公路帶狀地形圖測繪方法研究

張　恒， 于　洋

(1. 四川建筑職業(yè)技術(shù)學院，四川德陽 618000； 2. 滁州學院， 安徽滁州 239000)

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公路帶狀地形圖測繪方法研究

張恒1， 于洋2

(1. 四川建筑職業(yè)技術(shù)學院，四川德陽 618000； 2. 滁州學院， 安徽滁州 239000)

【摘要】公路帶狀地形圖是線路規(guī)劃設(shè)計和施工等工作的基礎(chǔ)測繪資料。結(jié)合某公路帶狀地形圖測繪實踐,詳細闡述了該項目關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù)工作，包括項目組織、控制測量、帶狀地形圖測繪、資料整理和檢查驗收等環(huán)節(jié)的技術(shù)工作和注意事項。重點分析了以三等GPS控制網(wǎng)作為測區(qū)首級控制，一級導(dǎo)線進行加密，采用四等精度三角高程測量的技術(shù)作業(yè)過程和數(shù)據(jù)處理思路，為類似工程提供技術(shù)參考。

【關(guān)鍵詞】公路；地形圖；控制測量；三角高程測量

1項目組織

公路帶狀地形圖測繪是建立線路全線平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，按要求完成線路帶狀大比例尺地形圖的測繪工作。為了完成測繪任務(wù)的質(zhì)量、進度和成本目標，項目經(jīng)理應(yīng)制定詳細的項目組織和實施計劃，合理組織人員，做到任務(wù)分工明確具體，人員調(diào)度有序；對各項技術(shù)工作的時間、進度、銜接關(guān)系做好計劃，繪制橫道圖或者網(wǎng)絡(luò)計劃圖，并根據(jù)實際情況及時糾偏和調(diào)整；對測繪成果數(shù)據(jù)及時檢核和歸檔。通常，按照人員構(gòu)成、作業(yè)工序、現(xiàn)場儀器設(shè)備、后勤保障等情況，可將人員分為踏勘選點埋石組、控制測量組、測圖組、內(nèi)業(yè)審核組、后勤保障組、儀器管理組等。項目經(jīng)理和各組之間應(yīng)及時溝通和銜接，做好質(zhì)量、進度、成本等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的過程控制，從而準確、高效地完成整個項目。

2控制測量

2.1首級GPS控制測量

首級GPS控制測量采用靜態(tài)觀測模式，本工程按照三等GPS控制網(wǎng)的技術(shù)要求進行觀測。在野外測量時，結(jié)合實際地形情況，每5 km埋設(shè)一對GPS控制點，每對點平均間距500 m左右，要求每對GPS控制點能通視；可布設(shè)4臺雙頻GPS接收機進行同步觀測作業(yè)，按照邊連式向前推進，觀測前應(yīng)對GPS接收機參數(shù)進行設(shè)置,如采樣間隔、高度截止角、數(shù)據(jù)記錄時段、數(shù)據(jù)發(fā)送端口、差分數(shù)據(jù)格式等。各觀測組必須嚴格按照規(guī)范要求進行操作，認真執(zhí)行調(diào)度計劃；詳細記錄外業(yè)觀測信息，包括測量員、點名、點號、觀測日期、觀測時間段、數(shù)據(jù)文件名、天線高、衛(wèi)星狀況等。每日觀測結(jié)束后，應(yīng)將存儲在接收機內(nèi)的觀測數(shù)據(jù)及時傳輸至計算機中，以便進行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查和預(yù)處理。

2.2附合導(dǎo)線和三角高程測量

整個線路采用附合導(dǎo)線的形式加密控制點，導(dǎo)線等級為一級導(dǎo)線。采用平差后的各對GPS控制點為已知點，按照附合導(dǎo)線的方式施測，以G開始的點代表GPS點，以D開始的點代表導(dǎo)線點(圖1)。要求沿線路前進方向觀測左角，觀測兩個測回，記錄各方向的方向值，各測回間應(yīng)按要求配置度盤。野外測量的原始數(shù)據(jù)應(yīng)記錄在規(guī)定的表格內(nèi)，現(xiàn)場計算，嚴格檢查，各項限差均滿足規(guī)范要求后才能搬站。

圖1　附合導(dǎo)線測量示意

本工程高程控制測量按四等水準的精度要求施測，起始水準點的高程從附近的三等水準點引測。測量時，應(yīng)嚴格對中、整平全站儀，通過測量各導(dǎo)線邊的豎直角和斜距、測站儀器高、鏡站棱鏡高等信息進行計算。

2.3數(shù)據(jù)平差處理

所有原始測量數(shù)據(jù)必須嚴格自檢、互檢、專檢，合格后才能進行平差計算。其中，GPS平面控制網(wǎng)的基線解算和平差使用GPS自帶的靜態(tài)處理軟件包解算，解算步驟如下：①在WGS-84坐標系中進行基線向量網(wǎng)的三維無約束平差；②在地方坐標系下進行約束二維平差計算；③按精度要求檢驗同步環(huán)、重復(fù)基線較差和異步環(huán)的基線解算質(zhì)量。

