工程测量8地形图的测绘与应用文档格式.docx

1、如 1 ：1000 的直线比例尺，取 2cm 为基本单位，每基本单位所代表的实地长度为 20m 。图示比例尺标注在图纸的下方，便于用分规直接在图上量取直线段的水平距离，且可以抵消图纸伸缩的影响。二、地形图分类（按比例尺） 通常把 1:500 、 1:1000 、 1:2000 、 1:5000 、 1:10000 比例尺的地形图称为大比例尺图； 1:2.5 万、 1:5 万、 1:10 万比例尺的地形图称为中小比例尺图；20 万、 1:50 万、 1:100 万比例尺的地形图称为小比例尺图。三、比例尺的精度 相当于图上 0.1mm 的实地水平距离称为比例尺的精度。比例尺 1:500 1000

2、2000 5000 10000 比例尺精度 0.05m 0.1m 0.2m 0.5m 1m 四、地形图的分幅与编号 各种比例尺的地形图应进行统一的分幅和编号，以便进行测图、管理和使用。地形图分幅方法分为两类，一类是按经纬线分幅的梯形分幅法，另一类是按坐标格网分幅的矩形分幅法。（一）梯形分幅与编号 1） 1 ：100 万比例尺图的分幅与编号 按国际上的规定， 1 ：100 万的世界地图实行统一的分幅和编号。即自赤道向北或向南分别按纬差 4 分成横列，各列依次用 A 、 B 、 V 表示。自经度 180 开始起算，自西向东按经差 6 分成纵行，各行依次用 1 、 2 、 60 表示。每一幅图的编号

3、由其所在的 横列一纵行 的代号组成。例如某地的经度为东经 1175418 ，纬度为北纬 395612，则其所在的 1 ：100 万比例尺图的图号为 J-50 。2） 1 ：50 万、 1 ：25 万、 1 ：10 万比例尺图的分幅和编号 在 1 ：100 万的基础上，按经差 3、纬差 2将一幅地形图分成四幅 1 ：50 万地形图，依次用 A 、 B 、 C 、 D 表示。将一幅 1 ：100 万的地形图按照经差 130 纬差 1分成 16 幅 1 ：25 万地形图，依次用 1 、 2 、 16 表示。100 万的图，按经差 30 ，纬差 20 分为 144 幅 1 ：10 万的图，依次用 1

4、、 2 、 144 表示。3） 1 ：5 万和 1 ：2.5 万比例尺图的分幅和编号 这两种比例尺图的分幅编号都是以 1 ：10 万比例尺图为基础的，每幅 1 ：10 万的图，划分成 4 幅 1 ：5 万的图，分别在 1 ：10 万的图号后写上各自的代号 A 、 B 、 C 、 D 。每幅 1 ： 5 万的图又可分为 4 幅 1 ：2.5 万的图，分别以 1 、 2 、 3 、 4 编号。4） 1 ：10000 和 1 ：5000 比例尺图的分幅编号 1 ：5000 比例尺图的分幅编号也是在 1 ：10 万比例尺图的基础上进行的。10 万的图分为 64 幅 1 ：10000 的图，分别以（1）

5、、（2）、（64）表示。10000 的图分为 4 幅 1 ：5000 的图，分别在 1 ：10000 的图号后面写上各自的代号 a 、 b 、 c 、 d 。（二）矩形分幅与编号 大比例尺地形图大多采用矩形分幅法，它是按统一的直角坐标格网划分的。采用矩形分幅时，大比例尺地形图的编号，一般采用图幅西南角坐标公里数编号法。编号时，比例尺为 1 ： 500 地形图，坐标值取至 0.01Km, 而 1:1000 、 1 ：2000 地形图取至 0.1Km 。1、地物符号 地面上的地物和地貌，按国家测绘总局颁发的地形图图式中规定的符号描绘于图上。2、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

6、的符号描绘在图纸上，这种符号称为比例符号。如湖泊、稻田和房屋等，都采用比例符号绘制。3、非比例符号 有些地物，如导线点、水准点和消火栓等，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在该地物的中心位置上，这种符号称为非比例符号。非比例符号均按直立方向描绘，即与南图廓垂直。非比例符号的中心位置与该地物实地的中心位置关系，随各种不同的地物而异，在测图和用图时应注意下列几点：规则的几何图形符号，如圆形、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；底部为直角形的符号，如独立树、路标等，以符号的直角顶点为实地地物的中心位置；宽底符号，如烟囱、岗亭等，以符号底部中心为

