張　恒， 于　洋

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

【摘要】公路帶狀地形圖是線路規(guī)劃設(shè)計(jì)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(shí)踐,詳細(xì)闡述了該項(xiàng)目關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù)工作，包括項(xiàng)目組織、控制測量、帶狀地形圖測繪、資料整理和檢查驗(yàn)收等環(huán)節(jié)的技術(shù)工作和注意事項(xiàng)。重點(diǎn)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(jìn)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(xiàng)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(jìn)度和成本目標(biāo)，項(xiàng)目經(jīng)理應(yīng)制定詳細(xì)的項(xiàng)目組織和實(shí)施計(jì)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(xiàng)技術(shù)工作的時(shí)間、進(jìn)度、銜接關(guān)系做好計(jì)劃，繪制橫道圖或者網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖，并根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)糾偏和調(diào)整；對測繪成果數(shù)據(jù)及時(shí)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(diǎn)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(xiàng)目經(jīng)理和各組之間應(yīng)及時(shí)溝通和銜接，做好質(zhì)量、進(jìn)度、成本等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的過程控制，從而準(zhǔn)確、高效地完成整個(gè)項(xiàng)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(jìn)行觀測。在野外測量時(shí)，結(jié)合實(shí)際地形情況，每5 km埋設(shè)一對GPS控制點(diǎn)，每對點(diǎn)平均間距500 m左右，要求每對GPS控制點(diǎn)能通視；可布設(shè)4臺雙頻GPS接收機(jī)進(jìn)行同步觀測作業(yè)，按照邊連式向前推進(jìn)，觀測前應(yīng)對GPS接收機(jī)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,如采樣間隔、高度截止角、數(shù)據(jù)記錄時(shí)段、數(shù)據(jù)發(fā)送端口、差分?jǐn)?shù)據(jù)格式等。各觀測組必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行操作，認(rèn)真執(zhí)行調(diào)度計(jì)劃；詳細(xì)記錄外業(yè)觀測信息，包括測量員、點(diǎn)名、點(diǎn)號、觀測日期、觀測時(shí)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(jī)內(nèi)的觀測數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸至計(jì)算機(jī)中，以便進(jìn)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(gè)線路采用附合導(dǎo)線的形式加密控制點(diǎn)，導(dǎo)線等級為一級導(dǎo)線。采用平差后的各對GPS控制點(diǎn)為已知點(diǎn)，按照附合導(dǎo)線的方式施測，以G開始的點(diǎn)代表GPS點(diǎn)，以D開始的點(diǎn)代表導(dǎo)線點(diǎn)(圖1)。要求沿線路前進(jìn)方向觀測左角，觀測兩個(gè)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(jì)算，嚴(yán)格檢查，各項(xiàng)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(zhǔn)的精度要求施測，起始水準(zhǔn)點(diǎn)的高程從附近的三等水準(zhǔn)點(diǎn)引測。測量時(shí)，應(yīng)嚴(yán)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(jìn)行計(jì)算。

2.3數(shù)據(jù)平差處理

所有原始測量數(shù)據(jù)必須嚴(yán)格自檢、互檢、專檢，合格后才能進(jìn)行平差計(jì)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(biāo)系中進(jìn)行基線向量網(wǎng)的三維無約束平差；②在地方坐標(biāo)系下進(jìn)行約束二維平差計(jì)算；③按精度要求檢驗(yàn)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(xiàng)限差的要求。在本工程實(shí)例中，附合導(dǎo)線應(yīng)達(dá)到一級導(dǎo)線的精度要求，三角高程測量應(yīng)達(dá)到四等水準(zhǔn)的精度要求。平差后應(yīng)提供最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差、最弱相鄰點(diǎn)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(biāo)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(jì)算思路如下：

(1)根據(jù)每個(gè)導(dǎo)線邊實(shí)測的四個(gè)豎直角和斜距數(shù)據(jù)，計(jì)算出每個(gè)邊的平均豎直角和斜距。按以下公式分別計(jì)算每個(gè)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(jì)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(jì)算出各項(xiàng)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(diǎn)均應(yīng)測量。在野外測圖時(shí)，通常將整個(gè)線路分段，每個(gè)測圖組負(fù)責(zé)本段內(nèi)的碎部測量工作。對于困難地段，跑尺員難以到達(dá)的地區(qū)，應(yīng)考慮用免棱鏡型全站儀進(jìn)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(dāng)天外業(yè)結(jié)束后，各組應(yīng)及時(shí)導(dǎo)出原始的坐標(biāo)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(cuò)，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(yàn)收

整個(gè)項(xiàng)目完成后，應(yīng)依據(jù)測繪合同、技術(shù)設(shè)計(jì)書和國家規(guī)范，對全部控制資料和地形圖資料進(jìn)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(zhǔn)確等，圖幅內(nèi)控制點(diǎn)、地物點(diǎn)、高程注記點(diǎn)的數(shù)學(xué)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(jìn)行檢查；通過隨機(jī)選擇的GPS基線復(fù)測、四等水準(zhǔn)測段檢測，檢查控制網(wǎng)的平面、高程精度的正確性。 嚴(yán)格按照“兩級檢查一級驗(yàn)收”的要求，通過對比分析、核查分析、實(shí)地檢查、實(shí)地檢測等方法檢驗(yàn)，各級檢查驗(yàn)收項(xiàng)目的比例和數(shù)量應(yīng)滿足規(guī)范要求。

項(xiàng)目收尾階段，應(yīng)按照驗(yàn)收的要求整理以下資料：項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)書、儀器檢驗(yàn)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(jì)算及成果資料(GPS控制網(wǎng)平差計(jì)算報(bào)告、附合導(dǎo)線平差計(jì)算報(bào)告、三角高程控制網(wǎng)平差計(jì)算報(bào)告)、控制點(diǎn)成果表、平面和高程控制網(wǎng)網(wǎng)圖、全線控制點(diǎn)點(diǎn)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(jìn)行作業(yè)；項(xiàng)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(gè)項(xiàng)目中的各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行過程控制，嚴(yán)格管理；項(xiàng)目完成后，嚴(yán)格按照“兩級檢查一級驗(yàn)收”的要求進(jìn)行檢查驗(yàn)收。只有做到技術(shù)過硬，嚴(yán)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(shí)到位，項(xiàng)目參與各方人員高效協(xié)同工作，才能較好的實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的質(zhì)量、進(jìn)度和成本目標(biāo)。

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【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

【中圖分類號】P208

[作者簡介]張恒(1980～)，男，工學(xué)碩士，講師，研究方向：工程測量。

[基金項(xiàng)目]四川省教育廳2015年度重點(diǎn)項(xiàng)目，項(xiàng)目編號：15ZA0377，項(xiàng)目名稱：高精度全站儀精密三角高程測量代替二等水準(zhǔn)測量研究；四川省教育廳2016年度一般項(xiàng)目，項(xiàng)目編號：16ZB0514,項(xiàng)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