地形圖測繪與應(yīng)用培訓(xùn)講義圖文解析

第七章地形圖測繪與應(yīng)用地物——地面上人工或天然的構(gòu)造物。地貌——地面上高低起伏的形態(tài)。地形——地物和地貌的總和。地形圖(topographicmap)是按一定的比例尺(scale)，用規(guī)定的符號表示的地物、地貌平面位置和高程的正射投影(orthographicprojection)圖；或者說既有地物又有地貌的圖。平面圖是指只有地物沒有地貌的圖。第一節(jié)地形圖的基本知識一、地形圖的比例尺圖上的直線長度與地面上相應(yīng)線段的水平距離之比稱為比例尺。

105010203040m2cm1

500一般將數(shù)字比例尺化為分子為1，分母為一個比較大的整數(shù)M表示。M越大，比例尺的值就越??；M越小，比例尺的值就越大。1:500、1:1000、1:2000、1:5000的地形圖為大比例尺地形圖，1:1萬、1:2.5萬、1:5萬、1:10萬的地形圖為中比例尺地形圖，1:20萬、1:50萬、1:100萬的地形圖為小比例尺地形圖。我國規(guī)定1:1萬、1:2.5萬、1:5萬、1:10萬、1:20萬(現(xiàn)已為1:25萬)、1:50萬、1:100萬七種比例尺地形圖為國家基本比例尺地形圖。中比例尺地形圖系國家的基本地圖，由國家專業(yè)測繪部門負責(zé)測繪，目前均用航空攝影測量(aerialphotogrammertry)方法成圖，小比例尺地形圖一般由中比例尺地圖縮小編繪而成。城市和工程建設(shè)一般需要大比例尺地形圖，其中比例尺為1:500和1:1000的地形圖一般用平板儀、經(jīng)緯儀或全站儀等測繪；②圖示比例尺圖示比例尺繪制在數(shù)字比例尺的下方，其作用是便于用分規(guī)直接在圖上量取直線段的水平距離，同時還可以抵消在圖上量取長度時圖紙伸縮的影響。地形圖圖式(topographicmapsymbols)就是表示地物和地貌的符號和方法。我國當(dāng)前使用的、最新的大比例尺地形圖圖式是由國家測繪總局組織制定的、國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的、1996年5月1日開始實施的《1:5001:10001:2000地形圖圖式》(GB/T7929-1995)。地形圖圖式中的符號有三類：地物符號(featuresymbols)、地貌符號(geomorphysymbols)、注記符號(letteringsymbols)。二、地物的表示方法地物符號分比例符號、非比例符號和半比例符號。1)比例符號可以按測圖比例尺縮小，用規(guī)定符號畫出的地物符號稱為比例符號，如房屋、較寬的道路、稻田、花圃、湖泊等。2)非比例符號有些地物，如三角點、導(dǎo)線點、水準點、獨立樹、路燈、檢修井等，其輪廓較小，無法將其形狀和大小按照地形圖的比例尺繪到圖上，則不考慮其實際大小，而是采用規(guī)定的符號表示，這種符號稱為非比例符號。3)半依比例符號對于一些帶狀延伸地物，如小路、通訊線、管道、垣柵等，其長度可按比例縮繪，而寬度無法按比例表示的符號稱為半比例符號。(4)地物注記有些地物除了用相應(yīng)的符號表示外，對于地物的性質(zhì)、名稱等在圖上還需要用文字和數(shù)字加以注記，如房屋的結(jié)構(gòu)、層數(shù)、地名、路名、單位名、計曲線的高程、碎部點高程、獨立性地物的高程以及河流的水深、流速等。三、地貌符號1、等高線等高線是地面上高程相等的相鄰各點所連的閉合曲線。例如，當(dāng)水面高為70m時，曲線上任一點的高程均為70m；將這些水涯線垂直投影到水平面上，并按一定的比例尺縮繪在圖紙上，這就將小島用等高線表示在地形圖上了。2、等高距與等高線平距地形圖上相鄰兩條等高線間的高差，稱為等高距(contourinterval)。同一幅地形圖的等高距是相同的，因此地形圖的等高距也稱為基本等高距。大比例尺地形圖常用的基本等高距為0.5m、1m、2m、5m等。等高距越小，用等高線表示的地貌細部就越詳盡；等高距越大，地貌細部表示的越粗略。測繪地形圖時，要根據(jù)測圖比例尺、測區(qū)地面的坡度情況和按國家規(guī)范要求選擇合適的基本等高距，見表9-4。

