成功案例

伊犁地震灾后重建1:1000地形图基础测绘

2020-06-29 中勘 5

1、 概述

(1) 任务来源

  受新疆维吾尔自治区测绘地理信息局委托,国家测绘局第四地形测量队承担新疆1:1000村庄和非县城建制镇试点区域地籍调查底图制作项目察布查尔锡伯自治县试点区地籍底图生产任务。本项目由新疆维吾尔自治区测绘地理信息局负责组织实施航空摄影及底图生产技术指导。

  单位承担此项任务的目的,是察布查尔锡伯自治县村庄和非县城建制镇地籍调查提供满足设计和使用要求的1:1000比例尺工作底图。

(2) 行政隶属和测区范围

       测区行政隶属于新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州察布查尔锡伯自治县。

察布查尔锡伯自治县测区行政隶属于新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州察布查尔锡伯自治县,该县是全国唯一的以锡伯族为主体的多民族聚居的自治县,位于新疆维吾尔自治区西部,伊犁河谷盆地伊犁河南岸和中天山西端,介于东经80°31′-81°43′,北纬43°17′-43°57′之间。测区内村庄和非县城建制镇分布见图-1。

图片关键词

-1  测区内村庄分布图

(3) 项目主要工作内容和完成工作量

共布设、施测D级GPS控制点5个、E级GPS控制点43个。

成图面积约126.76平方千米,其中航测法测图面积为92.76平方千米,边境区域农村全野外测图面积约32.79平方千米,偏远区域农村全野外测图面积约1.21平方千米。

(4) 测区内自然地理概况

察布查尔锡伯自治县测区东以塔尔德沟为界与巩留县为邻,西以中俄《伊犁界约》线为国界与哈萨克斯坦国相接,南以乌孙山分水岭为界与特克斯、昭苏两县毗连,北隔伊犁河与伊宁市、伊宁县、霍城县相望。县境东西长90公里,南北宽70公里,总面积4430.24平方公里。县辖13个乡镇、1个国营农场、1个农村经济管理中心,驻县有伊犁州奶牛场和兵团农四师67团、68团、69团等单位。全县总面积4485平方公里,人口18.9万人,由25个民族组成,少数民族占72%。

测区地势自南向北形成多级阶梯,东窄西宽,南高北低,自东向西渐趋开阔,自南向北逐渐平坦,形状象一面打开的旗帜。地形分为南部山区、山麓、丘陵、中部倾斜平原、北部河流阶地和河漫滩等五个地貌类型。有伊犁河、察布查尔河等水系。属大陆性北温带温和干旱气候,热量丰富,光照充足,四季分明,冬春长,冬季寒冷,夏秋短,夏季炎热,降水较少,年均气温7.9℃,极端最高气温39.5 ℃,极端最低气温-43.2℃。

2、 生产组织

(1) 组织机构及人员配置

成立察布查尔锡伯自治县1:1000地籍调查底图制作项目部,项目部由项目管理部、外业中队、内业中队、全野外测图中队和质检小组组成;项目管理部设项目总负责1人,现场项目经理1人,技术负责1人,质量监督员1人;外业技术人员17人,内业中队21人,共计组成38人的施工队伍。

(2) 仪器设备配置

配置使用的设备设备如下表:

-2  投入的仪器设备

序号

设备及软件名称

型号/版本

数量

精度指标

用途

1

GPS接收机

南方测绘

S82T型

4

5mm+1ppm RMS(H)

5mm+1ppm RMS(V)

GPS测量

2

GPS接收机

拓普康

Haper Ⅱ 型

6

5mm+1ppm RMS(H)

5mm+1ppm RMS(V)

地形测量

3

笔记本电脑

戴尔

联想

6


内业计算、编图

4

TBC 软件

V2.6

1


GPS数据处理

5

南方 CASS

V9.0

15


内业成图

6

越野车

现代途胜

北汽长城

长丰猎豹

5


运输

7

数字摄影测量

工作站

Intergraph SSK

18


航测成图

8

台式计算机

联想

12


地图编辑

9

绘图仪

HP500

2

A0幅面,700DPI

地图输出

以上使用的所用的测绘仪器接收机均经过国家技术监督部门授权的测绘仪器检定部门进行了检定,各项精度指标符合规范和设计要求。

(3) 生产组织及技术流程

   测区位于新疆天山北麓,施工时间正值伊宁地区春夏之交。项目任务重、工期紧,因此要充分考虑到外业测量的施工难度,给予外业人员最大限度的生产自主权和人力、物力保障,以期调到职工生产积极性。

