《测量学--地形测绘》PPT课件.ppt

第五章 地形图的基本知识,第一节 地形图概述,第二节 地物、地貌表示方法,第三节 大比例尺地形图测绘,第四节 地形图应用概述,第五节 面积测量,第六节 地形图的工程应用,第一节 地形图概述,平面图：将地面上各种地物的平面位置按一定比例尺、用规定的符号和线条缩绘在图纸上，并注有代表性的高程点，这种图称为平面图。,地形图：如果既表示出各种地物，又用等高线表示出地貌，这种图称为（等高线）地形图。,一、 平面图、地形图,平面图,1:2000,城市地形图,1:1000,城市地形图,1:2000,二、地形图的比例尺,地形图上一段直线长度与地面上相应线段 的实际水平长度之比，称为地形图的比例尺。,2图示比例尺 最常见的图示比例尺为直线比例尺,优点：便于直接量取长度，并可减小 因图纸伸缩变形而引起的误差。,（一）比例尺的表示方法 1数字比例尺,l:500，l:1000，l:2O00,（二）地形图按比例尺分类,大比例尺图 l:500 、 l:1000 、 l:2000 、 l:5000 、 l:1万 中比例尺图 1:2.5万、 1:5万、 1:10万 小比例尺图 l:20万、1:50万、l:l00万,人用肉眼能分辨的最小距离一般为0.1mm 所以把图上0.1mm所表示的实地水平距离称为 比例尺精度，即0.1mmM M为比例尺分母,(三)比例尺精度,注：比例尺越大，其比例尺精度越高。 比例尺精度的概念，对测图和用图都有重要意义,三、地形图的分幅与编号,分幅和编号的目的：便于管理和使用,（一）梯形分幅与编号,矩形分幅及面积,（二）矩形分幅与编号,图幅为矩形： 50cm 50cm，40cm 50cm 或 40cm 40cm 基本方格： 10cm 10cm,以每幅的图幅西南角坐标值x,y的千米数为该幅的编号. 1:5000坐标取至1km， 1：2000、1：1000取至 0.1km， 1：500取至0.01km 如编号: 3.0-1.5 2.5-2.5,（1）图幅西南角坐标编号法,（三） 正方形分幅的编号方法,（2）自然序数编号 带状或小面积测区，统一顺序编号 如下图 -15,（3）行列式编号 以代号（如A，B，C，）的横行， 以阿拉伯数字为代号的纵列， 如下图A-4,基础图幅编号为西南角坐标，其后加罗马数字、,（4）以最小比例尺图为基础分幅编号,第二节 地物、地貌表示方法,一、地形图图式,为便于测图和用图，用各种符号将实地的地物和地貌在图上表示出来，这些符号总称为地形图图式(GB/T 7929-1995)。图式是由国家统一制定的，它是测绘和使用地形图的重要依据和标准 地形图图式制定原则： 简明 象形 易于判读地物,地形图图式是地形图制图学的重要组成部分。 1、有助于“去粗取精”地把地表上最重要的信 息反映到图上去； 2、有助于在有限的图面上多反映一些信息 3、有助于读图 4、有助于美化图面,地形图图式的作用,二、地物符号,1.比例符号：轮廓较大，形状和大小可以按测图比例尺缩小，植被，土壤用符号，边界一般用虚线，房屋可注记结构和层次,2.非比例符号,独立符号：具有特殊意义的地物,轮廓较小时,就采用统一尺寸,用规定的符号来表示。形状以读图方便为准专门设计符号的定位点：中心、底线的中点、底线拐点。,3.半比例符号,一些线状地物，中心线位置（长度）按比例，宽度不按比例。,地物注记,有些地物除了用相应的符号表示外，对于地物的性质、名称等在图上还需要用文字和数字加以注记，如房屋的结构和层数、地名、路名、单位名、等高线高程和散点高程以及河流的水深、流速等。,三、地貌符号,地形图上表示地貌的方法有多种，目前最常用的是等高线法。对峭壁、冲沟、梯田等特殊地形，不便用等高线表示时，则绘注相应的符号。,地貌按其起伏变化的程度分为：平地、丘陵地、山地、高山地。,四、等高线,等高线的概念 等高线是地面上高程相等的相邻点所连成的闭合曲线。