等高線平距——相鄰兩條等高線之間的水平距離。平距越大，坡度越平緩，平距越小，坡度越陡。3、典型地貌的等高線典型地貌主要有：山頭和洼地、山脊和山谷、鞍部、陡崖和懸崖等。見圖所示。

1)山頭和洼地圖a、b分別表示山頭和洼地的等高線，它們都是一組閉合曲線，其區(qū)別在于：山頭的等高線由外圈向內(nèi)圈高程逐漸增加，洼地的等高線外圈向內(nèi)圈高程逐漸減小，這樣就可以根據(jù)高程注記區(qū)分山頭和洼地。也可以用示坡線來指示斜坡向下的方向。2)山脊和山谷山坡的坡度和走向發(fā)生改變時，在轉(zhuǎn)折處就會出現(xiàn)山脊或山谷地貌。山脊的等高線均向下坡方向凸出，兩側(cè)基本對稱。山脊線是山體延伸的最高棱線，也稱分水線。山谷的等高線均凸向高處，兩側(cè)也基本對稱。山谷線是谷底點的連線，也稱集水線。在土木工程規(guī)劃及設(shè)計中，要考慮地面的水流方向、分水線、集水線等問題。因此，山脊線和山谷線在地形圖測繪及應(yīng)用中具有重要的作用。3)鞍部

相鄰兩個山頭之間呈馬鞍形的低凹部分稱為鞍部。鞍部是山區(qū)道路選線的重要位置。鞍部左右兩側(cè)的等高線是近似對稱的兩組山脊線和兩組山谷線。

4)陡崖和懸崖

陡崖是坡度在70°以上的陡峭崖壁，有石質(zhì)和土質(zhì)之分。如果用等高線表示，將是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。懸崖上部的等高線投影到水平面時，與下部的等高線相交，下部凹進的等高線部分用虛線表示，如圖c所示。

4、等高線種類等高線又分為首曲線(intermediatecontour)、計曲線(indexcontour)和間曲線(half-intervalcontour)；1）首曲線：按基本等高距勾繪的等高線

2）計曲線：為方便地形圖的閱讀和計算,從零米起算，每隔四條首曲線加粗一條等高線，該等高線稱為計曲線。5、等高線特性：

1.同一等高線上各點高程相等。

2.等高線是閉合曲線，不在圖內(nèi)閉合，就在圖外閉合。

3.等高線一般不相交、不重疊，只有懸崖才能相交，陡壁才能重疊。

4.等高線與山脊線、山谷線成正交。

5.等高線越密，坡度越陡；反之越平緩。4、地形圖的圖外注記1)圖號、圖名和接圖表為了區(qū)別各幅地形圖所在的位置和拼接關(guān)系，每一幅地形圖都編有圖號和圖名。在圖的北圖廓左上方，畫有該幅圖四鄰各圖號(或圖名)的略圖，稱為接圖表。接圖表的作用是便于查找到相鄰的圖幅。2)比例尺對于1:500、1:1000和1:2000等大比例尺地形圖，一般只注明數(shù)字比例尺，不注明直線比例尺。3）經(jīng)緯度與坐標(biāo)格網(wǎng)梯形圖幅的圖廓是由上、下兩條緯線和左、右兩條經(jīng)線所構(gòu)成，經(jīng)差為3′45″，緯差為2′30″。圖中的方格網(wǎng)為平面直角坐標(biāo)格網(wǎng)，它是平行于以投影帶的中央子午線為x軸和以赤道為y軸的直線，其間隔通常是1km，也稱為公里格網(wǎng)。圖中的第一條坐標(biāo)縱線y為38404km，其中的38為高斯投影統(tǒng)一3°帶的帶號，其橫坐標(biāo)值應(yīng)為404km-500km=-96km，即位于38號帶中央子午線以西96km處。圖中第一條坐標(biāo)橫線x為2504km，則表示位于赤道以北2504km處。由經(jīng)緯線可以確定各點的地理坐標(biāo)和任一直線的真子午線方位角，由公里線格網(wǎng)可以確定各點的高斯平面坐標(biāo)和任一直線的坐標(biāo)方位角。我國領(lǐng)土所處的概略經(jīng)度范圍是東經(jīng)73°27′~東經(jīng)135°09′，根據(jù)(1-5)式和(1-9)式求得的統(tǒng)一6°帶投影與統(tǒng)一3°帶投影的帶號范圍分別為13~23，25~45?？梢?，在我國領(lǐng)土范圍內(nèi)，統(tǒng)一6°帶與統(tǒng)一3°帶的投影帶號不重復(fù)。4）三北方向線關(guān)系圖三北方向是指真子午線北方向N、磁子午線北方向和高斯平面坐標(biāo)系的縱軸方向+x。三個方向間的角度關(guān)系圖一般繪制在中、小比例尺圖的東圖廓線的坡度比例尺上方。如圖，利用該關(guān)系圖，可對圖上任一方向的真方位角、磁方位角和坐標(biāo)方位角三者之間進行相互換算。第二節(jié)地形圖的分幅與編號地圖的分幅方法有兩類：一類是按經(jīng)緯線分幅的梯形分幅(trapezoidmap-subdivision)法，它一般用于1:5000-1:100萬的中、小比例尺地圖的分幅；另一類是按坐標(biāo)格網(wǎng)分幅的矩形分隔(rectangularmap-subdivision)法，它一般用于城市和工程建設(shè)1:500-1:2000的大比例尺地圖的分幅。地圖的梯形分幅又稱國際分幅，由國際統(tǒng)一規(guī)定的經(jīng)線為圖的東西邊界，統(tǒng)一規(guī)定的緯線為圖的南北邊界。一、1：100萬地形圖的分幅編號：

