目錄TOC\o"1-3"\h\u15382中文摘要 緒論步入信息化時代后，人們對身邊的地理信息展示出越來越濃厚的興趣。“在哪里？在附近能獲得什么？”正成為每個人關心的問題，因此對數字地圖的精度和更新速度就提出了更高的要求。目前獲取數字地圖的方式主要有三種：原圖數字化、地面數字化測圖、攝影測量和遙感圖像數字化，這三種方式各有優劣，采用哪種方式獲取數字地圖，主要取決于數字地圖比例尺和測區面積的大小及測區經費的高低。本文以登封市城區為實例，采用地面數字化測圖的方式，目的是獲取登封市數字化地圖，為后期GIS的分析決策功能提供最初的數據源。微電子技術的迅速發展，使得GPS、全站儀等儀器的精度迅速提高，為全數字化測圖提供了更加高效便利的獲取手段。GPS的最大優點是無需從高等級控制點鋪設控制網，直接能獲取測點的三維坐標，并且無需考慮視線能否通視的影響。本文重點利用GPS—RTK獲取數字地圖，只在GPS信號較為微弱的地區利用全站儀測繪。本次全野外數字測圖數據采集方式采用GPS-RTK為主，全站儀輔助進行碎部測量的手段，每天采集的數據及時導入到微機中，在微機中利用南方測繪自主開發的數字成圖軟件CASS7.0進行數字化成圖，從實際的操作實施來看此方案的精度和效率完全可以滿足本次數字成圖的需求。1項目概況1.1項目背景登封市隸屬于鄭州，是歷史悠久的名城。登封市轄區內擁有天下名剎少林寺、五岳之一嵩山等著名旅游景區，是新興的旅游城市。城區內道路基礎設施已顯陳舊，為了更好的服務游客，打造屬于登封的專屬名片，需對登封市主城區進行1:1000大比例尺數字測圖，獲得登封市區當下的電子地圖，為市政部門進行規劃建設提供第一手的參考資料。本設計正是依托于此種目的，根據國家相關規范，進行登封市城區數字測圖具體實施。1.2測區概況登封市地理位置位于河南省中部，屬鄭州管轄，東臨鄭州城區，西靠古都洛陽，北有嵩山，南部為能源城市平頂山。轄域東西長56公里，南北寬35.5公里，面積1,220平方公里，其中耕地56萬畝，轄區內山地丘陵占大多數，氣候為溫帶大陸性氣候。登封市擁有65.52萬人（2009年），有24個民族長期定居在登封。全市擁有3個街道、8個鎮、5個鄉。登封市憑借著悠久的歷史和豐富的文化歷史傳統，被稱為著名的“文物之鄉”和“武術之鄉”。地理坐標：N34°21′56.58″E113°0′15.05″登封市是著名旅游城市，轄區景點眾多，有天下文明古剎“少林寺”，道教圣地“中岳廟”，儒家名勝“嵩岳書院”。轄區內自然風光秀麗，擁有世界級地質公園，是探究地質構造的天然倉庫。1.3項目工作內容根據已知地圖資料，對登封市主城區概況進行研究，登封市主城區地形起伏較大，房屋雜亂，通視條件較差，因此決定分兩級布設平面控制網，這樣既可以滿足實測要求又可以滿足精度需要，因此平面控制網中一級控制選用GPS網，圖根加密方式為RTK；另一種控制網布設方式是首級控制網采用導線網鋪設可用GPS或者是全站儀，而圖根點加密則使用全站儀來進行。兩種方案均采用四等水準測量獲取高程點坐標。對比分析驗證兩種方案，選擇其中一個最合適的方案使其滿足1:1000登封市區數字測圖的需求。具體內容如下：（1）首級控制網的鋪設：首級平面控制網在登封市城區附近已有的D級GPS控制點的基礎上，延伸鋪設一級GPS導線控制網；高程控制利用已知的一等水準點，并進行四等水準測量。（2）圖根控制測量：方案一：在已經鋪設的一級GPS網的基礎上，直接采用RTK的方式對圖根點進行加密。方案二：在首級控制測量的基礎上布設圖根導線，并對所布的圖根點進行圖根水準測量。（3）碎部測量：在登封市主城區鋪設完成的一級導線控制網和圖根點的基礎上，利用GPS-RTK或者全站儀進行1：1000數字化地形圖測繪。（4）最終成果：根據相應的國家標準和項目要求，對電子地圖進行加工編輯，提交最終成果。2作業依據及精度控制數字化測圖是相當嚴密的工作，必須依照相應的操作規范和國家標準依步驟進行，只有明確相應比例尺上的精度要求，才能獲得質量較好的數字地圖。2.1作業依據1、《全球定位系統城市測量技術規程》（CJJ73-1997）；2、《國家三、四等水準測量規范》（GB12898-91）；3、《城市測量規范》（CJJ8-1999）；4、《1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》（GB/T7929-1995）；5、《數字測繪產品檢查驗收規定與質量評定》（GB/T18316—2001）；2.2采用的平面和高程系統平面坐標系統：采用1980年西安坐標系，中央子午線為114°。高程坐標系：本設計擬采用1985國家高程基準。