9地形图的应用.ppt

工程测量,西北农林科技大学,GengchengCeliang,地形图的识图,1,地形图的基本应用,2,地形图在工程中的应用,3,第九章地形图的应用,地形图的选用,4,9.1地形图的识图,地形图内容是非常丰富的，大致可分为三类：1、数学要素：如比例尺、坐标网等2、地形要素：如地物、地貌等3、注记和整饰要素：包括各类注记、说明资料、辅助图表等。,地形图的识图,地形图的识图,可读性：全面客观反映地面情况：地貌、地物、居民地、水系、交通、通讯、管线、农林等多方面信息，作为设计依据。,可量性：提供地面基本数据：点、线、角、高程、方向、面积、坡度等。,多用性：可编绘一系列专题图。,地形图的识图,一、读图目的地形图上包含区域地理环境多方面信息，包括水系、地物、气候、植被、行政区划、交通、居民点、自然和人文景观等。阅读地图的目不同，获取信息的侧重点也不同。,地形图的主要用途有：,地形图的识图,二、读图程序(1)选择地图。要从读图需要解决问题的特定任务和要求出发，选用相应的地图，并就地图的比例尺、内容的完备性、精确性、现势性、设计质量和图边说明的详细程度等方面分析评价地图，从中挑选出合适的地图作为阅读的资料。,(2)了解图幅边缘说明。绘注在图幅边缘的说明，包括图名、行政区划、图式图例、资料略图、资料截止时间或出版时间、高程和平面坐标系等各项辅助要素，可以帮助我们更仔细、更正确地读出图内各项内容，提高读图效率。图例是读图的钥匙，要通晓它。,地形图的识图,(3)概略读图。在完成上述程序之后开始读取地图具体内容前，应该先概略地浏览整个地区的地物和地貌，了解各处地理要素的一般分布规律和特征，以建立整体的概念。如该地区是平原或山地，河网是密是疏，交通发达与否等等。,(4)详细读图。详细读图是对区域进行深入的研究,可以根据其它要素来判断出一些信息，例如根据水系可以判断地形起伏，根据纬度与海拔可以判断出气候条件。通过仔细阅读，找出能看得到的各种要素，研究居民地的分布、道路的联系以及它们与地形的关系，了解其它社会经济现象及其与居民地、道路和地形的联系等。,地形图的识图,(一)图廓外注记识读,1、图号、图名和邻接图表；2、比例尺、图幅范围、坐标系统、高程系统；3、测图年月和测图单位；4、图的新旧。,一般原则:先图外后图内、先地物后地貌、先注记后符号、先主要后次要。,三、读图方法与结果1读图方法,地形图的识图,在熟悉图式符号和了解区域地理概况之后，需要分要素或分地区、顺着线路详细阅读，以便理解整个区域的详细内容；地图要素阅读顺序以及详细研究的内容与要求，取决于阅读目的和地图本身的特点。同时要运用自己知识积累和经验，以综合的观点，分析研究各种事物之间的相互联系、相互依存、相互制约的关系，以及人与自然的相互关系，应尽可能深入分析地图上未经图示的地形特征与各种事物间的相互关系，要全面分析，不能孤立地看待一种现象。例如研究古村落，就要研究它与地形、交通、水系的关系。一张地图便是一本书，从中可以直接或间接获取很多自然与人文信息。,地形图的识图,(二)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。,地形图的识图,(三)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。,上午5时55分,地形图的识图,(1)地貌与水系。水系类型和河谷形态特征与地表起伏有着密切关系，河流经过之处为负地貌，因此，从河流分布和水流方向即可以得知地形起伏的状况。如果河流多急弯，则说明地形复杂。有的图上没有表示地貌的上，也可以粗略地推测地形的起伏。(2)自然要素与地貌、水系。很多自然要素是地貌景观和水景观。自然美感度与地形复杂程度及山体海拔高度有一定的关系，地形越险峻，观赏价值越高。