优质文档第八章地形测量

1、7 大比例尺地形图测绘大比例尺地形图测绘 7-17-1地形图测绘的基础知识地形图测绘的基础知识 一、概述一、概述（一）名词解释（一）名词解释 地物：地面上固定性物体地物：地面上固定性物体 自然形成地物自然形成地物地形地形 人工构筑地物人工构筑地物 地貌：地表的起伏状况地貌：地表的起伏状况 地形图：按一定比例尺表示地物、地貌的正射投影图。地形图：按一定比例尺表示地物、地貌的正射投影图。 （1 1）投影方式）投影方式 （2 2）表达方式）表达方式 （3 3）按比例缩小）按比例缩小 平面图：仅表示地物的平面位置。平面图：仅表示地物的平面位置。 地图：考虑地球曲率的影响，采用地图投影方法绘制的地图：考

2、虑地球曲率的影响，采用地图投影方法绘制的大区域图。（小比例尺图）大区域图。（小比例尺图）（二）二）. .地形图的基本要求地形图的基本要求 清晰、易懂，表达正确一致。各项元素测绘齐清晰、易懂，表达正确一致。各项元素测绘齐全，综合取舍。严格遵守和正确运用有关测量全，综合取舍。严格遵守和正确运用有关测量规范。规范。（三）三）. .地形图的基本内容地形图的基本内容 数学要素：数学要素：投影、比例尺、方格网、控制点等。投影、比例尺、方格网、控制点等。 地理要素：地理要素：地物、地貌、行政境界等。地物、地貌、行政境界等。 整饰要素：整饰要素： 图名、图号、图廓等。图名、图号、图廓等。7.1.17.1.1比

3、例尺比例尺 1.定义：图上任一线段与相应实地水平距离的比值。图上任一线段与相应实地水平距离的比值。 作用：测图- 依比例缩小 用图- 设想和判断地形的原始状况 2.种类： 1）数字比例尺： 比例尺大小由比值的大小决定。 2）图示比例尺：mll1 3.地形图按比例尺分类1:100万1：20万 小比例尺地形图 地图 编绘1:10万1：1万 中比例尺地形图 国家基本图 航测1:5千、1:2千、1:1千 大比例尺地形图 工程用图1:500、1:200 人工测绘 4.比例尺精度 定义：地形图上定义：地形图上0.1mm0.1mm所代表的实地水平距离。所代表的实地水平距离。 即即 0.1mm0.1mmm m

4、作作 用：（用：（1 1）确定量距精度）确定量距精度 （2 2）确）确 定测图比例尺定测图比例尺 合理选择比例尺合理选择比例尺 （1 1）. .根据精度要求和表达的详尽情况根据精度要求和表达的详尽情况 （2 2）. .测区面积及图幅大小。测区面积及图幅大小。（一）、地物符号（一）、地物符号 1.1.比比 例符例符 号（轮号（轮 廓符廓符 号）号） 2.2.非比非比 例符例符 号（形号（形 象符象符 号）号） 3.3.半比半比 例符例符 号（线性符号（线性符 号）号） （二）地貌符号（二）地貌符号-等高线等高线 （三）（三） 注记注记-文字、数字文字、数字 地物注记：表明地物的种类和特性。如地名

5、、路名、河流名、地物注记：表明地物的种类和特性。如地名、路名、河流名、水流方向、县名、村名水流方向、县名、村名 地貌注记：等高线高程、散点高程地貌注记：等高线高程、散点高程7.1.2 地形图图式7.1.3 等高线等高线(2).(2).等高线要素：等高线要素：等高距等高距：相邻两根等高线相邻两根等高线 之间的高差。（恒定）之间的高差。（恒定）等高线平距等高线平距：相邻两根等：相邻两根等 高线之间的水平距离。随高线之间的水平距离。随坡度而异）坡度而异） 坡坡 度度： %dhi 1等高线原理(1)定义：地面上高程相等的相邻点的连线称等高线2.2.等高线分类等高线分类(1).(1).首曲线首曲线（基本

6、等高线）（基本等高线）(2).(2).计曲线计曲线（加粗等高线）（加粗等高线）(3).(3).间曲线间曲线（半距等高线（半距等高线) )(4).(4).助曲线助曲线（辅助等高线（辅助等高线) )3 3基本地貌的等高线特征基本地貌的等高线特征（1 1）山头与洼地：均为一组封闭曲线。区别：高程注记）山头与洼地：均为一组封闭曲线。区别：高程注记 示坡线示坡线（2）山脊与山谷：均为一组凸曲线。区别：凸向不同(3).鞍部（又称垭口）：两个山脊与两个山谷的汇合处 其等高线为在一组大的闭合曲线内，套有两组闭合曲线陡崖悬崖（4）特殊地貌：陡壁 悬崖 雨裂 冲沟等4 4等高线特性等高线特性（1 1）同一等高线上

