《地形圖知識與測繪》課件

地形圖知識與測繪地形圖是反映地表地貌特征的地理圖,通過合理的制圖方法和手段,準(zhǔn)確地表現(xiàn)地表的各種形態(tài)、高低起伏、坡度、水系等特征,為國家建設(shè)和國防事業(yè)提供基礎(chǔ)性地理信息。目錄1地形圖概述介紹地形圖的定義、特點(diǎn)和作用。2地形圖分類按比例尺、內(nèi)容和用途對地形圖進(jìn)行分類。3等高線與地勢表述探討等高線如何表達(dá)地形的起伏變化。4地形圖上的要素介紹地形圖上包含的各種地理要素。地形圖概述地形圖是反映地表三維空間形態(tài)的平面二維圖像。它能準(zhǔn)確地描述地形的高度、坡度、走向等特征,是測繪和地理學(xué)重要的基礎(chǔ)性文獻(xiàn)。地形圖廣泛應(yīng)用于軍事、交通、城鄉(xiāng)規(guī)劃、資源勘探等諸多領(lǐng)域。制作地形圖需要運(yùn)用多種測繪技術(shù),如航測、GPS、全站儀等,以獲取地形數(shù)據(jù)。數(shù)字化處理、遙感分析等新技術(shù)的應(yīng)用也不斷推動地形圖制圖水平的提高。地形圖分類等高線地形圖以等高線表示地表起伏的地形圖,是最常見的地形圖類型。等高線反映地面的高低起伏變化。坡度地形圖用不同顏色表示不同坡度的地形圖,可以清楚地反映地面的坡度變化。航測地形圖利用航空攝影測量技術(shù)制作的地形圖,能反映地表的實(shí)際細(xì)節(jié)。精度較高,但制作成本也較高。地貌地形圖采用地貌符號表示各種地形要素的地圖,能夠直觀地反映地表的地貌特征。等高線與地勢表述等高線的定義等高線是連接地表上同等海拔高度點(diǎn)的線條。它們可以直觀地表示地形的起伏變化,是制作地形圖的重要元素。等高線的特點(diǎn)等高線越密集,地形越陡峭;等高線越疏散,地形越緩和。等高線的間距反映了地形的傾斜度。等高線的應(yīng)用通過分析等高線的走向和間距,可以準(zhǔn)確判斷地形的特征,如山峰、谷地、斜坡等,為地形分析提供依據(jù)。等高線表達(dá)地勢的特點(diǎn)連續(xù)性等高線是具有連續(xù)性的曲線,能夠完整地展示出地表的起伏變化。連續(xù)的等高線能更好地呈現(xiàn)地形的整體輪廓。近似表達(dá)等高線不能完全精確地表達(dá)地表的高度變化,只能通過一定間隔的曲線近似地表示地形。但是適當(dāng)?shù)牡雀呔€間距可以準(zhǔn)確地反映地勢特征?？臻g感等高線的密集程度和走向能夠直觀表現(xiàn)地形的起伏變化,給人以立體感和空間感。人們可以通過等高線讀取地形的凹凸?fàn)顩r。信息豐富除了反映地形起伏外,等高線還能通過其形狀、密集程度和走向表達(dá)地形特征,如陡坡、緩坡、山峰、山谷等。地形圖上的要素等高線等高線表示地表高度信息,從而反映地形起伏變化。它們像層層疊加的輪廓線,描繪出地形的三維形狀。水系地形圖準(zhǔn)確勾畫出河流、湖泊、沼澤等水體的位置和形態(tài),為認(rèn)知地形提供重要線索。交通道路、鐵路等交通線路清晰標(biāo)注,有助于了解一地的交通狀況和運(yùn)輸條件。居民區(qū)地形圖顯示城鎮(zhèn)、村莊等人類居住區(qū)分布,反映區(qū)域的人口聚集狀況。地圖投影1平面展示曲面地球是一個曲面,為了在平面地圖上展示,需要用投影方法將它轉(zhuǎn)換成平面圖。2保持形狀和大小不同的投影方法會對地圖的形狀、大小、方向等特征產(chǎn)生不同的影響。3選擇合適投影根據(jù)地圖用途和區(qū)域選擇最合適的投影方法,達(dá)到最佳的保真度。平面坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系是最常用的二維坐標(biāo)系,由兩條相互垂直的坐標(biāo)軸構(gòu)成,用于表示平面上的位置。極坐標(biāo)系極坐標(biāo)系以一個指定點(diǎn)為極點(diǎn),以該點(diǎn)為圓心繪制同心圓,并用角度表示方向,常用于表示極地區(qū)域。大地坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系基于地球橢球模型,以一個固定的參考點(diǎn)為原點(diǎn),用經(jīng)度和緯度來確定位置,廣泛應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)。測繪的方法和儀器傳統(tǒng)測量技術(shù)包括水準(zhǔn)測量、距離測量、角度測量等。使用水準(zhǔn)儀、全站儀、測距儀等專業(yè)測量工具精確測繪地形。航空攝影測量利用航空攝影獲取影像數(shù)據(jù),再通過大地控制點(diǎn)對影像進(jìn)行數(shù)字化和測量處理,可快速測繪大范圍地形。衛(wèi)星遙感技術(shù)利用衛(wèi)星傳感器采集地物信息,再通過圖像處理獲取地形數(shù)據(jù),可全天候、大范圍地測繪地形。