土木工程测量第七章1ppt课件

.,第7章大比例尺地形图的测绘7.1地形图的基本知识地物是指地面上天然或人工形成的物体，如平原、湖泊、河流、海洋、房屋、道路、桥梁等；地貌是指地表高低起伏的形态，如山地、丘陵和平原等，地物和地貌总称为地形。测量工作要遵循“先控制后碎部”的原则，应先根据测图目的及测区的具体情况建立平面及高程控制，然后根据控制点进行地物和地貌的测绘。通过实地施测，将地面上各种地物的平面位置按一定比例尺，用规定的符号缩绘在图纸上，这种图称为平面图；如果是既表示出各种地物的平面位置，又用等高线表示出地貌的图，则称为地形图。图71为1：2000比例尺的地形图示意图。711地形图的比例尺1)比例尺的表示方法（7-1）数字比例尺也可以写成l：500、1：1000等。(2)图示比例尺,.,.,2)地形图按比例尺的分类（1）1：500、1：1000经纬仪或全站仪测绘，用于城市分区详细规划、工程施工设计大比例尺地形图（2）1：2000、1：5000、1：10000一般用更大比例尺的图缩制，大面积的大比例尺测图也可以用航空摄影测量方法成图。1：2000地形图常用于城市详细规划及工程项目初步设计；1：5000和l：10000的地形图则用于城市总体规划、厂址选择、区域布置、方案比较等中比例尺地形图：1：25万、l：5万、1：10万中比例尺地形图系国家的基本图，由国家测绘部门负责测绘，目前均用航空摄影测量方法成图。小比例尺地形图:1：20万、1：50万、l：100万3)比例尺精度相当于图上01mm的实地水平距离称为比例尺精度。在图上，人们正常眼睛能分辨的最小距离为01mm，因此一般在实地测图时，就只需达到图上01mm的正确性。显然，比例尺越大，其比例尺精度也越高。不同比例尺图的比例尺精度见表71所示。,.,712地形图的分幅与编号1)梯形分幅与编号:以经纬线分幅(1)1：100万比例尺图的分幅与编号,.,(2)1：10万比例尺图的分幅和编号将一幅1：100万的图，按经差30，纬差20分为144幅l：10万的图。按图74所示顺序，某地的1：10万图的编号为J一508。,.,(3)l：5万和1：25万比例尺图的分幅和编号这两种比例尺图的分幅编号都是以1：10万比例尺图为基础的。每幅1：10万的图，划分成4幅1：5万的图，分别在1：10万的图号后写上各自的代号A、B、C、D。每幅1：5万的图又可分为4幅1：25万的图，分别以1、2、3、4编号。某地上述两种比例尺图的图幅编号见表72。,.,(4)l：10000和1：5000比例尺图的分幅编号。1：10000和l：5000比例尺图的分幅编号也是在1：10万比例尺图的基础上进行的。每幅l：10万的图分为64幅1：10000的图，分别以(1)，(2)，(64)表示。每幅1：10000的图分为4幅l：5000的图，分别在1：10000的图号后面写上各自的代号a、b、c、d。各种比例尺地形图的图幅大小及编号见表72。,.,2)矩形分幅与编号大比例尺地形图大多采用矩形分幅法，它是按统一的直角坐标格网划分的。图幅大小如表73所示,采用矩形分幅时，大比例尺地形图的编号，一般采用图幅西南角坐标公里数编号法。如图71，其西南角的坐标x=340km，y=560km，所以其编号为340560”。编号时，比例尺为l：500地形图，坐标值取至001km，而1：l000、1：2000地形图取至01km,.,.,713地形图的图框外注记1)图名和图号图名是用本图内最著名的地名、或最大的村庄、或最突出的地物、地貌等的名称来命名的。除图名之外还要注明图号，图号是根据统一的分幅进行编号的。图号、图名注记在北图廓上方的中央。,2)接图表接图表是用来说明本图幅与相邻图幅的关系。如图76的图廓左上方所示，中间一格画有斜线的代表本图幅，四邻分别注明相应的图名(或图号)，按照接图表就可以找到相邻的图幅。3)比例尺在每幅图的南图框外的中央均注有测图的数字比例尺，下方并绘出直线比例尺。4)坐标格网图76中的方格网为平面直角坐标格网，其间隔通常是图上lOcm。在图廓四周均标有格网的坐标值。,.,5)三北方向关系图在许多中、小比例尺图的南图廓线右下方，还绘有真子午线N、磁子午线N和纵坐标轴X这三者之间的角度关系图，称为三北方向线。