7、的各点高）同一等高线上的各点高 程相等。程相等。（2 2）等高）等高 线是连续、闭线是连续、闭 合的曲线。合的曲线。（3 3）不同高程的等高线不能相交、重迭。）不同高程的等高线不能相交、重迭。（4 4） 同一图，一种等高距，坡度与平距成反比。同一图，一种等高距，坡度与平距成反比。（5 5） 等高线与地性线成正交等高线与地性线成正交四、地形图的分幅与编号四、地形图的分幅与编号 （一）分幅方法 (1)梯形分幅（国际分幅） 纵行：由180经线起，自西向东，经差6为一纵行，160（纵行号）。 横列：由赤道起，分别向两极，纬差4为一列，a、b、v（横列号）。（北纬）东经）036539(0242116 j

8、502梯形分幅编号与图廓注记 （1）1:100万地形图的分幅编号（北纬）东经）036539(0242116 j-50 （2）1:5000001:5000地形图的分幅编号 比例尺 1 1000000 1 500000 1 250000 1 100000 1 50000 1 25000 1 10000 1 5000 经差 6 3 130 30 15 730 345 152.5 图幅 范围 纬差 4 2 1 20 10 5 230 115 行数 1 2 4 12 24 48 96 192 行列数 量关系 列数 1 2 4 12 24 48 96 192 比例尺代码 b c d e f g h 不同比

9、例尺的 图幅数量关系 1 4 1 16 4 1 144 36 9 1 576 144 36 4 1 2304 576 144 16 4 1 9216 2304 576 64 16 4 1 36864 9216 2304 256 64 16 4 2) 编号原则：编号原则： 以1：1 00万图为基础图.1:500 000-经差3、纬差2 a、b、c、d。例：j-50-a。 1:200 000-经差1、纬差40 1、2、36. 例：j-50-3。 1:100 000-经差30、纬差20。 1、2、144。 例：j-50-5。 j-501141203640403838117abcd1234567131

10、9253112182430361234 56 78 9101112132425362728133135 136 137 138 139 140141142 143 144384039203640372011511611811937393940117301183011930114301153011630382037403620（北纬）东经）036539(0242116 j-50-aj-50-3j-50-5150万120万110万1:50 000 以以 1:100 000 为基础图，经差为基础图，经差15 、纬差纬差10 分幅代号为甲、乙、丙、丁。例：分幅代号为甲、乙、丙、丁。例：j-50-5-乙

11、。乙。1:25 000 以以 1:50 000 为基础图，经差为基础图，经差7 30 、纬差纬差5 分幅代号为分幅代号为 1、2、3、4。例：。例： j-50-5-乙乙-21:10 000 以以 1:100 000 为基础图，经差为基础图，经差3 45 、纬差纬差2 30 分幅代号为（分幅代号为（1）、（）、（2）、）、（64）。）。 j-50-5-(15) j-50-5abcd1234123412341234(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(17)(25)(33)(41)(49)(57)(58)(59)(60)(61)(62)(63)(64)39404000395011

12、600116301161511607301162230116034511611151161845116261539423039453947303952303957303955（北纬）东经）036539(0242116 15万 j-50-5-乙12.5万 j-50-5-乙-211万 j-50-5-(15)(56)(48)(16)(15)以1:10 000为基础图，经差152.5、纬差115分幅 代号 为a、b、c、d. j-50-5-(15)-b二）二）.正方形分幅及编号正方形分幅及编号 1. 1:5000地形图的编号 (1).与国家网联测 图号：0 x西南y西南3955395730116223

13、011626151162422.5395615j-50-5-(15)（北纬）东经）036539(0242116 abcd(2). 独立网 图号：x西南y西南2.1:2000、1:1000、1:500地形图的编号（三）、自然顺序编号（三）、自然顺序编号8-2 视距测量视距测量 根据几何光学原理用简便的操作方法测出两点之间的水平距离和高差。 测距精度约为1/300，测定高差的精度低于水准测量和三角高程测量。 适用于地形测量。 一.视距测量原理 1.视线水平时的距离和高差公式 视距间隔l = n - m d = d + f + )(flpfdplfd令k = f/p -视距乘常数；c = f+ -视

