土地勘测技术与方法.ppt

,第十章 土地勘测技术与方法,10-1 地形图的应用概述 10-2 地形图的基本应用 10-3 土地测设的基本技术和方法 10-4 土方计算方法,10-1 地形图的应用概述,地形图是各种地物和地貌在图纸上的反映。 多用途地籍图的主要内容是地籍要素和必 要的地形要素，这是进行地籍、地政管理和 规划设计不可缺少的重要资料。 从地形图上确定地物的位置和相互关系及 地貌的起伏形态等情况，比实地更准确、更 全面、更方便、更迅速。,一、地形图的应用方向 1、各种规划设计； 2、各种社会调查； 3、各种社会管理； 4、地理性应用（编制各种专题地图）； 5、基础设施建设； 6、资源勘探、国土与环境的整治； 7、国防与军事； 8、其他（科学考察等）。,二、地形图应用的技术手段 1、目视技术：如地理方位的判断、确定汇水面积边界、判断道路走向； 2、量算技术：借助测量仪器和简单的计算工具，如两点之间的距离和高差； 3、半自动化技术：如地形图编绘、专题地图的制作； 4、自动化技术：采用模式识别和智能化技术，是应用技术的发展前景。,三、地形图的识读,地形图反映了地物的位置、形状、大小和地物间的相互位置关系，以及地貌的起伏形态。为了能够正确地应用地形图，必须要读懂地形图（即识图），并能根据地形图上各种符号和注记，在头脑中建立起相应的立体模型。 在识读地物时，首先了解主要地物的分布情况，例如，居民点、交通线路及水系等。要注意地物符号的主次让位问题，例如，铁路和公路并行，图上是以铁路中心位置绘制铁路符号，而公路符号让位，地物符号不准重叠。在地貌识读时，先看计曲线再看首曲线的分布情况，了解等高线所表示出的地性线及典型地貌，进而了解该图幅范围总体地貌及某地区的特殊地貌。,(一) 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。,(二) 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）野外使用地形图 在野外使用地形图时，经常要进行地形图的定向、在图上确定站立点位置、地形图与实地对照，以及野外填图等项工作。当使用的地形图图幅数较多时，为了使用方便则须进行地形图的拼接和粘贴，方法是根据接图表所表示的相邻图幅的图名和图号，将各幅图按其关系位置排列好，按左压右、上压下的顺序进行拼贴，构成一张范围更大的地形图。 1、地形图的野外定向 地形图的野外定向就是使图上表示的地形与实地地形一致。常用的方法有以下两种：,（1）罗盘定向 根据地形图上的三北方向关系图，将罗盘刻度盘的北字指向北图廓，并使刻度盘上的南北线与地形图上的真子午线（或坐标纵线）方向重合，然后转动地形图，使磁针北端指到磁偏角值，完成地形图的定向。 （2）地物定向 首先在地形图上和实地分别找出相对应的两个位置点，例如，本人站立点、房角点、道路或河流转弯点、山顶、独立树等，然后转动地形图，使图上位置与实地位置一致。,2、在地形图上确定站立点位置 当站立点附近有明显地貌和地物时，可利用它们确定站立点在图上的位置。例如，站立点的位置是在图上道路或河流的转弯点、房屋角点、桥梁一端，以及在山脊的一个平台上等。 当站立点附近没有明显地物或地貌特征时，可以采用交会方法来确定站立点在图上的位置。,3、地图与实地对照 当进行了地形图定向和确定了站立点的位置后，就可以根据图上站立点周围的地物和地貌的符号，找出与实地相对应的地物和地貌，或者观察了实地地物和地貌来识别其在地图上所表示的位置。地图和实地通常是先识别主要和明显的地物、地貌，再按关系位置识别其他地物、地貌。 通过地形图和实地对照，了解和熟悉周围地形情况，比较出地形图上内容与实地相应地形是否发生了变化。,4、野外填图 野外填图，是指把土壤普查、土地利用、矿产资源分布等情况填绘于地形图上。