第九章 地形圖的應(yīng)用

1、第九章 地形圖的應(yīng)用大比例尺地形圖是建筑工程規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工中的重要地形資料。特別是在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，不僅要以地形圖為底圖，進(jìn)行總平面的布設(shè)，而且還要根據(jù)需要，在地形圖上進(jìn)行一定的量算工作，以便因地制宜地進(jìn)行合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。9.1  地形圖的分幅和編號(hào) 為了便于管理和使用地形圖，需要將各種比例尺的地形圖進(jìn)行統(tǒng)一的分幅和編號(hào)。一類是按經(jīng)緯線分幅的梯形分幅法(又稱為國(guó)際分幅)，另一類是按坐標(biāo)格網(wǎng)分幅的矩形分幅法。 一、地形圍的梯形分幅與編號(hào) 1、1：1000000比例尺圖的分幅與編號(hào) 按國(guó)際上的規(guī)定，1：1000000的世界地圖實(shí)行統(tǒng)一的分幅和編號(hào)。即白赤道向北或向南分別按緯差4°

2、;分成橫列，各列依次用A、BV表示。自經(jīng)度180°開(kāi)始起算，自西向東按經(jīng)差6°分成縱行，各行依次用l、260表示。每一幅圖的編號(hào)由其所在的“橫列一縱行”的代號(hào)組成。例如北京某地的經(jīng)度為東經(jīng)118°2420，緯度為39°5630，則所在的1：1000000比例尺圖的圖號(hào)為J50。 2、1：100000比例尺圖的分幅和編號(hào) 將一幅1：1000000的圖，按經(jīng)差30，緯差20分為144幅1：100000的圖。 3、1：50000、1：25000、1：10000圖的分幅和編號(hào) 這三種比例尺圖的分幅編號(hào)都是以1：100000比例尺因?yàn)榛A(chǔ)的。每幅1：100000的

3、圖，劃分成4幅1：50000的圖，分別在1：100000的圖號(hào)后寫(xiě)上各自的代號(hào)A、B、C、D。每幅1：50000的圖又可分為4幅1：250000的圖，分別以1、2、3、4編號(hào)。每幅1：100000圖分為64幅1：10000的圖，分別以(1)、(2)、(64)表示。 4、1：5000和l: 2000比例尺圖的分幅編號(hào) 1：5000和1：2000比例尺圖的分幅編號(hào)是在1：10000圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。每幅1：10000 的圖分為4幅1：5000的圖，分別在1：10000的圖號(hào)后面寫(xiě)上各自的代號(hào)a、b、c、d。每幅1：5000的因又分成9幅1：2000的圖，分別以l、2、9表示，圖幅的大小及編 二、地

4、形圖的矩形分幅與編號(hào) 大比例尺地形圖大多采用矩形分幅法，它是按統(tǒng)一的直角坐標(biāo)格網(wǎng)劃分的。采用矩形分幅時(shí)，大比例尺地形圖的編號(hào)，一般采用圖幅西南角坐標(biāo)公里數(shù)編號(hào)法。其西南角的坐標(biāo)X35300km，y5310km，所以其編號(hào)為“35300531.0”。編號(hào)時(shí)，比例尺為1：500地形圖，坐標(biāo)值取至001km，而1：1000、1：2000地形圖取至01km。 某些工礦企業(yè)和城鎮(zhèn)，面積較大，而且測(cè)繪有幾種不同比例尺的地形圖，編號(hào)時(shí)是以1：5000比例尺圖為基礎(chǔ)，并作為包括在本圖幅中的較大比例尺圖幅的基本圖號(hào)。例如，某1：5000圖幅西南角的坐標(biāo)值x20km，y10km，則其圖幅編號(hào)為“2010”。這個(gè)圖

