等高线是地面上高程相等的各相邻点所连成的闭合曲线课件

第7章 大比例尺地形图的测绘,7.1 地形图的基本知识 7.2 地貌与等高线 7.3 常规测图方法 7.4 数字化测图技术,江西财经大学旅游与城市管理学院,7.1 地形图的基本知识,为了将地物和地貌测绘到图上，理论上必须从地面各特征点向水准面作铅垂线，铅垂线与水准面的交点称为地面各特征点的垂直投影。 当测区很小（测区半径小于10km，测区面积小于 320km2），水准面可以用水平面代替，可认为地面各特征点是垂直投影在水平面上。,一、平面图、地形图和地图 1、平面图：在小区域内，以水平面代替水准面，将地面的点位和图形（地物）垂直投影到水平面上，按一定的比例尺缩绘在图纸上而制成的图。 平面图上只表示地物，不表示地貌。 2、地形图：如果图上既表示出地物的位置，又用特定符号把地面上高低起伏的地貌也表示出来，即为地形图。 地形图是最详细的图，用途最广。,3、地图：在大区域或整个地球范围内测图，必须将地面各特征点投影到地球椭球体面上，再用特殊的投影方法展绘到图纸上。 地图上各处的比例尺是不同的。 二、比例尺 绘制各种图时，实地的形状必须经过缩小后才能绘在图纸上。 图的比例尺（缩尺）：图上某一线段长度与地面上相应线段的水平长度之比。 比例尺的表示方法：数字比例尺和图示比例尺。 1、数字比例尺：用分子为1，分母为整数的分数表示。,假设图上的线段长度为S，地面上相应线段的水平长度为l，M为比例尺的分母，则该图的数字比例尺为：,数字比例尺的缺点：无法避免图纸变形对用图的影响。,2、图示比例尺：用线段表示的比例尺。 图示比例尺有直线比例尺和复式比例尺两种。,地形图按比例尺的不同分为大、中小三种。 大比例尺图：1:500、1:1000、1:2000、1:5000 中比例尺图：1:1万、1：2.5万、1:5万、1:10万 小比例尺图：1.20万、1:50万、1:100万,3、地形图比例尺精度 地形图上所表示的地物、地貌的细微部分与实地有所不同，其精确详细程度受比例尺精度的影响。 地形图是经过人眼用绘图工具将测量成果绘于图上。 测量有误差，绘图也有误差。 人眼分辨角为60，在25cm明视距离内分辨两条平行线间距为0.1mm，区分两点的能力为0.15mm。 通常把0.1mm称为人眼分辨率。 地形图上0.1mm所表示的实地水平长度称为地形图的比例尺精度。,不同比例尺的地形图，比例尺精度不同。,地形图比例尺精度的作用：,大比例尺地形图上所绘的地物、地貌比小比例尺图更精确详细。但同一范围内的大比例尺测图比小比例尺测图更费工时。,（1）根据比例尺确定实际量测精度。,（2）根据用图需要表示地物地貌的详细程度，确定所选用的比例尺。,三、地形图符号 地形是地物和地貌的总称。 地物指地球表面自然物体和人工（构）建筑物。 地貌指地球表面高低起伏的形态。 地形测量的任务：把错综复杂的地形测量出来，并用最简单、明显的符号表示在图纸上。 地形图符号分类：地物符号、地貌符号和注记符号。 1、地物符号：分为比例符号、非比例符号和线状符号三类。 （1）比例符号：将地面上实物的轮廓按测图比例尺缩小后绘制在图上的符号。该符号与实际地物形状相似，也称轮廓符号。房屋、江河、果园等。,（2）非比例符号 当地物的轮廓很小，不能按测图比例尺缩小，但这些地物很重要，不能舍去，则需按统一规定的符号描绘在图上。如测量控制点、钻孔、矿井、烟囱等。 