測量培訓7講-地形圖應用

第7講地形圖的應用確定點的坐標、點與點之間的距離和直線間的夾角；確定直線的方位；確定點的高程和兩點間的高差；勾繪出集水線(山谷線)和分水線(山脊線)，標志洪水線和淹沒線；計算指定范圍的面積和體積，截取斷面，繪制斷面圖。§7.1地形圖的識讀(1)地形圖的圖廓外注記圖號、圖名、接圖表、比例尺、坐標系、使用圖式、等高距、測圖日期、測繪單位、圖廓線、坐標格網(wǎng)、三北方向線和坡度尺等，分布在東、南、西、北四面圖廓線外。1)圖號、圖名和接圖表圖號——統(tǒng)一分幅規(guī)則編號，圖名——圖內著名地名、最大村莊或突出地物、地貌名。圖號、圖名注記在北圖廓上方的中央。接圖表——北圖廓左上方，四鄰各圖號(或圖名)略圖。作用——便于查找到相鄰圖幅。圖號圖名接圖表2)比例尺南圖框外中央均注有數(shù)字比例尺，數(shù)字比例尺下方繪出圖示比例尺，1：500，1：1000和1：2000大比例尺地形圖，只注明數(shù)字比例尺，不注明直線比例尺。圖示比例尺數(shù)字比例尺3)經(jīng)緯度與坐標格網(wǎng)中小比例尺的梯形圖幅需標注地理坐標與高斯坐標。圖廓由上、下兩條緯線和左、右兩條經(jīng)線構成，1：1萬——經(jīng)差為3′45″，緯差為2′30″。地理坐標范圍——東經(jīng)113°03′45″~113°07′30″、北緯22°37′30″~22°40′00″。高斯平面直角坐標格網(wǎng)——x軸，y軸直線，間隔1km——公里格網(wǎng)。第一坐標縱線38404km，38——高斯投影統(tǒng)一3°帶帶號橫坐標值——404km－500km=－76km，位于38號帶中央子午線以西76km。第一坐標橫線為2504km——位于赤道以北約2504km處。經(jīng)緯線——確定各點地理坐標，直線真子午線方位角，公里格網(wǎng)——確定各點高斯平面坐標，直線坐標方位角。

4)三北方向線關系圖真子午線北方向，磁子午線北方向，高斯平面坐標+x軸方向。繪制在中、小比例尺圖東圖廓線坡度比例尺上方用于對圖上任一方向真方位角，磁方位角，坐標方位角，相互換算。

5)坡度尺地形圖上量測地面坡度傾角圖解工具。i——地面坡度，α——地面傾角，h——等高距，d——等高線平距，M——比例尺分母。分規(guī)量相鄰等高線平距，坡度尺上，分規(guī)兩針尖下對準底線，上對準曲線，在坡度尺上讀出地面傾角。

(2)1:5000~1:100萬比例尺地圖的梯形分幅和編號梯形分幅法——按經(jīng)緯線分幅，用于1:5000~1:100萬的中、小比例尺地圖的分幅；矩形分幅法——坐標格網(wǎng)分幅用于城市和工程建設1:500~1:2000大比例尺地圖分幅。

梯形分幅——國際分幅，國際統(tǒng)一規(guī)定經(jīng)線為圖東西邊界，統(tǒng)一規(guī)定緯線為圖南北邊界。因子午線向南北兩極收斂，整個圖幅呈梯形。1)1:100萬比例尺地圖的分幅和編號緯度從0°起，緯差4°，分別向南北兩極劃分22橫行，用字母A，B，……，V編號。經(jīng)度從180°起，經(jīng)差6°，自西向東劃分60縱列，用數(shù)字1，2，……，60編號。圖幅編號——“橫行字母－縱列數(shù)字”。2)1:50萬、1:25萬、1:10萬比例尺地圖的分幅和編號在1:100萬比例尺地圖分幅和編號基礎上進行，每幅1:100萬圖，按經(jīng)差3°、緯差2°劃分4幅1:50萬圖分別以A，B，C，D表示。北京某處所在的1:50萬的圖的編號為J-50-A。每幅1:100萬圖按經(jīng)差1°30′、緯差1°劃分為16幅1:25萬圖，分別以[1]，[2]，……，[16]表示。如北京某處所在的1:25萬的圖的編號為J-50-[2]。每幅1:100萬圖按經(jīng)差30′、緯差20′劃分為144幅1:10萬圖，分別以1，2，3，……，144表示。如北京某處所在的1:10萬圖幅編號為J-50-5。3)1:5萬、1:2.5萬、1:1萬比例尺地圖的分幅和編號在1:10萬比例尺圖的基礎上進行劃分與編號。

