建筑工程測量：第九章-地形圖識讀與應用

第九章地形圖的識讀與應用第一節(jié)地形圖的分幅與編號第二節(jié)地形圖的識讀第三節(jié)地形圖的室內(nèi)應用第四節(jié)地形圖的野外應用第五節(jié)地形圖在工程中的應用第六節(jié)在地形圖上量算圖形面積地形圖的應用領域非常廣泛，如國土整治、資源勘測、城鄉(xiāng)建設（社會主義新農(nóng)村）、交通工程（車輛導航）、土地利用、環(huán)境保護、工程設計、礦藏采掘、河道整理等，可在地形圖上獲取詳細的地面現(xiàn)狀信息。在國防和科研方面，更具重要用途。數(shù)字化地形圖使地形圖在管理和使用上體現(xiàn)出圖紙地形圖所無法比擬的優(yōu)越性。本章主要介紹圖紙地形圖和數(shù)字地形圖的基本應用內(nèi)容。

地形圖的分幅：將一個測區(qū)按規(guī)定的圖幅大小，按一定的規(guī)則進行單位劃分，每一個單位為一個圖幅。地形圖的編號：為了區(qū)分不同的圖幅，按從左到右、從上到下的規(guī)則，給每幅圖一個編號。

1.地形圖分幅編號目的：便于測繪、管理與使用。

2.地形圖分幅方法：（1）梯形分幅法（國際分幅法）

按經(jīng)緯度分幅，圖幅呈梯形，用于中小比例尺圖分幅。（2）矩形分幅法

按坐標格網(wǎng)分幅，圖幅呈矩形或正方形，用于大比例尺圖分幅。第一節(jié)地形圖的分幅與編號?梯形分幅與編號

1)1：100萬比例尺圖的分幅與編號

按國際上的規(guī)定，1：100萬的世界地圖實行統(tǒng)一的分幅和編號。即自赤道向北或向南分別按緯差4°分成橫列，各列依次用A、B、…、V表示。自經(jīng)度180°開始起算，自西向東按經(jīng)差6°分成縱行，各行依次用1、2、…、60表示。

每一幅圖的編號由其所在的"橫列一縱行"的代號組成。例如某地的經(jīng)度為東經(jīng)117°54'18″，緯度為北緯39°56'12″，則其所在的1：100萬比例尺圖的圖號為J-50。

2)1：50萬、1：25萬、1：10萬比例尺圖的分幅和編號

在1：100萬的基礎上，按經(jīng)差3°、緯差2°將一幅地形圖分成四幅1：50萬地形圖，依次用A、B、C、D表示。

將一幅1：100萬的地形圖按照經(jīng)差1°30'緯差1°分成16幅1：25萬地形圖，依次用[1]、[2]、……[16]表示。

將一幅1：100萬的圖，按經(jīng)差30'，緯差20'分為144幅1：10萬的圖，依次用1、2、……、144表示。

3)1：5萬和1：2．5萬比例尺圖的分幅和編號

這兩種比例尺圖的分幅編號都是以1：10萬比例尺圖為基礎的，每幅1：10萬的圖，劃分成4幅1：5萬的圖，分別在1：10萬的圖號后寫上各自的代號A、B、C、D。每幅1：5萬的圖又可分為4幅1：2．5萬的圖，分別以1、2、3、4編號。

4)1：10000和1：5000比例尺圖的分幅編號1：10000和1：5000比例尺圖的分幅編號也是在1：10萬比例尺圖的基礎上進行的。每幅1：10萬的圖分為64幅1：10000的圖，分別以（1）、（2）、…、（64）表示。每幅1：10000的圖分為4幅1：5000的圖，分別在1：10000的圖號后面寫上各自的代號a、b、c、d。J50G015010J-5-14-(49)G641：10萬12′30″3′45″1：1萬J50F008005J-50-14-C-3F415′7′30″1：2.5萬J50E004003J-50-14-CE4110′15′1：5萬J50D002002J-50-14D1441：100萬120′30′1：10萬J50C001001J-50-A-aC411°1°30′1:25萬J50B001001J-50-AB412°3°1：50萬J50J-50114°6°1：100萬新偏號舊編號本幅數(shù)上幅數(shù)緯差經(jīng)差圖幅編號舉例比例尺代碼包含的圖幅數(shù)圖幅大小比例尺1：100萬至1：1萬地形圖分幅編號