非比例符号在地形图上的位置必须与实物位置一致，为此规定了非比例符号的定位点： 几何图形符号的定位点在几何图形中心。（圆形、矩形、三角形） 宽底符号在底线上。（蒙古包、烟囱、水塔） 底部为直角形的符号在直角的顶点。（风车、路标） 几种几何图形组成的符号，在下方图形中心或交叉点（气象站等） 下方没有底线的符号，在其下方两端点间的中心点。（窑、亭等）,（3）线状符号 凡是长度能依比例，而宽度不能缩绘的狭长地物符号，也称半比例符号。 线状符号的长度方向按实际测定，宽度和符号样式有专门规定。如铁路、高压线路、围墙等。 2、地貌符号 最常用的地貌符号是等高线。 3、注记符号 是对地物地貌符号的补充说明。 如城镇、铁路、河流、山峰的名称，河流的流向和流速等。 注记符号可用文字、数字和线段表示。,地形图符号的大小、形状，均视测图比例尺的大小而异。 各种比例尺地形图的符号、图廓形式、图上和图边注记字体的位置和排列等都有一定的格式，总称为图式。 为规范全国的图式和便于用图，国家测绘局制定了几种统一图式，供测绘单位使用。,四、地形图的图幅、图号和图廓 1、图幅：指图的幅面大小，即一幅图所测绘的地物、地貌范围。 图幅的形状有矩形和梯形两种。矩形分幅常用于工程上大比例尺图的分幅；梯形分幅用于国家基本图分幅。 大比例尺地形图矩形图幅大小及其代表的实地面积,2、图名 一般用本幅图内最大的城镇、村庄、名胜古迹或突出的地物、地貌的名称来表示。写在图幅上方正中央。 3、图号 为使图纸有序存放和便于检索，要对地形图进行编号。图号标注在图幅上方图名之下。 4、接图表 接图表是本幅图与相邻图幅之间位置关系的示意图，给出了与本幅图相邻的八幅图的图名，供查找相邻图幅用。标注在图幅的左上方。,5、图廓 有内外图廓之分。 内图廓线是测量的边界线，其内绘有10cm间隔互相垂直交叉的短线，称为坐标格网。矩形图幅内图廓线是公里格网，梯形分幅内图廓线是经纬线。 受子午线收敛角的影响，经纬线方向与坐标格网方向不一致。 外图廓是一幅图的最外边界，以粗实线表示。在内外图廓线之间空白处，与坐标格网对应写出坐标值。 有的在内外图廓线之间还有一条分图廓线。 在外图廓线外，除了有图名、图号、接图表外，还应注明测量所用的平面坐标系和高程坐标系、比例尺、测绘日期和测绘单位等。,1:1000地形图,7.2 地貌与等高线,等高线是地面上高程相等的各相邻点所连成的闭合曲线。也是水平面（严格是水准面）与地形相截所形成的闭合曲线。 一、等高线原理,山头被水淹没，水平面高程为80m，该水平面与山头相截所得的闭合曲线就是一条高程为80m的等高线。 如果水位上涨10m，水平面高程为90m，可得一条高程为90m的等高线。 依此类推，可得一系列不同高程的等高线。 等高线的形状代表山头某个部位的形状。,将等高线垂直投影到同一个水平面上，并按测图比例尺缩小后绘在图纸上，可得到用等高线表示的山头地形图。,等高线表示地貌的优点：能简单正确地表示地貌的形状，能根据等高线较精确地求出图上任意点的高程。 工程上用的地形图，都用等高线表示地貌。 二、等高距和等高线平距 相邻等高线之间的高差称为等高距。 相邻等高线在水平面上的水平距离称为等高线平距。 规范规定：一个测区内只能采用一种等高距。 等高距选择的重要性： 选择等高距过大，不能正确表示地貌的形状； 等高距过小，虽然能精确表示地貌，不但增加了测绘工作量，影响图的清晰度，给用图带来不便。,合理等高距的选择方法 结合图的用途、测图比例尺及测区地形坡度的大小等多因素综合考虑。 