野外填图时，应注意沿途具有方位意义的地物，随时确定本人站立点在图上的位置，同时，站立点要选择视线良好的地点，便于观察较大范围的填图对象，确定其边界并填绘在地形图上。通常用罗盘或目估方法确定填图对象的方向，用目估、步测或皮尺确定距离。,一、确定点的坐标,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,10-2 地形图的基本应用,考虑图纸伸缩（l 格网理论长度10cm）,例：,则：,1、图解法（直接量测）,二、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,1:1000,三、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,1:1000,四、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,例：已知Hm=53m，h=1m，量得 mF=d1=3mm， mn=4mm。,五、确定直线的坡度,= 53.75m,则：,式中：,A，B两点间的高差,A，B两点间的实际 水平距离,六、按一定方向绘制断面图,欲绘AB方向的断面图，绘制方法如下：,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。,1、绘制坐标系，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,地形图1：1000,剖面图1：1000,1：100,七、按规定坡度选择最短路线,1、根据规定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、依此做法，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,八、确定汇水范围,1、连接分水线（山脊线）。 2、利用面积量算方法，确定出汇水范围。,公路,桥涵,汇水范围,在确定汇水范围时应注意以下几点： （1）边界线（除构筑物外）应与山脊线一致， 且与等高线垂直； （2）边界线是经过一系列山头和鞍部的曲线， 并与河谷的指定断面闭合。 3、根据汇水面积、最大降雨量计算最大流水量Q。 4、据Q设计桥涵断面。,10-3 土地测设的基本技术和方法,土地测设是将设计好的地块位置、形状、大小及高程在地面上标定出来的土地勘测工作。 在土地管理工作中，经常涉及土地测设的工作有：规划选址、用地红线的确定、界址鉴定和恢复、土地分割、土地征用、土地复垦、土地整理、城市拆迁、土地开发等。,土地测设时，须首先计算出设计的地块边界相对于控制网的关系，即求出其间的角度、距离和点的高程，这些资料称为土地工程测设（放样）数据。 因此，土地工程测设的基本工作，就是测设已知的水平距离、水平角和高程。 土地测设基本技术和方法包括已知水平距离、水平角、高程的测设，点的平面位置的测设。,一、已知水平距离的测设 根据给定的已知点，直线方向和两点间的水平距离，求出另一端点实地位置的测量工作。测设已知距离的方法主要有三种，做法如下： 1、一般方法 从已知点A开始，沿已给定的方向AB，按已知的长度值，用钢尺直接丈量定出B点（应目估使钢尺水平）。为了校核，应往、返丈量两次。取其平均值作为最终结果。 2、精确方法 当测设精度要求较高时，要结合现场情况，对所测设的距离进行尺长、温度、倾斜等项改正数。若设计的水平距离为D，则在实地上应放出的距离D为：,D=D-ld-lt-lh 其中 式中：l为钢尺的实际长度；l0为钢尺的名义长度；t 为测设时的温度；t0为钢尺检测时的温度；h为线段两端点间的高差。,具体作业时，若D小于一个尺段，则直接丈量出D；若D大于一个尺段，则用精密丈量的方法将整尺段丈量完毕。 