新編號是由所在1∶100萬圖幅的編號、比例尺代碼和各圖幅行號列號共10位碼組成。即HGFEDCB代碼1：50001：100001：250001：500001：1000001：2500001：500000比例尺

新編號比例尺代碼

大比例尺地形圖通常采用矩形分幅法，圖幅大小有50×40cm（1:5000）與50×50cm兩種：

比例尺

圖幅尺寸

(cm)

實地面積

(km2)

1:5000圖幅內(nèi)分幅數(shù)

1:5000

50×40

5

1

1:2000

50×50

1

4

1:1000

50×50

0.25

16

1:500

50×50

0.0625

64

?矩形分幅與編號(1)圖幅西南角坐標公里數(shù)編號法(2)以1:5000編號為基礎后面加羅馬數(shù)字的編號法：如右圖以1:5000地形圖西南坐標公里數(shù)為基礎圖號，后面再加羅馬數(shù)字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組成。矩形分幅的編號法圖幅西南角坐標公里數(shù)x—y1:5000圖

坐標取至1km 如32-561:2000、1:1000圖

坐標取至0.1km 如32.0-56.01:500圖

坐標取至0.01km 如32.00-56.00圖幅西南角坐標公里數(shù)編號法舉例：?獨立地區(qū)測圖的特殊編號?數(shù)字順序編號法：帶狀測區(qū)或小面積測區(qū)，可按測區(qū)統(tǒng)一用順序進行標號，一般從左到右，從上到下用數(shù)字1，2，3，4，…編定，如圖所示，其中“新鎮(zhèn)-8”為測區(qū)新鎮(zhèn)的第8幅圖編號。?行列編號法：行列編號法的橫行是指以A、B、C、D、…編排，由上到下排列；縱列以數(shù)字1、2、3、…，從左到右排列來編排。編號是“行號-列號”，如圖所示，“C-4”為其中3行4列的一輻圖幅編號。

41

3

2Ⅱ-2-1Ⅲ-1-1Ⅰ-1-1Ⅳ-2-310099989796959493929190898887868584838281807978777675744727170696867666564636261605958575655545352515049484746454443424140393837363534333231302928272625242322212019181716151413121110987654321(a)1:10000Ⅱ-2-1(b)1:5000Ⅱ-2-1(1)(c)1:2000Ⅱ-2-1-[15](d)1:1000Ⅱ-2-1-731:500Ⅱ-2-1-73(4)32125242322211514131211543216789105km4km接圖表地形圖編號第二節(jié)地形圖的識讀

地形圖的識讀：判斷和識別地形圖上所有劃線、符號和注記的含義。地形圖的基本內(nèi)容主要包括：?數(shù)學要素——坐標系、投影方式、比例尺等?自然地理要素——地貌、水系、植被、土壤等?社會經(jīng)濟要素——居民、道路、經(jīng)濟文化、行政標志等?注記和整飾要素——圖名、圖號、測圖日期、測圖單位、采用的坐標系、高程系等

1.地形圖的圖外注記

（1）圖號、圖名和接圖表

圖號：圖的編號。

圖名：圖的名稱。

接圖表：該圖幅與四鄰圖幅的相互關(guān)系。

（2）比例尺

有數(shù)字比例尺或直線比例尺。

（3）圖廓、分度帶和坐標格網(wǎng)

