地形图测量范文

时间:2023-04-03 09:28:04

导语:如何才能写好一篇地形图测量,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

地形图测量

篇1

关键词:数字化测量;地形图测绘

1 数字化地形测图的主要作业方法

随着社会的不断发展以及科学的不断进步,地形图测量技术也在不断发展着,主要体现在测绘的方法和设备不断改进,从而为地形图的测量工作奠定了坚实的基础,也为国民经济建设提供了依据。现在,随着计算机软件的不断发展,对于地形图的测绘方法,出现了一种更为先进的测量技术——数字测量技术,它有效改善了以往地形图测量技术中控制测量站点的局限性,有效提高了精准度和和效率,实现各个测量仪器之间的互补,为提高地形测量的质量提供依据。将具体操作方法和使用仪器的不同作为依据,可以将数字化地形测图分为以下三种方式:

1.1 原图数字化。将计算机、数字化软件、绘图仪和数字仪运用在现在地形图中,这就是原图数字化,具体的关注方法主要有以下两种:手扶跟踪数字化和扫描矢量化后数字化。站在精度和工作效率的角度上分析,后者要高出前者很多。但是与原图的精度相比,选择这种数字方法的数字地图会显得差很多,而且它只能表现出成图的时候地表上的地物和地貌。为了在使用这种方法的时候可以有更高的精度,修测和补测的方法是可以选择的,这样的话,在测量过程中,精确度就会更高,然后再用现在所测得的精确度将之前代替,精度必定会得到一定的提升。

1.2 航测数字成图。航空数字摄像机在这个方法所使用的仪器中是尤为重要的,这种方法主要就是将地面的影响用摄像机记录下来,并且再通过计算机和航测软件将数字模型建立起来,然后再利用专门的绘图软件,这样的话,数字地图就绘制成功了。选择这种方法最大的优点就是将本来属于野外的测量工作可以直接在室内完成,并且成图也比较均匀,也有相当快的速度,精度也能够达到一定的高度。另外,因为在室内需要完成大量的工作,所以,季节和气候的条件是完全不会产生任何影响的,在城市密集地区的大面积成图中就会发挥其自身的优点。

1.3 地面数字测图。GPS卫星、全站仪和计算机都是其中所包含的仪器。这个方法通过计算机模拟,在屏幕上会显示出各种地形、地貌特征和地籍要素。在底图中,这些数字化地形和地籍的测绘成果发挥着尤为重要的作用,需要进行规划设计的时候,计算机就可以起到辅助的作用,在统计、汇总、叠加各种要素的时候,就会更为准确。利用计算机辅助软件的帮助,可以大幅度提高测绘作业的规范化、科学化及自动化程度,数字化测绘产品的精确度也达到了全新的高度。

2 野外测图

关于野外测图主要介绍两方面:碎部测量测量工作以及数字测图和数字测图精度比较工作,下面进行详细分析。

2.1 碎步测量工作

在进行数字化地形测图工作的过程中,该测量方法主要是全站以及表做法。主要是将数据记录在仪器上,让后配合绘制草图,利用软件中的方向交会、距离交会、测量法和算定点等方法来取得坐标的具体方向,让后再根据软件中的自动绘制等功能,将最后的图形进行绘制。这种作业模式主要有以下几个方面的优点:

2.1.1 在面对地形比较复杂的地区的时候,不一定要按照先后顺序进行跑点,换句话来说,一定是要按照就近原则进行绘制工作,绘图的工作人员可以在草图上进行标示,避免重复跑尺以及遗漏现象的发生,以最少的时间做最有效的工作。

2.1.2 在进行部分山区测量的过程中,一些地方只能够看到很小的一部分,当跑尺人员爬上山,但无法进行观测的情况之下,测绘人员可以通过在山下设立指点、定向等方式,并对跑点人员进行指挥,这样做才能够更加有效和灵活的进行测量。

2.1.3 在测量一些村庄的时候,测绘人员一般只能够测量前面两个点,对于村庄区域的宽度并无法测量。跑点人员应该按照丈量宽度,尽可能实现一次性测量工作,从而能够减少支站以及野外巡视所花费的时间,有效提高工作效率。

2.1.4 经过测绘工作之后,有了原始的地形草图之后,下一步的室内编辑工作能够根据草图进行编辑,从而绘制出最终的图案。因此,可以说,地形草图的完工能够为下一步室内编辑工作创造良好的条件。

2.2 数字测图和传统平板测图的比较

数字测图的主要特点是精准度较高,而平面测图的主要特点是地面点平面位置的误差较小,然而缺点是受到下列误差的影响会比较大。例如:图根当中的展绘误差N展,距离的误差N距、测定地物点的方向误差N测等。由于上述所说的众多因数影响,普通平板测图方法所得到的的地形图上地物点平面位置的误差相对较大。

另外,在数字测图当中,由于计算机的自动展点功能,因此,点与点之间的误差可以被看做是0。测量人员在测量的过程中一定要顾及以下测量不到位的因素,在观测的时候按照对准之后进行数据上的记录工作。只有这样,实测得到点平面位置的点误差较小,才能有效提高测量的精准度。

因此,在视线较为清晰的情况之下,由于全站仪能够有效提高计算机的应用程度,在测量的过程中应该进行应用。

2.3 内页处理

事实上,数字化地形测量工作非常注重连贯性,每一天施工完成的数据记录一定要进行及时的传输工作,工作人员一定要对当天绘制的地形草图进行及时收集,并进行编辑处理,保证在有效地时间内对地形进行检测校验,避免二次作业的情况出现。

2.3.1 测量软件的选择

关于地形图测量软件的选择非常重要,其中应该对该软件是否适合实际情况进行分析,对软件的操作性和界面进行观察,并对甲方的需要等客观因素进行考虑。

目前关于该测量软件的种类比较多,其中包括广州开思、清华山维等。这些软件在算定点和绘制高线等方面有着非常大的作用。此外,这些软件还提供了低级表格绘制和图纸绘制管理等各项功能。因此,强大的功能、简单操作等优点已经得到了广大测绘人员的青睐和使用。

2.3.2 数据传输

在进行外业测量结束之后,可以将全站仪和计算机进行联合,从而进行数据的传输。对于一些独立的传输软件,可以从仪器的销售商当中取得,目前,很大部分的成图软件具有相应的数据传输功能,让工具的传输更加方便。关于数据存储,电脑的表现形式主要是纯文本的表现形式,绘制人员可以对文本进行直接的修改编辑,非常方便快捷。

2.4 野外检查工作

野外检查是地形测量工作中的重要环节,检查工作会对最终成果造成非常大的影响,因此检查工作必须要做好。在连图的过程中,很可能会出现错连、漏连等不合理的错误出现,例如:电线杆、路灯、井盖、等高线等方面的错误。此外,在外业的草图中,也不能够确保完全正确。因此,实行业外自检是非常重要的。在野外检查的过程中,要坚持对跑到、看到、量到的地方进行全面的记录,并严格按照相关规范进行检查,及时采取有效地措施进行纠正。

2.5 地形图的分幅

一般地形图的分幅主要是按照50×50分幅进行的。在对地形图进行分幅的过程中应该先将图幅结合表进行制作,才能够更加方便快捷的进行图幅的结合工作。另外,工作人员应该要将安装盘目录下文件Ac50tk.dwg和Ac45tk.dwg中的CASS图框模板找出来,并以此将测绘单位、测量员等信息进行修改,这样做就可以将其作为模板,不必每一幅图进行必要的改正了。

2.6 成果图的输出

当对图幅进行修改之后,工作人员就可以打印输出绘制成果了。当将第一幅图进行打印完成之后,工作人员一定要拿网格尺来对图框的大小进行检查,检查的要求是图框的大小不能够超过0.3mm。如果超过有效限度的话,必须要将其放到绘图仪里面进行校准工作,并进行重新设置。另外,由于在打印过程中需要进纸等方面的原因,工作人员需要对打印机或者纸张进行不断地检查,在打印过程中也要不断进行抽查,只有这样才能够有效保证产品质量。

参考文献:

篇2

关键词:高程点注记间距;测点高差精度;土石方工程量

中图分类号: P21 文献标识码: A

一、概述

在电力工程(变电站、发电厂)勘测设计过程中,如何为设计提供准确可靠的测量数据进行土石方工程量计算,是个多年来困扰测量人员的问题。随着经济的发展、工程成本的提高和工程预算制度的严格执行,设计计算土石方与实际土石方不合的矛盾日益突出。

现今常用的土方计算方法有方格法、断面法、等高线法、数字地面模型法(DTM)、三角网法(TIN),任何一种方法实际精度主要由原始数据的采集误差和高程内插误差两方面决定。数据采集误差来自测点设备误差、测量误差等,而高程内插误差取决于测点密度和点位位置。

