矿山测量---第一章-地形图的应用VIP

第1章地形图的读法和应用,课程主要内容：本章主要介绍地形图的识读，地形图在土木工程中的应用。主要讲述地物、地貌的识读，在地形图上求点的坐标和高程，求直线的坐标方位角、长度和坡度；利用地形图量算图形面积、绘纵断面、绘横断面选等坡度线、确定汇水面积以及进行土石方计算。基本要求：了解地形图的编号和图号，熟悉常用的地物符号，了解符号和注记的含义。利用地形图熟练求得点的坐标和高程、直线的坐标方位角、长度和坡度。利用地形图熟练量算图形面积、绘制纵、横断面、选等坡度线、确定汇水面积以及进行土石方计算。,1-1地形图的判读与应用一、地形图的读法地形图是反映相应地面上的地物和地面高低起伏的地貌相关位置关系的图纸，是进行工程规划和设计的重要基础资料之一。(一)地形图的内容地形图的基本内容主要包括：数学要素，即图的数学基础，如坐标网、投影关系、图的比例尺和控制点等；自然地理要素，即表示地球表面自然形态所包含的要素，如地貌、水系、植被和土壤等；社会经济要素，即地面上人类在生产活动中改造自然界所形成的要素，如居民地、道路网、通讯设备、工农业设施、经济文化和行政标志等；注记和整饰要素，即图上的各种注记和说明，如图名、图号、测图日期、测图单位、所用坐标和高程系统等。,(二)地形图的判读1.地貌的判读首先在图上找出地性线，根据典型地貌的等高线表示法，从山脊线可以看出山脉的连绵，从山谷线可以找出水系的分布。根据地性线构成的地貌骨干，对实地地貌有一个比较全面的了解，而不致被复杂的等高线图所迷惑。,2.地物的判读判读地形图上的地物，主要靠地物的符号和注记。因此，对于常用的符号一定要很熟悉，并且对某些符号的定位点也应了解。此外，还应充分利用地物符号的颜色和注记来帮助判读。有时也可对照实地进行判读。,1-2地形图的应用一在地形图上量取点的坐标欲确定图上多点的坐标，首先根据固廓坐标注记和点多的图上位置，绘出坐标方格，再按比例尺量取长度。但是，由于图纸会产生伸缩，使方格边长往往不等于理论长度。为了使求得的坐标值精确，可采用乘伸缩系数进行计算。,二直线长度的确定（1）用两脚规量出，然后按地形图的图示比例尺进行换算，即可读得其长度。（2）先求出两端点的平面直角坐标，再根据两点距离公式计算长度。（3）如果精度要求不高，可用三棱尺直接在图上量出两点之间的长度，如果要求A、B两点的倾斜距离，还应考虑地面的坡度。三求直线的坐标方位角(1)图解法求直线BC的坐标方位角时，可先过B、C两点精确地作平行于坐标格网纵线的直线，然后用量角器量测BC的坐标方位角。同一直线的正、反坐标方位角之差应为180。(2)解析法先求出B、C两点的坐标，然后再按公式计算BC的坐标方位角，当直线较长时，解析法可取得较好的结果。,四确定点的高程在地形图上的任一点，可以根据等高线及高程标记确定其高程。如果所求点不在等高线上，则作条大致垂直于相邻等高线的线段，量取其线段的长度，按比例内插求得。在图上求某点的高程时，通常可以根据相邻两等高线的高程目估确定。因此，其高程精度低于等高线本身的精度。规范中规定，在平坦地区，等高线的高程中误差不应超过l3等高距，丘陵地区，不应超过12等高距；山区，不应超过一个等高距。由此可见，如果等高距为1m，则平坦地区等高线本身的高程误差允许到0.3m、丘陵地区为0.5m，山区可达1m。所以，用目估确定点的高程是允许的。五、确定直线的坡度设地面两点间的水平距离为D，高差为h,而高差与水平距离之比称为坡度，以i表示，常以百分率或千分率表示。如果两点问的距离较长，中间通过疏密不等的等高线，则上式所求地面坡度为两点间的平均坡度。,六按设计坡度在地形图上选定最短路线如图，已知等高线的基本等高距为h=5m，规定坡度为I=5%，则路线通过相邻等高线的平距为D=h/I=100m。在1：10000的地形图上平距应为1cm，用分规以A为半径作圆弧交55m等高线与1或1。再以1或1为圆心，同法操作直至B点,七根据地形图作剖面图在各种线路工程设计中，为了进行填挖方量的概算，以及合理地确定线路的纵坡，都需要了解沿线路方向的地面起伏情况，为此，常需利用地形图绘制已知方向的纵断面图。