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厦门市海沧区东孚镇过坂村1500数字测图实施.doc

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厦门市 海沧区东孚镇 1500 数字 实施
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龙岩学院资源工程学院毕业论文题 目: 厦门市海沧区东孚镇过坂村 1:500 数字测图实施 资源工程学院龙岩学院毕业论文(设计)开题报告2012 年 4 月 06 日论文(设计)题目:厦门市海沧区东孚镇过坂村 1:500 数字测图实施姓名 年级 2008 级 所在院系 资源工程学院专业 测绘工程 指导教师开展本课题的意义及工作内容:课题意义:数 字 化 测 图 以 其 精 度 高 、 程 度 周 期 短 、 即 用 即 测 、 快 速 建 立 大 比 例 尺 地 形 图 等特 点 , 与 传 统 测 图 方 法 相 比 , 具 有 显 著 优 势 和 无 限 广 阔 的 发 展 前 景 。 利 用 全 站 仪 和 RTK 配 合进 行 数 字 化 测 图 具 有 效 率 高 操 作 方 便 等 优 势 , 已 逐 步 成 为 数 字 测 图 的 主 要 方 法 。 海沧,位于厦漳泉闽南金三角地区突出部,与厦门岛隔海相望,近年来经济飞速发展,是厦门旅游和经济的重要地区。然而随着社会主义新农村的建设,农村地形图数字化是当务之急。本课题是将数字化地形测量应用在新农村建设上,可以更好促进新农村的建设和发展,也有利于对于测绘专业学生的锻炼和学习。工作内容:(1)数字测图的基本思路; (2)控制测量;(3)野外数据采集; (4)内业数字化成图。总体安排及进度:1、4 月 05 日—4 月 13 日 收集相关论文材料,在老师的指导下确定题目,并完成开题报告。2、4 月 13 日—4 月 20 日 根据题目方向确定指导老师,并在指导老师的指导下最终确定论文题目。3、4 月 21 日—5 月 04 日 整理分析收集的相关论文材料,列出论文提纲,开始着手论文写作。4、5 月 05 日—5 月 20 日 根据论文的提纲,撰写论文,形成初稿,并上交给指导老师。5、5 月21 日—5月31 日 根据老师的指导对论文进行修改和完善,并最终完成论文正稿。课题预期达到的效果:本课题主要是在厦门市海沧区东孚镇过坂村地区进行数字测图,改善了在农村地区进行数字测图由于地形等原因造成的数据采集时间长更新不及时等问题,成果是该地区的 1:500 的大比例尺数字化地图。通过该方法的运用可以对一些地形相对复杂地区的地形图信息进行搜集与管理,具有及时性,有利于该地区的经济发展与规划,还可简化测图外业操作,提高工作效率,保证精度,同时通过内业数据处理可自动连图减少内业绘图工作量。指导教师意见:1签名:厦门市海沧区东孚镇过坂村 1:500 数字测图实施【摘要】:随着科技的进步,测量仪器设备和测量方法已日新月异,测量仪器由过去传统的平板仪、经纬仪、水准仪,发展到今天的集全能型、智能化、高精度于一身的电子全站仪,以及全球定位系统(GPS)和摄影测量与卫星遥感技术等等,使得测量领域无论仪器设备,还是测量技术和手段都发生翻天覆地的变化。利用全站仪和RTK结合进行数字化测图,即可以方便迅速地得到成果,又可以更好的进行即时的修正和更新。文章主要是关于厦门市海沧区东孚镇过坂村的1:500的数字测图的实施,利用全站仪和RTK测图解决了以往农村测图地形复杂性带来的不精确和更新不及时,也更好地发展熟悉和发展数字测图内外业操作。【关键词】:数字测图;全站仪;RTK ;控制测量;碎部测量;目录1.绪论 .................................................................................................................................................................11.1 课题背景 .................................................................................................................................................11.2 研究现状 .................................................................................................................................................11.3 研究意义 .................................................................................................................................................11.4 研究内容 .................................................................................................................................................12.