工程測量——地形圖測繪

1、地形圖基本知識v將地面上的地物和地貌按水平投影的方法將地面上的地物和地貌按水平投影的方法（沿鉛垂線方向投影到水平面上），并按（沿鉛垂線方向投影到水平面上），并按一定的比例尺縮繪到圖紙上，這種圖稱為一定的比例尺縮繪到圖紙上，這種圖稱為地形圖。地形圖。v如圖上只有地物，不表示地面起伏的圖稱如圖上只有地物，不表示地面起伏的圖稱為平面圖。為平面圖。 地形圖比例尺=圖上長度/實(shí)地長度相當(dāng)于圖上0.1mm的實(shí)地水平距離。 地形圖按比例尺分類： （1）大比例尺地形圖）大比例尺地形圖1：500、1：1000、1：2000、1：5000（2）中比例尺地形圖）中比例尺地形圖1：1萬、萬、1：2.5萬、萬、1：5萬

2、、萬、1：10萬萬（3）小比例尺地形圖）小比例尺地形圖1：20萬、萬、1：50萬、萬、1：100 比例尺大小不同，精度數(shù)值也不同。圖比例尺大小不同，精度數(shù)值也不同。圖的比例尺越大，圖上的地物地貌越詳細(xì)，的比例尺越大，圖上的地物地貌越詳細(xì)，精度越高。但測繪工作量也成倍增加。精度越高。但測繪工作量也成倍增加。所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要選擇比例尺。所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要選擇比例尺。 比例尺精度比例尺精度比例尺1 5001 10001 20001 50001 10000比例尺精度（M）0.050.10.20.51.0地形圖的分幅與編號 梯形分幅與編號 按經(jīng)緯線分幅的梯形分幅(trapezoid map-subdi

3、vision)法，它一般用于1:50001:100萬的中、小比例尺地圖的分幅； 矩形分幅與編號 按坐標(biāo)格網(wǎng)分幅的矩形分隔(rectangular map-subdivision)法，它一般用于城市和工程建設(shè)1:5001:2000的大比例尺地圖的分幅。梯形分幅 1:100萬：經(jīng)差6度，由經(jīng)線180度起，自西向東160編號；緯差4度，由赤道分別向南北至88度。如G-48，SG-48. 1：10萬：每幅1:100萬的圖按經(jīng)差30、緯差20劃分為144幅。 1：1萬：每幅1：10萬的圖按經(jīng)差345”,緯差230”劃分為64幅。新的梯形分幅矩形分幅用縱橫坐標(biāo)網(wǎng)線劃分。適用于大比例尺地形圖。按用縱橫坐標(biāo)網(wǎng)

4、線劃分。適用于大比例尺地形圖。按圖幅西南角點(diǎn)的坐標(biāo)公里數(shù)編號。圖幅大小，主要圖幅西南角點(diǎn)的坐標(biāo)公里數(shù)編號。圖幅大小，主要有：有：地形圖的識讀圖廓和圖廓外注記1 1. .圖號、圖名和接圖圖號、圖名和接圖表表2.2.比例尺比例尺3.3.經(jīng)緯度及坐標(biāo)格網(wǎng)經(jīng)緯度及坐標(biāo)格網(wǎng)4.4.三北方向圖三北方向圖5.5.坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng) 高程系統(tǒng)高程系統(tǒng) 圖式、測圖日期圖式、測圖日期 測圖者測圖者6.內(nèi)、外圖廓。內(nèi)、外圖廓。 如水準(zhǔn)點(diǎn)如水準(zhǔn)點(diǎn)如河流如河流如水稻田如水稻田地貌符號等高線(contour) 1 1、定義、定義: :地面上高程相等的相鄰點(diǎn)所連接而地面上高程相等的相鄰點(diǎn)所連接而成的閉合曲線。成的閉合曲線。等

5、高線平距等高線平距 相鄰等高線之間的水平距離相鄰等高線之間的水平距離d d。等高距等高距(contour interval)、等高線、等高線平距、地面坡度平距、地面坡度等高距等高距相鄰等高線相鄰等高線之間的高差之間的高差h h。hhhhhh山坡線注：注：由于由于h h為定值，所以為定值，所以 i i 與與d d成反比。成反比。hhhhhh山坡線i地面坡度地面坡度i： ( 為地面傾角為地面傾角) i=hd= tan 典型地貌的等高線：（3 3）山）山谷、山谷谷、山谷線（集水線（集水線）線）（4 4）鞍部）鞍部（埡口）（埡口） 等高線按用途分類： 基本等高線基本等高線首曲線首曲線(intermed