每幅1:10萬圖，劃分為4幅1:5萬圖，在1:10萬圖號后面寫上各自的代號A，B，C，D。如北京某處所在的1:5萬的圖幅為J-50-5-B。每幅1:5萬圖4等分，得1:2.5萬圖，分別以1，2，3，4編號。如北京某處所在1:2.5萬圖幅編號為J-50-5-B-2。每幅1:10萬圖，按其經(jīng)差和緯差作8等分，劃分64幅1:1萬圖，以(1)，(2)，……，(64)編號，如北京某處所在的1:1萬圖幅為J-50-5-(15)。4)1:5000比例尺地圖的分幅和編號按經(jīng)緯線分幅的1:5000地圖，在1:1萬圖的基礎上進行。每幅1:1萬圖分成4幅1:5000圖，分別在1:1萬圖號后寫上各自代號a，b，c，d作為編號。如北京某處所在1:5000梯形分幅圖號為J-50-5-(15)-a。(3)1:500~1:2000大比例尺地形圖的矩形分幅和編號采用50cm×50cm正方形分幅或50cm×40cm矩形分幅；根據(jù)需要，也可用其它規(guī)格的分幅；1:2000地形圖也可采用經(jīng)緯度統(tǒng)一分幅。地形圖編號采用圖廓西南角坐標公里數(shù)編號法，也可用流水編號法或行列編號法等，帶狀測區(qū)或小面積測區(qū)，可按測區(qū)統(tǒng)一順序進行編號。(4)地形圖的平面坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)1:1萬或更小比例尺圖，采用國家統(tǒng)一高斯平面坐標系，如“1754北京坐標系”或“1780西安坐標系”。城市地形圖一般用以通過城市中心某一子午線為中央子午線的任意帶高斯平面坐標系——城市獨立坐標系。高程系統(tǒng)用“1756年黃海高程系”或“1785國家高程基準”。地形圖的坐標系和高程系在南圖廓外左下方用文字說明。(5)地物與地貌的識別先熟悉測圖所用的地形圖圖式、規(guī)范和測圖日期。1)地物的識別了解地物大小種類、位置、分布情況。按先主后次的步驟，顧及取舍的內容與標準進行。先識別大的居民點、主要道路和用圖需要的地物，再擴大識別小居民點、次要道路、植被和其它地物。通過分析，對主、次地物的分布情況，主要地物的位置和大小形成較全面的了解。2)地貌的識別了解各種地貌分布和地面高低起伏狀況。根據(jù)基本地貌等高線特征和特殊地貌(如陡崖、沖溝等)符號進行。根據(jù)水系的江河、溪流找出山谷、山脊系列，識別山脊、山谷地貌分布情況。特殊地貌符號和等高線疏密，了解地貌分布和高低起伏情況。(6)測圖時間注明在南圖廓左下方，判斷地形圖的現(xiàn)勢性。(7)地形圖的精度1)圖上量距精度與比例尺有關。對于1:1萬比例尺圖，圖上小于0.1mm×10000=1m的實地距離分辨不出；對于1:1000比例尺地圖，圖上小于0.1mm×1000=0.1m的實地距離分辨不出。2)圖上平面位置精度城市大比例尺地形圖，地物點平面位置精度為地物點相對于鄰近圖根點的點位中誤差在圖上不超過0.5mm；鄰近地物點間距中誤差在圖上不超過0.4mm。2)圖上平面高程注記精度山地、高山地和設站施測困難的舊街坊內部，分別為0.75mm和0.6mm。城市建筑區(qū)和平坦地區(qū)鋪裝地面高程注記點相對于鄰近圖根點的高程中誤差不超過0.07m，一般地面不得超過0.15m。

在等高線地形圖上，根據(jù)相鄰等高線內插求得地面點相對于鄰近圖根點的高程中誤差，丘陵地區(qū)不超過1/2等高距，在山地不超過2/3等高距，高山地不超過1個等高距。