为进一步做好设计服务,满足土石方计算误差要求,使工程量计算更科学合理,需要对野外测点高程精度、测点的密度进行探讨,找出科学合理的解决方案,满足业主不断提高的要求。

二、现行测量标准

目前厂区电力工程测量使用的测量规范是:《火力发电厂工程测量技术规程》(DL/T5001-2004)行业标准,《水利水电工程测量规范》(SL197-97)行业标准,《工程测量规范》(GB50026-2007)国家标准,《1:5001:10001:2000外业数字测图技术规程》(GB/T14912-2005)国家标准。在这些规范中,对于地形图测绘精度,没有提出要满足施工土石方工程量计算的要求,但业主对计算土石方工程量有要求(如有的要求“土石方平衡工程量误差不超过±5%”等),这就对地形测量提出了挑战。地形测量内容包括:地面地形地貌、地物信息和地下信息等。设计使用地形图,一方面进行总平面布置,另一方面计算土石方工程量。而土石方工程量的计算,与地形图高程点注记间距及精度、等高线或插求点有关。

1、高程点注记间距要求

对于高程点注记间距,各工程标准的要求见表1。

表1几种工程标准对测点密度要求

2、高程注记点精度要求

对于高程注记点的精度,各工程标准的要求见表2。

表2几种工程标准对高程注记点高程精度要求

3、等高线或插求点高程精度要求

对于等高线或插求点高程精度,各工程标准的要求见表3。

表3几种工程标准对等高线或插求点高程精度要求

4、几种工程标准的比较

测点密度方面,《工程测量规范》与《火力发电厂工程测量技术规程》注记点密度相同,《水利水电工程测量规范》注记点密度最高,《1:5001:10001:2000外业数字测图技术规程》注记点密度最低。

高程注记点精度方面,《工程测量规范》与《火力发电厂工程测量技术规程》无规定,《水利水电工程测量规范》要求高程注记点精度高于《1:5001:10001:2000外业数字测图技术规程》。

等高线或插求点高程精度方面,《水利水电工程测量规范》要求高于《火力发电厂工程测量技术规程》和《1:5001:10001:2000外业数字测图技术规程》,与《工程测量规范》要求相同。

三、全站仪采集高程点精度分析

从以上规范中可以看出,《水利水电工程测量规范》提出了高程注记点精度和较高的密度,比较好地规定出地形图测图精度。由于土石方工程量与地形图高程注记点精度和密度有关,而高程注记点精度与全站仪三角高程测量精度相关。下面对三角高程测量高差精度进行分析:

全站仪三角高程测量高差计算公式:

式中:h为高差;S为斜距;α为垂直角;I为仪器高;V为觇标高;K为大气折光改正;R为地球半径。

根据误差传播定律,忽略微小项,得到高差中误差为:

式(2)中,又因mk较小(一般为±0.03mm~0.05mm),忽略,式(2)简化为:

在全站仪地形图测量中,取ms=±14mm(取自《工程测量规范》全站仪测图要求,距离按700m计算)

mα=±18″(取自《工程测量规范》图根电磁波测距三角高程的主要技术要求)

其他取值为:

按式(3)计算,垂直角和距离对高差的影响见表4。

表4垂直角和距离对地形点高差中误差影响

根据《工程测量规范》,对于1:2000地形图,全站仪测量地形点最大距离为700m,则平地、丘陵地形的地形点高差中误差为63mm。图根点高程中误差不大于基本等高距的1/10,以基本等高距为1m计算,则有:

m测站=±0.1m

测点的高程误差

m高差=±0.063m

则MH=±0.12m。

可以看出,测点高程误差主要是测站点高程误差。取测点高差限差为±0.13m,测点高程限差为±0.3m。

从表4可知,垂直角对高差误差的影响不明显,距离影响明显。在野外工作中,提高测站点高程精度将大大提高地形图测点精度。

除测点误差外,在地形图测量过程中,有些人为因素直接影响土石方工程量计算精度,如:测点点位不准,地形地物取舍不当等。因此,在野外测量过程中,测量人员需要注意如下事项:持镜员应进行岗前培训,地形图测量立点时,棱镜杆不应插入地下,应立于测点地面。地形地物的取舍应满足规范要求,根据电力工程地形图测量的特点,按照规范要求进行施测。测点应能反映地形的变化,如:坡度变化处、坎上坎下、沟底等,在测量稻田、旱地时,点位不应立在田、地中间的厢沟下面,应立在地台上面,并能反映田、地的地面高度。

总结不同规范的要求,结合工作实际,我们认为目前地形图测量建议补充内容如下:地形点相对于测站点的高差限差为±0.15m;地形点高程限差为±0.3m。大比例尺地形图测点密度见表5。

表5地形点点位间距(单位:m)

四、高程点精度对土方量计算的影响

1、采用不规则三角网计算土石方量的方法

不规则三角网(TriangulatedIrregularNetwork,TIN)指将按地形特征采集的点按一定规则连接成覆盖整个区域且互不重叠的连续三角形。TIN能较好地顾及地貌特征点、线,表示复杂的地形表面比矩形格网精确。我们将根据地形起伏变化的复杂性来确定采样点的密度和采样点的位置,从而可以避免地形平坦时的数据冗余,又能按地形特征点较好地逼近地形表面。在计算填方和挖方量的过程中,首先根据在挖前和挖后的地面特征点建立不规则三角网。在建立好的不规则三角网中,其每一个基本单元的核心是组成不规则三角形的三个顶点的三维坐标;从每个挖前三角形的三个顶点竖直向下引出三条直线,直到与挖后的地表面的三角网相交,便形成许多的三棱柱,这时整个区域的土石方地形便形成了由许多连续但不可微分的三棱柱组成的集合。分别计算出每个三棱柱的体积,所有的三棱柱体积之和便是整个区域的土石方量。具体见图1:

现假设,面ABC为挖前地表面TIN中的三角形,面DEF为挖后地表面上的三角形面,面A1B1C1为上下表面在水平面上的投影;点A、B、C为测区内挖前地表面的特征点,点D、E、F为测区内挖后地表面上的地形点,其三维坐标(X,Y,H)已知。

首先令:

图1不规则三角网计算土石方量示意图

则投影面的面积为:

则三棱柱的体积为:

其中A1B1、B1C1、C1A1、AD、BE、CF长度可由三角形几何关系求得,图1为三棱柱示意图。这样便求出了一个三棱柱的体积为V1;假设整个区域是由n个连续但不可微分的三棱柱组成,则整个区域的土石方量为:

式(7)中V1为各个不规则的三棱柱的体积。

2、高程点误差对采用TIN计算土石方量的影响分析

由上面的计算公式可以看出,单个三棱柱的体积与上表面在水平面上的投影面积、三角形挖前挖后的顶点高差之和相关,计算区域内的TIN由离散高程点按德劳内法则组成,离散点的分布决定了三角形的分布,对于分布一定的TIN来说,决定其土石方计算精度的就是三角形顶点高差之和。仅考虑高程点测量误差的影响,将每一个三角形面积看作一个常数,以挖方为例说明高程点高程误差对土石方量计算的影响。

假设所有高程为同样的方法测得,则高程点具有同样的高程精度,假设其高程误差为h。AD为A点高程减去挖方后的设计高程值,设计高程值为常量,则AD的误差也为h,同理BE、CF的误差也为h,将h值代入公式(6),则:

由高程点误差引起的挖方量误差是:

式中:V为计算土方量,为真实土方量,Δv为高程测量误差产生的土方量误差。

则有

,即为土方量计算误差百分比。

而为计算区域所有三角形在水平面上的投影三角形面积之和,也就是说在计算区域内高程点分布一定的情况下,挖方量误差直接与高程点的误差成正比,区域投影面积越大,其土方量计算误差越大。因此,高程点的误差越小,土方量计算的精确度越高。

为了明确高程点的高程误差对土方量计算误差的影响程度,按以下方法进行了模拟计算:以一定面积的外业采集高程点作为理论数据,将高程点高程误差分别按+0.1m、+0.2m、+0.3m进行假设,计算的挖方量及高程误差影响比例见表6。

表6高程误差对挖方量的影响计算

由表6可以看出,高程点的高程误差直接影响土方量计算的精度。

在实际的计算过程中,计算区域挖方体积只能依靠有限的三棱柱来模拟计算,为了尽可能提高区域体积计算的精度,有限的三棱柱的上表面三角形所代表的平面必须尽可能地接近地面实际情况,最大程度地模拟地面起伏变化,因此区域内构造TIN的高程点还要分布均匀,且具有足够多的地形地貌特征点。