5、號(hào)將作為該圖幅中的較大比例尺所有圖幅的基本圖號(hào)。也就是在1：5000圖號(hào)的末尾分別加上羅馬字、，就是1：2千比例尺圖幅的編號(hào)。同樣，在1：2000圖幅編號(hào)的末尾分別再加上、，就是1：1000圖幅的編號(hào)，在1：1000比例尺的圖號(hào)末尾再加上、，就是1：500圖幅的編號(hào)。9.2  地形圖的閱讀一、圖名和圖號(hào) 圖名即本幅圖的名稱，是以所在圖幅內(nèi)最著名的地名、廠礦企業(yè)和村莊的名稱來(lái)命名的。為了區(qū)別各幅地形圖所在的位置關(guān)系，每幅地形圖上都編有圖號(hào)。圖號(hào)是根據(jù)地形圖分幅和編號(hào)方法編定的，并把它標(biāo)注在北圖廓上方的中央。 二、接圖表 說(shuō)明本圖幅與相鄰圖幅的關(guān)系，供索取相鄰圖幅時(shí)用。通常是中間一格畫(huà)有

6、斜線的代 表本圖幅，四鄰分別注明相應(yīng)的圖號(hào)(或圖名)，并繪注在圖廓的左上方(見(jiàn)圖71)。在 中比例尺各種圖上，除了接圖表以外，還把相鄰圖幅的圖號(hào)分別注在東、西、南、北圖廓 線中間，進(jìn)一步表明與四鄰圖幅的相互關(guān)系。 三、圖廓 圖廓是地形圖的邊界，矩形圖幅只有內(nèi)、外圖廓之分。內(nèi)圖廓就是坐標(biāo)格網(wǎng)線，也是圖幅的邊界線。在內(nèi)圖廓外四角處注有坐標(biāo)值，并在內(nèi)廓線內(nèi)側(cè)，每隔10cm繪有5mm的短線，表示坐標(biāo)格網(wǎng)線的位置。在圖幅內(nèi)繪有每隔10cm的坐標(biāo)格網(wǎng)交叉點(diǎn)。外圖廓是最外邊的粗線。 在城市規(guī)劃以及給排水線路等設(shè)計(jì)工作中，有時(shí)需用1：10000或1：25000的地形圖。這種圖的圖廓有內(nèi)圖廓、分圖廓和外圖廓之分

7、。內(nèi)圖廓是經(jīng)線和緯線，也是該圖幅的邊界線。內(nèi)、外圖廓之間為分圖廓，它繪成為若干段黑白相問(wèn)的線條，每段黑線或白線的長(zhǎng)度，表示實(shí)地經(jīng)差或緯差1。分度廓與內(nèi)圖廓之間，注記了以公里為單位的平面直角坐標(biāo)值。 四、三北方向關(guān)系圖 在中、小比例尺圖的南圖廓線的右下方，還繪有真子午線、磁子午線和坐標(biāo)縱軸(中央子午線)方向這三者之間的角度關(guān)系，稱為三北方向圖。利用該關(guān)系圖，可對(duì)圖上任一方向的真方位角、磁方位角和坐標(biāo)方位角三者間作相互換算。此外，在南、北內(nèi)固廓線上，還繪有標(biāo)志點(diǎn)P和P，該兩點(diǎn)的連線即為該圖幅的磁于午線方向，有了它利用羅盤(pán)可將地形圖進(jìn)行實(shí)地定向。五、 地形圖的識(shí)讀為了正確地應(yīng)用地形圖，首先

8、要能看懂地形圖。地形圖是用各種規(guī)定的符號(hào)和注記表示地物、地貌及其它有關(guān)資料。通過(guò)對(duì)這些符號(hào)和注記的識(shí)讀，可使地形圖成為展現(xiàn)在人們面前的實(shí)地立體模型，以判斷其相互關(guān)系和自然形態(tài)這就是地形圖識(shí)讀的主要目的。 一、圖外注記識(shí)讀 首先了解測(cè)圖的年月和測(cè)繪單位，以判定地形圖的新舊；然后了解圖的比例尺、坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)和基本等高距以及圖幅范圍和接圖表。 二、地物識(shí)讀 三、地貌識(shí)讀 在識(shí)讀地形圖時(shí)，還應(yīng)注意地面上的地物和地貌不是成不變的。由于城鄉(xiāng)建設(shè)事業(yè)的迅速發(fā)展，地面上的地物、地貌也隨之發(fā)生變化，因此，在應(yīng)用地形圖進(jìn)行規(guī)劃以及解決工程設(shè)計(jì)和施工中的各種問(wèn)題時(shí)，除了細(xì)致地識(shí)讀地形圖外，還需進(jìn)行實(shí)地勘察，以