   本项目采用两种成图方法同时作业,多工序同时穿插进行施工,工序间的衔接、人力物力调配得当,科学管理,提高了工作效率,且重视工程质量,认真仔细把好了每一道工序质量关。

        项目采用全野外实测、航测外业和航测内业同步推进的方式进行施工。在外业进行控制测量期间,航测内业进行资料整理、相对定向等工作;航测外业中队完成像控点测量后,立即将像片控制测量成果报送内业,内业完成空三加密。

        外业调绘采用内业数据采集成图作为地图进行调绘。航测外业现场调绘期间,航测内业同步进行数据采集和编辑,并将地形草图发到外业进行最终核对检查。外业检查无误后,将地形图回放,提交质检部门检查验收。

外业工作分为野外全数字化测图和航空摄影外业测量两部分,分别由两个外业中队独立承担,工序及流程如图3。

以全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等技术为手段,依照现行国家标准、测绘行业标准以及有关规定,充分利用现有基础测绘资料,为项目区域基础地理信息的采集及工程建设提供空间位置基准;通过航外像片控制点联测,然后内业进行航内空中三角测量,通过地物、地貌信息数据采集、编辑制作1:1000数字线划图(DLG)、数字正射影像图(DOM),即地籍调查底图外业依据底图进行地籍调查、地物的调绘和补测工作。

项目生产工艺流程如下:



图片关键词


2 项目生产工艺流程

(4) 生产完成情况

项目进度与新疆1:1000村庄和非县城建制镇试点区域地籍调查底图制作项目” 总体要求保持一致,具体如下:

设计: 2011年11月9日完成专业技术设计书编写。

出测时间:2011年11月10日起分批出测。

生产进度:

2012年3月29日,完成基础控制测量;

2012年4月26日,完成航测区像片控制测量;

2012年5月25日,完成全野外数字测量区域外业工作、航测区域像片调绘和航测内业采集工作;

2012年5月29日,完成地形图检查和修改;

2012年5月30日,汇交测绘成果资料。

本项目完成工作量如下表:

完成本测区内   幅共    km21:1000地形图的相关控制测量、像片控制测量以及野外调绘、测图工作            并制作数字线划图(DLG),摄影测量法制作数字正射影像图(DOM)。

3、 作业基准及技术指标

(1) 数学基准及产品规格

平面坐标采用1980西安坐标系,高斯三度带投影(带号27,中央经线81度);

高程采用1985国家高程基准,控制点的高程采用新疆维吾尔自治区测绘地理信息局似大地水准面精化成果(2011年)计算;

1∶1000地形图正方形标准分幅,面大小为50cm×50cm

数据格式:DLG制图数据格式采用AutoCAD2004、CASS9.0的DWG格式,图形文件以图幅编号*.dwg格式保存。元数据格式为图幅编号*.MAT。入库数据为MDB格式,数据分层及属性定义按照自治区编写的《1:500、1:1000、1:2000数据规定xg》执行。

11000数字线划图的精度如下表

-3


内业加密点

重要地物

次要地物

界址点

点位中误差(图上)

±0. 25 mm

±0.55mm

±0.8 mm

±0.55 mm

限差

2倍中误差

1.5倍中误差

1:1000数字正射影像图(DOM)产品由数字正射影像图和元数据文件组成,数学精度如表-4所示。

4 DOM精度要求

项    目

参    数

影像地面分辨率

0.2m

颜  色

真彩色

图幅接边限差

平地、丘陵地0.3m(1.5个像素)

明显地物点

点位中误差

0.55m(相对于附近野外控制点)

DOM数据采用非压缩TIFF格式,地理信息头文件采用TFW格式(包含影像的定位点击分辨率等信息),元数据制作规定按照CH/T 1007-2001《基础地理信息数字产品元数据》执行;DOM数据采用内图廓范围矩形进行裁切,不外扩。

 (2)采用技术标准

采用技术标准:

1)《测绘技术设计规定》(CH/T 1004-2005);

2)《城市测量规范》(CJJ8-99);

3)《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T 18314-2009);

4)《卫星定位城市测量技术规范》(CJJ/T 73-2010);

5)《国家三、四等水准测量规范》GB/T 12898-2009)

6)《工程测量规范》(GB 50026-2007);

7)《1:500 1:1000 1:2000外业数字测图技术规程》(GB/T 14912-2005);

8)《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);

9)《1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量外业规范》(GB/T 7931-2008);

10)《1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量内业规范》(GB/T 7930-2008);