如何确定土石方开挖平均高差与测点精度关系,《水电水利工程施工测量规范》(DL/T5173-2012)7.6.10规定“对同一区域土石方挖填工程量进行两次独立测量计算的土方量差值不超过7%或石方量差值不超过5%时,可取其平均值作为最后值。”,《水利水电工程施工测量规范》(SL52-93)5.3.15规定“两次独立测量同一区域的开挖工程量其差值小于5%(岩石)和7%(土方)时,可取中数(或协商确定)作为最后值。”,结合表6,我们可以推算出挖方平均高差与测点精度关系。

我们假设计算挖方高差误差与测点高程误差相同。

设M1为第一次测量工程量;M2为第二次测量工程量;S为挖方平均面积;ΔH为挖方平均高差;M为挖方平均工程量。

则工程量

由于每次测量均有误差,对(1)、(2)式微分,按误差传播定律有

2次测量工程量

误差相同)

取2倍mt为工程量差值限差ΔT,于是考虑上述规范要求有

18)式为挖方平均高差与高差精度的关系。

平均挖方高差与测量高差误差关系见表7。

表7平均挖方高差与测量高差误差关系(单位:m)

由于假设计算挖方高差误差与测点高程误差相同,表7可以作为野外地形图测量高程注记点精度指标。

根据以上分析,对于1:500或1:1000地形图测量,在用于土石方工程量计算时,测点高程精度将直接影响其工程量计算,综合考虑表7和工作实际,建议要求测点对于测站点的高差限差为0.15m,点的密度按表5要求执行。从我们使用测量仪器精度看,结合目前测绘工作现状,对于地形点高差限差取0.15m,是可以满足的。

从管理角度上看,在进行测量交桩过程中,需要使用测量仪器对现场关键地形点进行检测,并将测量数据提交给监理和施工单位,以减少施工过程中施工单位提出土石方工程量不符合的矛盾。

结束语

随着业主精细化管理的提高,对设计、施工管理日益细化,经济指标量化,对土石方工程量计算会提出更高要求。这对我们测量人员是个新的挑战,也为测量技术的发展提出了新的课题。

参考文献

[1]成.核电厂土石方量计算影响因素分析[J].工程建设与设计,2014,07:151-153.

篇3

【关键词】测量步骤;测量方法;测量过程

地形图是对地面实际状况的一种反应,并且能通过地形图获取所需的数据。这些数据能够更加方便设计应用,而大比例尺地形图的绘制更能够方便数据资料的获取。所以在绘制大比例尺地形图时要更加精确和准确,这样才能使得之后的设计应用更加的准确科学。本文就大比例尺地形图碎步测量的步骤和方法做了具体的阐述。

1.碎步测量步骤

1.1测量前准备工作

在结束控制测量后,就可以根据之前的控制点对地貌、地势和平面位置进行测定。并将这些测量点按照一定的比例绘制成地形图,从而方便设计的应用。这些测量步骤需要准备的东西很多,主要有准备图纸、准备坐标网格的绘制以及控制点的展绘。以下就是对这些准备东西的具体描述。

1.1.1准备图纸

图纸的准备是绘制测量图的第一步,而准备一个质量好一点的图纸对于测量图的绘制至关重要。如果测图只是临时性的,就可以直接将用图版将图纸固定住进行绘制。如果所绘制的测量图想要长期保存,为了使得图纸能够很好地保存,那么此时就需要用胶合板将纸张裱住。

1.1.2绘制坐标

为了能够让地面上的事物更准确地展示在地形图上,就运用到了坐标网格图,这个网格坐标图可以通过专业的测量工具测量得来,通常情况下的大小是10x10cm。

1.1.3控制点的展绘

在进行展点之前,要将坐标网格上的数值标注在网格外边。在进行展点时,就要根据之前的控制点坐标,确定坐标所在的具置。然后再将控图纸上展绘出来,并且将坐标点标注出来,最后再通过三角尺测量出相邻点之间的距离。

2.测量方法

2.1选择碎部点

碎部点就是对地面上事物的特征点,通常会选择为地面事物轮廓的转折点,比如说道路转折的地方、房屋的角点以及河流或河岸线的交汇点,如果将这些碎部点连接起来就可得出实物的形状。但是很多情况下,地面上的实际物体不规则,此时就可以直接用直线来连接。而就地貌而言,碎部点一般会选择山脊线或者是山谷线,因为这些部位能够很好地反映地貌的具体特征。

2.2数字化测图

测量碎部点的方法有很多,但是数字化全站测量方法是其中最全面的,能够同时测量出待测点的高度差、角度和距离,具体展现出了三维坐标。而且还可以利用一些特殊的仪器,将测量得出的数据与计算机里面的软件结合起来,这样就可以将测量出来的数据绘制成图形。同时由于每个电子设备是不一样的,全站数字测量仪有很多不同的模式。下面就具体分析一下这些不同的模式。

2.2.1与电子平板结合的模式

这种模式比较便捷,可以将可以携带的电脑作为记录平板,直接通过通讯线将所测量得出的数据绘制成图,即便测量的地势比较复杂也可以迅速完成图形的绘制。这种模式是目前发展比较完善的一种,随着测量人员素质的不断提高,今后对这种模式的运用也是越来越广泛。

2.2.2全站仪的内存利用模式

全站仪自身会携带内存卡,这种模式就是利用自身携带的内存卡,直接将测量出来的结果通过编码方式记录出来,这样就可以直接绘制出草图,然后在室内画图时就可以用这个草图进行参考对照,这样就可以避免绘图时出现的错误,同时这种方法具有很强的灵活性。

2.2.3与电子手簿或者是掌上电脑相结合的模式

这种模式是通过将现场测的数据传到电子手部或者是掌上电脑上,对数据进行简单的处理,绘制出草图,到业内时就可以将草图传到计算机上,绘制出精准的图形。这种模式采用的工具便于携带,随着电脑功能的不断增强,这种模式也会进一步完善。

3.数字化测图全过程

再用全站数字化测量时,主要要经过五个阶段,准备工作、获取数据、输入数据、处理数据和输出数据。下面就实际过程中的使用情况介绍这这些具体的阶段。

3.1获取数据

一般在野外获取数据的方法是“解算法”,获取过后就用电子手簿进行记录,然后绘制出具体的三维坐标和图形。在野外获取数据是一个很复杂的过程,获取的数据总类很多,既有位置信息又有编码等连线信息,在采集数据时要同时进行草图的绘制。

3.2输入数据

数据的输入一般是通讯线与电子设备进行连接,将现场获取到的数据传输到电子设备上,需要注意的是,每一次的测量数据都需要传到电子设备上,以防数据的丢失。

3.3处理数据

处理数据主要包括对数据的转换和计算,数据在野外测量数据过程中是很关键的一个步骤,主要是对可能出现错误的检查,然后再对得出的数据进行转码处理,绘制出想要的格式。计算数据一般是就地貌关系而言的,之前得出的数据一旦被输入到计算机后就会自动生成个各种图形。

3.4输出数据

输出数据是对之前所处理数据的整理,以图形的形式输出。将制作好的图形与之前的草图进行对比,修改图形上面错误的部分,补充图形上漏掉的部分,最后再在图形上面标注出数值后输出。

4.绘制地形图并进行修测

4.1绘制地形图

在地形图的绘制中,如果被测量点过大,那么就需要分几个部分拼接而成,同时还需要对拼接点进行反复的检查。最后再对照实物对绘制出来的地形图进行标注,这样做得出的图形才是符合要求的。绘制地形图主要包括对地物的描绘、勾绘等高线、对地形图的拼接和检测。图形的绘制是整个地形图绘制过程中比较重要的一部分,所以将这一部分做好对于整个地形图绘制至关重要。

4.2修测地形图

在修测地形图时,需要进行实地的勘测以确保修测范围,同时制定好修测的方案。如果需要修测的面积已经超过了总面积的五分之一,那么此时的图形就需要重新测绘。在进行图形修测时也有许多需要注意的规定,这些规定主要有三个方面面:对于图根的控制;对于间距的控制;数字化的修测。这三个需要注意的事项对于整个图形修测来说至关重要,如果将这三方面都做得很好,那么图形修测就能很高效地进行。

结束语

地形图的绘制对于设计应用来说至关重要,而运用大比例尺地形图的碎步测量技术绘制出的地形图,对于国家统计地貌和地形来说,是必不可少的一个资料。并且随着科学技术的不断进步,野外数据的获取方法也越来越先进,测量得出的结果也一定会越来越精确。

参考文献

[1]邢建立;;城市建设中地形图测量和地籍测量的不同应用[J];国土资源;2008年S1期68-69

[2]唐桂彬;周波;;大比例数字测图内业绘图技巧及质量控制[J];科技传播;2011年09期80

篇4

关键词:无人机航测技术;矿山地形图;应用研究

引言

由于无人机技术的快速发展使得其已经渗透到各行各业中,基于无人机平台的航空摄影测量技术得到了空前的发展。将无人机航测技术应用于矿山地形图测绘中,不仅提高了测绘精度,还缩短了测绘周期,降低了测绘成本,更是避免了测绘区域地形陡峭外业测绘人员无法到达的缺陷。

