1、,第十章 土地勘测技术与方法,10-1 地形图的应用概述 10-2 地形图的基本应用 10-3 土地测设的基本技术和方法 10-4 土方计算方法,、概述 一、地形图的应用方向 二、地形图应用的技术手段 三、地形图的识读,10-1 地形图的应用概述,、概述 地形图是各种地物和地貌在图纸上的反映。多用途地籍图的主要内容是地籍要素和必 要的地形要素，这是进行地籍、地政管理和 规划设计不可缺少的重要资料。从地形图上确定地物的位置和相互关系及 地貌的起伏形态等情况，比实地更准确、更全面、更方便、更迅速。,一、地形图的应用方向 1、各种规划设计；2、各种社会调查；3、各种社会管理；4、地理性应用（编制各种
2、专题地图）；5、基础设施建设；6、资源勘探、国土与环境的整治；7、国防与军事；8、其他（科学考察等）。,二、地形图应用的技术手段 1、目视技术：如地理方位的判断、确定汇水面积边界、判断道路走向； 2、量算技术：借助测量仪器和简单的计算工具，如两点之间的距离和高差； 3、半自动化技术：如地形图编绘、专题地图的制作； 4、自动化技术：采用模式识别和智能化技术，是应用技术的发展前景。,三、地形图的识读,地形图反映了地物的位置、形状、大小和地物间的 相互位置关系，以及地貌的起伏形态。为了能够正确地 应用地形图，必须要读懂地形图（即识图），并能根据地形图上各种符号和注记，在头脑中建立起相应的立体模型。在
3、识读地物时，首先了解主要地物的分布情况，例如，居民点、交通线路及水系等。要注意地物符号的主次让位问题，例如，铁路和公路并行，图上是以铁路中心位置绘制铁路符号，而公路符号让位，地物符号不准重叠。在地貌识读时，先看计曲线再看首曲线的分布情况，了解等高线所表示出的地性线及典型地貌，进而了解该图幅范围总体地貌及某地区的特殊地貌。,(一) 地物识读,1、测量控制点； 2、居民地； 3、工矿企业建筑； 4、独立地物； 5、道路、管线和垣栅； 6、水系及其附属设施； 7、植被的分布、类别、面积等； 8、境界等。,主要根据地形图图式进行判读：,(二) 地貌识读,主要根据地形图上的等高线进行判读。 主要包括：地
4、面坡度的变化、地势起伏的大体趋势、是否有山头、鞍部、山脊、山谷及其大致走向等。,（三）野外使用地形图在野外使用地形图时，经常要进行地形图的定向、在图上确定站立点位置、地形图与实地对照，以及野外填图等项工作。当使用的地形图图幅数较多时，为了使用方便则须进行地形图的拼接和粘贴，方法是根据接图表所表示的相邻图幅的图名和图号，将各幅图按其关系位置排列好，按左压右、上压下的顺序进行拼贴，构成一张范围更大的地形图。1、地形图的野外定向 地形图的野外定向就是使图上表示的地形与实地地形一致。常用的方法有以下两种：,（1）罗盘定向根据地形图上的三北方向关系图，将罗盘刻度盘 的北字指向北图廓，并使刻度盘上的南北线
5、与地形图上的真子午线（或坐标纵线）方向重合，然后转动地形图，使磁针北端指到磁偏角值，完成地形图的定向。 （2）地物定向首先在地形图上和实地分别找出相对应的两个位置点，例如，本人站立点、房角点、道路或河流转弯点、山顶、独立树等，然后转动地形图，使图上位置与实地位置一致。,2、在地形图上确定站立点位置 当站立点附近有明显地貌和地物时，可利用它们确定站立点在图上的位置。例如，站立点的位置是在图上道路或河流的转弯点、房屋角点、桥梁一端，以及在山脊的一个平台上等。当站立点附近没有明显地物或地貌特征时，可以采用交会方法来确定站立点在图上的位置。,3、地图与实地对照 当进行了地形图定向和确定了站立点的位置后
6、，就可以根据图上站立点周围的地物和地貌的符号，找出与实地相对应的地物和地貌，或者观察了实地地物和地貌来识别其在地图上所表示的位置。地图和实地通常是先识别主要和明显的地物、地貌，再按关系位置识别其他地物、地貌。通过地形图和实地对照，了解和熟悉周围地形情况，比较出地形图上内容与实地相应地形是否发生了变化。,4、野外填图 野外填图，是指把土壤普查、土地利用、矿产资源分布等情况填绘于地形图上。野外填图时，应注意沿途具有方位意义的地物，随时确定本人站立点在图上的位置，同时，站立点要选择视线良好的地点，便于观察较大范围的填图对象，确定其边界并填绘在地形图上。通常用罗盘或目估方法确定填图对象的方向，用目估、
