工程测量规范 [附条文说明] GB50026-2007 建标库

5.3  测绘方法与技术要求

(Ⅰ)  全站仪测图

5.3.1  本条是对全站仪测图所用仪器和应用程序的基本规定,对电子手簿的采用未作具体要求。测图的应用程序,是指全站仪的基本功能程序,除满足测量的基本程序要求外,还应具有数据记录、存储、代码编辑、通信等功能,以满足内业数据处理和图形编辑的需要。采用常用数据格式的规定,主要是为了满足数据交换的需要。

5.3.2  本规范将全站仪测图(也称为野外数据采集)分为三种类型:即编码法、草图法和内外业一体的实时成图法。但随着全站仪外围配套设备的逐步完善,有些电子手簿、电子平板或掌上电脑可绘制基本的草图,此时草图的概念较人工绘制纸质草图已有所延伸。

5.3.3  全站仪增设测站点,主要是指采用极坐标法半测回测设的坐标点。当然,也可采用其他交会的方法增设。增设测站点的平面和高程精度,应高于地物、地形测绘的精度。支点的高程应往返观测检查。为避免出现粗差,作业时应注意对其他测站已测地物点的重复测量检查。

5.3.4  本条规定了全站仪测图测站安置和检核的基本要求,为新增内容。

5.3.5  关于全站仪测图的测距长度。

    测点的观测中误差可按(61)式估算:

    式中  D——测点至测站的距离;

         mD/D——测距相对中误差,按1/5000综合考虑;

         mβ——测角中误差,按45″计。

    当测点距离为100m,则可计算出每百米测点点位中误差为3cm;考虑到数据采集时,觇牌棱镜的对中偏差、测站点误差以及实测时的客观条件限制等因素,取规范表5.3.5的限值。

5.3.6  本条是全站仪测图三种作业方法的最基本要求。无论采用何种方法,对于测点的属性、地形要素的连接关系和逻辑关系等均应在作业现场清楚记载。

    本条第4款几何作图法是对全站仪测图法的补充。对几何作图法的测量数据可采用电子手簿、全站仪或人工白纸草图等形式记录。

5.3.8  测出界线外的目的,主要是为了地形图的拼接检查。

5.3.9  原始数据文件是十分重要的文件,应注意备份。数据编辑时,如数据记录有误,可修改测点编号、编码、排序等,但对于记录中的三维坐标、角度、距离等测量数据不能修改,应对错误数据进行检查分析,及时补测或返工重测。

(Ⅱ)  GPS-RTK测图

5.3.10  本条所列资料,是GPS-RTK测图应具备的基础性资料。不仅要收集控制点在国家或地方坐标系和高程系的坐标、高程,而且还应收集相应的WGS-84坐标系的坐标、高程资料,以便求算转换参数或验证转换参数。

    对已有转换参数的测区,应尽量收集应用。

    本条将国家高程基准以外的其他高程基准称为地方高程基准。

5.3.11  由于GPS接收机所获得的是WGS-84坐标系中的空间三维直角坐标,而我们通常所使用的是国家或地方坐标及正常高系统。两套系统之间的转换,是由基准转换、平面坐标转换和高程转换构成。

    1  关于基准转换。

    要将空间三维直角坐标转换到高斯平面,必须通过某一椭球面作为过渡。这种转换可采用三参数或七参数法实现。对于小于80km×80km测图范围,一般可采用三参数单点定位确定转换关系;较大测图区域宜采用七参数多点定位确定转换关系。

    一般来说,地方坐标系采用平均高程面或补偿高程面作为投影面,这个投影面与区域椭球面不平行,因此,在确定区域椭球的元素和定位时,应尽可能使投影面与区域椭球面吻合。事实上,在区域椭球面确定方面存在不足,较多采用国家参考椭球参数,其实,在目前的条件下,采用国家参考椭球元素、WGS-84椭球元素均是一种选择。

    2  关于平面坐标转换。

    依据原有的中央子午线的经度将地方参考椭球(区域椭球)大地坐标转换到高斯平面。为了保证转换坐标的起始数据与地方平面坐标系统的一致性,可在高斯平面坐标系内将GPS网进行平移和旋转来实现。确定平移、旋转和缩放四参数,不应少于4个已知点,并采用最小二乘法求解。

    3  关于高程转换。

    高程转换,可采用拟合高程测量的方法进行,其起算点的精度应采用图根以上的高程控制点精度。参见本规范4.4节的有关说明。

5.3.12  由于转换参数的质量与所用控制点的精度及分布有关,因此转换参数的使用具有区域性,仅适用于所用控制点圈定的范围及邻近区域,但其外推精度明显低于内插精度,故规定不应超越转换参数的计算所覆盖的范围。

    对输入参考站点空间直角坐标的规定,是为了避免不同时期参考站点定位的WGS-84坐标差异对GPS-RTK测量造成影响。

5.3.13  有文献认为,在15km之内GPS-RTK数据处理的载波相位的整周模糊度能够得到固定解,定位精度达到厘米级。GPS测量的高程中误差通常是平面中误差的2倍,且与到参考站之间的距离成正比关系。为保证工程测图的高程精度,将作业半径限定为10km较为适宜,即控制在短基线范围内。

