第四章專題圖測繪專題圖是指為某一部門或行業專門定制的地圖，如地籍圖、房產圖、水利圖、交通圖、城市管網圖等等，為政府解決人口、資源、環境和災害等社會可持續發展中的重大問題和各個行業或部門的建設與發展提供可靠的基礎數據（或圖紙）資料。本章主要介紹：工程竣工圖測繪、地下管線探測與管線圖測繪、建筑測繪等。

§4-1工程竣工圖測繪

工程竣工圖也稱工程現狀圖；測繪竣工圖目的是使設計、施工和生產管理人員掌握工程內部現有全部建（構）筑物的平面和高程位置關系，設計要素的現狀以及場地地形、地物的情況，形成詳細的工業竣工現狀圖和有關數據資料。該圖及附件屬技術檔案資料，是將來工程改建、擴建以及投產后生產管理的重要依據。特別是地下管線因具有特殊性，如在施工過程中不及時測定其準確位置，將為今后的測量、管理帶來困難和損失。一、工程竣工圖測量

1、工程竣工圖測量的任務

（1）在新建和擴建的工程中，為了檢驗設計的正確性，闡明工程竣工的最終成果，作為竣工后技術資料，就必須提交竣工圖；（2）擴建和改建原有工程時，必須取得原有工程實際建（構）筑物的平面及高程位置，為設計提供依據。（3）為滿足新建工程建成投產后進行生產管理和變形觀測的需要也必須提供竣工圖。2、竣工圖測量的特點與原則

竣工圖是在工程階段竣工或全部竣工后進行實測編繪而成的。它不但與勘察和施工階段的測量有關，而且與設計、施工和生產管理也有著密切的關系。如在勘察階段的大比例尺地形圖的測量，其測點的密度、精度及地形地物的取舍等，隨比例尺大小而異。測圖的精度以圖解誤差為依據推算，而竣工圖主要以細部點的解析坐標為依據來確定。（1）控制測量采用的應與原有系統保持一致。

（2）測量控制網必須有一定的精度標準。（3）充分利用已有的測量和設計的資料。施測竣工圖時，必須考慮以下幾個原則：3、竣工圖測量的內容和要求

（1）竣工圖的內容

竣工圖的內容比較復雜，不但要表示出地面、地下和架空的建（構）筑物的平面位置和高程位置及一般地形、地物情況，而且還要在圖上表示出所測細部點的坐標、高程及各種要素。有時1：500比例尺的圖也難以容下，必要時，可作更大比例尺的輔助圖或分圖。

下面以工業廠區竣工圖為例說明竣工圖的內容情況：①廠區現狀標準圖（現狀總圖）；②輔助圖（附件、局部）；③剖面圖（附件、反映地下、架空）；④專業分圖（按用途分類表示）；⑤技術總結報告和成果表。見圖（2）施測竣工圖的要求①圖幅；②比例尺；③坐標和高程系統；④竣工圖測量的精度要求⑤控制網的建立及精度要求

圖根點的精度，相對于鄰近等級控制點的點位中誤差，不應大于圖上0.1mm；高程的中誤差，不應大于測圖基本等高距的1/10細部點選取的技術要求細部點選取的技術要求測量細部點選取的技術要求續——圓形物的測繪1、利用切線的極坐標法求圓心、半徑

觀測：β1、β2及l計算圓心O的坐標及半徑r3、三點法2、交會法二、總圖編繪

1、總圖編繪的基本要求與規定

（1）工程測量規范對竣工總圖編繪的基本要求a、竣工圖的比例尺宜為1：500。其坐標系統、圖幅大小、注記、圖例符號及線條，應與原設計圖一致。原設計圖沒有的符號，可用新的圖例符號，并應符合現行總平面圖設計的有關規定。b、竣工圖應根據現有資料，及時編繪。重新編繪時，應實地詳細檢核。對不符之處，應實測其位置、標高及尺寸，按實測資料繪制。