1矿山测量的重要概述

矿山测量顾名思义就是在是不是矿山开采的时候,针对所有阶段实施的综合性测量工作。而矿区的位置大多都是位于山区环境之中的,当山区地形、地貌都非常复杂的时候,例如树木森林较多、沟壑的高低迂回以及各种类型的坑洞等,当这种类型的自然条件在测绘的时候是非常困难的,而且在矿区测绘中也是较为常见的。如果采用传统作业模式展开测绘工作,为了满足测量工作中对于通透性的要求,将山区中的树木实施砍伐是非常常见的,不仅浪费了大量资源,还会造成生态环境的破坏。随着时代的不断进步,现代矿山的测绘工作的需求也发生了变化,使得测量工作的具体内容也发生了质的变化,现代矿山测量所涉及到的测绘内容非常多,比如各种类型的地形、地貌图件的测绘,目标区内各种数据信息的采集各种等等。因此,应用全站仪、GPS或RTK的传统测量模式已无法适应日益发展的矿山测量要求。

2无人机航测技术概况

无人机航测技术是通过无人机飞行技术采集测绘区域的航拍影像,通过对航拍影像数据的处理流程而获得矿山地形图以及其他成果图件的新型测绘技术。随着图像融合技术、航空摄影技术、无人机技术以及动态GPS技术的快速发展,逐渐实现了多角度影像匹配等技术,提高了无人机航测技术的精度。

随着无人机航测技术广泛的应用于工程测量、矿山测量等各个领域,无人机航测技术的应用流程日益成熟,在大比例尺测量工作中具有明显的优势,主要包括:①明显的缩短了测绘周期,无人机航测技术是以无人机为平台,搭载照相机等仪器获得测绘区域的航拍影像,进而对航拍影像数据处理获得大比例尺地形图,显著的减少了测量人员外业数据采集周期,一般可在3天~5天完成,有效的缩短了测量周期,提高了社会经济效益;②具有高的航拍影像数据分辨率,随着动态GPS技术以及图像融合技术等的快速发展,显著的提高了航拍影像数据的分辨率,分辨率可达厘米级,在后期数据处理过程中能够获得精度更加稳定可靠的测绘数据;③航拍影像数据获取周期短,对矿山大比例地形图测量任务来说,测绘区域的面积不大,能够在3天~5天内完成相应的测量任务,与传统的测量方法相比,无人机航测技术能够在较短的时间内完成外业数据采集工作;④社会经济效益高,矿山建设是具有周期规划的,更早的获得矿山大比例尺地形图有助于矿山建设任务的推进,无人机航测技术能够在较短的时间内获得外业数据采集,与传统的测量方法相比,明显的降低了外业数据采集工作量,减少了测绘成本的投入,提高了社会经济效益。

3无人机航测技术在矿山地形图中的应用

3.1对数据处理设计工作进行落实

在大数据时代下,进行矿山测绘时,会产生大量的数据,这与地理信息的服务高低有很大的关系。所以,在此过程中,一定要落实好数据处理的设计工作,这样可以使数据变得更加准确,从而提高地理信息服务效果。主要有以下两个表现:第一,在进行数据处理设计工作中,一定要融入创新理念,这样可以使矿山测绘地理信息数据在进行处理时更加有效,还可以使服务效果大大的提升。第二,在对矿山测绘地理信息进行处理时,还要对大数据时代的发展进行深入的研究,并用大数据挖掘技术以及数据处理技术等对收集到的数据进行高效的处理,从而提高大数据发展下,矿山测绘地理信息服务的质量。

3.2采用无人机航测技术获取分辨率较高的影像数据

由于无人机航测技术采用低空飞行的方式,并配备分辨率较高的摄像装置,其采集的影像数据的分辨率很高,可以达到厘米级别,这是无人机航测技术的重要优点。在测绘过程中,无人机航测技术比传统的测量技术使用范围更广,可以采集到人工无法到达的地方和高度的影像,并且误差很小,能有效的消除人工误差,对矿山建设中的测绘工作有着重要的作用。

3.3矿山测绘地理信息服务的具体应用

在大数据的发展下,进行矿山测绘工作时,测绘单位以及工作人员一定要根据大数据形式的不断变化进行有效的判断,继而对矿山测绘地理信息服务进行有效的改变。这样可以使整个矿山测绘成果变得更加准确与更具价值,还可以对信息资源进行有效的合理的利用。除此之外,相关企业一定要将数据检索设计工作、数据处理工作、数据暑促设计工作以及数据库管理工作落实到位,只有这样才可以有效的提高大数据发展下矿山测绘地理信息的服务效果。

3.4像控点布设

像控点布设是在测绘区域踏勘的基础上进行的,目的在于有效的提高测量成果精度,像控点的布设要按照一定的要求进行,如航向、旁向重叠度为70%。像控点的布设有着严格的要求,必须做到以下几点事项:①在测量区域踏勘过程中,根据测量区域的地形地貌进行分区,对于分区之外的像控点,必需满足像控点位于航向基线不少于1条、旁向大于100m的部位;②对于航线两段的像控点,要求左右的偏离半径小于半条基线的长度;③在布摄像控点时,必须选择明显的、无争议的地物地貌作为像控点,可以选择房角、地块角等明显的地物和地物交汇部位等;④像控点必须在航空影像中易于识别,且像控点周围的地形地貌以变化小为佳,可以有效的提高测量精度;⑤在布设翔空点过程中,要充分考虑像控点的二次利用,一般布设在交通便利、易于保存的区域。

3.5空三加密测量

在完成像控点布设的基础上,按照航测方案进行测绘区域航拍影像数据的采集工作,按照设计的航线方向、旁向重叠度和航向重叠度执行飞行任务。但是在执行影像数据采集工作过程中,由于矿山地形变化较大,植被遮挡等问题的普遍存在,导致测绘区域范围内的部分区域无法获得相应的影像数据,进而在影像数据中出现“留白”现象,降低了无人机航测技术的测量精度。为了有效的消除上述原因的出现,需要进行空三加密测量流程,该方法是以航拍影像数据中的方位元素进行准确预算为基础提出干扰因素的方法,可以有效的弥补因“留白”等问题而造成精度降低的缺陷。

结束语

综上所述,随着我国社会经济的快速发展,无人机航测技术的有效应用,在极大程度上提高了矿山测量的精度,并且降低了成本指出的同时也具备着较高的安全优势,因此在该领域具有极为广阔的应用前景。所以无人机航测技术在当前时代背景下,对于大比例地形测绘方面的基本要求中应用能够获得满足,可以进行大规模的推广使用。

参考文献

[1]王文晖.旋翼无人机航测在矿山测量中的应用[J].测绘技术装备,2017,19(04):93-94-.

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关键词:CDM;小水电;土地利用现状图;快速实施

Abstract: through the field measurement methods of local trimmer and in the industry of the combination of compiling software, and achieve a rapid measurement and compiles the most hydropower station of the map to the effective method, and applied in practical production, improve work efficiency, reduce the cost of homework.

Keywords: CDM; Small hydropower; Land use status figure; Implemented quickly

中图分类号:P285.2+3文献标识码:A文章编号:

1 概述

2012年2月14日,国家发改委再批65个CDM(清洁发展机制)项目,其中小水电项目占19个,水电的CDM项目被认定为中国未来节能减排的一个十分重要的渠道。其伴生的土地利用现状图(地类地形图)测量工作会越来越多,如何能够快速地进行水电站项目地类地形图测量及编绘的有效实施,降低作业成本,提高作业效率,成为一个急需解决的问题。

目前水电市场上地类地形图测绘主要由大型设计院牵头,现有的软件及作业方法都有一定的局限性,本项目旨在通过外业测量方法的局部微调和内业多种编绘软件的结合,获得一种快速测量和编绘水电站地类地形图的行之有效的方法,提高工作效率,降低作业成本。

2流程简述

依据国家相关法律法规,参照《水利水电工程施工测量规范》、《地籍测量规范》和国家地形图图式,编写测绘技术要求,确定测量范围、测量内容、土地分类代码、地物测量及取舍原则、成图要求和其它附加说明,经评审通过后,组织外业测量及内业编绘成图,实地查图后提交资料。

3 外业测量

外业测量与常规测量方法大同小异,只是进行了测绘内容的补充和作业方法的微调。作业前,详细阅读技术设计书,熟记地物分类代码,以便于最大程度地与内业衔接,减少返工的机会。

作业时,利用RTK技术测量地块和开旷区域,配合全站仪测量隐蔽区块及房屋正厅高程,并将前一天作业编绘过的地块封闭地形图打印出来,进行外业初步检查,并加强与内业之间的数据交换和沟通。