规范中关于大比例尺地形图等高距的规定,一般情况下，地面倾角小于20为平地，20-60之间为丘陵地，60-250为山地，大于250为高山地。,三、典型地貌的等高线 1、山地：凸出且高于四周的高地。高大为山峰，矮小为山丘。 2、凹地：比四周地面低，且经常无水的地势较低的地方。大范围称为盆地，小范围成为洼地。,3、山脊：是从山顶到山脚的凸出部分。山脊（分水线）最高点间的连线成为山脊线。以等高线表示的山脊凸向低处。 4、山谷：是沿一个方向延伸下降的洼地。山谷最底点的连线称为山谷线或集水线。以等高线表示的山谷凸向高处。,5、鞍部：是介于相邻两个山头之间、形似马鞍的低洼部分。是两条山脊线和两条山谷线相交之处。,对于悬崖、峭壁、冲沟、雨裂等特殊地貌，不能用等高线来表示，要用地形图图式中规定的特殊符号来表示。,综合地貌和等高线,四、等高线的特性 1、同一条等高线上各点高程相等。 2、等高线必定是一条闭合曲线，不会中断。 3、一条等高线不能分叉为两条；不同高程的等高线不能相交或合并成一条；悬崖处等高线相交必有两个交点。 4、等高线越密表示坡度越陡，等高线越稀表示坡度越缓，等高线平距相等表示坡度相等。 5、经过河流的等高线不能直跨而过，应在接近河岸时渐渐折向上游，直到与河底等高处才能越过河流，再折向下游渐渐离开河岸。 6、等高线通过山脊线时与山脊线正交，凸向低处；等高线通过山谷线时与山谷线正交，凸向高处。,五、等高线的种类 1、首曲线：按规定的基本等高距测绘的等高线称为首曲线（或基本等高线）。 2、间曲线：当首曲线不能详细表示地貌特征时，需要在首曲线间加绘等高距等于1/2基本等高距的等高线，间曲线也称半距等高线，一般用长虚线表示。 3、助曲线：如果采用间曲线仍不能表示较小的地貌特征，则在首曲线和间曲线间加绘助曲线，等高距为基本当高距的1/4，一般用短虚线表示。 4、计曲线：每隔4条首曲线描绘一条加粗等高线。地形图上只有计曲线注记高程。,示例,六、等高线的描绘方法 等高线表示地貌的程序：先测定后绘图。 测定对象是地貌特征点：山顶、鞍部、山脊线和山谷线上坡度变换点、山脚点、山脚坡度变换点、山坡坡度变换点等。 将地貌特征点缩绘在图纸上，并注记高程。 1、连接地性线：山顶、鞍部、山脚点和地性线决定了山脉的大小、形状和走向。 用细虚线连接山脊上各坡度变换点，用细实线连接山谷上个坡度变换点。通常地貌形态是山脊和山谷间隔排列。,2、求等高线通过点 野外测定的是地性线上坡度变换点，相邻两点之间认为是同一坡度。 变坡点高程一般不等于基本等高线高程，可按比例内插求两变坡点之间等高线通过的点。 设A、B为两相邻变坡点，高程分别为40.8m和36.2m，两点间的水平距离为9.2mm，基本等高距为1m，则A、B间有37m、38m、39m、40m四条等高线通过。,3、勾绘等高线 对照实地，边测边勾绘，以使等高线逼真显示地貌形态，便于检查测绘中的错误。 勾绘要求：均匀圆滑，没有死角和出刺现象。 在平坦地区，如大范围内不会出现一条等高线，此时，为表示地貌起伏，需用高成碎部点表示。高程点应均匀分布，图上间隔约2-3cm。,7.3常规测图方法,地形图测绘是对地物地貌特征点（碎部点）进行测绘，包括测量和绘图两部分。 测定出各碎部点的平面位置和高程，按测图比例尺缩绘于图纸上。图上碎部点连接成的图形与实地碎部点连接成的图形成相似关系，相似比为测图比例尺。 