工業與民用建筑竣工總圖的編繪，應符合下列規定：——總平面及交通運輸竣工圖1.應繪出地面的建筑物、構筑物、公路、鐵路、地面排水溝渠、樹木綠化等設施；2.矩形建筑物、構筑物在對角線兩端外墻軸線交點，應注明2點以上坐標；3.圓形建筑物、構筑物，應注明中心坐標及接地外半徑；4.所有建筑物都應注明室內地坪標高；5.公路中心的起終點、交叉點，應注明坐標及標高，彎道應注明交角、半徑及交點坐標，路面應注明材料及寬度；6.鐵路中心線的起終點、曲線交點,應注明坐標，在曲線上應注明曲線的半徑、切線長、曲線長、外矢矩、偏角諸元素；鐵路的起終點、變坡點及曲線的內軌軌面應注明標高。（2）竣工總圖編繪的基本規定——給、排水管道竣工圖1、給水管道：應繪出地面給水建筑物、構筑物及各種水處理設施。在管道的結點處,當圖上按比例繪制有困難時，可用放大詳圖表示。管道的起終點、交叉點、分支點，應注明坐標；變坡處應注明標高；變徑處應注明管徑及材料；不同型號的檢查井，應繪詳圖

2、排水管道：應繪出污水處理構筑物、水泵站、檢查井、跌水井、水封井、各種排水管道、雨水口、排出水口、化糞池以及明渠、暗渠等。檢查井應注明中心坐標、出入口管底標高、井底標高、井臺標高。管道應注明管徑、材料、坡度。對不同類型的檢查井應繪出詳圖。此外，還應繪出有關建筑物及鐵路、公路。——動力、工藝管道竣工圖1.應繪出管道及有關的建筑物、構筑物，管道的交叉點、起終點，應注明坐標及標高、管徑及材料；2.對于地溝埋設的管道，應在適當地方繪出地溝斷面，表示出溝的尺寸及溝內各種管道的位置。此外,還應繪出有關的建筑物、構筑物及鐵路、公路。——輸電及通訊線路竣工圖1、應繪出總變電所、配電站、車間降壓變電所、室外變電裝置、柱上變壓器、鐵塔、電桿、地下電纜檢查井等；

2、通訊線路應繪出中繼站、交接箱、分線盒（箱）、電桿、地下通訊電纜人孔等；3、各種線路的起終點、分支點、交叉點的電桿應注明坐標；線路與道路交叉處應注明凈空高；4、地下電纜應注明深度或電纜溝的溝底標高；5、各種線路應注明線徑、導線數、電壓等數據，各種輸變電設備應注明型號、容量；6、應繪出有關的建筑物、構筑物及鐵路、公路。——綜合管線竣工圖1.應繪出所有的地上、地下管道，主要建筑物、構筑物及鐵路、道路；2.在管道密集處及交叉處，應用剖面圖表示其相互關系。

管線，特別是地下管線，是廠區現狀圖測繪的一個重要內容，地下管線的位置、走向、埋深等信息是現代企業管理的重要資料。對原有的工業廠區，由于地下管線不能直接測繪，增加了測繪中的困難。為此，可采取以下措施：a.盡可能詳細地收集已有圖紙資料，如設計圖、竣工圖、維修記錄生產部門所用的各種專業圖紙等；b.請熟悉的人員（如施工人員、檢修人員等）到現場指認，輔以特征點處的開挖等；c.用探管儀尋找地下金屬管道和電纜。2、總圖編繪的方法編繪的資料來自三個方面：①數字化的設計圖（具有分層功能、專用圖）②原有的紙質地圖（可通過矢量掃描）③施工部門提供的施工放樣檢查和竣工資料（可直接裝入竣工圖的底圖中）

§4-2地下管線探測與管線圖測繪地下管線是隱蔽工程，是埋設于地下（或水下）的各種管（溝、巷）道和電纜的總稱。是城市基礎設施的重要組成部分，擔負著城市工業與民用上下水、電、氣、暖和通訊信息的供配與傳輸。隨著城市現代化建設的發展,城市地下管線密如蛛網,查明城市現有的各類地下管線的確切位置和埋深、規格、尺寸等信息參數,對當前的城市建設和未來城市規劃都有重要意義。

地下管線探測包括地下管線探查和地下管線測繪兩個基本內容。

地下管線探查是通過現場調查和不同的探測方法探尋各種管線的埋設位置和深度，并在地面設立測點—管線點。

地下管線測繪是對已查明的地下管線位置即管線點的平面位置和高程進行測量，并編繪地下管線圖。

一、地下管線的種類

按性能和用途分：1．給水管道—工業、消防給水、生活用水；2．排水管道—工業污水（廢水）、生活污水、雨水等；3.氣體管道—燃氣、乙炔、氧氣等；4.電力電纜5.電訊電纜6.供熱管線7.人防通道8.其它按覆土深度分：深埋和淺埋按輸送方式分：壓力管道、重力自流管道。二、地下管線探測的目的和任務

