工程測(cè)量學(xué)緒論1章.ppt

1、(Engineering Surveying),工程測(cè)量學(xué),(Introduction),緒 論,主講：李曉莉,( Given by Li ),第一篇：工程建設(shè)中地形信息的獲取與應(yīng)用,第二篇：工程建設(shè)中的施工測(cè)量,第三篇：工程建設(shè)中的變形測(cè)量和工業(yè)設(shè)備形位檢測(cè),高老師,48學(xué)時(shí),40學(xué)時(shí),112，4/周,7周后開(kāi)始,課程內(nèi)容分配,Content distribution,第一章 工程建設(shè)對(duì)地形圖的要求與應(yīng)用,第二章 線路設(shè)計(jì)階段的測(cè)繪工作,第三章 水下地形測(cè)繪,第四章 專題圖測(cè)繪,第五章 工程測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)的理論與方法,第六章 施工放樣方法和精度分析,第七章 線路工程測(cè)量,第八章 地下工程施工

2、測(cè)量,第九章 建筑物變形觀測(cè)等(高老師),工程測(cè)量學(xué)課程篇章,Chapters of Engineering Surveying,工程測(cè)量學(xué)的學(xué)科地位,Academic Status of Engineering Surveying,是測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)的二級(jí)學(xué)科,是技術(shù)性強(qiáng)、應(yīng)用性廣的學(xué)科,一級(jí)學(xué)科,測(cè)繪科學(xué)與技術(shù),工程測(cè)量學(xué)課程的特點(diǎn),Characteristics of Engineering Surveying,課程注重講述學(xué)科的 理論、方法與技術(shù),結(jié)合典型工程的測(cè)量實(shí)踐， 闡述經(jīng)典理論到現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用,內(nèi)容涵蓋了從工程建筑物的 規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工放樣、變形監(jiān)測(cè) 以及工業(yè)測(cè)量、精密工程測(cè)量等,

3、課程特點(diǎn)：,內(nèi)容多，許多方面都有應(yīng)用； 敘述多，理論推導(dǎo)少； 結(jié)合實(shí)際工程多,工程測(cè)量學(xué)的定義,Definition of Engineering Surveying,定義(1),是研究各種工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)、 施工建設(shè)、和運(yùn)營(yíng)管理階段所 進(jìn)行的各種測(cè)量工作的學(xué)科。,定義(2),是研究在工程、工業(yè)和城市建設(shè)以及 資源開(kāi)發(fā)各階段所進(jìn)行的地形和有關(guān) 信息的采集和處理、施工放樣、設(shè)備 安裝、變形監(jiān)測(cè)分析和預(yù)報(bào)的理論、 方法和技術(shù)，以及研究對(duì)測(cè)量和工程 有關(guān)的信息進(jìn)行管理和使用的學(xué)科。,定義(3),研究地球空間（地面、地下、水下、 空中）中具體幾何實(shí)體的測(cè)量描繪 和抽象幾何實(shí)體的測(cè)設(shè)實(shí)現(xiàn)的理論 的方法和技

4、術(shù)的一門(mén)應(yīng)用性學(xué)科,大眾化、易于理解,更具體、準(zhǔn)確、范圍更大,更加概括、抽象、科學(xué),工程測(cè)量的工作內(nèi)容,Engineering Surveying work,工程測(cè)量按工程進(jìn)程和作業(yè)性質(zhì)劃分,工程建設(shè)勘測(cè)設(shè)計(jì)階段,為工程提供地質(zhì)、水文勘探及各種 比例尺地形圖等資料的測(cè)量工作,施工建設(shè)階段,為施工放樣和設(shè)備安裝(含建立施工 和安裝測(cè)量控制網(wǎng)、點(diǎn)位測(cè)設(shè))服務(wù),運(yùn)營(yíng)管理階段,為建筑物、構(gòu)筑物的變形觀測(cè)(分析預(yù) 報(bào))、檢測(cè)等服務(wù),按服務(wù)對(duì)象分,工業(yè)建設(shè)測(cè)量,鐵路、公路測(cè)量,橋、隧測(cè)量,水利工程建設(shè)測(cè)量,輸電線路測(cè)量,輸油管道測(cè)量,地質(zhì)勘探、物探測(cè)量,水下測(cè)量,軍事工程測(cè)量,城市建設(shè)測(cè)量,現(xiàn)代技術(shù)在工程

5、測(cè)量中應(yīng)用發(fā)展,Development of Engineering Surveying,總的發(fā)展趨勢(shì) 從電子化數(shù)字化信息化智慧化,電子化,數(shù)字化,信息化,智慧化,電子技術(shù)的使用，人機(jī)交互,即把許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)?可以度量的數(shù)字、數(shù)據(jù)，再用這 些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字 化模型,信息與通信技術(shù)普及應(yīng)用導(dǎo)致的 信息傳遞時(shí)空阻礙性的消失,通過(guò)廣泛采用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、 人工智能、數(shù)據(jù)挖掘、知識(shí)管理 等技術(shù)，提高行業(yè)的規(guī)劃、建設(shè)、 管理、服務(wù)的智能化水平，使生 活運(yùn)轉(zhuǎn)更高效、更敏捷、更低碳， 是信息時(shí)代化發(fā)展的新模式,現(xiàn)代技術(shù)在工程測(cè)量中應(yīng)用發(fā)展,Development of Engineer

6、ing Surveying,工程測(cè)量的發(fā)展帶動(dòng),測(cè)量數(shù)據(jù)采集和處理向 一體化、實(shí)時(shí)化、數(shù)字化 方向發(fā)展,測(cè)量?jī)x器和技術(shù)向 精密、自動(dòng)化、智能化、信息化 方向發(fā)展,工程測(cè)量產(chǎn)品向 多樣化、網(wǎng)絡(luò)化、社會(huì)化、智慧化 方向發(fā)展,空間技術(shù) 在工測(cè)中的應(yīng)用與發(fā)展,GPS、Galileo 、GLONASS 、北斗系統(tǒng) 4足鼎立,靜態(tài)空間技術(shù)高精度：控制測(cè)量 方法改善,動(dòng)態(tài)RTK次精度：碎部測(cè)量及施工放樣 準(zhǔn)確、高效,CORS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行 綜合服務(wù),現(xiàn)代技術(shù)在工程測(cè)量中應(yīng)用發(fā)展,Development of Engineering Surveying,大比例尺工程測(cè)圖數(shù)字化,野外數(shù)據(jù)采集手段: 全站儀、R