地形地类地形图的外业测量,测量时除按照《水利水电工程测量规范》、《地形图图式》及《地籍测量规范》测量的相关规定执行外,为便于电站库区淹没损失调查,补充调整要求如下:

(1)对测区范围内的各种用材林地和经济林地应根据林种、林龄及郁密度加以区分,并逐丘(片)施测边界并于图上标绘;

(2) 对测区范围内的各种园地应根据各园地作物类别加以区分,并逐丘(片)施测边界并于图上标绘;

(3) 对测区范围内旱地中的坡度大于25º,仍在种植作物的斜坡地(不包括总体坡度大于25º的梯旱地)应予以单独区分(单独采用统一符号标注),并逐丘(片)施测边界并于图上标绘;

(4) 对居民点用地及其它建设用地内部的道路、街巷应逐条标注边线,对给排水设施应标注进出水口位置及高程;

(5) 对滩涂中已加以开垦种植,一年能保障收获一季作物的,应逐丘测绘边界并于图上标绘(单独采用统一符号标注)。

(6)对测区范围内的居民点,须逐栋施测上图并按Ⅰ类永久界桩的精度要求(测设高程误差不超过0.1m)测量每一栋房屋的正厅地面高程,并用红漆于墙面或屋角不易剥落部位编号并调查户主姓名,测绘结束后编制房屋高程汇总成果表。测区范围内的居民点可根据实际情况逐台地测量并于图上标注代表性高程;

(7)测量过程中,应根据地籍测量的有关规定测绘县(区)、乡、行政村的行政界线,每幅图均需标注县(区)、乡、村的名称,对飞地(或插花地)应注明所属村(或自然村)的名称。

当天的测量资料要求当天完成,地形图阶段各地块全部封闭,无交错、缝隙和错、漏现象,并注意与已测地形图的衔接,为内业编绘做好准备。

4 内业编绘

内业编辑分为CAD图形预处理、MAPGIS构面,导入CAD分层、CAD分层输出、MAPGIS区加高程信息、MAPGIS区加层、加高程点属性及属性输出、表格统计及资料整理等,现详述如下:

一、CAD图形预处理

CAD图形预处理的前提是建立分幅图,逐幅进行地类地形图编绘,主要目的在于本幅图内各地块的分析和封闭:

分析:分析本图幅内地类的种类,建立相应的地类地形图层,并仔细查阅图面,检查挑出不能判断地类地形图层的区块,作业人员回忆或现场校对,达到100%正确。

封闭:根据分析的结果,采用PL线封闭每一区块,封闭的时候兼顾区块的合并及分类。封闭之前需另存图形,并保留最外范围的等高线,作为本图幅范围线使用,其余等高线可删除或隐藏,并去除或隐藏非封闭区块的其它线类地物和点状地物。

分析、封闭完成后导出DXF文件备用,DXF文件要求仅包含封闭而成的地块。二、MAPGIS构面

MAPGIS构成的目的是将CAD图形预处理后的图层信息形成封闭的曲面,为后续的区块编号、CAD分层、面积统计等服务。构面的要点:

通过“数据转换”模块将DXF文件另存为WL线文件;

WL文件导入“编辑模块”进行“自动剪断线”、“自动平差”、“线拓朴查错”等操作,根据线拓朴查错提示信息,找出CAD预处理阶段未处理封闭的区块,在CAD或MAPGIS里重新封闭处理,待拓朴查错提示信息修正完成后,进行“线转弧段”操作,将改正后无错误的线拓朴改为弧段,并保存WP弧段文件。

关闭线文件,导入WP文件,利用“拓朴重构”,生成区文件,并保存待用。

在这个操作过程中,会反复在CAD与MAPGIS之间进行数据交换,一般采用CAD修改,MAPGIS查错的方法。

三、导入CAD分层

通过“数据转换”模块将“拓朴重构”完成后的WP文件转换为DXF文件,导入CAD进行分层设色

将需要分层设色的DXF文件插入到图幅内,根据地物情况,将闭合曲线分别归至相应的图层内。

四、CAD分层输出

将分层设色完成后的CAD图形仅保留地类地形图层,输出DXF文件。通过“数据转换”模块重新得到各区块线文件WL。此时的WL上包含了不同的分层信息。

输入“编辑模块”,进行“线转弧段“操作,保存含有“分层信息”的WP文件,并进行“拓扑重构”。此时生成的区文件并未包含图层信息,区拓朴查错可以检查出“重复的。。。”,此时因为是每个封闭的曲线构面,此错误属正常现象,可不予理会。保存“拓朴重构”后的WP文件待用。

五、MAPGIS区加高程信息

将分层设色完成后的CAD图形,展上所有的高程点,并分离高程点和注记文件,将GCD图层改名,以便新生成的地块内高程在单独的图层内,便于提取。利用程序或手工标注,依据高程及地类信息,将每一地块的高程值标注上去。

区块高程值标注完成后,单独提取“GCD”图层,将地块高程点提取出来,并删除注记,仅保留点位,通过“数据转换”模块存为点文件。

输入“编辑模块”,将高程属性注释至点文件并保存。

打开第四步完成的WP文件,通过“LABLE合并功能”将高程点注释信息合并至区文件,此时WP文件包含各地块高程信息。

六、MAPGIS区加层、加高程点属性及属性输出

通过MAPGIS“属性库管理”,将MAPGIS区加入我们的分层信息。打开第五步生成的WP文件,输出弧段图层属性待用。通过“属性管理”的属性连接功能,将保存过的弧段图层信息连接到WP区文件的属性中。此时查看WP区文件,已包含我们所需要的分层信息,高程信息及面积。

通过属性输出或空间分析功能均可对本图幅图地块进行统计及生成表格,如需严格区别山地,还需进行坡度分析。

七、表格统计及资料整理

根据要求进行各类表格的汇总,输出,资料合并整理,提交。

5 测量实例

云南勐波罗水电站地形地类地形图测量项目,上下库共计8.5个平方公里(其中地块部分占了约45%,山地占了约45%,10%为房屋村庄),移民专业要求一个月内提交资料。

图一 云南勐波罗水电站江口梯级工程区地形地类地形图

作业人员到达现场后,依据技术设计书和现场踏勘情况,合理分配作业小组及作业区域,进行详细的技术交底后,全体人员采用上述测量及编绘方法,加班加点,在28天内圆满完成任务。

6 结语

土地利用现状图(地类地形图)测量及编绘的快速实施,关键在于:

(1)作业人员对于技术设计书和地类代码的理解认知程度:作业时,各种地物的分类、代码与技术设计书越接近,编绘工作越省力。

(2)各种软件的熟悉程度:由于目前没有完善的内业编绘软件,需要在各个软件间来回转换,有可能还牵涉到部分自开发程序,作业人员对于相关的软件操作越熟练,工作效率越高。

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【关键词】地形图;竣工图;城市规划

0.引言

地形图是现有地形上基础地理要素的数据集。竣工测量因为有建设单位的配合,竣工成果非常准确完整,并能及时动态地反映城市建设的变化。因此利用竣工测量成果对城市地形图进行动态更新是比较理想的方法。下面就竣工测量资料对城市地形图进行动态更新的方法在来宾市基础地理信息系统中的应用作详细的介绍。

1.基础地理信息系统数据入库流程简介

来宾市基础地理信息系统数据建设、更新以图幅为单位。图形数据经检查后建立地形图数据库。

2.竣工测量更新地形图方案

2.1竣工测量更新地形图的技术途径

为了满足规划验收的要求,竣工测量有着特殊的严格要求,除满足地形图测量的一般条件外,还要符合城市规划主管部门颁布的竣工测量技术规定。这就为利用竣工测量更新城市地形图提供了有利的保障。

2.2竣工测量更新地形图的流程

2.3竣工测量更新地形图的具体方法

2.3.1竣工外业测量部分

测绘单位接收任务后,应先对有关资料进行分析,必要时进行踏勘,当大面积竣工测量时,要确定正确的竣工测量方案并编写技术设计书;图根控制是野外数据采集的基础, 根据测区实际情况的需要,利用了我院于2000年建立的Ⅲ等GPS网,其中几个点作为起算点,使用 Leica2000sGPS接收机,布设了5''级平面控制点,卫星截止高度角为12°,卫星分布几何因子GDOP≤6,有效观测卫星数≥5。高程采用GPS拟合高程。各项观测限差应符合《城市测量规范》(CJJ 8-99)和《全球定位系统城市测量技术规程》(CJJ 73-97)野外采集采用TOPCON GTS3005N型全站仪,全数字化成图法测图,全野外采集数据,全站仪内存记录,当天数据均及时传入了计算机。全站仪使用在有效检定期内。测量要素采集包括居民地及附属设施、独立地物、工矿建筑物、地面管线及附属设施、栅栏、境界、道路、水系、植被、各类控制点、地理名称、地貌要素和竣工建(构)筑物的有关高程及有关间距等等;除常规地形物外,房高的测量及相关的信息调查也是竣工测量外业的重要部分。