目的：為全面、系統、準確地掌握了地下管線的現狀，合理利用地下空間、地下與地面工程規劃、設計、施工與管理提供完整的基礎數據。通過地下管線探測，達到查清地下管線現狀，建立健全城市或企業完整、準確、科學的地下管線信息管理系統，使地下空間與地面建設協調構成有機整體,實現地下管線動態的管理。

任務：

1、查明地下管線的平面位置、埋深（或高程）、走向、性質、規格、材質、埋設時間和產權單位，測繪地下管線圖。2、對地下各種性質的專業管線進行質量評價，尤其是對管線故障、缺陷的檢查和定位等。如對給水、煤氣、輸油、天然氣以及其他工業管線的漏點檢測；對電纜故障（開、短路點及漏電點）的查尋。3、建立動態的地下管線信息管理系統。（現勢性和動態性）。三、地下管線探測的內容與要求

城市地下管線探測的精度要求《城市地下管線探測技術規程》（2003年）

比例尺從1：500~1：5000類別平面位置埋深1±0.1h±0.15h2±5cm±3cm3圖上±0.5mm注：①類別1是指地下管線隱蔽管線點的探查精度要求，為限差；②類別2是指地下管線點的測量精度要求，為中誤差；③類別3是指地下管線圖測繪精度要求，為中誤差；④h—地下管線的中心埋深，m。

四、地下管線探測方法地下管線按其物理性質可大致分為三類：（1）由鑄鐵、鋼材構成的金屬管線，如給水，燃氣、供熱等工業管道。上述管線與周圍介質在電性、磁性、密度、波阻抗和導熱性等方面均存在物性差異，因此，人們可以利用導電率、導磁率、介電常數和密度等物理參數，選擇不同的地球物理方法進行地下管線探測。（3）由水泥、陶瓷和塑料材料構成的非金屬管道，如排水、工業管道或某些給水管等。（2）由銅、鋁材料構成的電纜(其外用鋼鎧、鋁或塑料包裝)，如動力電纜、通訊電纜和有線電視電纜等。

地下管線探測方法一般分為兩種：一種是井中調查與開挖樣洞或簡易觸探相結合的方法，目前，在某些管線復雜地段和檢查驗收中仍需采用。另一種是儀器探測（物探）與井中調查相結合的方法。探測地下管線的物探方法主要有：①電磁法（包括頻率域電磁法、時間域電磁法、探地雷達法）；②磁測法；③地震波法；④直流電法；⑤紅外輻射法等。非金屬管線金屬管線

電磁法探測的基本原理：以地下管線與周圍介質的導電性及導磁性差異為基礎，利用金屬管線和電纜在一次電場的作用下產生感應電流，通過接收機測量在管線周圍產生的二次電磁場的強度和分布，來探測確定地下金屬管線和電纜的平面位置和埋深。見右圖所示：（一）電磁法電磁法分為頻率域電磁法和時間域電磁法。頻率域電磁法是利用多種頻率的諧變電磁場（精度高、常用）時間域電磁法是利用不同形式的周期性脈沖電磁場。

頻率域電磁法根據場源性質，可分為：被動源法

主動源法被動源法—盲探、精度低、適用載流電纜；主動源法—發射機發射、產生交變電磁場、接收機接收根據給地下管線施加交變電磁場的方式不同，主動源法又可分為：直接法、夾鉗法、感應法、示蹤法和探地雷達法。①直連法﹙又稱直接充電法﹚。

將發射機的輸出端直接接到被測金屬管線的出漏點上（水龍頭、檢查井內的各種管線的出漏點），發射機的另一端接地，把電磁信號直接加到被測金屬管線上，在地面上用管線儀的接收機觀測這種磁場，對管線追蹤、定位，達到管線探測的目的。該法接收機產生的二次電磁場強度大、干擾小、定位、定深精度高。（條件-要有漏點、接地良好）②夾鉗法。工作時,將發射機信號施加于夾鉗上,再將夾鉗套在被測金屬管線或電纜上。夾鉗相當于初級線圈,管線與大地形成的回路相當于次級線圈。當發射機輸出的交變電流在初級繞組中流動,環形磁場穿過管線回路時,便在管線中產生感應二次電流。在管線密集區探測中,信號夾鉗法是一種交叉影響小的有效方法。能夠對多條并行的電纜進行逐條分辨。③感應法。