圖廓：圖幅四周的范圍線。有內(nèi)圖廓和外圖廓之分。

內(nèi)圖廓是地形圖分幅時的坐標格網(wǎng)或經(jīng)緯線。內(nèi)圖廓四個角標注的數(shù)字是它的直角坐標值。圖內(nèi)的十字交叉線是坐標格網(wǎng)的交點。內(nèi)圖廓以內(nèi)的內(nèi)容是地形圖的主體信息，包括坐標格網(wǎng)和經(jīng)緯線、地貌符號、地物符號和注記。1:10000地形圖圖框形式

（4）三北方向線及坡度尺

三北方向：真子午線、磁子午線、坐標縱軸。坡度尺：地形圖上量測坡度的圖解。坡度尺用來量圖上兩點的地面坡度，用兩腳規(guī)在坡度尺圖上可量二條、三條、四條、五條及六條等高線線之間的坡度。h—等高距d—等高線平距M—比例尺分母圖框外的圖形與文字說明

（5）測圖時間、測圖方法、坐標系統(tǒng)、高程系統(tǒng)和圖式版本

測圖時間：測圖的年月日測圖方法：經(jīng)緯儀測圖、平板儀測圖、航測、數(shù)字測圖

坐標系統(tǒng)：1980國家大地坐標系、城市坐標系、獨立平面直角坐標系。（1954北京坐標系）

高程系統(tǒng)：1985國家高程基準、獨立測區(qū)假定高程。（1956黃海高程系）

圖式版本：每隔幾年會修訂一次，注意區(qū)分。

（6）測繪單位、測量員、繪圖員、檢查（校核）員簽名2.地物識讀

熟悉常用的地物符號及其表示方法，區(qū)分比例符號、半比例符號和非比例符號的不同，以及這些地物符號和地物注記的含義。地物的核心是居民地，從了解居民點入手，再了解與其相關(guān)的道路、河流、電力線、農(nóng)田等。

3.地貌識讀

掌握等高線的特性和種類，熟悉典型地貌符號，達到看懂整個地區(qū)地貌，例如，山頭、洼地、山脊、山谷、鞍部、峭壁等，以便能看懂整個地區(qū)地貌大致形態(tài)。從主要山頭、山梁入手，依據(jù)等高線識讀地勢高低起伏狀況，各種地貌的分布。地物符號(1)比例符號能將地物的形狀、大小和位置按比例尺縮小繪在圖上以表達輪廓特征的符號。這類符號一般是用實線或點線表示其外圍輪廓如房屋、湖泊、森林、農(nóng)田等。