一、测图前的准备工作 踏勘了解测区地形，抄录控制点的平面坐标和高程，了解完好程度，准备工具材料，检验校正仪器，拟订作业计划，在图纸上绘制坐标格网、图廓线及展绘控制点等。,1、准备图纸 地形测绘一般选用一面打毛的乳白色半透明聚脂薄膜图纸，厚度0.07-0.1mm，经过热定型处理后变形率小于千分之0.4。 优点：透明度好、伸缩性小、耐湿，便于使用和保管；可直接在底图上上墨，复晒兰图，加快出图速度。 缺点：怕折、易燃。,2、绘制坐标格网 为了准确将控制点展绘在原图上，必须先在图纸上精确绘制10cm10cm的坐标格网。可到测绘仪器商店购买已印制好坐标格网的聚酯薄膜，也可自己绘制。 专用工具：直角坐标展点仪、格网尺等。 使用精确直尺按对角线法绘制,检查： 1、方格网线粗不应不超过 0.1mm。 2、10cm方格边长误差不超过 0.2mm。 3、小方格对角线长度误差不超过0.3mm。 4、对角线各点应在一条直线上，偏离不大于0.2mm。 检查合格后在对应格网处注明坐标值和图幅编号。 对使用购买的印好坐标格网的图纸，仍需作精度检查。,3、展绘控制点 首先确定该点所在的方格。 设A为图根点，坐标为xA=764.30， yA=566.15。,全部控制点展绘好后，用比例尺量取所绘控制点之间的相邻距离，比较与实际距离的差距，限差不超过0.3mm。超限的点应重新展绘。 符合要求后用细针刺出点位，刺孔小于0.1mm，按图式规定注记点号和高程。,二、经纬仪测绘法 实质：按极坐标定点进行测图。,1,2,3,1,B,D1,A,B,C,1,经纬仪测绘法,A,C,2,3,操作步骤 1、安置仪器：经纬仪安置在测站点（控制点）上，量取仪器高，填好记录手簿，绘图板安置在测站旁。 2、定向：后视另一控制点，使水平度盘读数为000000。 3、立尺：由立尺员选定立尺点，将水准尺竖立在地物、地貌特征点上。 4、观测：转动照准部，瞄准特征点上的标尺，读视距间隔、中丝读数、竖盘读数和水平角。 5、记录：将观测结果依次记入记录手簿。对有特殊作用的碎部点（山头、鞍部等）应在备注中加以说明。,碎部测量记录手薄 日期 班组 姓名 测站 定向点 测站高程 仪器高,6、计算：测站点到碎部点之间的水平距离以及碎部点的高程。,竖直角为0时：,竖直角为时：,碎部点的高程：,7、展绘碎部点：用细针将量角器插在图上测站点A处，转动量角器，使量角器上等于观测水平角值的分划线对准起始方向线AB，则量角器的零方向就是测站到碎部点的方向，用测图比例尺按测得的水平距离在该方向上定出碎部点的位置1，并在右侧注明高程。,同理测出本站所有碎部点的平面位置和高程，随测随绘。 仪器搬至下一测站时，先观测前站所测的某些明显碎部点以检查两个测站所测的同一点平面位置和高程是否相符。 如果测区范围大，可分成若干幅分别测绘，最后拼接。为相邻图幅的拼接，每幅图应测出图廓外5mm。,三、碎部测量的注意事项 1、每观测20-30碎部点和结束前，应瞄准起始方向检查其变化，经纬仪测绘法，检查与起始方向度盘读数偏差（归零差）要小于4。 2、立尺员立直标尺，弄清碎部点之间的关系。地形复杂时需绘制草图，协助绘图人员作好绘图工作。 3、绘图人员应注意图面整洁、注记清楚，作到随测、随绘、随检查。 4、每个测站工作结束后，在确认地物、地貌无测错或漏测时，方可迁站。,四、铅笔原图的绘制 1、地物的绘制：按图式符号表示。房屋轮廓用直线连接，道路、河流的拐弯处要逐点连成光滑曲线。