測圖比例尺：本設計根據登封市建設要求，采用1：1000比例尺，而圖幅規格為50cm×50cm，最終根據要求需要提交格式為*.dwg的最終數據。2.3控制測量和成圖基本精度2.3.1平面精度（1）城鎮道路，街（巷）道等一類地物點兩側，以及事業單位內部的明顯建筑物角點，城鎮的居住區的點位中誤差不大于±5.0cm，間距中誤差（同類鄰近地物點間距的中誤差）不大于±5.0cm；（2）對于建筑物或者構筑物的墻角等明顯地物，其均屬于二類地物，二類地物點位中誤差應小于等于±7.5cm，間距中誤差應小于等于±7.5cm；（3）除了一類、二類地物點的其他地物點均可以算成是三類地物點，三類地物點的點位中誤差應小于等于±25.0cm，間距中誤差應小于等于±20.0cm；（4）不同類別相鄰地物點間距中誤差應嚴格按照下列公式：=±和為各種地物點點位中誤差。其限差詳見表2-1。表2-1鄰近地物點間距中誤差單位：cm一類地物點二類地物點三類地物點一類地物點±5.0±6.4±18.0二類地物點±6.4±7.5±18.5三類地物點±18.0±18.5±20.02.3.2高程精度（1）根據四等水準測量標準，四等水準測量每公里的測量偶然中誤差不應大于±5mm,全中誤差不應大于±10mm；（2）在標記高程點時，當以0.5m為等高距，以0.01m為最小精度；以大于等于0.5m等高距時，精度應達到0.1m。2.4GPS控制網精度要求一級GPS控制網需要在D級GPS控制網的基礎上進行加密鋪設。(1)一級GPS控制網精度滿足一下要求：б=±EQ\R(,a2+(bd)2)（2-1）式中：б——標準差，mm；a——固定誤差，mm；b——比例誤差，×10-6；d——相鄰點間距離，km。(2)想要獲得較高精度的控制精度，則GPS各級控制網應盡量由非同步觀測邊構成的閉合環組成，并且要求按照表1的標準來要求每個閉合環的邊數。并且每級控制網組成的閉合環應當相互獨立。表2-2GPS控制網基本技術指標表項目指標一級GPS網GPS設計閉合環或符合路線邊數10GPS網平均基線長度(m)400標準差б參數固定誤差a(mm)≤10比例誤差b(×10-6)≤10GPS觀測參數GPS測量方式靜態相對定位衛星截止高度角(°)≥15數據采樣間隔(s)＝15有效觀測衛星數≥5需觀測的時間長度(min)GPS雙頻機≥45觀測平均時段數≥1.6基線的精度最弱邊相對中誤差≤1/20000當GPS控制網邊長小于200m時，其邊長的中誤差應<20mm。對于GPS控制網的鋪設，本設計將其網型按照導線網的標準形狀布設，保證足夠的網型強度，將起算點均勻分布。其控制點的鋪設點位應嚴格按照圖根控制加密原則，兩個控制點之間平均邊長400米，應保證在單個控制點上有一個通視方向。為了保證數字測圖控制網的精度，GPS布設首級控制網時具體技術按照表2-2執行。（3）GPS網點的密度標準任務的需求不同，服務的對象不同，對GPS網點的密度要求也不盡相同。表2-3規定了不同等級GPS網中每個閉合環的邊數和附和線路中的邊數：表2-3GPS網的主要技術要求等級平均距離(Km)a(mm)b(1×10-6)最弱邊相對中誤差四等GPS2.0≤10.0≤10.01/45000.0一級GPS1.0≤10.0≤10.01/20000.0閉合環或附和線路的邊數規定如下表：表2-4閉合環或附和線路的邊數規定等級四等一級二級附合路線或閉合環邊數≤10.0≤10.0≤10.03控制測量3.1平面控制網鋪設在進行地形數字測圖之前，必須要進行基本的控制，因此選擇一個相對較好的平面控制方案就顯得尤為重要。根據實測的需求，平面控制網采用分級布設、逐級控制的原則，在辦證精度的同時，盡量照顧工作效率；確保平面控制網中有滿足需求的精度和密度；并且要有統一的布網方案、確定的精度指標和嚴格遵守作業流程。根據登封市原有的紙質地圖及其它相關地圖資料進行分析，登封市城區起伏較大，城區內房屋雜亂，有的難以通視，因此決定本次平面控制測量采用分級布設，在保證測量精度的同時盡量滿足測量的方便與否。首級平面控制網實測方式是一級GPS網，圖根點加密方式是采用RTK的方式；另一種平面控制網布設方式是首級控制網采用導線網鋪設，利用GPS進行導線控制，而圖根點則采用全站儀或者GPS-RTK直接進行測量。比較分析驗證兩種方案，選擇最為簡單合理的方案，對登封市進行1：1000數字測圖。3.1.1GPS平面控制首級平面控制網采用GPS方法，圖根加密點為RTK。一級GPS控制網的主要技術要求見表3-1[2]表3-1一級GPS網測量的基本技術要求等級平均邊長（KM）衛星高度角有效觀測衛星數各時段有效觀測時間長度（min）平均重復設站數數據采樣間隔（s）PDOP值一級≤1.0≥15°≥4≥15≥1.610<6注：本技術要求出自《工程測量規范》（GB50026-2007）。