《数字地形测量学》第8章教案1

1、n第第8章章 大比例尺地形图的测绘大比例尺地形图的测绘 n8.1 地形图的比例尺地形图的比例尺n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；n地貌是指地表高低起伏的形态，如山地、丘陵和平原等，n地物和地貌总称为地形。n地形图(topographic map)是按一定的比例尺(scale)，用规定的符号表示的地物、地貌平面位置和高程的正射投影(orthographic projection)图。 n一般将数字比例尺化为分子为1，分母为一个比较大的整数M表示。nM越大，比例尺的值就越小；M越小，比例尺的值就越大，n如数字比例尺1:5001:1000。n称比例尺

2、为1:500、1:1000、1:2000、1:5000的地形图为大比例尺地形图，n称比例尺为1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万的地形图为中比例尺地形图，n称比例尺为1:20万、1:50万、1:100万的地形图为小比例尺地形图。n我国规定1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:20万(现已为1:25万) 、1:50万、1:100万七种比例尺地形图为国家基本比例尺地形图。n地形图的数字比例尺注记在南面图廓外的正中央，如图9-1所示。n中比例尺地形图系国家的基本地图，由国家专业测绘部门负责测绘，目前均用航空摄影测量(aerial photogrammertry)方法成图，小比例尺

3、地形图一般由中比例尺地图缩小编绘而成。n城市和工程建设一般需要大比例尺地形图，其中比例尺为1:500和1:1000的地形图一般用平板仪、经纬仪或全站仪等测绘；n比例尺为1:2000和1:5000的地形图一般用由1:500或1:1000的地形图缩小编绘而成。n大面积1:5001:5000的地形图也可以用航空摄影测量方法成图。n 图示比例尺n如图9-1所示，图示比例尺绘制在数字比例尺的下方，其作用是便于用分规直接在图上量取直线段的水平距离，同时还可以抵消在图上量取长度时图纸伸缩的影响。 n8.2 大比例尺地形图图式大比例尺地形图图式n地形图图式(topographic map symbols)就是

4、表示地物和地貌的符号和方法。n一个国家的地形图图式是统一的，它属于国家标准。n我国当前使用的、最新的大比例尺地形图图式是由国家测绘总局组织制定的、国家技术监督局发布的、1996年5月1日开始实施的1:500 1:1000 1:2000地形图图式(GB/T 7929-1995)。n地形图图式中的符号有三类：n地物符号(feature symbols)、n地貌符号(geomorphy symbols)n注记符号(lettering symbols)。n(1) 地物符号地物符号n地物符号分比例符号、非比例符号和半比例符号。n1) 比例符号 n可以按测图比例尺缩小，用规定符号画出的地物符号称为比例符号

5、，如房屋、较宽的道路、稻田、花圃、湖泊等。如表9-3中，从编号1到26号都是比例符号(除编号14b和15以外)。 n2) 非比例符号n有些地物，如三角点、导线点、水准点、独立树、路灯、检修井等，其轮廓较小，无法将其形状和大小按照地形图的比例尺绘到图上，则不考虑其实际大小，而是采用规定的符号表示。这种符号称为非比例符号。如表9-3中，从编号28到44都是非比例符号。 n3) 半比例符号n对于一些带状延伸地物，如小路、通讯线、管道、垣栅等，其长度可按比例缩绘，而宽度无法按比例表示的符号称为半比例符号。n如表9-3中，从编号47到56都是半比例符号，另外编号14b和15也是半比例符号。n(2) 地貌

6、符号地貌符号n地形图上表示地貌的方法一般是等高线(contour)。n等高线又分为首曲线(intermediate contour)、计曲线(index contour)和间曲线(half-interval contour)；n在计曲线上注记等高线的高程(编号60)；n在谷地、鞍部、山头及斜坡方向不易判读的地方和凹地的最高、最低一条等高线上，绘制与等高线垂直的短线，称为示坡线，用以指示斜坡降落方向(编号61)；n当梯田坎比较缓和且范围较大时，可以用等高线表示(编号62)。n(3) 注记n有些地物除了用相应的符号表示外，对于地物的性质、名称等在图上还需要用文字和数字加以注记，n如房屋的结构、层数

7、(编号1、6、7)、地名(编号24)、路名(编号58)、单位名、计曲线的高程(编号60)、碎部点高程(编号57a)、独立性地物的高程(编号57b)以及河流的水深、流速等。 n8.3 地貌的表示方法地貌的表示方法n地貌形态多种多样，n对于一个地区可按其起伏的变化分为以下四种地形类型：n地势起伏小，地面倾斜角在3以下，比高不超过20m的，称为平坦地；n地面高低变化大，倾斜角在310，比高不超过150m的，称为丘陵地；n高低变化悬殊，倾斜角为1025，比高在150m以上的，称为山地；n绝大多数倾斜角超过25的，称为高山地。n地形图上表示地貌的主要方法是等高线。n(1) 等高线等高线n1) 等高线的定

