工程测量学毕业论文Word文档格式.docx
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随着电子全站仪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。
数字化测图以其成图精度高、成图周期短、即用即测，快速建立城市大比例尺基础地理信息数据库等特点，已被一些城市建设规划管理的领导所青睐和引用。
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。
自70年代末到90年代初，由于航测成图方法和技术基本上还是模拟和手工的，航测成图过程所花费的时间周期长，财力和物力投入大，已远远不能满足社会的需要。
20世纪末，由于数字化、自动化测量和制图技术的发展，测量与制图的效益大大提高，时间明显缩短。
而另一方面，由于经济建设和社会发展迅速，社会急需加速空间数据的更新及变化的监测。
据了解，过去大比例尺的地图通常采用白纸测图，局部全站仪外业采集成图和模拟摄影测量成图，但由于航摄资料跨年代，使成果存在一定问题。
目前国内外在有条件的时候，通常采用全数字摄影测量系统，利用最新的航摄资料，进行影像扫描，像片连测加密、调绘、形成文件，为GIS提供空间数据。
一.数字测图原理与方法
一、比例尺的概念及比例尺的分类
比例尺：
图上长度与相应的实地水平长度之比，称为该图的比例尺。
比例尺的分类
①小比例尺：
1:
25万、1:
50万、1:
100万
②中比例尺：
万、1:
5万、1:
10万
③大比例尺：
500、1:
1000、1:
2000、1:
5000、1:
1万
二、白纸测图与数字测图的基本概念
（1）白纸测图：
传统的地形测量是利用测量仪器对地球表面局部区域内的各种地物、地貌（总称地形）的空间位置和几何形状进行测定，以一定的比例尺并按图式符号绘制在图纸上，即通常所称的白纸测图。
（2）数字测图：
广义地讲，生产数字地图的方法和过程就是数字测图。
数字测图实质上是一种全解析机助测图方法。
它以计算机为核心，在相关输入输出设备的支持下，对地形空间数据进行采集、存贮、处理、输出和管理。
三、大比例尺数字地图定义
贮存在数据载体（磁带、磁盘或光盘）上的数字形式的大比例尺地图。
四、大比例尺数字地图的特点
（1）大比例尺数字地图以数字形式表示地图的内容。
（2）大比例尺数字地图具有良好的现势性。
（3）大比例尺数字地图是以数字形式贮存的1:
1的数字地图，不受比例尺和图幅的限制。
（4）大比例尺数字地图具有较高的位置精度且精度均匀。
（5）大比例尺数字地图为与空间位置有关的信息系统提供基础数据。
（6）大比例尺数字地图的建立需要较大的费用和较长的时间。
（7）大比例尺数字地图的读写需要相应的软硬件的支持。
五、数字测图技术特点
（1）精度高
（2）自动化程度高、劳动强度小
（3）更新方便、快捷
（4）便于保存与管理
（5）便于应用
（6）易于发布和实现远程传输
六、数字测图系统的工作过程及作业模式。
数字测图（digitalsurveyingandmapping，简称DSM）系统是以计算机为核心，在外连输入输出设备硬、软件的支持下，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。
大比例尺数字测图分为三个阶段：
数据采集、数据处理和地图数据的输出。
广义地理解数字测图系统:
采集地形数据输入计算机，由机内的成图软件进行处理、成图、显示，经过编辑修改，生成符合国标的地形图，并控制数控绘图仪出图。
七、数字测图的数据采集方式
（1）地面数字测图法
（2）地图数字化法
（3）数字摄影测量法
八、地图数字化的主要方法及各自的特点。
（1）手扶跟踪数字化
精度低、速度慢、劳动强度大和自动化程度低，一般只用于小批量或比较简单的地形图的数字化。
（2）扫描数字化
精度高、速度快和自动化程度高，对大批量、复杂度高的地形图更具有明显的优势。
九、地面数字测图技术设计的内容。
1、任务概述
任务来源、测区范围、地理位置、行政隶属、测区面积、测图比例尺、技术依据、计划实施起止时间。
2、测区概况居民地、道路、水系、植被等要素的分布与主要特征；
气候、风雨季节、交通情况及生活条件等。
3、已有的资料利用情况
说明已有资料的全部情况，包括控制测量成果的等级、精度，现有图的比例尺、等高距、施测单位和年代，采用的图式规范，平面和高程系统等。
并对其主要质量进行分析评价，提出已有资料利用的可能性和利用方案。