不依比例描绘的地物按规定的非比例符号表示。 2、地貌符号等高线的勾绘：先用铅笔轻轻描绘出地性线，内插求等高线通过点，再勾绘等高线。,五、地形图的拼接、检查和验收 1、拼接 当测区范围大时，需分幅测绘。 由于测量误差和绘图误差的存在，相邻图幅在拼接处不完全吻合。 利用聚脂薄膜的透明性，将相邻两幅图的坐标格网线重叠，如果相邻处的地物地貌偏差不超过下表规定的 倍时，取平均位置，改正相邻图幅的地物地貌位置。,2、检查： （1）室内检查：地物地貌是否清晰易读、注记是否正确、地形点高程与等高线是否相符、拼接有无问题、有无矛盾可疑之处。 （2）外业检查： 巡视检查：实地对照检查，包括地物地貌有无遗漏、符号注记是否正确、等高线是否逼真等。 仪器设站检查：根据室内和巡视检查所发现的问题，野外设站检查，修正和补测发现的问题，同时对本站所测地形进行检查，看原测地形图是否符合要求。,3、整饰 工作基础：经过拼接和检查。 目的：使图面清晰、美观、合理。 整饰顺序：先图内后图外、先地物后地貌、先注记后符号。 按图式要求写出图名、图号、比例尺、坐标系统、高程系统、测绘单位、测绘者和测绘日期等。 4、验收 在上级检查的基础上，鉴定各项成果是否符合规范和有关技术指标的要求，目的是消除最后错误。 成果质量评价：优、良、中。,7.4 数字化测图技术,传统地形图测绘的缺点 （1）传统的图解法测图是将观测值转化为线划地形图，“数图”转换降低了数据精度。 （2）设计人员在用图过程中需进行“图数”转换，将产生解析误差。 数字化测图的实质解析法测图 将地形图信息通过电子测量仪器或数字化仪转换为数字量输入计算机，以数字形式存储在磁盘上，便于传输与直接获取地形的数量指标，需要时可通过显示器或用数控绘图仪绘制线划地形图。 数字化测图的优点 “数数”过程，不降低观测数据精度，成果易于存储、管理和共享。,广义的数字化测图包括 （1）利用全站仪或其它测量仪器进行野外数字化测图。 （2）利用手扶数字化仪或扫描数字化仪对于同方法测绘的原图进行数字化。 （3）借助解析测图仪或立体坐标量测仪对航空摄影或遥感影像进行数字化测图。 通常将利用全站仪在野外进行数字化地形数据采集，并且绘制大比例尺地形图的工作称为数字化测图。 数字化测图的作业模式 （1）野外测量记录、室内计算机成图的数字化测记模式。 （2）野外数据采集，便携式计算机实时成图的电子平板测绘模式。,当依据电子手簿存储的数据，由计算机软件进行自动处理成图（自动识别、检索、连接、自动调用图式符号库等）时，存在野外采集数据与实地或图形之间的对应关系问题。 为使计算机能识别所采集的数据并进行加工处理，必须对每一个实测碎部点给予一个确定的地形信息编码。,目前国内应用较广泛的地形信息编码由三部分组成，码长8位。,1、地形要素码：用于标识碎部点的属性。一般根据地形图图式中各符号的名称和顺序来设计。用3位表示，位于8位码的前部，表示形式有三种：三位数字型、三位字符型和数字字符混合型。,三位数字型编码是计算机能够识别并能有效迅速处理的地形编码形式，称为内码。 内码的编码思路是将整个地形信息要素进行分类、分元设计。 首先将所有地形要素分为10大类，每个大类按地形元素分成若干个信息元。 百位码为信息类代码（0-9），十位和个位为信息元代码，则三位数字型地形要素码由1位类码+2位元码组成。,内码示例,0类：地貌特征点 1类：测量控制点 2类：居民地、工矿企业建筑物和公共设施 3类：独立地物