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第八章地形图的基本知识与测绘 学习本章节目的与要求 了解地形图的基本知识 地形图的测绘原理 及大比例尺地形图测绘的步骤与方法 本章节的重点 极坐标法小平板与经纬仪测图 等高线的绘制 8 1地形图基本知识 8 2大比例尺地形图测绘 8 3数字化测图应用概述 第1节地形图基本知识 一 地形测量基本概念1 什么是地形测量 1 地形的概念地物 各种天然或人工的固定物体地貌 地球表面有高低起伏的形态地形测量就是测定地物 地貌的几何特征点最后形成一张地形图 2 地形图是普通地图的一种 按一定的比例尺 以一定的测绘方法用规定的符号表示地物地貌平面位置和高程位置的正射投影图 3 图幅规格1 5000的一幅图是40cm 40cm的规格 1 2000 1 1000 1 500一般是50cm 50cm的规格 定义 二 比例尺 数字比例尺直线比例尺 10 5 0 10 20 40 50 30 2cm 以数字形式表示数字比例尺为大 中 小三种形式 大比例尺1 500 1 5000 地形多 精度高 详细 中比例尺1 10000 1 100000小比例尺1 200000 1 1000000 2 地形图比例尺的选择 地形图作用 全面观察地形平面 高程位置变化进行各种平面竖向设计 在城市和工程的规划 设计和施工阶段中都要用到多种比例尺的地形图 如表所示 某种特种工程 如地下建筑 大桥桥址 水坝坝头设计等 有时还要测绘 比例尺的图 比例尺的精度 相当于图上0 1mm的实地距离 比例尺的精度的意义 1 按照工作需要 多大的地物需要在图上表示出来或测量地物要求精确到什么程度 由此可以参考决定采用多大的比例尺 2 测图比例尺确定后 可以推算出地物测量应到何种精度 比例尺精度 重要概念 即 比例尺精度 0 1mm M人眼分辨率与比例尺的分母M的乘积 二 地形图图式 1 地形图图示概念为便于测图和用图 常用不同的符号将实地的地物和地貌在图上表示 这些符号总称为地形图图示 2 图示是由国家测绘测绘管理机关统一制定的 3 地形图图示符号分类 地形图中的符号有三类 地物符号 地貌符号 注记符号 地物符号 1 比例符号 地物的形状和大小可按比例缩绘在图上 2 非比例符号 较小地物无法按比例缩绘 只能依照规定的符号表示在图上 3 线性符号 狭长的延伸地物等不能依比例尺表示时 可用线性符号表示 4 注记符号 有些地物除用符号外 还需文字 数字或特定符号加以说明和注解 2 地貌符号 地貌 地球表面高低起伏 凹凸不同的自然形态包括 山 山脊 山谷 鞍部 洼地地貌符号等高线 将地面上高程相等的相邻各点连接而成的闭合曲线 地貌的表示方法 平坦地区 注记高程 丘陵地区 等高线表示 等高线 首曲线 计曲线 间曲线 等高距等高线平距 局部地区 规定符号表示 等高线 等高线的意义 一定高度的水平面与地面相截的截线 沿铅垂线方向投影到一个水平面上 等高线的概念 重要 1 等高线 是地面上高程相等的各相邻点连成的闭合曲线 自然界中 水库里静止的水边线 就是一条等高线 2 等高距 相邻等高线之间的高差称为等高距用h表示 等高距越小 用等高线表示的地貌细部就越详尽 等高距越大 地貌细部表示的越粗略 3 等高线平距 相邻等高线之间的水平距离称为等高线平距d 根据平距可判断坡度大小 平距小 坡度陡 平距大 坡度缓 4 等高线种类 为用图方便 等高线分为首曲线 计曲线 间曲线和助曲线 注记符号 注记符号 图上用文字和数字所加的注记和说明为注记符号 如房屋的结构和层数 厂名 校名 路名 等高线高程以及用箭头表示的水流方向等 三 地形图的分幅与编号 分幅与编号的作用 由于图纸的尺寸有限 不可能将测区内的所有地形都绘制在一幅图内 因此 为了便于测绘 管理和使用地形图 需将大面积的各种比例尺的地形图进行统一的分幅和编号 然后需要分幅测绘地形图 地形图的分幅分为两类 梯形分幅法 按经纬线分幅 用于中小比例尺的国家基本图分幅 矩形分幅法 按坐标格网分幅 用于城市大比例尺图分幅 大比例尺地形图通常采用以坐标格网线为图框的矩形分幅 图幅的大小 为50cm 50cm 50cm 40cm 40cm 40cm 每幅图中以10cm 10cm为基本方格 正方形分幅与编号 正方形分幅是以1 5000图为基础 40cm 40cm的图幅规格 