建筑工程测量第7章

1、PPT模板下载： 行业PPT模板： 节日PPT模板： PPT素材下载： PPT图表下载： 优秀PPT下载： PPT教程： Word教程： Excel教程： 资料下载： PPT课件下载： 范文下载： 试卷下载： 教案下载： 项目7 地形图的测绘与应用7.3数字化测图7.1 地形图的基本知识7.2大比例尺地形图的绘制工作7.4地形图的应用项目7 地形图的测绘与应用知识目标了解识读地形图的基本方法。 掌握地形图绘制的基本方法。 了解数字化测图的基本方法。 掌握地形图的基本应用。能力目标能正确识读地形图。 能利用经纬仪和平板仪测绘大比例尺的地形图。 会使用全站仪、GPS测绘地形图。 能利用地形图进行工

2、程建设方面的应用。项目7 地形图的测绘与应用 地形图是按一定的比例尺和范围，表示地表某一局部区域内的地物和地貌平面位置和高程的正投影图。通常测绘地形图的方法是白纸测图和数字化测图，所用的仪器是经纬仪、平板仪、全站仪或者GPS。地形图在城市建设的各个阶段都有着举足轻重的作用。本项目先介绍地形图的基本知识，然后重点讲解地形测量的基本方法，最后讲解地形图在工程建设各方面的应用。引言 7.1.1 7.1.1 地形图概述地形图概述任务7.1 地形图基本知识平面图：将地面上各种地物的平面位置按一定比例尺、用规定的符号和线条缩绘在图纸上，并注有代表性的高程点，这种图称为平面图。 地形图：如果既表示出各种地物

3、，又用等高线表示出地貌，这种图称为（等高线）地形图。 地形地物地面人工建筑物，如房屋、道路、农田、桥梁地貌地面自然形态，如山脉、河流、平原、洼地任务7.1 地形图基本知识地形图任务7.1 地形图基本知识花杆和测钎弹簧秤和温度计任务7.1 地形图基本知识地形图 7.1.2 7.1.2 地形图的比例尺地形图的比例尺任务7.1 地形图基本知识地形图上一段直线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。任务7.1 地形图基本知识图示比例尺数字比例尺 如下图示，图示比例尺常见的是直线比例尺，优点：便于直接量取长度，并可减小 因图纸伸缩变形而引起的误差。 数字比例尺用分子是1的形式表示，比

4、例尺的种类MdDDd1/1任务7.1 地形图基本知识 l:500 l:1000 l:2000 l:5000 l:1万小比例尺图 l:20万、1:50万、l:l00万地形图按比例尺分类任务7.1 地形图基本知识2.2.比例的精度比例的精度 人用肉眼能分辨的最小距离一般为0.1mm ，所以把图上0.1mm所表示的实地水平距离称为比例尺精度，即0.1mmM M为比例尺分母注：比例尺越大，其比例尺精度越高。任务7.1 地形图基本知识比例尺精度的概念，对测图和用图都有重要意义。比例尺用途1：10000可行性研究，总体规划，厂址选择，初步设计等1：50001：2000可行性研究，初步设计，矿山总图管理，城

5、镇详细规划等1：1000初步设计，施工图设计，城镇、工矿总图管理，竣工验收，运营管理等1：500任务7.1 地形图基本知识图名：图名即本图幅的名称，一般以本图幅内主要的地名、单位或行政名称命名，注记在北图廓外上方中央。12分幅与图号：图号就是该图幅相应分幅方法的编号，注于图幅正上方、图名的下方。（具体分幅方法见后） 3图廓是地形图的边界，有内、外图廓线之分。内图廓线就是坐标格网线，外图廓线为图幅的最外围边线，是修饰线。内、外图廓相距12mm。在内、外图廓线之间应注记格网坐标值。 4结合图表：说明本幅图与相邻图幅的联系，供索取相邻图幅时用。通常把相邻图幅的图号标注在相邻图廓线的中部，或将相邻图幅