14、距加常数 d = kl + c 通常取k100, c 0, d = 100l h = i-v nm=nmcos=lcos, 所以d=kl=klcos2 h=dtg+i-v2.视线倾斜时的距离和高差公式设想标尺绕o点旋转角，由于/2 17，nno=mmo90,则二.视距测量的观测和计算 1.在测站上安置仪器，量取仪高； 2.瞄准竖直于测点上的标尺，使中丝读数等于仪高； 3.用上、下视距丝在标尺上读数，得视距间隔l； 4.使竖盘水准气泡居中，读取竖盘读数，得竖直角； 以上为半测回观测，若精度要求高，重复进行。 计算两点间水平距离和测点高程。 视距测量观测手簿 测站高程: 146.80 m 仪器高：

15、1.60m测点下丝上丝视距m中丝m竖盘读数竖直角水平距离 m初算高差 m测点高程 m11.6271.37725.01.60871524524.771.20148.0021.5721.10946.31.609305-30546.17-2.49144.31三.注意事项1.检校仪器，指标差1；2.视线高于0.5m，读数迅速，以减少大气折光差的影响；3.尺身竖直；4.测定乘常数k值。7-3.1 测图前的准备工作测图前的准备工作 一.踏勘测区，收集资料，准备仪器具。 二.图纸的准备 选用优质图纸；也可采用聚酯薄膜纸，具有伸缩性小、坚韧耐潮、可洗涤、方便携带和整饰等优点，但是易燃、有折痕后不能消除，需妥善

16、保管。 1.绘制坐标格网 （1）对角线法用直尺和圆规绘制如图所示用直尺和圆规绘制如图所示。（2）坐标格网尺法（3）坐标展点仪检查：对角线上各小方格顶点在同一线上；边长与理论长度之差小于0.3mm小格边长与10cm差值小于0.2mm;线粗小于0.1mm.2.控制点的展绘首先确定控制点所在的方格，得方格西南角的坐标值，计算控制点与这点的坐标增量。例：xa =372.79m ya =361.24m x=72.79m y=61.24m 检查：相邻两控制点图上距离与已知长度的差值小于0.3mm。 110007.3.2 7.3.2 碎部测量碎部测量 碎部测量是以控制点作为测站，碎部测量是以控制点作为测站，

17、将周围的地物、地貌特征点的将周围的地物、地貌特征点的平面位置和高程测绘于图上。平面位置和高程测绘于图上。 一一. .特征点的选择特征点的选择 1.1.地物特征点：地物特征点：轮廓的转折点；轮廓的转折点；不能用比例符号表示的地物中不能用比例符号表示的地物中心点。心点。 注意适当综合和取舍注意适当综合和取舍，一般规一般规定，主要建筑物轮廓线的凹凸定，主要建筑物轮廓线的凹凸长度在图上大于长度在图上大于0.4mm0.4mm时，应时，应该表示。该表示。2.2.地貌特征点：地貌特征点： 坡度与方向的变化点坡度与方向的变化点山峰的最高点；山脊线、山谷线、山脚线上方向和山峰的最高点；山脊线、山谷线、山脚线上方

18、向和坡度的变化点坡度的变化点 一般间距点一般间距点 一个测站的工作程序：一个测站的工作程序： 1.1.准备工作准备工作（1 1）安置仪器，量取仪高；）安置仪器，量取仪高；（2 2）已知方向定向，即瞄准已）已知方向定向，即瞄准已知方向后，水平度盘配知方向后，水平度盘配0 0 0000 0000 。另一已知方向作检。另一已知方向作检查。或以已测定的明显地物查。或以已测定的明显地物点作检查；点作检查；（3 3）确定中丝读数并作标志；）确定中丝读数并作标志；（4 4）商定跑尺方案和联系信号）商定跑尺方案和联系信号。二.经纬仪测绘法测图经纬仪安置在测站上，小图板安置在测站旁，进行水平角测量和视距测量，用

19、极坐标法展绘碎部点。 2.2.施测施测立尺员立尺员选择特征点立尺；观测员观测员观测视距、水平角、竖直角；记录员记录员记录数据并计算水平距离和高程；绘图员绘图员用量角器在图板上极坐标法展点、连线、绘图。3.结束工作检查零方向，检查绘图情况，增设测站点。4.勾绘等高线,计曲线加粗，注记高程；5.绘示坡线。 三三. .等高线勾绘等高线勾绘原理：高差与平距成比例。原理：高差与平距成比例。 目估法：目估法：1.1.测绘特征点，绘地性线；测绘特征点，绘地性线； 2.2.内插等高线通过的点；内插等高线通过的点； 3.3.用均匀光滑曲线连接高程相同的相邻点；用均匀光滑曲线连接高程相同的相邻点； 4.4.计曲线