§7.2地形圖應用的基本內容(1)點位坐標的量測根據(jù)縱、橫坐標方格網(wǎng)從圖上求算點的坐標，求A點坐標，在圖上量出mA和pA的長度，乘以數(shù)字比例尺的分母M得實地水平距離，計算A點坐標x0，y0——A點所在方格西南角點坐標x0=2517100m，y0=38457200m。(2)兩點間的水平距離量測在圖紙上量取直線AB的距離，乘以數(shù)字比例尺的分母M。先量取A，B點坐標，用公式計算(3)直線坐標方位角的量測在圖紙上用量角器量取方位角。先量A，B點坐標，用公式計算(4)點位高程與兩點間坡度的量測點位于等高線上，點高程=等高線高程，否則比例內插法確定F點位于53m和54m等高線間過F點作與兩等高線垂直的直線。交兩根等高線于m,n點圖上量得距離mn=dmF=d1，等高距h，F(xiàn)點高程為(5)在圖上設計等坡線在山地或丘陵地區(qū)進行道路、管線設計時，要求在不超過某一坡度條件下選定一條最短路線從低地A點到高地B點定出限制坡度為i路線由坡度定義得將h=1m,M=1000,i=3.3%代入求得d=0.03m?！?.3圖形面積的量算透明方格紙法、平行線法、解析法、CAD法和求積儀法，只介紹CAD法和求積儀法。(1)CAD法1)多邊形面積的計算

待量取面積邊界為多邊形，已知各頂點的平面坐標，打開Windows記事本，每行數(shù)據(jù)按“點號,,y,x,0”輸入多邊形頂點坐標，以擴展名.dat存盤。①執(zhí)行CASS下拉菜單“繪圖處理/展野外測點點號”命令選擇前已創(chuàng)建的坐標文件，展繪多邊形頂點于AutoCAD繪圖區(qū)；②執(zhí)行多段線命令Pline，連接多邊形頂點為封閉多邊形；③執(zhí)行AutoCAD的面積命令Area計算封閉多邊形的面積。2)不規(guī)則圖形面積的計算用掃描儀掃描邊界圖形，獲得邊界圖形JPG格式圖像文件在AutoCAD執(zhí)行圖像命令Image將JPG格式圖像插入AutoCAD繪圖區(qū)，執(zhí)行對齊命令Align，校準圖像尺寸，執(zhí)行多段線命令Pline，沿圖像邊界描繪封閉多段線，執(zhí)行面積命令area計算封閉多段線的面積。(2)求積儀法專門用于圖上量算面積的儀器，操作簡便、速度快，適用于任意曲線圖形的面積量算，并能保證一定的精度。有機械求積儀和電子求積儀，介紹日本KOIZUMI(小泉)公司的KP-70N電子求積儀。在機械裝置動極、動極軸、跟蹤臂等的基礎上，增加了電子脈沖記數(shù)設備和微處理器，能自動顯示測量的面積，具有面積分塊測定后相加、相減多次測定取平均值，面積單位換算，比例尺設定功能。面積測量的相對誤差為2/1000。

§7.4工程建設中的地形圖應用(1)按指定方向繪制縱斷面圖道路、隧道、管線等工程設計時，需了解兩點之間的地面起伏情況。在地形圖上作A,B兩點連線，與各等高線相交，各交點高程為交點所在等高線的高程，A點至各交點平距在圖上用比例尺量得。在毫米方格紙上畫兩條相互垂直的軸線，橫軸——平距，縱軸——高程，在地形圖上量取A點至各交點及地形特征點的平距，將其轉繪到橫軸，以相應高程作縱坐標，到各交點在斷面的位置。連線點，得方向斷面圖。為更明顯表示地面高低起伏情況，高程比例尺一般比平距比例尺大5~20倍。

(2)確定匯水面積修筑道路需跨越河流或山谷時，應建造橋梁或涵洞，興修水庫必須筑壩攔水。橋梁、涵洞孔徑大小，水壩設計位置與壩高，水庫的蓄水量，需要根據(jù)匯集于本地區(qū)水流量確定。匯水面積——匯集水流量的面積。匯水面積邊界線由一系列的山脊線連接而成。①邊界線是經(jīng)過一系列山脊線、山頭和鞍部的曲線，在河谷的指定斷面(公路或水壩中心線)閉合。②邊界線(除公路段外)應與山脊線一致，與等高線垂直。(3)場地平整時的填挖邊界確定和土方量計算平整為水平場地，平整為傾斜面。

興修水庫必須筑壩攔水。1)平整為水平場地按挖填平衡原則平整為水平面。2)整理為傾斜面根據(jù)挖、填平衡原則，繪出設計傾斜面的等高線。有時要求所設計傾斜面必須包含某些不能改動高程點如已有道路中線高程點，永久性或大型建筑物的外墻地坪高程等。①確定設計等高線的平距過A，B點作直線，在AB直線比例內插求高程為54，53，52m各點位置，設計等高線應經(jīng)過AB直線上相應位置，如d，e，f，g…點。②確定設計等高線的方向在AB直線上比例內插出k