第九章大比例尺地形图的应用

第九章大比例尺地形图的应用,第一节阅图的基本知识,一、地形图的坐标系统和高程系统1.地形图的坐标系统（1）地理坐标系统国家基本地形图的内图廓均是由经纬线构成的，图上并展绘有地理坐标网，用于确定点的地理位置。但在不同比例尺地形图上，地理坐标网的展绘形式有所不同。在1：2.5万、1：5万、1：10万地形图上，上(北)、下(南)内图廓是纬线，左(西)、右(东)内图廓是经线。在图廓四角注有经纬度数值，纬度注在纬线上，如3820；经度注在经线上，如11430(图9-1)。在内外图廓之间绘有经纬度的分划线(称为分度带)。在本图上每隔1标出一个分划线。读地理坐标时，只需将两对应边上相同数值的分划线连接起来，即可在图面上构成地理坐标网。由于在大于1：10万地形图上，已绘有平面直角坐标网，为了避免两种坐标网在图面上相互干扰，所以将经纬线坐标只标绘在图廓上。,第一节阅图的基本知识,一、地形图的坐标系统和高程系统1.地形图的坐标系统（2）高斯坐标系统我国1：1万至1：50万比例尺国家基本地形图均采用了高斯平面直角坐标系。在地形图上，高斯平面直角坐标格网的注记（图9-1），沿东、西图廓注记纵坐标值，其值由南向北增加；沿南、北图廓注记横坐标值，其值由西向东增加。在图廓的四角，注记有纵、横坐标的数值，纵坐标注记为四位数，如3396、3400，标明该线距赤道的公里数。横坐标注记是五位数，前两位数指明投影带的带号（按我国经度位置，带号应为两位数字）。其后三位数标明该线距纵坐标轴的公里数，如图上598。注明带号便仅知一点的x、Y坐标值就可以在60个投影带内找到该值的对应点。所以规定在横坐标y值前面冠以投影代号。其它各坐标线的注记仅注后两位数，如02、04。,第一节阅图的基本知识,一、地形图的坐标系统和高程系统2.高程系统对于高程系统，自1956年起，我国统一规定以黄海平均海水面作为高程起算面，建立“1956年黄海高程系”。后来，又根据青岛验潮站历年积累的验潮资料，建立“1985年国家高程基准”。大部分地形图都属于上述的黄海高程系统，但也有一些地方性的高程系统，如上海及其邻近地区即采用“吴淞高程系”，在地形图应用时，必须加以注意。通常，地形图采用的高程系在图框外的左下方用文字说明。各高程系统之间只需加减一个常数即可进行换算。,第一节阅图的基本知识,二、地形图的辅助要素在地形图图廓外配置的内容，称为地形图的辅助要素，这些内容是识图和用图所必要的，如图9-2所示。1图号、图名和接图表为了区别各幅地形图所在的位置和拼接关系，每一幅地形图上都编有图号。图号是根据统一的分幅进行编号的。除图号以外，还要注明图名。图名是用本图内最著名的地名、最大的村庄、突出的地物、地貌等的名称来命名的。图号、图名注记在北图廓上方的中央。在图的北图廓左上方，画有该幅图四邻各图号(或图名)的略图，称为接图表。中间一格画有斜线的代表本图幅，四邻分别注明相应的图号（或图名）。按照接图表，就可找到相邻的图幅，如图9-2的图廓上方所示。,第一节阅图的基本知识,二、地形图的辅助要素2图廓图廓是图幅四周的范围界线。在按经、纬度分幅的中、小比例尺地形图中，图廓是由内图廓、分度带、外图廓三部分组成，如图9-2所示。内图廓是由包围该图幅的经、纬线组成，四角注有经、纬度。分度带是在外图廓与内图廓之间靠近外图廓的分段线条，将内图廓边长按经差、纬差以1，为单位进行等分，并将奇数段加粗。将上、下、左、右相应的经、纬度相连，便构成经纬线格网，可用来确定任一点的经、纬度和任一方向的真方位角。外图廓用粗黑线绘成，主要起装饰作用。为了接图方便，外图廓四周中央注有相邻图幅的图号。正方形或矩形图幅由内图廓和外图廓组成。内图廓由包周该图幅的纵、横坐标线组成，四周注有坐标值，坐标线上绘有坐标格网短线。外图廓用粗黑线绘成，也起着装饰美观作用。,第一节阅图的基本知识,二、地形图的辅助要素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，并在数字比例尺下方绘出直线比例尺。利用直线比例尺，可以用图解法确定图上的直线距离，或将实地距离换算成图上长度，如图9-2的图廓下方所示。