(2)非比例符號一些具有特殊意義的地物，輪廓較小，不能按比例尺縮小繪在圖上時，就采用統(tǒng)一尺寸，用規(guī)定的符號來表示如三角點、水準點、煙囪、消防栓等。這類符號在圖上只能表示地物的中心位置，不能表示其形狀和大小。(3)半比例符號一些呈線狀延伸的地物，其長度能按比例縮繪，而寬度不能按比例縮繪，需用一定的符號表示的稱為半比例符號，也稱線狀符號如鐵路、公路、圍墻、通訊線等。半比例符號只能表示地物的位置(符號的中心線)和長度，不能表示寬度。有些地物除用相應的符號表示外，對于地物的性質(zhì)、名稱等還需要用文字或數(shù)字加以注記和說明，稱為地物注記，例如工廠、村莊的名稱，房屋的層數(shù)，河流的名稱、流向、深度，控制點的點號、高程等。需要指出的是，比例符號與半比例符號的使用界限是相對的。如公路、鐵路等地物，在1：500～1：2000比例尺地形圖上是用比例符號繪出的，但在l：5000比例尺以上的地形圖上是按半比例符號繪出的。同樣的情況也出現(xiàn)在比例符號與非比例符號之間?？傊?，測圖比例尺越大，用比例符號描繪的地物越多；比例尺越小，用非比例符號表示的地物越多。地貌符號地貌是指地面高低起伏的自然形態(tài)。地貌形態(tài)多種多樣，對于一個地區(qū)可按其起伏的變化分成以下四種地形類型：地勢起伏小，地面傾斜角一般在2°以下，比高一般不超過200m的，稱為平地；地面高低變化大，傾斜角一般在2°～6°，比高不超過150m的，稱為丘陵地；高低變化懸殊，傾斜角一般為6°～25°，比高一般在150m以上的，稱為山地；絕大多數(shù)傾斜角超過25°的，稱為高山地。圖上表示地貌的方法有多種，對于大、中比例尺地形圖主要采用等高線法。對于特殊地貌將采用特殊符號表示。等高線(1)等高線定義等高線是地面上相同高程的相鄰各點連成的閉合曲線，也就是設想水準面與地表面相交形成的閉合曲線。如圖所示，設想有一座高出水面的小山，與某一靜止的水面相交形成的水涯線為一閉合曲線，曲線的形狀隨小山與水面相交的位置而定，曲線上各點的高程相等。例如，當水面高為50m時，曲線上任一點的高程均為50m；若水位繼續(xù)升高至51m、52m，則水涯線的高程分別為51m、52m。將這些水涯線垂直投影到水平面H上，并按一定的比例尺縮繪在圖紙上，這就將小山用等高線表示在地形圖上了。這些等高線的形狀和高程，客觀地顯示了小山的空間形態(tài)。(2)等高線的特征通過研究等高線表示地貌的規(guī)律性，可以歸納出等高線的特征，它對于地貌的測繪和等高線的勾畫，以及正確使用地形圖都有很大幫助。①同一條等高線上各點的高程相等。②等高線是閉合曲線，不能中斷，如果不在同一幅圖內(nèi)閉合，則必定在相鄰的其他圖幅內(nèi)閉合。③等高線只有在絕壁或懸崖處才會重合或相交。④等高線經(jīng)過山脊或山谷時改變方向，因此山脊線與山谷線應和改變方向處的等高線的切線垂直相交⑤在同一幅地形圖上，等高線間隔是相同的。因此，等高線平距大表示地面坡度??；等高線平距小則表示地面坡度大；平距相等則坡度相同。傾斜平面的等高線是一組間距相等且平行的直線。(3)等高線的分類

地形圖中的等高線主要有首曲線和計曲線，有時也用間曲線和助曲線。

①首曲線首曲線也稱基本等高線，是指從高程基準面起算，按規(guī)定的基本等高距描繪的等高線稱首曲線，用寬度為0.15mm的細實線表示②計曲線計曲線從高程基準面起算，每隔四條基本等高線有一條加粗的等高線，稱為計曲線。為了讀圖方便，計曲線上也注出高程。