（光滑封闭）。水面静止的湖泊和池塘的水边线，实际上就是一条闭合的等高线。,1.等高距h,相邻等高线之间的高差，称为等高线间隔或称等高距，一般用h表示。在同一幅地形图上，各处的等高距应当相同。(一般按图的比例尺和测区的地形类别选择基本等高距h的值),地形类别,2.等高线平距d、地面坡度i,相邻等高线之间的水平距离称为等高线平距，一般用d表示，它随着地面的起伏情况而改变， h与d的比值就是地面坡度i 。,坡度一般以百分率表示，向上为正，向下为负。 例如i = +5，或i = -2。,i大,等高线密，山陡：反之,i小,等高线稀，山平缓,3.等高线的种类,首曲线 按基本等高距描绘的等高线（0.15mm) 计曲线 为了便于计数每隔4条首曲线加粗一根 等高线并注记高程(0.3mm) 间曲线 为了较好地表示局部地区地形的细部， 以等高距的一半用长虚线加绘的等高 线(0.15mm) 辅助曲线 为了更好地表示局部地区地形的细部， 以任意高程用短虚线加绘的等高线(0.15mm),典型地貌的名称及等高线,地貌是地形图要表示的重要信息之一。地貌尽管千姿百态、错综复杂，但其基本形态可以归纳为几种典型地貌：如山头、山脊、山谷、山坡、鞍部、洼地、绝壁等,1）山头和洼地,2）山脊和山谷,）分水线和集水线,）鞍部,S,S,鞍部：两个山头之间是鞍部 ， 鞍部又是两个山谷的源头。,）绝壁和悬崖符号,、 等高线的特性,同一条等高线上各点的高程都相同; 等高线是一条闭合曲线,不能中断,如果 不在同一幅图内闭合,则必定跨越邻幅或 许多幅图后闭合; 等高线只有在绝壁或悬崖才会重合或相交;,等高线经过山脊或山谷时转变方向,因此,山脊线和山谷线应与转变方向处的等高线的切线垂直相交; 在同一幅地形图上,等高线间隔应是相同的。因此,等高线平距大(等高线疏),表示地面坡度小(地形平坦)；等高线平距小(等高线密),表示地面坡度大(地形陡峻) 。,第三节 大比例尺地形图测绘,一、标准地形图 1、图名、图号 图名:本幅图的名称 图号:本幅图的编号 2、接图表 说明本图幅与相邻图幅的关系。,图廓,内图廓-分幅时的坐标格网线,外图廓-仅起装饰作用,3、图廓和坐标格网线,4 、投影方式 坐标系统 高程系统 投影方式：正投影方式 坐标系统：指该幅图是采用的坐标系统 高程系统：指该幅图是采用的高程基准,1、图纸准备,图纸选用：绘图纸（聚脂薄膜0.1毫米厚 ） 2、绘制坐标格网 规格：10cm 10cm 精度：0.1毫米， 0.2毫米， 0.3毫米,二、测图准备,1、对角线法,2、绘图仪法,3、格网检查与注记,方法：使用展点板、展点仪、坐标格网尺法。 精度：距离检查，0.3毫米。,三、展绘控制点：按（X Y H),如：A(775.045, 568.213),四、图根控制：（加密控制点）,平坦开阔地区图根点的密度,1、平面控制（图根导线、图根交会） 2、高程控制（图根水准、三角高程） 3、控制点（Xi,Yi,Hi),五、碎部点的选择,(一)地物的特征点,碎部点：地物、地貌的特征点。 碎部测量：测定碎部点的平面位置和高程并按 测图比例尺缩绘在图纸上的工作。,特征点：指决定地物形状的地物轮廓线上的转折 点、交叉点、弯曲点及独立地物的中心 点等。如房角点、道路转折点、交叉点、 河岸线转弯点等,一般规定：主要地物凸凹部分在图上大于0.4mm均要表示出来，小于0.4mm，可以用直线连接。,1、地物测绘要求：,依比例表示的地物，将其正射投影位置的几何形 状相似地描绘在图上，或将其边界位置表示在图 上，边界内绘上相应符号； 不能依比例表示的地物，在图上以相应的地物符号 表示在地物中心位置； 根据规定的比例尺，按规范和图式的要求综合取 舍； 测定地物形状的特征点（拐点）。,2、居民地测绘 测图比例尺不同，综合取舍不一样； 外围轮廓准确测绘，内部主要街道及 较大的空地应区分出来； 散列式居民地、独立房屋应分别测绘； 一般只测绘房屋的三个角或相邻的两 角顶并量取房屋宽度。