地形图测绘与应用

地形图测绘与应用 一 本章重点1 地形在图上的表示方法2 视距测量3 地形图测绘的测绘过程 4 地形图的应用 二 本章难点1 比例尺精度2 等高线的定义 性质 勾绘 3 视距测量原理4 平板仪测图原理 5 1地形图的基本知识 地形图的概念 1 按一定的比例尺 用规定的符号和一定的表示方法表示地物 地貌的平面位置和高程的正形投影图 地形图的概念 2 既表示道路 河流 居民地等一系列固定物体的平面位置 又表示各种起伏形态 并经过各种综合取舍 按一定比例缩小后用规定的符号和一定的表示方法描绘在图纸上的正形投影图 3 4 5 1地形图的基本知识 地形图的比例尺比例尺的概念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 称为图的比例尺 比例尺的表示方法1 数字比例尺l 500 l 1000 l 2O00 5 1地形图的基本知识 2 图示比例尺最常见的图示比例尺为直线比例尺 5 1地形图的基本知识 比例尺的特点比例尺越大 表示的测区越详细 而测量的工作量也越大 比例尺的精度定义人们用肉眼能分辨的图上最小距离0 lmm把相当于图上0 lmm的实地水平距离称为比例尺精度 即0 lmm M 5 1地形图的基本知识 常用比例尺的精度 5 1地形图的基本知识 地形图比例尺的选用 5 2地形图的测绘 地物的测绘方法1 依比例尺表示的地物相似描绘描绘水平投影位置的几何形状 如房屋 运动场等 描绘边界位置把边界位置表示在图上 边界内绘出相应的地物符号 如森林 草地等 5 2地形图的测绘 2 不依比例尺表示的地物用地物符号表示在地物的中心位置上 非比例尺符号中心位置的确定圆形 方形 矩形和三角形等几何图形符号 其几何图形的中心为几何中心 宽底符号 符号的底线中心为定位中心 底部为直角形的符号 符号底部的直角顶点为定位中心 不规则的几何图形 没有底宽和直角顶点的符号 符号下方两端点连线的中点为定位中心 5 2地形图的测绘 比例符号轮廓较大的地物 如房屋 运动场 湖泊 森林 田地等 凡能按比例尺把它们的形状 大小和位置缩绘在图上的 称为比例符号 这类符号表示出地物的轮廓特征 5 2地形图的测绘 比例符号 5 2地形图的测绘 非比例符号轮廓较小的地物 或无法将其形状和大小按比例画到图上的地物 如三角点 水准点 独立树 里程碑 水井和钻孔等 则采用一种统一规格 概括形象特征的象征性符号表示 这种符号称为非比例符号 只表示地物的中心位置 不表示地物的形状和大小 5 2地形图的测绘 非比例符号 5 2地形图的测绘 半比例尺符号对于一些带状延伸地物 如河流 道路 通讯线 管道 垣栅等 其长度可按测图比例尺缩绘 而宽度无法按比例表示的符号称为半比例符号 这种符号一般表示地物的中心位置 但是城墙和垣栅等 其准确位置在其符号的底线上 5 2地形图的测绘 半比例尺符号 5 2地形图的测绘 地物注记对地物加以说明的文字 数字或特定符号 称为地物注记 如地区 城镇 河流 道路名称 江河的流向 道路去向以及林木 田地类别等说明 5 2地形图的测绘 地貌的测绘定义地球表面上高低起伏 凹凸不平的自然形态 地貌的表示方法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 5 2地形图的测绘 5 2地形图的测绘 等高线1 定义地面上高程相等的相邻点所联成的闭合曲线 光滑封闭 2 等高线表示地貌的原理等高线是地面相邻等高点相连接的闭合曲线 一簇等高线 在图上不仅能表达地面起伏变化的形态 而且还具有一定立体感 5 2地形图的测绘 2 等高线表示地貌的原理设有一座小山头的山顶被水恰好淹没时的水面高程为100m 水位每退5m 则坡面与水面的交线即为一条闭合的等高线 其相应高程为90m 80m 70m 将地面各交线垂直投影在水平面上 按一定比例尺缩小 