毕业设计(论文)--数字校园地形测量技术设计.docx

本科毕业设计

课题名称
数字校园地形测量技术设计
系 别

专 业

姓 名

学 号

2016
年
3
月
14
日至
2016
年
5
月
22
日共
10
周

指导教师签字

安徽建筑大学毕业设计

资料清单

一、数字校园地形测量技术设计。
二、导线控制测量数据采集和成果处理。
三、全站仪碎步测量数据采集和成果处理。
四、致谢。
五、参考文献。
五、英文翻译材料。

摘要

本次设计是为了测绘安徽建筑大学南校区1:500比例尺地形图。从大比例尺地面数字测图的基本依据出发，研究了大比例尺地面数字测图的中的控制测量，碎部测量，地形要素的表示方法以及取舍原则，并且对施工后的检查验收和上交资料做了一定的研究。在设计中给出了施工中的注意事项以及各阶段的基本要求。

关键字：大比例尺； 数字测图； 技术方案； 控制测量； 碎部测量

Abstract
This mapping is designed to Anhui University, South Campus Building 1: 500 scale topographic maps. From the fundamental basis for large-scale terrestrial digital mapping and study of large scale terrestrial digital mapping of a control measure, broken section measurement, representation and choice principles terrain elements, and inspection and acceptance after construction and handed over information on do some research. The basic requirements for construction considerations as well as the various stages in the design.

Keywords：Large Scale； Digital Mapping； Technical solutions； Control Survey；Scattered measure

III

目录
摘要 II
ABSTRACT III
1任务概述 1
1.1任务来源 1
1.2测区范围 1
1.3地理位置 1
1.4采集内容 1
1.5任务量 1
1.6任务完成期限 2
2．测区自然地理概况和已有资料情况 2
2.1测区地理自然概况 2
2.2已有资料情况 2
3.引用文件规范 2
4.成果规格和主要技术指标 3
4.1成果种类和技术指标 3
4.2成果格式文件 3
4.3地形图精度 3
5设计方案 4
5.1硬件和软件配置要求 4
5.2导线测量 5
5.2.1控制点布设 5
5.2.2控制测量 5
5.2.3高程测量 6
5.2.4测站点增设 6
5.3碎步测量 7
5.3.1数据采集 7
5.3.2数据处理 8
5.4上交和归档成果及其资料的内容和要求 9
5.5数字图测绘成果检查、验收的内容和方法 10
8.英语翻译 14

安徽建筑大学毕业设计
1任务概述
1.1任务来源
此次毕业设计是针对安徽建筑大学南校区的校区进行大比例尺地形图测绘，根据要求，小组准备实施安建大1:500数字地形测量，以满足安建大对现势地形图的需要，为校园基本建设和地理信息系统提供基础测绘资料。
安徽建筑大学（Anhui Jianzhu University）简称安建大，是国家住房和城乡建设部与安徽省人民政府共建高校。其前身为安徽建筑工业学院，始建于1958年。学校位于安徽省合肥市，是安徽省唯一一所以土建类学科专业为特色的多科性大学。郭沫若先生曾为学校亲题校名，享有“皖江建筑人才摇篮”的美誉。
1.2测区范围
测区位于南区，全面完成面积约为八百余亩1:500的大比例尺数字地形图测绘。
1.3地理位置
测区中心大地坐标为经度117°13′，纬度31°44′。安徽建筑大学位于安徽省合肥市经济开发区紫云路292号，毗邻合肥师范学院，交通便捷。
1.4采集内容
外业采集内容包括地形采集数据，地物点采集原始数据，导线网测量数据，水准测量数据。