附合導(dǎo)線和三角高程路線的平差采用COSAWIN軟件，按照平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)的格式整理數(shù)據(jù)，利用軟件平差后應(yīng)檢查精度是否符合各項限差的要求。在本工程實例中，附合導(dǎo)線應(yīng)達到一級導(dǎo)線的精度要求，三角高程測量應(yīng)達到四等水準的精度要求。平差后應(yīng)提供最弱點點位中誤差、最弱相鄰點邊長相對中誤差、單位權(quán)中誤差、測角中誤差等精度數(shù)據(jù)。附合導(dǎo)線應(yīng)提供角度閉合差、坐標閉合差、導(dǎo)線全長相對閉合差等精度數(shù)據(jù)。三角高程應(yīng)提供高差閉合差等精度數(shù)據(jù)。

三角高程的計算思路如下：

(1)根據(jù)每個導(dǎo)線邊實測的四個豎直角和斜距數(shù)據(jù)，計算出每個邊的平均豎直角和斜距。按以下公式分別計算每個邊的往測高差和返測高差,式中:Δh1-2、Δh2-1分別表示12邊的往測和返測高差;K的取值由測區(qū)地形條件決定,K1為往測的值,K2為返測的值。

由于計算量較大，可將原始數(shù)據(jù)按指定格式輸入Excel，通過編輯公式，即可快速計算出各項數(shù)據(jù)。

3公路帶狀地形圖測繪

公路帶狀地形圖測繪，通常要求測繪道路兩側(cè)各一定寬度范圍內(nèi)的帶狀數(shù)字化地形圖，該范圍內(nèi)的建筑物、溝渠、河流、樹林、農(nóng)田等地物及反映地貌的高程點均應(yīng)測量。在野外測圖時，通常將整個線路分段，每個測圖組負責本段內(nèi)的碎部測量工作。對于困難地段，跑尺員難以到達的地區(qū)，應(yīng)考慮用免棱鏡型全站儀進行觀測。根據(jù)現(xiàn)場地形難易程度、作業(yè)人員熟練程度等因素，可采用草圖法、編碼法等多種測圖方法。當天外業(yè)結(jié)束后，各組應(yīng)及時導(dǎo)出原始的坐標數(shù)據(jù)文件，按照野外繪制的草圖在CASS中繪制地形圖，等高線可在所有外業(yè)結(jié)束后，將原始數(shù)據(jù)合并后統(tǒng)一繪制和編輯。為了防止出錯，將所有原始數(shù)據(jù)和成果數(shù)據(jù)做好記錄說明和備份。

4資料整理和檢查驗收

整個項目完成后，應(yīng)依據(jù)測繪合同、技術(shù)設(shè)計書和國家規(guī)范，對全部控制資料和地形圖資料進行概查、詳查和抽查。內(nèi)業(yè)主要檢查圖面質(zhì)量,地物表示是否合理完整，圖式符號是否準確等，圖幅內(nèi)控制點、地物點、高程注記點的數(shù)學精度、等高線繪制質(zhì)量等；外業(yè)檢查采用抽查巡視的方式，對地物地貌要素、符號及注記等進行檢查；通過隨機選擇的GPS基線復(fù)測、四等水準測段檢測，檢查控制網(wǎng)的平面、高程精度的正確性。 嚴格按照“兩級檢查一級驗收”的要求，通過對比分析、核查分析、實地檢查、實地檢測等方法檢驗，各級檢查驗收項目的比例和數(shù)量應(yīng)滿足規(guī)范要求。

項目收尾階段，應(yīng)按照驗收的要求整理以下資料：項目技術(shù)設(shè)計書、儀器檢驗校正證明資料、控制測量外業(yè)資料(GPS觀測記錄手簿、導(dǎo)線及三角高程記錄手簿)、控制測量計算及成果資料(GPS控制網(wǎng)平差計算報告、附合導(dǎo)線平差計算報告、三角高程控制網(wǎng)平差計算報告)、控制點成果表、平面和高程控制網(wǎng)網(wǎng)圖、全線控制點點之記、電子版地形圖、測圖技術(shù)總結(jié)等資料。

5結(jié)束語

公路帶狀地形圖測繪工作中，技術(shù)人員應(yīng)以相關(guān)技術(shù)規(guī)范和測繪合同為依據(jù)進行作業(yè)；項目經(jīng)理應(yīng)從管理、技術(shù)、后勤保障等環(huán)節(jié)做好調(diào)控，對整個項目中的各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行過程控制，嚴格管理；項目完成后，嚴格按照“兩級檢查一級驗收”的要求進行檢查驗收。只有做到技術(shù)過硬，嚴格按照規(guī)范要求操作，對各作業(yè)環(huán)節(jié)質(zhì)量層層把關(guān)，組織管理和溝通工作及時到位，項目參與各方人員高效協(xié)同工作，才能較好的實現(xiàn)項目的質(zhì)量、進度和成本目標。

參考文獻

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【文獻標志碼】A

【中圖分類號】P208

[作者簡介]張恒(1980～)，男，工學碩士，講師，研究方向：工程測量。

[基金項目]四川省教育廳2015年度重點項目，項目編號：15ZA0377，項目名稱：高精度全站儀精密三角高程測量代替二等水準測量研究；四川省教育廳2016年度一般項目，項目編號：16ZB0514,項目名稱：基于Android平臺的測量數(shù)據(jù)處理組件開發(fā)及應(yīng)用。

[定稿日期]2015-06-30