如图77，从图中可看出，磁偏角=一136(西偏)，子午线收敛角y=一022(纵坐标轴X位于真子午线N以西)。利用该关系图，可根据图上任一方向的坐标方位角计算出该方向的真方位角和磁方位角。6)坡度比例尺坡度比例尺是一种在地形图上量测地面坡度和倾角的图解工具。如图78所示，它是按如下关系制成的：(72),.,7.1.4地物符号,地面上的地物和地貌，应按国家测绘总局颁发的地形图图式中规定的符号描绘于图上。其中地物符号有下列几种：1)比例符号地物的形状和大小均按测图比例尺缩小，并用规定的符号描绘在图纸上，这种符号称为比例符号。如湖泊、稻田和房屋等，都采用比例符号绘制。2)非比例符号有些地物，如导线点、水准点和消火栓等，轮廓较小，无法将其形状和大小按比例缩绘到图上，而采用相应的规定符号表示在该地物的中心位置上，这种符号称为非比例符号。非比例符号均按直立方向描绘，即与南图廓垂直。非比例符号的中心位置与该地物实地的中心位置关系，随各种不同的地物而异，在测图和用图时应注意下列几点：规则的几何图形符号，如圆形、正方形、三角形等，以图形几何中心点为实地地物的中心位置；底部为直角形的符号，如独立树、路标等，以符号的直角顶点为实地地物的中心位置；宽底符号，如烟囱、岗亭等，以符号底部中心为实地地物的中心位置；几种图形组合符号，如路灯、消火栓等，以符号下方图形的几何中心为实地地物的中心位置；下方无底线的符号，如山洞、窑洞等，以符号下方两端点连线的中心为实地地物的中心位置。,.,.,3)半比例符号地物的长度可按比例尺缩绘，而宽度不按比例尺缩小表示的符号称为半比例符号。用半比例符号表示的地物常常是一些带状延伸地物，如铁路、公路、通讯线、管道、垣栅等。表74中，从7号到13号都是半比例符号。这种符号的中心线，一般表示其实地地物的中心位置，但是城墙和垣栅等，地物中心位置在其符号的底线上。4)地物注记对地物加以说明的文字、数字或特有符号，称为地物注记。诸如城镇、学校、河流、道路的名称，桥梁的长、宽及载重量，江河的流向、流速及深度，道路的去向，森林、果树的类别等，都以文字或特定符号加以说明。,.,715地貌符号等高线1)典型地貌的名称地貌是指地表面的高低起伏形态，是地形图要表示的重要信息之一。地貌的基本形态可以归纳为几种典型地貌：山丘；洼地；山脊；山谷；鞍部；绝壁等(见图7一10)。凸起而高于四周的高地称为山丘，凹人而低于四周的低地称为洼地，线状延伸的高地称为山脊，山脊上的最高棱线称为山脊线（分水岭），两山坡之间的凹部称为山谷，山谷中最低点的连线称为山谷线（汇水线），近于垂直的山坡称为绝壁，上部凸出、下部凹人的绝壁称为悬崖，相邻两个山头之间的最低处形状为马鞍状的地形称为鞍部，它的位置是两个山脊线和两个山谷线交会之处。,.,2)等高线的概念测量工作中常用等高线来表示地貌。等高线是地面上高程相同的相邻各点所连接而成的闭合曲线。水面静止的池塘的水边线，实际上就是一条闭合的等高线。,设有一座位于平静湖水中的小山丘，山顶被湖水淹没时的水面高程为80m。然后水位下降5m，露出山头，此时水面与山坡就有一条交线，而且是闭合曲线，曲线上各点的高程是相等的，这就是高程为75m的等高线。随后水位又下降5m，山坡与水面又有一条交线，这就是高程为70m的等高线。以此类推，水位每降落5m，水面就与地表面相交留下一条等高线，从而得到一组相邻高差为5m的等高线。设想把这组实地上的等高线沿铅垂线方向投影到水平面日上，并按规定的比例尺缩绘到图纸上，就得到用等高线表示该山丘地貌的等高线图。,.,等高线平距相邻等高线之间的水平距离d。等高线平距d随地面坡度变化而变化。,(二)、等高距、等高线平距、地面坡度,等高距相邻等高线之间的高差h，也称等高线间隔。同一幅地形图中，等高距h相等。,由于h为定值，所以i与d成反比，即：d大(等高线稀)，i小(地面坡度小,缓和)d小(等高线密)，i大(地面坡度大,陡峭),.,用等高线表示地貌，等高距越小，显示地貌就越详细；等高距越大，显示地貌就越简略。但是，当等高距过小时，图上的等高线过于密集，将会影响图面的清晰醒目。因此，在测绘地形图时，基本等高距的大小是根据测图比例尺与测区地形情况来确定的(参见表75)。