航空摄影测量技术毕业设计.doc

湘潭大学毕业设计说明书题 目： 太浮山旅游公路1:2000数字地形图航 空摄影测量技术设计学 院： 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2013年5月25日 湘 潭 大 学毕业论文（设计）任务书设计题目 ：XX公路1：2000带状地形图航空摄影测量技术设计 学 号： 姓名： 专 业： 指导教师： 系主任： 一、主要内容及基本要求主要内容： 1、航空摄影技术设计。航空摄影基本技术指标和要求，航摄参数的确定。2、基础控制测量。包括四等首级平面控制网、一级导线加密控制网方案以及四等水准。 3、1：2000数字线划图（DLG）生产技术设计。航空摄影测量实施方案，1：2000数字线划图（DLG）生产工作流程，像控点布设及测量 ，内业空三加密，数字线划图成果的制作。 基本要求： 1、设计方案可行，精度合理，技术指标符合规范要求。 2、应提供必要的技术设计图表。 3、应参照测绘技术设计规定并结合项目要求编写设计书的基本内容。 4、论文格式及文本要求应符合湘潭大学毕业论文（设计说明书）文本要求规定。 二、重点研究的问题 1、航空摄影方案设计 2、基础平面和高程测量方案设计 3、1:2000数字地形图航空摄影测量方案设计 三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1选题2012年12月底前2查阅资料、调研2013.2.203.153方案设计及论证2013.3.164.104写出初稿并交老师审阅2013.4.115.105修改，写出第二稿并交老师审阅2013.5.115.206完善方案设计、写出正式稿2013.5.215.267打印、上交设计 书2013年5月底8答辩2013.5.26四、应收集的资料及主要参考文献 应收集的资料：测区范围、测区内地理概况、交通、气象、居民等情况说明； 已有测绘资料情况；测区1：1万地形图； 1 孔祥元，郭际明.控制测量学 下册M.武汉：武汉大学出版社，2011 2中国标准出版社第四编辑室.测绘标准汇编 摄影测量与遥感卷S.北京：中国标准 出版社，2009 3GB/T 18314-2009 全球定位系统测量规范.北京：中国标准出版社，2009 4GB/T 12898-2009 国家三、四等水准测量规范.北京：中国标准出版社，2009 5CH 1002-1995 测绘产品质量评定标准.北京：中国标准出版社，1995 6GB/T 7929-1995 1:500 1:1000 1:2000地形图图式.北京：中国标准出版社，1995 7北京市测绘设计研究院.CJJ 8-99城市测量规范S.中国建筑工业出版社，1999 8交通部第一公路勘察设计院.JJG C10-2007公路勘测规范.人民交通出版社，1999 9赵吉先，吴良才，周世健.地下工程测量M.北京：测绘出版社，2011 10徐绍铨，张华海，杨志强，王泽民.GPS测量原理及应用M.武汉：武汉大学出版社，2011 11CH 1002-1995 测绘产品质量检查验收规定.北京：中国标准出版社,1995 12CH/T 1004-2005 测绘技术设计设计规定.北京：中国标准出版社，2005 湘 潭 大 学毕业论文（设计）评阅表学号 200992002225 姓名 周技 专业 测绘工程 毕业设计题目： 太浮山旅游公路1：2000数字地形图航空摄影测量技术设计评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评 价 本篇论文思路清晰，结构严谨，文字简明扼要，通过多方面的论述清晰的表达了整个技术设计书的主题思想，符合大学教学对本科生的教学要求。评阅人： 年 月 日湘 潭 大 学毕业论文（设计）鉴定意见 学号： 200992002225 姓名： 周技 专业： 测 绘 工 程 毕业论文（设计说明书） 39 页 图 表 6 张论文（设计）题目： 太浮山旅游公路1：2000数字地形图航空摄影测量技术设计 内容提要： 航空摄影测量指的是在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片，结合地面控制点测 量、调绘和立体测绘等步骤，绘制出地形图的作业。航空摄影测量成图有着精度高，测量速度快和自动化程度高等显著优点，尤其是在设计线路位于山地丘陵地区的情况下，航空摄影测量成图的优点更加显著。本次设计的内容便是针对太浮山旅游公路采用航空摄影测量方法进行1:2000的数字带状地形图测图作业提出具体实施方案与技术支持：首先是使用常规航摄飞机和航摄仪进行航空摄影作业；再在测区进行D、E级GPS控制测量和像片控制测量，同时进行像片调绘；然后利用VirtuoZo数字摄影测量软件进行内业空三加密，以空三加密成果和外业像片调绘数据为基础进行DOM、DEM、DLG成果的制作和生成1:2000地形图成果。 