《建筑工程测量》-第10章

10.1地形图概述地球表面的形态归纳起来分为地物和地貌两大类。地物和地貌可以用平面图、地形图、地图来反映。此外，影像地图和数字地图的出现，极大地丰富了地形图的内容，改变了原有的测量方式，也为地理信息系统的完善并最终向“数字地球”的过渡提供了数据支持。地物指地面上天然或人工形成的物体，如海洋、河流、湖泊、道路、房屋、桥梁等；地貌指地面高低起伏的自然形态，如高山、丘陵、平原、洼地等。地物和地貌总称为地形。地形图是通过实地测量，将地面上各种地物、地貌的平面位置按一定比例尺，用《国家基本比例尺地图图式》统一规定的符号和注记，缩绘在图纸上的正射投影图。下一页返回10.1地形图概述它既表示地物的平面位置，又表示地貌形态。如果图上只反映地物的平面位置，而不反映地貌形态，则称为平面图。将地球上的自然、社会、经济等若干现象按一定的数学法则并采用制图综合原则绘成的图称为地图。地形图是地球表面实际情况的客观反映，各项经济建设和国防工程建设都需要首先在地形图上进行规划、设计，特别是大比例尺常用的１∶５００、１∶１０００、１∶２０００、１∶５０００等几种地形图，是城乡建设和各项建筑工程进行规划、设计、施工的重要基础资料之一。上一页返回10.2地形图的比例尺１０.２.１比例尺的种类地形图上任意一线段的长度犱与地面上相应线段实际水平距离犇之比，称为地形图的比例尺。按表示方法的不同，比例尺又分为数字比例尺和图示比例尺等形式。１．数字比例尺数字比例尺一般取分子为１、分母为整数的分数表示。设图上某一直线长度为d，相应实地的水平长度为D，则图的比例尺为下一页返回10.2地形图的比例尺为了满足经济建设和国防建设的需要，测绘并编制了各种不同比例尺的地形图。通常称１∶１００万、１∶５０万、１∶２５万为小比例尺地形图；１∶１０万、１∶５万、１∶２．５万、１∶１万为中比例尺地形图；１∶５000、１∶２０００、１∶１０００和１∶５００为大比例尺地形图。工程建筑类各专业通常使用大比例尺地形图。２．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，最常见的图示比例尺为直线比例尺。上一页下一页返回10.2地形图的比例尺图１０-１所示为１∶５００的直线比例尺，取２ｃｍ为基本单位，从直线比例尺上可直接读得基本单位的１/１０，估读到１/１００。１０.２.２比例尺精度人们用肉眼能分辨的图上最小距离为０．１ｍｍ，因此一般在图上量度或者实地测图描绘时，就只能达到图上０．１ｍｍ的精确性。因此我们把图上０．１ｍｍ所表示的实地水平长度称为比例尺精度。可以看出，比例尺越大，其比例尺精度也越高。不同比例尺的比例尺精度见表１０-１。比例尺精度这一概念，对测图和设计用图都有重要的意义。上一页下一页返回10.2地形图的比例尺从表１０-１可以看出，比例尺越大，表示地物和地貌的情况越详细，但是一幅图所能包含的地面面积也越小，而且测绘工作量会成倍地增加。因此，采用何种比例尺测图，应从工程规划、施工实际情况需要的精度出发，不应盲目追求更大比例尺的地形图。在城市和工程设计、规划、施工中，地形图比例尺的选择见表１０-２。上一页返回10.3地形图的图名、图号、接图表１０.３.１图名图名就是本幅地形图的名称，是以所在图幅内最著名的地名、厂矿企业和村庄的名称来命名的。图名一般标注在地形图北图廓外上方中央。如图１０-２所示，图名为“水集镇”。１０.３.２图号为便于储存、检索和使用系列地形图，每张地形图除有图名外，还编有一定的图号，图号是该图幅相应分幅方法的编号，图号标在图名和上图廓线之间。图号一般采用该图幅西南角坐标的千米数为编号，纵坐标x在前，横坐标y在后，中间用短线连接。如图１０-２所示，其图号为：１２１．０～１１０．０。下一页返回10.3地形图的图名、图号、接图表编号时，１∶５００地形图坐标取至０．０１ｋｍ，１∶１０００、１∶２０００地形图取至０．１ｋｍ。地形图的图幅有正方形图幅和矩形图幅两种。矩形图幅一般为４０ｃｍ×５０ｃｍ，正方形图幅除１∶５０００比例尺的为４０ｃｍ×４０ｃｍ外，其他比例尺一般为５０ｃｍ×５０ｃｍ。图１０-３是以１∶５０００地形图为基础的正方形分幅。