按經(jīng)差6°，由180°經(jīng)線起算，自西向東，把地球分成60縱行，依次用1至60表示；緯差4°由赤道向北分為22橫行，依次用A至V表示，如G-47。橫行數(shù)=緯度/4°（取商的整數(shù)）+1

縱行數(shù)=30+經(jīng)度/6°（取商的整數(shù)）+1=經(jīng)度/6°+31二、1:50萬、1：25萬、1：10萬地形圖的分幅編號：

此三種比例尺地形圖的分幅和編號都是以1：100萬為基礎(chǔ)1：50萬的地形圖按經(jīng)差3°

，緯差2°分將一幅1：100萬圖幅為四幅1：50萬的地形圖，分別用序號A、B、C、D表示，如J-50-B1：25萬的地形圖按經(jīng)差1°30′，緯差1°分將一幅1：100萬圖幅為16幅1：25萬的地形圖，分別用序號[1]、[2]、[3]……[16]表示，如J-50-[8]1：10萬地形圖的分幅編號：

將1：100萬圖幅按經(jīng)差30′，

緯差20′分為144幅，分別

用序號1、2、3……144表示

1.查表法

2.計算法設(shè)某地經(jīng)緯度為

（λ，φ），其左上角的經(jīng)

緯度為（λ左上，φ左上），1：10萬的序號為X，則

X=[（φ左上-φ）/20′]×12+（λ-λ左上）/30′+1

φ左上=百萬分之一圖幅橫行號×4°

λ左上=（百萬分之一圖幅縱行號-31）×6°

三、1：5萬地形圖的分幅編號：

將1：10萬圖幅按經(jīng)差15′，

緯差10′分為4幅，分別

用A、B、C、D表示

如G-47-124-C

1：2.5萬地形圖的分幅編號：

將1：5萬圖幅按經(jīng)差7′30″，緯差5′分為4幅，分別用1、2、3、4表示，如G-47-124-C-21：1萬地形圖的分幅編號：

將1：10萬圖幅按經(jīng)差3′45″，緯差2′30″分為64幅，其編號是在1：10萬圖幅后面加上相應(yīng)的序號，如G-47-124-（25）y=[（φ左上-φ）/2.5′]×8+（λ-λ左上）/3.75′+1四、1：5000、1：2000地形圖的分幅編號1：5000地形圖按經(jīng)差1′52.5″，緯差1′15″將一幅1：1萬地形圖分為四幅1：5000地形圖，其編號是在1：1萬圖幅后面加上相應(yīng)的序號，用a、b、c、d表示，如J-50-72-（32）-a

1：2000地形圖按經(jīng)差37.5″，緯差25″將一幅1：5000地形圖分為9幅1：2000地形圖，其編號是在1：5000圖幅后面加上相應(yīng)的序號，用數(shù)字1、2、……

、9表示，如J-50-72-（32）-a-95、國家基本比例尺圖的分幅和編號1：50萬～1：5000的地形圖的分幅和編號均以1：100萬比例尺地形圖為基礎(chǔ)，采用行列編號方法，由其所在1：100萬地形圖比例尺的圖號、比例尺代碼和圖幅的行列號共計五個元素十位代碼組成。1993年3月開始實施。二、矩形分幅和編號《1:5001:10001:2000地形圖圖式》(GB/T7929-1995)規(guī)定：1:500-1:2000比例尺地形圖一般采用50×50cm正方形分幅或40×50cm矩形分幅；根據(jù)需要，也可以采用其它規(guī)格的分幅；1:2000地形圖也可以采用經(jīng)緯度統(tǒng)一分幅。地形圖編號一般采用圖廓西南角坐標(biāo)公里數(shù)編號法，也可選用流水編號法或行列編號法等。采用圖廓西南角坐標(biāo)公里數(shù)編號法時X坐標(biāo)在前，Y坐標(biāo)在后，1:500地形圖取至0.01km(如10.40-21.75)，1:1000、1:2000地形圖取至0.1km(如10.0-21.0)。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。第三節(jié)地形圖測繪方法