7、TK 數(shù)字?jǐn)z影、遙感 3D掃描、超站儀,數(shù)據(jù)處理： 各種數(shù)據(jù)處理軟件 繪圖（繪圖軟件）,數(shù)字三維城市與建筑測(cè)繪,三維可視化測(cè)繪手段建立數(shù)字城市， 使三維空間環(huán)境設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)，并 在建筑上得到應(yīng)用,可利用虛擬現(xiàn) 實(shí)表示建筑的平面、立體及剖面形式,城市地下管線探測(cè),地下管線探測(cè)、電子標(biāo)識(shí) 一體化、自動(dòng)化,城市信息系統(tǒng)及應(yīng)用,數(shù)字國(guó)家、數(shù)字城市的實(shí)現(xiàn)， 有利于建立各種專題信息系統(tǒng),土地利用及管理信息系統(tǒng),現(xiàn)代技術(shù)在工程測(cè)量中應(yīng)用發(fā)展,Development of Engineering Surveying,城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng),城市智能交通管理信息系統(tǒng),房產(chǎn)信息管理及發(fā)布信息系統(tǒng),地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)等

8、,施工測(cè)量自動(dòng)化和智能化的進(jìn)展,設(shè)備安裝、放樣中采用自動(dòng)尋標(biāo)全站儀 如Disto 3D,隧道施工中采用自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng) 盾構(gòu),變形監(jiān)測(cè)手段的發(fā)展,GPS變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：一機(jī)多天線系統(tǒng),合成干涉孔徑雷達(dá)（InSAR）應(yīng)用,測(cè)量機(jī)器人（全自動(dòng)全站儀）應(yīng)用,變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理軟件開(kāi)發(fā) 上升到一個(gè)新的水平,現(xiàn)代技術(shù)在工程測(cè)量中應(yīng)用發(fā)展,Development of Engineering Surveying,工業(yè)測(cè)量方面的最新進(jìn)展,工業(yè)大地測(cè)量系統(tǒng)， 精度全面提升，達(dá)到0.1mm,可對(duì)飛機(jī)、汽車、輪船等工業(yè)產(chǎn)品 進(jìn)行測(cè)量與建模。,工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)精度可達(dá)到1/百萬(wàn),借助目標(biāo)影像通過(guò)圖像處理和攝影測(cè) 量處理，獲

9、取目標(biāo)幾何形狀和運(yùn)動(dòng)狀態(tài),新儀器,視頻全站儀,三維激光掃描儀及追蹤激光掃描儀,學(xué)習(xí)工程測(cè)量學(xué)的方法及要求,弄清教材體系,Purpose and Demand for Studying the Curriculum,領(lǐng)會(huì)各章內(nèi)容,理解基本理論,掌握應(yīng)用方法,聯(lián)系工程實(shí)踐,積累工程經(jīng)驗(yàn),勤查參考文獻(xiàn),豐富拓寬知識(shí),解決實(shí)際問(wèn)題,大膽進(jìn)行創(chuàng)新,課后提供課堂教學(xué)內(nèi)容的總結(jié)報(bào)告,( I Earning and Using of Terrain Information in Construction),(Chapter I Demands for Terrain maps in Engineering C

10、onstruction),第一章 工程建設(shè)對(duì)地形圖的要求與應(yīng)用,主講：李曉莉,( Given by Li ),第一篇 工程建設(shè)中地形信息的獲取和應(yīng)用,要求,1.1 地形圖在工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的作用 （The Functions of Terrain maps in the First Stage of Constructing),1.2 大比例尺地形圖的精度分析 （The Precision -analyses of Terrain maps),1.3 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)地形圖的要求 （The Demands of Terrain maps for Industries to Design),1

11、.4 大比例尺地形圖在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 （The Functions of Terrain maps in Industrial Designing),1.5 數(shù)字地面模型的獲取和應(yīng)用 (The Application and Acquirement of DTM),1.6 三維投視立體圖的繪制 (Mapping of 3 Dimensional Graphics),第1章 工程建設(shè)對(duì)地形圖的要求與應(yīng)用,Chapter I Demands for Terrain maps in Engineering Construction,1.1 The Functions of Terrain maps

12、 in the First Stage of Constructing,1.1地形圖在工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的作用,任何一項(xiàng)工程都必須按照自然條件和預(yù)期目的進(jìn)行選址和規(guī)劃設(shè)計(jì),地形圖在此階段的作用，主要是為規(guī)劃設(shè)計(jì)人員進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)提供地形依據(jù),設(shè)計(jì)對(duì)地形圖的要求,1.地形圖的精度必須滿足設(shè)計(jì)要求,2.地形圖的比例尺應(yīng)選擇恰當(dāng),3.地形圖的取舍合理，有較好的現(xiàn)勢(shì)性（最新）,4.圖幅的大小應(yīng)滿足總圖設(shè)計(jì)布局需要,水利工程設(shè)計(jì)對(duì)地形圖比例尺的要求,水利樞紐選址 1:1萬(wàn)1:10萬(wàn)地形圖,水庫(kù)的設(shè)計(jì)1:1萬(wàn)1:5萬(wàn),壩軸線位置選擇1:1萬(wàn)1:2.5萬(wàn),水工建筑物布置方案1:2千或1:5千,設(shè)計(jì)工程位置尺

13、寸確定1: 5百或1: 1千,陸上與水下地形圖，附屬建筑物布置， 并進(jìn)行方案比較1:1千或1:2千,在施工設(shè)計(jì)階段進(jìn)一步精確地確定建 筑物的位置和尺寸 1:5百或1:1千,1.1 The Functions of Terrain maps in the First Stage of Constructing,1.1地形圖在工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的作用,城市規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)比例尺的要求,總體規(guī)劃、工程項(xiàng)目設(shè)計(jì) 1 5千1 1萬(wàn)地形圖,小區(qū)規(guī)劃、工程項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)12千,工程項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)15百或1 1千,1.1 The Functions of Terrain maps in the First Stage

14、 of Constructing,1.1地形圖在工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的作用,工業(yè)企業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)地形圖比例尺的要求,工業(yè)企業(yè)是面狀分布， 所需的圖應(yīng)具有面狀特征,規(guī)劃設(shè)計(jì)1 5千地形圖,初步設(shè)計(jì)1 2千,施工設(shè)計(jì)1 1千,地形復(fù)雜、建筑物密集、精度要求 較高的工業(yè)企業(yè)的施工設(shè)計(jì)1 5百,線路勘測(cè)設(shè)計(jì)對(duì)比例尺的要求,選線階段1 1萬(wàn)1 5萬(wàn)地形圖,初測(cè)階段 12千 帶狀地形圖,定測(cè)階段縱、橫斷面圖,橋、遂設(shè)計(jì)對(duì)比例尺的要求,圖上選線后踏勘1 1萬(wàn)1 5萬(wàn)地形圖,方案比較1 1千11萬(wàn) 定橋渡位置,初步設(shè)計(jì)1 5百 15千橋址及水下地形圖,1.1 The Functions of Terrain m

