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1、地形图的应用,地形图的基本知识,地形图：按一定法则，有选择地在平面上表示地球表面各种自然现象和社会现象的图。自然地理要素：水系、地貌、植被等社会经济要素：居民点、行政区划、交通路线地形图：按一定比例尺，用规定符号表示地物、地貌平面位置和高程的正射投影图地物：地球表面的固定物体，边界线或特征点地貌：地球表面各种高低起伏的形态，等高线地形：地物和地貌的总称,比例尺,地形图上任意线段的长度与地面上相应线段的实际长度之比，称为比例尺。数字比例尺图示比例尺,数字比例尺,用分子为1的分数形式表示。设图上某一直线的长度为d，地面上相应线段的长度为D，该图的比例尺：当图中1cm代表地面上水平长度10米时，该图
2、比例尺为？典型的比例尺：1：100万，1：50万，1：20万小比例尺地形图；1：10万，1：5万，1：25000中比例尺地形图；1：10000，1：5000，1：2000，1：1000，1：500大比例尺地形图,图示比例尺,为了用图方便，减弱由于图纸伸缩而引起的误差，在绘制地图时，在图上绘制图示比例尺。下图是1：2000的图示比例尺绘制时先在图上绘两条平行线，再把它分成若干相等的线段，称为比例尺的基本单位一般长度2cm，左端的一段基本单位又分为十等分,比例尺的精度,地形图上0.1mm所表示的实地水平距离，称为地形图的比例尺精度。根据比例尺精度，可以确定在测图时量距应准确到什么程度。例如测绘1：
3、1000比例尺地图，比例尺精度0.1m，故量距精度应为0.1m当设计规定需在图上可量出的实地最短长度时，根据比例尺精度，可以确定测图比例尺。例如：欲使图上可量出的实地最短距离为0.5m，采用比例尺不得小于,地形图的图名、图号,一、地形图的图名 二、图号三、图廓和接合图表,地形图的图名,每幅地形图都应标注图名，通常以图幅内最著名的地名、厂矿企业或村庄的名称作为图名。图名一般标注在地形图北图廓外上方中央。如图7-2所示，图名为“白吉树村”。,二、图号,为了区别各幅地形图所在的位置，每幅地形图上都编有图号。图号就是该图幅相应分幅方法的编号，标注在北图廓上方的中央、图名的下方，如图7-2所示。,三、图
4、廓和接合图表,1图廓图廓是地形图的边界线，有内、外图廓线之分。内图廓就是坐标格网线，也是图幅的边界线，用0.1mm细线绘出。在内图廓线内侧，每隔10cm，绘出5mm的短线，表示坐标格网线的位置。外图廓线为图幅的最外围边线，用0.5mm粗线绘出。内、外图廓线相距12mm，在内外图廓线之间注记坐标格网线坐标值，如图7-2所示。,三、图廓和接合图表,2接合图表 为了说明本幅图与相邻图幅之间的关系，便于索取相邻图幅，在图幅左上角列出相邻图幅图名，斜线部分表示本图位置,2 地形图的分幅与编号,为了便于管理和使用地形图，需要将各种比例尺的地形图进行统一分幅和编号。经纬线分幅或梯形分幅按经纬线划分，用于基本
5、比例尺地图坐标格网分幅或矩形分幅按平面直角坐标划分，主要用于大比例尺地形图、平面图,2 地形图的分幅与编号,一、梯形分幅基本思想：按经、纬线划分1：100万比例尺地形图从经度180起按经差6自西向东用1-60表示从赤道起向南、向北分别按纬差4分成22列，由低纬向高纬用A,B,CV表示每幅图的编号由所在横列字符与纵行字符组成,2 地形图的分幅与编号,北京某地：北纬39 54 30,东经116 28 25则纬度序号：10（J），经度序号：50图幅编号：J-50,J-50,1：50万、1：20万、1：10万比例尺地形图,1：50万：1：100万地形图一分为四，用A、B、C、D表示，即经差3，纬差2北
