土木工程测量-第八章-地形图基本知识

第八章地形图基本知识与测绘,土木工程测量,教学课件,按一定的法则，有选择地在平面上表示地球表面各种自然现象和社会现象的图，通称地图。地形图是按一定的比例尺，用规定的符号表示地物、地貌平面位置和高程的正射投影图。,为便于测绘、管理和使用地形图，需要将各种比例尺的地形图进行统一的分幅和编号。地形图分幅的方法分为两类：按经纬线分幅的梯形分幅法（国际分幅法）；按坐标格网分幅的矩形分幅法。前者用于国家基本图的分幅，后者用于工程建设大比例尺的分幅。本节仅介绍矩形分幅。,梯形分幅法,矩形分幅,为满足工程设计、施工及资源与行政管理的需要所测绘的1:500、1:1000、1:2000和小区域1:5000比例尺的地形图，采用矩形分幅，图幅一般为50cm50cm或40cm50cm，以纵横坐标的整公里数或整百米数作为图幅的分界线。50cm50cm图幅最常用。,1:5000四幅1:2000；1:2000四幅1:1000；1:1000四幅1:500。矩形分幅及面积见教材表7-3。,1:500,1:1000,1:2000,1:5000,矩形分幅的编号，一般采用该图幅西南角的x坐标和y坐标以公里为单位，之间用连字符连接。如3810.025.5。编号时，1:5000坐标取至1km;1:2000、1:1000，坐标取至0.1km；1:500坐标取至0.01km.,矩形分幅和编号,某些较大测区，据用户需要，测绘几种不同比例尺的地形图。为便于地形图的测绘管理、图形拼接、编绘、存档管理与应用，应以最小比例尺的矩形分幅地形图为基础，进行分幅与编号。图76。,地貌地表面的高低起伏形态，如高山、丘陵、洼地等。,地物地面上各种固定物体，如房屋、道路和农田等。,数字比例尺d/D=1/M(8-1-1),小比例尺：1:100万、1:50万、1:20万中比例尺：1:5万、1:2.5万大比例尺：1:1万、1:5000、1:2000、1:1000和1:500。,地物和地貌统称为地形。,地形图上任意一线段的长度与地面上相应线段的实际水平长度之比，称为地形图的比例尺。,图示比例尺为了用图方便，以及减小由于图纸伸缩而引起的使用中的误差，在绘制地形图时，常在图上绘制图示比例尺.下图为一个1：500的直线比例尺,(1)比例尺的种类,一般认为，人的肉眼能分辨的图上的最小距离是0.1mm，因此通常把图上0.1mm所表示的实地水平长度，称为比例尺的精度。,据给以的精度，可确定测图时量距应准确到什么程度，例如，测绘1:1000地形图时，其比例尺的精度为0.1m，故量距的精度只需0.1m，小于0.1m的图上表示不出来。另外在设计规定需在图上能量出的实地最短长度时，据比例尺的精度，可确定测图比例尺。如欲使图上能量出图上最短线段长度为0.5m，则采用的比例尺不得小于0.1mm/0.5m=1/5000。,比例尺的精度,图名常用本幅图内最著名的地名、村庄或厂矿企业的名称来命名。图号可确定本幅图所在的位置。图名和图号标在北图廓上方中央。,说明本幅图与相邻图幅的关系，代索取相邻图幅时使用。标于图廓左上方。,内图廓坐标格网线，也是图幅的边界线，用0.1mm细线绘出。在内图廓线内侧，每隔10cm，绘出5mm的短线，表示坐标格网线的位置。外图廓图幅的最外围边线，用0.5mm粗线绘出。内、外图廓线相距12mm，在内外图廓线之间注记坐标格网线坐标值。,白吉树村,在中小比例尺的南图廓线的右下方，还绘有真子午线、磁子午线和坐标纵轴三个方向之间的角度关系，称为三北方向图。,坡度尺用于地形图上量测坡度的图解。两行数字，上行用坡度角表示的坡度，下行是对应的倾斜百分率表示的坡度。,图上等高线间的水平距离,比例符号非比例符号-水准点，三角点，消防栓半比例符号-电线，管道，围墙等带状地物,地形是地物和地貌的总称。地物是地面上的各种固定性的物体。由于其种类繁多，国家测绘总局颁发了地形图图式统一了地形图的规格要求、地物、地貌符号和注记，供测图和识图时使用。,(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。如城镇、工厂、河流、道路的名称；桥梁的尺寸及载重量；江河的流向、流速及深度；道路的去向及森林、果树的类别等，都以文字或特定符号加以说明。,表示地貌的方法有多种，对于大、中比例尺主要采用等高线法。对特殊地貌采用特殊符号。