布網原則與設計（1）根據測區的實際情況鋪設GPS網，雖然不要求GPS網點之間的通視，但還要考慮的用常規方法進行測量的可能性，因此要求在每點至少有一個通視方向。（2）收集城市原有的測繪資料及各種比例尺地形圖或者電子地圖，在選擇坐標系時盡量采用城市原有獨立坐標系，對于原有的控制點，應充分利用其標石。（3）GPS控制網的網型選擇較為自由，可以選擇一個或若干個獨立觀測環構成，也可以采用附合水準路線的方式。在不同等級的GPS控制網中對每個閉合環或者是附合路線中的邊數都有要求，其具體要求如表3-2的規定。表3-2附合導線或閉合環邊數的規定等級二等三等四等一級二級閉合環或附合線路的邊數（條）≤6≤8≤10≤10≤10GPS控制網與國家控制網聯測和轉換，應根據城市的大小和項目的需求進行。大、中城市對控制網的精度要求較高，故對大中城市的GPS控制網和國家控制網的連接和轉換，對控制點的要求至少為3個，小型城市要求相對較低，在對工程控制網或小型城市控制網與國家控制網進行聯測時則至少需要2-3個相同控制點，根據相同的控制點，將兩個控制網進行轉換聯測。在獲取GPS的正常高時，應對水準控制網進行高程聯測具體實施細則如下：①當進行高程聯測時選用的方法應不低于四等水準測量的精度進行，具體操作規程應參見四等水準測量國標。②如果進行數字測圖的地區為平原地區，則進行高程聯測時，聯測點應大于等于5個，并且點位分布均勻。③如果在山地丘陵地帶進行數字測圖，則進行高程聯測時必須增加一定數量的聯測高程點，聯測高程點數目應大于等于10個。根據項目需求和上述布網規范，故本次登封市1:1000數字地形圖測繪的起算點擬選擇登封市主城區附近三個保存完好的GPSD級控制點，雖然登封市主城區地形起伏較大，但是道路寬暢，通視條件較好，因此在交通主干道布設一級GPS控制點，在具體鋪設過程中，對點位位置的要求為點位均勻，對控制網型結構要求為邊連式多邊形網，并且要求相鄰兩點邊長的平均值為500m左右。各等級GPS控制網控制作業時應遵守的操作規范標準如表3-3規定。表3-3各等級GPS控制測量作業技術要求項目等級觀測方法二等三等四等一級二級衛星高度角（°）靜態快速靜態≥15≥15≥15≥15≥15有效觀測衛星數靜態快速靜態≥4―≥4≥5≥4≥5≥4≥5≥4≥5平均重復設站數靜態快速靜態≥2―≥2≥2≥1.6≥1.6≥1.6≥1.6≥1.6≥1.6時段長度（min）靜態快速靜態≥90―≥60≥20≥45≥15≥45≥15≥45≥15數據采樣間隔（s）靜態快速靜態10～6010～6010～6010～6010～60選點、埋石、編號及點之記（1）選點在標志明顯，不易破壞，穩固可靠的地方選點，將木樁或釘子釘入預先選定的地區。在進行點位選擇時應隨身攜帶地圖和事先設計好的網圖，以利于網型的優化和時間的節約。在已經選定的點位上打下木樁，并且將點位位置信息標明在點之記上，方便后期尋找。GPS選點應符合下列標準：①在電磁干擾嚴重的地區，點位選擇應至少距離干擾源200m，如果附近有高壓電線或者輸電塔，點位應該至少離其50m。

②進行一級GPS點點位布設時，選擇土質堅實不易變形的地方，對于GPS點的使用保存及精度的需要都有重要的意義；③選點要原理大面積水域，點位應原理強烈干擾衛星信號的物體；

④為了方便在高等級控制網上對低級網的加密，則一級GPS點在鋪設時應至少滿足有兩點通視；⑤對鋪設點位時應考慮和周圍建筑物的高度角，其不應大于15°，點位應當鋪設在平攤和視野開闊的地方，這樣對以后設備的安放和實地測量有利；⑥為了方便點位的尋找，在完成GPS點位選定之后，按要求繪制選點圖；⑦充分利用原有的控制點及標石，減少工作量。在選點時滿足下列規定：①選點時，測量人員要進行實地踏勘，考察實地情況，及時修正點位，在實地選定后要做出明顯的標記。②實地實時在點之記上繪制點位，包括已有資料中的舊點；③GPS控制點命名時盡量取附近的地物名稱，這樣便于區分也便于尋找，命名的點位之前一定要向本地居民確認地物名稱的正確，利用舊點時，舊點點名不在改變，點好編碼一般以自然數順序進行，以便于計算機計算；（2）埋石根據不同的埋設條件，根據不同的類型選擇不同的埋設標志，具體參考表3-4。表3-4各類型埋設標志各類型埋設標志等級埋設條件標志類型埋設方法備注一級水泥路面8-12cm鑄鐵標志實地打孔，現澆混凝土平齊路面瀝青路面20cm鑄鐵標志直接釘入路面平齊路面碎石路面土質路面預制混凝土標石挖坑,做20cm碎石墊層放置標石，四周搗固壓實。略高于地面3-5cm（3）點位編號在對一級GPS點進行編號時宜選用自然數順序法，并在點號前面添加大寫字母“G”。（4）點之記