6、京某地：北纬39 54 30,东经116 28 25图幅编号：J-50-A,1：50万、1：20万、1：10万比例尺地形图,1：20万一幅1：100万地形图分为36幅，用136表示，即经差1，纬差40,1：50万、1：20万、1：10万比例尺地形图,北京某地北纬39 54 30东经116 28 25图幅编号J-50-3,1：10万,一幅1：100万地形图分为144幅，用1，2，144表示，即经差30，纬差20北京某地：北纬39 54 30,东经116 28 25图幅编号：J-50-5,1：5万、1：2.5万、1：1万比例尺地形图,1：5万一幅1：10万地形图分为4幅，用A，B，C，D表示，即经
7、差15，纬差10北京某地：北纬39 54 30,东经116 28 25图幅编号：J-50-5-B,图幅编号：J-50-5-B,1：5万、1：2.5万、1：1万比例尺地形图,1：2.5万一幅1：5万地形图分为4幅，用1，2，3，4表示，经差730，纬差5图幅编号：在1：5万编号后加上自己的序号 J-50-5-B-4,J-50-5-B-4,1：5万、1：2.5万、1：1万比例尺地形图,1：1万一幅1：10万地形图分为8行、8列共64幅图，用（1），（64）表示，经差345，纬差230图幅编号：在1：10万编号后加上各自的代号J-50-5-（24）,J-50-5-（24）,1：5000,1：5000
8、比例尺地形图：在1：1万的基础上进行1：5000一幅1：1万地形图分为4幅，用a,b,c,d表示，经差152.5，纬差115图幅编号：在1：1万编号后加上各自的代号 J-50-5-（24）-b,计算实例,已在某地位于东经120 09 15，北纬30 18 10则先计算其中1：100万地形图中的编号横列（由纬度）：INT（纬度/4）+1=8：H纵行（由经度）：INT（经度/6）+1+30=51H-51,二、矩形分幅（包括正方形分幅）,1：500，1：1000，1：2000，1：5000以纵横坐标轴的整千米数或整百米数作为分界线（一）正方形分幅1：5000图幅：40cm40cm对应实地2km 2k
9、m1：500，1：1000，1：2000：50cm50cm1：5000一分为四：1：20001：2000一分为四：1：10001：1000一分为四：1：500,二、矩形分幅（包括正方形分幅）,1：5000图幅编号：西南角坐标（x-y,以km为单位）1：20001：5000编号+I，II，III，IV1：10001：2000编号+I，II，III，IV1：5001：1000编号+I，II，III，IV,第三节 地物符号,地形图上表示地物类别、形状、大小及位置的符号称为地物符号。各符号旁的数字表示该符号的尺寸，以mm为单位。根据地物形状大小和描绘方法的不同，地物符号可分为以下几种：一、比例符号二、
10、非比例符号 三、半比例符号四、地物注记,一、比例符号,地物的形状和大小均按测图比例尺缩小，并用规定的符号绘在图纸上，这种地物符号称为比例符号。如房屋、湖泊、农田、森林等。,二、非比例符号,有些地物，轮廓较小，无法将其形状和大小按比例缩绘到图上，而采用相应的规定符号表示，这种符号称为非比例符号。非比例符号只能表示物体的位置和类别，不能用来确定物体的尺寸。在表7-3中，27至40号均为非比例符号。,非比例符号,非比例符号的中心位置与地物实际中心位置随地物的不同而异，在测图和用图时注意以下几点：（1）规则几何图形符号，如圆形、三角形或正方形等，以图形几何中心代表实地地物中心位置，如水准点、三角点、钻
11、孔等。（2）宽底符号，如烟囱、水塔等，以符号底部中心点作为地物的中心位置。（3）底部为直角形的符号，如独立树、风车、路标等，以符号的直角顶点代表地物中心位置。（4）几种几何图形组合成的符号，如气象站、消火栓等，以符号下方图形的几何中心代表地物中心位置。（5）下方没有底线的符号，如亭、窑洞等，以符号下方两端点连线的中心点代表实地地物的中心位置。,三、半比例符号,地物的长度可按比例尺缩绘，而宽度按规定尺寸绘出，这种符号称为半比例符号。用半比例符号表示的地物都是一些带状地物，如管线、公路、铁路、围墙、通讯线路等。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