11)《国家基本比例尺地图图式1:500 1:1000 1:2000地形图图式》(GB/T 20257.1-2007),以下简称《图式》;

12)《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》(CH/T 2009-2010);

13)《数字航空摄影测量 空中三角测量规范》(GB/T 23236-2009);

14)《测绘技术总结编写规定》(CH/T 1001-2005);

15)《测绘成果质量检查与验收》(GB/T 24356-2009);

16)《数字测绘成果质量检查与验收》(GB/T 18316-2008);

17)《国家基本比例尺地形图分幅和编号》(GB/T 13989-92);

18)《基础地理信息数字成果1:500 1:1000 1:2000数字线划图》(GB/T 9008.1-2010);

19)《基础地理信息数字产品元数据》(CH/T 1007-2001);

20)《基础地理信息数字产品数据文件命名规则》(CH/T 1005-2000);

21)《新疆维吾尔自治区行政区划简册》自治区民政厅2010年编制。

22)《1:500 1:1000 1:2000地形图要素分类与代码》(GB 14804-1993);

23)《基础地理信息要素分类与代码》(GB/T 13923-2006);

24)《基础地理信息标准数据基本规定》(GB 21139-2008);

25)《地名分类与代码编制规则》(GB/T 18521-2001);

26)《基础地理信息要素数据字典第1部分:1:500 1:1000 1:2000基础地理信息要素数据字典》(GB/T 20258.1-2006)以下简称《数据字典》。

27)自治区测绘局新编写的《1∶500、1:1000、1:2000数据规定xg》;

28)《新疆1∶1000村庄和非县城建制镇地籍调查底图制作试点区域项目设计书》;

(3) 已有资料利用情况

本测区起算点采用新疆维吾尔自治区测绘地理信息局提供的C级GPS控制点,以C级点为约束点,计算测区基础控制点1980西安坐标系下的平面。基础控制点、像片控制点的1985国家高程采用新疆维吾尔自治区测绘地理信息局似大地水准面精化模型计算得到。经过现场踏勘与找点,本测区采用的C级GPS控制点为:

5 起算点数据

点号

CGCS2000

1980西安坐标系

B(度:分:秒)

L(度:分:秒)

H(米)

X

Y

I047

43:56:07.06796N

81:23:06.00340E

627.296

4866659.973

27 530827.575

I048

44:03:53.70846N

80:51:34.02480E

616.843

4880999.977

27 488654.319

YC34

43:51:40.29440N

82:10:00.38800E

943.192

4859016.173

27 593714.694

测区大部分区块已经有数码航摄资料,本批资料影像清晰,几何精度满足成图要求,可用于航测法作业。航片未覆盖区域及禁飞区,需要外业采用全野外方法补测。航线布设情况如下图。

图片关键词

-3  察县航摄资料航线结合图

像机鉴定参数如下:

图片关键词


航摄资料情况如下:

图片关键词

4、 外业生产工作

(1) 基础控制网测量

采用静态测量方法联测新疆维吾尔自治区测绘地理信息局提供的3个C级GPS网控制点,以C级点为约束点,计算测区基础控制点1980西安坐标系下的大地坐标D级基础控制点的编号为LOO1、L002、L005,分别位于爱新舍里镇、孙扎齐牛录乡、琼博拉乡、扎格斯台乡、坎乡格拉木村。

E级基础控制点测量:保持就近三个D级基础控制点连续开机观测,使用GPS接收机进行同步观测。E级基础控制点均匀分布在测区内,利用“伊犁地震灾后重建1:1000地形图基础测绘项目” 察布查尔测区已施测并验收的21个基础控制点观测数据,布设施测E级控制点22个,控制点之间平均点距≤12km。E级控制点的编号分别为L006、L007、L026,L031、L032、L052,共计43个

GPS观测的技术参数如下:

8

观测类型

时段长度

采样间隔

最少卫星数

PDOP值

卫星截止高度角

D级控制点联测

大于2小时

15秒

4

6

15度

E级控制点联测

大于40分钟

15秒

4

6

15度

相邻点基线分量中误差为∶水平分量≤20mm,垂直分量≤40mm。

(2) 图根控制测量和像片控制测量

测区西部禁飞区内采用E级GPS静态测量技术标准布设、联测图根点15个。

野外全数字化测图采用GPS RTK测量技术。

采用RTK技术,流动站观测的采样间隔为1s,观测时应使接收机对中、整平,可采用对中杆对中、整平,RTK每次观测历元数≥10个。使用各区块内的基础控制网和图根点作点校正,参与点校正的加密控制点不少于个,实际点校正平面坐标残差小于±5mm、高程残差小于±10mm,参与点校正的控制点范围均能包围待测区、分布均匀