原理：利用磁偶極源在地面上建立一個交變電磁場，地下金屬管線在一次場的作用下，便會產生感應電流，電流在管線中流動，產生二次場，在地面上探測二次電磁異常，便可確定地下管線的空間分布。對于直埋于地下的金屬管線（如自來水、煤氣、工業管道、電力及通信電纜等），可以考慮利用這種方法。感應法用途廣泛，既可以對沒有出露無法用直連法施加信號的管線進行定位，并進行長距離連續追蹤，還可以在一個無障礙區域內盲掃來確定有無管線存在。④示蹤法

是借助于示蹤裝置,使其沿非金屬管道不斷發射電磁信號,然后用地下管線探測儀尋找其追蹤信號。比較常用的示蹤裝置有兩種:一種利用能發射電磁信號的示蹤探頭塞于管道內;另一種利用外表有絕緣材料的金屬導線一頭剝開1m左右,裸露出導線,使其與非金屬管道內水泥相接觸,另一頭接于發射機輸出端,發射機另一端接地,然后利用地下管線探測儀追蹤信號,達到探測非金屬管道的目的。示蹤線信號探頭⑤探地雷達

基本原理是：利用高頻電磁波（主頻為106～109Hz）以寬頻帶短脈沖形式，由地面通過發射天線送入地下，由于管線與其周圍介質存在物性（導電率和介電常數）差異，使脈沖波在界面上發生反射和透射，其中反射回波由儀器的接收天線接收。由主機記錄，根據反射電磁波的特征，達到了解地表以下地質體特征的有關信息，求得地質體或介質分界面的位置和埋深。以圖象的形式RD1000TM便攜式探地雷達系統RD4000管線儀RD7000多功能管線定位儀SL580多功能地下管線探測儀（國產）LTD—2202暗管探測儀LTD—2202暗管探測儀實時系統界面（二）磁法磁法就是利用金屬管線與周圍介質之間的磁性差異，測量磁場的垂直分布強度，判斷出由地下金屬管線引起的磁異常，探出地下管線并大致確定其走向和埋深，通過定量計算，得到地下管線在地表投影的確切位置和埋深。該法探測深度大（10m±20cm）、易受附近磁體探擾。（三）地震波法該法以地下各種介質的彈性差異為基礎，研究由人工震源（如機械敲擊、空氣槍、電火花等）產生的地震波的傳播規律，利用地下管道與周圍介質之間的波阻抗差異，確定管線的地面投影位置和埋深。（四）直流電法該法是利用地下管線與周圍介質之間的電阻抗差異，對地下管線定位和定深。（五）紅外輻射法溫度是描述物體冷熱程度的一個物理量。當物體內部或物體之間的溫度不一致時，就會出現熱的交換。溫度高于絕對零度的物體，會從表面向外放出電磁輻射。物體的溫度越高，輻射出的能量越多。輻射熱的光譜主要位于紅外波段，少量位于可見光波段，因此這種以電磁波輻射形式進行的熱傳導，又稱為紅外輻射。一般情況下，地下管線，尤其是供水管線中水溫相對周圍泥土偏低，由于熱交換作用，管線周圍的泥土及地面的溫度會略低于管線兩側地面的，可以根據這個特性來探測地下管線。五、RD4000管線儀使用介紹

RD4000是英國雷迪公司管線儀中功能最多，應用新技術，新方法最多的產品，了解了它的工作原理，其它產品可以舉一反三。1、管線探測儀能做到的和不能做到的定位管線走向定位管線深度能探測的管線類型:電纜，光纜，通信纜，金屬管不能探測的管線類型：純水泥管，PVC管，陶瓷管，以及各種塑料管（非電的良導體材料）。不能區分地下管線為何種類型不能得到某點管線的坐標（需配合其他儀器）不能探測地下管線的口徑2、定位基本原理利用電磁定律：通電導線周圍產生磁場（右手法則）