12、底线上。上述三种符号在使用时不是固定不变的，同一地物，在大比例尺图上采用比例符号，而在中小比例尺上可能采用非比例的符号或半比例符号。,四、地物注记,对地物加以说明的文字、数字或特有符号，称为地物注记。如城镇、工厂、河流、道路的名称；桥梁的尺寸及载重量；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。,地貌符号等高线,地貌是指大地表面的高低起伏形态，包括山地、丘陵和平原等。在测量工作中通常用等高线表示。用等高线表示地貌，可以表示地面的起伏形态，还可以表示地面的坡度、地面点的高程,等高线,地面上高程相同的点所连成的连续闭合曲线。同一条等高线上各点高程相同等高线是
13、闭合曲线，如不在本图幅内闭合，则必在图外闭合除悬崖、绝壁处，等高线不能重合或相交等高线与山脊线、山谷线正交,等高距和等高线平距,相邻等高线之间的高差，称为等高距，用h表示。在同一幅地形图中，等高距相同相邻等高线之间的水平距离，称为等高线平距，用d来表示。由于在同一幅地形图中，等高距相同，等高线平距的大小与地面坡度有关等高线平距越大，坡度怎样？,等高线,等高距越小，显示地貌越详细；等高距越大，显示地貌越简略。当等高距过小时，图中等高线过于密集，会影响图面的清晰程度。因此，等高距的大小应根据比例尺与测区地形情况确定。,典型地貌的等高线,山丘和洼地山丘和洼地的等高线都是一组闭合曲线凡是内圈等高线的高
14、程注记大于外圈的，为山丘凡是内圈等高线的高程注记小于外圈的，为洼地如没有高程注记，则根据示坡线判断示坡线是垂直于等高线的短线，用以指示坡度下降的方向。见书上图710,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为一组凸向低处的曲线（711）山谷是沿着一个方向延伸的洼地，位于两个山脊之间贯穿山谷最低点的连线称为山谷线山谷等高线为一组凸向高处的曲线,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组大的闭合线内套有两组小的闭合曲线,陡崖和悬崖,陡崖是坡度70以上的陡峭崖壁，分为土崖和石崖
15、，图714为石崖悬崖是上部突出，下部凹进的陡崖。等高线出现相交，俯视时隐蔽的等高线用虚线表示。,二、地形图的基本应用,1、在图上确定某点的坐标大比例尺地形图上绘有10cm10cm的坐标格网，并在图廓的西、南边上注有纵、横坐标值，如图9-2a所示。,1、在图上确定某点的坐标,欲求图上A点的坐标，首先要根据A点在图上的位置，确定A点所在的坐标方格abcd，过A点作平行于x轴和y轴的两条直线pq、fg与坐标方格相交于pqfg四点，再按地形图比例尺量出af=60.7m，ap=48.6m，则A点的坐标为,1、在图上确定某点的坐标,如果精度要求较高，则应考虑图纸伸缩的影响，此时还应量出ab和ad的长度。设
16、图上坐标方格边长的理论值为l（l=100mm），则A点的坐标可按下式计算，即,二、在图上确定两点间的水平距离,欲求AB的距离，可按式（9-1）先求出图上A、B两点坐标（xA，yA）和（xB，yB），然后按下式计算AB的水平距离,二、在图上确定两点间的水平距离,2在图上直接量取用两脚规在图上直接卡出A、B两点的长度，再与地形图上的直线比例尺比较，即可得出AB的水平距离。当精度要求不高时，可用比例尺直接在图上量取。,三、在图上确定某一直线的坐标方位角,如果A、B两点的坐标已知，可按坐标反算公式计算AB直线的坐标方位角,三、在图上确定某一直线的坐标方位角,当精度要求不高时，可由量角器在图上直接量取其