同样，从河流、湖泊等分布情况可以推断自然特性。,地形图的识图,(3)居民地与地理环境及人类活动。居民地与自然和人类活动有着密切的关系，居民点所在位置及名称都具有一定的文化内涵，通过地名可以了解到一定的地域文化。一个居民地产生，常与交通、给水和粮食生产有关。人类最初依靠河流和河谷地带作为交通的重要通道，水源丰富的沿河一带为平坦沃土，因此人类最初常选择河道两岸及渡口处聚居；又因交通便利处为人类活动频繁的地区，两河汇合点、山隘和峡谷出口、港湾附近、水陆交通交汇处、道路交叉处逐渐发展成大城镇；近现代又在资源丰富地区(煤田、油田、水电站和矿山)附近易形成新兴的工业城市。,地形图的识图,(4)道路与地貌。观看交通线曲直、桥梁数量、隧道数量，也可以推断地形起伏状况。主要交通线通常在平缓地区或沿谷地而行，翻山越岭时多走山隘，或开隧道。公路上坡时，为减小坡度需盘旋而上。根据交通线的分布就可以推断那里的地面地势，根据交通线的密度与等级可以推断那里的区域经济状况等。(5)政区界线与地貌、水系。世界上，除少数国家依据经纬线划分外，绝大多数政区界线的走向都与地貌、水系有关，一般以山脊线、河流、主航道线为界。按照此规律，可以分析政区界线的走向来推断山脉与河流的走向，确定其位置。,地形图的识图,(6)建筑物与自然条件和人类活动。学校、寺院、教堂、桥梁、道路、工厂、高楼大厦等建筑的分布都与人类活动有关，凡是人口稠密区多为地势较平坦、矿物与能源产地、交通便利的地区，因此，根据建筑物密度及高度，可以推断经济发展程度。(7)名胜古迹与文化、历史。名胜古迹的类型、风格和数量等特征与当地自然、民族、宗教、文化历史的长短、经济发达程度以及政治地位等都有密切关系。例如，藏族与汉族的宗教建筑有很大差别；我国不同地区的民居建筑差异很大；中原和北方自古即为帝都所在而多皇家园林，南方苏杭一带多私家园林。,地形图的识图,(8)地名与地理环境。地名具有民族性、区域性、历史性等多种特性，是民族文化、区域文化的一个符号。根据地名命名的方式，可以分为环境地名、部族地名、人物地名、区域地名、植物地名、动物地名、土壤地名、矿物地名、物产地名、商贸地名、地形地名、工程地名、军事地名、神话传说地名、比喻地名等60余种不同类型的地名。地名蕴含着命名的很多信息，可以在一定程度上反映出历史文化，可以为了解和研究地方历史地理、自然和社会环境演变提供线索和资料。,地形图的识图,2读图结果详细读图之后，应就主要内容加以说明，予以系统整理，如：(1)位置和范围。首先说明所读地图的图名，其次用经纬度范围（坐标方格网）表述研究区域的地理位置，然后说明该区所在的各级行政区划名称、空间范围的东西与南北大约各长多少等。,地形图的识图,(2)水系和地貌。先从水系分布和等高线图形及疏密等情况，说明该区地形特征，进而描述平原、丘陵、山地、河谷等的分布位置、绝对高程和相对高程，范围，走向，形态特征，山谷的形态和宽度。对于水系，要着重说明河网类型及从属关系，水流性质，河谷的形态特征及其各组成部分的状况，以充分了解该地区的水系和地貌情况。,地形图的识图,(3)植被。说明该区各种植被群落的类型、规模，植物数量和种类，地带性特点。同时还要对农作物的类型及特点要具体描述，以便推断社会经济要素。(4)居民地。说明该区域居民地密度、规模、分布特点，行政、经济、交通等方面的地位，以及与自然及人文地理环境的联系等。(5)交通。说明该区交通设施的类型、等级、密度，以及与地貌、水系、居民地的联系，对本区经济发展的保障程度等。,地形图的识图,9.2地形图的选用,地形图的选用,9.2、地形图的选用,地形图是经济建设和国防建设的基础资料。在工程建设中，需要在地形图上进行工程建筑物的规划设计，为了保证工程设计的质量，所使用的地形图应具有一定的精度。