常见几种大比例尺地形图图幅大小见表１０-３。如果测区范围比较小，图幅数量少，可采用数字顺序编号法，如图１０-４所示。上一页下一页返回10.3地形图的图名、图号、接图表１０.３.３接图表接图表是表示本图幅与四邻图幅的邻接关系的图表，表上注有邻接图幅的图名或图号，它绘在本幅图的上图廓的左上方，如图１０-２所示。上一页返回10.4地物符号地形是地物和地貌的总称。地面上的地物和地貌，应按国家测绘总局颁发的《国家基本比例尺地图图式》中规定的符号标示于图上，其中地物符号有下列几种。１０.４.１比例符号比例符号指能够保持物体平面轮廓图形的符号，也称作轮廓符号或真形符号。依比例符号所表示的物体在实地占有相当大的面积，所以即使按比例缩小还能清晰地显示出平面的轮廓形状并且位置准确，其符号具有相似性，即符号的形状和大小与地图比例尺之间有准确的对应关系，例如在地图上表示森林、海洋、湖泊等符号都是依比例符号画出的。在表１０-４中，从１～１２号都是比例符号。下一页返回10.4地物符号１０.４.２非比例符号有些地物，如三角点、水准点、独立树和里程碑等，轮廓较小，无法将其形状和大小按比例绘到图上，则不考虑其实际大小，而采用规定的符号表示之，这种符号称为非比例符号。在表１０-４中，２７～４０号为非比例符号。非比例符号不仅其形状和大小不按比例绘出，而且符号的中心位置与该地物实地的中心位置关系，也随各种不同的地物而异，在测图和用图时注意下列几点。（１）规则的几何图形符号（圆形、正方形、三角形等），以图形几何中心点为实地地物的中心位置。上一页下一页返回10.4地物符号（２）底部为直角形的符号（独立树、路标等），以符号的直角顶点为实地地物的中心位置。（３）宽底符号（烟囱、岗亭等），以符号底部中心为实地地物的中心位置。（４）几种图形组合符号（路灯、消火栓等），以符号下方图形的几何中心为实地地物的中心位置。（５）下方无底线的符号（山洞、窑洞等），以符号下方两端点连线的中心为实地地物的中心位置。各种符号均按直立方向描绘，即与南图廓垂直。上一页下一页返回10.4地物符号１０.４.３半比例符号对于一些带状延伸地物（如道路、通信线、管道、垣栅等），其长度可按比例尺缩绘，而宽度无法按比例尺表示，表示这些地物的符号称为半比例符号。这种符号的中心线，一般表示其实地地物的中心位置，但是城墙和垣栅等，地物中心位置在其符号的底线上。在表１０-4中，１３～２６号都是半比例符号。１０.４.４地物注记用文字、数字或特有符号对地物加以说明者，称为地物注记。上一页下一页返回10.4地物符号诸如城镇、工厂、河流、道路的名称，桥梁的长宽及载重量，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。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。因此，在测绘地形图时，等高距的大小是根据测图比例尺与测区地形情况来确定的。上一页返回１０．５地貌符号在地形图上表示地貌的方法有多种。目前最常用的方法是等高线法，但对梯田、峭壁、冲沟等特殊的地貌，不便用等高线表示时，可根据《国家基本比例尺地图图式》绘制相应的符号。１０.５.１等高线表示地貌的方法地面上高程相等的相邻各点连接的闭合曲线，称为等高线。如图１０-５所示，设想有一座小岛在湖泊中，开始时水面高程为４０ｍ，则水面与山体的交线即为４０ｍ的等高线；若湖泊水位不断升高，达到６０ｍ时，则山体与水面的交线为６０ｍ的等高线；依此类推，直到水位上升到１００ｍ时，淹没山顶而得１００ｍ的等高线。下一页返回１０．５地貌符号然后把这些实地的等高线沿铅垂方向投影到水平面上，并按规定的比例尺缩小绘在图纸上，就得到与实地形状相似的等高线。显然，图上的等高线形态，决定于实地山头的形态，坡陡则等高线密，坡缓则等高线疏。所以，可从图上等高线的形状及分布来判断实地地貌的形态。１０.５.２等高距和等高线平距相邻两条等高线之间的高差称为等高距，常以h表示。在同一幅地形图上，等高距是相同的。相邻两条等高线之间的水平距离称为等高线平距，常以d表示。上一页下一页返回１０．５地貌符号因为同一张地形图内等高距相同，所以等高线平距犱的大小直接与地面坡度有关。