點之記是標定控制點點位的重要手段。每確定一個控制點，就必須繪制相應的點之記。點之記繪制嚴格按照《全球定位系統城市測量技術規程》要求。點之記采用word文檔制作，并且要求其縮略圖采用CAD標定坐標，最終將CAD圖像插入到word文檔中。提交檢查的資料：點之記1套包含紙質圖和電子圖，其中要求首頁為GPS網選點圖。在鋪設完一級GPS控制網之后，應及時提交下列資料：GPS觀測手簿；一級GPS控制網展點圖；一級GPS點點之記；儀器鑒定資料；一級GPS控制網平差計算結果及各種成果表；圖根測量圖根控制點要在已經鋪設完成并且經過平差處理的GPS首級控制網的基礎之上進行，圖根點的鋪設方式選用GPS-RTK，可直接獲得各個圖根點的三維坐標。

一般情況下，圖根點標志采用木樁和小鐵釘，木樁一般使用在城區附近土路、農田中，而在較為堅硬的水泥和瀝青路面上應選用大鐵釘進行標志設定。設定完成后要及時進行編號的標定，通常的規則是數字采用順序編碼，并在數字前添加大寫英文字母。圖根控制點最后應以圖根點成果表作為最后的成果。3.1.2導線網控制另一種方案：首級網采用導線網進行控制，而加密點可以采用GPS-RTK方法或者全站儀方式進行加密。GPS雖然操作簡單，效率較高，但是儀器較為昂貴，從控制成本的角度來說不太適合本次數字測圖首級控制。因此本次登封市城區的平面控制測量考慮采用全站儀方式進行一級導線控制。雖然本次首級控制選用全站儀，但是為了保證數字測圖的精度，選用金控徠卡儀器，配合專用的三腳架，棱鏡使用。碎部點直接使用全站儀進行采集。導線網形設計要求不同等級導線控制網鋪設時的技術要求，具體要求如表3-5。表3-5導線控制測量技術要求等級導線長度（km）平均邊長（km）測角中誤差（″）測距中誤差（mm）測距相對中誤差測回數方位角閉合差（″）導線全長相對閉合差1″級儀器2″級儀器6″級儀器三等1431.8201/50000610—3.6≤1/55000四等91.52.5181/8000046—5≤1/35000一級40.55151/30000—2410≤1/15000二級2.40.258151/14000—1316≤1/10000三級1.20.112151/7000—1224≤1/5000注：①表中n的意義測站數②表中的全站儀、電子經緯儀和光學經緯儀的測角精度分別為1″、2″、6″。有時會出現導線控制網的邊長比較短，出現此情況時應該控制該導線中邊長的數目，使其小于等于對應等級的導線長度和平均邊長推算的邊數；如果導線網中邊長的長度小于表3-5中規定長度的1/3時，導線全長的絕對閉合差應小于等于13cm。在平面控制導線網中，相鄰結點之間的測線長度應小于等于表中相應等級長度的0.7倍。（1）在對導線控制網進行布設時必須滿足下述要求：①首級控制網采用導線網來進行控制時，對導線網的網型有具體要求。導線網最好鋪設成環形或者多邊形，并且最好能與兩個一直方向進行聯測；②對導線網型進行加密時，加密網網型可采用多結點導線網或者全部采用符合導線的形式；③在控制網內相鄰路線上的點不能相距過近。（2）導線網的設計步驟:1）根據項目對實測的要求及控制網精度的要求，確定首級控制網中導線中各點中點位中誤差，并且求出端點的允許閉合差和點位中誤差。2）確定導線總長及等級。首先進行導線總長的確定，確定了導線的總的長度就能確定導線的等級。引起橫向誤差的原因主要是測角誤差造成的，可以根據橫向誤差的精度的規定來確定測角的精度。

3）進行單線網的圖上選點、選線。并根據測角和量邊的精度要求，編制導線施測細則。（3）選點:1）登封市城區地形起伏很大，地物眾多，因此鋪設控制點有一定的難度，如何在保證測圖精度的需要的同時滿足操作的便利和經濟上的適用是一個需要很好把握的平衡。因此點位的鋪設既要有保證精度的密度，又要避免人力財力的浪費。2）現場選點時應按照預先踏勘的地點進行埋設，盡量保證兩埋設點之間通視，若埋設兩點不通視則盡量選擇周圍的點進行埋設。事先設計好的點位輕易不進行變更，僅在兩點不通視的情況下，選擇周圍的點進行替代。埋設點位時避開河流，盡量在交通主干道附近選點，這樣不僅方便觀測，而且有利于保存。3）在選點是要保證兩點之間的通視，如果有障礙物在視線附近時，一級導線網應當距離導線大于0.5m，這樣才能夠保證成像的清晰，對以后的觀測也是很大的便利。4）點之記要在選點的同時進行繪制，繪制完成后要進行檢查，防止繪制錯位。5）在完成控制點的選點后，要及時連接控制點，形成手機導線網。