实施方向 .........................................................................................................................................................12.1 数字测图基本思路 .................................................................................................................................12.2 软件简介 .................................................................................................................................................12.3 仪器简介 .................................................................................................................................................22.4 技术方案设计 .........................................................................................................................................23.已有资料的收集及分析利用 .........................................................................................................................33.1 作业依据 .................................................................................................................................................33.2 已有起算数据 .........................................................................................................................................33.3 已有地形图 .............................................................................................................................................44.控制测量 .........................................................................................................................................................54.1 平面控制测量 .........................................................................................................................................54.2 高程控制测量 .........................................................................................................................................95.碎部测量 .......................................................................................................................................................106.内业数字化成图 ...........................................................................................................................................116.1 数字化传输及展点 ...............................................................................................................................116.2 图形编辑与内业绘图 ...........................................................................................................................146.3 检查验收 ...............................................................................................................................................146.4 数字测图成图展示 ...............................................................................................................................157.结束语 ...........................................................................................................................................................16致谢 .....................................................................................................................................................................17参考文献 .............................................................................................................................................................1811.绪论1.1 课题背景随着科学的进步,利用全站仪和RTK配合进行数字化测图具有效率高操作方便等优势,已逐步成为数字测图的主要方法。而由于长期的城乡二元体制的影响,我国的城乡发展不均衡,农村相对而言较为落后,而且某些地区农村建设规划也有些误区。目前,各地建设新农村的积极性在不断提高,厦门市海沧区东孚镇地方政府也积极响应党的号召,按照新时代的要求,对于农村进行社会、文化、政治和经济等方面的建设,对于过坂村进行数字地形图测量,以便对于农村建设的规划。运用RTK测量时,由于农村一般地形复杂,林木和高杆农作物分布面较大,在其中进行数据采集时,对于信号的影响比较大。而且,当站点周围有塑料大棚或者大面积水域时,多路径效应对于信号的影响较大,会使数据采集的质量受到影响。农村地区村舍分布的密集和不规则的特点,导致对于屋角进行数据采集时信号不佳,影响数据采集。1.2 研究现状传统的地形测量是运用测量仪器对地球表面局部区域内的各种地物、地貌特征点的空间位置进行测定,以一定的比例尺然后按规定的图书符号将其绘制在图纸上,这就是通常所称的白纸测图,也就是图解法测图 [1]。由于测图过程中数字的精度会受到刺点、绘图、图纸伸缩变形的等因素的影响,而且传统测图法工序多、劳动强度大、质量管理难等。而在当今信息高速发展的时代,纸质地形图已经难以承载诸多的地形信息,即时的更新也极不方便,所以已难适应信息时代经济建设的需要。随着科学的进步,电子全站仪及电子计算机的普及,以及电子测量仪器、GPS-RTK 技术等先进测量仪器和技术的广泛应用,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 [2]。1.3 研究意义使用全站仪测图时,由于搬站造成的误差积累,导致精度不符合要求,且需要建立足够的控制点,作业时间长工作量大;由于农村地形大多比较复杂,使用RTK测图,在进行数据采集时,对于信号的影响比较大。采用全站仪、RTK联合数字测图既可以提高工作效率,又可以满足大比例尺测图的精度要求。利用全站仪和RTK联合数字测图,可以较好的解决以上的问题。全站仪作为数字测绘仪器,技术方法已经很成熟了,RTK则由于它的精度高、无需通视和全天候等优势,也越来越为人所广泛应用。由于我国“十一五”规划的制定和社会主义新农村建设的提出,为数字测图技术的发展,提供了一个新的发展空间、机遇和挑战,由于要构建好、想要发展好社会主义的新农村必须要进行科学合理的规划。大比例尺现状地形图的测量等基础数据就是其必备,这正是数字测图技术现在所要解决的难题之一。同时,数字化的地形图还可以为新农村土地分等定级、在宅基地整理和流转等方面做好前期的准备工作,特别是为建立起农村地理信息和城镇地理信息的对接做好基础,意义重大。1.4 研究内容本文结合在厦门市海沧区东孚镇过坂村数字测图的工作实例,对地面数字测图的若干问题进行了一些简要的探讨和解决,利用RTK和全站仪联合数字测图对该区进行数据采集,然后对数据进行处理,最后完成1:500的大比例尺数字化成图。2.实施方案2.1 数字测图基本思路数字测图就是通过采集相关的地形信息并及时传输给计算机,再由计算机对数据进行一些处理,然后经过人机交互的屏幕编辑等,形成绘图数据文件。最后由计算机控制绘图软件自动绘制所需的地形图,最终由磁盘、磁带等贮存介质保存电子地图 [3]。22.2 软件简介本次实施过程主要用到的软件是南方CASS软件。CASS软件是在绘图软件AutoCAD基础上开发的测量专用绘图软件,增加了许多的专用工具盒符号,为数字化测量和成图带来了很大的方便。2.3 仪器简介本次数字测图主要用到的仪器是中纬ZTS602全站仪和中海达V30 GNSS RTK。全站仪主要是对图根控制测量和房屋测量,RTK主要负责地形上碎部点数据的采集。全站仪 中纬ZTS602(5㎜+3ppm) ZTS602系列是徕卡公司2007年最新推出的国产化普及型全中文数字键全站仪:国内制造,徕卡品质;全中文显示,操作简单方便;数字/字母键输入,野外输入更加方便;丰富的应用测量程序。其测量速度,软件功能秉承徕卡优秀传统,得到广大用户的一致好评。精密独特的垂直与水平转动轴系;便的激光对中装置;特有的绝对编码电子测角方式;小巧精密的液态双轴补偿系统;国际领先的超高频测距频率技术;国际领先的动态测距频率校正技术;无棱镜相位法激光测距原理。RTK 中海达V30 GNSS RTK V30 GNSS RTK是中海达精英研发团队历经3 年深层研发,融合PCC公司国际一流技术的新一代RTK系统。V30采用PCC BD970多星多系统内核,内置收发一体电台,首创1+X 多模通讯单元,具有业内最强防水、防尘、防摔性能以及超长的电池续航能力。面世至今,V30 GNSS RTK已经被广泛应用于多个国家重大建设项目中。2.4 技术方案设计野外数据采集过程包括两个阶段,分别是图根控制测量和碎部点的采集 [4] 。⑴图根控制测量:全站仪具有三维坐标测量功能,可以用于图根控制测量的数据采集。根据测站点及定向点(后视点)的已知方位角或者已知坐标,通过角度和距离的观测,测定观测点的三维坐标,然后将其存储于内存中,并将数据通过计算机进行处理。当地势平坦,接收机接收卫星信号良好时,选择RTK做图根控制,这样可以有利于提高工作效率。⑵碎部点采集:在进行碎部点采集时,空旷的地区的地形和地物可以用RTK测定;然而村庄、城市内的建筑物、构筑物用RTK实时测出的图根控制点坐标,再用全站仪进行测定。2.4.1 测区情况海沧区,福建省厦门市辖区,位于闽南厦漳泉金三角地区的突出部,福建南部拓海贸易的重要港口,是全国最大的国家级台商投资区。过坂村归属厦门市管理,气候宜人,物华天宝,物产丰富,人杰地灵。