林业勘界测量导线平面控制技术指标研究

齐公玉,邱卫宁,花向红,雷庆祥,彭词清

(1.武汉大学 测绘学院,湖北 武汉 430079;2.广东省林业调查规划院,广东 广州 510510;3.武汉大学 灾害监测与防治研究中心,湖北 武汉 430079)

林业勘界测量导线平面控制技术指标研究

齐公玉1,3,邱卫宁1,3,花向红1,3,雷庆祥2,彭词清2

(1.武汉大学 测绘学院,湖北 武汉 430079;2.广东省林业调查规划院,广东 广州 510510;3.武汉大学 灾害监测与防治研究中心,湖北 武汉 430079)

参照《工程测量规范》导线平面控制网技术指标确定方法,结合林业勘界测量要求,在界址点误差已确定的基础上,推导根据界址点误差确定图根控制点误差的公式,并研究控制导线各等级技术指标确定的步骤。最后通过数据计算,得出林业勘界测量的参考指标。

林业勘界测量;面积误差;界址点误差;导线技术指标

林地的测量相比土地测量,其特点是面积大、精度要求相对较低。如果按照现有的《工程测量规范》或《地籍测绘规范》技术指标进行测量,必然导致勘测费用过高。为了降低林地测量的费用,同时要求达到林地测量精度要求,有必要推导出适用于林地的专门测量技术指标。

根据面积误差确定导线平面控制网技术指标应分为3个部分,一是根据面积误差确定界址点误差公式;二是根据面积误差确定图根控制点误差的公式;三是根据图根控制点误差大小和逐级控制的思想确定导线平面控制网技术指标。界址点误差的大小不仅与面积误差的大小相关,而且与图形形状相关,为了保证界址点的精度,计算中必须选择最差的图形。由于篇幅的限制,界址点误差大小的确定另文讨论。本文首先经过一系列的推导,给出了根据界址点误差确定图根控制点误差的公式;然后,给出了林地测量中平面控制网技术指标确定的参考方法;最后,经过计算得出林业勘界测量的参考指标。该过程对林业勘界测量技术规范的制定具有一定的参考价值。

1 根据界址点误差确定图根控制点误差

界址点的误差分两部分,一部分是放样误差mF,一部分是控制点误差 mK,即

如图1所示,A、B为图根控制点。利用极坐标法放样得到界址点 P。

界址点 P的坐标为

图1 极坐标法放样

式中:d xA、d yA、dα0是由控制点引起的误差。d l、dβ项则是放样时的边长和角度的误差。

根据坐标与边长、方位角及角度间的微分关系有

假设控制点点位精度相同,可以得到控制点引起界址点的点位误差为

计算中需保证 m控最小,取放样长度一般300 m为最大;β=180°;放样的控制边长度取各等级最短的平均边长s=100 m;根据《地籍控制测量研究1》(测量标准化)中提到,常规的J6经纬仪在仪器经过检校的情况下,其测角方向误差不会超过30″,无论是使用测距仪或钢尺,测距误差一般不大于±15 mm,确定放样时的测角误差为 mβ=30″,测距误差为 ml=15 mm;根据《工程测量规范》GB50026-2007,确定对中误差影响为5 mm,界址点标定误差为5 mm。

2 导线各等级技术指标的确定方法

2.1 各等级指标确定原则

1)根据面积误差的要求选定合适的控制点误差的大小为 mmax。

2)逐级控制,从高级到低级依次加密。

3)保证导线最弱点中误差 m最弱≤mmax。

4)参照《工程测量规范》进行推导计算。

2.2 各等级测角、测距和平均边长指标的选择

考虑到林地测量的精度要求低,故放宽一些指标的要求。各等级的测角中误差、测距中误差取《工程测量规范》中同等级要求,平均边长取《工程测量规范》中相应高一级的平均边长。用 mβ、mD、l平分别表示测角、测距中误差和平均边长,则有

1)三级导线 mβ =12″,mD=15 mm,l平=0.25 km。

2)二级导 线 mβ =8″,mD=15 mm,l平 =0.5 km。

3)一级导 线 mβ =5″,mD=15 mm,l平=1.5 km。

4)四等导线 mβ =2.5″,mD=18 mm,l平 =3 km。

2.3 各等级导线控制网的控制面积和导线的最大长度指标选择

各等级导线控制网的控制面积和导线的最大长度指标选择思想是:选择首级控制网的等级,假设测区面积为A,先对该测区布设该等级导线网,然后用低于该等级的导线网对其进行加密,直到最低等级的三级导线网,最后求出所有控制点中最弱点的点位精度 m最弱,如果精度满足 m最弱≤mmax,则认为该等级控制网能作为面积大小为 A的测区的首级控制网,求满足上述条件的 A的最大值,该值为该等级导线网作为首级控制网时能控制的测区最大面积。根据最大面积可以求出导线最大长度。

1)从三级导线开始,依次假定各级导线作为首级控制网。根据选定的各等级导线的平均边长,确定加密导线的等级。

首级控制网为三级导线时,其下无需再进行加密。

首级控制网为二级导线时,进行三级导线加密。

首级控制网为一级导线时,先进行二级导线加密,再进行三级导线加密。

首级控制网为四等导线时,先进行一级导线加密,再进行二级导线加密,最后进行三级导线加密。

2)为方便求解进行以下假设:

假设导线网采用附合导线进行布设;

假设起点与测角量边对中点引起的误差按“等影响”原则处理。

3)计算各等级作为首级控制时的导线最弱点。

该计算主要参照《工程测量规范》GB 50026—2007条文,说明如式(9),得出各等级作为首级控制时的最弱点计算公式如下:

需要说明的是,当选取某一等级作为首级控制时,考虑到要引入外部的起算点,因此,该等级作为首级控制时计算的点数 n需要加1。

4)选取各等级满足 m最弱≤mmax的面积最大值,作为该等级能控制的最大面积A。

5)根据各等级控制的最大面积A确定各等级的导线全长

6)确定导线全长闭合差。导线终点误差为

取2倍导线终点的总误差作为限值。则求得导线相对闭合差公式为1/T=2M终/〔S〕。

3 导线平面控制网技术指标

当要求控制点的精度≤15 cm时,由此计算各等级导线的主要技术指标,其结果见表1。首级平面控制网等级要求见表2。

表1 各级导线的技术指标

表2 首级平面控制网等级要求

需要说明的是:①以上推导只推导到四等导线,这是因为当导线长度大于27 m时,已经不再适合使用导线。②根据不同方法计算(限于篇幅未列出计算过程),按最弱控制点精度±15 cm要求推导出导线技术指标做导线控制,能保证测区面积精度优于 3 种面积精度(1/1000、1/500、1/200)。

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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

精密工程与工业测量国家测绘局重点实验室开放基金资助项目(PF2009-2);广东省地方标准制定资助项目(2008-DB-01)

齐公玉(1986-),女,硕士研究生.

[责任编辑刘文霞]