RD4000接收機中的接收線圈：TOPBOTTOMVERTICAL（1）峰值法定位原理：

當水平線圈軸線與通電導線垂直且處于通電導線正上方時，水平線圈信號最強。不但與位置有關而且與方向有關峰值法定位準確性條件：①水平響應曲線越陡峭越好。

②水平響應曲線越對稱越好。（2）谷值法定位：在管線正上方，垂直安裝的線圈響應最小。接收機

結合水平線圈的響應，RD4000的谷值法中設計有一個始終指向管線的箭頭，依據此箭頭，可以對目標管線進行快速追蹤。3、深度及電流測量原理管線深度及電流測量原理：通過比較t天線和b天線的信號強度，接收機自動計算出管線的深度4、接收機和發射機簡介接收機發射機發射機發射固定頻率的信號施加到目標管線上，使用接收機接受此信號，達到定位和測深的目的。發射機和接收機的頻率必須保持一致性。電池盒外接12V接口附件插口及串口①發射機的使用使用發射機的主要目的是給目標管線施加電流施加電流的方法主要有：1、直連法(適用于金屬管）2、夾鉗法（適用于電纜、光纜等通信纜）3、感應法直連法注意的問題：紅色夾子夾目標管線，黑色夾子接地。盡量保持直連線與目標管線垂直。在馬路中間使用時，導線不夠長的時候可以用延長線。直連法時，盡量減少接觸電阻，紅色夾子夾目標管線的時候，接觸點需清理鐵銹或油漆。夾鉗法注意問題：盡量使夾鉗夾住目標管線之后，接觸點管線與夾鉗垂直方向。夾鉗應閉合注意夾鉗法適用的管線類型。感應法應注意的問題:發射機的手柄方向應盡量與目標管線保持一致；發射機盡量放置于目標管線的正上方。使用時，發射機與接收機不要太近，以免接收機接收到的信號完全為發射機的信號。感應法是無法使用直連或者夾鉗法時才使用的。②接收機的使用(1)顯示屏(2)鍵盤(3)增益控制旋鈕(4)電池盒(5)附件盒A.附件接口B.RS232接口C.耳機插座①②③④⑤接收機的使用接收機的作用是定位和測深定位時要注意：精確定位用峰值，長距離追蹤用谷值。測深時要注意：使用直連法和夾鉗法下工作時，可以直接測深使用感應法工作時，盡量不要直接測深，選用70％法間接測深。接收機的使用a)保持接收機天線與管線的方向垂直，橫過管線平移接收機。確定響應最大的點。b)當找到響應最大點時，不要平移接收機，原地轉動接收機，當響應最大時停下來。c)保持接收機垂直地面，在管線上方左右移動接收機，在響應最大的地方停下來。d)把天線貼近地面，重復（b）。e)重復（c）。f)標志管線的位置和方向。重復所有的步驟以提高精確定位的精度。③野外施工須注意的幾個問題發射機工作模式選取原則：

1、首選為直連法。 2、夾鉗法 3、感應法頻率選取原則：

1、當所測管線電連通性很好時，最好用低頻。 2、當所測管線電連通性不好時，只能用高頻。 3、當進行未知區域普查時，首先用高頻感應法進行探察，再用低頻直連法進行祥查精查。發射機位置選擇：