20、加粗，注记高程；计曲线加粗，注记高程； 5.5.绘示坡线绘示坡线。 7.3.3 地形图的拼接、整饰和检查 1地形图的拼接 2地形图的整饰 （1）地物描绘 地物应按地形图图式规定的符号表示。如房屋轮廓需用直线相连, 而道路、河流弯曲部分则逐点连成光滑曲线。不能依比例描绘的地物应按相应的非比例符号表示。 （2）地貌描绘 地貌主要用等高线来表示。对于不能用等高线表示的特殊地貌, 例如悬崖、峭壁、陡坎、冲沟、雨裂等, 应按图式规定的符号表示。五、 数字化测图方法 数字化测图（digital surveying mapping，简称 dsm）是近二十年发展起来的一种全新的测绘地形图方法。从广义上说，数字

21、化测图应包括：利用电子全站仪或其它测量仪器进行野外数字化测图、利用手扶数字化仪或扫描数字化仪对传统方法测绘原图的数字化；以及借助解析测图仪或立体坐标量测仪对航空摄影、遥感像片进行数字化测图等技术。利用上述技术将采集到的地形数据传输到计算机，并由功能齐全的成图软件进行数据处理、成图显示，再经过编辑、修改，生成符合国标的地形图。最后将地形数据和地形图分类建立数据库，并用数控绘图仪或打印机完成地形图和相关数据的输出。 一）、概述1数字化测绘的概念 电子计算机为核心，在外连输入、输出硬件设备和软件的自持下，对地形空间数据进行采集、传输、处理编辑、入库管理和成图输出的整个系统，称之为自动化数字测绘系统。

22、 电子平板（便携机） 全站仪或其它测量仪器 pcmcia卡 电子手薄 手扶数字化仪 或扫描数字化仪 立体坐标量测仪 或解析测图仪 微型计算机 及 成图软件 磁 盘 显示器 打印机 绘图仪 数字化测绘不仅仅是利用计算机辅助绘图，减轻测绘人员的劳动强度，保证地形图绘制质量, 提高绘图效率。而更具有深远意义的是由计算机进行数据处理并可以直接建立数字地面模型和电子地图, 为建立地理信息系统提供了可靠的原始数据, 以供国家、城市和行业部门的现代化管理、以及工程设计人员进行计算机辅助设计(cad)使用。提供地图数字图象等信息资料已成为一些政府管理部门和工程设计、建设单位必不可少的工作，正越来越受到各行各业

23、的普遍重视。通常，将利用电子全站仪在野外进行数字化地形数据采集，并机助绘制大比例尺地形图的工作，简称为数字测图。 我国从1983年对大比例尺地形图的野外数字化测图方法开 始研究，其发展过程大致可分为以下两个阶段： 2. 数字测图的发展过程和主要特点（1）主要用全站仪在野外测量，采集到的地形数据通过电子手簿（配套的电子 手簿或用pc-1500、pc-e500等改装的电子手簿）记录并传输给计算机，在 室内根据野外详细绘制的标注测点点号的草图，在计算机上进行人机交互 编辑修改，最后生成图形文件或数字地图，由绘图仪自动绘制地形图。（2）使用的测量方法仍是采用野外数字测记模式，但成图软件有了实质性的进

24、展。一是开发了智能 化外业数据采集软件； 二是计算机自动成图软件能直接针对电子手簿记录的地形信息数据进行处 理。 有的采用电子平板测绘模式（electronics plate surveying and mapping system）。即利用电子全站仪在野外采集地形数据，并直接传输给便携式计算机（notebook），便携式计算机不仅具备电子手簿的全部功能，同时能在野外实时进行数据处理和图形编辑、显示。 数字化测图技术是一种先进的地形图测绘方法, 与传统地形测绘方法相比, 有以下主要优点。 （1） 自动化程度高 由于采用全站仪在野外采集数据, 自动记录存贮, 并可直接传输给计算机进行数据处理、绘

25、图, 不但提高了工作效率, 而且减少了测量错误的发生，使得绘制的地形图精确、美观、规范。同时由计算机处理地形信息，建立数据和图形数据库，并能生成数字地图和电子地图，有利于后续的成果应用和信息管理工作。 （2） 精度高 数字化测图的精度主要取决于对地物和地貌点的野外数据采集的精度, 全站仪的解析法数据采集精度则远远高于图解法平板绘图的精度。 （3） 使用方便 数字化测图采用解析法测定点位坐标,依据是测量控制点。测量成果的精度均匀一致, 并且与绘图比例尺无关，利用分层管理的野外实测数据，可以方便地绘制不同比例尺的地形图或不同用途的专题地图，实现了一测多用，同时便于地形图的检查、修测和更新。 数字化