一、測圖前的準備工作

1、圖紙的準備

測繪地形圖使用的圖紙一般為繪圖紙和聚酯薄膜。

2、繪制坐標(biāo)網(wǎng)格

繪制方格網(wǎng)的方法有對角線法、坐標(biāo)格網(wǎng)尺法及使用AutoCAD繪制等。

圖上對角線誤差≤±0.2mm

3、展繪控制點

圖上誤差≤±0.3mm

二、碎部測量的方法1、地形點的選擇地形點：地物特征點和地貌特征點的總稱，也稱碎部點特征點：地物或地貌在平面方向上的轉(zhuǎn)折點或坡度變化點。對于地物的選擇，主要是選測決定地物形狀與大小的轉(zhuǎn)折點、交叉點、曲線上的變換點和獨立地物的中心點。對于地貌，主要應(yīng)選測最能反映地貌特征的山脊線和山谷線等特征線上，如山頂、山脊、山谷、鞍部等坡度變化處。2、經(jīng)緯儀測繪法

經(jīng)緯儀測繪法——利用經(jīng)緯儀測定碎部點的平面位置和高程，利用量角器把碎部點展繪在圖紙上。

一個測站的工作步驟：1.對中、量儀器高；2.定向（歸零）；3.立尺；4.讀數(shù)（讀水平度盤、豎盤及三絲讀數(shù)）；5.記錄；6.計算；7.展點。

測繪時，先測地物，后測地貌，由近到遠測量三、地物、地貌勾繪

1、地物描繪

地物在地形圖上表示的原則：凡能依比例表示的地物，應(yīng)將它們水平投影的幾何形狀相似地描繪到圖上，如房屋、河流、池塘等；對不能依比例描繪的地物應(yīng)用規(guī)定的符號表示在地物的中心位置上，如水井、獨立樹等。

2、地貌描繪

地貌在地形圖上用等高線表示，通常采用目估內(nèi)插法勾繪等高線勾繪時先繪計曲線，后繪首曲線第五節(jié)地形圖的拼接、檢查與整飾

一、地形圖的拼接

為了保證相鄰圖幅互相拼接，每一幅圖的四邊，均至少測出圖廓外５毫米至１厘米。

在測圖中地物錯開位置小于２毫米，等高線錯開在平地小于１／３等高距，山地小于一個等高距，則可取平均值。

二、地形圖的檢查

分自查和專職檢查

三、地形圖的整飾

整飾順序，按先圖內(nèi)后圖外、

先地物后地貌、先注記后符號的順序進行。

全站儀數(shù)字化測圖

數(shù)字化地形測量是以計算機磁盤為載體，以數(shù)字形式表達地形特征點的集合形態(tài)的數(shù)字地形圖。測圖方法和經(jīng)緯儀測圖大致相同，不同是可省略記錄和計算兩步，在野外只繪草圖。測圖步驟：

1、在測站上安置儀器，量儀高

2、設(shè)站

3、盤左位置定向

4、立尺

5、測定各碎部點坐標(biāo)和高程，并繪制草圖

6、在室內(nèi)利用繪圖軟件繪圖。第六節(jié)地形圖的應(yīng)用一、地形圖應(yīng)用的基本內(nèi)容1求圖上某點的平面坐標(biāo)2、確定圖上某直線的坐標(biāo)方位角1）、圖解法直接在圖上量取2）、解析法根據(jù)兩點的坐標(biāo)來計算3、確定圖上兩點間距離1）、圖解法直接在圖上量取2）、解析法根據(jù)兩點坐標(biāo)來計算4、確定圖上任一點的高程

1）.點在等高線上

2）.點不在等高線上

5、確定圖上直線的坡度

i=tanα=h/D

坡度一般用度或

百分率（千分率）表示

6、求地面坡度線

1）.求最大坡度線

2）.按限制坡度選定最短路線

D=h/i

7、繪制斷面圖

為了明顯反映地面的起伏情況一般斷面圖上的高程比例尺往往比水平距離比例尺大10-20倍8、確定匯水面積匯水面積是由庫壩與分水線所圍成，它是由壩的一端開始，沿著分水線（處處與等高線垂直）最后回到壩的另一端，形成一閉合曲線。9、計算庫容V1=1/2(S1+S2)h