3、用光电测距仪测设水平距离 光电测距仪置于A点，在测设距离的方向上移动棱镜，选取C点固定棱镜，测出斜距L及测距光路的竖角，则距离DAC=Lcos。它与测设长D之差为D=D-DAC。,根据D的正负号移动棱镜，使用D小于测设要求的限差，并尽可能接近于零，则该点即为欲测设的C点。D也可以用钢尺直接丈量改正，得到欲测设的C点。,二、已知水平角的测设 根据某一已知方向和已知水平角的数值，把该角的另一方向在地面上标定出来。 1、一般方法 当测设水平角的精度要求不高时，可采用盘左盘右分中法。已知地面上OA方向，从OA向右测设水平角，定出OB方向，步骤如下： （1） 在O点安置经纬仪，以盘左位置瞄准A点，并使度盘读数为某一整数值（如00000）。 （2） 松开水平制动螺旋，旋转照准部，使度盘读数增加角值，在此方向上定出B点。,（3） 倒镜成盘右位置，以同样方法测设角，定出B点，取B、B的中点B，则AOB即为欲测设的角度。,2、精确方法 当测设水平角的精度要求较高时，可采用作垂线改正的方法。步骤如下： （1） 先按一般方法测设出B点。 （2） 用测回法对AOB观察若干个测回（测回数根据要求的精度而定），求其平均值，并计算出 =-1 。 （3） 计算垂直改正值 （4） 自B点沿OB的垂直方向量出距离BB，定出B点，则AOB即为欲测设的角度。,量取改正距离时，如为正，则沿OB的垂直方向向外量取；如为负，则沿垂直方向向内量取。,三、已知高程的测设 根据已知水准点，在地面上标定出某设计高程的工作，称为高程测设。高程测设是施工测量中的一项基本工作，一般是在地面上打下木桩，使桩顶（或在桩侧面划一红线代替桩顶）高程等于点的设计高程。此项工作，可根据施工场地附近的水准点用水准测量的方法进行。 例：水准点BM3的高程H3=150.680m。要求测设A点，使其等于设计高程H设=151.500m。 其测设步骤如下：,（1） 在水准点BM3和木桩A之间安置水准仪，在BM3所立水准尺上，测得后视读数a为1.386m，则视线高程H1为： H1=H3+a=150.680+1.386=152.066m （2） 计算A点水准尺尺底恰好位于设计高程时的前视读数： b=H1H设=152.066151.500=0.566m,（3） 在A点桩顶立尺，逐渐向下打桩，直至立在桩顶上水准尺的读数为0.566m，此时桩顶的高程即为设计高程。也可将水准尺的A点木桩的侧面上下移动，直至尺上读数恰为0.566m时，紧靠尺底，在木桩上画一水平线或钉一小钉，其高程即为A点的设计高程（也称+0位置）。 当测设点与水准点的高差太大，必须用高程传递法将高程由高处传递至低处，或由低处传递至高处。,例2：在深基槽内测设高程时，如水准尺的长度不够，则应在槽底先设置临时水准点，然后将地面点的高程传递至临时水准点，再测设出所需高程。 HB=HAa1b1a2b2,例3：在高的楼层面上测设高程时，可利用楼梯间向楼层上传递高程。将检定过的钢尺悬吊在楼梯处，零点一端朝下，挂5kg重锤，并放入油桶中，然后用水准仪逐层引测，则楼层B点的高程为： HB=HAabcd,设计坡度的测设,四、点的平面位置的测设 常用直角坐标法、极坐标法、角度交会法和距离交会法等。应根据控制网的形式、现场情况、测设对象的特点、测设精度要求等因素，进行综合分析后确定选用哪种方法。 1、直角坐标法 此方法主要用于建筑物或与建筑物有关的测设，如建筑施工中的定位测量、工程验线和竣工验收中的用地红线、界址、建筑红线的测设和检验等。,先在建筑方格网的O点上安置经纬仪，瞄准Y方向测设距离YA得E点，然后搬仪器至E点，仍瞄准Y方向，向左测设90角，沿此方向测设距离XA，即得A点位置并沿此方向测设出C点，同法测设出B点和D点。最后应检查建筑物的边长是否等于设计长度，四角是否为90，误差在限差内即可。此方法计算简单，施测方便，精度较高，但要求场地平坦，有建筑方格网可用。