,地势起伏小，地面倾斜角一般在2以下，比高一般不超过20m的平地；地面高低变化大，倾斜角一般在26，比高不超过150m的丘陵；高低变化悬殊，倾斜角一般为625，比高一般在150m以上的山地；绝大多数倾斜角超过25的高山地。,等高线等高线的定义（图8-17）,等高线地面上相同高程的相邻各点连成的闭合曲线，也就是设想水准面与地表面相交形成的闭合曲线。,等高线,等高线的特征,同一条等高线上各点的高程相等；,等高线是闭合曲线，不能中断，不在同一幅图内闭合，则必须在相邻的其他图幅内闭合；,等高线只在绝壁或悬崖处才会重合或相交；,等高线经过山脊或山谷时改变方向，因此山脊与山谷线应和改变方向处的等高线的切线垂直相交，如图7-11所示；,在一幅图上，等高线间隔是相同的。因此等高线平距大表示地面坡度小；等高线平距小则表示地面坡度大；平距相等则坡度相同。倾斜平面的等高线是一级间距相等且平行的直线。,等高线,等高线的分类,首曲线基本等高线，是指从高程基准面起算，按规定的基本等高距描绘的等高线，用宽度为0.15mm的细实线表示。,计曲线从高程基准面起算，每隔四条基本等高线有一条加粗的等高线。为读图方便，计曲线上也注出高程。,间曲线和助曲线当基本等高线不足以显示局部地貌特征时，按二分之一基本等高距所加绘的等高线，称间曲线，用长虚线表示。按四分之一基本等高距所加绘的等高线，称为助曲线，用短曲线表示。描绘时均可不闭合。,等高距与等高平距,相邻等高线之间的高差称为等高距或等高线间隔，常以h表示。,相邻等高线之间的水平距离称为等高线平距，常以d表示。,由于同一幅地形图中等高距是相同的，所以等高线平距d的大小与地面坡度有关。等高线平距越小，地面坡度越大；平距越大，则坡度越小；坡度相同，平距相等。根据地形图上等高线的疏、密可判定地面的缓、陡。,典型地貌的等高线,山头和洼地图712、713。,典型地貌的等高线,山脊和山谷山的最高部分为山顶，有尖顶、圆顶、平顶等形态，尖峭的山顶叫山峰。山顶向一个方向延伸的凸棱部分称为山脊。山脊的最高点连线称为山脊线。山脊等高线表现为一组凸向低处的曲线（图714）。,典型地貌的等高线,鞍部（图716）,典型地貌的等高线,陡崖和悬崖陡崖是坡度在70以上或为90的陡峭崖壁，若用等高线表示将非常密集或重合为一条线，因此采用陡崖符号表示，如图717（a)、（b)所示。悬崖是上部突出，下部凹进的陡崖。上部的等高线投影到水平面时，与下部的等高线相交，下部凹进的等高线用虚线表示，如图717（c)所示。,（1）、图纸选用聚酯薄膜作图纸厚0.070.1mm，伸缩率0.3、坚韧耐湿、沾污后可洗、着墨后可可直接晒图。,每个方格10cm10cm.,对角线法（图81）坐标格网尺高精度金属直尺，6个方孔，尺端圆弧的半径为5050cm正方形对角线的长度70.711cm。,绘好坐标格网后，应进行检查。将直尺边沿方格对角线方向放置，各方格的角点应在同一条直线上，偏离0.2mm。各个方格的对角线长度应为14.14cm，允许误差0.2mm；图廓对角线长度与理论长度之差的允许值为0.3mm。超过允许值时，应修改或重绘。在坐标格网外边注记坐标值。,确定控制点所在的方格。如A点(764.30,566.15),按图式要求绘导线点符号,并注记点号和高程（图82E点）。,检核在图上量算相邻控制点之间的距离，与已知距离比较，最大误差图上0.3mm，否则重新展绘,测定测站到碎部点方向和测站至后视点(另一控制点)方向间的水平角，测定测站至碎部点的距离D，便能确定碎部点的平面位置。极坐标法是碎部测量的最基本的方法。,如图所示，设A、B为控制点，碎部点1、2、3靠近AB。以AB方向为x轴，找出碎部点在AB线上的垂足，用卷尺量出x、y，即可定出碎部点。此法称直角坐标法。适用于靠近控制点的连线，垂距y较短的情况。,1、碎部点的选择碎部测量就是测定碎部点的平面位置和高程。地形图的质量在很大程度上取决于立尺员能否正确合理地选择地形点。,地形点应选在地物或地貌的特征点上,地物特征点地物轮廓的转折、交叉和弯曲等变化处的点及独立地物的中心点。地貌特征点是控制地形的山脊线、山谷线和倾斜变化线等地性线上的最高、最低点，坡度和方向变化处，以及山头和鞍部等处的点。,测站的测绘工作经纬仪测绘法实质是极坐标法。,安置仪器和图板,对中、整平、量仪高、测竖盘指标差。,定向,立尺,观测照准标尺，读取水平角、视距间隔l、中丝读数s和竖盘读数L。