混凝土浇注的方式）。
4.2生产软件投入
（1）GPS基线检核、处理和数据预处理软件（随GPS接收机配置，如TGO、LGO）；
（2）GPS数据后处理软件（如TGPPSW）；
（3）地面控制测量数据处理软件（如“科傻”COSA）；
（4）数字测绘软件（如WalkSurvey）；
（5）图形处理与输出软件（如AutoCAD）；
（6）办公应用软件（如MicrosoftOffice2003）；
（7）计算机操作系统（如Windows2000/WindowsXP）。
5控制测量
5.1平面控制测量
5.1.1控制网布设方案
基础控制网布设遵循从整体到局部、从高等级到低等级的布网原则，按测图所需的乡镇分别布设。
首级控制网应布设GPS四等网或一级控制网。
首级控制网应在各单位独立完成的前提下，择机进行联测。
5.1.2坐标系统选择
控制网坐标系统采用地方独立坐标系统。
5.1.3基础控制网成果提供
基础控制网成果应提供相应的控制网点选埋、测算、坐标与高程数据以及相应的精度评定成果。
5.1.4GPS四等网与GPS一级网设计
GPS四等控制网与一级控制网的设计、选埋、测算均按照CJJ8-99和CJJ73-97相关技术规范和规定执行。
GPS四等控制网与GPS一级控制网应有足够的精度控制范围和网形强度。
GPS网选埋、观测的具体技术指标见表5.1。
表5.1GPS控制网基本技术要求
GPS网等级
项目指标
四等
一级
GPS网设计
闭合环或符合路线的边数
8
10
相邻点最大距离km
5
2
相邻点最小距离km
1
0.1
相邻点平均距离km
2～4
0.2～0.5
GPS网点布设平均密度点／km2
——
16
标准差б参数
固定误差amm
≤10
≤15
比例误差bppm
≤10
≤10
GPS
观测
GPS测量模式
快速静态
快速静态
卫星高度角°
≥15
≥15
数据采样间隔s
＝15
＝15
有效观测卫星数
≥5
≥5
观测时段长度min
≥20
≥15
平均重复设站数
≥2
≥1.6
精度评定
坐标分量相对闭合差ppm
6.0
9.0
环线全长相对闭合差ppm
10.0
15.0
平差基线最弱边平面分量相对中误差
≤1/45000
≤1/20000
注：
若GPS四等网采用27个乡镇同步观测，由于GPS测量基线大大加长，加上GPS接收机性能差异，则GPS观测时段长度应为120min以上。
（1）相邻点空间距离观测精度用公式5.1表示。
б=±
…………………………………………………5.1
式中：
б——标准差，mm。
a——固定误差，mm。
b——比例误差，ppm。
d——相邻点间距离，km。
a、b取值见表5.1。
GPS测量大地高的精度时，a、b按表5.1规定的2倍执行。
（2）GPS点编号与命名
新埋设GPS四等控制点点名采用点位所在地的地理名称如村名、山名、地名、单位名，应向当地政府部门、群众进行调查后确定，点名一律采用规范化汉字表述。
当利用原有旧点时，点名不宜更改。
GPS四等点点号编排应适应于计算机计算，采用3位字符编号，前2位用各自乡镇前两个汉字拼音的大写首字母表示，后1位采用阿拉伯数字从“1”～“9”的自然数顺序编号。
例如，竹园镇的GPS四等点编号为：
ZY1、ZY2、……。
一级控制点命名规则：
采用4位字符编号，与GPS四等点点号前2位相同，后2位用阿拉伯数字从“11”～“99”的自然数顺序编号。
例如，竹园镇的一级控制点编号为：
ZY11、ZY12、……。
（3）GPS网应由非同步观测边构成闭合环，每个闭合环边数的要求按表5.1执行，各级网组成闭合环应相对独立。
5.1.5GPS四等点与GPS一级点选埋
（1）各等级GPS点位密度应满足下一级发展，并最后满足测图的基本要求。
（2）GPS点位应选在交通便利的地方，便于作业观测及其它测量手段利用。