15、aps in the First Stage of Constructing,1.1地形圖在工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的作用,城市地鐵設(shè)計(jì)對(duì)地形圖比例尺的要求,圖上選線1 2千1 5千地形圖,沿線 1 5百 帶狀地形圖 地下管線圖,設(shè)計(jì)車站、 進(jìn)口大廳、 豎井以及用明挖法施工,1 5百,礦山建設(shè)設(shè)計(jì)對(duì)比例尺的要求,儲(chǔ)量計(jì)算 1 1千15千地形圖,工業(yè)場(chǎng)地布置 1 5百1 1千,井口設(shè)計(jì)、地下巷道布置1 5百,港口、碼頭設(shè)計(jì)對(duì)比例尺的要求,初步設(shè)計(jì)1 1千12千 地面及水下地形圖,施工設(shè)計(jì)1 5百11千 地面及水下,1.1 The Functions of Terrain maps in the Fi

16、rst Stage of Constructing,1.1地形圖在工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的作用,工業(yè)與民用建（構(gòu)）筑工程的設(shè)計(jì)中,測(cè)繪資料（即各種大比例尺的地形圖）是必不可少的基礎(chǔ)資料之一,規(guī)劃設(shè)計(jì)階段要求圖的比例尺較小,施工設(shè)計(jì)階段要求圖的比例尺較大,測(cè)繪資料滿足工程規(guī)劃設(shè)計(jì) 要求的其主要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：,地形圖的精度 比例尺的合理選擇 測(cè)繪內(nèi)容的取舍、現(xiàn)勢(shì)性 圖幅的大小滿足總圖設(shè)計(jì)布局,地形圖的精度,1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,現(xiàn)行規(guī)范對(duì)大比例尺地形圖精度的規(guī)定,依據(jù)1,1500、 11000 、 120

17、00 地形圖平板儀測(cè)量規(guī)范（GB/T168191997）,地形圖圖上地物點(diǎn)相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)的平面位置中誤差不應(yīng)超過(guò)下表規(guī)定,圖上地物點(diǎn)平面位置中誤差 單位：mm,注：城鎮(zhèn)建筑區(qū)或工礦建筑區(qū)的中誤差按平地要求,地形圖圖上等高線插求點(diǎn)相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)的高程中誤差不應(yīng)超過(guò)下表規(guī)定,圖上等高線插求點(diǎn)的高程中誤差,1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,現(xiàn)行規(guī)范對(duì)大比例尺地形圖精度的規(guī)定,依據(jù)2,工程測(cè)量規(guī)范（GB5002693）,圖上地物點(diǎn)平面位置中誤差 單位：mm,圖上等高線插求點(diǎn)的高程中誤差,地形圖圖上地物點(diǎn)相對(duì)于鄰

18、近圖根點(diǎn)的平面位置中誤差不應(yīng)超過(guò)下表規(guī)定,地形圖圖上等高線插求點(diǎn)相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)的高程中誤差不應(yīng)超過(guò)下表規(guī)定,1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,依據(jù)3,1500、 11000 、 12000 地形圖航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范（GB739187）,圖上地物點(diǎn)對(duì)最近野外平面控制點(diǎn)或平高點(diǎn)的平面位置中誤差不應(yīng)超過(guò)下表規(guī)定,地物點(diǎn)平面位置中誤差 單位：mm,地形圖圖上等高線對(duì)鄰近高程控制點(diǎn)的高程中誤差不應(yīng)超過(guò)下表規(guī)定,等高線的高程中誤差 單位：m,1.2 The Precision -analyses of Terrai

19、n maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,依據(jù)4,城市測(cè)量規(guī)范（CJJ 899）,圖上地物點(diǎn)相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差與鄰近地物點(diǎn)間距中誤差應(yīng)符合下表規(guī)定,地物點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差與間距中誤差 單位：mm,地形圖圖上等高線插求點(diǎn)相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)的高程中誤差應(yīng)符合下表規(guī)定,等高線插求點(diǎn)的高程中誤差,圖上平面位置中誤差0.5mm,等高線插求點(diǎn)的高程中誤差d/3,1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,模擬法測(cè)圖的地形圖精度,（平板儀測(cè)圖等人工繪制的地形圖為模擬地圖）,地形圖平面位置的精度,地物點(diǎn)相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)的點(diǎn)

20、位中誤差,平板儀用圖根點(diǎn)直接測(cè)定碎部點(diǎn) 平面位置的中誤差mw源于:,圖根點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差mt 0.2mm 含圖根點(diǎn)的測(cè)量中誤差及展繪中誤差,圖根點(diǎn)測(cè)定碎部點(diǎn)方向產(chǎn)生的中誤差mf,圖根點(diǎn)測(cè)定碎部點(diǎn)距離產(chǎn)生的中誤差mj,碎部點(diǎn)圖上刺點(diǎn)產(chǎn)生的中誤差mC,則:碎部點(diǎn)平面位置的中誤差mw :,1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,圖根點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差mt 0.2mm,圖根點(diǎn)測(cè)定碎部點(diǎn)方向產(chǎn)生的中誤差mf,設(shè)：用圖根點(diǎn)測(cè)定角度的中誤差ma6,則在取S=100m時(shí),mf =0.17m，1：1000地形圖上為0.17mm,碎部點(diǎn)測(cè)

21、距中誤差mj ： 11000 比例尺 mj =0.28mm、,碎部點(diǎn)刺點(diǎn)中誤差mC ，可取0.2mm,測(cè)定碎部點(diǎn)測(cè)量距離產(chǎn)生的中誤差mj 單位：mm,1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,圖根點(diǎn)直接測(cè)定的地物點(diǎn)平面位置的中誤差mw 單位：mm,若使用的為復(fù)印圖,原圖經(jīng)復(fù)印后還需考慮0.3mm變形誤差， 若使用的為數(shù)字化后線劃圖,還需考慮的誤差約為0.2mm,平、丘 0.5mm,山、高 0.75mm,模擬地形圖高程的精度,按等高線所求圖上一點(diǎn)的高程相對(duì) 于鄰近圖根點(diǎn)的高程中誤差來(lái)衡量,圖上一點(diǎn)高程的中誤差源自下列