6、的图名标注在图幅的左上方任务7.1 地形图基本知识 此外，在地形图外还有其他注记，如外图廓左下角，应注记测图时间、坐标系统、高程系统、图式版本等；右下角应注明测量员、绘图员和检查员；在图幅左侧注明测绘机关全称；在右上角标注图纸的密级。任务7.1 地形图基本知识整体式全站仪地形图图外注记2.2.分幅与编号分幅与编号任务7.1 地形图基本知识 （）梯形分幅法：按经纬度来划分，即左、右以经线为界，上、下以纬线为界，图幅形状近似梯形，故称为梯形分幅，主要用于国家基本比例尺（中、小比例）的地形图的分幅。：万比例尺地形图的分幅与编号：采用“国际分幅编号”。将整个地球从经度180起，自西向东按6经差分成60

7、个纵列，自西向东依次用数字1、2、60编列数；从赤道起分别由南向北、由北向南，在纬度0至88的范围内，按4纬差分成22个横行，依次用大写字母A、B、C、 V表示，见下页图。1：100万比例尺地形图的编号以“ 横行纵列 ”的形式来表示。任务7.1 地形图基本知识11 000 000地形图的分幅与编号任务7.1 地形图基本知识 1:50万1:5000地形图的编号均以1:100万地形图编号为基础，采用行列编号方法，图号均由其所在的1：100万地形图的图号、比例尺代码和各图幅的行列号共十位码组成，编号的组成如下图所示。1500 00015 000地形图的分幅与编号任务7.1 地形图基本知识第一位是该图

8、幅所在的1：100万图幅的横行号第二、三位是该图幅所在的1：100万图幅的纵列号第三位是比例尺代码（见下表）后六位是该图幅在1：100万图幅中的所处的行列位置，各用三位表示图幅在1：100万图幅中的行号和列号，不够三位时前面补0。可根据经差和纬差用公式计算求得，设图幅在1：100万图幅中的位置行为C，列为D，可用右边公式计算得到。式中，L、B分别某点的经纬度，L、B为相应图幅比例尺的经差、纬差，int表示取整数运算，mod表示取余数运算任务7.1 地形图基本知识（2）矩形分幅法：矩形分幅法是按统一的直角坐标纵、横坐标格网线划分的，主要用于工程建设的大比例尺地形图的分幅。A坐标编号法：采用图廓西

9、南角坐标公里数编号时，x坐标在前，y坐标在后，中间用“”相连。B数字顺序编号法：如图a所示，数字排列顺序由左到右， 由上到下编定。C行列编号法：一般以代号（如A、B、）为横行，由上到下排列，以阿拉伯数字为纵列，按先行后列的顺序从左到右排列编定。如图b。 7.1.4 7.1.4 地物符号地物符号任务7.1 地形图基本知识地物符号1. 比例符号：把地面上轮廓尺寸较大的地物，依形状和大小按测图比例尺缩绘到图纸上，称为比例符号、如房屋、湖泊、道路等2. 半比例符号（线形符号）：对一些呈带状延伸的地物，如围墙、铁路、管道等，其长度可按测图比例尺缩绘，而宽度却无法按比例尺缩绘，这种长度按比例、宽度不按比例

10、的符号。3.非比例符号：当地物轮廓较小，无法将其形状和大小按测图比例尺缩绘到图纸上，但这些地物又很重要，必须在图上表示出来，则不管地物的实际尺寸大小，均用特定的符号表示在图上。4.地物注记：用文字、数字或特定的符号对地物加以说明或补充，称为地物注记。它包括文字注记、数字注记两种。 7.1.5 7.1.5 地貌符号地貌符号1.1.等高线等高线任务7.1 地形图基本知识 等高线是地面上高程相同的相邻点所连成的闭合曲线。如图7-7所示，假想有一座小山全部被湖水淹没，设山顶的高程为100 m，如果水面下降10 m，则水平面与小山相截，相截处构成一条闭合的曲线，在此曲线上各点的高程相同，这就是等高线。等