指导教师评语同意其参加答辩，建议成绩评定为 。指导教师： 年 月 日 答辩简要情况及评语根据答辩情况，答辩小组同意其成绩评定为 。答辩小组组长： 年 月 日 答辩委员会意见经答辩委员会讨论，同意该毕业论文（设计）成绩评定为 。答辩委员会主任： 年 月 日 目录第1章 概述31.1任务概述31.2测区概况31.3主要工作内容41.3.2基础控制测量41.3.3 1:2000航测数字地形图测量41.3.4 1:2000数字高程模型制作41.4已有资料分析41.5执行技术标准51.6成图规格及主要技术规定61.6.1坐标系统的选择及处理方法论证61.6.2成图比例尺71.6.3 地形图分幅71.6.4 主要精度指标7第2章 平面控制测量92.1 GPS控制测量92.1.1布网方案92.1.2选点92.1.3埋石102.1.4仪器的选择112.1.5接收机的检验112.1.6观测方法122.1.7观测技术要求122.2 平面控制成果计算规定及要求122.2.1 平差计算基准及平差软件122.2.2计算要求13第3章 高程控制测量153.1高程控制测量方法及布网等级153.2选点153.3埋石153.4仪器选择163.2 高程控制测量的主要技术要求163.2.1四等水准测量技术要求163.2.2等外水准测量技术要求173.2.3计算要求18第4章 航测数字地形图测绘194.1 航空摄影194.1.1摄影航高和比例尺194.1.2航摄分区204.1.3航线敷设方法214.1.4摄影季节和航摄时间的选择214.1.5质量控制与保障214.2 像片控制测量224.2.1像控点的基本要求224.2.2像片控制点的测量244.2.3像片控制点的高程测量244.3 空三加密254.4 DOM的制作274.5 DEM制作274.5.1技术路线274.5.2立体模型创建284.5.3匹配点编辑284.5.4 DEM的裁切与接边284.6 航测内业数据采集284.7 外业调绘304.8 地形图编辑32第5章 质量保证措施36第6章 上交成果资料37参考文献38附录A：GPS点之记39附录B：GPS测量记录手簿40附录C：水准埋石41 太浮山旅游公路1:2000数字地形图航空摄影测量技术设计 摘要:航空摄影测量指的是在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片，结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤，绘制出地形图的作业。航空摄影测量成图有着精度高，测量速度快和自动化程度高等显著优点，尤其是在设计线路位于山地丘陵地区的情况下，航空摄影测量成图的优点更加显著。本次设计的内容便是针对太浮山旅游公路采用航空摄影测量方法进行1:2000的数字带状地形图测图作业提出具体实施方案与技术支持：首先是使用常规航摄飞机和航摄仪进行航空摄影作业；再在测区进行E级GPS控制测量和像片控制测量，同时进行像片调绘；然后利用VirtuoZo数字摄影测量软件进行内业空三加密，以空三加密成果和外业像片调绘数据为基础进行数字线划图成果的制作和生成1:2000地形图成果。关键词: 航空摄影测量 带状地形图 技术设计 Aerial photogrammetry technogical design on digital terrain map of Taifu Mountain travel line with a ratio of 1:2000Abstract: Aerial photogrammetry is a technology of taking geoclimatic photos constantly in the aeroplane with aerophotographic apparatus, under the procedures of measurement, annotation and stereoscopic plotting at the ground control point, to sketch the topographic map. It reveals prominent advantages of high precision, speeding measurement and advanced automation. These virtues can be seen particularly in the situation where the design route is laid on mountainous region and hilly area. Concerning the