从而得到一簇表现山头形状 大小 位置以及它起伏变化的等高线 5 2地形图的测绘 2 等高线表示地貌的原理 5 2地形图的测绘 3 等高距和等高线平距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 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 5 2地形图的测绘 等高距的确定 5 2地形图的测绘 4 等高线的类别首曲线 基本等高线 按基本等高距描绘的等高线 计曲线为了便于计数每隔5个等高距画一根加粗的等高线 间曲线在基本等高线不能反映出地面局部地貌的变化时 可用二分之一基本等高距用长虚线加密的等高线 5 2地形图的测绘 助曲线更加细小的变化还可用四分之一基本等高距用短虚线加密的等高线 5 等高线的特征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 5 2地形图的测绘 除在悬崖或绝壁处外 等高线在图上不能相交或重合 等高线的平距小 表示坡度陡 平距大则坡度缓 平距相等则坡度相等 平距与坡度成反比 等高线和山脊线 山谷线成正交 等高线不能在图内中断 但遇道路 房屋 河流等地物符号和注记处可以局部中断 5 2地形图的测绘 6 等高线表示的典型地貌各种等高线 5 2地形图的测绘 山头和洼地 盆地 图8 6山头和洼地 5 2地形图的测绘 山脊和山谷 图8 7山脊和山谷 5 2地形图的测绘 鞍部 陡崖 5 2地形图的测绘 悬崖 冲沟 5 3平板仪及其使用 测图的基本程序图根控制1 平面 图根导线 图根交会 2 高程 图根水准 三角高程 图纸准备1 聚脂薄膜2 绘制格网 10cm一格3 展绘控制点 5 3平板仪及其使用 碎步测量1 定义利用平板仪 经纬仪和水准仪等仪器在某一测站上测绘各种地物 地貌的平面位置和高程的工作 2 工作内容测定点的平面位置和高程图上描绘地物和地貌 5 3平板仪及其使用 3 碎步点位置的测定方法极坐标法根据测站上的一个已知方向 测定已知方向与所求点方向间的角度 并量测测站到所求点的距离 以确定所求点的位置 方向交会法在两个测站上对同一个碎步点进行方向交会 以确定点的位置 碎步点位置的测定方法 极坐标法 碎步点位置的测定方法 方向交会法 碎步点位置的测定方法 距离交会法直线支距法直角坐标法4 地形图的测绘方法平板仪测绘地形图小平板仪 经纬仪和半圆仪测图数字测图 地形图的测绘方法 平板仪测图 地形图的测绘方法 小平板仪 经纬仪和半圆仪测图 平板仪的使用 1 平板仪测量原理2 小平板仪的构造小平板仪主要由图板 照准器和三脚架组成 附件有对点器和长盒罗盘 图板通过基座上的窝球状连接螺旋安装在三角架上 照准器系由具有刻划的直尺和前后的接目觇板 接物觇板 中间的水准器组成 小平板仪的构造 2 小平板仪的构造用接物觇板的照准丝与接目觇孔构成的视准面来瞄准目标 直尺描绘方向线 长盒罗盘用来标定图板方向 对点器用来安置图板 使图上点与地面相应测站点在同一铅垂线上 小平板仪的构造 小平板仪的构造 1图板 2照准器 3三脚架 4对点器 5长盒罗盘 平板仪的使用 3 平板仪的安置对点对点就是将图上的已知点与地上的测站点A于同一铅垂线上 对点时 将对点器的尖端对准图上点 移动脚架使垂球尖对准地面点A 平板仪的安置 整平整平的目的是使固定有图纸的平板处于水平位置 整平时 先放松窝状连接的整平螺旋 倾仰平板使照准器上的水准管气泡在两个互相垂直的方向上居中 测图平板水平 然后拧紧整平螺旋使平板稳定 平板仪的安置 定向定向的目的是使图纸上的已知方向线与地面上相应的方向线一致或平行 用已知方向线定向时 将照准器的直尺边紧靠已知直线松开窝状连接的螺旋 转动平板 使照准器瞄准地面点B 固定平板 完成定向工作 平板仪的安置 平板仪的安置 平板仪的使用 4 