1.5任务量
布设约八个控制点，测量面积约为0.8km2的1：500的地形图，形成南校区测量控制网。
1.6任务完成期限
2016.5.25前完成全部任务，整理和处理好所有数据和文件。
2．测区自然地理概况和已有资料情况
2.1测区地理自然概况
（1）地理特征：安徽建筑大学南区内大部分地势平坦，偶有起伏地区，西高东低，房屋建筑面积约占三成面积，排列整齐，另有施工区域、易海、树林、草地等。
（2）困难级别：1级。
2.2已有资料情况
南校区已有一个图根导线点，测量系统分别为1980西安坐标系和1985国家高程基准。利用已知条件建立高程控制网和水平控制网。
南校区已知导线点坐标成果表
点号
纵坐标X
（m）
横坐标Y
（m）
高程H
（m）
等级
桩型
JG5
3513494.455
520515.332
28.488
图根
道钉
3.引用文件规范
GB 50026—2007 《工程测量规范》；
GB/T 20257.1—2007《国家基本比例尺地图图示第1部分：1:5001:10001:2000地形图图式》；
GB/T 18316—2008 《数字测绘成果质量检查与验收》；
CJJ/T 8-2011 《城市测量规范》。
4.成果规格和主要技术指标
4.1成果种类和技术指标
（1）DWG格式地形图。
（2）DAT格式数据文件。
（3）GSI格式水准数据。
（4）WORD格式技术文件。
（5）纸质地形图。
4.2成果格式文件
（1）成图比例尺：1:500。
（2）平面坐标系统：1980西安坐标系。
（3）高程坐标系统：1985国家高程基准。
（4）分幅编号：图幅采用矩形分幅，规格为50cm×50cm。编号按西南角图廓点坐标公里数编号，纵坐标（X）在前，横坐标（Y）在后，中间用短横线连接，坐标值保留至小数点后两位数。
（5）成图方法：采用草图法全站仪测图。
（6）基本等高距：1.0m，南校区测区不绘制等高线，只需高程注记点表示。
（7）高程注记点的密度：图上每100cm2内5—20个，选择明显地物点或地形特征点。
（8）成果说明文件。
（9）控制点成果文件。
（10）地形、地物点采集原始数据文件。
4.3地形图精度
（1） 地物点相对于邻近图根点的点位中误差不大于0.50m，临近地物点间的距离中误差不大于0.40m。
（2） 高程注记点相对于邻近图根点的高程中误差不大于基本等高距的1/3。
（3） 《城市测量规范》对图根导线测量的主要技术指标如下表1。
表1
测图比例尺
附合导线长度/m
平均边长/m
导线相对
闭合差
测回数（DJ6）
方位角闭合差
1：500
900
80
≦1/4000
1
≦±40″√n
（n为测站数）

（4）在水准测量中，图根水准测量应在城市三、四等水准点下加密。图根水准测量的主要技术指标见表下表1。三、四等水准测量的主要技术要求参考下表2。
表1
附和路线
长度/km
每千米高差
中误差/mm
水准仪
级别
水准尺
闭合差或往返互差/mm
平地
山地
8
±20
DS3
双面尺
±40√L
±12√n
注：表中L为水准路线的总长（km）；n为测站数。

表2
等级
每千米高差中误差/mm
水准仪级别
测段往返测高差不符值/mm
附和路线或环线闭合差/mm
三等
±6
DS3
±12√R
±12√L
四等
±10
DS3
±20√R
±20√L
R，L为环线长度，单位千米。