全站儀加密圖根點在首級導線控制網的基礎上進行圖根點加密，其選擇的方式為全站儀，這樣既滿足精度，又不至于浪費。全站儀加密，測站不要超過三個，操作儀器時嚴格按照規范進行，后視棱鏡一定要扶正。3.1.3平面控制兩種方案的論證（1）GPS網做首級控制網優點：城區內地形復雜，地物較多，通視不好，不過GPS信號比較好，登封城區附近也有D等級GPS控制點可用，GPS觀測精度符合測區要求。精度高，應用靈活，并且節省時間人力物力，能把觀測時間壓縮到最短。缺點：儀器設備較貴。（2）利用導線網進行首級控制網優點：導線布設比較靈活，推進速度快，邊長精度較高，受地形影響限制小。缺點：導線控制控制面積小、受檢核條件限制、方位傳遞誤差大，做一級導線達不到相應精度。具體操作時需要不止一臺全站儀，并且耗費大量的人力物力財力和時間，且精度受外界干擾較大。另外登封市城區內地形起伏大，房屋多且分布雜亂，故不適合鋪設導線網。經過上訴分析對比論證，認為方案一比方案二優勢明顯，故本設計采用方案一進行。3.1.4一級GPS外業觀測（1）外業觀測的儀器GPS接收機，儀器的精度為∶±(5mm+1PPm×D)在對GPS導線網進行觀測時，宜采用邊連接和點連接相結合的方法，GPS觀測技術具體要求參照表3-6執行。（2）GPS外業觀測的要求a、接收機天線安置在標志中心的垂線方向線上，其偏差要小于3mm；對中整平后要求氣泡居中，正北方向為定向方向，其誤差為±5°，儀器使用前要進行檢驗及校正。b、觀測員要遵守調度命令和操作規程，在相同的時間對同一組衛星進行觀測，GPS觀測過程中，要有人一直值守，如果發現問題，要及時采取措施處理。c、碎部測量時，記錄表格應當現場填寫，盡量做到每項都填寫內容齊全，數據完整。天線高要求在每次觀測時均重新量測，并且要求兩次之間誤差不大于3mm，將量測好的數據完整的填寫到記錄表格中。表3-6GPS外業觀測記錄表格點名等級觀測者日期接收機名稱接收機編號開機時間hmin關機時間hmin站時段號日時段號天線高（m）測前測后平均存儲介質編號及數據文件名3.1.5外業數據預處理及檢核（1）外業數據預處理首先檢查外業記錄手簿記錄內容是否規范、齊全。通過軟件DateTransfer，將外業采集的數據傳輸到計算機中相應的目錄下，同時輸入測點點號、天線高、天線高類型、天線高量測方式等數據。a、基線解算使用天寶隨機軟件TrimbleGeomaticsOffice對GPS網進行解算，首先對GPS網進行自動解算，并且從基線解算的結果可以對每條基線的向量比率(Ratio)、單位權中誤差(rms)、參考變量等進行檢測。其中要求Ratio≥3.0，rms<20mm，參考變量<10。b、外業數據觀測質量的檢核=1\*GB3①同步環檢驗：表3-7同步環限差表等級限差一級坐標分量相對閉合差9ppm環線全長相對閉合差15ppm=2\*GB3②異步環檢驗：如果閉合環是由若干個獨立觀測變醉成，則該閉合環坐標增量的閉合差允許值為：ωx≤×σωy≤×σωz≤×σ（3-1）環閉合差限差：（3-2）式中：σ—GPS網標準差（按平均邊長計算）n—閉合環中的邊數=3\*GB3③復測基線的長度較差檢驗ds≤×σ（3-3）在對外業數據進行預處理和檢核之后，完成對組網基線的篩選。3.1.6GPS網的平差計算對GPS網進行平差時選用天寶儀器隨機附送的軟件TrimbleGeomaticsOffice1.6版，對GPS網進行平差分為兩部分進行，即∶無約束平差和約束平差。(1)GPS網三維無約束平差得到的同步環檢測結果，并且結合基線內部向量的精度，要求每個同步環中至少選擇4-6條基線向量，并且組成平差網。在無約束平差中，基線向量改正數（V△x、、V△y、V△z）要滿足下面（3-4）要求：V△x≦3σ、V△y≦3σ、V△z≦3σ（3-4）在對GPS基線網進行平差后，查看平差結果，把質量較差的基線從網中剔除掉，最終確定基線網中不再存在超限觀測值，并且通過比例因子加權平差后，使全網參與因子接近1.00且通過X2(а=95％)統計檢驗，直至平差收斂。（2）GPS網約束平差在進行GPS約束網平差時，應該使至少三個已知點的平面坐標固定，并且在平差前對已知點的精度進行分析。約束平差后，基線向量的改正數與無約束平差的同名基線相應改正數的較差（V△x、、V△y、V△z）應滿足下式要求：dV△x≦2σ、dV△y≦2σ、dV△z≦2σ（3-5）在進行平差之后，應當提供兩套成果，這兩套坐標成果分別是1954年北京坐標系和1980年西安坐標系。