22、因素:,1.測(cè)定地形點(diǎn)的高程誤差,2.地形概括誤差：將相鄰兩地形點(diǎn)概 括為均勻坡度i，與相鄰點(diǎn)間距成正比,3.勾繪等高線誤差,按經(jīng)驗(yàn)式推算等高線高程中誤差mH,根據(jù)工程測(cè)量規(guī)范,d為等高距 M為測(cè)圖比例尺分母 a為地面傾斜角,1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,等高線插求點(diǎn)高程中誤差,1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地

23、形圖的精度分析,數(shù)字法測(cè)圖的地形圖精度,特點(diǎn),無(wú)圖根點(diǎn)的展點(diǎn)誤差及刺點(diǎn)誤差,全站儀法,相對(duì)于鄰近的圖根點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差來(lái)衡量,測(cè)角中誤差：mb10 測(cè)距中誤差：5mm,碎部點(diǎn)平面位置誤差來(lái)源,定向（后視）誤差影響m定,對(duì)中誤差影響m中(0.5cm ),觀測(cè)誤差影響m測(cè),棱鏡中心與待測(cè)地物點(diǎn)不重合影響m重,碎部點(diǎn)平面位置中誤差mw,1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,對(duì)中誤差影響,包括測(cè)站點(diǎn)對(duì)中及定向點(diǎn)對(duì)中,光學(xué)及激光對(duì)中器對(duì)中誤差m13mm,對(duì)測(cè)點(diǎn)的影響,m中 0.5cm,D0 后視點(diǎn)距離 mxy兩圖根點(diǎn)相對(duì)中

24、誤差2cm,定向（后視）誤差影響 m定,2.1cm,棱鏡中心與待測(cè)點(diǎn)不重合影響m重,m重的影響可控制在2cm內(nèi)， 取 m重= 2cm,觀測(cè)誤差影響m測(cè),由測(cè)量的距離與角度解算地物點(diǎn)坐標(biāo),A：固定誤差 B：比例誤差系數(shù) mb：測(cè)角誤差,地物點(diǎn)觀測(cè)中誤差：距離400m 時(shí)，3cm5cm（地面）,數(shù)字法測(cè)圖碎部點(diǎn)（實(shí)地）觀測(cè)中誤差 單位：cm,m測(cè),1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,定向（后視

25、）誤差m定 2.1cm（地面）,對(duì)中誤差m中0.5cm（地面）,觀測(cè)誤差,棱鏡中心與測(cè)點(diǎn)不重合，m重 2cm（地面）,m測(cè) 5cm（地面）,碎部點(diǎn)平面位置中誤差 mw6cm（地面）,（圖上）mw6cm/M,與模擬法測(cè)圖法相比，地面 數(shù)字測(cè)圖平面位置精度有很 大提高,結(jié)論,1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,地面數(shù)字測(cè)圖地物點(diǎn)高程誤差的來(lái)源,測(cè)距D誤差對(duì)地物點(diǎn)高程的影響,忽略,測(cè)豎角Z誤差對(duì)地物點(diǎn)高程的影響mz,量取儀器高i誤差對(duì)地物點(diǎn)高程影響mi 可控制在0.5cm內(nèi)，mi= 0.5cm,鏡高測(cè)量s誤差對(duì)地物

26、點(diǎn)高程的影響mv 可控制在0.5cm內(nèi)，mv= 0.5cm,球氣差f對(duì)地物點(diǎn)高程的影響,可忽略,則： 相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)的碎部點(diǎn)高程中誤差,數(shù)字測(cè)圖（實(shí)地）測(cè)天頂角產(chǎn)生的地物點(diǎn)高程中誤差 單位：cm,mZ,1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,數(shù)字測(cè)圖（實(shí)地）測(cè)天頂角產(chǎn)生的地物點(diǎn)高程中誤差 15cm,1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,量取儀器高i誤差對(duì)地物點(diǎn)高程影響mi= 0.5cm,鏡高測(cè)量s誤差對(duì)地物點(diǎn)高程的影響mv= 0

27、.5cm,碎部點(diǎn)高程中誤差 mH16.5cm（地面）,與模擬法測(cè)圖法相比，地面 數(shù)字測(cè)圖高程位置精度有很 大提高,結(jié)論,測(cè)豎角Z誤差對(duì)地物點(diǎn)高程的影響mz16cm,1. 采用RTK進(jìn)行數(shù)字測(cè)圖，影響精度的主要因素有哪些,1.2 The Precision -analyses of Terrain maps,1.2 大比例尺地形圖的精度分析,1.3 The Demands of Terrain maps for Industries to Design,1.3 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)地形圖的要求,特點(diǎn),企業(yè)測(cè)圖的面積較小,施工使地面情況變動(dòng),地形圖 失掉長(zhǎng)期使用價(jià)值，需頻繁更新,地形圖表示的內(nèi)容及精度隨

28、企業(yè) 要求不同而有所不同,使用的范圍較窄,作用,綜合解決主要車間、輔助車間、 動(dòng)力設(shè)施、運(yùn)輸設(shè)施、倉(cāng)庫(kù)、 工程管網(wǎng)以及行政福利設(shè)施等在 廠區(qū)內(nèi)的平面和豎向布置 （在圖上設(shè)計(jì)）。,規(guī)劃原則,在進(jìn)行新建、改建、擴(kuò)建設(shè)計(jì)時(shí)，盡量與原有建（構(gòu)）筑物、道路布置、地形適宜。,工程量最少,1.3 The Demands of Terrain maps for Industries to Design,1.3 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)地形圖的要求,在設(shè)計(jì)階段選擇地形圖時(shí)，應(yīng)考慮,1. 從客觀、合理、經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)， 既不過(guò)度追求精度，也不忽視精度,2. 適當(dāng)選擇比例尺，即考慮設(shè)計(jì)要求 的最小設(shè)施，圖面負(fù)荷也不致過(guò)大,3

29、. 確定合適的測(cè)區(qū)范圍，測(cè)圖面積為 工業(yè)企業(yè)占地面積的1.31.5倍,4.出圖時(shí)間要快,5. 可應(yīng)用一些現(xiàn)有可靠資料， 以減少工作量和時(shí)間,問(wèn)題1:從地形圖上能否量取(圖解)點(diǎn) 的坐標(biāo)和高程?,問(wèn)題2:根據(jù)地形圖上量取的信息能 計(jì)算那些東西?,1.3 The Demands of Terrain maps for Industries to Design,1.3 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)地形圖的要求,地形圖的必要精度,點(diǎn)位精度要求 (應(yīng)滿足),圖上點(diǎn)位中誤差應(yīng)1mm,（由地形圖精度分析知：無(wú)論模擬法 還是數(shù)字測(cè)圖均可達(dá)到要求）,高程精度要求 （應(yīng)滿足）,平面布置,施工坐標(biāo)原點(diǎn)確定,工藝、管網(wǎng)、防火、防震