感應模式工作時，發射機應根據目標管線的大致走向放置發射機，并盡量減少對非目標管線的激發。六、地下管線測量地下管線測量，隨著測繪儀器的不斷更新，現大多采用數字化的全站儀對外業普查定位的管線點進行數據采集，通過數據傳輸系統導入計算機。城市地下管線普查，在進行測量管線點之前，還需做以下工作：①坐標系的選擇（必須采用本城市統一的平面坐標系統和高程系統）；②控制測量（為進行地下管線點連測及相關地形測量而建立圖根控制，包括平面控制及高程控制測量）。七、地下管線圖繪制（計算機成圖）將外業測量采集的數據，利用計算機數字化手段，在保證數據的精度與現時性前提下，進行地下管線圖的編繪，以達到建立地下管線數據庫的目的。地下管線圖一般分專業管線圖、綜合管線圖、局部放大示意圖及斷面圖。專業管線圖和綜合管線圖的比例尺均為1：500；局部放大示意圖及斷面圖的比例尺視實際情況而定。對于地下管線各種圖件的編繪，在地下管線普查或探測工作實施前擬定的施工技術設計中都會有明確的規定。八、地下管線信息系統（簡介）地下管線信息系統是地下管線普查的組成部分，也是地下管線普查成果廣泛應用的保證。地下管線信息系統是依靠地理信息系統（GIS）技術來完成的。地下管線的信息是由空間數據和屬性數據組成。空間數據包括大地坐標、地面標高、埋地深度等；屬性數據包括種類、材料、大小（斷面尺寸）等。但在實際工作中，以管線點和管線（段）為單位來描述地下管網的信息更直觀且便于管理。計算機動態管理的實現，還要依靠地下管線信息系統。目前，針對城市或企業的綜合地下管線和供水、供氣、電信、電力等專業，已經有許多地下管線信息管理軟件應用于城市或企業，并發揮極大作用。

§4-3建筑測繪

建筑測繪就是通過對實際建筑對象的現場調查、測量，用建筑平、立、剖面圖的形成原理，將實測對象及其數據加以分析整理后，用平、立、剖面圖表達出來。

古建筑（群）、古城鎮、古村落的保護、維修、重建，首先需要對它們進行測繪工作，提供所需比例尺的建筑物總平面圖、單體建筑的各層平面圖、立面圖、剖面圖、建筑局部細圖、等值線圖或建筑物的三維立體模型等。

除了對古建筑進行建筑測繪外，對具有藝術性、標志性建筑，為了對這類建筑物的管理、維護和修繕，同樣也需要進行測繪工作。對現有建筑物測繪應綜合考慮建筑物的價值、構件類型、結構的繁簡程度、測繪目的等因素確定測量的精度和測量方法。建筑物的測繪方法主要有以下幾種：全站儀數據采集法、近景攝影測量方法、三維激光掃描測量方法。

基本步驟為：觀察對象勾勒草圖實測對象記錄數據分析整理繪制成圖一、全站儀數據采集法全站儀測量（特別是無棱鏡測量）技術對不易到達的點的測量變得簡單，所以在建筑物測繪中應用較多。步驟：明確細部測量精度推求控制網精度控制網優化設計（經濟、可行）控制測量、細部測量建立三維立體線劃圖形成平面圖、立面圖、剖面圖及三維立體模型。

控制測量的控制點盡量選擇在建筑物的主軸線上、一般建立獨立的建筑坐標系、建筑坐標系與大地坐標系轉換；注意點的密度要足夠建筑坐標系的高程通常以建筑物底層主地坪的高程作為零標高（±0.000）細部測量（邊勾繪草圖）、數據轉換及傳輸、編輯建筑物的三維立體線劃圖。在此基礎上繪制建筑物的平面圖、立面圖、剖面圖，必要時繪制建筑物的三維立體模型。二、近景攝影測量方法

近景攝影測量方法是通過攝影（攝像）及隨后的照片（圖像）處理以獲取被攝目標的形狀、大小和運動狀態的一門技術，在工業、生物醫學、建筑學等眾多領域得到廣泛應用。近景攝影測量的作業過程大體可分為獲取被測物體的照片（或影像）的攝影（或攝像）和對照片（圖像）處理以獲取被測物體上點群三維空間數據的攝影測量處理兩個階段。近景攝影測量采用的基本攝影方式有：正直攝影方式和交向攝影方式兩種。正直攝影方式攝影時，像片對的兩像片主光軸彼此平行，且垂直于攝影基線，這種方式多用于模擬近景攝影測量或解析攝影測量；交向攝影方式攝影時，像片對的兩像片主光軸大體位于同一平面但彼此不平行，也不垂直于攝影基線，兩主光軸相交，產生交會角，該方式多用于解析攝影測量和數字攝影測量。

特點：信息容量大、非接觸、高精度、表達細微和速度快等。（三）三維激光掃描測量方法隨著激光技術的快速發展,激光三維掃描技術廣泛地應用于各個領域。如醫學臨床診斷治療、機器人三維可視化、工業的模具設計和制造、逆向工程*等。

三維激光掃描儀采用非接觸式高速激光測量方式,在復雜的現場和空間對被測物體進行快速掃描測量,直