7、实地地物的中心位置；几种图形组合符号，如路灯、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；下方无底线的符号，如山洞、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。（三）半比例符号 地物的长度可按比例尺缩绘，而宽度不按比例尺缩小表示的符号称为半比例符号。用半比例符号表示的地物常常是一些带状延伸地物，如铁路、公路、通讯线、管道、垣栅等。这种符号的中心线，一般表示其实地地物的中心位置，但是城墙和垣棚等，地物中心位置在其符号的底线上。（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。诸如城镇、学校、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

8、路的去向，森林、果树的类别等，以文字或特定符号加以说明。五、地貌符号 地貌的概念：地貌是指地表面的高低起伏形态，是地形图要表示的重要信息之一，地貌的基本形态可以归纳为几种典型地貌：山丘；洼地；山脊；山谷；鞍部；绝壁等（典型地貌图） 六、等高线的概念 测量工作中常用等高线来表示地貌。等高线是地面上高程相同的相邻各点所连接而成的闭合曲线。水面静止的池塘的水边线，实际上就是一条闭合的等高线。（一）等高距和等高线平距的概念 相邻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 h 是相同的。相邻等高线之间的水平距离称为等高线平距，常以 d 表示。h 与 d 的比值就是地面坡度： i

9、=h/（dM ）式中： M 为比例尺分母。坡度 i 一般以百分率表示，向上为正、向下为负。因为同一张地形图内等高距 h 是相同的，所以地面坡度与等高线平距 d 的大小有关。等高线平距越小，地面坡度就越大；平距越大，则坡度越小；平距相等，则坡度相同。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。（二）等高线的分类 1、首曲线 在同一幅图上，按规定的基本等高距描绘的等高线称为首曲线，也称基本等高线，它是宽度为 0.15mm 的细实线。 2、计曲线 凡是高程能被 5 倍基本等高距整除的等高线，称为计曲线。为了读图方便，计曲线要加粗（线宽 0.3 mm ）描绘。 3、间曲线和助曲线 当首

10、曲线不能很好地显示地貌的特征时，按二分之一基本等高距描绘的等高线称为间曲线，在图上用长虚线表示。有时为显示局部地貌的需要，按四分之一基本等高距描绘的等高线，称为助曲线，一般用短虚线表示。间曲线和助曲线可不闭合。（三）等高线的特性 为了掌握用等高线表示地貌时的规律性，现将等高线的特性归纳如下： 1、同一条等高线上各点的高程都相同； 2、等高线是闭合的曲线，如果不在本幅图内闭合，则必在图外闭合。 3、除在悬崖和绝壁处外，等高线在图上不能相交，也不能重合。 4、等高线的平距小，表示坡度陡，平距大表示坡度缓，平距相同表示坡度相等。 5、等高线与山脊线、山谷线成正交。 8.2 模拟法大比例尺地形图的测绘

11、 一、模拟测图前的准备工作 1、图纸的选用 （1）磅纸（机械制图用的图纸） （2）聚脂薄膜透明、不变形、可洗。坐标格网一般已绘制。 聚酯薄膜是一面打毛的半透明图纸，其厚度约为 0.07 0.1mm ，伸缩率很小，且坚韧耐湿，沾污后可洗，在图纸上着墨后，可直接晒蓝图。但聚酯薄膜图纸易燃，有折痕后不能消除，在测图、使用、保管时要多加注意。 2、绘制坐标格网 （1）目的：在图纸上精确绘制 10cm 10cm 的直角坐标格网。 （2）方法分： 1） 坐标格网尺法； 2） 圆规的对角线法； 3）软件绘制方法。如： AutoCAD 或 CASS 软件。 3、格网的检查和注记 在坐标格网绘好以后，应立即进行