8、义n等高线是地面上高程相等的相邻各点所连的闭合曲线。n如图9-4所示，设想有一座高出水面的小岛，与某一静止的水面相交形成的水涯线为一闭合曲线，曲线的形状随小岛与水面相交的位置而定，曲线上各点的高程相等。n例如，当水面高为70m时，曲线上任一点的高程均为70m；n若水位继续升高至80m、90m，则水涯线的高程分别为80m、90m。n将这些水涯线垂直投影到水平面上，并按一定的比例尺缩绘在图纸上，这就将小岛用等高线表示在地形图上了。n这些等高线的形状和高程，客观地显示了小岛的空间形态。 n2) 等高距与等高线平距n地形图上相邻等高线间的高差，称为等高距(contour interval)，用表示，图

9、9-4中=10m。n同一幅地形图的等高距是相同的，因此地形图的等高距也称为基本等高距。n大比例尺地形图常用的基本等高距为0.5m、1m、2m、5m等。n等高距越小，用等高线表示的地貌细部就越详尽；n等高距越大，地貌细部表示的越粗略。n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度。n测绘地形图时，要根据测图比例尺、测区地面的坡度情况和按国家规范要求选择合适的基本等高距，见表9-4。 n(2) 典型地貌的等高线典型地貌的等高线n地球表面高低起伏的形态千变万化，但经过仔细研究分析就会发现它们都是由几种典型的地貌综合而成的。了解和熟悉典型地貌的等高线，有助于正确地识读、应用和测绘地

10、形图。典型地貌主要有：山头和洼地、山脊和山谷、鞍部、陡崖和悬崖等。见图9-7所示。 n(2) 典型地貌的等高线典型地貌的等高线n1) 山头和洼地n图9-8a、b分别表示山头和洼地的等高线，它们都是一组闭合曲线，n其区别在于：山头的等高线由外圈向内圈高程逐渐增加，洼地的等高线外圈向内圈高程逐渐减小，这样就可以根据高程注记区分山头和洼地。n也可以用示坡线来指示斜坡向下的方向。在山头、洼地的等高线上绘出示坡线，有助于地貌的识别。n2) 山脊和山谷n山坡的坡度和走向发生改变时，在转折处就会出现山脊或山谷地貌(图9-9)。n山脊的等高线均向下坡方向凸出，两侧基本对称。山脊线是山体延伸的最高棱线，也称分水

11、线。n山谷的等高线均凸向高处，两侧也基本对称。山谷线是谷底点的连线，也称集水线。n在土木工程规划及设计中，要考虑地面的水流方向、分水线、集水线等问题。因此，山脊线和山谷线在地形图测绘及应用中具有重要的作用。 n3) 鞍部 n相邻两个山头之间呈马鞍形的低凹部分称为鞍部。鞍部是山区道路选线的重要位置。鞍部左右两侧的等高线是近似对称的两组山脊线和两组山谷线，见图9-10。 n4) 陡崖和悬崖 n陡崖是坡度在70以上的陡峭崖壁，有石质和土质之分。如果用等高线表示，将是非常密集或重合为一条线，因此采用陡崖符号来表示，如图9-11a、b所示。n悬崖是上部突出、下部凹进的陡崖。悬崖上部的等高线投影到水平面时

12、，与下部的等高线相交，下部凹进的等高线部分用虚线表示，如图9-11c所示。 n(3) 等高线的特征等高线的特征n通过研究等高线表示地貌的规律性，可以归纳出等高线的特征，它对于正确地测绘地貌并勾画等高线以及正确使用地形图都有很大帮助。n1) 同一条等高线上各点的高程相等。n2) 等高线是闭合曲线，不能中断(间曲线除外)，如果不在同一幅图内闭合，则必定在相邻的其他图幅内闭合。n3) 等高线只有在陡崖或悬崖处才会重合或相交。n4) 等高线经过山脊或山谷时改变方向，因此山脊线与山谷线应和改变方向处的等高线的切线垂直相交，如图9-9所示。n5) 在同一幅地形图内，基本高线距是相同的，因此，等高线平距大表

13、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组间距相等且平行的直线。 n8.4 1:5001:2000大比例尺地形图的分幅与编号大比例尺地形图的分幅与编号n由于图纸的尺寸有限，不可能将测区内的所有地形都绘制在一幅图内，因此，需要分幅测绘地形图。n1:500 1:1000 1:2000地形图图式规定：1:5001:2000比例尺地形图一般采用5050cm正方形分幅或4050cm矩形分幅；根据需要，也可以采用其它规格的分幅；n1:2000地形图也可以采用经纬度统一分幅。地形图编号一般采用图廓西南角坐标公里数编号法，也可选用流水编号法或行列编号法等。 n采用图