11、高线任务7.1 地形图基本知识2.2.等高距和等高线平距等高距和等高线平距 相邻两条高程不同的等高线之间的高差，称为等高距，用h表示。相邻两条等高线之间的水平距离，称为等高线平距，用d表示。 地面的坡度i可以写成： i=h/dM（M为比例尺） 由于在同一幅地形图上，等高距h是相同的，所以，上式表明i与d成反比，即在地形图上等高线愈密集，表示地面坡度愈大，等高线愈稀疏，地面坡度愈小。任务7.1 地形图基本知识3.3.几种基本地貌的等高线几种基本地貌的等高线山头和洼地任务7.1 地形图基本知识山脊和山谷鞍部任务7.1 地形图基本知识峭壁、断崖和悬崖任务7.1 地形图基本知识综合地貌任务7.1 地形

12、图基本知识4.4.等高线的分类等高线的分类（1）首曲线（3）间曲线（2）计曲线（4）助曲线任务7.1 地形图基本知识5.5.等高线的特性等高线的特性 （1）同一条等高线上的各点高程相等，但高程相等的点，不一定在同一条等高线上。 （2）等高线是一条闭合的曲线，非河流、房屋或数字注记处，不能中断；不在同一幅图内闭合，就在相邻的图幅内闭合。 （3）等高线只有在陡崖或者悬崖处才会重合或相交。 （4）等高线平距与地面坡度成反比。在同一幅图内，等高线越密，地面坡度越陡；反之，等高线越稀，地面坡度越缓。 （5）等高线与山脊线、山谷线处处正交。 （6）倾斜平面的等高线是一组间距相等且平行的直线。 7.2.1

13、7.2.1 测图前的准备工作测图前的准备工作1.1.技术计划技术计划任务7.2 大比例尺地形图的测绘工作（1）任务概述（2）测区概况（3）已有资料分析、评价和利用（4）技术方案设计（5）工作量与进度计划（6）经费预算（7）质量控制与保障计划3.3.图纸的准备图纸的准备任务7.2 大比例尺地形图的测绘工作Eye-Catching Visual1）图纸的选用2）绘制坐标网格3）网格的检查和注记任务7.2 大比例尺地形图的测绘工作4.4.展绘控制点展绘控制点导线点的展绘 7.2.3 7.2.3 大比例尺地形图的测绘方法大比例尺地形图的测绘方法任务7.2 大比例尺地形图的测绘工作 目前进行测绘大比例尺

14、地形图的方法主要有白纸测图和数字化测图。 白纸测图可采用经纬仪、平板仪等多种传统仪器，主要测图方法有经纬仪极坐标法测图、小平板仪测图、小平板仪与经纬仪联合测图、大平板仪测图。 数字化测图则是采用全站仪、GPS等新型仪器。 本节重点介绍经纬仪测绘法测图。任务7.2 大比例尺地形图的测绘工作1243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。定向：照准另一控制点B作为后视方向，置水平度盘读数为零。绘图员在同名方向上画一短线，作为量角器读数的起始方向线。 安置仪器和图板：观测员安置经纬仪于测站点（控制点）A上，包括对中和整平。绘图员在测站的同名点上安置量角器。立尺：司尺员依次将标尺

15、立在地物、地貌特征点上。 任务7.2 大比例尺地形图的测绘工作5记录：记录员将读数记入手簿，并注明该点的属性。6计算：记录员根据测量数据，按视距测量公式计算平距和高程。7展绘碎部点：根据计算结果展绘碎部点的位置，并连接地形点。8测站检查：在新测站上，测绘测过的碎部点，检查重复点的精度。任务7.2 大比例尺地形图的测绘工作 提 示 在测图过程中，应注意以下事项。 （1）为方便绘图员工作，观测员在观测时，应先读取水平角，再读取视距尺的三丝读数和竖盘读数；在读取竖盘读数时，要注意检查竖盘指标水准管气泡是否居中；读数时，水平角估读至5，竖盘读数估读至1即可；每观测2030个碎部点后，应重新瞄准起始方向

16、检查其变化情况，经纬仪测绘法起始方向水平度盘读数偏差不得超过3。 （2）立尺人员在跑点前，应先与观测员和绘图员商定跑尺路线；立尺时，应将标尺竖直，并随时观察立尺点周围情况，弄清碎部点之间的关系，地形复杂时还需绘出草图，以协助绘图人员做好绘图工作。 （3）绘图人员要注意图面正确、整洁，注记清晰，并做到随测点，随展绘，随检查。 （4）当每站工作结束后，应进行检查，在确认地物、地貌无测错或漏测后，方可迁站。 7.2.4 7.2.4 成图方法成图方法1.1.地物绘制地物绘制任务7.2 大比例尺地形图的测绘工作 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。 ）有些房屋凹凸转折