取其图西南角的坐标数字 以千米为单位 x 20 y 30 作为1 5000比例尺地形图的编号 为20 30 将1 5000图作四等分便得四幅1 2000比例尺地形图 图幅的编号在1 5000图编号后加上各自代号 作为1 2000图的编号 例如 20 30 将一幅1 2000图又分成四幅1 1000的 将一幅1 1000的图再分为四幅1 500的图 又附加各自罗马字母代号 如下例示 1 100万 从赤道起向两极每纬差4 为一行 至88 南北半球各分为22横列 依次编号A B V 以两极为中心 88 以上 用Z表示从经度180 自西向东每6 一列 全球60列 以1 60表示 1 180 2 3 4 我国1 100万地图图幅 1 50万 1 25万 1 10万 在1 100万图上 1 按经差3 纬差2 分成4幅1 50万地形图 编为A B C D2 按经差1 30 纬差1 分成16幅1 25万地形图 编为 1 16 3 按经差30 纬差20 分成144幅1 10万地形图 编为1 144 我国1 25万地形图图幅 1 5万 1 2 5万 1 1万 1 10万图上每经差15 纬差10 分成四幅1 5万地形图 编为A B C D1 5万图上每经差7 30 纬差5 分成四幅1 2 5万 编为1 2 3 41 10万图上每经差3 45 纬差2 30 分成64幅1 1万地形图 编为 1 64 1 5000 1 2000 1 1万图上每经差1 52 纬差1 15 分成四幅1 5000地形图 编为a b c d1 5千图分成9幅1 2000地形图 编号为1 2 9 8 2大比例尺地形图的测绘 一 比例尺地形图的测绘的概述1 地形图测绘的概念关于控制测量以前讲过 直接用于测绘地形图的控制网称为图根控制网 有了图根控制点就可根据图根控制点测定地物 地貌特征点的平面位置和高程位置 并按规定的比例尺和符号缩绘成地形图 测绘地形图的方法有 经纬仪测绘法 光电测距仪测绘法 小平板仪和经纬仪联合测绘法和摄影测量方法 2 碎部测量的概念在图根点上测定地物和地貌特征点的位置 并绘制地形图 此项工作成为碎步测量 大比例尺地形图测图前的准备 大比例尺地形图的测绘指比例尺为1 500 1 1000比例尺地形图 一 测图前准备工作测图前需踏勘了解测区的地形 抄录控制点的平面及高程成果 了解其完好的情况 检查和矫正仪器 准备工具材料 拟订作业计划及准备图纸 绘制坐标格网 展绘控制点等工作 二 绘制坐标方格网聚酯薄膜图纸分空白图纸和印有坐标方格网的图纸 印有坐标方格网的图纸又有50 50cm正方形分幅和40 50cm矩形分幅两种规格 如果购买的聚酯薄膜图纸是空白图纸 则需要在图纸上精确绘制坐标方格网 每个方格的尺寸为10 10cm 绘制方格网的方法有对角线法 坐标格网尺法及使用AutoCAD绘制等 对角线法绘制坐标格网线 三 展绘控制点 展点前 根据地形图的分幅位置 将坐标格网线的坐标值注记在图框外相应的位置 点Ax 1124 89y 538 67H 76 4 四 建立图根控制网 直接用于测绘地形图的控制网称为图根控制网 加密图根点的方法有导线测量 经纬仪交会及视距导线等方法增设测站 有了图根控制点就可根据图根控制点测定地物 地貌特征点的平面位置和高程位置 并按规定的比例尺和符号缩绘成地形图 一 测绘的方法经纬仪测绘法 光电测距仪测绘法 小平板仪与经纬仪联合测图法 全站仪测绘法 大平板仪 摄影测量方法 我们讲经纬仪测绘方法 使用的测图设备 经纬仪与量角器 二 地形图测绘的具体步骤 1 测站准备 1 安置仪器 安置仪器于测站点 控制点 上 量取仪器高 填入手簿中 2 定向 置水平度盘读数为0 00 00 后视另一控制点 3 立尺 立尺员依次将尺立在地物 地貌特征点上 立尺前 立尺员应弄清实测范围和实地情况 选定立尺点 并与观测员 绘图员共同商定立尺路线 2 观测与记录计算 1 观测转动照准部 瞄准点 的标尺 读视距间隔 中丝读数 竖盘读数 及水平角 2 记录 将测得的视距间隔 中丝读数竖盘读数及水平角依次填入手簿 对有特殊作用的碎部点应在备注外加以说明 3 计算 D H 依视距 竖盘读数 或竖角 用计算器计算出碎部点的水平距离和高程 3 展绘碎部点在平板上刺下碎部点的位置 三 地物和地貌测绘要求 不管用什么方法测图都是对地表的地物 地貌变化的特征点进行平面和高程测绘 这些特征点叫地测点 