林業(yè)勘界測(cè)量導(dǎo)線平面控制技術(shù)指標(biāo)研究

齊公玉,邱衛(wèi)寧,花向紅,雷慶祥,彭詞清

(1.武漢大學(xué) 測(cè)繪學(xué)院,湖北 武漢 430079;2.廣東省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院,廣東 廣州 510510;3.武漢大學(xué) 災(zāi)害監(jiān)測(cè)與防治研究中心,湖北 武漢 430079)

林業(yè)勘界測(cè)量導(dǎo)線平面控制技術(shù)指標(biāo)研究

齊公玉1,3,邱衛(wèi)寧1,3,花向紅1,3,雷慶祥2,彭詞清2

(1.武漢大學(xué) 測(cè)繪學(xué)院,湖北 武漢 430079;2.廣東省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院,廣東 廣州 510510;3.武漢大學(xué) 災(zāi)害監(jiān)測(cè)與防治研究中心,湖北 武漢 430079)

參照《工程測(cè)量規(guī)范》導(dǎo)線平面控制網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)確定方法,結(jié)合林業(yè)勘界測(cè)量要求,在界址點(diǎn)誤差已確定的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)根據(jù)界址點(diǎn)誤差確定圖根控制點(diǎn)誤差的公式,并研究控制導(dǎo)線各等級(jí)技術(shù)指標(biāo)確定的步驟。最后通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算,得出林業(yè)勘界測(cè)量的參考指標(biāo)。

林業(yè)勘界測(cè)量;面積誤差;界址點(diǎn)誤差;導(dǎo)線技術(shù)指標(biāo)

林地的測(cè)量相比土地測(cè)量,其特點(diǎn)是面積大、精度要求相對(duì)較低。如果按照現(xiàn)有的《工程測(cè)量規(guī)范》或《地籍測(cè)繪規(guī)范》技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量,必然導(dǎo)致勘測(cè)費(fèi)用過(guò)高。為了降低林地測(cè)量的費(fèi)用,同時(shí)要求達(dá)到林地測(cè)量精度要求,有必要推導(dǎo)出適用于林地的專門測(cè)量技術(shù)指標(biāo)。

根據(jù)面積誤差確定導(dǎo)線平面控制網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)分為3個(gè)部分,一是根據(jù)面積誤差確定界址點(diǎn)誤差公式;二是根據(jù)面積誤差確定圖根控制點(diǎn)誤差的公式;三是根據(jù)圖根控制點(diǎn)誤差大小和逐級(jí)控制的思想確定導(dǎo)線平面控制網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)。界址點(diǎn)誤差的大小不僅與面積誤差的大小相關(guān),而且與圖形形狀相關(guān),為了保證界址點(diǎn)的精度,計(jì)算中必須選擇最差的圖形。由于篇幅的限制,界址點(diǎn)誤差大小的確定另文討論。本文首先經(jīng)過(guò)一系列的推導(dǎo),給出了根據(jù)界址點(diǎn)誤差確定圖根控制點(diǎn)誤差的公式;然后,給出了林地測(cè)量中平面控制網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)確定的參考方法;最后,經(jīng)過(guò)計(jì)算得出林業(yè)勘界測(cè)量的參考指標(biāo)。該過(guò)程對(duì)林業(yè)勘界測(cè)量技術(shù)規(guī)范的制定具有一定的參考價(jià)值。

1 根據(jù)界址點(diǎn)誤差確定圖根控制點(diǎn)誤差

界址點(diǎn)的誤差分兩部分,一部分是放樣誤差mF,一部分是控制點(diǎn)誤差 mK,即

如圖1所示,A、B為圖根控制點(diǎn)。利用極坐標(biāo)法放樣得到界址點(diǎn) P。

界址點(diǎn) P的坐標(biāo)為

圖1 極坐標(biāo)法放樣

式中:d xA、d yA、dα0是由控制點(diǎn)引起的誤差。d l、dβ項(xiàng)則是放樣時(shí)的邊長(zhǎng)和角度的誤差。

根據(jù)坐標(biāo)與邊長(zhǎng)、方位角及角度間的微分關(guān)系有

假設(shè)控制點(diǎn)點(diǎn)位精度相同,可以得到控制點(diǎn)引起界址點(diǎn)的點(diǎn)位誤差為

計(jì)算中需保證 m控最小,取放樣長(zhǎng)度一般300 m為最大;β=180°;放樣的控制邊長(zhǎng)度取各等級(jí)最短的平均邊長(zhǎng)s=100 m;根據(jù)《地籍控制測(cè)量研究1》(測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)化)中提到,常規(guī)的J6經(jīng)緯儀在儀器經(jīng)過(guò)檢校的情況下,其測(cè)角方向誤差不會(huì)超過(guò)30″,無(wú)論是使用測(cè)距儀或鋼尺,測(cè)距誤差一般不大于±15 mm,確定放樣時(shí)的測(cè)角誤差為 mβ=30″,測(cè)距誤差為 ml=15 mm;根據(jù)《工程測(cè)量規(guī)范》GB50026-2007,確定對(duì)中誤差影響為5 mm,界址點(diǎn)標(biāo)定誤差為5 mm。