26、地形测绘也有些缺点和需要不断完善的地方: （1）一次性投资较大, 成本高; （2）野外采集时各类信息编码复杂; （3）在城镇地物十分密集而又复杂的地区, 数字测图往往 遇到很多障碍而难以实施。 但是, 数字化测图作为一种先进的地形测量方法, 其自动化程度和测量精度均是其它方法难以达到的。从长远的观点看, 数字化测量应成为我国大比例尺地形图测绘工作的发展方向, 特别是在全国城市的地形测量和数字地图应用方面, 应进一步加大提倡和推广应用的力度。 数字化测图的野外数据采集作业模式主要有野外测量记录，室内计算机成图的数字测记模式；和野外数字采集，便携式计算机实时成图的电子平板测绘模式。 由于地形图不是

27、在现场测绘, 而是依据电子手簿中存储的数据，由计算机软件自动处理（自动识别、检索、连接、自动调用图式符号等）, 并控制数控绘图仪自动完成地形图的绘制。这就存在着野外采集的数据与实地或图形之间的对应关系问题。为使绘图人员或计算机能够识别所采集的数据, 便于对其进行处理和加工, 必须对仪器实测的每一个碎部点给予一个确定的地形信息编码。 二）、野外数字化数据采集方法1数据采集的作业模式 用电子全站仪在野外进行数字地形测量数据采集的示意图, 也可采用普通测量仪器施测,手工键入实测数据。其数据采集的原理与普通测量方法类似, 所不同的是全站仪不但可测出碎部点至已知点间的距离和角度, 而且还可直接测算出碎部

28、点的坐标, 并自动记录。 由于数字化测图采集的数据信息量大、涉及面广, 数据和图形应一一对应, 才具有广泛的使用价值。因此, 必须进行科学的编码。编码的方法是多种多样的, 但应遵循的一般原则基本相同: 一致性 即非二义性, 要求野外采集的数据或测算的碎部点坐标数据, 在绘图时能唯一地确定一个点，并在绘图时符合图式规范。 灵活性 要求编码结构适应多用途数字测绘的需要, 在地理信息管理和规划、建筑设计等后续工作中, 为地形数据信息编码的进一步扩展提供方便。 简易实用性 遵重传统方法，容易为野外作业和图形编辑人员理解、接受和记忆, 并能正确、方便地执行使用。 高效性 能以尽量少的数据量容载尽可能多的

29、外业地形信息。 可识别性 编码一般由字符、数字或字符与数字组合而成, 设计的编码不仅要求能够被人识别, 还要求能被计算机用较少的机时加以识别, 并能有效地对其管理。 2地形信息的编码（1）地形信息编码的原则 在遵循编码原则的前提下, 地形信息编码应根据数据采集使用的仪器、作业模式及数据的用途来统一设计。目前，国内数字化测图系统软件品种较多，所采用的地形信息编码的方法也很多, 实际工作中可参阅有关测图软件说明书。（2）编码方法举例 目前国内应用较广的编码方法, 该方案总的编码形式由三部分组成, 无论编码方法怎样不同, 但总的形式不变, 码长为8位。 1 2 3 4 5 6 7 8 地形要素码(3

30、位) 信息(4位连接码)信息(1位线型码)7.4 地形图应用的基本知识7.4.1 读图地形图基本内容测图单位、测图时间、秘级坐标系统、高程系统、子午线收敛角、磁偏角比例尺、图号及与相邻图关系坐标格网、经纬网地貌：等高线、山头、山脊、山谷、盆地、 鞍部、地质地物：控制点、道路、水系、建筑等7.4.2 地形图应用基本知识一.在地形图上确定点位的平面坐标akyyafxxapap二. 在地形图上量算线段的长度22pqpqpqyyxxd三. 在地形图上量算某直线的坐标方位角pqpqpqxxyyarctg四. 在地形图上量算某点高程hddhhmnmkmk等高距五.在地形图上确定量某直线坡度（有三种方法）513132:arctan:%:、倾斜率倾斜角倾斜百分率（）dhidmhdhi七.在地形图上进行面积量算 （如计算工程面积、土石方量、库容量等等） 图解法 求积仪法 操作方法： 铺开图纸，描迹镜置于图形中央。选择单位（cm2、m2、km2）和比例尺。再选择图形一个点为起始点，描迹镜中心对准此点，按起动键，拉推描迹镜，沿轮廓顺时针方向运行到起始点，即可得到图形面积。描迹放大镜显示窗功能键动极轴臂动