主要农产品:弥猴桃、番石榴、西洋菜、黄瓜、玉米尖、葡萄、小芋头等。这次主要是对厦门市海沧区东孚镇过坂村进行 1:500 的数字测图工作。过坂村地势比较平坦,主要是耕作农田和旱地,位于沿海地区,经济发展迅速,当地人大多用闽南方言,且热情好客。测区属亚热带海洋性气候,湿度较大,但下半年野外观测作业受雨湿气候影响较小。测区位于厦门市海沧区东孚镇辖区内,测区总面积约16.2 km²。测区内主要有山边、寨后、莲花、东埔、过坂、东瑶、洪塘等村。测区内道路畅通,交通便利,通视条件良好,便于作业。过坂村地势比较平坦,主要耕作农田和旱地,处于沿海的地方,经济发展迅速,处于闽南地区,当地人大多用闽南方言,热情好客。测区属亚热带海洋性气候,湿度较大,但下半年野外观测作业受雨湿气候影响较小。测区集中在农村乡镇地区,村庄建筑物分布中等密集,田地及新开发区通视程度好,交通便利,测区类别按Ⅱ类。2.4.2 布网类型选择水平控制网的布设形式有三角网、导线网、GPS网等,其中导线网、GPS网是工程控制网的主要布设形式。高程控制网的布设形式有水准网、三角高程网和测距高程导线、GPS网等 [5]。⑴导线网:测量控制点的X、Y坐标。由于导线网网中各点的方向数比较少,除了节点之外只有两个方向,所以具有受通视要求的限制较小,易于选点和降低觇标高度等优势。⑵四等水准网:四等水准路线,可以直接为地形测量和工程建设提供必要的高程控制。由于该地3区地势比较平坦,控制点之间高差较小,因此选择水准网作为高程控制网布设方式。3.已有资料的收集及分析利用3.1 作业依据(1) 《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T18314—2009);(2) 《卫星定位城市测量技术规范》 (CJJ/73-2010) ;(3) 《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》 (CH/T2009-2010);(4) 《国家三、四等水准测量规范》 (GBl2898-2009) ;(5) 《城市测量规范》 (CJJ8—99) ;(6) 《1:500、1:1000、1:2000地形图图式》 (GB/T20257.1-2007) ;(7) 《1:500、l:1000、l:2000基础地理信息要素数据字典》 (GB/T20258.1—2007) ;(8) 《基础地理信息标准数据基本规定》 (GB21139-2007) ;(9) 《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》 (GB/T18316—2009) ;(10) 《测绘成果质量检查与验收》 ((GB/T24356—2009) ;(11) 《l:500、1:1000、1:2000外业数字测图技术规程》 (GB/T14912—2005) ;(12) 《厦门市l:1000“路网”地理数据集提取技术要求》 ;(13) 《厦门市1:1000“建筑物”地理数据集提取技术要求》 ;(14) 《基于DLGl:1000“绿地”地理数据集提取作业指导书》 ;(15) 《厦门市地理空间基础框架大比例尺数字图测绘工程技术要求书》2010版;3.2 已有起算数据已提供B级GPS点GB39、GB41、GB50、GB51等点作为本测区首级控制起算数据。该成果属“92厦门坐标系” ,城市高程投影面为0米,参考椭球体为克拉索夫斯基参考椭球体,使用时平面坐标表示X(N)省略千公里和百公里数,Y(E)省略百公里数。一等水准点杭广南286、杭广南287A,I福漳线:I漳福96、I漳福97、I漳福98、I漳福99可用于本测区高程起算,成果属1985国家高程基准。厦门市海沧区东孚镇过坂村已有起算数据如下表所示(表3-1) 。表 3-1 厦门市海沧区东孚镇过坂村已有起算数据( 单位:m)类型 点号 等级 X(N)坐标 Y(E)坐标 高程(H) 备 注GPS点 H11E0012 E级 19513.280 42349.515 26.293 四等水准GPS点 H11E0013 E级 19328.753 42118.684 25.942 四等水准GPS点 H11E0014 E级 19186.086 42496.708 23.131 四等水准GPS点 H11E0015 E级 19306.680 42264.196 25.885 四等水准43.3 已有地形图测区范围示意图(图3-2)、测区1:10000正射影像图(图3-3)可供设计及布置工作参考。图3-2 厦门市海沧区东孚镇1:500数字测图测区范围示意图5图3-3 厦门市海沧区东孚镇过坂村 1:10000正射影像图4.控制测量数字测图大多数无需按常规的控制测量逐级发展,可以有所变动。一般对于大测区(大于15 平方千米)通常选用导线网或GPS进行3等控制测量,而后布设2级导线网。而一般对于小测区(小于15平方千米 ) ,通常直接布设2级导线网,作为首级控制。4.1 平面控制测量4.1.1 一级导线测量(1) 一级导线点的布设要求沿过坂村测区范围内的主要道路、乡村道路及外围布设一级导线点,组成闭合导线网。结点导线网导线节长度一般不宜大于附合路线规定长度的0.7倍;而导线平均边长也应控制在300±20 m之内,相邻边之比不应超过1:3。(2)一级导线选点一级导线点位应选定于便于观测和长期保存的位置。相邻点之间应通视良好,便于观察及能长久保存使用。过坂村导线点主要布设于测区范围内的主要道路上,便于寻找与保存。(3)点的编号编号由8位十进制数字码组成的要素类代码,分别为按数字顺序排列的地区、年代、等级、序号。本测区已有E级GPS点的编号有:H11E0012、H11E0013、H11E0014、H11E0015;布设的导线点编号有:H11T0940、H11T0941、H11A0015、H11A0016、H11A0017、H11A0018、H11A0019、H11A0020。(4)水平角观测本测区水平角观测采用J2型全站仪按测回法观测。测回法仅适用于观测两个方向形成的单角。观测前,所使用的仪器应按CJJ8-99《城市测量规范》第2.3.1条要求进行检验。记录可使用各种
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