2 導(dǎo)線各等級(jí)技術(shù)指標(biāo)的確定方法

2.1 各等級(jí)指標(biāo)確定原則

1)根據(jù)面積誤差的要求選定合適的控制點(diǎn)誤差的大小為 mmax。

2)逐級(jí)控制,從高級(jí)到低級(jí)依次加密。

3)保證導(dǎo)線最弱點(diǎn)中誤差 m最弱≤mmax。

4)參照《工程測(cè)量規(guī)范》進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算。

2.2 各等級(jí)測(cè)角、測(cè)距和平均邊長(zhǎng)指標(biāo)的選擇

考慮到林地測(cè)量的精度要求低,故放寬一些指標(biāo)的要求。各等級(jí)的測(cè)角中誤差、測(cè)距中誤差取《工程測(cè)量規(guī)范》中同等級(jí)要求,平均邊長(zhǎng)取《工程測(cè)量規(guī)范》中相應(yīng)高一級(jí)的平均邊長(zhǎng)。用 mβ、mD、l平分別表示測(cè)角、測(cè)距中誤差和平均邊長(zhǎng),則有

1)三級(jí)導(dǎo)線 mβ =12″,mD=15 mm,l平=0.25 km。

2)二級(jí)導(dǎo) 線 mβ =8″,mD=15 mm,l平 =0.5 km。

3)一級(jí)導(dǎo) 線 mβ =5″,mD=15 mm,l平=1.5 km。

4)四等導(dǎo)線 mβ =2.5″,mD=18 mm,l平 =3 km。

2.3 各等級(jí)導(dǎo)線控制網(wǎng)的控制面積和導(dǎo)線的最大長(zhǎng)度指標(biāo)選擇

各等級(jí)導(dǎo)線控制網(wǎng)的控制面積和導(dǎo)線的最大長(zhǎng)度指標(biāo)選擇思想是:選擇首級(jí)控制網(wǎng)的等級(jí),假設(shè)測(cè)區(qū)面積為A,先對(duì)該測(cè)區(qū)布設(shè)該等級(jí)導(dǎo)線網(wǎng),然后用低于該等級(jí)的導(dǎo)線網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行加密,直到最低等級(jí)的三級(jí)導(dǎo)線網(wǎng),最后求出所有控制點(diǎn)中最弱點(diǎn)的點(diǎn)位精度 m最弱,如果精度滿足 m最弱≤mmax,則認(rèn)為該等級(jí)控制網(wǎng)能作為面積大小為 A的測(cè)區(qū)的首級(jí)控制網(wǎng),求滿足上述條件的 A的最大值,該值為該等級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)作為首級(jí)控制網(wǎng)時(shí)能控制的測(cè)區(qū)最大面積。根據(jù)最大面積可以求出導(dǎo)線最大長(zhǎng)度。

1)從三級(jí)導(dǎo)線開(kāi)始,依次假定各級(jí)導(dǎo)線作為首級(jí)控制網(wǎng)。根據(jù)選定的各等級(jí)導(dǎo)線的平均邊長(zhǎng),確定加密導(dǎo)線的等級(jí)。

首級(jí)控制網(wǎng)為三級(jí)導(dǎo)線時(shí),其下無(wú)需再進(jìn)行加密。

首級(jí)控制網(wǎng)為二級(jí)導(dǎo)線時(shí),進(jìn)行三級(jí)導(dǎo)線加密。

首級(jí)控制網(wǎng)為一級(jí)導(dǎo)線時(shí),先進(jìn)行二級(jí)導(dǎo)線加密,再進(jìn)行三級(jí)導(dǎo)線加密。

首級(jí)控制網(wǎng)為四等導(dǎo)線時(shí),先進(jìn)行一級(jí)導(dǎo)線加密,再進(jìn)行二級(jí)導(dǎo)線加密,最后進(jìn)行三級(jí)導(dǎo)線加密。

2)為方便求解進(jìn)行以下假設(shè):

假設(shè)導(dǎo)線網(wǎng)采用附合導(dǎo)線進(jìn)行布設(shè);