usage of aerial photogrammetry in mapping operation of digital ribbon topographic map with a proportion of 1:2000 in designing the travel line of Taifu Mountain, this paper was designed for proposing some concrete implementation and technical assistance：The first thing is operating aerophotography by the usage of general aerial photography craft and aerial surveying camera. Then conduct GPS control survey, control surveying of photograph as well as annotation in testing area in E grade. Next, use the digital photogrammetry software VirtuoZo to do aerial triangulation encryption of indoor work, and draw the conclusion of digital line graph and generate the topographic map with the ratio of 1:2000 on the basis of the result of aerial triangulation encryption and photograph annotation data in field survey.Key words: Aerial Photogrammetry; Ribbon Topographic Map; Technical Design 第1章 概述1.1任务概述为了发展临澧县旅游事业，促进太浮山旅游开发工作，受临澧县旅游局委托，由常德市国土资源局承担太浮山盘山公路1:2000带状地形图的测绘工作。太浮山盘山旅游公路作为太浮山旅游开发一期工程，按四级公路要求设计，宽4.5米，全长9.4公里，全段基本都为山地、重丘地带，少量为平原。本项目带状地形图的测绘工作将采用航空摄影测量方法来完成。为完成该公路1:2000带状地形图航空摄影测量工作，特编辑本技术设计书。1.2测区概况太浮山旅游公路位于湖南省常德市临澧县西南部，临澧县位于湘西北，澧水中下游，东、西、南三面环山，东邻津市，南接鼎城、桃源，西与石门毗邻，北抵澧县，地理坐标位处东经1112411149，北纬29172946。南北长57.5公里，东西宽32.5公里，总面积120343.2公顷，占全省总面积的0.57%。境内山丘岗平纵横交错，太浮山高耸道水之阳，刻木山屹立于澧北西北，国道线207公路纵贯其间，地处常德的要冲。临澧旅游资源开发潜力大，“水如碧玉山如黛，云满黄庭月满天”的太浮山；“染人山色千堆翠，极目天光四壁空”的刻木山；水光潋艳、山色空蒙胜太湖的官亭湖等自然景观以及宋玉赐地、邑居和葬地遗址，开国元勋林伯渠故居，文坛巨匠丁玲纪念馆等人文景观，都是旅游开发的理想选择。临澧区位优越，交通发达。临澧位于湘鄂走廊、洞庭之滨。南接常（德）长（沙）经济走廊，北邻湖北宜（昌）沙（市）沿江经济带，西倚张家界旅游经济区，东环洞庭湖经济圈，在500公里半径范围内，可辐射湘、鄂、渝、黔、赣、粤、豫、桂等8个省（市），覆盖53个地级市，358个县，2.2亿人口。207国道纵穿南北，S304省道横贯东西；枝、柳铁路，石、长铁路，洛湛铁路穿境而过；澧水、道水通江达海；常德桃花源机场近在咫尺。太浮山旅游公路为南北走向，南起临澧县雷水岗村处J23县道，北至太浮山顶，全路段大部分属于重丘或山岭地带，最高海拔604.6米，最低海拔102米，平均高程360米。年平均气温16.5-16.7，平均降水相对率小，雨季结束较迟，年降水平均相对率为13-14%，年降水量较稳定。测区中央经度为东经1113129，北纬2918。进度流程如下: 航空摄影 控制测量 像片控制 外业调绘 内业编辑 DEM制作 质量检查 提交成果1.3主要工作内容 图中所划出的2km7km规则长方形区域，测区基本为重丘地带，有少量平原地带。1.3.2基础控制测量 (1)E级GPS控制测量 (2)四等水准测量 (3)四等光电测距三角高程测量 (4)等外水准测量 (5)等外光电测距三角高程测量1.3.3 1:2000航测数字地形图测量数字地形图测绘范围为：所测区域为2km7km规则长方形，经度：1113035-1113153，纬度：291706-292114。