,2、极坐标法 极坐标法是根据一个角度和一段距离测设点的平面位置，适用于测设距离较短，且便于量距的情况。此种方法主要用于规划选址、征地、出让等工作中的红线或界址测设。 此法比较灵活，对用测距仪测设尤为适合。,3、角度交会法 根据两个或两个以上的已知角度的方向交出点的平面位置，称为角度交会法。当待测点较远或不可达到时，如桥墩定位、水坝定位等常用此法 。,示误三角形,4、距离交会法 根据两段已知距离交会出点的平面位置，称为距离交会。在建筑物平坦，控制点离测设点不超过一整尺段的情况下宜用此法。此法在施工中细部测设时经常采用。,一、断面法土方计算 根据两相邻的设计断面填、挖面积的平均值，乘以两断面的距离，得到两相邻横断面之间的挖、填土方的数量。 A1、A2为相邻两横断面的挖方或填方面积；D为相邻两横断面之间的距离。如果同一断面既有填方又有挖方，则应分别计算。,10-4 土方计算方法,（1）绘出相互平行的断面方向线； （2）按一定比例尺绘出各断面图，并将设计高程线展绘在断面图上； （3）确定每一断面图上的填挖方面积（设计高程线与断面图所包围的面积：AWi为挖方面积；ATi为填方面积；i表示断面编号）； （4）最后计算出相邻两断面图间的土方量。 填方量：AT=1/2(ATi+ATi+1)L 挖方量：Aw=1/2(Awi+Awi+1)L,方法步骤：,二、 方格法土方计算 土地平整：对原地形的改造，以适于布置和修建各类建筑物，便于排除地面水，满足交通运输和地下管线敷设的要求。 进行土地平整时，首先要利用地形图，用方格法进行平整土地的土方计算。 （一）平整为水平面的土方计算 1、平整为水平面，同时要求填、挖方平衡 （1） 在地形图上画出方格。方格的边长取决于地形的复杂程度和土方的估算精度，一般为10m或20m。 （2） 用内插或目估法求出各方格点的高程，并注记于右上角。,（3） 计算场地填/挖方平衡的设计高程。先求出各方格四个顶点高程的平均值，然后将其相加，除以方格数，就得填/挖方基本平衡的设计高程。 （4） 用内插法在地形图上描出高程为设计高程的等高线（图中用虚线表示）。此线就是填方和挖方的分界线。 （5） 计算各方格点的填/挖高度 填/挖高度地面高程设计高程 正号表示挖方，负号表示填方。 （6）计算填/挖方量：有的方格全为挖方或填方，有的方格既有填方又有挖方，因此要分别进行计算。 对于全为挖方或全为填方的方格（如方格1全为填方）：,对于既有填方又有挖方的方格（如方格2）：,根据各方格填/挖方量，即可求得场地平整的总填/挖方量。,2、按设计高程平整为水平面 例如将某山地斜坡整理成高程为50m的平地。 步骤： （1）确定填、挖边界线； （高程为50m处的等高线为填、挖边界线）； （2）在图上绘方格（22cm），内插各方格顶点高程（实地高程H）； （3）计算各方格顶点填、挖数值h=H-50m。,注：交点右为H、 左为h。50m以上挖、以下填。,（4）计算填、挖土方量：,（二）平整为倾斜面的土方计算 1、过地表面三点平整成倾斜面,要通过实地上A、B、C三点筑成一倾斜平面。此三点的高程分别为152.3m、153.6m、150.4m。这三点在图上的相应位置为a、b、c。 为了确定填挖的界线，必须先在地形图上做出设计面的等高线。由于设计面是倾斜的平面，所以设计面上的等高线应当是等距的平行线。具体做法如下： （1）首先求出ab、bc、ac三线中任一线上设计等高线的位置。例如，在bc线上用内插法得到高程为153m、152m和151m的点子d、e、f。 （2）在bc线内插出与a点同高程的点子k，并连接ak。此线即为在设计平面上与等高线平行的直线。,（3）过d、e、f各点作与ak平行的直线，就得到设计平面上所要画的等高线（用虚线表示）。 （4）为得到设计平面上全部的等高线，可在bc的延长线上继续截取与de线段相等的线dg和fi，从而得到g与i点。通过g、i两点作ak的平行线，