6、iate contour)(intermediate contour) 加粗等高線加粗等高線計(jì)曲線計(jì)曲線(index contour)(index contour) 半距等高線半距等高線間曲線間曲線(half-interval (half-interval contour)contour) 1/41/4等高線等高線助曲線助曲線(extra contour)(extra contour) v同一等高線上，各點(diǎn)高程相等同一等高線上，各點(diǎn)高程相等v等高線是自行閉合的連續(xù)曲線，不在圖等高線是自行閉合的連續(xù)曲線，不在圖內(nèi)閉合就在圖外閉合內(nèi)閉合就在圖外閉合v除在懸崖處外，等高線不能相交除在懸崖處外，等高線

7、不能相交v地面坡度是指等高距地面坡度是指等高距h h與平距與平距d d之比，用之比，用i i表示表示v等高線通過山脊線及山谷線，必須改變等高線通過山脊線及山谷線，必須改變方向，而且與山脊線山谷線垂直相交方向，而且與山脊線山谷線垂直相交模擬測圖前的準(zhǔn)備工作 測地形圖分為：白紙測圖（模擬測圖）測地形圖分為：白紙測圖（模擬測圖）(analog (analog map)map)與數(shù)字測圖與數(shù)字測圖(digital map) (digital map) 一圖紙的選用一圖紙的選用主要有：主要有：1.1.磅紙磅紙（機(jī)械制圖用的圖紙）（機(jī)械制圖用的圖紙） 2.2.聚脂薄膜聚脂薄膜透明、不變形、可洗。透明、不變

8、形、可洗。坐標(biāo)格網(wǎng)一般已繪制。坐標(biāo)格網(wǎng)一般已繪制。 坐標(biāo)格網(wǎng)的繪制方格網(wǎng)的大?。悍礁窬W(wǎng)的大?。?40cm40cm 50cm50cm或或50cm50cm 50cm50cm方格的大小：方格的大?。?0cm10cm 10cm10cm1.對角線法對角線法oa bcd坐標(biāo)格網(wǎng)尺法坐標(biāo)格網(wǎng)尺法坐標(biāo)格網(wǎng)尺（1 1）坐標(biāo)格網(wǎng)尺的圖片）坐標(biāo)格網(wǎng)尺的圖片（2 2）用坐標(biāo)格網(wǎng)尺繪制方法）用坐標(biāo)格網(wǎng)尺繪制方法3.軟件繪制方法如AutoCAD或CASS軟件。控制點(diǎn)的展繪例：展繪控制點(diǎn)A(647.43, 634.52,4.50)；B(913.46,748.63,6.45）。1、確定格網(wǎng)線的坐標(biāo)、確定格網(wǎng)線的坐標(biāo)、注記。注

9、記。2 2、確定控制點(diǎn)所在的方、確定控制點(diǎn)所在的方格，按比例尺展出。格，按比例尺展出。3 3、檢查：在圖上量取相、檢查：在圖上量取相鄰控制點(diǎn)間的距離。鄰控制點(diǎn)間的距離。其與理論值之差其與理論值之差 圖圖上上0.3mm0.3mm。1:10000.50.51000 900 800 700 600 500500 600 700 800 900 1000A4.506.45B經(jīng)緯儀法測圖(mapping method with theodolite) （一）配置（一）配置1 1、工具：、工具：經(jīng)緯儀、圖板、塔尺、小鋼尺、量經(jīng)緯儀、圖板、塔尺、小鋼尺、量角器、三棱尺、計(jì)算器、鉛筆、橡皮等。角器、三棱尺、計(jì)