具体位置见附录F。1.3.4 1:2000数字高程模型制作 数字高程模型测绘为：主线和比较线为设计中线线两侧各100m。1.4已有资料分析1.平面控制资料在测区范围内收集到三个C级GPS点：C太浮山、C印家山、C01，以上控制点均有1980西安坐标系的成果，本次选择C太浮山、C01两点作为平面控制的起始数据，表1.1为两起始点的坐标数据及检验结果。 表1.1 起始点坐标数据及检验结果点名坐标数据(m)备注XYZC太浮山37551262.856943247181.3707866606.6经检查，两点均符合限差要求C0137550617.3000773240818.350126135.22.高程控制资料在测区范围收集到三个三等水准点：III01、III02、III03，以上水准点均为1985高程基准的成果，经检查符合要求，均可作为测区水准测量的起算数据。三水准点的高程数据见表1.2。 表1.2 水准点高程数据点名高程备注III01113.513经检查，三点均符合要求，可作为高程控制起算数据III02108.520III03106.032 3.图件资料在测区范围内收集到湖南省测绘局于1980年组织测绘的1：1万地形图，其可以作为外业的工作计划及设计用图，1：1万地形图可以用作外业选点的工作底图。1.5执行技术标准 1.国家三、四等水准测量规范（GB/T 12898-2009)； 2.全球定位系统测量规范（GB/T 18314-2009)； 3.1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量外业规范(GB/T 7930-2008)； 4.1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量内业规范(GB/T 7931-2008)； 5.1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量规范(GB/T 6962-2005)； 6.1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量数字化测图规范（GB/T 15967-2008)； 7.航空摄影技术设计规范（GB/T 19294-2003)； 8.1:500 1:1000 1:2000地形图图式(GB/T 7929-1995） 9.测绘产品质量检查验收规定（CH 1002-1995）； 10.测绘产品质量评定标准（CH 1002-1995）； 11.城市测量规范（CJJ 8-99)； 12.公路勘测规范（JJG C10-2007)； 13.基础地理信息数字成果1:500 1:1000 1:2000数字线划图（CH/9008.1-2010)； 14.基础地理信息数字成果1:500 1:1000 1:2000数字高程模型（CH/9008.2-2010)； 15.基础地理信息数字成果1:500 1:1000 1:2000数字正射影像图（CH/9008.3-2010)。1.6成图规格及主要技术规定 1.6.1坐标系统的选择及处理方法论证（1）平面坐标系统 本测区的中心位置为北纬2918，东经1113129，位于国家3分带的第38带，本摄区的平均高程面为360m。这里选择抵偿投影面的3带高斯正形投影平面直角坐标系。下面就对本测区投影带及投影面的选择进行论证，方案如下：1.地面实际长度归算至参考椭球面上的变形 (1-1) =-0.05678m2.参考椭球面长度归算到高斯投影面上的变形 (1-2) (1-3) 其中B为测区中央子午线的纬度B=2918；（）。N为卯酉圈曲率半径，（）；a为参考椭球的长半径；e为参考椭球的第一偏心率（）；为参考椭球第二偏心率（）；1980国家大地坐标系所用参考椭球的参数如表1.1： 表1.3 参考椭球参数椭球参数长半径a（m）短半径b（m）1975年国际椭球体6378140.0006356755.2881575287 计算得ym=50990.877m。 由上可得： 。 。 (1-4) 由于每公里的变形达到了2.48cm/km，与测图施工每公里变形不能超过2.5cm很接近，没有留下太大的多余精度空间，这样，我们将采用抵偿投影面的3带高斯正形投影平面直角坐标系，下面我们来计算出抵偿投影面的高程： 依据下面的公式 顾及,得 (1-5) 当ym 一定，且顾及RmR (1-6) 所以可以采用投影面高程为204m抵偿投影面的3带高斯正形投影平面直角坐标系：仍选择111经线作为中央子午线；仍采用与1980国西安家坐标系相同的参考椭球；采用3分带。（2）高程基准采用1985国家高程基准。本测区为山地、丘陵地带，依据规范采用2米基本等高距。1.6.2成图比例尺本测区成图比例尺为1：2000。 