③間曲線和助曲線當基本等高線不足以顯示局部地貌特征時，按二分之一基本等高距所加繪的等高線，稱為間曲線（又稱半距等高線），用長虛線表示。按四分之一基本等高距所加繪的等高線，稱為助曲線，用短虛線表示。描繪時均可不閉合。（4）等高距與等高平距相鄰等高線之間的高差稱為等高距或等高線間隔，常以A表示。在同一幅地形圖上，等高距是相同的。相鄰等高線之間的水平距離稱為等高線平距，常以d表示。由于同一幅地形圖中等高距是相同的，所以等高線平距d的大小與地面的坡度有關(guān)。等高線平距越小，地面坡度越大；平距越大，則坡度越小；平距相等，則坡度相同。由此可見，根據(jù)地形圖上等高線的疏、密可判定地面坡度的緩、陡。對于同一比例尺測圖，選擇等高距過小，會成倍地增加測繪工作量。對于山區(qū)，有時會因等高線過密而影響地形圖的清晰。等高距的選擇，應該根據(jù)地形類型和比例尺大小，并按照相應的規(guī)范執(zhí)行。下表是大比例尺地形圖的基本等高距參考值。典型地貌的等高線地貌形態(tài)繁多，通過仔細研究和分析就會發(fā)現(xiàn)它們是由幾種典型的地貌綜合而成的。了解和熟悉用等高線表示典型地貌的特征，有助于識讀、應用和測繪地形圖。(1)山頭和洼地如圖1所示為山頭的等高線，圖2所示為洼地的等高線。山頭與洼地的等高線都是一組閉合曲線，但它們的高程注記不同。內(nèi)圈等高線的高程注記大于外圈者為山頭；反之，小于外圈者為洼地。也可以用示坡線表示山頭或洼地。示坡線是垂直于等高線的短線，用以指示坡度下降的方向（2）山脊和山谷山的最高部分為山頂，有尖頂、圓頂、平頂?shù)刃螒B(tài)，尖峭的山頂叫山峰。山頂向一個方向延伸的凸棱部分稱為山脊。山脊的最高點連線稱為山脊線。山脊等高線表現(xiàn)為一組凸向低處的曲線相鄰山脊之間的凹部是山谷。山谷中最低點的連線稱為山谷線，山谷等高線表現(xiàn)為一組凸向高處的曲線。在山脊上，雨水會以山脊線為分界線而流向山脊的兩側(cè)，所以山脊線又稱為分水線。在山谷中，雨水由兩側(cè)山坡匯集到谷底，然后沿山谷線流出，所以山谷線又稱為集水線。山脊線和山谷線合稱為地性線。(3)鞍部鞍部是相鄰兩山頭之間呈馬鞍形的低凹部位(圖中的S處)。它的左右兩側(cè)的等高線是對稱的兩組山脊線和兩組山谷線。鞍部等高線的特點是在一圈大的閉合曲線內(nèi)，套有兩組小的閉合曲線。(4)陡崖和懸崖陡崖是坡度在70°以上或為90°的陡峭崖壁，若用等高線表示將非常密集或重合為一條線，因此采用陡崖符號來表示，如圖(a)、(b)所示。懸崖是上部突出，下部凹進的陡崖。上部的等高線投影到水平面時，與下部的等高線相交，下部凹進的等高線用虛線表示，如圖(c)所示。識別上述典型地貌的等高線表示方法以后，進而能夠認識地形圖上用等高線表示的復雜地貌。1:25000地形圖西南角1.求點的坐標

如右圖，求P點的坐標。

（1）確定P點所在方格abcd；

（2）過P點作格網(wǎng)平行線交方格于m、n點和f、g點；

（3）量da、dm、dc、dg。則P點坐標為：第三節(jié)地形圖的室內(nèi)應用

l為方格邊長（10cm）M為測圖比例尺分母為了消除圖紙伸縮影響，采用下列公式：2.求點的高程

（1）點位在等高線上：高點的高程就是所在等高線的高程。

（2）點位不在等高線上：如右圖中P點，可通過P作一條大致垂直于兩相鄰等高線的線段mn，在圖上量出mn和mp的長度，則P點的高程為:式中，hmn=1m，為本圖幅的等高距。設dmp=3.5mm，dmn

=7.0mm，則hmp

=(3.5/7.0)·1＝0.5m

HP

=65+0.5=65.5m?實際工作中，常用目估法確定高程。3.求圖上兩點間的水平距離（實地）

（1）解析法：已知A、B兩點的坐標如圖所示，欲求A、B兩點間的水平距離，則A、B兩點水平距離為：

（2）圖解法：

1）量取圖上兩點間的長度，乘以比例尺分母。2）用三棱尺量取圖上兩點間的實地水平距離。3）用分規(guī)量取兩點間的長度，在直線比例尺上讀取實地距離。4.求圖上兩點間的曲線距離