4、作业依据
国家及部门颁布的有关技术规范、规程及图式；
任务文件及合同书；
经上级部门批准的有关部门制定的适合本地区的一些技术规定。
5、控制测量方案
①平面控制测量方案
坐标系统的确定，测量方案的选择，基本控制网的等级与加密层次，硬、软件的配置及施测方法，平差方法，各项主要限差及精度指标等。
②高程控制测量方案
高程系统的选择，首级高程控制的等级及起算数据的配置，加密方案及图形结构，路线长度及点的密度，标志类型及埋设，仪器和施测方法，平差方法，各项主要限差及精度指标等。
6、数字测图方案
地形图采用的分幅和编号方法
图幅大小
地形图的分幅编号图
测站点的观测方法和要求
对地形要素的表示和对地形的要求
（1）数据采集
①图根控制测量
1999年颁布的《城市测量规范》中规定了数字化成图平坦开阔地区图根点密度如表1-1所示。
图根点的密度表：
②数据采集作业模式的选择
③碎部测量
（2）数据处理、图形处理、成果输出
数据处理是数字化成图的主要工序之一，其目的是将用不同方法采集的数据进行转换、分类、计算、编辑，为图形处理提供必要的绘图信息数据文件。
图形处理是将数据处理成果转换成图形文件。
成果输出就是将图形文件按照选定的分幅与编号方法和图幅大小，利用打印机、绘图机等输出设备打印出来。
7、检查验收方案
8、工作量统计、作业计划和经费预算
9、上交资料清单
地形图图形文件
地形图分幅编号图
成果说明文件
控制测量成果文件
数据采集原始数据文件
图根点成果文件
碎部点成果文件
图形信息数据文件
10、建议与措施
十、地图的三个基本特征
由特殊的数学法则产生的可量测性
由使用地图语言表示事物所产生的直观性
由实施制图综合产生的一览性
十一、大比例尺数字测量系统中采用的坐标系
大比例尺数字测图中的坐标系一般采用高斯－克吕格坐标系或独立坐标系，它们都是一种平面直角坐标系统。
十二、测量坐标系、屏幕坐标系和绘图仪坐标系
1、测量坐标系
将旋转椭球当作地球的形体，球面上点的位置可用大地坐标（L，B）来表示。
球面是不可能没有任何形变而展开成平面的，而在地籍测量中，如地籍图，往往需要用平面表示，因此就存在如何将球面上的点转换到平面上去的问题。
解决的方法就是通过地图投影方法将球面上的点投影到平面上。
地图投影的种类很多，地籍测量主要选用高斯—克吕格投影（简称高斯投影），以高斯投影为基础建立的平面直角坐标系称为高斯平面直角坐标系。
采用高斯－克吕格平面直角坐标系或独立坐标系，以X轴为纵轴表示南北方向，以Y轴为横轴表示东西方向，以Z轴表示高程。
测图成果一般是在平面地形图上加注高程和绘制等高线。
测量坐标系一般以米为单位，取值范围是可以是整个实数域，在实际工作中它的取值往往和地理区域有关。
2、笛卡儿坐标系
笛卡儿坐标系又称为平面直角坐标系，由一个原点（坐标为（0,0））和两个通过原点的、相互垂直的坐标轴构成（见图2-11）。
其中，水平方向的坐标轴为X轴，以向右为其正方向；
垂直方向的坐标轴为Y轴，以向上为其正方向。
平面上任何一点P都可以由X轴和Y轴的坐标所定义，即用一对有序实数对（x,y）来定义并定位一个点。
例如，下图中P点的坐标为
（3,4）。
笛卡儿坐标系的取值范围是整个实数域。
3、屏幕坐标系
屏幕坐标系的坐标原点在屏幕左上角，X轴向右为正，以Y轴向下为正，且屏幕坐标都为正值。
屏幕坐标系是以屏幕点阵为单位的，它的取值范围一般只能够是正整数，具体的和屏幕的分辨率有关。
十四、平面控制测量及高程控制测量常用的方法。
（一）平面控制测量
1.导线测量
将控制点用直线连接起来形成折线，成为导线，这些控制点位导线点，点间的折现便称为导线边，相邻边的夹角称为转折角。
于坐标方位角已知的导线边线连接的转折角称为连接角。
通过观测导线边的边长和转折角、根据起算数据经计算获得导线点的平面坐标，称为导线测量。
（1）导线测量的定义有二：
定义1：
将一系列测点依相邻次序连成折线形式，并测定各折线边的边长和转折角，再根据起始数据推算各测点平面位置的技术与方法。
定义2：
依次测定各导线边边长和各导线角，根据起算数据推算各导线点坐标的平面控制测量工作。
（2）.导线分类
导线分为闭合导线、附和导线和支导线三种基本类型见下图。
闭合导线形式
符合导线形式
支导线形式
2.交会测量
交会测量（intersectionsurvey）是根据多个已知点的平面坐标（或高程），通过测定已知点到某待定点的方向或（和）距离（或测定其竖直角），以推求此待定点平面坐标（或高程）的测量技术和方法。
以确定待定点平面坐标为目的者，称平面交会测量；