激光掃描技術(shù)通過地面或航空激光掃描設(shè)備采集高密度空間點(diǎn)云數(shù)據(jù),可精細(xì)測繪復(fù)雜地形。地形圖的制圖原理1地表幾何信息采集利用測量技術(shù)獲取地表的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)2空間數(shù)據(jù)處理將測量數(shù)據(jù)整理成有序的地表模型3制圖投影選擇合適的投影方式將三維地表投影到平面4符號制圖采用標(biāo)準(zhǔn)化的制圖符號表達(dá)地表要素地形圖制圖的核心原理是從地表幾何信息采集開始,通過數(shù)據(jù)處理、投影變換和符號化等步驟,最終得到直觀反映地表地理要素的平面制圖成果。這一過程充分利用測量、計(jì)算機(jī)圖形等技術(shù),確保地形圖能真實(shí)可靠地描繪地表地貌特征。數(shù)字地形圖數(shù)字地形圖是以數(shù)字方式表達(dá)地形信息的新型地圖產(chǎn)品。它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來數(shù)字化地形數(shù)據(jù),并依托地理信息系統(tǒng)(GIS)進(jìn)行地形信息的存儲、管理和分析。相比傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖,數(shù)字地形圖具有更豐富的信息表達(dá)和更強(qiáng)大的分析功能,在各種應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。遙感技術(shù)在地形圖制作中的應(yīng)用1衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)采集遙感衛(wèi)星能夠以航天的角度對地表進(jìn)行全面觀測,獲取高清晰度的地表影像數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)為地形圖制作提供了可靠的基礎(chǔ)。2地物特征識別與提取遙感技術(shù)可以通過地物反射特性分析,準(zhǔn)確識別并提取地形特征,如山脈、河流、道路等要素,為地形圖繪制奠定基礎(chǔ)。3數(shù)字高程模型構(gòu)建通過遙感影像數(shù)據(jù),可以生成數(shù)字高程模型(DEM),精確表達(dá)地表地形起伏,為數(shù)字化地形圖制作提供支持。4動態(tài)更新監(jiān)測遙感技術(shù)可以周期性監(jiān)測地形變化,為地形圖的動態(tài)更新提供可靠依據(jù),確保地圖內(nèi)容的時(shí)效性。全球定位系統(tǒng)（GPS）在地形圖測繪中的應(yīng)用衛(wèi)星定位技術(shù)GPS系統(tǒng)利用地球軌道衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號,通過多個衛(wèi)星的三角測量,精確確定地面目標(biāo)的位置坐標(biāo)。高精度測量GPS技術(shù)可以快速、精確地獲取地物的三維坐標(biāo)信息,大大提高了地形圖測繪的效率和精度。數(shù)據(jù)處理GPS數(shù)據(jù)可以與遙感影像、GIS數(shù)據(jù)等結(jié)合處理,實(shí)現(xiàn)地形圖的自動化制作和更新。地理信息系統(tǒng)（GIS）與地形圖地理信息系統(tǒng)（GIS）地理信息系統(tǒng)是一種集地理空間數(shù)據(jù)采集、存儲、管理、分析和可視化于一體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它可以有效地分析和處理地形圖信息。GIS在地形圖中的應(yīng)用GIS可以對地形圖數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析和建模,生成高質(zhì)量的地圖產(chǎn)品,為地形測繪、規(guī)劃設(shè)計(jì)等工作提供強(qiáng)大支持。數(shù)字地形圖與GIS數(shù)字地形圖作為GIS的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),可以與GIS系統(tǒng)無縫銜接,實(shí)現(xiàn)對地形信息的動態(tài)管理和分析。地形圖的利用與分析1規(guī)劃與決策支持地形圖可為城市規(guī)劃、交通建設(shè)、資源管理等提供重要依據(jù)，助力科學(xué)決策。2導(dǎo)航與路徑選擇地形圖能清晰展示地理環(huán)境，為有效規(guī)劃路徑、導(dǎo)航旅行提供支持。3災(zāi)害監(jiān)測與評估通過分析地形變化,可預(yù)測自然災(zāi)害,為防災(zāi)減災(zāi)工作提供參考依據(jù)。