3.1.7GPS控制成果資料提交以下資料應當在GPS控制網平差完成后被提交：(1)點之記（最終紙質成果和dwg格式CAD電子圖件各一份）；(2)控制網連接縮略圖（紙質成果和dwg格式CAD電子數據各一份）；(3)原始數據和記錄手簿；(4)控制網計算平差手冊（紙質成果和dwg格式CAD電子圖件各一份）以及成果表；(5)控制技術總結；(6)儀器檢定資料；3.2高程控制測量3.2.1登封市城區水準測量方案選擇對于高程控制網的布設，也應當符合其鋪設的規律和原則即：從高到低、逐級控制原則；對于水準網布設應當有足夠的密度這樣才能滿足精度的需要同時也要考慮到登封城區起伏較大，照顧到施測的便捷性。首級高程控制網的布設也應當采用分級布設的原則，根據具體的地形起伏大小，項目精度的要求、控制網的精度及用途進行合理選擇。對于高程首級控制網，最好布設成環形網，而對于加密網，則應鋪設成符合路線或結點網的形式。平面控制網中相鄰兩高程控制點之間的距離，一般情況下宜為1～3km，而在工業廠區和城鎮建筑區等建筑物密集的地方應小于1km，此時要求在周圍至少應該有3個高程控制點，以保證控制網的精度。此次登封市城區的1:1000數字測圖是為了以后登封市的規劃和發展，本次測量采用的是四等水準測量。根據對登封市城區地形地貌情況的調查研究，登封市城區起伏較大，城內建筑物較多且分布雜亂，市內交通便利，為了將水準網布置經濟合理，因此本次高程控制網分為兩級鋪設，起點為登封市郊區的兩個三等水準點“DS01”、“DS02”，從此兩個水準點引出水準路線，施測方式遵守四等水準測量，施測導線為一級GPS控制網方向，具體操作的技術手段是利用全站儀進行三角高程測量，以此來進行高程控制。本次登封市城區數字測圖高程控制網采用的標準是四等水準測量標準，儀器為DS3水準儀和與其相配套的黑紅尺。本次高程控制采用往返觀測，最好將測站站數設置成偶數戰。3.2.2登封市城區四等水準測量要求水準網主要技術質保，詳見表3-8的規定。表3-8水準控制測量的主要技術指標等級每千米高差全中誤差(mm)路線長度（km）水準儀型號水準尺觀測次數往返較差、附合或環線閉合差與已知點聯測附合或環線平地（mm）山地（mm）二等2—DS1因瓦往返各一次往返各一次4—三等6≤50DS1因瓦往返各一次往一次124DS3雙面往返各一次四等10≤16DS3雙面往返各一次往一次206五等15—DS3雙面往返各一次往一次30—注：①相鄰的兩個結點之間或者低級結點和高級結點之間的路線的長度不應大于表中固定距離的0.7倍；②n為測站數；L為往返測段，附合或環線的水準路線長度（km）；③同級情況下，數字水準儀測量和光學水準儀的技術要求相同。水準控制時使用的儀器及配套的水準尺，具體規定如下：1）水準管軸和水準儀視準軸的夾角稱之為i角，DS1水準儀i角不應大于15″，DS3水準儀i角應小于等于20″；2）自動安平水準儀的補償誤差，若進行二等水準測量時應小于等于0.2″，進行三等水準測量時不應大于0.5″；（3）水準點的布設與埋石應滿足以下要求：1）水準點選取時為了方便尋找和引測，應該選在堅實穩定的地方；2）以水準標石和墻水準點為最好；3）二等水準點和三等水準點應繪制點之記，對于其它點則應根據實際需要設指示樁或者其他的來標記。（4）水準測量要求若要進行水準測量，則應在埋石穩定后進行。下表3-8是對于各個等級水準測量主要技術指標的具體要求。表3-9水準觀測的主要技術指標等級水準儀型號視線長度（m）前后視較差（m）前后視累積差（m）視線離地面最低高度（m）基、輔分劃或黑、紅面讀數較差（mm）基、輔分劃或黑、紅面所測高差較差（mm）二等DS150130．50．50．7三等DS1100360．31．01．5DS3752．03．0四等DS31005100．23．05．0五等DS3100近似相等————對于觀測結果，如果觀測兩次，但其觀測結果相差較大，超出限差要求時應重測。重測之后，對于二等水準測量要選兩次合格的觀測結果，且兩次應為不同向的。對于別的等級，需要將重測結果和原測結果分別進行比較，若精度在限差之內，取三次平均值。3.2.3水準網平差在水準網內業數據處理之前，應先進行數據平差，具體要求：先要對外業觀測的觀測數據進行全面的絕對的檢查，其次在確定外業記錄的數據沒有錯誤后，根據各段測量的高差結果，繪制水準網略圖，然后進行閉合路線（附和路線）閉合差大小的計算。最后量算出閉合環線（附和路線）的總長度，并根據之前計算出的閉合差大小，進行閉合差是否超限的檢測，然后補測超限差的那些測段。當水準環數因測區的大小而各異，當測區范圍較大，使得水準環過多時，觀測數據處理時應根據附合路線（閉合路線）閉合差計算每公里水準測量全中誤差Mw具體要求按下式計算：Mw＝±（6）WW—水準環閉合差，mm；F—水準環線周長，km；N—水準環數。內業平差計算應采用專門的平差軟件如《導線測量平差5.0》進行平差計算。