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地形图识别与应用 1 目录 2 1 坐标系统 113 22 20 E 23 11 40 N X Y2567000 38435000 地理坐标 高斯平面坐标 单位为米 3 1 1地理坐标 将地球视为球体 按经 纬线划分的坐标格网为地理坐标系 4 地理坐标系是以经纬度为单位的地球坐标系统 地理坐标系中有2个重要部分 即地球椭球体 spheroid 和大地基准面 datum 5 我国常用椭球体 3个平移 3个旋转 1个缩放 6 我国常用的三大坐标系 7 如何才能把地理坐标置于平面内 1 2平面直角坐标 8 一 高斯投影高斯投影是 高斯 克吕格投影 又称 等角横切椭圆柱投影 是让椭球体在椭圆柱内转动一周 让椭球体表面印在椭圆柱内壁 然后剪开椭圆柱 压平 得到球体表面图像 高斯投影是高斯在1820 1830年间 为解决德国汉诺威地区大地测量投影问题而提出的一种投影方法 1912年起 德国学者克吕格 Kruger 将高斯投影公式加以整理和扩充并推导出了实用计算公式 9 10 我国规定1 1万 1 2 5万 1 5万 1 10万 1 25万 1 50万比例尺地形图 均采用高斯克吕格投影 1 5万至1 50万比例尺地形图采用经差6度分带1 1万和1 2 5万比例尺地形图采用经差3度分带 11 高斯投影经纬线的特点 1 中央经线投影后为直线 长度不变 其余经线为凹向中央经线的曲线 2 赤道线投影后为直线 与中央经线垂直 其余纬线为凸向赤道线的曲线 3 经线和纬线投影后 保持互相垂直的特点 无角度变形 中央经线 赤道 纬线 12 二 投影带的划分 中 小比例尺的地形图采用6 带 从W180 经线开始 自西向东分为60条带 东半球从31 60 大比例尺的地形图采用3 带 从E1 30 开始 自西向东分为120条带 6 带的带号计算公式3 带的带号计算公式 13 例1已知某地坐标东经113 22 20 纬度23 11 40 求该地所在的3度带及6度带带号 注意 六度带中央经线经度 6 带号 3 三度带中央经线经度 3 带号 则 该地位于3度带的38号带 6度带的19号带中央经线分别为114度与111度中央经线 14 中国所在中国的地理位置地理位置 图 15 中国的地理位置 东西跨61度22分30秒 11条6度分度带 带号从42到53号 16 广东省经纬度 广东省介于北纬20 12 25 31 东经109 45 117 20 之间 南北跨5 19 东西跨7 35 在6 分度带中 跨2条带 分别是第19 20号带 在3 分度带中 跨3条带 分别是第37 38 39号带 17 三 高斯平面直角坐标以高斯投影带的中央经线为坐标纵轴 以赤道线为坐标横轴 中央经线与赤道线的交点为坐标原点所建立的坐标 称为高斯平面直角坐标 高斯平面直角坐标是各条高斯投影带建立的平面直角坐标 称为 高斯平面直角坐标系 Y X 18 自然坐标与通用坐标 自然坐标 19 2地形图的分幅与编号 国家基本比例尺地形图的系列由8种组成 即1 100万 1 5000比例尺地形图 20 为了便于管理和使用地形图 需按一定方式将大区域的地形图划分为尺寸适宜的若干单幅图 称为地形图分幅 为了便于贮存 检索和使用系列地形图 按一定的方式给予各分幅地形图惟一的代号 称为地形图编号 21 2 1梯形分幅与编号 梯形分幅是以国际1 100万地形图的分幅与编号为基础 因而也称国际分幅 以1993年为分界线 分为旧分幅与编号 新分幅与编号 22 2 1 1新分幅与编号方法 1 分幅与编号标准由180度经线起算 由西向东 每经差6 为列 把地球分为60纵列 依次用阿拉伯数字1 2 60表示 由赤道分别向北向南 按纬度4 为一行 分别分为22横行 依次用字母A B C V表示 其中每一格为一幅1 100万地形图 每一幅图编号由其所在的 横行 纵列 如广州所在的地形图编号为F49 23 经差6 纬差4 北京 广州 24 1 50万 1 25万 1 10万 1 5万 1 