,.,4)等高线的分类(1)首曲线：在同一幅图上，按规定的基本等高距描绘的等高线称为首曲线，也称基本等高线。它是宽度为015mm的细实线。(2)计曲线：凡是高程能被5倍基本等高距整除的等高线，称为计曲线。为了读图方便，计曲线要加粗(线宽03mm)描绘。(3)间曲线和助曲线：当首曲线不能很好地显示地貌的特征时，按二分之一基本等高距描绘的等高线称为间曲线，在图上用长虚线表示。有时为显示局部地貌的需要，按四分之一基本等高距描绘的等高线，称为助曲线，一般用短虚线表示。间曲线和助曲线可不闭合(见图710地形图的左下部分)。,.,5)用等高线表不典型地貌(1)山丘和洼地的等高线(2)山脊和山谷的等高线山脊线又称为分水线，山谷线又称为集水线。在地区规划及建筑工程设计时经常要考虑到地面的水流方向、分水线、集水线等问题，因此，山脊线和山谷线在地形图测绘和地形图应用中具有重要的意义。(3)鞍部的等高线(4)绝壁和悬崖符号,6)等高线的特性为了掌握用等高线表示地貌时的规律性，现将等高线的特性归纳如下：(1)同一条等高线上各点的高程都相同；(2)等高线是闭合的曲线，如果不在本幅图内闭合，则必在图外闭合；(3)除在悬崖和绝壁处外，等高线在图上不能相交，也不能重合；(4)等高线的平距小，表示坡度陡，平距大表示坡度缓，平距相同表示坡度相等；(5)等高线与山脊线、山谷线成正交。,.,7.2测图前的准备工作721图根控制测量及其数据处理测区完成控制测量工作后，就可以测定的图根控制点作为基准，进行地形图的测绘。722展绘控制点(1)图纸选用测绘地形图使用的图纸一般为聚酯薄膜。聚酯薄膜图纸厚度一般为0.070.1mm，经过热定型处理后，伸缩率小于0.2。聚酯薄膜图纸具有透明度好、伸缩性小、不怕潮湿等优点。图纸弄脏后，可以水洗，便于野外作业。在图纸上着墨后，可直接复晒蓝图。缺点是易燃、易折，在使用与保管时要注意防火防折。(2)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5050cm正方形分幅和4050cm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1010cm。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。对角线法绘制坐标方格网的操作方法是：如下图所示，将2H铅笔削尖，用长直尺沿图纸的对角方向画出两条对角线，相交于M点；自M点起沿对角线量取等长的4条线段MA、MB、MC、MD，连接A、B、C、D点得一矩形；,.,从A、B两点起，沿AD、BC每隔10cm取一点；从A、D两点起沿AB、DC每隔10cm取一点。分别连接对边AD与BC、AB与DC的相应点，即得到由1010cm的正方形组成的坐标方格网。,在坐标格网绘好以后，必须进行以下几项检查：各方格的角点应在一条直线上，偏离不应大于02mm；各个方格的边长度应为lOOmm，容许误差为02mm；各个方格的对角线长度应为1414mm，容许误差为03mm。若误差超过容许值，必须重新绘制。,.,(3)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，如图7-12。展点时，先根据控制点的坐标，确定其所在的方格。,如导线点1的坐标为：x1=62432m，y1=68618m，由坐标值确定其位置应在klmn方格内。然后从k向n方向、从l向m方向各量取8618m，得出a、b两点，同样再从k和n点向上量取432m，可得出c、d两点，连接ab和cd，其交点即为导线点1在图上的位置。同法将其他各导线点展绘在图纸上。检查：最后用比例尺在图纸上量取相邻导线点之间的距离和已知的距离相比较，作为展绘导线点的检核，其最大误差在图纸上应不超过03mm，否则导线点应重新展绘。经检查无误，按图式规定绘出导线点符号，并注上点号和高程，,.,723碎部点的测定方法碎部测量就是测定碎部点(地形特征点)的平面位置和高程。下面分别介绍碎部点的选择和碎部点位的测定方法。1)碎部点的选择(1)地物点的选择及地物轮廓线的形成地物特征点主要是其轮廓线的转折点，如房角点、道路边线的转折点以及河岸线的转折点等。