4三北方向线关系图在许多中、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和纵坐标轴这三者的角度关系图，称为三北方向线，见图9-3。利用该关系图，可对图上任一方向的真方位角、磁方位角和坐标方位角(方向角)三者间作相互换算。,第一节阅图的基本知识,二、地形图的辅助要素5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9-4所示，它按下列关系式制成：（9-1）式中：i地面坡度；地面倾角；d相邻等高线平距m比例尺分母,使用坡度比例尺，用分规卡出图上相邻等高线的平距后，在坡度比例尺上使分规的两针尖下面对准底线，上面对准曲线，即可在坡度比例尺上读出地面坡度i(%)和地面倾角()。,第一节阅图的基本知识,三、地形图图式和等高线应用地形图应了解地形图所使用的地形图图式，熟悉一些常用的地物符号和地貌符号，了解图上文字注记和数字注记的确切含义；应了解等高线的特性，要能根据等高线判读出山头、山脊、山谷和鞍部等各种地貌。四、测图时间地形图上所反映的是测绘当时的地形情况，因此，需要知道测图的时间，应与实地进行对照。对于测图后的地面变化情况，应根据需要予以修测或补测。,一.点位的坐标量测,第二节地形图的基本应用,地形图具有丰富的信息，在地形图上可以获取地貌、地物、居民点、水系、交通、通信、管线、农林等多方面的自然地理和社会政治经济等信息，因此，地形图是工程规划、设计的基本资料和信息。在地形图上可以确定点位、点与点间的距离、直线的方向、点的高程和两点间的高差；此外还可以在地形图上勾绘出分水线、集水线，确定某范围的汇水面积，在图上计算上、石方量等。道路的设计可在地形图上绘出道路经过处的纵、横断面图。由此可见，地形图广泛应用于各行各业。,一.点位的坐标量测,设量得X=38.6mY=41.3m则XA=700+38.6=738.6mYA=1100+41.3=1143.3m,例：量测A点坐标,第二节地形图的基本应用,一.确定点位的空间坐标,一、确定点的空间坐标如图中A点位于两等高线之间，则可通过A点画一条垂直于相邻两等高线的线段mn，则A点的高程为式中：Hm-通过m点的等高线上的高程h等高距。由此可见，在地形图上很容易确定A点的空间坐标(XA、YA、HA)。,二.两点间的水平距离量测,二、确定直线的距离、方向、坡度（一）.两点间的水平距离量测,1.解析法,2.图解法用比例尺直接在图上量测A、B距离。(应考虑图纸伸缩),三.求图上两点间的坐标方位角,（二）求图上两点间的坐标方位角,解析法,例坐标反算,例：在图上量得A、B坐标为：,求DAB、AB。,DAB,解:进行坐标反算,四.点位的高程和两点间的坡度量测,（三）两点间的坡度量测,在等高线地形图上进行量测,五.在图上设计等坡度线,三、确定指定坡度的路线,例：要在A、B间选定一条满足坡度为的最短路线。,解：由坡度公式：,当相邻两根等高线之间的图上d25毫米时，地面坡度i4%。取d=25毫米作图时，A、B间路线最短。,一.根据等高线地形图绘制断面图,用途：道路、隧道、管线等工程设计，如纵坡设计、边坡设计、土石方量计算等。(P201图9-8),作法：（图9-8）1.绘制纵横坐标轴横坐标轴表示水平距离，比例与地形图比例尺同。纵坐标轴表示高程，高程比例一般比水平比例大510倍。,2.作断面图从A沿AB直线，量与各等高线交点的水平距离标于横轴；取各点的高程为纵坐标，标点位；圆滑连接各点，即为AB线处的断面图。,四.绘制指定方向的断面图,例1：绘制地形断面图,P271图9-12,根据地形图绘制断面图,水平距离从A沿AB直线量取,B,二.确定汇水范围,五.确定汇水范围,用途：主要用于铁路、公路桥涵的孔径设计。作法：沿道路一侧，上游方向，一系列山脊线与道路中心线所围成的闭合范围。,面积：1、方格法算面积2、按梯形算面积,三.场地平整时的填挖边界确定和土方量计算,六.场地平整时的填挖边界确定和土方量计算,作法(水平场地高程为50米)：1.