4科學(xué)研究與探索地形圖是地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù),支撐相關(guān)科研工作。地形圖的誤差與精度測繪誤差地形圖制作過程中難免會產(chǎn)生測量、計(jì)算等各種誤差。這些誤差會影響地形圖的精度和準(zhǔn)確性。等高線表示精度等高線間距的大小反映了地形圖對地形的表達(dá)精度。間距越小,地形表達(dá)越精細(xì)。比例尺誤差地形圖的比例尺直接關(guān)系到圖上距離與實(shí)地距離的換算精度。比例尺越大,測量越精確。定位精度地形圖上各要素的定位精度取決于測量方法和儀器,影響地形分析和應(yīng)用。地形圖集的編輯與出版內(nèi)容篩選根據(jù)主題和用戶需求,精選相關(guān)的地形圖數(shù)據(jù),確保內(nèi)容全面、專業(yè)且實(shí)用。編輯設(shè)計(jì)對地形圖集的版式、色彩、字體等進(jìn)行精心設(shè)計(jì),提升整體美感和易讀性。數(shù)字化處理利用專業(yè)軟件對地形圖數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理,確保圖像質(zhì)量和版式效果。出版發(fā)行選擇合適的出版渠道,確保地形圖集快速、高效地傳播給目標(biāo)用戶群。地形圖的分類標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)比例尺地形圖可根據(jù)比例尺大小分為大比例尺地形圖、中比例尺地形圖和小比例尺地形圖。不同比例尺反映的地理細(xì)節(jié)程度也不同。依據(jù)覆蓋范圍地形圖可分為區(qū)域性地形圖和全國性地形圖。區(qū)域性地形圖反映某一特定區(qū)域的地理特征,全國性地形圖則展示整個國家的地貌概況。依據(jù)制圖方法地形圖可分為等高線法制圖和數(shù)字高程模型制圖兩大類。前者依賴傳統(tǒng)制圖工藝,后者利用數(shù)字化技術(shù)繪制。依據(jù)升降標(biāo)注地形圖可分為絕對高程標(biāo)注和相對高程標(biāo)注兩種。前者以海平面為基準(zhǔn),后者以基準(zhǔn)面為參照系。地形圖的國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)地形圖的制作和使用需遵循國家頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,確保地形圖的質(zhì)量和一致性。這些標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了比例尺、等高線間距、符號設(shè)計(jì)等關(guān)鍵要素。質(zhì)量控制國家標(biāo)準(zhǔn)還明確了地形圖制作過程中的質(zhì)量控制要求,保證數(shù)據(jù)采集、制圖工藝等各環(huán)節(jié)的規(guī)范操作,確保最終產(chǎn)品滿足使用需求。信息共享標(biāo)準(zhǔn)化有利于不同部門和用戶之間地形圖數(shù)據(jù)的共享和交互,提高地理信息系統(tǒng)的整合應(yīng)用。同時(shí)也便于地形圖的保存和管理。地形圖的比例尺地形圖的比例尺是表示地圖上距離與實(shí)際地面距離之間的比率。通常采用1:X的形式表示,如1:10000意味著地圖上1厘米等于實(shí)際10000厘米。比例尺的大小決定了地圖的詳細(xì)程度和應(yīng)用范圍。大比例尺(如1:2500)顯示局部區(qū)域的細(xì)節(jié),而小比例尺(如1:100000)則用于整體區(qū)域概貌的表示。地形圖的等高線間距等高線間距特點(diǎn)?。ㄈ?.5米或5米）可以體現(xiàn)地形細(xì)節(jié)，適用于平坦地區(qū)大（如10米或20米）地形起伏較大，適用于山區(qū)或丘陵地帶等高線間距的選擇需要根據(jù)地形特點(diǎn)和使用目的而定。小等高線間距可精細(xì)描述地形，大間距則更適合于山區(qū)地形的表達(dá)。合理選擇等高線間距是制作高質(zhì)量地形圖的關(guān)鍵。地形圖的圖式符號等高線表示地勢高低的線條,等高線間距反映坡度。道路使用不同線形和圖案表示各類道路。水系使用藍(lán)色線條和圖案標(biāo)示河流、湖泊等水體。植被使用不同點(diǎn)線和圖案表示森林、草地等植被類型。地形圖的制圖要素1等高線等高線是地形圖最重要的元素,描述地表的海拔高度和地勢變化。2水系包括河流、湖泊等水體,反映水文地理信息。3道路包括公路、鐵路等交通線路,標(biāo)示區(qū)域的交通狀況。4地名地理實(shí)體的命名,便于識別和定位。