假設(shè)起點(diǎn)與測(cè)角量邊對(duì)中點(diǎn)引起的誤差按“等影響”原則處理。

3)計(jì)算各等級(jí)作為首級(jí)控制時(shí)的導(dǎo)線最弱點(diǎn)。

該計(jì)算主要參照《工程測(cè)量規(guī)范》GB 50026—2007條文,說(shuō)明如式(9),得出各等級(jí)作為首級(jí)控制時(shí)的最弱點(diǎn)計(jì)算公式如下:

需要說(shuō)明的是,當(dāng)選取某一等級(jí)作為首級(jí)控制時(shí),考慮到要引入外部的起算點(diǎn),因此,該等級(jí)作為首級(jí)控制時(shí)計(jì)算的點(diǎn)數(shù) n需要加1。

4)選取各等級(jí)滿足 m最弱≤mmax的面積最大值,作為該等級(jí)能控制的最大面積A。

5)根據(jù)各等級(jí)控制的最大面積A確定各等級(jí)的導(dǎo)線全長(zhǎng)

6)確定導(dǎo)線全長(zhǎng)閉合差。導(dǎo)線終點(diǎn)誤差為

取2倍導(dǎo)線終點(diǎn)的總誤差作為限值。則求得導(dǎo)線相對(duì)閉合差公式為1/T=2M終/〔S〕。

3 導(dǎo)線平面控制網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)

當(dāng)要求控制點(diǎn)的精度≤15 cm時(shí),由此計(jì)算各等級(jí)導(dǎo)線的主要技術(shù)指標(biāo),其結(jié)果見(jiàn)表1。首級(jí)平面控制網(wǎng)等級(jí)要求見(jiàn)表2。

表1 各級(jí)導(dǎo)線的技術(shù)指標(biāo)

表2 首級(jí)平面控制網(wǎng)等級(jí)要求

需要說(shuō)明的是:①以上推導(dǎo)只推導(dǎo)到四等導(dǎo)線,這是因?yàn)楫?dāng)導(dǎo)線長(zhǎng)度大于27 m時(shí),已經(jīng)不再適合使用導(dǎo)線。②根據(jù)不同方法計(jì)算(限于篇幅未列出計(jì)算過(guò)程),按最弱控制點(diǎn)精度±15 cm要求推導(dǎo)出導(dǎo)線技術(shù)指標(biāo)做導(dǎo)線控制,能保證測(cè)區(qū)面積精度優(yōu)于 3 種面積精度(1/1000、1/500、1/200)。

[1]中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì).GB50026-2007工程測(cè)量規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2008.

[2]鐵道部.TB10101-99新建鐵路工程測(cè)量規(guī)范[S].北京:中國(guó)鐵道出版社,2008.

[3]交通部第一公路勘察設(shè)計(jì)院.JTJ 061—99公路勘測(cè)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,1999.

[4]潘正風(fēng).數(shù)字測(cè)圖原理與方法[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2004:172-190.

[5]孔祥元.大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2005:205-220.

[6]武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院平差學(xué)科組.誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2003:23-35.

[7]郭宗河,鄭進(jìn)風(fēng).全站儀面積測(cè)量及其精度分析[J].測(cè)繪通報(bào),2002(3):30-31.

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[10]孔祥元.原始數(shù)據(jù)誤差對(duì)放樣點(diǎn)精度影響的探討[J].武漢測(cè)繪科技大學(xué)學(xué)報(bào),1988,13(2):11-23.

Study on the techn ical indicators of wire plane control network in forest demarcation measurement specifications

Q IGong-yu1,3,Q IU Wei-ning1,3,HUA Xiang-hong1,3,LEIQing-xiang2,PENG Ci-qing2
(1.School of Geodesy and Geomatics,Wuhan University,Wuhan 430079,China;2.Forest Invento ry and Planning Institute,Guangzhou 510510,China;3.Hazard Monito ring and Prevention Research Center,Wuhan University,Wuhan 430079,China)

On the base of themethod of determining the technical indicatorsof w ire p lane control network in engineering survey specifications,considering the need in forest demarcation measurement,the formulas boundary point erro r and graph-root control point erro r are derived in this paper,w hen the boundary point erro r is know n.The methods and step s of determ ining the technical indicato rs are given also.In the end,through the data p rocessing,the reference technical indicato rs are wo rked out.

fo rest demarcation measurement;area erro r;boundary point erro r;w ire specifications

P207

A

1006-7949(2010)06-0061-04

2009-11-25

精密工程與工業(yè)測(cè)量國(guó)家測(cè)繪局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金資助項(xiàng)目(PF2009-2);廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)制定資助項(xiàng)目(2008-DB-01)

齊公玉(1986-),女,碩士研究生.

[責(zé)任編輯劉文霞]