12、检查：首先检查各方格的角点应在一条直线上，偏离不应大于 0.2mm ；再检查各个方格的对角线长度应为 141.4mm ，容许误差为 0.3mm ，图廓对角线长度与理论长度之差的容许误差为 0.3mm ；若误差超过容许值则应将方格网进行修改或重绘 。坐标格网线的旁边要注记坐标值，每幅图的格网线的坐标是按照图的分幅来确定的。 4、展绘控制点 （1）按分幅规定或实际需要确定图幅左下角坐标。 （2）根据测图比例尺标出对应方格网线坐标。 （3）确定控制点所在方格。 （4）精确确定控制点的位置，并标出 + 号。最后量取相邻控制点之间的距离和已知的距离相比较，作为展绘控制点的检核，其最大误差在图纸上应不超过

13、 0.3mm ，否则控制点应重新展绘。经检查无误，按图式规定绘出导线点符号，并注上点号和高程，这样就完成了测图前的准备工作。 测地形图分为：白纸测图（模拟测图） （analog map） 与数字测图 （digital map） 二、视距测量 （stadia measurement） 原理及公式 1、视线水平时 式中： K 取 100， n 上、下丝读数之差， 仪器高， V 中丝读数。 2、视线倾斜时 在已知点 A ，经视距测量后，可得 AB 间平距 D 及 B 点的高程。即： K 取 100 ， n 上、下丝读数之差，竖直角， i 仪器高， V 中丝读数。例 8-1 在 A 点架设仪器对 B

14、点进行观测，读得上下丝读数之差为 0.431 ，竖直角 -242 ，仪器高 1.45m ，中丝读数 1.211m. 求 AB 间的水平距离和高差。解： DAB =1000.431COS 2 （-242）=43.00m hAB =43 tg（-242）+1.45-1.211=-1.789m 三、经纬仪法测图 （mapping method with theodolite） （一）配置 工具：经纬仪、图板、塔尺、小钢尺、量角器、三棱尺、计算器、铅笔、橡皮等。 人员：一般是观测员、记录计算员、绘图员各 1 人、立尺员 2 人。（二）步骤 1、安置仪器：在控制点 A 安置经纬仪，量取仪器高。 2、定向

15、：后视（盘左瞄准）另一控制点 B ，度盘置00000 。 3、立尺：立尺员把塔尺立到地形、地貌特征点上： （1）“地物”取“轮廓转折点”； （2）“地貌”取“地性线上坡度或方向变化点”。 4、观测：瞄准点1的塔尺，分别读取上、下丝之差、中丝读数、竖盘读数L、水平角。 5、记录、计算：记录上述观测值，按视距测量公式计算出点1的水平距离D和高程H 。 6、展碎部点：在图纸上，按、D ，定出点1的位置。 7、绘制地形图（地物和等高线） （1）地物的描绘按图式规定。 （2）等高线的勾绘 首先描绘出地性线（山脊线、山谷线），再在相邻碎部点之间，按平距与高差成比例的关系，内插出等高线。 8、地形图的检查、

16、拼接与整饰 （1）检查： 包括图面检查、野外巡视检查及设站检查。（约占每幅图的 10% ）。 （2）接边：当图边的拼接误差小于限差（中误差的 22 倍）时平均配赋 - 即在两图幅图上各改一半。为接边方便，一般规定每幅图的图边应测出图幅外 1cm 。 （3）整饰: 擦掉不必要的点、线、高程、注记等。使图面整洁、规范。包括图内、图外整饰。 整饰次序是:先图内，后图外；先注记，后符号；先地物，后地貌。四、大比例尺数字地形图的测量方法简介 1、工具：全站仪、棱镜、小钢尺、电子手薄、电脑。2、方法：（1）用全站仪采集数据自动记录在电子手薄中通过电脑处理，成图。（2）GPS测量：观测点的视距、竖直角、水平

17、角读数被电子系统自动记录存盘。记录内容、记录格式、平距、高差计算等可以编成程序，装入 GPS 电子系统。对观测点名、观测点地貌特征可设计按键输入，如按 A 表示水沟， B 表示陡坎等等现场可对道路、水沟、河流、电线、陡崖、冲沟、房屋、地貌分界线等人工绘草图。内业将外业获取的软盘数据作为入口数据采用大比例尺数字测图软件成图，根据人工草图对道路、水系、电线、冲沟等等进行编辑，充实、完善。 8.3 地形图的基本应用 一、确定图上点的平面坐标与高程 1、平面坐标用比例尺在图上量取。2、高程 相邻等高线内插求得。步骤是：（1） 过待求点 M 作等高线的正交线与相邻等高线交于 P 、 Q ；（2）图上量出