5设计方案
5.1硬件和软件配置要求
（1）硬件 配置拓普康GTS100N6"级全站仪一台，水平和高程精度为5mm＋2ppm·D。配置DSZ2水准仪1台，FS1测微器1台；。一台状态良好的电脑，配置的测绘仪器应做到及时检验和校正，加强维护保养，使其保持良好状态。
（2）软件配置南方cass7.1成图软件一套。南方平差易2002一套。
（3）工具包1个，记录板1块。外业记录纸若干，测伞1把（自备），精密铟钢尺1副，尺垫两个，30—50m卷尺（或皮尺）一把。
5.2导线测量
5.2.1控制点布设
（1）导线网应布设成由独立观测边构成的闭合图形，闭合的导线网有利于闭合差检核。
（2）南校区点位的布设使用铁锤在水泥路面上钉入水泥钉子，铜钉上有“＋”标志，选好合适点，确认其周围坚固不易变形。有条件也可以，南校区点位的布设使用冲击钻在水泥路面上钻孔，埋入刻有“＋”字叉的铜质标志，并用混凝土固紧。选在土质地面现场浇注混凝土埋设的标石，埋设深度超过50cm，标石顶面要进行光面处理。中心标志为Φ2cm×15cm的钢筋，钢筋顶部磨平中间刻有“＋”字叉。钢筋顶部高出标石面不超过1cm。
（3）总共八个点，依次编号JC01、JC02、JC03等，确认点位之间至少有一个通视方向。
（4）南校区测量原点设在日月广场上，测量原点的中心标志为Φ5cm×0.5cm的不锈钢顶盖，中间焊接10cm长Φ0.8cm的实心不锈钢螺丝，底部有螺丝帽。不锈钢顶盖中间有球面隆起，并刻有“＋”字叉，不锈钢标志面上部刻有“建测”，下部刻有“原点”字样。
（5）控制点角度便于角度和距离测量，点位选于适于安置仪器、视野宽广和便于保存之处；点位分布均匀，便于控制整个测区和进行细部测量。
5.2.2控制测量
利用测量数据，采用南方平差易2002进行平差计算，包括角度闭合差计算和调整，方位角推算，坐标增量计算和增量闭合差调整，最后导线点坐标推算从已知点开始，以此推断待定点坐标。
5.2.3高程测量
（1）高程控制网的布设：高程控制测量采用水准测量，故采用水准仪进行，高程基准采用85国家高程基准。在测区已有国家水准点的基础上进行水准点的控制加密。在已知的国家水准点的基础上加密水准点的控制，应该按国家三、四等水准点的标准来进行统一规定。三、四等水准点采用的标石类型和适用地区见下表。

序号
标石类型
适用地区
1
混凝土普通水准标石
土层不冻或冻土深度小于0.8 m 的地区
2
岩层普通水准标石
岩层出露或埋入地下不深于1.5 m 处
3
混凝土柱普通水准标石
冻土深度大于0.8 m 的地区
4
钢管普通水准标石
5
爆破型混凝土柱
普通水准标石
6
墙角水准标志
坚固建筑物或直立石崖处
（2）三四等水准测量：三、四等 水准测量的必和路线或附和路线的成果整理首先检核测段（两水准点之间的线路）“往返测高差不符值”（往、返测高差之差）及“附和路线或环线闭合差”。如果在允许范围之内，则测段高差取往，返测高差的平均值。
5.2.4测站点增设
（1）当测站点密度不够或是某些点采集不到时，应当设立支站点，其原理就是极坐标法，采集方向和距离。
（2）测站点相对于临近图根点点位中误差不应大于0.1m，高程中误差不应大于基本等高距的1/6。
（3）极坐标法测量应联测两个已知方向，水平角测1测回、距离单向测1测回，其半测回较差不应大于30"，测距读数较差不应大于20mm，高程较差不应大于基本等高距的1/5。测距边长不应大于500m。
5.3碎步测量
5.3.1数据采集
（1）仪器设置及测站定向检查
①全站仪对中偏差不应大于5mm。仪器高和棱镜高量至0.01m。
②图根点相对邻近等级控制点的点位中误差不大于图上0.1mm，高程中误差不大于基本等高距的1/10。
③作业前应进行测站检核，检核点的平面位置较差不应大于0.2m，高程较差不应大于1/6等高距。
④作业结束前和作业结束后，还应对定向方向进行检查。
（2）测站点和碎部点记录
外业数据记录文件应是DAT格式的坐标数据文件，DAT格式由南方cass7.1成图软件自动生成。当采用外业作业时，应实时记录点位的属性、连接关系和逻辑关系。
（3）要素内容的取舍
①点状要素（独立地物）能按比例表示时应按实际形状采集，不能按比例表示时应准确测定其定位点或定线点。有方向性的点状要素应先采集其定位点，再采集其方向点（线）。
②具有多种属性的线状要素（线状地物、面状地物公共边、线状地物与面状地物边界线的重合部分），只可采集一次，但应处理好多种属性之间的关系。
③线状地物采集时，应视其变化测定，适当增加地物点的密度，以保证曲线的准确拟合。
④为了正确反应地貌和准确绘制等高线，陡坎上、下、变坡处都需测量高程。等高线上的特征点、线都必须实测，只有等高线密集且等坡度情况下才允许内插。
⑤应注意不能遗漏所需的属性数据。
⑥碎部点采集一般应在控制测量完成后进行。当用交会法测定地物点时，交会方向一般需三个，交会边长不宜大于定向距离。
⑦地形点间距一般应小于25m,地性线和断裂线应按地形变化增大采点密度。
⑧碎部点测距最大长度一般应小于150m,如遇特殊情况，在保证碎部点精度的前提下，碎部点测距长度可适当加长。
⑨数据采集时，水平角、垂直角应读记至度盘最小分划，觇标高量至厘米，距离读记至毫米，归零检查和垂直角指标差不应大于1′。
⑩草图的绘制
采用数字测记模式时，一般应绘制草图。绘制草图时，采集的地物地貌，原则上按照图式符号绘制，对于复杂的符号可以简化或自行定义。但数据采集时所使用的地形码，必须与草图绘制的符号一一对应。
草图必须标注测点号，且应与数据记录中测点编号严格一致；以便于在数据处理时能准确找到点的位置以及地物的形状。草图上地形要素之间的相互位置必须清楚正确。地形图上须注记的各种名称、地物属性等，草图上必须标注清楚。
（4）地形点密度和碎部点测距长度
1：500地形图的地形点的最大点位间距不超过15m，地形点最大测距长度300m，地物点最大测距长度160m。
（5）测站草图
①采用数字测记模式时，一般应绘制草图。绘制草图时，采集的地物地貌，原则上按照图式符号绘制，对于复杂的符号可以简化或自行定义。
②数据采集时所使用的地形码，必须与草图绘制的符号一一对应。
③草图必须标注测点号，且应与数据记录中测点编号严格一致；以便于在数据处理时能准确找到点的位置以及地物的形状。
④草图上地形要素之间的相互位置必须清楚正确。地形图上须注记的各种名称、地物属性等，草图上必须标注清楚。