也叫碎部点 所以大比例尺地形图测绘也叫碎部测量 1 地物特征点的选择 对于地物碎部点应选在地物轮廓线的方向变化外 如房角点 道路转折点 交叉点 河岸线转弯点以及独立地物的中心点等 连接这些特征点 便得到于实地相似的地物形状 2 地貌特征点的选择 对于地貌来说特征点指 最高点 山脊线和山谷线的方向变换点和坡度变换点 鞍部点 山脚线转折点 根据这些特征点的高程勾绘等高线 即可将地貌在图上表示出来 3 碎部点到测站点的视距要求 4 高程注记点的分布 1 地形图上高程注记点应分布均匀 丘陵地区高程注记点间距宜符合表的规定 2 山顶 鞍部 山脊 山脚 谷底 谷口 沟底 沟口 凹地 台地 河川湖地岸旁 水涯线上以及其他地面倾斜变换处 均应测高程注记点 3 城市建筑区高程注记点应测设在街道中心线 街道交叉中心 建筑物墙基脚和相应的地面 管道检查井井口 桥面 广场 较大的庭院内或空地上以及其他地面倾斜变换处 4 基本等高距为0 5m时 高程注记点应注至厘米 基本等高距大于0 5m时可注至分米 5 等高距的选用为了用等高线能真实的表示实地情况 一般规定碎部点间最大间距不能超过图纸上的 厘米 用等高线表示地貌 等高距选择过大 就不能精确显示地貌 反之 选择过小 等高线密集 失去图面的清晰度 因此 应根据地形和比例尺参照下表选用等高距 按上表选定的等高距称为基本等高距 同一幅图只能采用一种基本等高距 等高线的高程应为基本等高距的整倍数 6 对选特征点立尺人员要求 立尺员要和测站观测员配合好 在平坦地区立尺可由近及远 在由远至近立尺 立尺结束时处于测站附近 在地性线明显的地区 可沿山脊线 山谷线 地性线跑 为减少立尺的疲劳也可大致沿等高线 立尺 立尺员要分布均匀 尽量一员多用 立尺人员要考虑画图方便 有序 不要东一个点 西一个点 立尺人员要记点 回头指并画图 记住明显地物地貌 四 地形图的绘制 1 地物绘制 1 应遵守 看不清不绘 的原则 2 碎部点随测随绘 按地形图图式规定的符号表示在图上 3 线划 符号和注记应在现场完成 2 地貌的描绘 等高线勾绘绘制等高线的要求 1 首先轻轻勾绘出山脊线 山谷线等地性线 2 再根据碎部点的高程 利用内插法勾绘等高线 不能用等高线表示的特殊地貌 如悬崖 峭壁 土坎 土堆冲沟等 按图式规定的符号表示 3 按基本等高距测绘的等高线为首曲线 从零米起算 每隔四根首曲线加粗一根计曲线 并在计曲线上注明高程 字头朝向高处 但需避免在图内倒置 山顶 鞍部 凹地等不明显处等高线应加绘示坡线 当首曲线不能显示地貌特征时 可测绘二分之一基本等高距的间曲线 4 城市建筑区和不便于绘等高线的地方 可不绘等高线 五地形图检查 拼接与整饰 1 地形图的检查 室内检查 1 地物 地貌各要素 应主次分明 线条清晰 位置准确 交接清楚 2 高程注记的数字 字头朝北 书写应清楚整齐 3 各项地物 地貌均应按规定的符号绘制 4 各项地理名称注记位置应适当 并检查有无遗漏或不明之处 5 等高线须合理 光滑 无遗漏 并与高程注记点相适应 6 图幅号 方格网坐标 测图者姓名及测图时间应书写正确齐全 7 图根数的数量是否符合规定 8 手簿记录计算有无错误 误差是否超限 9 地形图拼接正确否等 1 地形图的检查 外业检查 1 巡视检查 地物地貌可有遗漏 等高线是否合理 符号 注记是否正确等 2 仪器设站检查 修正 补测 检查精度 2 地形图的拼接 3 地形图的整饰 目的 使图面更加合理 美观 清晰 顺序 先图内后图外 先地物后地貌 先注记后符号 最后 按图式要求标明图名 比例尺 坐标系统及高程系统 测图单位 测绘者及测绘日期以及接图表 指北方向等图外注记说明 注意 所有注记 地物 地貌要按规定的图式进行注记和绘制 等高线不能通过注记和地物 六 地形测图全部工作结束后应提交下列资料 1 图根点展点图 水准路线图 埋石点点之记 测有坐标的地物点位置图 观测与计算手簿 成果表 2 地形原图 图历簿 接合表 按板测图的接边纸 3 技术设计书 质量检查验收报告及精度统计表 技术总结等 8 3数字化测图应用概述 一 数字化测图原理及系统组成数字化测图是一种全解析的机助成图方法 与图解法测图相比 具有明显的优越性和广阔的发展前景 它将成为迈向信息化时代不可缺少的地理信息系统 GIS 的重要组成部分 数字测图系统是以计算机 连接测量仪器的输入输出设备 在硬件软件的支持下