17、较多时，可只测定其主要转折角（大于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。 ）对于圆形建筑物可测定其中心并量其半径绘图；或在其外廓测定三点，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边线绘出；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。任务7.2 大比例尺地形图的测绘工作2.2.地貌勾绘地貌勾绘（1）用铅笔轻轻描绘出山脊线、山谷线等地性线。（2）在相邻地形点间，用内插法定出基本等高线的通过点。（3）将相邻各同高程的点参照实际

18、地貌用光滑曲线进行连接，即勾绘出等高线。等高线的内插与勾绘 7.2.5 7.2.5 地形图的拼接与整饰地形图的拼接与整饰任务7.2 大比例尺地形图的测绘工作 1.地形图的拼接 将两张图中同一地物和等高线拼接起来，注意拼接误差。 2.地形图的整饰 地形图整饰的次序是先图内后图外，图内应先注记后符号，先地物后地貌，并按规定的图式进行整饰。图廓外应按图式要求书写，还应至少要写出图名、图号、比例尺、坐标系统和高程系统、施测单位和日期等。地形图的拼接2.2.全站仪的结构全站仪的结构任务7.2 大比例尺地形图的测绘工作1.检查2）外业检查1）室内检查3）仪器检查 7.2.6 7.2.6 地形图的检查与验收

19、地形图的检查与验收任务7.2 大比例尺地形图的测绘工作 验收是在委托人检查的基础上进行的，以鉴定各项成果是否合乎规范及有关技术指标的要求（或合同要求）。首先检查成果资料是否齐全，然后在全部成果中抽出一部分作全面的内业、外业检查，其余则进行一般性检查，以便对全部成果质量作出正确的评价。对成果质量的评价一般分优、良、合格和不合格四级。对于不合格的成果成图，应按照双方合同约定进行处理，或返工重测，或经济赔偿，或既经济赔偿又返工重测。2.2.验收验收 7.2.7 7.2.7 纸质地形图的数字化纸质地形图的数字化任务7.2 大比例尺地形图的测绘工作 手扶跟踪数字化是利用跟踪数字化仪，将图解地形图直接转换

20、成矢量格式的数字地形图；扫描屏幕数字化则是先利用平台式扫描仪或滚筒式扫描仪将地图扫描，得到具有一定分辨率的栅格形式的地图数据，即一组阵列式排列的灰度数据（数字影像），然后将栅格数据转换成矢量数据即可。扫描屏幕数字化的方法充分利用数字图像处理、计算机视觉、模式识别和人工智能等领域的先进技术，可以提供从逐点采集、半自动跟踪到自动识别与提取的多种互为补充的采集手段，具有精度高、速度快和自动化程度高等优点，随着有关技术的不断发展和完善，该方法已经成为地形图数字化的主要方法，它适宜于各种比例尺地形图的数字化，对大批量、复杂度高的地形图更具有明显的优势。国内已有许多优秀的矢量化软件如GeoScan、Cas

21、sCAN、MapGIS等。 7.3.1 7.3.1 数字化成图简介数字化成图简介任务7.3 数字化测图 数字化测图可概括为：利用全站仪、GPS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纸质地形图进行数字化；利用航测、遥感像片进行数字化测图等技术。前者是野外数据采集，后两者主要是室内作业采集数据。任务7.3 数字化测图1.测图工作实现自动化和智能化2.测图的精度高3.工作强度小4.数字化程度高 7.3.2 7.3.2 野外数据采集野外数据采集任务7.3 数字化测图普通地形图测图方法 使用普通的测量仪器，例如经纬仪、平板仪和水准仪等，将外业观测成果人工记录于手簿中，再进行内