,3、道路测绘,铁路：标尺应立于中心线上，直线立尺稀， 曲线立尺密；附属物按实际位置测定。,路堤测绘,路堑测绘, 公路 ： 一律按实际位置测绘。 立尺位置：中心、两侧、一侧实量宽度。 转弯、交叉处尺点密，附属物实测。 路堤、 路堑 测绘方法同铁路。 大车路立尺于道中心，按图式绘制。 小路视其重要程度综合取舍，弯曲程度 综合取舍，与田埂重合不绘田埂。,4、管线的测绘 架空管线转折处的支架塔柱实测，直线部分用档距长度图解确定；塔柱上有变压器时其位置按其与塔柱的相应位置绘制；电线和管道按符号绘制。,5、水系的测绘 无特殊要求时均以岸边为界，如要求测水涯线、 洪水位、平水位，按要求在调查研究的基础上测绘。 河岸在保证精度的前提下，小的弯曲、岸边不甚明显地段适当取舍。,单线表示的小沟只测中心位置；,渠道两岸有堤可参照公路的测法，田间临时小渠不必测绘。 湖泊边界如不明显，可视具体情况确定湖岸或水涯线,6、植被的测绘 测绘边界，用地类界符号表示范围，加植被符号和说明。 地类界与道路、河流、栏栅等重合时不绘地类界，与境界线、高压线等重合应移位绘地类界。 行树两端实测，中间配置。,地貌特征点：方向变化和坡度变化的位置,(二)、地貌特征点的选择,山脊,山谷,公路,六、经纬仪测图一个测站点的工作,1.安置仪器（对中、整平、量仪器高）,2.定向（盘左后视读数置零、图板定向定量角器）,3.立尺（概括全貌、点少、能检核）,4.观测（瞄准、读尺间隔、中丝读数、竖盘读数 、 水平角读数）,5.记录计算（表格记录计算）,6.刺点（图上标定注记高程）,7.描绘（对照实地按图式描绘地物）,地形碎部测量手簿,八、注意事项 1、每观测2030个碎部点，应检查起始方向归零 差应 4，否则，应重新定向，并检查已测碎部点。 2、立尺人员应将视距尺竖直，综合取舍碎部点， 地形复杂时绘制草图。 3、绘图人员注意图面正确、整洁、注记清晰 并做到随测点及时展绘、检查。 4、当该站工作结束时，应检查有无漏测、测 错，并将图面上的地物、地性线、等高线 与实地对照，发现问题及时纠正。,经纬仪或水准仪与小平板仪联合测图,九、碎部测量方法和地物地貌的描绘,(一) 地物点 地貌点的测定,地貌点的测绘 1.山顶：尖山顶、圆山顶、平山顶； 2.山脊：尖山脊、圆山脊、台阶状山脊、分歧脊； 3.山谷：尖底谷、圆底谷、平底谷； 4.鞍部：窄短鞍部、窄长鞍部、平宽鞍部； 5.盆地：特点与山顶相似，高低相反； 6.山坡：在坡度变化处立尺; 7.梯田坎和陡坎:坎顶方向变化处立尺,量坎高(比高); 8.斜坡：坡顶和坡底方向变化处立尺； 9.特殊地貌:和测绘地物方法相同。,（二）地形点的分布与最大视距,平坦地区,城市建筑区,（三）地物 地貌的描绘 1、地物的描绘按地形图图式规定的符号来描绘,2、等高线的内插与勾绘,（1）地形图的基本等高距,不能用等高线表示的地形，按图式符号表示,（2）连接地性线 实线连成山脊，虚线连成山谷，随碎部点的测定随时连接。,前提：相邻点等坡度 原理：比例内插,（3）求等高线通过点（内插的方法）,（4）勾绘光滑曲线,一、图的拼接,拼接误差(不大于规定的细部点平面、高程 中误差的 倍）,地物点位中误差,等高线插求点的高程中误差,二 、图的检查,1、图面检查,2、野外巡视,3、设站检查,次序：先图框内、后图框外，先注记、 后符号，先地物、后地貌。 等高线通过注记和地物应断开。 按图式规定描绘和书写。 图框外注记内容齐全。,三、图的整饰,第四节 地形图应用概述,可读性：全面客观 反映 地面情况：地貌、地物、 居民地、水系、交通、通讯、管线、 农林等多方面信息，作为设计依据。,可量性：提供地面基本数据：点、线、角、 高程、方向、面积、坡度等。,多用性：可编绘一系列专题图。