因此，对设计人员来讲，只有在了解地形图精度的基础上，才有可能正确地选用合乎要求的地形图。同时，设计人员还应根据规划设计的具体工程对象，按工程规划设计的不同阶段，对图纸上平面位置和高程的精度要求，向测绘人员提出适当的要求，从而确定测图的比例尺。,地形图的选用,地形图的精度通常是指它的数学精度，即地形图上各点的平面位置和高程的精度。在测绘地形图时，是由图根点向周围测绘碎部点的。所以，地形图上地物点平面位置的精度，是指地物点对于邻近图根点的点位中误差而言，而高程精度是指等高线所能表示的高程精度。,9.2.1地形图的精度,上午5时55分,地形图的选用,根据水利水电工程测量规范规定：地物点平面位置中误差，在平原、丘陵地区一般不大于图上0.75mm，山区不大于图上1.00mm。等高线的高程中误差，在平原、丘陵地区一般不大于12基本等高距，山区不大于1个基本等高距。由此可知，地形图所能表示地面上的实际精度，主要与地形图比例尺的大小和等高线等高距的大小有关。从平面位置来看，平原、丘陵地区在1:1000比例尺地形图上，图上0.75mm就相当于实地的0.75m，而在1:5000比例尺地形图上反映实地的误差为3.75m。在山区1:1000比例尺和1:5000比例尺地形图上反映实地的误差分别为1.0m和5.0m。,上午5时55分,地形图的选用,从高程来看，1:1000比例尺地形图，在平地基本等高距为0.5m，山地为1.0m，则等高线的高程中误差在平地为0.25m（12等高距），山地为1.0m（1个等高距）。而1:5000比例尺地形图上基本等高距在平地、丘陵地区有0.5m、1.0m、2.0m，山地有2.0m、5.0m。因而等高线的高程中误差相应为0.25m、0.5m、1.0m和2.0m、5.0m。,上午5时55分,地形图的选用,1.水利工程建设各阶段的用图,9.2.2选用地形图的若干问题,在施工阶段，一般要选用1:100、1:200或1:500比例尺的施工详图。,地形图的选用,地物点平面位置的精度与地形图比例尺的大小有关。设计对象的位置有一定的精度要求，如果选用地形图比例尺的大小不当，就会影响设计质量。,2.按点位精度要求决定用图的比例尺,例：进行渠道布置时，要求渠道中心桩的测设中误差不大于2.0m，那么应选用多大比例尺的地形图设计?解：从图上一地物点量至渠道某点，量取两点距离的中误差m量一般认为为0.2mm，地物点图上平面位置的中误差m点=0.75mm（在平坦地区），这样图上布置渠道的点位中误差为：,地形图的选用,（1）如选用1:2000比例尺的地形图时，实地的点位中误差为,（2）如选用1:5000比例尺的地形图，则实地的点位中误差为,由此可知，需要满足上述精度的要求，应选用1:2000比例尺的地形图，而不能用1:5000比例尺的地形图。,若施工测设点位中误差为0.5m，则,上午5时55分,地形图的选用,在规划设计时，由地形图上确定一点的高程，是根据相邻两条等高线按比例内插求得的。因而点的高程误差主要受两项误差的影响，一是等高线高程中误差，二是图解点的平面位置时产生的误差所引起的高程误差。,3.根据点的高程精度要求确定等高距,上午5时55分,地形图的选用,解：设m等为等高线的高程中误差，在平原、丘陵地区为等高距的一半。由于一点的高程从两条等高线量取故其中误差为,m等图解点平面位置的中误差一般为图上的0.2m，因此该点在实地的点位中误差m位0.2M（mm）（M为比例尺分母），由它引起的高程中误差为0.2Mtg（mm）（为地面坡度）。则在图上设计时，所求某点的高程中误差为,例：某一设计中，要求设计对象的高程中误差不超过1.0m，需要选用多大等高距的地形图？,上午5时55分,地形图的选用,若选用1:2000比例尺地形图时：,（2）选用等高距为2m时，m等=1.0m，地面坡度相同时；其高程中误差为,由此可以看出，为了满足高程中误差不超过1.0m的要求，应选用等高距为1.0m的地形图，而不能用等高距为2m的地形图。