主要的特征点应独立测定，一些次要的特征点可以用量距、交会、推平行线等几何作图方法绘出。地物特征点的取舍：一般规定，凡主要建筑物轮廓线的凹凸长度在图上大于04mm时，都要表示出来。例如对于l：1000测图，主要地物轮廓凹凸大于04m时应在图上表示出来。以下按1：500和l：1000比例尺测图的要求提出一些取点原则：对于房屋，可只测定其主要房角点(至少三个)，然后量取其有关的数据，按其几何关系用作图方法画出其轮廓线；对于圆形建筑物，可测定其中心位置并量其半径后作图绘出；或在其外廓测定三点，然后用作图法定出圆心而作圆；对于公路，应实测两侧边线，而大路或小路可只测其一侧的边线，另一侧边线可按量得的路宽绘出；对于道路转折处的圆曲线边线，应至少测定三点(起点、终点和中点)；围墙应实测其特征点，按半比例符号绘出其外围的实际位置。,.,.,(2)地貌特征点的选择地貌特征点就是地面坡度及方向变化点。地貌碎部点应选在最能反应地貌特征的山顶、鞍部、山脊(线)、山谷(线)、山坡、山脚等坡度变化及方向变化处。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。为了能真实地表示实地情况，在地面平坦或坡度无显著变化地区，碎部点(地形点)的间距和测碎部点的最大视距，应符合国家有关规范要求。2)碎部点位的测定方法(1)极坐标法(2)方向交会法,.,山顶山顶点,鞍部点,山谷线,坡度变化处,山脊线,鞍部点,山脊线山脊,坡度变化处,鞍部,山顶点,坡度变化,山脊,坡度变化,山谷,山脚,.,(3)距离交会法在测完主要房屋后，再测定隐蔽在建筑群内的一些次要的地物点，特别是这些点与测站不通视时，可按距离交会法测绘这些点的位置。如图7-15所示。图中P、Q为已测绘好的地物点，如欲测定1、2点的位置，具体测法如下：用皮尺量出水平距离P1、P2和Q1、Q2，然后按测图比例尺算出图上相应的长度。在图上以P为圆心，用两脚规按P1长度为半径作圆弧，再在图上以Q为圆心，用Q1长度为半径作圆弧，两圆弧相交可得点1；再按同法交会出点2。连接图上的l、2两点即得地物一条边的位置。如果再量出房屋宽度，就可以在图上用推平行线的方法而绘出该地物。(4)直角坐标法如图716所示，P、Q为已测建筑物的两房角点，以PQ方向为y轴，找出地物点在PQ方向上的垂足，用皮尺丈量y1，及其垂直方向的支距x1，便可定出点1，同法可以定出2、3等点。与测站点不通视的次要地物靠近某主要地物，且在支距x很短的情况下，适合采用直角坐标法来测绘。,.,(5)方向距离交会法与测站点通视但量距不方便的次要地物点，可以利用方向距离交会法来测绘。方向仍从测站点出发来测定，而距离是从图上已测定的地物点出发来量取，按比例尺缩小后，用分规卡出这段距离，从该点出发与方向线相交，即得欲测定的地物点。这种方法称为方向距离交会法。,.,73测图方法简介,1)操作步骤(1)安置仪器：(2)定向：（3）立尺：（4）观测：（5）记录：（6）计算：（7）展绘碎部点：,7.3.2经纬仪测绘法,.,2)测图注意事项在测图过程中，应注意以下事项：立尺人员在跑点前，应先与观测员和绘图员商定跑尺路线；立尺时，应将标尺竖直，并随时观察立尺点周围情况，弄清碎部点之间的关系，地形复杂时还需绘出草图，以协助绘图人员作好绘图工作。为方便绘图员绘图，观测员在观测时，应先读取水平角，再读取视距尺的三丝读数和竖盘读数；在读取竖盘读数时，要注意检查竖盘指标水准管气泡是否居中；读数时，水平角估读至5，竖盘读数估读至1即可；每观测2030个碎部点后，应重新瞄准起始方向检查其变化情况，经纬仪测绘法起始方向水平度盘读数偏差不得超过3。绘图人员要注意图面正确、整洁，注记清晰，并做到随测点，随展绘，随检查。当每站工作结束后，应进行检查，在确认地物、地貌无测错或漏测时，方可迁站。733光电测距仪测绘法光电测距仪测绘地形图与经纬仪测绘法基本相同，所不同的是用光电测距来代替经纬仪视距法。,.,734野外采集数据机助成图利用全站仪或经纬仪配合测距仪在野外对地形特征点进行实测，以获取观测数据，再将观测数据输入到计算机，由计算机进行数据处理，最后由绘图仪绘制地形图。这种方法简称为数字测图。