测绘碎步点碎步点的选择地物 地貌的特征点 统称为地形特征点 地物特征点 一般选在地物轮廓的方向线变化处 如房屋角点 道路转折点或交叉点 河岸水涯线或水渠的转弯点等 连接这些特征点 就能得到地物的相似形状 对于形状不规则的地物 通常要进行取舍 碎步点的选择 碎步点的选择一般的规定是主要地物凸凹部分在地形图上大于0 4mm均应测定出来 小于0 4mm时可用直线连接 一些非比例表示的地物 如独立树 纪念碑和电线杆等独立地物 则应选在中心点位置 地貌特征点 通常选在最能反映地貌特征的山脊线 山谷线等地性线上 如山顶 鞍部 山脊 山谷 山坡 山脚等坡度或方向的变化点 碎步点的选择 碎步点的密度碎部点的密度应该适当 碎部点在地形图上的间距约为2 3cm 各种比例尺的碎部点间距可参考下表 在地面平坦或坡度无显著变化地区 地貌特征点的间距可以采用最大值 碎步点的密度 碎步点的密度 地形图编绘 1 地物 地貌的描绘工作中 当碎部点展绘在图上后 就可在碎部测量对照实地描绘地物和等高线 地物描绘描绘的地形图要按图式规定的符号表示地物 依比例描绘的房屋 轮廓要用直线连接 道路 河流的弯曲部分要逐点连成光滑的曲线 不依比例描绘的地物 需按规定的非比例符号表示 地物 地貌的描绘 2 等高线勾绘由于等高线表示的地面高程均为等高距h的整倍数 因而需要在两碎部点之间内插以h为间隔的等高点 内插是在同坡段上进行 下面介绍两种常见方法 目估法某局部地区地貌特征点的相对位置和高程 已测定在图之上 首先连接地性线上同坡段的相邻特征点ba bc等 虚线表山脊线 实线表山谷线 然后在同坡段上 按高差与平距成比例的关系内差等高点 勾绘等高线 目估法 目估法已知a b点平距为35mm 图上量取 高差 如勾绘等高距为1m的等高线 共有五根线穿过ab段 两根间的平距 由求得 a点至第一根等高线的高差为0 9m 不是1m 按高差1m的平距d为标准 适当缩短 将d分为10份 取9份 目估定出44m的点 同法在b点定出48m的点 然后将首尾点间的平距4等分定出45m 46m 47m各点 同理 在bc bd be段上定出相应的点 最后将相邻等高的点 参照实地的地貌用圆滑的曲线徒手连接起来 就构成一簇等高线 目估法 目估法 目估法勾绘等高线 等高线勾绘 图解法绘一张等间隔若干条平行线的透明纸 蒙在勾绘等高线的图上 转动透明纸 使a b两点分别位于平行线间的0 9和0 5的位置上 如图 则直线ab和五条平行线的交点 便是高程为44m 45m 46m 47m及48m的等高线位置 图解法 图解法 图解法内插等高线 地形图的应用 1 量测点的坐标XA X0 xYA Y0 y 地形图的应用 2 判读点的高程点在等高线上等高线上点的高程等于该等高线的高程 点位于两条等高线间不在等高线上点的高程用内插方法求得先过该点画一根近似垂直上下两根等高的直线 如mn kl 然后内插求其高程 判读点的高程 点位于两条等高线间 地形图的应用 3 量测两点间的平距直接用比例尺量取D dM量取两端点的坐标 利用距离公式计算 地形图的应用 4 量测两点间的斜距量平距s计算两点间的高差h利用公式计算两点间的斜距 地形图的应用 5 量测直线的坐标方位角直接在图上量取量取端点坐标 利用公式计算 地形图的应用 6 量取线段的坡度 选取给定坡度的线路坡度计算公式 选取给定坡度的线路 选取给定坡度的线路已知设计坡度i 选择从A到B的最佳路线 然后用比规在图上截取 地形图的应用 7 绘沿确定方向的断面图 地形图的应用 8 平整场地时 计算填挖方量确定填挖分界线 绘制方格网 并用内插方法计算各顶点的高程 计算各顶点的填挖数值 正数表示需挖图 负数表示需填图 计算填挖方量 平整场地时 计算填挖方量 平整场地时 计算填挖方量 二 地形图按比例尺分类 大比例尺图l 500 l 1000 l 2000 l 5000中比例尺图l 1万 