17、坐标方位角。如图9-2所示，通过A、B两点分别作坐标纵轴的平行线，然后用量角器的中心分别对准A、B两点量出直线AB的坐标方位角和直线BA的坐标方位角，则直线AB的坐标方位角为：,四、在图上确定任意一点的高程,地形图上点的高程可根据等高线或高程注记点来确定。1点在等高线上如果点在等高线上，则其高程即为等高线的高程。如图9-3所示，A点位于30m等高线上，则A点的高程即为30m。,四、在图上确定任意一点的高程,2点不在等高线上如果点位不在等高线上，则可按内插求得。如图9-3所示，B点位于32m和34m两条等高线之间，这时可通过B点作一条大致垂直于两条等高线的直线，分别交等高线于m、n两点，在图上量
18、取mn和mB的长度，又已知等高距为h=2m，则B点相对于m点的高差hmB可按下式计算,五、在图上确定某一直线的坡度,在地形图上求得直线的长度以及两端点的高程后，可按下式计算该直线的平均坡度i，即式中 d图上量得的长度（mm）；M地形图比例尺分母；h两端点间的高差（m）；D直线实地水平距离（m）。坡度有正负号，“”正号表示上坡，“”负号表示下坡，常用百分率（%）或千分率（）表示。,第三节 地形图在工程规划设计中的应用,一、绘制已知方向线的纵断面图 二、按规定坡度选定最短路线 三、地形图在平整场地中的应用 五、面积的计算,一、绘制已知方向线的纵断面图,纵断面图是反映指定方向地面起伏变化的剖面图。在
19、道路、管道等工程设计中，为进行填、挖土（石）方量的概算、合理确定线路的纵坡等，均需较详细地了解沿线路方向上的地面起伏变化情况，为此常根据大比例尺地形图的等高线绘制线路的纵断面图。,如图9-4所示，欲绘制直线AB、BC纵断面图。具体步骤如下：,一、绘制已知方向线的纵断面图,（1）在图纸上绘出表示平距的横轴，过A点作垂线，作为纵轴，表示高程。平距的比例尺与地形图的比例尺一致；为了明显地表示地面起伏变化情况，高程比例尺往往比平距比例尺放大1020倍。（2）在纵轴上标注高程，在图上沿断面方向量取两相邻等高线间的平距，依次在横轴上标出，得b、c、d、l及C等点。（3）从各点作横轴的垂线，在垂线上按各点的
20、高程，对照纵轴标注的高程确定各点在剖面上的位置。（4）用光滑的曲线连接各点，即得已知方向线ABC的纵断面图。,二、按规定坡度选定最短路线,在道路、管道等工程规划中，一般要求按限制坡度选定一条最短路线。如图9-5所示，设从公路旁A点到山头B点选定一条路线，限制坡度为4%，地形图比例尺为1：2 000，等高距为1m。具体方法如下：,二、按规定坡度选定最短路线,（1）确定线路上两相邻等高线间的最小等高线平距。,二、按规定坡度选定最短路线,（2）先以A点为圆心，以d为半径，用圆规划弧，交81m等高线与1点，再以1点为圆心同样以d为半径划弧，交82m等高线于2点，依次到B点。连接相邻点，便得同坡度路线A
21、12B。在选线过程中，有时会遇到两相邻等高线间的最小平距大于d的情况，即所作圆弧不能与相邻等高线相交，说明该处的坡度小于指定的坡度，则以最短距离定线。,二、按规定坡度选定最短路线,（3）另外，在图上还可以沿另一方向定出第二条线路A12B，可作为方案的比较。在实际工作中，还需在野外考虑工程上其它因素，如少占或不占耕地，避开不良地质构造，减少工程费用等，最后确定一条最佳路线。,三、地形图在平整场地中的应用,将施工场地的自然地表按要求整理成一定高程的水平地面或一定坡度的倾斜地面的工作，称为平整场地。在场地平整工作中，为使填、挖土石方量基本平衡，常要利用地形图确定填、挖边界和进行填、挖土石方量的概算。
22、场地平整的方法很多，其中方格网法是最常用的一种。,图9-7 将场地平整为水平地面,平整场地,如图9-7所示，为1：1000比例尺的地形图，拟将原地面平整成某一高程的水平面，使填、挖土石方量基本平衡。方法步骤如下：（1）绘制方格网 在地形图上拟平整场地内绘制方格网，方格大小根据地形复杂程度、地形图比例尺、以及要求的精度而定。一般方格的边长为10m或20m。图中方格为20 m20m。各方格顶点号注于方格点的左下角，如图中的A1、A2、E3、E4等。,平整场地,（2）求各方格顶点的地面高程 根据地形图上的等高线，用内插法求出各方格顶点的地面高程，并注于方格点的右上角，如图9-7所示。（3）计算设计高