10、算器、鉛筆、橡皮等。2 2、人員：、人員：觀測員、記錄計(jì)算員、繪圖員各觀測員、記錄計(jì)算員、繪圖員各1 1人、立尺員人、立尺員2 2人。人。 （二）步驟 1、安儀：、安儀：在控制點(diǎn)在控制點(diǎn)A A安置經(jīng)緯儀，量取儀器高。安置經(jīng)緯儀，量取儀器高。2、定向：、定向：后視后視( (盤左瞄準(zhǔn)盤左瞄準(zhǔn)) )控制點(diǎn)控制點(diǎn)B B，度盤置零。，度盤置零。 3、立尺：立尺員把塔尺立到地形、地貌特征點(diǎn)上。東 大 道堅(jiān)55.405.35（1 1） “ “地物地物”取取“輪廓轉(zhuǎn)折點(diǎn)輪廓轉(zhuǎn)折點(diǎn)”。4、觀測：瞄準(zhǔn)點(diǎn)1的塔尺，分別讀取上、下絲之差、中絲讀數(shù)、豎盤讀數(shù)L、水平角。5、記錄、計(jì)算：、記錄、計(jì)算：記錄上述觀測值，按視

11、距記錄上述觀測值，按視距測量公式計(jì)算出點(diǎn)測量公式計(jì)算出點(diǎn)1 1的水平距離的水平距離D D和高程和高程H H。6、展碎部點(diǎn)：在圖紙上，按、D，定出點(diǎn)1的位置。地形圖的檢查、拼接與整飾 （1）檢查）檢查包括：圖面檢查、野外巡視和設(shè)站檢查（約占每包括：圖面檢查、野外巡視和設(shè)站檢查（約占每幅圖的幅圖的10%10%）。）。（2）拼接）拼接一般規(guī)定每幅圖的圖邊應(yīng)測出圖幅外一般規(guī)定每幅圖的圖邊應(yīng)測出圖幅外1cm1cm。若偏若偏差小于容許值，可以平均分配到兩幅圖中。差小于容許值，可以平均分配到兩幅圖中。（3）整飾：）整飾：擦掉不必要的點(diǎn)、線、高程等。使擦掉不必要的點(diǎn)、線、高程等。使圖面整潔、規(guī)范。圖面整潔、規(guī)

12、范。 大比例尺數(shù)字地形圖的測量方法簡介1、工具：、工具：全站儀、棱鏡、小鋼尺、電子手薄、全站儀、棱鏡、小鋼尺、電子手薄、電腦。電腦。2、方法：、方法：用全站儀采集數(shù)據(jù)用全站儀采集數(shù)據(jù)自動記錄在電自動記錄在電子手薄中子手薄中通過電腦處理，成圖。通過電腦處理，成圖。 地形圖的基本應(yīng)用 一、確定圖上點(diǎn)的平面坐標(biāo)與高程一、確定圖上點(diǎn)的平面坐標(biāo)與高程 1 1、平面坐標(biāo)、平面坐標(biāo)用比例尺在圖上量取。用比例尺在圖上量取。 XY1000 900 800 700 600 5001000 1100 1200 1300 1400 15001：1000hh.A5251504948EFG1:5002 2、目估內(nèi)插點(diǎn)位高

13、程：、目估內(nèi)插點(diǎn)位高程： HE=51.0m, HF=48.3m, HG=51.9m二、圖上直線的距離、方向（方位角）、坡度1、圖上直線距離 1000 900 800 700 600 5001000 1100 1200 1300 1400 15001：1000（1）解析法在圖上量測在圖上量測A、B坐標(biāo)，坐標(biāo)， 計(jì)算計(jì)算A、B距離：距離：(XB,YB)(XA,YA)22)()(ABABAByyxxD（2）圖解法用比例尺直接用比例尺直接 量取量取.A.B2、圖上直線的坐標(biāo)方位角1000 900 800 700 600 5001000 1100 1200 1300 1400 15001：1000（1）

14、解析法量測兩點(diǎn)坐標(biāo)，量測兩點(diǎn)坐標(biāo)，用坐標(biāo)反算公式計(jì)算：用坐標(biāo)反算公式計(jì)算： (XB,YB)(XA,YA).A.BABABABxxyy1tanAB說明：應(yīng)用上式，要注意方位角所在象限。（2）圖解法 用量角器量取。用量角器量取。 3、確定圖上直線的坡度 三、繪制指定方向的縱斷面圖三、繪制指定方向的縱斷面圖(profile (diagram)1 1、沿指定方向量取兩相鄰等高線間的平距，用一定比、沿指定方向量取兩相鄰等高線間的平距，用一定比例標(biāo)在橫坐標(biāo)軸上；例標(biāo)在橫坐標(biāo)軸上；2 2、再按各點(diǎn)的高程以一定比例標(biāo)在縱坐標(biāo)軸上?？v坐、再按各點(diǎn)的高程以一定比例標(biāo)在縱坐標(biāo)軸上?？v坐標(biāo)高程比例一般比水平比例大標(biāo)高