V2=1/2(S2+S3)h

……………

Vn=1/3·S·h′

V=V1+V2+…第四節(jié)面積計算在各種工程建設(shè)中,往往需要測定某一地區(qū)或某一圖形的面積。例如，林業(yè)生產(chǎn)中，需要計算小班、林班以至林場的面積；農(nóng)田水利建設(shè)中需要計算水庫匯水面積，平整土地的面積；工業(yè)建設(shè)中需要計算廠區(qū)面積等。本節(jié)幾種常見的圖上量算面積的方法。一、幾何圖形法相應(yīng)圖形面積之比等于相應(yīng)比例尺分母平方之比。二、坐標(biāo)計算法

式中：A—面積

xi—第i點縱坐標(biāo)

yi—第I點橫坐標(biāo)

n—多邊形數(shù)

當(dāng)i=1時，i-1取n；當(dāng)i=n時，i+1取1三、模片法（一）、網(wǎng)格法（透明方格紙法）：A=（n整+1/2·n零）·a2·M2A—面積（m2）n整—整方格個數(shù)n零—零散方格個數(shù)a—方格邊長M—比例尺分母（二）平行線法A1=1/2（0+l1）·h·M2A2=1/2（0+l2）·h·M2……An+1=1/2（ln+0）·h·M2A=A1+A2+…+An+1=(l1+l1…+lN+1)·h·M2

四、求積儀法

求積儀分機械式和數(shù)字式

（一）機械求積儀

1.構(gòu)造：極臂、航臂（描跡臂）和計數(shù)機件三部分

2.求積儀的使用方法

分劃值——求積儀一個

分劃所代表的實地面積，

用C表示

S=C（n2-n1）

n2—終了讀數(shù)

n1—起始讀數(shù)

3.求積儀分劃值的測定

（二）、電子求積儀計算面積(1)打開電源:ON(2)選擇面積顯示單位:UNIT—1和UNIT—2(3)設(shè)定比例尺:如1:500500→SCALE→R—S(4)一次量測:START→AVER(5)平均值測量:START→MEMOSTART→MEMO--------------------START→MEMO→AVER(6)累加測量:A圖:START→HOLDB圖:HOLD→AVER(7)累加平均值測量:設(shè)要對A,B兩圖形累加,并取兩次平均值測量

A圖START→HOLD→B圖HOLD→MEMO→A圖START→HOLD→B圖HOLD→MEMO→AVER(8)單位換算當(dāng)面積測量結(jié)束,按AVER鍵后顯示面積,此時需要改變面積單位,則可按UNIT--1和UNIT--2鍵,顯示所需要的單位,再按AVER鍵,顯示單位改變后的面積值.二、應(yīng)用地形圖概算土（石）方常用的方法是方格法，其次有等高線法、斷面法（一）、方格法1、整理成某一高度的水平面要求將地面平整成水平面并考慮填挖平衡，步驟如下：1）.在地形圖上繪方格（一般邊長為10米或20米），求各方格頂點高程并標(biāo)注于相應(yīng)頂點的右上方，2）.計算設(shè)計高程設(shè)計高程H0=（H1+H2…+Hn

）/4n=（∑H角+

2∑H邊+3∑H拐+4∑H中）/4n∑H表示方格頂點的高程3）.計算填、挖高度并標(biāo)注于相應(yīng)方格頂點的左上方填、挖高度=地面高程-設(shè)計高程4）.計算填、挖方量V=S（∑D角/4+∑D邊/2+3∑D拐/4+∑D中）

∑D表示填或挖的高度

2、整理成一定坡度的傾斜面整理成規(guī)定坡度的水平面1）、繪制方格網(wǎng)方格的一邊應(yīng)與最大坡度方向一致，另一邊垂直于最大坡度方向2）、確定各方格網(wǎng)點的地面高程3）、計算各方格網(wǎng)點的設(shè)計高程

H設(shè)=H0+i0×D4）、計算各方格網(wǎng)點的填、挖高度5）、計算各方格填、挖方量的大小和總的填、挖方量（二）、等高線法

僅計算挖方時用等高線法：從場地設(shè)計高程的等高線開始，算出各等高線所包圍的面積，分別將相鄰兩條等高線所圍成面積的平均值乘以等高距，就是該兩條等高線平面間的土石方量，再求和即得到總的挖方量。