9、便對(duì)建設(shè)用地作全面正確地了解。9、3 用圖的基本內(nèi)容一、求圖上某點(diǎn)的坐標(biāo)和高程 1確定點(diǎn)的坐標(biāo) 1:1000 欲確定圖上多點(diǎn)的坐標(biāo)，首先根據(jù)固廓坐標(biāo)注記和點(diǎn)多的圖上位置，繪出坐標(biāo)方格，再按比例尺量取長(zhǎng)度。但是，由于圖紙會(huì)產(chǎn)生伸縮，使方格邊長(zhǎng)往往不等于理論長(zhǎng)度。為了使求得的坐標(biāo)值精確，可采用乘伸縮系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。 2確定點(diǎn)的高程 在地形圖上的任一點(diǎn)，可以根據(jù)等高線及高程標(biāo)記確定其高程。如果所求點(diǎn)不在等高線上，則作條大致垂直于相鄰等高線的線段，量取其線段的長(zhǎng)度，按比例內(nèi)插求得。在圖上求某點(diǎn)的高程時(shí)，通常可以根據(jù)相鄰兩等高線的高程目估確定。因此，其高程精度低于等高線本身的精度。規(guī)范中規(guī)定，在

10、平坦地區(qū)，等高線的高程中誤差不應(yīng)超過(guò)l3等高距，丘陵地區(qū)，不應(yīng)超過(guò)12等高距；山區(qū)，不應(yīng)超過(guò)一個(gè)等高距。由此可見(jiàn)，如果等高距為1m，則平坦地區(qū)等高線本身的高程誤差允許到0.3m、丘陵地區(qū)為0.5m，山區(qū)可達(dá)1m。所以，用目估確定點(diǎn)的高程是允許的。 二、確定圖上直線的長(zhǎng)度、坐標(biāo)方位角及坡度 1確定圖上直線的長(zhǎng)度 (1)直接量測(cè) 用卡規(guī)在圖上直接卡出線段長(zhǎng)度，再與圖示比例尺比量，即可得其水平距離。也可以用毫米尺量取圖上長(zhǎng)度并按比例尺換算為水平距離，但后者受圖紙伸縮的影響。 (2)根據(jù)兩點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算水平距離 當(dāng)距離較長(zhǎng)時(shí)，為了消除圖紙變形的影響以提高精度，可用兩點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算距離。 2求某直線的坐標(biāo)方

11、位角 (1)圖解法 如圖93，求宜線BC的坐標(biāo)方位角時(shí)，可先過(guò)B、C兩點(diǎn)精確地作平行于坐標(biāo)格網(wǎng)縱線的直線，然后用量角器量測(cè)BC的坐標(biāo)方位角。同一直線的正、反坐標(biāo)方位角之差應(yīng)為 180。 (2)解析法 先求出B、C兩點(diǎn)的坐標(biāo)，然后再按下式計(jì)算BC的坐標(biāo)方位角，當(dāng)直線較長(zhǎng)時(shí)，解析法可取得較好的結(jié)果。 3確定直線的坡度 設(shè)地面兩點(diǎn)間的水平距離為D，高差為h,而高差與水平距離之比稱為坡度，以i表示，常以百分率或千分率表示。如果兩點(diǎn)問(wèn)的距離較長(zhǎng)，中間通過(guò)疏密不等的等高線，則上式所求地面坡度為兩點(diǎn)間的平均坡度。 三、 按一定方向繪制縱斷面圖在各種線路工程設(shè)計(jì)中，為了進(jìn)行填挖方量的概算，以及合理地確定線路的