22、业数据的处理，然后输人到计算机内。使用测距经纬仪和电子手簿方法用测距经纬仪进行外业观测，如距离、水平向和天顶距等，用电子手簿在野外进行观测数据的记录及必要的计算，并将成果储存。内业处理时再将电子手簿中的观测数据或经处理后的成果输人计算机中。野外使用先进的仪器进行测量成图的方法 现在常用的仪器是全站仪或者GPS进行测量，将测量数据通过传输软件传到电脑上，再辅之以专业的绘图软件进行成图，能得到精度很高的数字化地形图。任务7.3 数字化测图1.1.全站仪数字化测图法全站仪数字化测图法全站仪外业采集数据 用全站仪进行数字化测图（如图），首先在控制点或图根点等测站点上架设全站仪，将测站点坐标和测站的仪器

23、高输入到全站仪中（设站），然后输入后视点的坐标和棱镜高并进行测量定向（后视），再在各个碎部点上立棱镜进行测量，对测量的碎部点坐标数据进行存储，存储时可以同时输入该点的属性信息（外业操作码），再将测量数据传输到电脑中，用专业绘图软件绘制地形图。任务7.3 数字化测图2.GPS-RTK2.GPS-RTK测图法测图法 这种方法是通过GPS接收机采集野外碎部点的信息数据（如右图）。特别是近些年来出现的RTK（Real Time Kinemtic）实时动态定位技术，这种测量模式是位于基准站（已知的基准点）的GPS接收机通过数据链将其观测值及基准站的坐标信息一起发给流动站的GPS接收机。流动站不仅接收来自

24、参考站（基准站）的数据，还直接接收GPS卫星发射的观测数据，组成相位差分观测值，并实时处理，能够实时提供测点在指定坐标系的三维坐标。 7.3.3 7.3.3 使用软件进行数据处理使用软件进行数据处理任务7.3 数字化测图任务7.3 数字化测图1.1.数据输入数据输入 在使用全站仪或者GPS进行外业数据采集后，先需要进行数据传输。一般是先通过“数据”菜单读取全站仪数据；还能通过测图精灵和手工输入原始数据来输入。 先将全站仪与电脑连接好，选择CASS7.0菜单栏中的菜单栏“数据”选项，选择“读取全站仪数据”，会出现如图所示的界面，再选择正确的仪器类型，并在全站仪和CASS7.0中设置相同的通讯参数

25、：波特率、通讯协议和字符/校验，然后选择”CASS坐标文件”，设置存储路径并输入文件名。最后点击“转换”，即可将全站仪外业测量的数据转换成标准的CASS坐标数据。任务7.3 数字化测图2.2.定显示区、展点定显示区、展点Eye-Catching Visual1）定显示区2）选择测点定号定位成图法3）展野外测量点点号任务7.3 数字化测图3.3.绘制平面图绘制平面图1）绘制平面图2）绘制等高线3）图幅整饰任务7.3 数字化测图检查验收1.检查验收依据：1）有关的测绘任务书、合同书中有关产品质量特性的摘录文件或委托检查、验收文件；2）有关法规和技术标准；3）技术设计书和有关的技术规定等。2. 二级

26、检查、一级验收：过程检查由生产单位的中队（室）检查人员承担。最终检查由生产单位的质量管理机构负责实施。验收工作由任务的委托单位组织实施。3.应提交的资料：a项目设计书、技术设计书、技术总结等；b文档簿、质量跟踪卡等；c数据文件，包括图廓内外整饰信息文件、原始数据文件等；d作为数据源使用的原图或复制的底图；e图形或影像数据输出的检查图或模拟图；f技术规定或技术设计书规定的其他文件资料。4.检查验收的记录及存档：检查验收记录包括质量问题的记录、问题处理的记录以及质量评定的记录等。检查、验收工作完成后，须编写检查、验收报告，并随产品一起归档。任务7.4 地形图的应用先了解所读图幅的图名、图号、接合图

27、表、比例尺、坐标系统、高程系统、等高距、测图时间、测图类别、图式版本等内容。然后进行地形图内地物和地貌的识读。2.地物识读：根据地物符号和有关注记，了解地物的分布和地物的位置，因此，熟悉地物符号，是提高识图能力的关键。3.地貌识读：根据等高线判读出山头、洼地、山脊、山谷、山坡、鞍部等基本地貌，并根据特定的符号判读出雨裂、冲沟、峭壁、悬崖、崩坍、陡坎等特殊地貌。同时根据等高线的密集程度来分析地面坡度的变化情况。7.4.1地形图的识读 7.4.2 7.4.2 地形图应用的基本内容地形图应用的基本内容任务7.4 地形图的应用1.1.求点的坐标求点的坐标 欲确定地形图上某点的坐标，可根据格网坐标用图解