5.3.15  由于GPS-RTK测量的浮动解成果精度极差,无法满足工程测图的要求,故规定必须采用固定解成果。

5.3.17  不同参考站作业时,要求检测一定数量的地物重合点。重合点点位较差的限差,取城镇建筑区地形测量的地物点点位中误差的值(见本规范表5.1.5-1);重合点高程较差的限差,取一般地区地形测量(平坦地)高程中误差的值(见本规范表5.1.5-2)。

(Ⅲ)  平板测图

5.3.19  平板测图的概念,是指传统意义上的手工成图法,即采用经纬仪或平板仪确定方向和视距、在平板上展绘成图。常用的方法有:经纬仪配合量角器测绘法、大平板仪测绘法、经纬仪(或水准仪)配合小平板测绘法等。

5.3.20  用于绘图的聚酯薄膜,应满足一定的透明度和伸缩率等要求。故本条给出了选择聚酯薄膜时的主要技术指标。

5.3.21  图廓格网线绘制和控制点展点等误差的规定,是为了保证测图最终精度所必需的精度要求,也是展点仪、坐标仪(尺)等工具可以达到的指标。

5.3.22  由于平板测图所用仪器、工具的各项误差,将直接影响测图的最终精度,即一般地区为0.8mm,城镇建筑、工矿区为0.6mm。故,将展绘工具的误差限定在0.2mm是可行的。

5.3.23  由于解析补点的精度要低于图根点的精度,点位中误差按0.3mm估算。因此,图解交会点的误差三角形内切圆直径规定为0.5mm是适宜的,对于视距支点长度相应缩短也是必要的;对于图解补点的高程较差,适当放宽为平地基本等高距的1/5、山地基本等高距的1/3是合理的。

5.3.24  根据平板测图的最大视距长度,推算点位中误差见表12,可以看出本条所采用的限值是合适的,点位中误差基本满足规范表5.1.5-1的要求。

表12  平板测图的最大视距长度和点位中误差

5.3.25  平板仪对中的偏差不应大于图上0.05mm,当采用垂球对点时,也是容易达到的。测站上校核方向线的偏差不应大于图上0.3mm,这是人眼可察觉到的图解误差的最小值。

5.3.26  根据实践经验,每幅图测出图廓外5mm是图幅接边所必须的,也是比较适宜的。

5.3.28  由于相邻两图幅接边处各自的中误差为M,则,其较差为M,限差为2M。

(Ⅳ)  数字地形图的编辑处理

5.3.30  近十年来,数字化成图软件发展迅速,但版本较杂,其输出结果也不尽相同,特别是在线型、图块的使用上,虽然输出纸图是一致的,但其电子版图却有许多差别,有些设计院反映,某些软件所生成的地形图使用不甚方便。如,在人机交互式绘图中往往出现点线不符、连接关系表示不明确、坎状物交叉处问题较多等。为此,规范修订对数字地形图的编辑处理给出了相关的具体要求,对数字地形图编辑处理软件的测试和使用作出了基本规定。

5.3.31  数据处理,是数字地形图绘制的重要环节。数据处理软件通常与成图软件为一体,组成数字地形图绘制系统。其基本功能是将采集的数据传输至计算机,并将不同记录格式的数据进行转换、分类、计算、编辑,为图形处理提供必要的绘图信息和数据源。

    随着数字地形图的广泛应用,更加强调地形图各种属性信息的重要性。因此,地形、地物相关属性信息的编写赋值,是数字地形图编辑的一项重要内容。例如,有些数字地形图产品的等高线没有具体的高程赋值,给设计部门的应用造成一定的困难。

5.3.32  对地形图要素进行分层表示是十分必要的。基于目前现状,本规范对地形要素的分层等属性不作统一规定。

5.3.33、5.3.34  受成图软件功能的限制,在批量生成图形时,会出现一些符号、文字注记、高程注记、线条相互交叉重叠等现象;曲线拟合时,如拟合参数选取不当,也会使曲线失真等不符合本规范第5.3.38~5.3.44条要求的情况。因此,对所生成的图形还应进行全面的校对、检查和编辑处理。

5.3.35  关于数字地形图分幅。

    1  根据成图需要进行分幅裁剪时,要求检查编辑每幅图的图边数据,避免出现以下情况:

    1)点位(如控制点、地形点等)与注记分离;

    2)点状符号(如独立地物、控制点、管线等符号)被裁分;

    3)注记文字被裁分,出现注记不完整;

    4)图边线条(或文字)被意外删除等。

    2  图廓及坐标格网要求采用成图软件自动绘制。当个别格网需要编辑时,应采用坐标展绘。在计算机屏幕量取的图廓及格网坐标应和理论值一致。

5.3.36  数字地形图的编辑检查,类似于平板测图中的内业自检,是计算机成图不可缺少的一个过程。

5.3.37  图形编辑完成后,要求在绘图仪上按相应比例尺输出检查图,除对图面内容进行内外业检查外,还要求检查绘图质量。这里的绘图质量检查,主要是指图廓线的绘制精度检查。

(Ⅴ)  纸质地形图的绘制

5.3.38~5.3.46  这里是对用手工完成地形图的绘制、原图着黑、映绘、清绘与刻绘等工作,而提出的绘图质量要求。