5.3.2数据处理
（1）数据整理和检查
①记录的数据通过cass7.1成图软件展开。
②点位数据连接，处理，注记属性，还因该形成图层。
③原始数据，处理后的数据都应该保存，备份，以备检核。
④地形、地物点采集原始数据整理形成文件。
（2）编辑原则
①街区与道路的衔接处，应留0.2mm间隔。
②点状地物与房屋、道路、水系等其他地物重合时，中断其他地物符号，间隔0.2mm，以保持独立符号的完整性。
③道路边线与建筑物的接头处，应间隔0.2mm。
④电力线、通信线可不连接，但应绘出连线方向。
⑤河流遇桥梁时应中断；河沟注明水流方向。
⑥文字注记字头应朝北，注字应避免遮断主要地物；高程的注记应注于点的右方。
⑦编辑处理完成后，应按相应比例尺打印样图，进行内外业检查和绘图质量检查。
5.4上交和归档成果及其资料的内容和要求
成果检查和验收是大比例尺数字化测图工作质量控制的重要环节，根据有关规定，验收工作由省测绘行业专职检验机构或各地测绘主管部门负责实施。数字测图成果的检验、验收包括如下内容。
（1）提交检查验收的测绘成果
根据规范规定，大比例尺数字测图 接受后应提交如下技术成果：
①成果说明文件；
②地形、地物点采集原始数据文件；
③控制点成果文件；
④数字图文件；
⑤数字图打印成果。
（2）检查验收的一般规定
①对测绘产品实行二级检查和一级验收
测绘单位对测绘产品实行过程检查和最终检查。过程检查由作业队自查、互查的基础上，按相关的技术规范要求，进行全面检查。最终检查则有其上级单位组织进行，按一定的比例进行抽查。在最终检查合格后，应以书面形式向委托单位或上级主管部门申请验收，验收后提出的检查报告，是测绘成果时间否合格的依据。
②检查、验收工作的依据
验收检查工作应按照有关文件进行，主要依据为：测绘任务书、合同书或委托验收的文件；有关技术规范；经批准的技术设计书。
③数字测绘产品检验后的处理
在检验中发现有不符合测量规范中相关技术标准、技术设计书规定的产品时，应及时提出意见交被检查单位修改。若问题较多或性质较严重时，可将部分产品或全部产品退回被检查单位，令其重新处理和自行检查后再提交验收，直到合格为止；经验收判为合格产品，被检单位要对验收中发现的问题进行全面处理；验收后判为不合格的产品，则全部退回被检单位，令其重新处理和检验，然后重新申请验收。