28、法求得。如图，欲求图上A点的坐标，首先找出A点所处的小方格，并用直线连成小正方形abcd，其西南角a点的坐标为xa、ya，再量取dap和dan的长度，即可获得A点的坐标为：M地形图比例尺分母AaapAaanxxdMyydM任务7.4 地形图的应用2.2.求两点间的水平距离求两点间的水平距离 1）图解法 用直尺直接量取A、B两点间的图上长度dAB，再根据比例尺计算两点间的距离DAB。公式为： DAB =dABM 2）解析法 利用图上两点的坐标计算出两点间的距离。这种方法能消除图纸变形的影响，提高距离精度。如图，先按式（7-6）求出A、B两点的坐标值（xA、yA）、（xB、yB），然后按下式计算出

29、两点间的距离：2222ABABABABAByxyyxxD任务7.4 地形图的应用3.3.求直线的方位角求直线的方位角 1）图解法 过A、B两点分别作坐标纵轴的平行线，然后用测量专用量角器量出AB和BA，取其平均值作为最后结果，即 2）解析法 先求出A、B两点的坐标，然后按下式计算AB直线的方位角AB:18021BAABABABABABABABxxyyarctgxyarctg任务7.4 地形图的应用4.4.求点的高程求点的高程 利用等高线，可以确定点的高程。如图，A点在28m等高线上，则它的高程=28m。M点在27m和28m等高线之间，过M点作一直线基本垂直这两条等高线，得交点P、Q，则M点高程

30、为： 式中Hp为P点高程，h为等高距，dPM、dpQ分别为图上PM、PQ线段的长度。hddHHPQPMPM任务7.4 地形图的应用5.5.求两点间的坡度求两点间的坡度 设图上某条直线两端点间的高差为h，两点间的距离为D，则地面上该直线的平均坡度为： 坡度i通常用百分率（%）或千分率（）表示。 如果直线两端位于相邻两条等高线上，则所求的坡度与实地坡度相符。如果直线跨越多条等高线，且相邻等高线之间的平距不等时，则所求的坡度是两点间的平均坡度，与实地坡度不完全一致。MdhDhi 7.4.3 7.4.3 图形面积量算图形面积量算任务7.4 地形图的应用1.1.几何图形法几何图形法 此法是利用分规和比例

31、尺，在地形图上量取图形的各几何要素（一般为线段长度），通过公式计算面积。如图是一个不规则的图形，可将平面图上描绘的区域分成三角形、梯形或平行四边形等最简单规则的图形，用直尺量出面积计算的元素，根据三角形、梯形等图形面积计算公式计算其面积，则各图形面积之和就是所要求的面积。为了保证面积量测、计算的精度，要求在图上量测线段长度时精确到0.1mm。任务7.4 地形图的应用2.2.解析法解析法 如果欲求面积的图形为任意多边形，且各顶点的坐标已知，则可根据公式计算面积。如图所示，ABCD为任意四边形，各顶点A、B、C、D的坐标按顺时针方向编号，分别为（x1,y1）、（x2,y2）、（x3,y3）、（x4，y4），各顶点向x轴投影得A、B、C、D点，则四边形ABCD的面积为：S =SD D C C +SD D A A -SB B C C-S B B A A =(y3y4)(x3x4)(y4y1)(x4x1) (y3y2)(x3x2)(y2y1)(x2x1)=x1(y2y4)x2(y3y1)x3(y4y2)x4(y1y3) 若图形有n个顶点，则上式可推广为：S =x1(y2yn)x2(y3y1)xn(y1yn1)即：11121iiniiyyxS任务7.4 地形图的应用3.3.模片法模片法 是利用聚酯薄膜、玻璃、透明胶片等制成的模片，在模片上建立一组有单位