,一、地形图的主要用途,(一) 图廓外注记识读,1、图号、图名和邻接图表 ； 2、比例尺、图幅范围、坐标系统、 高程系统； 3、测图年月和测图单位 ； 4、图的新旧。,一般原则: 先图外后图内 、先地物后地貌、 先注记后符号、先主要后次要。,二、读图方法,(二) 地物识读,1、测量控制点 2、居民地 3、工矿企业建筑 4、独立地物 5、道路、管线和垣栅 6、水系及其附属设施 7、植被的分布、类别、面积等 8 、境界等,主要根据地形图图式进行判读。,(三) 地貌识读,主要根据地形图上的等高线进行判读 主要包括： 地面坡度的变化、地势起伏的 大体趋势、是否有山头、鞍部、 山脊、山谷及其大致走向等。,三、确定点的平面坐标,1:1000,如图： 求A点坐标,式中： ， 该点所在方格西 南角坐标； M 比例尺分母,考虑图纸伸缩（格网理论长度10cm）,例,则:,1、图解法（直接量测）,四、确定两点间的水平距离,2、量测坐标计算（解析法）,例：图上量得dab=169.7mm,则AB的 实地距离：,例：图上量得,则算得,1:1000,五、确定直线的坐标方位角,1、直接量测,2、量测坐标计算,例：图上量得,例：图上量得,则算得,1:1000,六、确定点的高程,等高线上点的高程 ， 等于该等高线的高程； 不在等高线上点的高程，用内插方法求得。,式中,等高距,例已知Hm=53m，h=1m量得 mF=d1=1mm， mn=4mm。,七、确定两点间的坡度,= 53.25m,则：,式中：,A，B两点间的高差,A，B两点间的实际 水平距离,八、在图上设计等坡线 等坡线坡度相等的方向路线。 例 设i=3.3,h=1m, 求图中AB之间的 等坡线。 解由 得 使园规两脚尖的距离 为图上30m，在图上 从A点出发与等高线 交点至B点。,第五节 面积测量,用途： 房地产计量 ，国土规划，土石方计量 测量方法： 利用地形图量测（图解法） 实地测量数据（实测法）,计算方法： 有规则的几何图形 不规则的任意图形 精度要求： 根据目的和用途的不同而定。,一、几何图形法,把图形分解成简单的几何形状，计算所有简单几何图形面积之和。,2,3,A=A1+A2+A3,常用几合图形： 三角形、长方形 梯形、正方形、扇形、 圆形,二、坐标计算法 （解析法）,1、借助坐标格网图解界址点的坐标 。 2、再按公式（解析）计算图形的面积。,x,y,三 、不规则图形面积量算,网格，网点法 平行线法 方格法 求积仪法,方法,（一）、网格，网点法,（二）、平行线法,求积仪有以下特点： 自动读数 自动计算面积 换算面积单位 动极式可以扩大 求积的范围 跟踪放大镜比 描迹针使用方便,（三）、求积仪法,动极轴,动极,放大镜,功能键 显示窗,跟踪臂,使用方法： 1、固定欲测面积的地形图，并将以其放在图形轮 廓的中间偏左处，动极轴与跟踪臂大致垂直，放大镜大致放在图形中央。 2、在图形轮廓线上标记起点。 3、打开电源，手握描迹放大镜，使放大镜中心对准起点，按下“STAR”键后沿图形轮廓线顺时针方向移动。 4、准确跟踪一周后回到起点，再按“OVER”键。此时显示器上显示的数值即为所测量的面积。 注意： 开始测量前，应选择单位：m2或km2。 将比例尺分母输入计算器。,第六节 地形图的工程应用,一、绘制地形断面图,欲绘AB方向的断面图,3.AB与诸等高线交点的位置垂直投影到下面的图上。 4.垂直投影线与下图的高度线得交点 。 5.连相邻的交点即得断面图。,绘制方法 1.定义一坐标系，以高程为纵轴，距离为横轴。,2.连AB直线 。,注：高程比例尺一般比平距比例尺大1020倍,二、按限制坡度选择最短路线,1、根据限制坡度求出相邻等高线之间的最小平距dmin 2、以A为圆心，以dmin为半径，找出与相邻等高线的交点 3、依次做法，直到终点，依次连接各点,I = h / d,dmin= h / I H -等高距 I -设计坡度,三、确定汇水范围,1、连接分水山脊线。 2、利用