5.5数字图测绘成果检查、验收的内容和方法
数字图测绘成果的检查和验收，主要包括以下内容：
（1）控制资料检验
控制资料的检验包括控制测量采用的已知数据等级、质量等是否满足要求；控制点分布密度是否合理；精度指标是否符合规范规定；原始记录是否齐全；控制点标志的类型和质量等。
（2）计算机资料检核
计算机资料检核包括各类文字及图形文档是否齐全，图形文件分层是否符合规定，重要内容有无遗漏；地形、地物表示是否合理；属性表示有无矛盾等。必要时应通过导出地形图，在纸面上检查。
（3）外业实地检验
外业检查是在室内检查的基础上进行的，主要采用野外巡视检查各类地理要素表示的正确性、合理性，有无错误、侧漏现象。另外，通过实验来检验测绘成果的数学精度。
（4）数字测图产品的质量评定
数字测绘成果经检查验收后，应按照国家测绘局1995年颁布的《测绘产品检查验收规定》进行质量评定。
（5）编写验收报告
作为检查验收工作的成果，工作结束后，应编写检查验收报告，为用图单位使用测绘成果提供可靠数据。检查验收报告应包括以下内容：
①任务概况(包括人员组成和采用的技术设备)；
②检查验收工作采用的依据；
③发现问题及处理意见；
④质量分析；
⑤验收结论；
⑥其他意见和建议。

6.致谢

四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。 伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人，我的导师。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，从论文题目的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。
感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚谢意！同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。
最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。

7.参考文献

[1]正寿．工程测量学[M] ．武昌：武汉大学出版社，2005.10
[2]顾孝烈．测绘学[M] ．——4版．上海：同济大学出版社，2011.2
[3]尹晖．测绘工程专业英语[M] ．——2版．武昌：武汉大学出版社，2013.8
[3]李宝玉．大比例尺数字化测图技术[M] ．成都：西南交通大学出版社，2006.9
[4]宁津生．测绘学概论[M] ．——2版．武昌．武汉大学出版社，2008.5
[6]蒋辉．数字化测图技术及应用[M] ．北京：国防工业出版社，2006.1
[7] 李青岳．陈永奇.工程测量学[M].北京:测绘出版社, 2008
[8] 刘福臻．数字化测图教程[M].西南交通大学出版社,2008
[9] 孔祥元．郭继明.控制测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2006
[10]黄睿．清华山维测图软件应用技术 [J]. 现代物业(上旬刊). 2012 (05)
[11]杨利．数字地形图技术深化 [J]. 硅谷. 2010 (09)
[12]平红星．王礼,祁孟可.数字地形图的检查内容及方法 [J]. 科技传播. 2012 (10)
[13]邓通军．全站仪数据传输的方法 [J]. 西部探矿工程. 2008 (03)
[14]刘学杰．李向东,邓波.测绘中全站仪批量数据传输的解决方法 [J]. 焦作工学院学报(自然科学版). 2003 (05)
[15]马俊海．吕长广.全野外数字测图技术的现状及发展趋势 [J]. 测绘与空间地理信息. 2006 (05)