房高测量内容如下:建(构)筑物的室内和室外高程、顶部高程;如果有退层,应分别测定退层位置及退层的顶部高程;如果有悬挑部分,应将悬挑部分测出,并测定悬挑部分顶部的高程。

信息调查内容如下:建(构)筑物的名称、结构、楼层、楼号、房屋用途、材料、名称、建筑质量等。城市道路的路名、材料、道路等级等。

另外,对竣工测区周围50m范围内也是我们测量的重点,一方面检查竣工建筑物与周围建筑物之间的关系,同时也对原图接边。

按《竣工测量技术规定》要求内业成图用北京清华山维 EPSW 2003 外业测绘系统和 EPSW 2003 图形系统绘出竣工平面图,作图代码均按《EPSW》电子平板测图系统分类编码表操作。并编写相应资料报告,经检查部门检查后出成果资料供甲方报规划之用。

利用竣工图对原图数据按照地形图要求进行编辑就可直接得到相应的地形图,提交图文信息部检查入库,为来宾市基础地形图提供动态更新。

3.结束语

通过上述方法对我市原有地形图进行动态更新和维护,在实际工作中很具操作性,取得了很好的效果,具体体会如下:

(1)该方法实现了对原有地形图的动态更新和维护,进而保证了我市基础图库的现势性。

(2)直接利用竣工测量成果对我市原地形图进行更新和维护,不仅快速方便,而且费用很低,效果明显。

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[关键词]Google Earth 中小比例尺地形图 航空摄影测量 KML 数据转换

[中图分类号] P231 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-122-1

0引言

Google Earth(简称GE)是美国Google公司于2005年6月推出的符合“数字地球”概念的全球地理信息系统软件,其影像数据库包括公共领域的图片、受许可的航片及卫片等,GE具有直观、信息丰富、高分辨率、实时、准确、易操作等特点,因此一经推出被广泛应用与各科研、生产等领域。

中小比例尺地形图基础测绘具有测区面积广、交通不便、通讯不畅、气候恶劣等特点,关键是没有最新的影像数据(航片或卫片)给测绘生产带来极大困难。然而GE中的影像往往比航测使用的航片更新,给测绘生产带来极大的帮助,本文探索GE在1:1万地形图测绘航空摄影测量中的应用。

1GE在1:1万航空摄影测量中的应用

GE功能强大,操作简单在航空摄影测量中的应用如下:

①GE可以提供给测绘项目甲方丰富的影像资料,帮助甲方根据需要确定自己的项目范围或路线。②可以帮助测绘项目乙方分析测区资料和项目设计。通过GE影像和航片影像分析可以得出更新的信息,其中包括交通、水利、新增地物,地理条件等。③GE可以通过数据交换帮助测绘项目实施生产、提高工作效率。生产中可以提取GE中的影像数据填补航片中的缺失数据,减轻补测工作;将测量数据加载入GE影像中来检查测量数据是否正确。以上三点与传统资料分析、设计、制定实施生产相比较,GE的直观、实时、准确等特点尤为突出。

2在GE中实现测量数据的互换

实现测量数据在GE 中的互换,就首先用到KML编译器,主要完成两个功能:

(1)在满足成图精度的情况下提取GE中点、线、面的坐标数据,直接应用到中小比例尺地形图航空摄影测量中,也就是补测航片中的新增地物。

下面将以哈密测区为实例,应用PathEditor软件来实现以上功能。哈密测区采用2004年航摄资料,影像年代久,实地新增地物繁多,补测工作量大,根据设计要求,对于未破坏原有地貌新增地位,可采用满足精度要求的任何方法补测或补调。GE中该测区为2011年8月的卫星影像,分辨率高,经过实地测量数据统计,平面精度可以满足,因此利用GE采集地物平面坐标无疑成了最有效的方法,下面我们利用GE影像数据提取高速公路两侧的防洪堤作为补测数据减轻外业补测工作量。首先我们在GE中添加路径,将影像中堤拐点添加为路径,命名为7。在GE中选择路径7另存为7.KML,在PathEditor软件中打开7.KML文件, 将文件另存为7.txt格式并打开文本,数据格式如: 7 91+36'31.6" 43+22'54" 0 。通过软件将大地坐标BL转换成网格坐标XY,格式如:7 4806061.9014 387262.4200;实地防洪堤高度为1米左右,不用标注比高,繁琐的外业补测防洪堤的工作可以再室内利用GE就能轻松解决,相同方法可以解决高压输电塔、乱掘地范围等补测问题,大大的提高了工作效率。

(2)将其他测量所得数据加载到GE中,帮助判断和检查数据的准确性,防止测错。

图1为2004年航片影像,实地新增一条大车路,我们利用Trimle5800的基站数据,使用Trimble Geo XT采集流动站的线性数据,经过GPS Pathfinder Office软件对GPS数据后差分处理,求出时所需坐标数据。格式如 : 6,5dcl,43.382488596,91.729589437,将上述数据导入PathEditor软件中,并另存为8.KML格式,点击8.KML文件,即可在GE中看到如下图2,从而可以看出,补测大车路数据是正确的,相同的方法可以讲测区补测数据全部导入GE检查,从而不会出现补测数据遗漏的问题。

3结论与讨论

本文进行的试验性操作表明,GE的数据转换可以极大的提高中1:1万地形图测绘航空摄影测量外业的工作效率,在满足精度要求的情况下可以广泛推广。

GE是一款面向大众的应用程序,操作简单,一方面它做到了用简单的技术,实现最高的地图应用;但是GE对中小比例尺地形图测绘的生产需要的稳定精度和数据处理而言有过于繁琐,希望有更多的应用程序来弥补其中的不足。

使用GE必须高度重视国家资料的安全问题,GE也可以看成一个全球范围的情报信息收集器,在使用过程中,用户必须跟GE服务器实时连接,这样,计算机上可能存在的资料就暴漏在外。因此使用GE应当保持头脑清醒,保证国家情报安全。

最后展望未来,我国自主研究的数字地图“天地图”也会有GE一样的数据处理能力或者超越GE,不久的将来我们会使用上最先进,适合中国人的数字地球,广泛应用在各行各业。

参考文献

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[关键词] 工程建设; 地形图测量; 质量策划

1 引言

众所周知,任何一项上规模、上水平的建设项目均离不开测量,根据国家基本建设程序进行的经过项目建议书、可行性研究、初步设计、施工图设计等设计阶段的水利水电工程建设、铁路工程建设、交通工程建设等国家基础工程建设项目更是如此。对于某一个水利枢纽工程而言,挡水建筑物是一项主要工程,坝址的选择主要决定于地形和地质条件,建坝以后,在河流的上游形成水库,水库的库容与淹没面积的大小取决于地形和蓄水高度,为此,就需要施测地形图和河道纵横断面等测绘工作。而不同设计阶段、各个设计对象不同,因而所需不同比例尺的地形图,而不同比例尺地形图图面表述地物、地貌详细程度及测量精度不同,不同比例尺的地形图生产周期及生产成本不同;进入施工阶段为了满足主要建筑物轴线落地放样,应建立施工控制网;工程建成后为了确保大坝安全运营,应建立大坝安全监测基准网。

2 工程建设中各种比例尺地形图的用途及高程精度要求

2.1 工程建设中各种比例尺地形图的用途

水利水电枢纽工程规划设计各阶段离不开各种比例尺的地形图,地形图的比例尺反映了用户对地形图精度和内容的要求,用途特点、用途细致程度、设计内容和地形复杂程度是选择地形图比例尺的主要因素。地形图的比例尺要求按工程设计阶段、规模大小和运营管理需要选用,各种比例尺地形图的主要用途简述如下:

(1)1:5000、1:10000、1:50000比例尺地形图,主要是供工程勘察、规划和方案设计使用。在这种比例尺地形图上,可以进行坝址、电站站址、隧洞洞线、输水线路等位置选择,做方案比较和规划设计。为了对各种工程方案进行比较和选择,用图的范围往往超出工程建筑面积几倍或几十倍,而且在这种图上只搞些方案设计、总体规划等,这对图上的各种地物地貌的表示程度不一定要求很详细。由于不在图上量测,所以精度也不要求很高。

(2)1:2000比例尺地形图,主要供工程可行性研究阶段设计使用。可行性研究阶段设计时,仅在图上做坝址(站址)等建筑物选择、方案设计的摆布,根据地形的变化情况,反复移动合适后,概略确定坝址等建筑物的平面位置和地坪高程,提供工程总体平面布置图。大中型水利水电工程要求测1:2000地形图,小型水利水电工程也可实测1:1000地形图。