水準附合路線（閉合路線）閉合差應小于等于20mm，計算至0.0001米，成果取至0.001米，水準網平差誤差最大點的高程中誤差應控制在2厘米范圍內。3.3.4四等水準成果提交（1）網型略圖以及計算略圖（打印成果和電子版各一份）；（2）檢定資料；（3）原始數據；（4）四等水準測量計算手冊、成果表以電子形式記錄數據，其中水準測量路線精度要求如下：a、布設的水準測量路線不應太長；b、鋪設的水準測量路線閉合差及限差；c、當水準測量閉合環過多時，應進行每公里觀測全中誤差的計算。4、登封市城區碎部點野外數據采集4.1數據編碼通過野外數據采集的碎部點的位置并不能滿足計算機自動成圖的要求。所以，這要將地物屬性信息和地物點的連接關系記錄下來。地物屬性信息和地物點的連接關系一般用符號串連接，具體有一定的連接原則，這特定的原則的符號串稱為數據編碼。按照《1：500、1：1000、1：2000外業數字測圖規程》（GB/T14912-2005）的規定，進行數據測量時，數據編碼應為地形碼加上信息碼的形式。XXXXXX大類中類大類中類小類子類圖4-1碎部點編碼的規則如果圖式和要素分類代碼的不足，則要進行補充，同時填寫補充說明。但是對于同一幅數字地圖，補充要素分類和補充圖示要保持一致。4.2采集碎部點的方法4.2.1全站儀數字測圖過程根據登封市的具體情況，使用RTK測圖要求視野開闊，登封市城區內地物復雜，房屋密集，通視一般，不符合要求，全站儀適合測高樓、房屋，受地形條件限制小，所以選用全站儀采集碎部點。（1）碎部測量登封市城區內的地形地物、地貌各種各樣，千差萬別，但均可以用各種幾何體進行拼接。不同的面構成了各種幾何形體，而直線或者曲線構成了不同的面，特征的點構成了各種直線或者曲線。因此，可以說是點決定了地貌特征。決定地物、地貌形態的點稱為地物特征點或地貌特征點。決定了地貌特征、地貌形態的點也可稱之為碎部點。測量碎部就是將各個瑣碎的地形地物地貌點的高程及坐標標定在圖上，然后再用各種相應的線段將他們連接起來形成直觀的電子地圖。各個碎部點的點位信息能直接存儲在機器的內存卡中，相應的屬性信息則需要人工進行草圖繪制或將相應的地物編碼輸入到一起中。外業測量任務完成后，將數據傳入計算機中，利用一些繪圖軟件進行數字圖測繪，如南方CASS。測記法上手快，較易掌握，是現在主要的成圖手段。全站儀數字化測圖，主要步驟如下：1）儀器與數字測圖資料的準備在測量前，應先準備測量儀器、設計方案、之前的測量數據和原始資料。本次登封市城區數字測圖的儀器、器材主要包括全站型電子速測儀、測量專用對講機、對講機的充電器和全站儀的充電器以及電子記錄手簿，備用電池、棱鏡、皮尺或鋼尺、草本圖等。在測量之前應為全站儀充足電并帶上備用電池，對講機也應該充足電，在測量數據之前最好提前將需要測量的測區的全部原始數據輸入全站儀，以便調用。碎部測量一般采用“測記法”進行外業成圖。利用全站儀獲得外業碎部點的三維坐標，并記錄編碼信息，將該點位同時畫在相應的草圖上面，繪制草圖要求簡單，直觀。數據傳輸將全站儀中存儲的碎部點信息用對應的數據線傳輸到計算機中，每天的工作完成后都要及時傳輸數據，在計算機上檢測當天碎步點采集是否正確，如果不正確，就要及時補測。數據處理數據處理包括網型的平差、數據轉換等。網形平差是保證測量精度的關鍵，網形布設完成后都要進行平差，檢測以排除各種錯誤。不同的全站儀采用的數據可能不同，這就需要用專業的數據格式轉換軟件進行轉換，這也是復雜關鍵的一步。。圖形處理與成圖輸出對照草圖采用南方cass軟件內業數字化成圖。對照數字地圖和草圖，將測錯或者漏測得地方進行補測，檢查高程、注記等，并對圖幅進行修飾，最終成圖。（2）全站儀采集碎部點的流程安置三腳架，并架設全站儀在坐標已知的點上。然后用鋼尺量取儀器高。啟動全站儀，設置儀器參數，如外界溫度的高低、大氣壓強，常使用的棱鏡常數，儀器的比例誤差系數等。隨后在全站儀中輸入測站點的坐標、進行后視定向。在正式測量前還應該有第三個已知點進行測量，用后來測量的坐標值與已知坐標值進行比較，若比較后，兩者沒有超出規定的誤差范圍，則視為數據可以用，接下來進行下一個測量工作；若結果超出了誤差范圍或者數據錯誤，則需要進行檢查找問題，應該從以下幾點來看：檢查已知點的坐標和后視定向是否有誤及儀器是否有故障等；如果在測站點上不方便或者找不到第三個已知檢查點，可直接通過測量后視定向點來檢查。數據采集必須在定向檢查通過之后。在特殊情況下，全站儀安置在通視良好、測圖范圍廣的地點，全站儀具有中后方交會的功能，所以可以自由設站，利用測站點的坐標作為已知點進行數據采集，因此先測算出測站點的坐標。本次登封市城區測圖，用全站儀進行碎部點測量，正確地選好后視定向點、設置儀器參數，量取儀器高和測站后視點，首先檢核相鄰已知點的邊長和高差進，若誤差小于5厘米的可以直接進行碎部測量，若大于5厘米的應查明原因，重新選擇精度較高點使用。另外對高差進行檢查時也可采用一級GPS附合點檢查。在進行碎部點測量時，能允許的最大的距離測量長度準則：地物點≤450m、地形點≤700m。