（1）線繩法

（2）曲線儀法5.確定圖上直線的坐標方位角

（1）解析法：如圖所示，已知A、B兩點的坐標，欲求直線AB的坐標方位角，則：

（2）圖解法：

用量角器量取。注意方法6.確定圖上兩點間的坡度和傾斜角

（1）解析法：如圖所示，已知A、B兩點的高差和水平距離，欲求A、B兩點間的坡度和傾斜角，則：

（2）圖解法用分規(guī)在圖上坡度尺上直接量取。?坡度表示方法：百分比、千分率、角度（傾斜角）。第四節(jié)地形圖的野外應用

在工程建設和資源調(diào)查過程中，如工廠選址、實地選線、土壤調(diào)查、土地利用現(xiàn)狀調(diào)查和土地利用規(guī)劃、設計、施工放樣等，需要將地形圖進行實地判讀。包括定向和定位。

1.準備工作：器材準備，資料準備，技術(shù)準備。

2.地形圖的定向地形圖定向就是使地形圖上的東南西北與實地的方向一致，就是使圖上線段與地面上的相應線段平行或重合。b.用直長線狀地物定向a.用羅盤儀定向

首先，確定站立點在圖上的位置（圖中橋的一頭），然后，根據(jù)方位物(三角點、獨立樹、水塔、煙囪、道路交點、橋涵等)進行地形圖定向。做法是先將直尺貼放在圖上的站點和某一方位物的連線上，然后轉(zhuǎn)動地形圖，當直尺照準線通過地面的相應方位物（圖中三角點）時，則地形圖已定向好。c.按方位物定向3.確定站立點在圖上的位置

(1)根據(jù)景物判定法如圖所示，用現(xiàn)地對照的方法，比較站點四周明顯地形特征點在圖上的位置，再依它們與站立點的關(guān)系來確定站點在圖上的位置。

(2)側(cè)方交會法

若站點位于線狀地物（如道路、堤壩、渠道、陡坎等）上或在過兩明顯特征點的直線上，這時先按線狀地物標定地形圖方向。然后，在該線狀地物側(cè)翼找一個圖上和實地都能辨認的明顯地物，如圖所示，在圖上該地物點中心插一大頭針，將直尺緊靠大頭針并瞄準該地物點，沿直尺邊緣用鉛筆畫直線，它與線狀符號的交點即為站點在圖上的位置。

(3)后方交會法

用羅盤儀標定地形圖方向，選擇圖上和實地都有的2個或3個同名目標，在圖上目標定位點上豎插一根大頭針，使直尺緊靠大頭針轉(zhuǎn)動，照準實地同名目標，向后繪方向線，用同樣方法照準其他目標，畫方向線，其交點就是站點的圖上位置，如右圖：

還有一種后方交會法，即用透明紙后方交會法，首先在站點上置平圖板，在圖板上放一張透明紙，在透明紙上，由站點向三個地面目標描繪方向線。然后，將透蒙在圖紙上，轉(zhuǎn)動透明紙，使三條方向均通過圖上的對應目標點，此時將透明紙上的站點用針剌到圖上，此點就是所求站立點輞上的位置。第五節(jié)地形圖在工程中的應用1.按限定坡度選最短路線1:1000比例尺地形圖，要求從A開始，在圖上選一條坡度不超過+8℅的最短路線，終點為B點。

已知地形圖等高距為1m，因此路線在相鄰等高線間最短水平距為

在1:1000圖上即d=12.5/1000=12.5mm，以A點為圓心，12.5mm為半徑劃引弧交于39m等高線的1和1‘，同法進行直至B點。由于B點高程為45.56m，與7或7′點所在等高線高程之差為0.56m，則所需最短距離是

，相應圖上距離為7mm，而圖上7′B與7B量得距離都大于最短距離7mm，因此，這兩條路均符合要求，但最后須到實地勘查確定。

用橫軸表示水平距離，比例尺為1:1000—1:2000

用縱軸表示點的高程，比例尺為1:50—1:200

一般地，縱軸比例尺比橫軸比例尺大10或20倍。2.根據(jù)地形圖繪制指