23、程 分别求出各方格四个顶点的平均值，即各方格的平均高程；然后，将各方格的平均高程求和并除以方格数n，即得到设计高程H设。根据图9-7中的数据，求得的设计高程H设=49.9m。并注于方格顶点右下角。,平整场地,（4）确定方格顶点的填、挖高度：各方格顶点地面高程与设计高程之差，为该点的填、挖高度，即 h为“”表示挖深，为“”表示填高。并将h值标注于相应方格顶点左上角。,平整场地,（5）确定填挖边界线 根据设计高程H设=49.9m，在地形图上用内插法绘出49.9m等高线。该线就是填、挖边界线，图9-7中用虚线绘制的等高线。,五、面积的计算,在规划设计和工程建设中，常常需要在地形图上测算某一区域范围的
24、面积，如求平整土地的填挖面积，规划设计城镇某一区域的面积，厂矿用地面积，渠道和道路工程的填、挖断面的面积、汇水面积等。下面我们介绍几种量测面积的常用方法。,1解析法,在要求测定面积的方法具有较高精度，且图形为多边形，各顶点的坐标值为已知值时，可采用解析法计算面积。,2几何图形法,若图形是由直线连接的多边形，可将图形划分为若干个简单的几何图形，如图9-10所示的三角形、矩形、梯形等。然后用比例尺量取计算所需的元素（长、宽、高），应用面积计算公式求出各个简单几何图形的面积。最后取代数和，即为多边形的面积。,3透明方格网,对于不规则曲线围成的图形，可采用透明方格法进行面积量算。用透明方格网纸（方格边
25、长一般为1mm、2mm、5mm、10mm）蒙在要量测的图形上，先数出图形内的完整方格数，然后将不够一整格的用目估折合成整格数，两者相加乘以每格所代表的面积，即为所量算图形的面积,4平行线法,方格法的量算受到方格凑整误差的影响，精度不高，为了减少边缘因目估产生的误差，可采用平行线法。,5求积仪法,求积仪是一种专门用来量算图形面积的仪器。其优点是量算速度快，操作简便，适用于各种不同几何图形的面积量算而且能保持一定的精度要求。,第2节 大比例尺地形图测绘,测图一般过程,明确任务，调查测区编写技术设计书地形控制测量地形测图检查与验收图的清绘与整饰编写技术总结，提交有关资料,2.1 测图前的准备工作,地
26、图是GIS的基础组织、管理、人员、业务技术一、收集资料：已有测绘工作情况需要的测绘资料：控制点，已有地形图,2.1 测图前的准备工作,二、野外准备实地踏勘，了解测区地形特点考察图根控制的布设条件,2.1 测图前的准备工作,三、室内准备仪器准备绘制坐标格网展绘控制点和图根点图纸：聚酯薄膜,2.1 测图前的准备工作,绘制坐标格网在图纸上绘制10 cm*10cm的正方形格网用坐标格网尺绘制用直尺绘制用直角坐标仪绘制用绘图仪绘制用格网膜片绘制,展绘控制点,展绘控制点和图根点用直角坐标仪展绘用直尺展绘,展绘控制点,2.2 平板仪概述,构成平板基座脚架照准仪附件：对点器，罗盘盒等分类大平板小平板,大平板仪
27、的照准仪,小平板仪的照准仪,小平板仪,平板仪的使用方法,安置：置平，定向，对点初步安置：定向，整平，对点精确安置：对点，整平，定向测绘方向和点位：方向测绘点位测绘：极坐标法，交会法,2.3 地形图的测绘方法,地形图测绘是表示地面点位置及各地面点之间相互位置关系的图解方法，也是将地面点测量成果图解地绘在图上。地形图测绘的实质是对地物、地貌特征点(亦称碎部点)进行测绘，并通过绘图处理来反映地貌的起伏变化、地物的特性及相对位置。碎部测量地形绘图,2.4碎部点的测量方法,碎部测量：确定地物地貌特征点Control SurveyingDetail Surveying,技术设计书,一般性说明设计方案：技术规范和细则，平面控制测量设计，高程控制测量设计，地形测图设计工作量统计、计划安排和经费预算上交资料清单建议和措施,