至于选用多大比例尺较为适宜；还要结合平面位置的精度要求全面地加以考虑。,（1）选等高距为1m，则m等=0.5m，若地面坡度为6，其高程中误差为,地形图的选用,某些工程在选用地形图时，既要从平面位置的点位精度来考虑地形图的比例尺，又要从高程精度来考虑等高线的等高距。,4.按点位和高程的精度要求选用地形图,例：某工程在丘陵地区，要求点位中误差不超过1.0m，高程中误差不超过0.5m，需要选用多大比例尺的地形图？解：所选用的地形图必须满足上述两项要求。若选用1:1000比例尺地形图，在丘陵地区实地点位中误差为0.75m，小于1.0m，能满足点位精度的要求。考虑高程精度，若丘陵地区地面坡度为6时，则：,上午5时55分,地形图的选用,（1）当选用等高距为1m时，m等0.5m，图解点位中误差在实地为0.2m，则内插点的高程中误差为,（2）改选用等高距为0.5m时，m等0.25m，则内插点的高程中误差为,因此，选用1:1000比例尺的地形图，其等高线的等高距应为0.5m，方能同时满足上述两项要求。,上午5时55分,地形图的选用,9.3、地形图的基本应用,一、确定点的平面坐标,二、确定两点间的水平距离,三、确定直线的坐标方位角,四、确定点的高程,五、确定两点间的坡度,上午5时55分,地形图的基本应用,一、确定点的平面坐标,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,考虑图纸伸缩（l格网理论长度10cm）,例,则:,一、确定点的平面坐标,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=1m，mn=4mm。,=53.75m,则：,四、确定点的高程,五、确定两点间的坡度,式中：,A，B两点间的高差,A，B两点间的实际水平距离,五、确定两点间的坡度,直线的坡度是指直线两端点间的高差与其平距之比。以i表示坡度，则d:图上线段AB的长度hAB:A、B两端点间的高差D:线段的实地水平距离M:比例尺分母,h,D,A,B,9.4地形图在工程中的应用,一、在图上设计等坡线等坡线坡度相等的方向路线。例设i=3.3,h=1m,求图中AB之间的等坡线。解由得使园规两脚尖的距离为图上30m，在图上从A点出发与等高线交点至B点。,二、绘制地形断面图纵断面图是显示沿指定方向地表面起伏变化的剖面图。为了进行填挖土(石)方量的概算、以及合理地确定线路的纵坡等，都需要了解沿线路方向的地面起伏情况，而利用地形图绘制沿指定方向的纵断面图最为简便，因而得到广泛应用。,欲绘AB方向的断面图,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。,绘制方法1.定义一坐标系，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,绘制地形断面图,10m,20m,40m,30m,10,20,30,40,高程,水平距离,M,N,41.2,19.6,31.8,绘制地形断面图,MN方向绘制断面图,横向:平距1:1000,纵向:高程1:200,绘制地形断面图,三、按限制坡度选择最短路线,在山地或丘陵地区进行道路、管线等工程设计中，常常需要根据设计要求先在地形图上按一定坡度进行路线的选择，选定一条最短路线或等坡度路线。1、根据限制坡度求出相邻等高线之间的最小平距dmin2、以A为圆心，以dmin为半径，找出与相邻等高线的交点3、依次做法，直到终点，依次连接各点,I=h/d,dmin=h/IH-等高距I-设计坡度,例设从公路旁A点到山头B点选定一条路线，限制坡度为4%，地形图比例尺为1:2000，等高距为1m。,