30、,豎向布置,地面連接方式,建筑物高程設(shè)計(jì),土方量計(jì)算,1.3 The Demands of Terrain maps for Industries to Design,1.3 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)地形圖的要求,豎向布置與地面連接方式,豎向布置 將場(chǎng)地的自然地形加以平整改造， 以保證生產(chǎn)運(yùn)輸有良好的聯(lián) 系， 合理地組織排水，并且 使土方量最小 （填挖方量平衡）,工業(yè)場(chǎng)地地面連接方式,平坡式,臺(tái)階式,由工業(yè)企業(yè)的性質(zhì)、總平面布置、廠 址的地質(zhì)構(gòu)造、自然地形等因素決定,地形圖主要是用來(lái)獲取自然地面的坡度,廠區(qū)專用鐵路的限制坡度為3%，公路 的限制坡度為12% 要求最嚴(yán)的是場(chǎng)地 排水的最小坡度，其值為0.5

31、%,保證用圖解高程計(jì)算的坡度可靠、無(wú)誤,1.3 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)地形圖的要求,平坦地區(qū)，在地形圖上圖解地面坡度時(shí)，應(yīng)保證滿足量取0.5%的坡度要求,例：圖上量取長(zhǎng)度LAB=200m的坡度， 等高線高程誤差對(duì)于坡度的最大影 響應(yīng) 最小坡度的一半。則等高線 高程中誤差可按坡度限差要求推算,即:保證用地形圖圖解高程計(jì)算的最小坡度(0.5%)可靠、無(wú)誤,坡度與高程關(guān)系,若場(chǎng)地最小排水坡度為i =0.5%，,則圖解坡度誤差mi應(yīng) i/2 （ 1/2最小排水坡度）,L=200，地形圖等高線中誤差mH0.18m,平坦地區(qū)(要求最嚴(yán)格時(shí)) 豎向布置與地面連接方式中 地形圖等高線 mH 0.18m,1.3 The

32、 Demands of Terrain maps for Industries to Design,高程設(shè)計(jì)及土方量計(jì)算(平坦地區(qū)),高程設(shè)計(jì),先設(shè)計(jì)建（構(gòu)）筑物的地坪高程,根據(jù)建筑物地坪高程設(shè)計(jì),鐵路軌頂高程、 道路中心線高程、 工程管網(wǎng)等的高程,設(shè)計(jì)原則：盡量與自然地形相適應(yīng)， 考慮到排水條件，室內(nèi)首層地 坪要高出室外地面0.250.50m,地下管道埋設(shè)深度最淺為0.6m,因此，平坦地區(qū)地形圖的高程中誤差 可為0.15m，最大誤差應(yīng)0.30m,高程設(shè)計(jì)及土方量計(jì)算中， 地形圖上高程中誤差15cm,1.3 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)地形圖的要求,1.3 The Demands of Terrain ma

33、ps for Industries to Design,場(chǎng)地平均高程(建筑物地坪標(biāo)高0.000)的確定,在地形圖上繪方格網(wǎng)(邊長(zhǎng)為10m或20m) 并求出方格各頂點(diǎn)的高程,如果要求場(chǎng)地平整成水平面,計(jì)算設(shè)計(jì)高程(加權(quán)平均),n為方格個(gè)數(shù),土石方平衡的原則,即將場(chǎng)地的平均高程作為地坪設(shè) 計(jì)高程，確定填、挖界限，以填作 挖減少工程的土方量。,土石方平衡： 填、挖方量平衡 (填方: 挖方=1:1),繪出填、挖邊界線,1.3 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)地形圖的要求,1.3 The Demands of Terrain maps for Industries to Design,土方量計(jì)算,設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮到：,除了

34、場(chǎng)地平整需挖方外,還有基礎(chǔ)地槽、管線地溝、 地下室等挖方余土 故，場(chǎng)地平整填挖方比例關(guān)系一般為,填方：挖方=1：（0.750.80）,據(jù)此定出場(chǎng)地設(shè)計(jì)高程：H設(shè),計(jì)算填、挖高度h：填、挖高度 h= H設(shè)- H地 (設(shè)計(jì)高程-圖解地面高程),計(jì)算填各方格、挖土方量v,分別求出總填與挖方量V=v,1.3 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)地形圖的要求,1.3 The Demands of Terrain maps for Industries to Design,土方量計(jì)算,土方量計(jì)算 允許誤差10%20%,其中，等高線的對(duì)土方量的影響高程誤差5 %,柱體個(gè)數(shù),土方量計(jì)算時(shí)，場(chǎng)地面積為A， 設(shè)土方柱體底面為邊長(zhǎng)為s的

35、正方形 （一般s取20m），則有,1.3 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)地形圖的要求,1.3 The Demands of Terrain maps for Industries to Design,則,如果場(chǎng)地平均高為：h均 則V =A h均,取等高線高程誤差對(duì)土方量影響5%的1/2,工業(yè)企業(yè)地形圖的比例尺選擇,設(shè)計(jì)通用地形圖的比例尺,11000,平坦地區(qū)圖上高程中誤差15cm,圖上點(diǎn)位中誤差1mm,對(duì)于管網(wǎng)或建筑密度大的工業(yè)企業(yè),地形圖的比例尺可選,1500,即可滿足設(shè)計(jì)要求,總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)圖比例尺與地形圖比例尺的關(guān)系,比例尺應(yīng)一致,1.3 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)地形圖的要求,1.3 The Demands of

36、Terrain maps for Industries to Design,工業(yè)企業(yè)測(cè)圖比例尺的選擇,1.3 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)地形圖的要求,1.3 The Demands of Terrain maps for Industries to Design,場(chǎng)地現(xiàn)狀條件和面積大小與地形圖的比例尺的關(guān)系,1.平坦地區(qū)新建工業(yè)場(chǎng)地 (舊建筑基本拆除),2.山地或丘陵地區(qū)的工業(yè)場(chǎng)地 （地形條件限制）,依據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容與建筑物密集程度 確定測(cè)圖比例尺（通用11000）,在滿足工藝流程和運(yùn)輸條件的前 提下，依據(jù)地形條件分析精度要求 11000的無(wú)法滿足要求， 施測(cè)1500的圖紙,3. 擴(kuò)建或改建的工業(yè)場(chǎng)地 （受原