(3)1:1000、1:500、1:200比例尺地形图,主要供工程初步设计、施工图设计阶段和施工放样之用,特别是施工图设计阶段要求提供单个建筑物详细的平面图、标注设计尺寸(坐标和高程)。设计需要的地形图精度高并且表示详细,因此,需要施测大比例尺地形图;地形变化一般地区施测1:1000比例尺地形图,而对于地形复杂以及工程建筑物的主要部分应施测1:500地形图较为适宜,特殊部位(如坝基开挖图、输水洞和泄洪洞进出口、溢洪道等)施测1:200地形图。

2.2 各种比例尺地形图对高程精度的要求

各种比例尺地形图对高程精度的要求,很大程度体现在基本等高距的选择上,基本等高距的选择是根据工程建设用地对地面坡度的要求和工程用途的实际情况确定的。《水利水电工程测量规范》(规划设计阶段)SL197-97规定:地形分类以图幅内地面倾斜角大小划分,其中:地面倾斜角25°为高山地。

不同比例尺地形图的基本等高距是依据地形分类来确定的,衡量地形图上高程的主要精度指标是地形图图幅等高线高程中误差,图幅等高线高程中误差是依据图幅内均匀分布的图根高程控制点上所测得的检测点高程与依相应等高线插求得的高程的差值算出的高程中误差。而地形图图幅等高线高程中误差的限差是按基本等高距来检测计算求得的。《水利水电工程测量规范》SL197-97中对基本等高距的选用及图幅等高线高程中误差的规定如下表1所示。

从上表可以看出,地形分类决定了基本等高距的选取,也就决定了地形图上高程精度的衡量指标。

3 建立工程控制网的目的及分类特点

3.1 建立工程控制网的目的

一般的工程建设可分为规划设计、施工和运营管理三个阶段,无论规划设计阶段进行各种比例尺地形图测绘、纵横断面测量等测量,还是施工阶段的建筑物主要轴线落地、施工放样,以及运行管理阶段的水平和垂直位移监测等,均应建立工程控制网,才能实施上述测量工作。

3.2 工程控制网分类及精度特点

根据工程控制网的用途,对应的工程规划设计、施工建设与运营管理三个阶段分为测图控制网、施工控制网、变形监测控制网等。

(1)测图控制网。它是在工程施工前勘测设计阶段建立的,其目的主要是为测绘地形图服务。点位的选择是根据地形条件来确定的,并不考虑工程建筑物的总体布置,因而在点位分布和密度上都满足不了后续工程建设的需要。测图控制网的主要精度指标为:三、四、五等基本平面控制最弱相邻点点位中误差不得大于图上±0.05mm,当进行1:500地形测图时,允许放宽到不超过±5cm。基本高程控制最弱点高程中误差不得大于±h/20(h为基本等高距),当h=0.5m时,不得大于±h/16。

(2)施工控制网。它是为工程建筑物的施工放样提供控制,其点位、密度以及精度取决于建设的性质。施工控制网点的精度一般要求高于测图控制网,它具有控制范围小(仅建筑物区域),控制点的密度大(密度要满足所有建筑物落地放样),精度要求高(放样位置准确),受施工干扰大(开挖放炮等因素)等特点。施工控制网与国家或城市控制网相比较,其最大的不同是:在精度上并不遵循“由高级到低级”的原则。施工控制网的主要精度指标为:

(a)平面控制网的布设梯级可根据地形条件及放样需要决定,以1~2级为宜,但最末级平面控制网相对于首级网的点位中误差不应超过±10mm。各工程类型首级平面控制网适用范围及点位中误差如下表2所示。

(b)高程控制网的等级选择应根据工程规模、范围大小和高程放样精度高低来确定,其适用范围及精度指标见表3所示。

(3)变形监测控制网。它是在施工及运营期间为监测建筑工程对象的变形状况而建立的控制网。变形监测的目的是为了对监测体的变化情况有更全面准确的把握,使监测数据基本能反映监测体变化的真实情况,反映变形量(位移量和沉降量的统称)与相关变性因子间的物理关系或统计关系,找出监测体的变形规律,合理地解释监测体的各种变化现象,比较准确地评价监测体的安全势态,并提供较为准确的分析预报。

为了获取变形观测点的位移数据,就必须建立监测基准控制网。如《混凝土安全监测技术规范》DL/T5178―2003规定:拱坝径向水平位移的位移量中误差限差为±2.0mm,垂直位移的位移量中误差限差为±1.0mm;而《土石坝安全监测技术规范》SL551―2012规定:坝体表面监测点,其水平和垂直位移监测精度相对于临近工作基点应小于±3.0mm。

以上三种类型的工程控制网用途不一样,其精度要求也不一样。因此,它们各自的布点位置及密度、观测方案就不一样,精度要求愈高其技术难度越大。

3.3 各类控制网的相互衔接关系

规划设计的测图控制网从项目建议书阶段开始,基本控制布设方案应满足当前,兼顾后续可行性研究、初步设计、施工图设计等阶段各种比例尺地形图测绘对加密控制的起始闭合的精度要求;工程施工阶段的施工控制网要做好与规划设计阶段控制的衔接,必须满足工程设计主要轴线成果落地和施工需要;工程运营管理阶段的变形监测控制网应与施工控制网系统衔接相一致。按照“三网合一”的理念,确保三网坐标高程系统统一、起算基准统一、精度的协调统一。

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关键词:大比例尺;地形图;测绘;质量

中图分类号:K99 文献标识码:A

引言

伴随着我国地质事业的飞速发展,地表以及其表面的附属物在不断发生着巨大的变化。地形图测绘工作,需要把这些变化都精准地在地形图上反映出来,对相关的地理信息数据库系统进行及时的更新,从而进一步确保地形图的现势性和准确性。研究制定合理的地形图测绘生产流程、具体操作模式和质量监督、控制等技术,已经被作为重要课题引起了广大测绘人员和管理者的注意。采用大比例尺的测绘方法绘制地形图,在实际作业中具有非常重要的意义,各相关单位必须给与足够的重视。

1 大比例尺地形图测绘的发展现状

地形图测绘工作主要是通过采用全野外数据采集数字化测图方式完成的,最终转换成基础地理信息系统的数据格式。地形图测绘的作业方式,主要包括以下两种:

第一,通过全站仪与电子手簿配合,现场绘制出相关草图,完成关于地物和地形的相关野外数据的采集工作,在室内通过数字化成图系统把得到的观测数据进一步转换为图形,并将其与草图对照,进行编辑,从而生成所需的数字化地形图。最后,通过对数据、图形进行检查修改以及信息化等,得出最终结果,并将其录入数据库中。

第二,在现场,通过将便携式电脑和全站仪结合起来,当场对构筑物,现状、点状的地物,以及相关地貌等进行编辑,然后在室内对图面做简单的整理、装饰、修改等工作。此种方法将电子手簿和笔记本电脑的优点进行了完美的结合,解决了野外采集到的数据与实际编辑中的误差问题,大大节省了测绘成本,并保障了其质量。

2 大比例尺数字化地形图测绘的质量控制

按照《城市测量规范》的要求,数字画地图的主要问题已不再是数学精度,而是对作业设计、地形图的分层(代码)检查、多余数据删除等方面提出了更高的要求。因此,需进一步提高各级检察人员的技术素质,以适应数字测图发展的要求。

2.1 实行严格的质量标准原则

IS09000 标准是国际公认的质量管理和质量保证的统一标准,从质量计划、管理职责、人力资源、质量记录到过程控制、产品标识、不合格品控制、产品检验等都作了规定并形成文件,使质量管理系统化、规范化、科学化,保证产品的任何工序都得到有效控制。将大比例尺地形图测绘的质量控制与IS09000 标准结合起来,形成测图的质量控制,有效地控制测图的质量。

2.2 实行高效的质量规划和过程控制

根据测绘范围及时限,制定合理的人力及设备资源配置,详细可行的施测方案和质量计划,影响质量的关键环节及其控制措施,确定测绘过程中各级人员的质量职责及质量目标。严格控制工作、工序质量,使每一道工序始终处于受控状态,坚持“以工作质量保证工序质量,工序质量保证产品质量”的原则。

过程控制包括外业过程控制和过程跟踪监督检查。作业人员严格按规范要求操作,保证对地表地物调查到位,测绘到位,做到不错、不漏、不差;采用基于便携计算机和PDA 掌上电脑,自动传输观测数据并转换为图形,进行实时编辑,最大限度地减少测绘过程中的差、错、漏,从而保证了外业数据采集过程的质量;过程质检人员对测绘过程实施跟踪检查,监督检查作业方法是否规范,成果是否达到要求,对过程结果进行监督检查,确保所有过程的质量都处于受控状态。