（3）点位周围应视野开阔、便于操作，视场内不应有高度角大于15°的成片障碍物，点位应远离有整片幕墙玻璃的高大建筑物，远离大片平静水面，以降低多路径效应对GPS卫星信号的影响。
（4）点位应远离高压线和大功率无线电发射源，离高压线的水平距离不小于50m，而与无线电发射源的水平距离不小于200m。
（5）GPS四等点和一、二级控制点均须按CJJ73-97要求测绘点之记。
5.1.6GPS控制网测算
5.1.6.1GPS控制网外业观测
（1）外业GPS观测采用双频接收机，接收机应在使用前一年内进行检定，并提交检定合格证明资料。
（2）GPS观测采用快速静态定位模式进行作业，观测要求应满足CJJ73-97有关规定。
观测时，应视卫星信号情况、点位环境和基线长度等因素的影响，必要时适当延长观测时间。
（3）观测过程中，人员应尽量不靠近天线，且不要在天线附近走动和使用对讲机，使用对讲机应离天线10米以上。
（4）雷雨天气应停测，并卸下天线；人员应从高地撤到坚固的建筑物内或低洼空地上。
（5）正确量取并记录天线高，并要求测前、测后量取两次，取平均值为天线高，两次量取差值不得超过3mm，否则应重新设站观测。
天线高记录不得划改。
（6）在GPS观测时，每个测站均要求用观测手簿进行记录，记录内容为：
点名、点号、观测者、记录者、天气、日期、时间、时段、天线高，接收机编号、天线编号等，并将特殊情况记录在备注栏内，不要求记录气象元素。
5.1.6.2GPS基线向量解算及检核
（1）GPS观测原始数据的记录、存贮及格式转换，须严格保证数据的正确与可靠。
GPS观测数据应转换成RINEX标准格式数据，然后采用严密、可靠的GPS基线处理软件（如Leica公司的SKI-PRO软件；Trimble公司的TGO软件等）解算和检核GPS基线向量。
（2）由若干条非同步边组成的异步环，其坐标差分量闭合差按公式5.2进行计算并执行：
Wx≤2
σWy≤2
σWz≤2
σ5.2
式中：
n为闭合环边数；
σ为GPS基线空间距离标准差，其数值计算参见公式5.1及表5.1。
（3）同一条基线边任何两个时段的成果互差，即重复基线互差，应小于接收机标称精度的2
倍。
其中接收机标称精度按公式：
±
计算。
5.1.6.3GPS网平差计算
GPS网平差计算应使用严密、可靠的GPS测量基线平差计算软件（如同济大学测量系提供的TGPPSW软件包）进行，以非同步观测的GPS基线向量作为观测值，并兼顾地面起始坐标，采用三维严密平差方法进行平差计算。
等级控制网平差计算完成后，应进行控制网精度评定、统计计算，精度统计包括以下内容：
①控制网中同级相邻点间最小、最大距离。
②最弱边相对中误差。
③最大非同步观测基线向量边独立闭合环或附合路线边数。
④独立基线构成的独立环坐标分量闭合差和全长闭合差及限差。
⑤无约束平差中基线向量改正数绝对值及限差。
⑥约束平差与无约束平差同名基线改正数较差及限差。
5.2高程控制测量
5.2.1高程控制网设计
基础控制网布设四等水准网，据此发展图根水准。
各等水准路线不专门埋设水准点，均应就近设计联测平地GPS四等网点和一、二级控制网点。
5.2.2高程基准
高程系统采用独立高程系统。
5.2.3四等水准观测
5.2.3.1四等水准测量的基本技术要求和观测技术要求
四等水准测量的基本技术要求和观测技术要求分别按CJJ8-99相关要求和技术指标执行。
表5.2四等水准测量基本技术要求（mm）
等级
每千米高差中数中误差
附合路线或环线
闭合差
检测已测测段
高差之差
偶然中误差
MΔ
全中误差
M⊿
平地、丘陵地
山地
四等
5.0
10.0
±20
±25
±30
注：
上表中L为水准附合路线长度或环线周长，Li为检测测段长度，单位为km。
表5.3四等水准测量观测技术要求
等级
路线
长度
km
视距
长度