15、程比例一般比水平比例大5 5 1010倍。倍。000%XXXXDHHiABAB根據(jù)地形圖繪制縱斷面圖示例根據(jù)地形圖繪制縱斷面圖示例四、按限制的坡度選定最短線路例：例：要在要在A、B間選定一條滿足坡度為間選定一條滿足坡度為 的最短路線。的最短路線。%33. 3i解：解：坡度公式坡度公式 ：mdhDhimmmd30030. 010000333. 01故在相鄰兩根等高線之間的圖上平距故在相鄰兩根等高線之間的圖上平距 必須必須 d d：0333. 0mdhmhd0333. 0方法：計(jì)算由山脊線圍成的面積。 圖形面積的量算 一、方格紙法一、方格紙法數(shù)方格的個數(shù)，計(jì)算面積。數(shù)方格的個數(shù)，計(jì)算面積。二、平行

16、線法二、平行線法分解成梯形，計(jì)算面積。分解成梯形，計(jì)算面積。 (方格紙及平行線法計(jì)算面積舉例方格紙及平行線法計(jì)算面積舉例)(方格紙及平行線法計(jì)算面積舉例方格紙及平行線法計(jì)算面積舉例)三、解析法面積公式：面積公式：相鄰頂點(diǎn)與坐標(biāo)軸（相鄰頂點(diǎn)與坐標(biāo)軸（X或或Y）所圍成的各梯形面積的）所圍成的各梯形面積的代數(shù)和代數(shù)和。 )()()()(211414434323321221yyxxyyxxyyxxyyxxP（)()()()(21314243132421yyxyyxyyxyyxP經(jīng)整理后：經(jīng)整理后：niiiiiiiniiiiiniiiiniiyxyxPyyxxPxxyPyyxP111111111111)

17、(21)( )(21)(21)(21寫成以下四種形式的通用公式：寫成以下四種形式的通用公式：4四、求積儀法 方法：沿邊線滾動一圈。方法：沿邊線滾動一圈。1 1、機(jī)械求積儀、機(jī)械求積儀(mechanical planimeter)(mechanical planimeter)2、電子求積儀 (electronic planimeter)u 功能：功能：可進(jìn)行面積、點(diǎn)的坐標(biāo)、周長等項(xiàng)目的量測?？蛇M(jìn)行面積、點(diǎn)的坐標(biāo)、周長等項(xiàng)目的量測。u 使用方法：使用方法：（1 1）在折線段，進(jìn)入點(diǎn)方式，采集始終點(diǎn)，共）在折線段，進(jìn)入點(diǎn)方式，采集始終點(diǎn)，共2 2點(diǎn)。點(diǎn)。（2 2）在圓弧段，進(jìn)入圓弧方式，采集始終點(diǎn)及

18、圓弧上一）在圓弧段，進(jìn)入圓弧方式，采集始終點(diǎn)及圓弧上一點(diǎn)，共點(diǎn)，共3 3點(diǎn)。點(diǎn)。（3 3）曲線段，進(jìn)入連續(xù)跟蹤進(jìn)入方式，描繪曲線形狀。）曲線段，進(jìn)入連續(xù)跟蹤進(jìn)入方式，描繪曲線形狀。 電子求積儀圖電子求積儀圖平整場地的土方量計(jì)算 一、方格網(wǎng)法平整成水平面時(shí)的步驟：一、方格網(wǎng)法平整成水平面時(shí)的步驟：1 1打方格。打方格。按精度要求和地形的不同，一般取按精度要求和地形的不同，一般取1010 10m10m、2020 20m20m、5050 50m50m。2 2根據(jù)等高線確定各方格頂點(diǎn)的高程。根據(jù)等高線確定各方格頂點(diǎn)的高程。（用內(nèi)（用內(nèi)插法）插法） 3 3計(jì)算設(shè)計(jì)高程。計(jì)算設(shè)計(jì)高程。（1 1）設(shè)計(jì)高程由設(shè)計(jì)單位定出，則無需計(jì)