18、 PM 和 PQ 的距离；（3）计算 M 点高程。二、确定图上直线的距离、方向（方位角）、坡度 1、图上直线距离 （1）解析法量取两点坐标，用距离公式计算。（2）图解法用比例尺量取。2、图上直线的坐标方位角 （1）解析法量取两点坐标，用坐标反算公式计算 出方位角 。 （2）图解法用量角器量出直线方向与 x 坐标轴的夹角。3、确定图上直线的坡度 坡度为：三、按限制的坡度选定最短线路步骤：按坡度和比例尺计算相邻等高线间的最小平距，有： D=h/i ，再按此距离画弧。1、已知待选线路的坡度，从图上可读出等高距。2、计算路线通过相邻等高线的平距 D 。3、从起点开始用半径为 D 的圆弧找出下一个等高线

19、上的点，直至终点。如图从 A-1-2-3-7-B 。四、绘制指定方向的纵断面图 （profile diagram） 1、沿指定方向量取两相邻等高线间的平距，用一定比例标在横坐标轴上；2、再按各点的高程以一定比例标在纵坐标轴上。3、纵坐标高程比例一般比水平比例大 5-10 倍。 纵断面图的概念：以所求方向的水平距离为 x 轴、高程为 y 轴，按一定比例尺绘制的表示地形变化的图形。绘制要点：确定纵横坐标的比例尺得出所求方向上各地形变换点的水平距离。量算出各地形变换点的高程 以水平距离为 x 轴、高程为 y 轴绘制各点。连接各点成断面线。五、确定汇水面积 计算由山脊线围成的面积。确定汇水面积的边界线

20、定义 ：根据附件山岭的地形情况，确定有多大面积的雨水汇集在某个范围内。也就是由附近山岭的分水线围成的面积。 8.4 图形面积的量算一、方格纸法 数方格的个数，计算面积。二、平行线法 分解成梯形，计算面积。三、 解析法 面积公式：相邻顶点与坐标轴（ X 或 Y ）所围成的各梯形面积的代数和。 整理成： 写成以下四种形式的通用公式：四、求积仪法 特点：速度快、精度高、操作简便、适合复杂形状 。 方法：沿边线滚动一圈。 1、机械求积仪 （mechanical planimeter） 2、电子求积仪 （electronic planimeter） 如日本牛方商会的X-PLAN360C，可量测面积、点的

21、坐标、周长等项目。其使用： （1）在折线段，进入点方式，采集始终点，共 2 点。 （2）在圆弧段，进入圆弧方式，采集始终点及圆弧上一点，共 3 点。 （3）曲线段，进入连续跟踪进入方式，描绘曲线形状。 8.5 平整场地的土方量计算 一、方格法 设计水平场地时的步骤：1、打格网。2、内插出格网点的实地高程。3、计算出格网点的设计高程。（1）若设计高程由设计单位定出，则无需计算。（2）填挖方基本平衡时的设计高程 把每一个方格四个顶点的高程相加，除以 4 ，得每一个方格的平均高程；再把 n 个方格的平均高程加起来，除以方格数 n ，得设计高程。即有：4、计算各点的填挖高度 h=H地 -H设 h 正数

22、为挖，负数为填。用加权平均值的方法计算平均填挖高度。（1）方法一（用公式 :V=S h ） 1）根据填挖界线，计算那些 4 个顶点均为正的各个方格的挖方量。2）计算那些 4 个顶点均为负的各个方格的填方量。3）分别计算填挖界线上 4 个顶点有正有负的方格的挖方量和填方量。4）将挖方和填方分别相加，得总挖方和总填方。（2）方法二 （*） 角点： V=h A/4 （ 即角点权的取值为： 0.25 ） 边点： 2A/4 （ 即边点权的取值为： 0.5 ） 拐点： 3A/4 （ 即拐点权的取值为： 0.75 ） 中点： 4A/4 （ 即中点权的取值为： 1 ） A 为一方格的面积，再将填方和挖方分开求和 V ，得总填方和总挖方。二、整理成一定坡度的倾斜面 在场地区域以 2cm 作平行线，各线上的设计高程一致，在各平行线上确定填挖分界点，连接成填挖分界线，绘制各平行线的填挖断面图，求出各平行线上的填挖面积，求出总填挖量。