等高线平距越小，地面坡度就越大；平距越大，则坡度越小。因此，可以根据地形图上等高线的疏、密来判定地面坡度的缓、陡。同时还可以看出：等高距越小，显示地貌就越详细；等高距越大，显示地貌就越简略。对于如冲沟、滑坡等特殊地貌，参见地形图图式［《国家基本比例尺地图图式第１部分１∶５００、１∶１０００、１∶２０００地形图图式》（ＧＢ／Ｔ２０２５７．１－２００７）；《基础地理信息要素分类与代码》（ＧＢ／Ｔ１３９２３－２００６）；《国家基本比例尺地图图式第２部分１∶５０００、１∶１００００地形图图式》（ＧＢ／Ｔ２０２５７．２－２００６）］。上一页下一页返回１０．５地貌符号１０.５.３等高线的分类为了充分表示出地貌的特征以及用图的方便，等高线按其用途分为四类，如图１０-６所示（图中只画出一部分）。（１）基本等高线（又称首曲线），即按基本等高距测绘的等高线。（２）加粗等高线（又称计曲线），为易于识图，逢五逢十（指基本等高距的整五或整十倍），即每隔四条首曲线加粗一条等高线，并在其上注记高程值。（３）半距等高线（又称间曲线），在个别地方的地面坡度很小，用基本等高距的等高线不足以显示局部的地貌特征时，可按１/２基本等高距用长虚线加绘半距等高线。上一页下一页返回１０．５地貌符号（４）１/４等高线（又称助曲线），在半距等高线与基本等高线之间，以１/４基本等高距再进行加密，且用短虚线绘制的等高线。１０.５.４基本地貌的等高线１．山丘和洼地（盆地）山丘和洼地的等高线都是一组闭合曲线。在地形图上区分山丘或洼地的方法是：凡是内圈等高线的高程注记大于外圈者为山丘，小于外圈者为洼地。如果等高线上没有高程注记，则用示坡线来表示，如图１０-７所示。示坡线是垂直于等高线的短线，用以指示坡度下降的方向。示坡线从内圈指向外圈，说明中间高，四周低，为山丘。上一页下一页返回１０．５地貌符号示坡线从外圈指向内圈，说明四周高，中间低，故为洼地，如图１０-８所示。２．山脊和山谷山脊是沿着一个方向延伸的高地，山脊的最高棱线称为山脊线。山脊等高线表现为一组凸向低处的曲线，如图１０-９（ａ）所示。山谷是沿着一个方向延伸的洼地，位于两山脊之间，贯穿山谷最低点的连线称为山谷线。山谷等高线表现为一组凸向高处的曲线，如图１０-９（ｂ）所示。上一页下一页返回１０．５地貌符号山脊附近的雨水必然以山脊线为分界线，分别流向山脊的两侧，因此，山脊又称分水线。而在山谷中，雨水必然由两侧山坡流向谷底，向山谷线汇集，因此，山谷线又称集水线。３．鞍部鞍部是相邻两山头之间呈马鞍形的低凹部位。鞍部往往是山区道路通过的地方，也是两个山脊与两个山谷会合的地方。鞍部等高线的特点是在一圈大的闭合曲线内，套有两组小的闭合曲线，如图１０-１０所示。４．陡崖和悬崖陡崖是坡度在７０°以上的陡峭崖壁，有石质和土质之分。上一页下一页返回１０．５地貌符号悬崖是上部凸出、下部凹进的陡崖，这种地貌的等高线出现相交。俯视时隐蔽的等高线用虚线表示，如图１０-１１所示。１０.５.５等高线的特性为了掌握等高线表示地貌的规律，便于测绘等高线，必须了解等高线的如下特征：（１）等高性：在同一等高线上所有各点的高程都相等。（２）闭合性：每一条等高线都必须成一条闭合曲线，因图幅大小限制或遇到地物符号时可以中断，但要绘制到图幅或地物边，否则不能在图中中断。上一页下一页返回１０．５地貌符号（３）非交性：等高线通常不能相交或重叠，只有在绝壁和悬崖处才会重叠或相交。特别当等高线跨越河流时，不能直穿而过，要渐渐折向上游，过河后渐渐折向下游，如图１０-１２所示。（４）正交性：山脊线、山谷线都要和等高线垂直相交。（５）密陡稀缓性：在同一幅地形图上等高距是相同的，因此，等高线密度越大（平距越小），表示地面坡度越陡；反之，等高线密度越小（平距越大），表示地面坡度越缓；等高线密度相同（平距相等），表示坡度均匀。图１０-１３为一综合性地貌的透视图及其相应的地形图，可对照前述基本地貌的表示方法进行阅读。上一页返回图10-1直线比例尺返回表10-1比例尺精度返回表10-2地形图比例尺的选择返回图10-21:2000地形图示意图返回表10-3几种大比例尺地形图的图幅返回图10-3地形图正方形分幅示意图