像片控制测量采RTK测量方法,使用各区块内的E级以上基础控制点作点校正,参与点校正的控制点不少于个,实际点校正平面坐标残差小于±5mm、高程残差小于±10mm,参与点校正的控制点范围均能包围待测区、分布均匀像片控制点在固定解状态且HRMS≤0.02、VRMS≤0.02后进行数据采集,每点测量在重置整周模糊度、重新获得初始化的情况下分别测量两次,两次成果较差(B,L)小于0.002″、(H)应小于5cm,成果取中数

利用获得点位的大地高和正常高,利用新疆维吾尔自治区测绘地理信息局似大地水准面精化模型(2011年)求得像控点的1985国家高正正常高。

观测“GPS测量规范”相关规定执行。观测记录现场输入电子手薄,包括测站点号、点名、天线高测定等内容

 (3) 像片控制点的选刺

片控制点选择在影像清晰的明显地物点,如接近线状地物的交点、地物拐角点等实地辨认误差小于图上0.1mm的地物点,同时顾及局部高程变化不太大、不在弧形地物及高程变化较大的斜坡处选刺像控点。像控点的命名以P打头后加三位自然数字,如P029。

(4) 全野外地形图测绘

采用GPS RTK测量方法,地形图测绘完全依据相关规范和新疆维吾尔自治区测绘地理信息局“专业技术设计书”进行。

(5) 像片调绘

外业调绘按航测外业规范的相关调绘要求进行(在测图过程中根据影像进行内业判读),期喷出白纸线划图,以白纸线划图为底图进行野外调绘。

调绘内容相关位置准确,符号运用恰当,关系合理,主次分明,清晰易读,各项注记准确齐全,地物地貌综合取舍恰当,图面表示清晰合理,能较全面、准确反映测区地理地貌特征为原则。

航摄后拆除的建筑物等其他地物,以红色“×”划去,范围较大时另加说明。

测量控制点的调绘

测区内调绘基础控制点和已知点

水系的调绘

河流、湖泊、水库的水涯线,调绘时按摄影时的水位描绘。池塘的水涯线应以摄影时的水位为准,当水位线与岸边线图上水平投影间距大于1毫米并有斜坡时,应以斜坡线表示。

沟渠在图上宽度大于1.0mm的应用双线依比例尺表示,小于1.0mm的应用单线表示。沟渠无水源时按干沟符号表示。高速公路旁路基两侧的排水渠以及斜坡上排水沟按水渠表示,并加注“排”,但不表示流向。

居民地及设施的调绘

描绘房屋应以墙基角为准。当屋檐宽度大于图上0.2mm时,应在像片的相应处用红色或其他颜色注明实测宽度(量注至厘米,并注记为厘米),供内业进行屋檐宽度改正。

房屋不宜综合,应按不同层次、高度、建筑材料和形状等区分,逐个调绘注建筑材料和层数。农村居民地的平房其外部用水泥抹面或贴瓷砖的,其建筑材料按“砖”注记,如房顶为水泥浇灌或预制板制作时,其建筑材料按“混”注记。多种建筑材料混用的房屋,其建筑材料按沿街、巷的墙体建筑材料注记。

房屋轮廓凸凹在图上小于0.4mm,简单房屋小于0.6mm时,可用直线连接。围墙在图上宽度小于0.6mm时,不依比例尺表示,否则依比例尺表示。

调绘居民地、垣栅及附属物的尺寸取舍严格按“技术设计书”要求执行。

军事管理区外业只调绘范围线,内部不进行调绘并注明“军事管理区,并由内业根据立体进行采集。

交通及其设施的调绘

调绘道路位置准确、等级分明,线段曲直和交叉位置的形式反映应真实,与其他地形要素的关系明确,注记齐全。

公路按其行政等级分别用相应的国道、省道、县道、乡道及其他公路,专用公路符号表示。图上每隔15cm~20cm注出公路技术等级代码及其行政等级代码及编号,有名称的加注名称。道路名称以公路管理部门提供的名称为主,街道名称以建设局提供的为主。

双线表示的道路,边线不明显时,调注路宽和路的一条边至明显地物点的距离,量至分米,注记在相应位置处。

街道按其路面宽度、通行情况等综合指标区分为主干道、次干道和支路。人行道按支路边线表示。居民地内部的小街巷,如果没有铺装材料不绘路边线,铺装材料与路边建筑物线距离小于图上0.3mm时不绘路边线。