2 5万 1 1万 1 5000地形图的分幅编号是在1 100万比例尺地形图的基础上进行 表 国家基本比例尺地形图分幅编号表 25 梯形分幅示意图 F 49 108 00 114 00 24 00 24 00 20 00 20 00 23 00 22 00 111 00 112 30 001001 001002 002002 002001 26 1 50万 1 5000地形图的分幅与编号以1 100万比例尺地形图为基础 采用行列编号方法 由其所在1 100万比例尺地形图的图号 比例尺代码和图幅的行列号共十位码组成 F49E005022 F49E005022 27 2 图幅编号查算1 50万 1 5000地形图的编号可按下式进行计算 28 例2广州某地经度113 22 25 纬度23 11 00 其编号为F49的1 100万地形图 其左上角图廓点的纬度为24 经度为108 经计算可得各种比例尺地形图新图幅编号见表 29 2 1 2地形图矩形分幅与编号 1 分幅标准适用于1 5000 1 500的大比例尺地形图 它是按直角坐标的纵横坐标线划分图幅的 图幅大小见表 表 1 5000 1 500地形图图幅大小 30 2 编号方法 按西南角坐标编号是用该图幅西南角的x坐标和y坐标的公里数来编号 x坐标在前 y坐标在后 中间用短线连接 1 5000地形图 编号28 18 代表西南角坐标为 x 28km y 18km 1 2000和1 1000比例尺地形图图幅编号28 5 17 5 代表西南角坐标为 x 28500m y 17500m 28 18 31 以1 5000比例尺图为基础编号在1 5000比例尺图号末尾分别加上 作为1 2000比例尺图幅的编号 32 按数字顺序编号带状测区或小面积测区 可按测区统一顺序进行编号 一般从左到右 从上到下用数字1 2 3 4 编定如图 a 所示的 杜阮 7 其中 杜阮 为测区地名 按行列编号行列编号法一般以代号 如A B C D 为横行 由上到下排列 以数字1 2 3 为代号的纵列 从左到右排列来编定 先行后列 如图 b 中的A 4 33 34 3地形图图外注记 1 图名和图号一般位于地形图北图廓外面正中处 图名以所在图幅内最著名的地名 最大的村庄或突出的地物 地貌名称来命名 图号是为了区别每幅地形图所在的位置关系 根据地形图分幅和编号方法编写的 35 2 接图表用于说明本图幅与相邻图幅的关系 供索取相邻图幅时参考 36 3 图廓和坐标格网A 外图廓仅为装饰用 中图廓上绘有黑白相间并表示经纬差分别为1 的分度带 B 内图廓以内的纵横交叉线是坐标网或平面直角坐标网 因格网长相一般以千米为单位 故也称千米网 C 千米数注记在内外图廓线之间 注记的字头朝北 并规定第一条和最末一条格网注明全值 而中间的千米线只注明个位和十位千米数 37 如图中2567表示纵坐标从赤道起算是2567km 向下的分别为66 65等 其千米的千 百位都是25 所以从略 横坐标为38430 38为3 带投影带号 38 思考 公里网格线与内图廓平行吗 为什么 39 4 测图比例尺测图比例尺包括图示比例尺和数字比例尺 40 2020 1 7 41 5 坡度尺 量相邻六条等高线时用 量相邻两条等高线时用 42 6 测图说明注记1 平面坐标系2 高程系3 测绘单位 测图方法和测图时间4 图式和图例 43 4地物符号 地物是地面上天然或人工形成的物体 如湖泊 河流 房屋 道路等 在地形图中 地面上的地物和地貌都是用国家测绘总局颁布的 地形图图式 中规定的符号表示的 图式中的符号可分为地物符号 地貌符号和注记符号3种 44 1 测量控制点 包括三角点 导线点 图根点 水准点等 2 居民地 包括居住房屋 寺庙 纪念碑 学校 运动场等 房屋建筑分为特种房屋 坚固房屋 普通房屋 简单房屋 破坏房屋和棚房等六类 3 工矿企业建筑 是国民经济建设的重要设施 包括矿井 石油井 探井 吊车 燃料库 加油站 变电室 露天设备等 45 4 独立地物 是判定方位 确定位置的重要标志 如纪念像 纪念碑 宝塔 亭 庙宇 水塔 