m
前后视距差
m
视线
高度
m
前后视距累积差
m
基辅分划读数差
mm
基辅分划
高差之差
mm
检测间歇点高差之差
mm
四等
15
≤100
≤5.0
三丝能读数
≤10.0
3.0
5.0
5.0
5.2.3.2四等水准测量外业观测
（1）四等水准观测采用S3以上的水准仪，优先使用精密数字水准仪。
观测前应按规范要求将水准仪、标尺送专门机构进行检定，并提交检定合格证明材料。
（2）作业开始后的一周内应每天检校一次i角。
（3）四等水准观测按照“后－前－前－后”的顺序进行单程施测。
（4）观测时立尺员必须做到尺垫稳固，并且采取防滑措施，采用支架固定标尺，标尺气泡必须居中，尤其在高差起伏较大的地方，测段观测结束后，应将数据及时传输到计算机进行检查和备份。
（5）水准观测记录宜采用电子记簿方式。
自动检核各项限差，自动完成测站高差计算、测段高差累计等工作。
5.2.4水准网平差计算
（1）外业观测结束后，需进行四等水准网概算，包括水准标尺名义米长改正与正常水准面不平行改正。
（2）编制外业高差表时应加入相应改正。
（3）观测高差在加上相应改正后，需计算对附合路线的闭合差W。
（4）上述各项合限后，按严密平差程序进行平差计算。
（5）四等水准内业数据处理、平差计算和精度评定采用严密平差软件进行平差。
5.3图根控制测量
5.3.1图根控制点的布设
（1）图根控制网按CJJ8-99技术要求，布设一、二级图根导线网或附合导线形式。
若布设多结点导线网应保证网形强度，联测足够数量且分布均匀的高等级控制点，以保证图根控制点的点位精度均匀分布。
（2）图根控制点应保证满足测图所需密度，建筑密集区域需适当增加密度。
5.3.2图根控制点埋设
埋设图根控制点时，每幅图至少应埋设1个固定点（如大铆钉、水泥桩），并且每个固定点要和一个相近GPS一级点通视，以保证每幅图不少于2个埋石点。
其它图根控制点采用临时标志，以铁钉、木桩为主，若测区内有比较稳固的老点应尽量加以利用。
5.3.3图根控制点编号
图根控制点编号采用5位字数表示，即“2位字符+3位阿拉伯数字”。
前2位字符与GPS四等点点号的前2位相同，例如马鹿乡为“ML”、竹园乡为“ZY”等，后3为使用阿拉伯数字流水编号，从100开始，至999。
若图根控制点太多，则前两位不变，后3位增加到4位（总位数增至6位）。
流水编号允许缺号或跳号，但不得重复，以避免同其它等级控制点混淆。
5.3.4图根控制网观测
（1）图根控制网观测采用全站仪常规导线测量、GPS快速静态方法或GPS-RTK测量方法施测。
（2）图根控制网观测要求及限差按CJJ8-99执行。
（3）图根导线边长使用全站仪单程观测一测回。
对边长观测值的加常数、乘常数、气象改正可直接预置入全站仪进行改正。
（4）观测数据记录宜采用电子记簿。
5.3.5图根控制高程测量
图根控制网高程起算点须采用经过检核的高等级控制点。
图根高程测量可采用图根水准或三角高程导线的方法组网测定，具体技术要求见CJJ8-99。
5.3.6图根控制网平差计算
（1）平差计算前应对原始观测成果进行全面的检查，确保成果的正确性。
（2）平差计算采用可靠的控制测量数据处理软件，并进行必要的精度评定。
6数字地形图测量
6.1测绘基本要求
由于测区地处地震受灾地区，对于建筑物的表示尺度适当放宽，例如破坏房屋、危房一律不表示（危房的定义见后），但是测绘作业仍应严格把好质量关。
具体要求：
控制测量要准确测算。
在此基础上，测图作业要注意每个环节上的作业细节：
1）测站对中整平、后视点设置和检查点观测都应步步到位，仔细核查；
2）地形要素的分类编码和分层设色必须统一设置、正确使用；
3）仪器照准位置和棱镜
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