14、廓西南角坐标公里数编号法时x坐标在前，y坐标在后，n1:500地形图取至0.01km(如10.40-21.75)，1:1000、1:2000地形图取至0.1km(如10.0-21.0)。n带状测区或小面积测区，可按测区统一顺序进行编号，一般从左到右，从上到下用数字1、2、3、4、编定，n如图9-10(a)所示的“杜阮-7”，其中“杜阮”为测区地名。n行列编号法一般以代号(如A、B、C、D)为横行，由上到下排列，以数字1、2、3、为代号的纵列，从左到右排列来编定，先行后列，如图9-10(b)中的A-4。n采用国家统一坐标系时，图廓间的公里数根据需要加注带号和百公里数，如X：4327.8，Y：37

15、457.0。 n8.5 测图前的准备工作测图前的准备工作n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。n(1) 图纸准备图纸准备n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。n图纸弄脏后，可以水洗，便于野外作业。n在图纸上着墨后，可直接复晒蓝图。n缺点是易燃、易折，在使用与保管时要注意防火防折。n(2) 绘制坐标方格网绘制坐标方格网n聚酯薄膜图纸分空白图纸和印有坐标方格网的图纸。n印有坐标方格网的图纸又有5050cm正方形分幅和4050cm矩形

16、分幅两种规格。n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。n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。n对角线法绘制坐标方格网的操作方法是：如图9-13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；n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；n从A、B两点起，沿AD、BC每隔10cm取一点；n从A、D两点起沿AB、DC每隔10cm取一点。n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。 n请读者播

17、放光盘中的“手工绘制坐标方格网的方法VCD教学片.avi”文件观看。n 可以在CASS中执行下拉菜单“绘图处理/标准图幅5050cm”或“标准图幅5040cm”命令，直接生成坐标方格网图形，n其操作过程请读者播放“CASS自动生成坐标格网.avi”视频演示文件观看。n两个标准方格网图形文件“标准图幅5050cm.dwg”和“标准图幅5040cm.dwg”放置在“矩形图幅”文件夹下，读者使用AutoCAD2000以上版本都可以打开它。n为了保证坐标方格网的精度，无论是印有坐标方格网的图纸还是自己绘制的坐标方格网图纸，都应进行以下几项检查：n1) 将直尺沿方格的对角线方向放置，同一条对角线方向的方

18、格角点应位于同一直线上，偏离不应大于0.2mm。n2）检查各个方格的对角线长度，其长度与理论值141.4mm之差不应超过0.2mm。n3）图廓对角线长度与理论值之差不应超过0.3mm。n如果超过限差要求，应该重新绘制，对于印有坐标方格网的图纸，则应予以作废。 n(3) 展绘控制点展绘控制点n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9-4。n展点时，先根据控制点的坐标，确定其所在的方格。 n(2) 大平板仪的安置大平板仪的安置n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)，n图板面水平(整平)，n控制点A、B在图纸上的连线与地面

19、上的连线在同一个竖直平面内(定向)。n大平板仪的安置比经纬仪的安置复杂。n图板的粗略整平、定向、对中图板的粗略整平、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；n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；n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。n将三脚架的脚尖踩入土中。n图板的精确整平、定向、对中图板的精确整平、定向、对中：转动基座上的脚螺旋，用圆水准器精确整平图板；n用照准仪的直尺紧贴在测站

20、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，n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。n如遭破坏，则还需重复操作一次。直至满足要求为止。n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。 n9.6.5 地形图测绘的基本要求地形图测绘的基本要求n(1) 仪器设置及测站检查仪器设置及测站检查n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：n1) 仪器对中的偏差，不应大于图上0.05mm。n2) 以较远的一点定向，用其它点

21、进行检核。n采用平板仪测绘时，检核偏差不应大于图上0.3mm；n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。n每站测图过程中，应随时检查定向点方向，n采用平板仪测绘时，偏差不应大于图上0.3mm；n采用经纬仪测绘时，归零差不应大于4。n3) 检查另一测站高程，其较差不应大于1/5基本等高距。n4) 采用量角器配合经纬仪测图，当定向边长在图上短于10cm时，应以正北或正南方向作起始方向。n(2) 地物点、地形点视距和测距长度地物点、地形点视距和测距长度n地物点、地形点视距和测距最大长度要求应符合表9-6的规定。 n(3) 高程注记点的分布高程注记点的分布n1) 地形图上高程注记点应分布均匀，丘陵地区高程注记点间距宜符合表9-7的规定。 n2) 山顶、鞍部、山脊、山脚、谷底、谷口、沟底、沟口、凹地、台地、河川湖地岸旁、水涯线上以及其他地面倾斜变换处，均应测高程注记点。n3) 城市建筑区高程注记点应测设在街道中心线、街道交叉中心、建筑物墙基脚和相应的地面、管道检查井井口、桥面、广场、较大的庭院内或空地上以及其他地面倾斜变换处。n4) 基本等高距为0.5m时，高程注记点应注至厘米；基本等高距大于0