,(3)经纬仪测绘法,在测绘地形图时，对地物测绘的质量主要取决于是否正确合理地选择地物特征点，如房角、道路边线的转折点、河岸线的转折点、电杆的中心点等。主要特征点应独立测定，一些次要特征点可采用量距、交会、推平行线等几何作图方法绘出。随测随连，实地对照。,一般规定，主要建筑物轮廓线的凹凸长度在图上0.4mm时，都要表示出来。,大比例尺测图取点原则：,房屋凹凸转折较多时，可只测定其主要转折角（2个），取得有关长度，然后按其几何关系用推平行线法画出其轮廓线。,对圆形建筑物可测定其中心并量其半径绘图；或在其外轮廓测定三点，然后用作图法定出圆心，绘出外廓。,公路在图上应按实测两侧连线绘出；大路或小路可只测其一侧的边线，另一侧按量得的路宽绘出。,道路转折点处的圆曲线边线应至少测定三点（起、终和中点）绘出。,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。,测出地貌特征点后，即开始勾绘等高线。首先用铅笔轻描山脊线、山谷线等地性线。,由于碎部点是选在地面坡度变化处，因此相邻点之间可视为均匀坡度。在相邻碎部点连线上，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。内插法定出基本等高线的通过点，再将相邻各同高程的点参照实际地貌用光滑曲线进行连接，即勾绘出等高线。,勾绘等高线时，要对照实地情况，先画计曲线，后画首曲线，并注意等高线通过山脊线、山谷线的走向。,不能用等高线表示的地貌，如悬崖、峭壁、土堆、冲沟、雨裂等，应按图示符号表示。不同比例尺和不同地形，基本等高距也不同。（图815、816）,测区面积较大时，整个测区必须划分为若干幅图进行施测。在相邻图幅连接处，由于测量误差的影响，无论是地物轮廓线，还是等高线往往不能完全吻合。,若地物、等高线的接边误差不超过表8-4中规定的地物点平面位置中误差、等高线高程中误差的221/2时，则取其平均位置进行改正。若接边误差超过规定限差，应分析原因，到实地测量检查，以便纠正。,室内检查图上的地物、地貌是否清晰易读；各种符号注记是否正确；等高线与地形点的高程是否相符，有无矛盾可疑之处；图边拼接有无问题等。如发现错误或疑问，应到野外进行实地检查解决。,外业检查巡视检查仪器检查,地形图经拼接和检查后，应清绘和整饰，使图面更合理、清晰、美观。先图内后图外，先注记后符号，先地物后地貌，并按规定的图式进行整饰。,图上的注记、地物以及等高线圴按规定的图式进行注记和绘制，应注意等高线不能通过注记和地物。最后，应按图式要求写出图名、图号、比例尺、坐标系统及高程系统、施测单位、测绘者及测绘日期等。若系独立坐标，应画出真北方向。,本节要点：应用地形图解决的基本问题（点的坐标和高程、直线距离、直线方向、直线坡度）,8.3地形图的应用,1.确定点的高程（1）点位置位于等高线上，直接从等高线上读取高程（2）点位置不在等高线上，可通过点两侧的等高线的高程值进行插值得到点的高程值h0为地形图基本等高距,d,d1,8.3.1地形图应用的基本内容,2确定点的水平位置欲求A点的坐标，首先应确定该点所在方格西南角O点的坐标x0,y0,则而l为方格的理论边长，M为地形图比例尺分母。,8.3.1地形图应用的基本内容,3.确定直线长度及方向（1）直接量测：直接量取法适用于图纸变形很小，且线段较短，或精度要求较低的情况（2）坐标反算：坐标反算法适用于图纸变形明显，或线段较长，量测精度要求较高的情况长度：方位角：,8.3.1地形图应用的基本内容,4.确定线段的坡度和坡度角坡度：指两点的高差与两点间水平距离之比坡度角：指地面斜坡与水平面的夹角,8.3.1地形图应用的基本内容,5.确定图形面积（1）解释法：（2）几何法：将其分成几个简单的几何图形，分别量算各简单图形的面积后求和即可。,8.3.1地形图应用的基本内容,（3）平行线法用间距相等的平行线将图形分割成若干个条带，每个条带视为梯形进行量算（4）方格法首先计算图形内整方格的数量，再将图形边缘不满一格的面积以格为单位估算出来，总的方格数乘以每个方格代表的面积，即得出整个图形的面积。,8.3.1地形图应用的基本内容,本章结束,一、测量前的准备工作。电池的安装(注意：测量前电池需充足电)把电池盒底部的导块插入装电池的导孔。按电池盒的顶部直至听到“咔嚓”响声。向下按解锁钮，取出电池。仪器的安置。在实验场地上选择一点，作为测站，另外两点作为观测点。将全站仪安