12、縱坡，都需要了解沿線路方向的地面起伏情況，為此，常需利用地形圖繪制沿指定方向的縱斷面圖。 欲沿MN方向繪制斷面圖，可在繪圖紙或方格紙上繪制MN水平線，過(guò)M射點(diǎn)作MN的垂線作為高程軸線。然后在地形圖上用卡規(guī)自M點(diǎn)分別卡出M點(diǎn)至各點(diǎn)的距離，并分別在圖上自M點(diǎn)沿MN方向截出相應(yīng)的點(diǎn)。再在地形圖上讀取各點(diǎn)的高程，按高程軸線向上畫(huà)出相應(yīng)的垂線。最后，用光滑的曲線將各高程線頂點(diǎn)連接起來(lái)，即得MN方向的斷面圖。 斷面過(guò)山脊、山頂或山谷處的高程變化點(diǎn)的高程，可用比例內(nèi)插法求得。繪制斷面圖時(shí)，高程比例尺比水平比例尺大10至20倍是為了使地面的起伏變化更加明顯。如，水平比例尺是1：2000，高程比例尺為1：200

13、。四、 按限制坡度在地形圖上選線在道路、管線、渠道等工程設(shè)計(jì)時(shí)，都要求線路在不超過(guò)某一限制坡度的條件下，選擇一條最短路線或等坡度線。 設(shè)從公路上的A點(diǎn)到高地B點(diǎn)要選擇一條公路線，要求其坡度不大于5(限制坡度)。設(shè)計(jì)用的地形圖比例尺為1：2000，等高距為1m。為了滿足限制坡度的要求，根據(jù)計(jì)算出該路線經(jīng)過(guò)相鄰等高線之間的最小水平距離D于是，以A點(diǎn)為圓心，以D為半徑畫(huà)弧交等高線于點(diǎn)1，再以點(diǎn)1為圓心，以D為半徑畫(huà)弧，交等高線于點(diǎn)2，依此類推，直到B點(diǎn)附近為止。然后連接A、l、2B，便在圖上得到符合限制坡度的路線。這只是A到B的路線之一，為了便于選線比較，還需另選一條路線，同時(shí)考慮其它因素

14、·，如少占農(nóng)田，建筑費(fèi)用最少，避開(kāi)塌方或崩裂地帶等，以便確定路線的最佳方案。 如遇等高線之間的平距大于1cm，以1cm為半徑的圓弧將不會(huì)與等高線相交。這說(shuō)明坡度小于限制坡度。在這種情況下，路線方向可按最短距離繪出。  五、 確定匯水面積 修筑道路時(shí)有時(shí)要跨越河流或山谷，這時(shí)就必須建橋梁或涵洞；興修水庫(kù)必須筑壩攔水。而橋梁、涵洞孔徑的大小，水壩的設(shè)計(jì)位置與壩高，水庫(kù)的蓄水量等，都要根據(jù)匯集于這個(gè)地區(qū)的水流量來(lái)確定。匯集水流量的面積稱為匯水面積。 由于雨水是沿山脊線(分水線)向兩側(cè)山坡分流，所以匯水面積的邊界線是由一系列的山脊線連接而成的。條公路經(jīng)過(guò)山谷，擬在m處架橋或修涵洞，

15、其孔徑大小應(yīng)根據(jù)流經(jīng)該處的流水量決定，而流水量又與山谷的匯水面積有關(guān)。量測(cè)該面積的大小，再結(jié)合氣象水文資料，便可進(jìn)一步確定流經(jīng)公路M處的水量，從而對(duì)橋梁或涵洞的孔徑設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 確定匯水面積的邊界線時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1邊界線(除公路段外)應(yīng)與山脊線致，且與等高線垂直； 2邊界線是經(jīng)過(guò)一系列的山脊線、山頭和鞍部的曲線，并與河谷的指定斷面(公路或 水壩的中心線)閉合。 9.4面積測(cè)定 在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，常需要在地形固上量算一定輪廓范圍內(nèi)的面積。下面介紹幾種常用方法 一、透明方格紙法 要計(jì)算曲線內(nèi)的面積，先將毫米透明方格紙覆蓋在圖形上，數(shù)出圖形內(nèi)完整的方格數(shù)和不完整的方格數(shù)，則面積可按下式計(jì)算 二