8.英语翻译
英文文献：Surveying has been traditionally defined as the art and science of determining the position of natural and artificial features on, above or below the earth’s surface; and representing this information in analog form as a contoured map, paper plan or chart, or as figures in report tables, or in digital form as a three dimensional mathematical model stored in the computer. As such, the surveyor/geodesist dealt with the physical and mathematical aspect of measurement. The accurate determination and monumentation of points on the surface of the Earth is therefore seen as the major task. Though these surveys are for various purposes, still the basic operations are the same---they involve measurements and computations or, basically, fieldwork and office work. There are many different types of surveys such as land surveys, route surveys, city surveys, construction surveys, hydrographic surveys, etc., but generally speaking, surveying is divided into two major categories: geodetic and plane surveying. Surveys will either take into account the true shape of the Earth（Geodetic surveys） or treat the earth as a flat surface(Plane surveys). Additionally, surveys are conducted for the purpose of positioning features on the ground(Horizontal surveys), determining the elevation or heights of features(Vertical surveys) or a combination of both.
Geodetic Surveying
The type of surveying that takes into account the true shape of the earth is called geodetic surveying. This type of survey is suited for large areas and long lines and is used to find the precise location of basic points needed for establishing control for other surveys. In geodetic surveys, the stations are normally long distances apart, and more precise instruments and surveying methods are required for this type of surveying than for plane surveying. Widely spaced, permanent monuments serve as the basis for computing lengths and distances between relative positions. These basic points with permanent monuments are called geodetic control survey points, which support the production of consistent and compatible data for surveying and mapping projects. In the past, ground-based theodolites, tapes, and electronic devices were the primary geodetic field measurements used. Today, the technological expansion of GPS has made it possible to perform extremely accurate geodetic surveys at a fraction of the cost. A thorough knowledge of the principles of geodesy is an absolute prerequisite for the proper planning and execution of geodetic surveys. In Geodetic Surveys, the shape of the earth is thought of as a spheroid, although in a technical sense, it is not really a spheroid. Therefore, distances measured on or near the surface of the earth are not along straight lines or planes, but on a curved surface. Hence, in the computation of distances in geodetic surveys, allowances are made for the earth’s minor and major diameters from which a spheroid of reference is developed. The position of each geodetic station is related to this spheroid. The positions are expressed as latitudes(angles north or south of the Equator) and longitudes(angles east or west of a prime meridian) or as northings and eastings on a rectangular grid. A geodetic survey establishes the fundamentals for the determination of the surface and gravity field of a country. This is realized by coordinates and gravity values of a sufficiently large number of control points, arranged in geodetic and gravimetric networks. In this fundamental work, curvature and the gravity field of the earth must be considered.
Plane Surveying
The type of surveying in which the mean surface of the earth is considered a plane, or in which the curvature of the earth can be disregarded without significant error, generally is called plane surveying. The term is used to designate survey work in which the distances or areas involved are of limited extent. With regard to horizontal distances and directions, a level line is considered mathematically straight, the direction of the plumb line is considered to be the same at all points within the limits of the survey, and all angles are considered to be plane angles. To make computations in plane surveying, you will use formulas of plane trigonometry, algebra, and analytical geometry. For small areas, precise results may be obtained with plane surveying methods, but the accuracy and precision of such results will decrease as the area surveyed increases in size. For example, the length of an arc 18.5 km long lying in the earth’s surface is only 7mm greater than the subtended chord and, further, the difference between the sum of the angles in a plane triangle and the sum of those in a spherical triangle is 2 only 0.51 second for a triangle at the earth’s surface having an area of 100km . It will be appreciated that the curvature of the earth must be taken into consideration only in precise surveys of large areas. A great number of surveys are of the plane surveying type. Surveys for the location and construction of highways, railroads, canals, and in general, the surveys necessary for the works of human beings are plane surveys, as are the surveys made to establish boundaries, except state and national. However, with the increasing size and sophistication of engineering and other scientific projects, surveyors who restrict their practice to plane surveying are severely limited in the types of surveys in which they can be engaged. The operation of determining elevation usually is considered a division of plane surveying. Elevations are referred to the geoid. The geoid is theoretical only. It is the natural extension of the mean sea level surface under the landmass. We could illustrate this idea by diggi