1.6.3 地形图分幅该测区为规则长方形区域（图中红线所框区域），地形图按线路走向采用50cm50cm自由分幅，即1km线路长度成一个图幅，共分为14个图幅。按照“图式”规则添加注记或符号。图幅整体编号应为自南向北进行，自南至北按自然数编排（即01,0214）。1.6.4 主要精度指标(1)平面控制此次平面控制测量将采用GPS E级测量，对测区进行整体控制，E级GPS网平均边长以0.2-5km为宜。E级GPS点至少需一个通视点。其他精度指标在第二章中详细说明。(2)高程控制本测区采用四等水准作为首级高程控制网，等外水准作为像片控制测量的基础。其他精度指标在第三章中详细说明。(3)地形测图 地形图图上点点位相对于附近野外控制点的平面位置中误差以图比例尺计不应大于表1.1规定： 表1.1 平面位置中误差重要地物点一般地物点内业加密点0.6mm0.8mm0.4mm 内业加密点、高程注记点和等高线对附近野外控制点的高程中误差不应大于表1.2规定。 表1.2 高程中误差 平地丘陵地山地加密点-0.350.8注记点0.4（0.2）0.51.2等高线0.5（0.25）0.71.5地形变换点注：1、 括号内表示依用图需要而选用的精度； 2、 1:2000地形图平地采用高程全野外控制布点。(4)平面坐标与高程取至0.1米。(5)等高线插值的高程中误差见表1.3。 表1.3 等高线插值高程中误差地形类别平原微丘重丘山岭水下高程中误差（1/3）Hd（1/2）Hd（2/3）HdHd1.2Hd注：高程注记点的精度按表中0.7倍执行。(6)高程注记点应选在明显地物点和地形特征点上，其密度为图上每100cm2内520个。 第2章 平面控制测量 2.1 GPS控制测量 2.1.1布网方案本测区基础控制按一个级别进行布网，布设E级GPS控制网。E级GPS网以两个C级GPS点（点名：C级太浮山，C01）为已知点，采用边连式布设成三角锁状。基础控制作为像控点测量的基础，考虑到像控点测量除用到RTK外可能全站仪导线测量这种传统测量方法，此GPS网的点位必须要有一个通视方向。具体观测的网形设计见附图一，图2.1为控制网布网示意图： 图2.1 E级GPS网示意图2.1.2选点 1、观测站(即接收天线安置点)应远离大功率的无线电发射台和高压输电线以避免其周围磁场对GPS卫星信号的干扰。接收机天线与其距离一般不得小于200m； 2、观测站附近不应有大面积的水域或对电磁波反射(或吸收)强烈的物体，以减弱多路径效应的影响； 3、观测站应设在易于安置接收设备的地方，且视野开阔。在视场内周围障碍物的高度角，一般应大于1015，以减弱对流层折射的影响； 4、观测站应选在交通方便的地方，并且便于用其它测量手段联测和扩展； 5、对于基线较长的GPS网，还应考虑观测站附近具有良好的通讯设施(电话与电报、邮电)和电力供应，以供观测站之间的联络和设备用电；6、 点位选定后(包括方位点)，均应按规定绘制点位注记，其主要内容应包括点位及点位略图，点位的交通情况以及选点情况等。GPS网网形数据统计如表2.1。 表2.1 E级GPS网网形数据统计表项目单位数据备注已知点数个3点名：C级太浮山、D级01未知点数个7点名：E01、E02E05总基线数条15必要基线数条6独立基线数条10多余基线数条4最短基线边米1169.9基线号：E01-C太浮山最长基线边米3123.9基线号：C太浮山-C03平均基线边长米2002.3GPS网精度估算统计如表2.2。 表2.2 GPS网最短基线边边长相对中误差级别基线名基线边长水平边长中误差边长相对中误差E级E01-C太浮山1169.9m5.2mm1/227821 表2.3 GPS网最长基线边边长中误差 单位为毫米基线号相邻点基线分量中误差水平垂直C太浮山-C035.910.5 根据表2.2与表2.3的数据，GPS网的基线边长中误差与最弱边相对中误差均符合GPS测量规范要求。2.1.3埋石所有GPS控制点按地形图航空摄影测量外业规范要求制作，标石埋设时应高出地面2-4cm，不得超过，具体埋设规格见图2.2；点位标石应埋设在土质坚实的地方，始终应以看到拟建公路中线为原则，有利于路线勘测设计和施工放样。标石顶面用红色油漆注记点名；点位选在道路铺面上或山区固定、坚硬岩石上时，可以用直径不小于12mm、长度不小于15cm顶端带有“十”字中心标志的特制钢钉代替。所有GPS点都要求绘制点之记（点之记得记录表格见附录A）。点之记的栓距一般应有三个方向，距离在50米以内的应量取至0.01米；大于50米时，量至0.1米；无固定地物时，可只绘略图，不量栓距。点位说明栏内应注意说明该点座落在市（县）、乡、村的名称及大体位置。在实地标注栓距和点号时，应书写正规。 图2.2基础控制点标石埋设2.1.4仪器的选择 选择三台双频GPS接收机（型号：trimble 4700，标称精度水平：51ppm