与传统白纸测图的区别：（1）传统白纸测图：（2）数字测图：,了解点的实际属性及点位的连接关系,描绘地物、地貌,用规定的图式符号,给出测点的三维坐标、属性及连接关系,自动绘制地形图,经测图软件的自动处理,.,数字测图优越性：(1)数字测图使测图的精度得到提高(2)数字测图使测图和用图趋于自动化(3)数字测图使用图趋于数字化735测站点的增设在测图过程中，由于地物分布的复杂性，往往会发现已有的图根控制点还不够用。此时可以用支点法、自由设站法等方法临时增设(加密)一些测站点。(1)支点法在现场选定需要增设的测站点，用极坐标法测定其在图上的位置，称为支点法。(2)内、外分点法内、外分点法，是一种在已知直线方向上按距离定位的方法。,P,A,B,P,(3)自由设站法全站仪自由设站法是一种非常方便的补充测站点(图根控制点)的常用方法，其实质是边角后方交会法.(见图6-26),.,74地形图的绘制,1)地物描绘地物要按地形图图式规定的符号表示。房屋轮廓需用直线连接起来，而道路、河流的弯曲部分则是逐点连成光滑的曲线。对于不能按比例描绘的地物，用相应的非比例符号表示。2)等高线勾绘在地形图上为了既能详细地表示地貌的变化情况，又不使等高线过密而影响地形图的清晰，等高线必须按规定的问隔(称为基本等高距)进行勾绘。对于不同的比例尺和不同的地形，基本等高距的规定见表7-5。,.,勾绘等高线时，首先用铅笔轻轻描绘出山脊线、山谷线等地形线，再根据碎部点的高程勾绘等高线。不能用等高线表示的地貌，如绝壁、悬崖、冲沟等，应按图式规定的符号表示。由于碎部点式选在地面坡度变化处，因此相邻点之间可视为均匀坡度。这样可在两相邻碎部点的连线上，按平距与高差成比例的关系，内插出两点间各条等高线通过的位置。(1)解析法（2）图解法,.,(3)目估法根据解析法原理，可用目估法来确定等高线通过的位置，其方法是“先确定头尾，后等分中间”。如上例，先算出A、B之高差为37m，估计每米高差之平距值，先取04与03，定出58m和61m的位置，再将中间分成三等分即可。此法在现场常用。图724是根据地形点的高程，用内插法求得整米高程点，然后用光滑曲线连接等高点，勾绘而成的局部等高线地形图。勾绘等高线应在测图现场进行，至少应将计曲线勾绘好，以控制等高线走向，以便与实地地形相对照，如有错误或遗漏可以当场发现并及时纠正。,.,.,.,.,.,(2)大平板仪的安置要求：控制点A在图纸上的展绘点位与地面上的实际点位在同一条铅垂线上(对中)，图板面水平(整平)，控制点A、B在图纸上的连线与地面上的连线在同一个竖直平面内(定向)。大平板仪的安置比经纬仪的安置复杂。图板的粗略整平、定向、对中：将圆水准器放置在图板上，调整三脚架螺旋使图板粗略整平；用照准仪的直尺紧贴在测站点A与定向点B的连线上，松开基座制动螺旋，转动图板，使望远镜照准定向点B；用对点器对准图板上的A点，当对点器下悬挂的垂球偏离测站点A时，应平移三脚架(应注意保持三角架头面基本水平，图板的方向基本保持不变)，使垂球尖大致对准测站点A的中心。将三脚架的脚尖踩入土中。图板的精确整平、定向、对中：转动基座上的脚螺旋，用圆水准器精确整平图板；用照准仪的直尺紧贴在测站点A与定向点B的连线上，松开基座制动螺旋，转动图板，使望远镜照准定向点B，旋紧基座制动螺旋，用微动螺旋精确照准B点，如对点器下的垂球尖偏离测站点A，则可以松开基座中心螺旋，平移基座使垂球尖对准A点，再检查图板的定向和整平。,.,如遭破坏，则还需重复操作一次。直至满足要求为止。量取照准仪的仪器高iA，iA为测站点A到照准仪望远镜旋转轴(横轴)的铅垂距离。,.,.,.,9.6.5地形图测绘的基本要求(1)仪器设置及测站检查城市测量规范对地形测图时仪器的设置及测站上的检查要求如下：1)仪器对中的偏差，不应大于图上0.05mm。2)以较远的一点定向，用其它点进行检核。采用平板仪测绘时，检核偏差不应大于图上0.3mm；采用经纬仪测绘时，其角度检测值与原角值之差不应大于2。每站测图过程中，应随时检查定向点方向，采用平板仪测绘时，偏差不应大于图上0.3mm；采用经纬仪测绘时，归零差不应大于4。3)检查另一测站高程，其较差不应大于1/5基本等高距。4)采用量角器配合经纬仪测图，当定向边