以确定待定点高程者，称高程交会测量；
以确定待定点三维坐标的，称空间交会测量；
若仅在已知点设站进行观测称前方交会，仅在待定点设站进行观测称后方交会，既在待定点设站又在个别已知点设站进行观测称侧方交会。
在平面和空问交会测量中，若经观测获得的仅有角元素称测角交会，而经观测获得的仅有边元素者称测边交会，经观测直接或间接获得的既有角元素又有边元素则称边角交会。
在平面测角交会中，若控制点的平面位置是用解析法求得平面坐标值称解析交会，用图解法确定且直接展绘到图板上则称图解交会。
定位技术
GPS英文全名是“NavigationSatelliteTimingAndRanging/GlobalPositionSystem”，其意为“卫星测时测距导航/全球定位系统”，简称GPS系统。
该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统。
GPS全球卫星定位导航系统，开始时只用于军事目的，后转为民用被广泛应用于商业和科学研究上。
GPS空间部分使用了二十四颗卫星组成的星座，卫星高度约20200公里，分布在六条升交点互隔60度的轨道面上，每条轨道上均匀分布四颗卫星，相邻两轨道上的卫星相隔40度，使得地球任何地方至少同时可看到四颗卫星。
传统的GPS定位技术在户外运转良好，但在室内或卫星信号无法覆盖的地方效果较差，而且如果所在位置上空没有3颗以上的卫星，那么系统就无法从冷启动状态实现定位。
（二）高程控制测量
高程控制测量的任务是按规定的精度施测隧道洞口（包括隧道的进出口、竖井口、斜井口和平响口）附近水准点的高程，作为高程引测进洞的依据。
高程控制通常采用三、四等水准测量的方法施测。
水准测量应选择连接洞口最平坦和最短的线路，以期达到设站少、观测快、精度高的要求。
每一洞口埋设的水准点应不少于两个，且以安置一次水准仪即可联测为宜。
两端洞口之间的距离大于1km时，应在中间增设临时水准点。
EDM三角高程测量是通过观测各边端点的天顶距，利用已知点高程和已知边长确定各点高程的测量技术和方法。
它观测方法简单，不受地形条件限制，是测定大地控制点高程的基本方法。
十五、碎部测量的主要方法
1.极坐标法：
极坐标,其实就是利用一点到原点的角度和距离来表示这一点的位置,取代横纵坐标,所以极坐标没有Y轴.而极坐标法也就是用极坐标表示点的位置了,坐标中一点表示为P（P,SITA）（距离,角度）。
2.直角坐标法：
根据直角坐标原理，利用纵横坐标之差，测设点的平面位置.直角坐标法适用于施工控制网为建筑方格网或建筑基线的形式，且量距方便的建筑施工场地.
3.距离交会法：
从两个控制点或已测绘好的地物点测量至某一待测定地物点的距离,然后在图上根据这两段按比例尺缩小后的距离的交点绘出该地物点，这种方法称为距离交会法。
4.方向（角度）交会法：
从两个（或三个）已知点测定已知方向与待定点方向之间的水平夹角，以交会出待定点位置的方法。
十六、全站仪在一个测站采集碎部点的操作过程。
1.测站安置仪器
2.打开电源
3.仪器参数设置
4.定向
5.角度和距离测量或坐标测量
6.绘图工作草图
6.结束测站工作
十八、RTK图根控制测量。
一般作业流程
（1）收集资料
（2）求定测区转换参数
（3）基准点的安置和测定
①应有正确的已知坐标
②地势较高且交通方便，视野开阔
③周围不产生多路径效应的影响及没有其他干扰源，以防数据链的丢失
（4）流动站观测
在图根控制测量时应注意的问题
（1）基准站宜布设在测区内中央最高控制点上，旁边不能有大面积水面、高大树木、建筑物或电磁干扰源（如电台的发射塔、高压电线等）。
（2）使用高增益天线。
（3）电台不宜放在离GPS接收机过近的地方，否则电台信号会干扰GPS卫星信号。
同时，电台的信号线和电源线过长时不宜卷起来，这样会因为涡流而产生磁场，干扰GPS信号。
（4）提高基准站和流动站的天线高度。
（5）摸清仪器的特性、能否达到仪器的标称精度、在各种条件下的测量误差和作业半径。
（6）每天工作时观测的第一个点必须是已知控制点，以检核RTK测量结果是否正确。
（7）GPS信号失锁时需要重新进行初始化（即静止观测几分钟），等到重新锁定卫星时再进行碎部点观测，为了确保安全可靠最好回到一参考点上进行校核。
（8）选择作业时段，根据本地区情况合理安排作业时间。
（9）卫星观测数量一定要达到五颗或五颗以上方能进行观测记录。
二.任务实施
1.已有资料利用与分析
（1）附录1：
XXXXX新校区鸟瞰图
附录2：
导线外业观测手簿
附录3：
测区已知控制点基本位置图