公路、街道、人行道均不注记路面铺装材料。院落内、房屋前大面积水泥地面用地类界表示边界,并注记“水泥”。

高出地面0.5 m的道路应分别绘出路堤符号及铺装边线,行车道路肩上的防护栏不表示。公路上的里程牌按里程碑表示。

植被与土质的调绘

注意种类植被的定义,并注意面状区域的闭合。大面积成片分布的植被,调绘时在像片内用红色文字作简注说明;整张调绘片如为同一类别的植被或土质,在调绘下方加注统一说明注记

地名的调查和注记

调绘时对居民地、街巷、工矿企业、机关学校、医院、大型文化体育建筑、名胜古迹、河流等名称,调查核实,正确注记。

地物的补测和补调

新增地物或原有地貌被破坏,高程发生较大变化(大于基本等高距)时,采用GPS RTK作业方式进行补测,并提供经过编辑的CAD格式图和碎部点的三维坐标。

对于影像模糊地物、被影像或阴影遮盖的地物、航摄时的水淹或云影地段、不满幅的自由图边亦采用GPS RTK作业方式全野外数字测图、交会法或截距法等方法进行补测。

5、 内业生产工作

(一下红字部分需重新编写)

采用Imagestation SSK ISAT软件,导入POS系统高精度外方位元素和施测的区域网平高控制点三维坐标,利用光束法平差模型进行空三加密计算。

(1) 空三加密

内定向:内定向框标量测误差不大于0.02mm。

相对定向:平地、丘陵地标准点残余上下视差△q不大于0.015mm。

把基于POS系统高精度的外方位元素编辑成为SSK ISAT软件可识别的格式进行导入。

在由程序依据外方位元素建立粗略的相对定向结果,将整个测区分成若干个区块进行自动相关,消除模型的上下视差。对于弱区(没有自动匹配点的区域)模型的上下视差,由人工选择连接点进行消除。

导入施测的地面地标点和区域网平高控制点,进行绝对定向,按区域合并成一个大区进行绝对定向,由软件平差出自动相关和人工选择连接点的大地坐标。

绝对定向后基本点定向残差,多余控制点的不符值及公共点较差如下:

10

项目

地类

定向点残差

多余控制点不符值

公共点较差

平面(m)

高程(m)

平面(m)

高程(m)

平面(m)

高程(m)

平地、丘陵地

≤0.3

≤0.3

≤0.5

≤0.4

≤0.7

≤0.7

山地、高山地

≤0.4

≤0.4

≤0.7

≤0.6

≤1.1

≤1.0

(2) DLG数据采集

自动导入空三加密数据,按内定向--自动相对定向--核线重采样--绝对定向的过程作业。内定向、相对定向,绝对定向的各项限差符合航内规范的要求。绝对定向进行量测检查,符合精度要求后进行测图,像对间、图幅间的数据按规范要求接边。

数据采集使用SSK全数字摄影测量系统与Microstation联机进行作业。数据采集按内业立体模型定位,外业最终定性的原则进行采集,人工采集等高线。数据采集时在模型上完全切准地物进行三维采集,保证数据的完整性、正确性,无断缺、遗漏、移位等。

数据采集过程成果由专人进行错、漏的检查。

6、 技术结论

本测区基础控制点和像片控制点布设合理,作业方法正确,成果精度符合规范及设计要求;像片调绘与野外全数字化测图方法正确,综合取舍基本恰当,地物、地貌的表示较好地反映了该地区的地理景观特征;各项注记正确,图面整饰基本清晰;各项资料整理齐全;(补充DOM成果结论)。可向新疆维吾尔自治区测绘地理信息局提交全部成果资料。

7、 上交资料

提交的成果资料如下:

序号

产品名称

单位

数量

备注

1

内业加密过程资料

2

数据光盘

2

地籍调查底图(DLG)

2

(纸质和数据光盘)

3

DLG元数据

2

数据光盘

4

正射影像图(DOM)

2

(纸质和数据光盘)

5

控制测量资料

2

基础控制点成果表;展开图及点之记;平差计算资料;像片控制点及图根控制点成果表;地籍调查底图图幅接合表(纸质和数据光盘)

6

技术文件资料

2

项目设计书、专业技术设计书;技术总结;检查报告;仪器检验资料等。(纸质和数据光盘)

7

原始观测资料

1

GPS手簿;像片控制点刺点照片。(原件)