16、、平行線法 將繪有等距平行線的透明紙覆蓋在圖形上，使兩條平行線與圖形邊緣相切，則相鄰兩平行線間截割的圖形面積可近似視為梯形。梯形的高為平行線間距A，圖形截割各平行線的長(zhǎng)度，則各梯形面積分別為： 三、解析法 如果圖形為任意多邊形，且各頂點(diǎn)的坐標(biāo)已在圖上量出或已在實(shí)地測(cè)定，可利用各點(diǎn) 坐標(biāo)以解析法計(jì)算面積。 D4D3D1D21312四、求積儀法 求積僅是一種專門(mén)供圖上量算面積的儀器，其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、速度快、適用于任意 曲線圖形的面積量算，且能保證一定的精度。 電子求積儀 電子求積儀是采用集成電路制造的一種新型求積儀。性能優(yōu)越，可靠性好，操作簡(jiǎn)便。9、5 平整土地中的土石方估算 在各種工程建設(shè)中，

17、除對(duì)建筑物要作合理的平面布置外，往往還要對(duì)原地貌作必要的改造，以便適于布置各類建筑物，排除地面水以及滿足交通運(yùn)輸和敷設(shè)地下管線等。這種地貌改造稱之為平整土地。 在平整土地工作中，常需預(yù)算土、石方的工程量，即利用地形圖進(jìn)行填挖土(石)方量的概算。其方法有多種，其中方格法(或設(shè)計(jì)等高線法)是應(yīng)用最廣泛的一種。下面分兩種情況介紹該方法。 一、要求平整成水平面 假設(shè)要求將原地貌按挖填土方量平衡的原則改造成平面，其步驟如下： 1在地形圖圖上繪方格網(wǎng) 在地形圖上擬建場(chǎng)地內(nèi)繪制方格網(wǎng)。方格網(wǎng)的大小取決于地形復(fù)雜程度，地形圖比例尺大小，以及土方概算的精度要求。例如在設(shè)計(jì)階段采用1：5百的地形圖時(shí)，根據(jù)地形復(fù)雜

18、情況，一般邊長(zhǎng)為10m或20m。方格網(wǎng)繪制完后，根據(jù)地形圖上的等高線，用內(nèi)插法求出每一方格頂點(diǎn)的地面高程，并注記在相應(yīng)方格頂點(diǎn)的右上方。 2計(jì)算設(shè)計(jì)高程 先將每一方格頂點(diǎn)的高程加起來(lái)除以4，得到各方格的平均高程，再把每個(gè)方格的平均高程相加除以方格總數(shù)，就得到設(shè)計(jì)高程H。 3計(jì)算挖、填高度 根據(jù)設(shè)計(jì)高程和方格頂點(diǎn)的高程，可以計(jì)算出每一方格頂點(diǎn)的挖、填高度，即： 挖、填高度 = 地面高程一設(shè)計(jì)高程 將圖中各方格頂點(diǎn)的挖、填高度寫(xiě)于相應(yīng)方格頂點(diǎn)的左上方。正號(hào)為挖深，負(fù)號(hào)為填高 4計(jì)算挖、填土方量 挖、旗土方量可按角點(diǎn)、邊點(diǎn)、拐點(diǎn)和中點(diǎn)分別按下式列表計(jì)算。設(shè)每一方格面積為400m2，計(jì)算的設(shè)計(jì)高程是252m，每一方格的挖深或填高數(shù)據(jù)已分別計(jì)算出，并已注記在相應(yīng)方格頂點(diǎn)的左上方。于是，可分別計(jì)算出挖方量和填方量。從計(jì)算結(jié)果可以看出，挖方量和填方量是相等的，滿足