在實際測量時要對某些特征點注意。比如；十字路口，農村宅基地的高程，橋梁的最高點。對于高程點的注記至少達到厘米。采用DS3水準儀加密散點高程采集登封市城區內民房密集區。4.2.2繪制測站草圖在碎部測量的同時，應直接繪制測站草圖并進行編號，草圖編號必須和儀器編號一致。草圖具體內容包括：碎部點點號以及屬性，地物、地貌大致輪廓，本站第一個點以及最后一個點點號，測站完成時間，草圖繪制人員。畫草圖的時候，應用最簡單的形式表達地物要素的位置、以及它們的屬性、和相互間的空間關系等。只有在畫草圖時足夠正確明了，在內頁處理時候才能夠更加精確，更加有效率的完成數據處理，也對后期的成圖檢查有更好的幫助。上交資料中應包含草圖。每天測量完畢后要及時將全站儀中的坐標數據直接導入到電腦中，利用南方CASS軟件進行數字化成圖。5登封市城區的內業數字化成圖本次數字化內業成圖采用南方CASS7.0系統，本系統基于AutoCAD2004平臺上，成圖規范，標準。

CASS系統為數字化測圖提供了一系列成圖方法：測點點號定位成圖法，屏幕坐標定位成圖法，簡編碼自動成圖法，電子平板測圖法以及引導文件自動成圖法等。在上述多種方法中，除電子平板測圖法以外，其余均為測記式成圖法。即把野外采集的碎部點坐標存儲在電子手簿或全站儀的內存中，同時繪制草圖，內業將全站儀數據傳輸到計算機內，并對照草圖完成電子地圖的繪制。本次地形圖測量使用測點點號定位成圖法。5.1數字化成圖作業步驟（1）工作草圖閱讀內業繪圖員應充分讀懂草圖內容，了解登封市城區地形地物地貌的大致情況，了解圖內各元素的位置關系、屬性關系；（2）數字化作業

繪制地物、地貌是應采用分層、分色的方式。同一類地物盡量放在同一圖層，分色規范，代碼無誤，成圖時盡量使用菜單繪制圖形，這樣便于后期的合并、縮放、接邊、數據提起等再處理工作。數字化成圖有固定的流程，先將道路河流等明顯地物畫出，在畫出不明顯地物，然后再根據元素的主次進行分塊作業。一個區域圖全部輸入后立即進行自查、自校、清理差、錯、漏。在完成所有圖塊后后再作整個進行檢查。（3）登封市城區內主要地物繪制要求1）測量控制點平面及高程控制網的控制點應以規定的符號表示，控制點的點位即為符號的幾何中心，控制點精準可靠，以保證測量成果的直接展繪。2）居民地垣柵街區與道路的銜接處之間有0.2mm間隔，構建在陡坎和斜坡上的建筑物，應當按照實際的位置將他們畫出，如果確實無法畫出陡坎，可以移位畫出，間隔0.2mm，加固石駁和建筑物可以共線表示。柵欄、欄桿、籬笆、鐵絲網等各種不同類型的垣柵，均應該用符號表示。符號一側有短線的，短線向里繪制。3）注記文字注記要求字頭朝北，河流，道路隨走向排列，垂直或平行于線狀地物。對文字間隔尺寸也有具體的要求，其中要求最小間隔應該為0.5mm；最大間隔應小于等于字大的8位。各類注記均放置在“ZJ”層。6最終提交成果和驗收將收集和獲取的成果資料一并整理齊全，一般應包括：1、技術設計書；2、技術總結；3、首級控制測量成果；（1）、GPS外業觀測手簿（2）、四等水準外業觀測手簿（3）、點之記（4）、GPS控制測量計算表格（5）、四等水準測量計算成果冊（6）、一級導線點成果表4、圖根控制測量成果；（1）、圖根控制觀測手簿（2）、圖根控制計算成果冊（3）、圖根點成果表5、外業檢查報告；6、儀器檢定資料（附）；7、地形圖圖幅結合表一幅；8、1:1000數字化地形圖，DWG格式數據文件，以及其他電子文檔。9、50cm×50cm1：1000地形圖白紙圖兩套；地形圖打點數據文件。7結論經過本次登封市城區1:1000數字測圖方案的設計和研究，讓我充分意識到了測量工作時一個對耐心、細心要求很高的行業，雖然其中有挫折，有錯誤，但是在實地設計過程中，掌握了大比例尺數字測圖的所有操作步驟，使我受益匪淺。具體通過對控制測量方案、野外數據采集、內業化數字測圖三方面的研究，得出以下結論：（1）對于平面控制網的鋪設，充分了解登封市主城區的實際情況，并且嚴格遵守平面控制網的鋪設原則，對兩種方案進行對比分析，最終選定首級控制網采用靜態GPS網進行控制，利用GPS-RTK技術進行圖根加密，具體碎部點可利用全站儀進行測量。對于高程控制網，我們從已知的高程控制點，利用四等水準