烟囱等 5 道路 包括公路及铁路 车站 路标 桥梁 天桥 高架桥 涵洞 隧道等 6 水系及其附属建筑 包括河流 水库 沟渠 湖泊 岸滩 防洪墙 渡口 桥梁 拦水坝 码头等 7 境界 包括国界 省界 县界 乡界 8 植被 是指覆盖在地表上的各种植物的总称 在地形图上表示出植物分布 类别特征 面积大小 包括树林 竹林 草地 经济林 耕地等 46 47 48 5地貌符号 地貌是指地表的高低起伏形态 它包括山地 丘陵和平原等 不仅能表示地面的起伏形态 还能表示出地面的坡度和地面点的高程 5 1等高线的概念等高线是地面上高程相同的点所连接而成的连续闭合曲线 所形成的曲面上各点的高程是相等的 49 5 2等高距和等高线平距相邻等高线之间的高差称为等高距 常以h表示 在同一幅图上 等高距是相同的 相邻等高线之间的水平距离称为等高线平距 常以d表示 50 同一张图内等高距是相同的 所以等高线平距d的大小直接与地面坡度有关 一般根据地形图上等高线的疏密来判定地面坡度的缓陡 等高距越小 显示地貌越详细 等高距越大 显示地貌越简略 51 判断 同一等线上高程相等 那不同等高线的高程肯定不同 52 5 3典型地貌的等高线几种典型地貌包括 山头 洼地 山脊 山谷 鞍部 绝壁 悬崖 梯田 1 山丘和洼地 盆地 53 2 山脊和山谷 54 55 3 鞍部 56 4 峭壁和悬崖 C 峭壁 A 断崖 B 悬崖 57 A B 58 5 4等高线的分类最常见 地形图上都有的等高线是首曲线和计曲线 局部地区还用间曲线和助曲线 首曲线是基本等高线 计曲线是每5倍基本等高距加粗的一根等高线 59 5 5等高线的特性 等高性 闭合性 非交性 正交性 密陡稀缓性 60 6地形图的基本应用 6 1求地图上一点的坐标1 求图上某点的平面直角坐标通过被求算点作坐标网格的垂直线 并用尺子量出 该点到坐标线的垂直距离 再加上坐标网格线的坐标值 即得出该点的坐标数值 61 例3 2566 38436 38436 2567 38435 38435 2567 2566 P a b 如图 1 1万校园地形图中P点位于某平面直角坐标格网ABCD中 边长为1000米 图上边长10cm 欲求P点的直角坐标 用直尺量出aP与bP的长度为3 2cm与7 6cm 求P点的平面直角坐标 D C B A 62 2 求图上一点的大地坐标首先根据地形图内 外图廓中的分度带 绘出经纬度格网 接着作平行于该格网的纵横直线 交于大地坐标格网 然后按照求算坐标的方法即可计算出点的大地坐标 63 假如纸质地形图在使用过程中发生变形与折叠而变得不平整 使用以上方法是否会增大误差 64 6 2求图上两点间的距离 1 根据两点的平面直角坐标计算已知A B两点的坐标 根据下式即可求得AB两点间的直线水平距离DAB 65 2 根据数字比例尺计算3 根据测图比例尺直接量取 66 例4计算广东生态工程职业学院正门到东门的直线距离和路程 67 6 3求图上某点高程 如果所求的位置恰好在某一等高线上 那么此点的高程就等于该等高线的高程 如图的B C点 如果所求点位置不在等高线上 则可用内插法求其高程 如图的A点 可过A点作线段mn大致垂直于相邻两等高线 然后量出mn和mA的图上长度 则A点高程HA为H 点高程 m H 等高距 m 68 例5在图中 等高距h 1m Hm 36m 量得mn 8mm mA 3mm 则 A和B点高差 HAB HB HA 38 36 4 1 6 m 当精度要求不高时 也可以目估求得A点高程 69 6 4利用地形图进行图形面积测定 一 方格法和网点板法把透明方格纸盖在要测量面积的图形上查数方格数量 按如下公式计算 A a M2 d 为方格边长以mm为单位 M 比例尺分母 70 二 平行线法量取图形范围内平等线的长度 相加 和乘以平等线间距 a h li 71 三 GPS等移动设备求算面积利用GPS面积求算的功能 绕目标边界一圈 在各拐点处记录下端点 自动求算出面积 四 GIS等软件求算面积外业勾绘目标边界 内业利用GIS等软件计算目标面积 72 6 5利用地形图求算地形因子 1