附录4：
测区已知控制点坐标（开封城建坐标系）
已知坐标
X坐标
Y坐标
HY05
0000000
00000000
HY06
附录5：
（1）《城市测量规范》（CJJ8—99）。
（2）《1：
1000地形图图式》。
（3）《大比例尺地形图机助制图规范》（GB14912-94）国家技术监督局颁发。
（2）资料中存在的问题和处理方法：
对于附件一，其中有些改变较大的建筑物图上没有表示出来，如：
东南体育场等，因此应进行现场勘测选点；
由于首级控制点埋石数量多，时间紧，各埋石点同时不佳，不宜利用布设导线对其进行坐标测量，有些埋石点采用动态RTK直接采集其坐标平面坐标。
动态点校正参数利用已解算出的10个静态GPS平面坐标和其他采集的WGS坐标求得。
高程起算点为已知平差后的10个静态GPS点的高程，因此选定后视点的已知坐标应尽量采用静态GPS控制点。
2.主要精度指标
本测区主要精度指标如下：
（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。
3.平面控制测量
为了给地形测图提供基本控制，必须要选择一个比较完善的平面控制测量方案。
布设平面控制网要符合其布设原则：
分级布设，逐级控制；
要具有足够的精度；
保证必要的密度；
应有统一的布网方案、精度指标和作业规格。
本次平面控制测量主要布设导线形式为闭合导线，起算点为HY05与HY06两点，观测所用仪器为NK520全站仪，在首级导线网的基础上，使用全站仪进行加密图根点。
全站仪加密时要注意支站不要超过三级，仪器操作时要严格要求精度，尤其是后视棱镜要扶准扶正，后视定向时应尽量对准对中杆底部，将全站仪目镜从棱镜底部往上瞄准，如果通视效果比较好，可以将棱镜倒放，这样会使定向精度更高。
野外实地堪踏选点
由于测区地况我们较为熟悉，所以对于选点来说很容易完成。
选点时应详细参考设计书，严格按照技术设计书以及相应规范的要求进行。
选点时应选择通视效果较好的地方做控制点，在选点时应尽可能的考虑点的位置怎样才能使通视效果更好，能够看到更多的测区地物及地貌，方便以后的测图。
导线数据观测
导线观测所用仪器为精度达到2″级的尼康520，用同一个人观测仪器为最佳，这样可以消除一定的找准误差。
观测者还应该配合记录着记录数据，报数据时应该声音洪亮，注意和记录者相互核对。
记录者应该严格按照测量规范记录数据，且不能随意画改，如有转抄数据一定要认真仔细，注意数据的对照，做到站站清，段段清。
如果观测数据不和限应及时补测，不能使误差累计。
本次观测较为顺利，观测角度分为两个测回，距离为四测回。
控制网数据处理
完成外业数据采集后，应及时到室内完成内业数据处理。
通常所用的导线平差软件有清华山维、NEWS、南方平差易等。
这里所用软件为南方平差易，此软件功能较为齐全，数据输入较为方便，处理过程简单，控制网平差报告极为详细（如下备注），此平差报告上记录的有控制网概况、闭合差统计报告、起算点数据表、方向观测成果表、距离观测成果表、平面点位误差表、平面点间误差表及控制点成果表。
控制网平差报告
[控制网概况]
计算软件：
南方平差易2005
网名：
新校区控制成果
计算日期：
2010-12-25
观测人：
XXXXX
记录人：
XXX
计算者：
XXX
检查者：
测量单位：
XXXXXXXXXXXXXXXXX
备注：
本次控制网为完成我院1：
1000数字地形图所布设
平面控制网等级：
城市一级，验前单位权中误差：
（s）
已知坐标点个数：
2
未知坐标点个数：
11
未知边数：
12
最大点位误差[Q3]=（m）
最小点位误差[Q9]=（m）
平均点位误差=（m）
最大点间误差=（m）
最大边长比例误差=8208
平面网验后单位权中误差=（s）
[边长统计]总边长：
（m）,平均边长：
（m）,最小边长：
（m）,最大边长：
（m）
[闭合差统计报告]
序号:
<
1>
:
闭合导线
路径：
[Q11-Q12-Q0-Q1-Q2-Q3-Q4-Q5-Q6-Q7-Q8-Q9-Q10]
角度闭合差=（s）,限差=±
fx=（m）,fy=（m）,fd=（m）
总边长[s]=（m）,全长相对闭合差k=1/104980,平均边长=（m）
[起算点数据表]
点名
X（m）
Y（m）
H（m）
备注
Q10
Q11
[方向观测成果表]
测站
照准
方向值（dms）
改正数（s）
平差后值（dms）
Q0
Q12
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
升级会员 