2.3 实行缜密的成果检查

由单位质量管理部门对经过过程检查修改后的成果进行抽查,进一步降低测绘成果的缺陷,提高最终产品的质量。对检查过程中发现的问题由质检部门提出整改要求,限期整改,针对测绘过程中存在的质量通病制定出纠正预防措施,杜绝类似问题的再次发生,不断提高地形图的测绘质量。

2.4 实行有效的工程监理

工程监理对测绘的全过程进行跟踪管理,监督、检查生产单位的质保体系执行情况及作业过程的规范性,指导制定测绘作业流程、标准化作业模式和表格,对作业单位提交的成果进行抽查。坚持日常监督巡查与阶段检查相结合,评查与抽查相结合的原则,对检查发现的问题及时反馈给作业单位进行整改,从而确保地形图测绘的质量。生产单位应积极配合业主指派的工程监理的监督检查工作,对保证勘察测量的质量起到积极作用。

3 大比例尺数字化地形图测绘质量检查的主要内容及方法

3.1 地理精度检查

地理精度检查,主要包括各种地图要素的正确性,各种地理要素的表示是否协调一致,注记和符号的表示是否符合图式要求,综合取舍是否恰当,图面是否清晰、美观,图廓整饰是否正确、完整等。主要通过内业图面检查和外业巡视对照检查完成。

3.2 数学精度检查

数学精度检查包括数学基础、平面精度、高程精度及接边精度。

第一,数学基础主要检查所用坐标系统的正确性,图廓线坐标及控制点的正确性检验等。

第二,平面精度和高程精度检查通过重复设站,测定各地物点的坐标和高程,与相同的地物点进行比较,确定地物点的平面位置及高程误差。

第三,整饰质量检查:整饰质量检查包括各种符号注记是否符合图式规范要求;线划是否光滑、清晰,线形是否符合规定;名称、性质、高程等注记是否正确,位置是否合理,字体、字号及方向是否符合规定,是否压盖地物及点状符号;各种地理要素关系是否正确,是否有压盖、重叠等现象。

结语

随着科学技术的飞速发展,各行业都展开了新的发展势头,积极引用新技术、新科技,以提高自身的竞争力,真正做的更快、更好、更准。与此同时,测绘工作毫不例外,也引入了新兴科技。测绘技术的快速发展,数字城市和矿区的不断扩大,对地理信息数据更新的要求越来越高,各相关单位只有提供精准的地形测绘图,才能在大大节省成本的同时,保障测绘质量。

参考文献

[1]吴晓红.大比例尺地形图测绘项目的集成管理研究[J].测绘科学,2011(03).

[2]黄斌,李雄超.大比例尺地形图质量控制与检查方法研究[J].科技资讯,2008(28).

[3]朱赤如.大比例尺地形图测绘工程监理质量控制方法探讨[J].科技资讯,2009(33).

[4]戴衍友,宫克非.大比例尺数字化地形图测绘的质量控制和发展[J].测绘与空间地理信息,2004(04).

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关键词:复杂地形;土方测量;质量控制

建设用地原始的地形类别较为复杂,有田地、荷塘、山地等等,就以往的测量经验来看,该类用地对于土方测量的质量有着较高的要求。然而到目前为止,我国依然没有一个标准科学的土石方量精度的评定标准。因此,如何就复杂地形土石方量进行科学的质量控制显得尤为重要。

1 前期的准备工作

1.1 选择合适的测量仪器

当前,较为常用的土方测量仪器包括RTK及全站仪两种,对于地形条件较为复杂的测区来说,如果存在树木、河、山等通视情况较差的地区,则采用全站仪进行测量,如果测量工作并不十分紧张,采用这种测量方法往往可以实现测量的需求,但效率相对较低,且会导致测量成本增加;若单独使用RTK进行测量,虽然能取得很高的效率,但如果存在树木的话,则会对GPS的信号产生影响。[1]因此,对于复杂地形土方测量工作,如何联合使用RTK与全站仪,则往往能取得良好的效果。在卫星信号良好的地区采用RTK对数据进行采集,可以大大提升测量工作的效率;而在信号较差的地区使用全站仪进行数据采集,则能够有效弥补了RTK的缺陷,从而能够更加真实可靠地对所有地形点的数据资料进行采集。

1.2 科学验证控制点

通常来说,城镇测量控制点一般都是甲方从当地测绘部门购买或进行实测引点,最为安全可靠的是要求有三个控制点。[2]在土方测量工作开展之前,必须校验甲方的控制点,主要对控制点的高程误差及平面误差进行校验,防止因控制点错误造成测量报废。

1.3 计算方法的确定

在土方测量工作中,常用的计算方法包括三角网、方格网法、断面网法,依据地形条件的不同选择的计算方法也是不相同的。通常来说,带状的地形选择的计算方法都是断面法,平坦的地形选择的计算方法都为三角网、方格网等方法,复杂地形则倾向于选择三角网法进行计算。但总的来说,对于复杂地形进行土方测量的时候,最为科学的方法就是选择三角网法进行计算。如果工程的性质是较为不规则的地貌,如高尔夫球场等等,则可以选择三角网法中国的两期土方进行计算。

2 采集外业数据的方法

土方测量外业数据的采集基本上和地形图测量保持着一致的状态,都是根据甲方要求情况选择方格网对方格网点及地形离散点的三维坐标相关数据进行采集,在对复杂地形土方测量来说,进行外业工作时应当充分注意以下几点。

2.1 要求仪器内高与杆高保持统一

在进行RTK测量的过程中,可以固定住移动站的杆高,但当错误发生后可以在后期处理数据的过程中给予改正。然而在全站仪测量的整个过程中,因透视的原因,使得棱镜杆一直是处于变化的状态之中,此时就要求跑尺员与观测员需要进行有效的交流,从而保证棱镜高和仪器内高的输入保持统一,不但就会造成测量的点位高程有失偏颇,最终导致土方量的计算结果发生错误。[3]

2.2 要求采集的数据点合理而清晰

对于复杂的地形条件采用三角网法是最为合适的方法,因而在进行数据点采集的时候应当充分考虑到地形的特征点,例如当陡坎地形的坎下高程点、勘上高程点密度不相匹配的时候,或者坎下或坎上出现漏测的时候,则就会导致三角网构网缺乏合理性,导致网形失真,最终造成计算结果的错误。[4]因此,跑尺人员在采点时应当尽可能做到调理清晰,以便于业内清晰成图。多数的测量工作者都认为土方测量工作的主要目的就是提供科学准确的挖方量及填方量等资料,而外业仅仅需要对所有特征点进行记录便可。但这样一来,就可能导致发生漏点等问题,并且对内部计算机检查产生不利影响,以及最终影响到判断点的点位高程。

4 业内数据处理的相关方法

4.1 图面查询

要想对整个测区采集到的高程点进行查看,以便于对整个高程点的遗漏与重复情况进行检查,从而实现错误高程点的删除与改进。如果是比较大的测区,往往是若干组工作人员进行共同测量,这就可能会导致发生测量结合区域的遗漏或重复的现象。由于仪器内高与棱镜高并不保持一致,所以可能导致错误高程值的出现。因仪器或信号的问题,或者受到外界因素等的干扰后,就会发生一些偶然的“飞点”现象,这些问的存在都会导致测区高程结果有所偏差。[5]因此,最为直接有效的方法就是进行等高线生成,一旦测区点高程发生异常情况时,就会在等高线图上明显体现出来,见图1。当等高线圈较为密集时,则说明该地区出现了地形的突变现象,所以采用测区地形就能够科学判断出该地的高程是否存在问题。

4.2 采用不同的计算机软件进行核对与计算

对于建筑工程来说,土方测量意义重大,不仅牵涉到规划设计方面的内容,更加关系到工程量计算等问题,从而对二者之间的利益产生直接的影响。因此,在计算的过程中应当应用计算的最终结果在使用多种软件方法的基础上进行检验。笔者认为,采用南方CASS软件中的三角网法,能够将计算出来的复杂地形的土方测量误差较小,甲乙双方均能够接受

结语:

在土方测量工作开开展过程中,从前期的准备工作到后期的数据处理,任何一个环节出现错误,都可能造成突发土方计算结果发生差异。但只要严格依据测量错做的相关准则要求就行,并且要保证采集的数据更加合理,选择使用的计算方法更加合适,最终为测量成果质量奠定重要保障。

参考文献:

[1]王国现,鲁玉芬.断面法在河堤土方测量计算中的应用[J].山西建筑,2010,18:354-355.

[2]陈黎阳.土方测量计算方法比较研究[J].现代测绘,2010,05:36-38.

[3]刘富民.土地整治中土方量测量及计算方法比较研究[J].科技信息,2012,03:67-69.