欲沿MN方向绘制断面图，可在绘图纸或方格纸上绘制MN水平线，过M射点作MN的垂线作为高程轴线。然后在地形图上用卡规自M点分别卡出M点至各点的距离，并分别在图上自M点沿MN方向截出相应的点。再在地形图上读取各点的高程，按高程轴线向上画出相应的垂线。最后，用光滑的曲线将各高程线顶点连接起来，即得MN方向的断面图。断面过山脊、山顶或山谷处的高程变化点的高程，可用比例内插法求得。绘制断面图时，高程比例尺比水平比例尺大10至20倍是为了使地面的起伏变化更加明显。如，水平比例尺是1：2000，高程比例尺为1：200。,八确定汇水面积修筑道路时有时要跨越河流或山谷，这时就必须建桥梁或涵洞；兴修水库必须筑坝拦水。而桥梁、涵洞孔径的大小，水坝的设计位置与坝高，水库的蓄水量等，都要根据汇集于这个地区的水流量来确定。汇集水流量的面积称为汇农面积。由于雨水是沿山脊线(分水线)向两侧山坡分流，所以汇水面积的边界线是由一系列的山脊线连接而成的。条公路经过山谷，拟在m处架桥或修涵洞，其孔径大小应根据流经该处的流水量决定，而流水量又与山谷的汇水面积有关。量测该面积的大小，再结合气象水文资料，便可进一步确定流经公路M处的水量，从而对桥梁或涵洞的孔径设计提供依据。,1-3图形面积的量算1.几何图形法：如图，将平面图上描绘的区域分成三角形、梯形或平行四边形，量出计算面积的元素，用面积公式计算图形面积，然后求和。,2.透明方格纸法：要计算曲线内的面积，先将毫米透明方格纸覆盖在图形上，数出图形内完整的方格数和不完整的方格数，计算面积3.平行线法：将绘有等距平行线的透明纸覆盖在图形上，使两条平行线与图形边缘相切，则相邻两平行线间截割的图形面积可近似视为梯形。计算各梯形面积后求各即为总面积。,4.解析法如果图形为任意多边形，且各顶点的坐标已在图上量出或已在实地测定，可利用各点坐标以解析法计算面积。5.求积仪法求积仅是一种专门供图上量算面积的仪器，其优点是操作简便、速度快、适用于任意曲线图形的面积量算，且能保证一定的精度。5.1电子求积仪电子求积仪是采用集成电路制造的一种新型求积仪。性能优越，可靠性好，操作简便。,1-4地形图在平整土地中的应用在各种工程建设中，除对建筑物要作合理的平面布置外，往往还要对原地貌作必要的改造，以便适于布置各类建筑物，排除地面水以及满足交通运输和敷设地下管线等。这种地貌改造称之为平整土地在平整土地工作中，常需预算土、石方的工程量，即利用地形图进行填挖土(石)方量的概算。其方法有多种，其中方格网(或设计等高线法)是应用最广泛的一种。下面分两种情况介绍该方法。场地平整（一）平整成水平面假设要求将原地貌按挖填土方量平衡的原则改造成平面，其步骤如下：1在地形图图上绘方格网,在地形图上拟建场地内绘制方格网。方格网的大小取决于地形复杂程度，地形图比例尺大小，以及土方概算的精度要求。例如在设计阶段采用1：500的地形图时，根据地形复杂情况，一般边长为10m或20m。方格网绘制完后，根据地形图上的等高线，用内插法求出每一方格顶点的地面高程，并注记在相应方格顶点的右上方。2计算设计高程先将每一方格顶点的高程加起来除以4，得到各方格的平均高程，再把每个方格的平均高程相加除以方格总数，就得到设计高程H。,3.计算挖、填高度根据设计高程和方格顶点的高程，可以计算出每一方格顶点的挖、填高度，即：挖、填高度=地面高程-设计高程将图中各方格顶点的挖、填高度写于相应方格顶点的左上方。正号为挖深，负号为填高4.计算挖、填土方量挖、填土方量可按角点、边点、拐点和中点分别按下式列表计算。设每一方格面积为400m2，计算的设计高程是25.2m，每一方格的挖深或填高数据已分别计算出，并已注记在相应方格顶点的左上方。于是，可分别计算出挖方量和填方量。从计算结果可以看出，挖方量和填方量是相等的，满足“挖、填平衡”的要求。,（二）要求按设计等高线整理成倾斜面将原地形改造成某一坡度的倾斜面，一般可根据填、挖平衡的原则，绘出设计倾斜面的等高线。但是有时要求所设计的倾斜面必须包含不能改动的某些高程点(称为设计斜面的控制高程点)，例如，已有道路的中线高程点；永久性或大型建筑物的外墙地坪高程等。1确定设计等高线的平距2确定设计等