地形測量的基本原理1測量目標(biāo)確定需要測量的地形特征2測量方法選擇合適的測量技術(shù)和儀器3數(shù)據(jù)采集在現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地測量4數(shù)據(jù)處理整理、分析和計(jì)算測量數(shù)據(jù)5成果輸出繪制地形圖或生成數(shù)字高程模型地形測量的基本原理是通過運(yùn)用各種測量技術(shù)和儀器,對地形特征進(jìn)行系統(tǒng)的測量與采集,最終得到地形數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)化為地圖或模型。這一過程涉及目標(biāo)確定、方法選擇、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和成果輸出等多個步驟。地形測量的常用方法地面測量使用測距儀、經(jīng)緯儀等測繪儀器，直接在實(shí)地測量地形特征。航空攝影測量以航空攝影為基礎(chǔ),借助測繪軟件進(jìn)行三維重建和數(shù)字高程模型生成。遙感技術(shù)利用衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù),結(jié)合GIS技術(shù)分析地形特征和地物信息。全球定位系統(tǒng)GPS測量可獲取高精度的三維空間坐標(biāo),為地形圖測繪提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。攝影測量法在地形測繪中的應(yīng)用高效測量攝影測量法能夠快速、精準(zhǔn)地獲取地形數(shù)據(jù),避免了傳統(tǒng)測繪中的人工丈量與數(shù)據(jù)記錄的繁瑣過程。無需實(shí)地通過分析航拍或衛(wèi)星影像,測繪人員無需前往實(shí)地即可完成地形數(shù)據(jù)的采集,大幅縮短了工作時(shí)間。全面信息攝影影像可以記錄地形的全貌,包括地物、地貌、建筑等各種信息,為地形圖的繪制提供了全面的依據(jù)。數(shù)字高程模型（DEM）的構(gòu)建數(shù)據(jù)采集通過遙感影像、測繪、GPS等技術(shù)獲取地形高程數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)預(yù)處理對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、校正、統(tǒng)一格式等操作。網(wǎng)格化將離散的高程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為規(guī)則的網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。質(zhì)量控制對構(gòu)建的DEM進(jìn)行精度檢查和誤差校正。地形圖制圖工藝流程1數(shù)據(jù)采集通過實(shí)地測量、遙感影像處理等方式獲取地形信息數(shù)據(jù)。2數(shù)據(jù)處理對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、校正、建模等處理，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。3制圖編輯根據(jù)地形數(shù)據(jù)繪制地形圖，并添加注記、符號等制圖元素。4品質(zhì)檢查對制圖結(jié)果進(jìn)行全面檢查，確保地形圖的準(zhǔn)確性和美觀性。5成果輸出將完成的地形圖以數(shù)字、紙質(zhì)等形式輸出,滿足用戶需求。地形圖數(shù)據(jù)采集與處理數(shù)據(jù)采集地形圖數(shù)據(jù)采集包括實(shí)地測量、航空攝影測量、衛(wèi)星遙感等多種方式。測量儀器包括全站儀、RTK測量系統(tǒng)、GNSS測量設(shè)備等，能夠獲取高精度的地理空間數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理獲取的原始數(shù)據(jù)需經(jīng)過數(shù)字化、匹配配準(zhǔn)、拼接、編輯等處理流程。利用專業(yè)的地理信息軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，構(gòu)建高質(zhì)量的數(shù)字地形模型。數(shù)據(jù)存儲處理后的地形數(shù)據(jù)可存儲為矢量、柵格或三維模型等格式。采用標(biāo)準(zhǔn)的地理信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理和共享利用。數(shù)據(jù)更新定期開展測繪補(bǔ)充調(diào)查工作，及時(shí)獲取地形變化信息，更新地形圖數(shù)據(jù)庫，確保地形圖內(nèi)容的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。地形圖的質(zhì)量控制嚴(yán)