1 2 5万 1 5万 1 10小比例尺图l 20万 1 50万 l l00万 各比例尺地形图测图方法 大比例尺图用平板仪 经纬仪或电子全站仪等野外实测 用航空摄影测量方法测绘 用更大比例尺的图缩小编绘 中比例尺图用航空摄影测量方法测绘 用更大比例尺图缩小编绘 小比例尺图用更大比例尺图缩小编绘 72 三 地形图比例尺的选用 比例尺精度 1 定义人们用肉眼能分辨的图上最小距离0 lmm把相当于图上0 lmm的实地水平距离称为比例尺精度 即0 lmm M 74 五地形图图廓外注记 经纬度标记公里格网线三北方向 真北 磁北 坐标北 坐标系及高程系统说明邻接图表图名和图号比例尺测图时间 Ya 一 点位的坐标量测 p 考虑图纸伸缩 Xa Ya 三 方位角量测 p n 1 直接量测 2 量测坐标计算 二 边长量测 1 直接量测 2 量测坐标计算 四 高程的量测 1 求任意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先过该点画一根近似垂直上下两根等高线的直线 如mn kl 然后内插求其高程 2 坡度量测 利用等高线图画断面图 参见p234欲绘mn方向的断面图1 连mn直线2 mn与诸等高线交点的位置垂直投影到下面的图上3 垂直投影线与下图的高度线得交点4 连相邻的交点即得断面图 确定填挖边界线和土方量计算 一 整理成水平场地 土方量计算 确定填挖边界线 地形图上绘制方格网 用内插法求出各顶点高程 并标注在顶点的右上方 计算填挖数值 标注于顶点的左上方 其中正表示挖土 负表示填土 计算填挖方量 取每个方格的填 挖 高度的平均值与其填 挖 面积相乘即为每个方格的填 挖 土方量 V挖 1 4 2 0 2 6 0 9 1 5 xA1 地形图的分幅与编号 为便于测绘 使用和管理地形图 需要将大面积的地形图进行分幅 并将分幅的地形图进行有系统的编号 地形图的分幅可分为两大类 1 按经纬线分幅的梯形分幅法 2 按坐标格网划分的矩形分幅法 一 梯形分幅1 1 100万比例尺地形图的分幅及编号1 100万比例尺地形图的分幅编号采用国际统一的规定 作法是将整个地球表面用子午线分成60个6 的纵列 由经度180 起 自西向东用阿拉伯数字1 60编列号数 地形图的分幅与编号 同时 由赤道起分别向南向北直至纬度88 止 以每隔4 的纬度圈分成许多横行 这些横行用大写的拉丁字母A B C V标明 以两极为中心 以纬度88 为界的圆 用Z标明 一张1 100万比例尺地形图 是由纬差4 的纬圈和经差6 的子午线所形成的梯形 每一幅1 100万比例尺的梯形图图号是由横行的字母与纵列的号数组成 地形图的分幅与编号 2 1 50万比例尺 1 25万或1 20万比例尺地形图的分幅及编号将一幅1 100万比例尺地形图分为四幅 则图幅的经差为3 纬差为2 构成以A B C D为代号的1 50万比例尺地形图 将一幅1 100万比例尺地形图分为16幅 则图幅的经差为1 5 纬差为1 构成以 1 2 3 16 为代号的16幅1 25万比例尺的地形图 地形图的分幅与编号 将一幅1 100万比例尺地形图分为36幅 则图幅的经差为1 纬差为40 构成以 1 2 3 36 为代号的36幅1 20万比例尺的地形图 3 1 10万 1 5万 1 2 5万比例尺地形图的分幅及编号将一幅1 100万比例尺地形图分为144幅 即划分为12行12列 1 10万比例尺的地形图 则图幅的经差为30 纬差为20 地形图的分幅与编号 将一幅1 100万比例尺地形图分为576幅 即划分为24行24列 1 5万比例尺的地形图 则图幅的经差为15 纬差为10 将一幅1 100万比例尺地形图分为2304幅 即划分为48行48列 1 2 5万比例尺的地形图 则图幅的经差为7 5 纬差为5 地形图的分幅与编号 地形图的编号方法 这三种比例尺地形图的编