37、建筑、地形鉗制）,需要施測(cè)和標(biāo)注主要地物點(diǎn)的坐 標(biāo)與高程，增加了圖紙負(fù)荷，影響 清晰度，需施測(cè)1500的圖紙。,1.3 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)地形圖的要求,1.3 The Demands of Terrain maps for Industries to Design,測(cè)圖范圍的確定,由設(shè)計(jì)單位和測(cè)圖單位共同 依據(jù)工業(yè)場(chǎng)地的面積大小擬定,考慮到外部水源、棄渣場(chǎng)， 測(cè)圖面積應(yīng)為,初步設(shè)計(jì) 地形圖測(cè)圖面積可布置的比企業(yè)范圍大些,施工設(shè)計(jì)用 地形圖測(cè)圖面積可適當(dāng)?shù)男⌒?廠區(qū)面積的25倍,一般測(cè)圖面積為 工業(yè)企業(yè)占地面積的1.31.5倍,1.4 The Functions of Terrain maps in

38、 Industrial Designing,1.4 大比例尺地形圖在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,按一定方向繪制剖面圖,公 路,80,85,為了明顯地表示地形變化,高程比例尺應(yīng)比水平比例尺大,1020倍,方法,求從A點(diǎn)到山頂?shù)腂點(diǎn)要選擇一條 公路線，其坡度不大于5%。設(shè)計(jì)用的 地形圖比例尺為1：2000,等高距h=1m,按限定坡度imax計(jì)算路線經(jīng)過(guò)相鄰 等高線間圖上最小水平距離dmin,按規(guī)定坡度選擇最短路線,例：,解：,1.4 The Functions of Terrain maps in Industrial Designing,1.4 大比例尺地形圖在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,公 路,80,85,.,.

39、,1.4 The Functions of Terrain maps in Industrial Designing,1.4 大比例尺地形圖在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,注意： 1. 匯水面積邊界線應(yīng)與山脊線 一致，且與等高線垂直 2. 匯水面積邊界線是山脊線、 山頭、鞍部形成的曲線與 下游的指定斷面閉合,確定匯水區(qū)域及計(jì)算水庫(kù)庫(kù)容,1.4 The Functions of Terrain maps in Industrial Designing,1.4 大比例尺地形圖在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,1.在地形圖上繪方格網(wǎng)(邊長(zhǎng)為10m 或20m)，并求出各頂點(diǎn)的高程,根據(jù)等高線整理地面,要求平整成水平面,2.計(jì)算

40、設(shè)計(jì)高程(加權(quán)平均) 繪出填、挖邊界線,n為方格個(gè)數(shù),1.4 The Functions of Terrain maps in Industrial Designing,1.4 大比例尺地形圖在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,3.計(jì)算填、挖高度h 填、挖高度值=設(shè)計(jì)高程-地面高程,f,4.計(jì)算填、挖土方量v 4個(gè)角點(diǎn)均為填方或挖方 角點(diǎn): 挖、填高方格面積1/4 邊點(diǎn)： 挖、填高方格面積2/4 拐點(diǎn)： 挖、填高方格面積3/4 中點(diǎn)： 挖、填高 方格面積4/4,相鄰兩個(gè)角點(diǎn)為填方 另外兩個(gè)為挖方,1.4 The Functions of Terrain maps in Industrial Designing

41、,1.4 大比例尺地形圖在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,3個(gè)角點(diǎn)為挖方,另1個(gè)為填方,若3個(gè)角點(diǎn)為填方，另1個(gè)為挖方 則公式中的V挖與V填對(duì)調(diào),相對(duì)2個(gè)角點(diǎn)為連通的填方 另外相對(duì)2個(gè)角點(diǎn)為獨(dú)立的挖方,設(shè)計(jì)高程：,35,34,33,32,31,計(jì)算表格格式,要求平整成水平面,D1 D2 D3 D4 C1 C2 C3 C4 C5 B1 B2 B3 B4 B5 A1 A2 A3 A4 A5,+1.76 +1.11 +0.41 +0.06 +1.36 +0.66 +0.51 +0.71 +0.26 +0.16,-0.39 -0.79 -0.29 -0.84 -1.29 -0.24 -0.64 -1.19 -1.3

42、0,25 50 50 25 50 100 100 75 25 50 100 100 100 50 25 50 50 50 25,44 55.5 20.5 1.5 68 66 51 35.5 26 4,-29.3 -19.8 -29 - 84 -64.5 -12 -32 -59.5 -32.5,372,-363,1.4 The Functions of Terrain maps in Industrial Designing,1.4 大比例尺地形圖在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,f,4.繪制方格網(wǎng)，計(jì)算挖、 填高度,.,55,54,53,52,51,.,-0.2 55.6,+0.5 55.0,-0.3 55

43、.6,55.5,55.3,55.4,1.確定設(shè)計(jì)等高線的平距,2.確定設(shè)計(jì)等高線的方向,3.插繪設(shè)計(jì)傾斜面的等高 線畫(huà)出填、挖邊界線,要求整理成傾斜面,.,.,.,.,.,.,.,5.按前述方法，計(jì)算挖、 填土方量,計(jì)算土石方量,等高線法計(jì)算土石方量,(在地形圖上量出等高線圍成的面積A),例：,土方量：,1.4 The Functions of Terrain maps in Industrial Designing,1.4 大比例尺地形圖在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,斷面法計(jì)算土石方量,例：,1-2斷面間填方量：,1-2斷面間挖方量：,AT:填方面積,AW:挖方面積,d:斷面間距,1.4 The Fu

44、nctions of Terrain maps in Industrial Designing,1.4 大比例尺地形圖在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,1.5 The Application and Acquirement of DTM,1.5 數(shù)字地面模型的獲取和應(yīng)用 （重點(diǎn)）,數(shù)字地面模型DTM （Digital Terrain Model ）,是表示地面起伏形態(tài) 和地表景觀的一系列 離散點(diǎn)或規(guī)則點(diǎn)的 坐標(biāo)數(shù)值集合的總稱,數(shù)字高程模型DEM （Digital Elevation Model ）,用一系列地面點(diǎn)的 （x，y）坐標(biāo)及與其 相聯(lián)系的高程H 表示區(qū)域地面形狀的模型,1.5 The Applica