确定填挖边界线(即50米等高线)2.在地形图上绘小方格(一般取2厘米边长)，编号；3.计算方格顶点的填挖值(挖为+,填为-)：填挖值=方格顶点地面高-设计地面高,(一).整理成某高程的水平场地(P277图8-52),1.绘制设计倾斜面等高线；2.确定填挖边界线(相同高程的原地面等高线与设计等高线交点的连线)；,(二).整理成一定坡度的倾斜面,3.在地形图上绘小方格(一般取2厘米边长)，编号；4.计算方格顶点的填挖值(挖为+,填为-)：填挖值=方格顶点的原地面标高-方格顶点的设计地面标高5.计算每格填、挖土方量；计算填、挖土方总量。（阴影部分填）,三、地形图在平整场地中的应用,1.将场地平整为水平地面,例1：1000比例尺的地形图，拟将原地面平整成某一高程的水平面，使填、挖土石方量基本平衡。,（1）绘制方格网一般方格的边长为10m或20m。图中方格为20m20m。各方格顶点号注于方格点的左下角。,52.0,52.3,+1.9,+1.2,+0.6,+1.2,+1.6,+1.2,+0.4,+0.6,+0.3,-0.7,-0.5,-0.7,-1.1,-1.4,-1.9,-1.9,-1.7,-1.7,-2.2,+0.1,48.0,48.2,48.2,47.7,49.2,49.4,49.2,48.5,48.0,50.0,50.5,50.2,51.1,51.5,51.1,50.3,49.7,49.3,48.8,49.9,49.9,A1,A2,A3,A4,A5,B1,B2,B3,B4,B5,C1,C2,C3,C4,C5,D3,D2,D1,D4,D5,E3,E2,E1,E4,50,49,48,+2.1,+2.4,51.8,51.1,50.5,51.7,51.7,51.1,50.4,50.7,50.8,50.2,49.5,49.7,49.8,49.3,48.6,48.7,48.8,48.4,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,49.9,-0.2,-0.6,（2）求各方格顶点的地面高程并注于方格点的右上角。,（3）计算设计高程,在本例中，求得的设计高程H=49.9m。并注于方格顶点右下角,（4）确定方格顶点的填、挖高度,并将h值标注于相应方格顶点左上角。h=H地面-H设,“”挖深，“”填高,（5）确定填挖边界线,根据设计高程H=49.9m，在地形图上用内插法绘出49.9m等高线。该线就是填、挖边界线。,（6）计算填、挖土石方量,有两种情况：全填或全挖方，如方格I、既有挖方，又有填方的方格，如方格II。,方格II既有挖方，又有填方,方格III为全填方,式中各方格的填、挖面积（m2）,2将场地平整为一定坡度的倾斜场地,例根据地形图将地面平整为倾斜场地，设计要求是：倾斜面的坡度，从北到南的坡度为-2%，从西到东的坡度为-1.5%。,（1）绘制方格网并求方格顶点的地面高程,（2）计算场地几何形重心点G的设计高程H设=80.26m,+0.69,+0.19,+0.04,+0.04,+0.34,+0.39,+0.24,+0.14,-0.41,-0.06,-0.11,-0.26,82.15,81.20,80.45,79.90,79.40,79.25,79.85,79.65,79.20,79.75,79.85,78.80,81.40,81.10,80.40,80.20,80.75,80.85,80.30,80.20,81.46,81.16,81.06,80.86,80.56,80.26,80.76,80.46,80.16,80.66,80.36,80.06,80.26,79.76,79.66,79.36,79.06,A1,A2,A3,A4,A5,B1,B2,B3,B4,B5,C1,C2,C3,C4,C5,D1,D2,D3,D4,D5,79.76,79.46,79.86,82,81,80,1.5%,2.0%,G,80.26,79,-0.86,+0.34,-0.66,-0.31,-0.61,+0.19,+0.39,-0.26,南北两方格点间的设计高差=20m2%=0.4