45、tion and Acquirement of DTM,1.5 數(shù)字地面模型的獲取和應(yīng)用 （重點(diǎn)）,DTM與DEM的區(qū)別,1. DEM除描述點(diǎn)的平面位置， 主要描述點(diǎn)的高程，基本上 應(yīng)用于測(cè)繪領(lǐng)域。,2. DTM除描述點(diǎn)的平面位置，還 描述溫度（或壓力、物體密度、 高程及灰度等）更廣義,3. 兩者都可用一系列點(diǎn)的三維向 量有限序列的函數(shù)形式描述,格網(wǎng)DEM,當(dāng)序列中各平面向量的平面位置呈 規(guī)則格網(wǎng)排列時(shí)，格網(wǎng)點(diǎn)平面位置可由 起始點(diǎn)坐標(biāo)推算求得，平面坐標(biāo)可省略， 此時(shí)DEM就簡(jiǎn)化為一維向量有限序列,該一維向量序列表示的DEM稱為格網(wǎng)DEM,1.5 The Application and Acqu

46、irement of DTM,1.5 數(shù)字地面模型的獲取和應(yīng)用 （重點(diǎn)）,格網(wǎng)DEM的建立（步驟）,1.數(shù)據(jù)采集,野外實(shí)測(cè)采集數(shù)據(jù)(全站儀、RTK、掃描),格網(wǎng)點(diǎn)密度由采樣點(diǎn)的密度確定,2.格網(wǎng)大小的確定,攝影測(cè)量采集數(shù)據(jù),地形圖等高線數(shù)字化采集數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)換成DEM數(shù)據(jù)(數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)),格網(wǎng)點(diǎn)數(shù)N與采樣點(diǎn)數(shù)n關(guān)系為:,2n N n,1.5 The Application and Acquirement of DTM,1.5 數(shù)字地面模型的獲取和應(yīng)用 （重點(diǎn)）,3.數(shù)據(jù)處理,計(jì)算格網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo),由所有離散點(diǎn)的坐標(biāo)，可得點(diǎn)域的 最大、最小橫、縱坐標(biāo)，從而可確 定格網(wǎng)點(diǎn)的起始坐標(biāo)。由格網(wǎng)邊長(zhǎng) d，推算出

47、所有格網(wǎng)點(diǎn)的平面坐標(biāo)： Xi=X0+id Yi=Y0+id,1.5 The Application and Acquirement of DTM,1.5 數(shù)字地面模型的獲取和應(yīng)用 （重點(diǎn)）,1）距離加權(quán)平均法求網(wǎng)格點(diǎn)高程,區(qū)域內(nèi)任一點(diǎn)的高程是受周圍點(diǎn)高程的影響， 其影響的大小與他們之間的距離成反比,若格網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)為(x0,y0)，在搜索圓內(nèi)某數(shù) 據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)為(xi, yi )，則有,則格網(wǎng)點(diǎn)的高程,對(duì)每個(gè)格網(wǎng)點(diǎn)為圓心，以初始半徑限定一個(gè) 搜索圓，如果搜索到的數(shù)是410個(gè)點(diǎn)之間， 則計(jì)算網(wǎng)格點(diǎn)的高程。,否則擴(kuò)大或縮小半徑，直至點(diǎn)數(shù)是410為止,2）三角形線性內(nèi)插法,先將測(cè)得的離散點(diǎn)構(gòu)成三角形網(wǎng)

48、(TIN)，然后確定所求點(diǎn)P(x，y)， 落在三角網(wǎng)的哪個(gè)三角形中，即 要檢索出用于內(nèi)插的P點(diǎn)高程的3 個(gè)點(diǎn)(x1，y1 ，z1), (x2，y2 ，z2), (x3，y3 ，z3) （三角形3個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)）,令,則P點(diǎn)高程,三角形3個(gè)頂點(diǎn)確定的空間平面方程為,P,1,2,3,按線性插值函數(shù)計(jì)算格網(wǎng)點(diǎn)高程,1.5 The Application and Acquirement of DTM,1.5 數(shù)字地面模型的獲取和應(yīng)用 （重點(diǎn)）,3）等高線內(nèi)插法,先將矢量的等高線數(shù)據(jù)按全路徑 柵格化，即取線劃穿過(guò)的全部柵 格，生成等高線 柵格數(shù)據(jù)。用旋 轉(zhuǎn)剖面插值法進(jìn)行進(jìn)行插值,例如，將轉(zhuǎn)角步長(zhǎng)設(shè)為22.5

49、，則有8 個(gè)剖面，然后在其中選擇一個(gè) 坡度最大的，作為最終插值剖 面，據(jù)此內(nèi)插出插值點(diǎn)的高程值,1.5 The Application and Acquirement of DTM,1.5 數(shù)字地面模型的獲取和應(yīng)用 （重點(diǎn)）,1.5 The Application and Acquirement of DTM,1.5 數(shù)字地面模型的獲取和應(yīng)用 （重點(diǎn)）,地面坡度和坡向計(jì)算,DEM的應(yīng)用,坡度是曲面上點(diǎn)的切平面法線 方向N與天頂方向Z之間的夾角a,坡向是曲面上某點(diǎn)切平面的法 線的正方向在平面上的投影與正 北方向的夾角，即法線方向水平 投影的向量的方位角b,坡度、坡向，可通過(guò)求出逼近面或以網(wǎng)格內(nèi)8

50、個(gè)方向判斷法來(lái)計(jì)算,zi-1,j-1, zi-1,j , zi,j , zi,j-1為網(wǎng)格4角點(diǎn)的高程,則網(wǎng)格中心點(diǎn)的高程 z0=（zi-1,j-1+ zi-1,j +zi,j + zi,j-1 ）/4,則8個(gè)方向的地面坡度：,其中坡度值最大的， 該方向即為網(wǎng)格的坡向,1.5 The Application and Acquirement of DTM,1.5 數(shù)字地面模型的獲取和應(yīng)用 （重點(diǎn)）,地表面積計(jì)算,地表面積由所包含的各個(gè)網(wǎng) 格的表面積求和得出如果網(wǎng)格中 有特征高程點(diǎn),則可將網(wǎng)格分解為 若干個(gè)小三角形求出它們斜面面 積之和,作為網(wǎng)格的地表面積。如 果網(wǎng)格中沒(méi)有高程點(diǎn)，則可計(jì)算 網(wǎng)格對(duì)

51、角線交點(diǎn)處的高程，用四 個(gè)共頂點(diǎn)的斜三角形面積之和作 為網(wǎng)格的地表面積。,空間三角形面積計(jì)算公式,S i 為三角形空間邊長(zhǎng),1.5 The Application and Acquirement of DTM,1.5 數(shù)字地面模型的獲取和應(yīng)用 （重點(diǎn)）,1.5 The Application and Acquirement of DTM,1.5 數(shù)字地面模型的獲取和應(yīng)用 （重點(diǎn)）,計(jì)算體積,DEM的體積按4棱柱 （無(wú)特征高程點(diǎn)格網(wǎng)） 與3棱柱體積累加得到,h i 為各地表點(diǎn)相對(duì)于下表面點(diǎn)的高差,A 3 、A 4 為3棱柱和4棱柱的底面積,1.5 The Application and Acqu

52、irement of DTM,1.5 數(shù)字地面模型的獲取和應(yīng)用 （重點(diǎn)）,斷面圖繪制,已知剖面兩端點(diǎn)的位置,就可確 定剖面線與DEM格網(wǎng)的各個(gè)交點(diǎn)的 平面位置和高程,以及剖面線上相 鄰交點(diǎn)之間的距離,即可按選定的 水平及豎直比例尺依照距離和高 程繪制出地形剖面圖。,剖面線端點(diǎn)的高程按求單點(diǎn)高 程的方法計(jì)算，剖面線與DEM格 網(wǎng)交點(diǎn) Pi 的高程可采用簡(jiǎn)單的線 性內(nèi)插計(jì)算,設(shè)交點(diǎn)Pi的坐標(biāo)(xi, yi, zi),則線路剖面積,n為交點(diǎn)數(shù), Di,i+1為Pi與Pi+1的之距離,任何橫斷面及面積均按該法計(jì)算,DEM在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,依據(jù)：帶狀地形圖（略）,1.5 The Application

53、 and Acquirement of DTM,1.5 數(shù)字地面模型的獲取和應(yīng)用 （重點(diǎn)）,1.6 Mapping of 3 Dimensional Graphics,1.6 三維投視立體圖的繪制,生動(dòng)、逼真、直觀,三維圖形的投影變換,投影方法,1.形體上所有的點(diǎn)都沿著一組平行 線投影到投影平面上,2.所有點(diǎn)沿著一組匯聚到一個(gè)稱為 投影中心的位置的線進(jìn)行投影,平行投影保持了形體的相對(duì)大小和尺寸，獲得形體側(cè)面的精確的視像,透視投影無(wú)法保持形體大小和尺寸，但能產(chǎn)生形體的真實(shí)視像,透視投影的特點(diǎn),透視投影的投影線是匯集到一點(diǎn)的， 即滅點(diǎn)、消失點(diǎn)、投影中心或視點(diǎn),1.6 Mapping of 3 Di

54、mensional Graphics,1.6 三維投視立體圖的繪制,物體某一點(diǎn)在投影平面（屏幕）上 的投影即是該點(diǎn)與滅點(diǎn)的連線 （或沿長(zhǎng)線）在投影平面上的交點(diǎn),透視點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算分兩種情況,若投影平面在形體與投影中心之間， 距離投影平面越遠(yuǎn)的形體投影越小， 反之亦然,如果形體位于投影中心與投影平面之 間，距離投影平面越遠(yuǎn)的形體在平面 上的投影越大，反之亦然,p為常數(shù)時(shí)，d增加則圖形放大； d減小則圖形減小,d為常數(shù)時(shí)， p增加則圖形縮?。?p減小則圖形放大,1.6 Mapping of 3 Dimensional Graphics,1.6 三維投視立體圖的繪制,透視投影的原理,透視格點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算,

55、真透視立體具有左、右兩個(gè)消失點(diǎn),1.6 Mapping of 3 Dimensional Graphics,1.6 三維投視立體圖的繪制,右滅點(diǎn)發(fā)射光束的直線方程,左滅點(diǎn)發(fā)射光束的直線方程,交點(diǎn)坐標(biāo),若,透視網(wǎng)格點(diǎn)坐標(biāo)即可求得,1.6 Mapping of 3 Dimensional Graphics,1.6 三維投視立體圖的繪制,等高矩形格網(wǎng)點(diǎn)高程值變化的大小， 與距離兩個(gè)滅點(diǎn)的遠(yuǎn)近成反比，離 滅點(diǎn)越近，變化越大，離滅點(diǎn)越遠(yuǎn)， 變化越小,若格網(wǎng)原點(diǎn)的 高程透視變換比例因子為zscale,高程值的透視變換 (透視變換后，各處高度都改變),則各條橫格網(wǎng)線上首點(diǎn)上的高程 透視變換比例因子為,各格網(wǎng)

56、點(diǎn),i,j,式中,透視網(wǎng)格點(diǎn)的坐標(biāo),各格網(wǎng)點(diǎn)上高程修正值,1.6 Mapping of 3 Dimensional Graphics,1.6 三維投視立體圖的繪制,隱藏線的處理,利用EDM可以繪制透視立體圖， 可非常直觀地反映地形起伏。,三維形體在其投影視像給定后， 沿投影線觀察圖形時(shí)，由于物體 中表面的遮蓋，使某些線段成為 不可見(jiàn)線段（隱藏線）,要使三維形體產(chǎn)生立體效果，應(yīng) 對(duì)特有的隱藏線、隱藏面進(jìn)行處 理。否則，將失去立體感產(chǎn)生二 義性或多義性。為消除多義性， 在顯示中應(yīng)進(jìn)行消隱處理。,若前面的透視面線高程大于后面出現(xiàn)的 剖面線某些部位的高程，后面的剖面線 上的那些部分要被隱藏。,一般將制

57、圖區(qū)域按x方向進(jìn)行分割， 計(jì)算剖面線各分點(diǎn)處的y坐標(biāo)值。在繪 制一條剖面線之前，把已繪過(guò)的剖面 線在各分點(diǎn)處的最大y坐標(biāo)值保存，將 當(dāng)前所繪剖面線各分點(diǎn)處的y坐標(biāo)值與 保存的最大y坐標(biāo)值比較，高于該值的 可視線段繪出，低于的部分為隱藏線， 不繪出，并保存新最大y坐標(biāo)值,1.6 Mapping of 3 Dimensional Graphics,1.6 三維投視立體圖的繪制,隱藏線的處理,前面的透視剖面線的高程的 y 坐標(biāo) 大于其后出現(xiàn)的剖面線某些部分的 y坐標(biāo)值，后面剖面線上的那些部 分就要被遮蓋，即隱藏線。,將制圖區(qū)域按 x 方向進(jìn)行分割，計(jì)算剖 面線各分點(diǎn)處的 y 坐標(biāo)值。在繪一條剖 面線之前，把已繪過(guò)的剖面線在各分點(diǎn) 處的最大 y 坐標(biāo)值保留下來(lái)，將當(dāng)前所 繪剖面線各分點(diǎn)處的 y 坐標(biāo)值與保留的 最大 y 坐標(biāo)值比較，確定保留或者隱藏。 同時(shí)， 將新的最大 y 坐標(biāo)值保留。,1.6 Mapping of 3 Dimensional Graphics,1.6 三維投視立體圖的繪