7、步测或皮尺确定距离。,一、确定点的坐标 二、确定两点间的水平距离 三、确定直线的坐标方位角 四、确定点的高程 五、确定直线的坡度 六、按一定方向绘制断面图 七、按规定坡度选择最短路线 八、确定汇水范围,10-2 地形图的基本应用,一、确定点的坐标,1:1000,如图：求A点坐标,式中： ， 该点 所在方格西南角 坐标； M 比例尺分母,考虑图纸伸缩（l 格网理论长度10cm）,例：,则：,1、图解法（直接量测）,二、确定两点间的水平距离,2、量测坐标计算（解析法）,例：图上量得dAB=169.7mm，则AB的 实地距离：,例：图上量得,则算得,1:1000,三、确定直线的坐标方位角,1、直接量
8、测,2、量测坐标计算,例：图上量得,例：图上量得,则算得,1:1000,四、确定点的高程,等高线上点的高程， 等于该等高线的高程；不在等高线上点的高程，用内插方法求得。,式中,例：已知Hm=53m，h=1m，量得 mF=d1=3mm， mn=4mm。,五、确定直线的坡度,= 53.75m,则：,式中：,A，B两点间的高差,A，B两点间的实际水平距离,六、按一定方向绘制断面图,欲绘AB方向的断面图，绘制方法如下：,3、AB与诸等高线交点的位置垂直投影到下面的图上。 4、垂直投影线与下图的高度线得交点 。 5、连相邻的交点即得断面图。,1、绘制坐标系，以高程为纵轴，距离为横轴。,2、连AB直线。,
9、注：高程比例尺一般比平距比例尺大1020倍。,地形图1：1000,剖面图1：1000,1：100,七、按规定坡度选择最短路线,1、根据规定坡度求出相邻等高线之间的最小平距dmin。 2、以A为圆心，以dmin为半径，找出与相邻等高线的交点。 3、依此做法，直到终点，依次连接各点。,i = h / d,dmin= h / i h -等高距 i -设计坡度,八、确定汇水范围,1、连接分水线（山脊线）。 2、利用面积量算方法，确定出汇水范围。,公路,桥涵,汇水范围,在确定汇水范围时应注意以下几点： （1）边界线（除构筑物外）应与山脊线一致， 且与等高线垂直； （2）边界线是经过一系列山头和鞍部的曲线
10、， 并与河谷的指定断面闭合。 3、根据汇水面积、最大降雨量计算最大流水量Q。 4、据Q设计桥涵断面。,、概述 一、已知水平距离的测设 二、已知水平角的测设 三、已知高程的测设 四、点的平面位置的测设,10-3 土地测设的基本 技术和方法,、概述土地测设是将设计好的地块位置、形状、大小及高程在地面上标定出来的土地勘测工作。在土地管理工作中，经常涉及土地测设的工作有：规划选址、用地红线的确定、界址鉴定和恢复、土地分割、土地征用、土地复垦、土地整理、城市拆迁、土地开发等。,土地测设时，须首先计算出设计的地块边 界相对于控制网的关系，即求出其间的角度、距离和点的高程，这些资料称为土地工程测设（放样）数
11、据。因此，土地工程测设的基本工作，就是测设已知的水平距离、水平角和高程。土地测设基本技术和方法包括已知水平距离、水平角、高程的测设，点的平面位置的测设。,一、已知水平距离的测设根据给定的已知点，直线方向和两点间的水平距 离，求出另一端点实地位置的测量工作。测设已知距 离的方法主要有三种，做法如下： 1、一般方法从已知点A开始，沿已给定的方向AB，按已知长度值，用钢尺直接丈量定出B点（应目估使钢尺水平）为了校核，应往、返丈量两次。取其平均值作为最终结果。 2、精确方法当测设精度要求较高时，要结合现场情况，对所测设的距离进行尺长、温度、倾斜等项改正数。若设计的水平距离为D，则在实地上应放出的距离D
12、为：,D=D-ld-lt-lh 其中式中：l为钢尺的实际长度；l0为钢尺的名义长度；t 为测设时的温度；t0为钢尺检测时的温度；h为线段两端点间的高差。,尺长改正,温度改正,倾斜改正,具体作业时，若D小于一个尺段，则直接丈量出D；若D大于一个尺段，则用精密丈量的方法将整尺段丈量完毕。 3、用光电测距仪测设水平距离光电测距仪置于A点，在测设距离的方向上移动棱镜，选取C点固定棱镜，测出斜距L及测距光路的竖角，则距离DAC=Lcos。它与测设长D之差为D=D-DAC。,根据D的正负号移动棱镜，使用D小于测设要求的限差，并尽可能接近于零，则该点即为欲测设的C点。D也可以用钢尺直接丈量改正，得到欲测设的
13、C点。,AC,二、已知水平角的测设根据某一已知方向和已知水平角的数值，把该角的另一方向在地面上标定出来。 1、一般方法当测设水平角的精度要求不高时，可采用盘左盘右分中法。已知地面上OA方向，从OA向右测设水平角，定出OB方向，步骤如下： （1） 在O点安置经纬仪，以盘左位置瞄准A点，并使度盘读数为某一整数值（如00000）。 （2） 松开水平制动螺旋，旋转照准部，使度盘读 数增加角值，在此方向上定出B点。,（3） 倒镜成盘右位置，以同样方法测设角，定出B点，取B、B的中点B，则AOB即为欲测设的角度。,2、精确方法当测设水平角的精度要求较高时，可采用作垂线 改正的方法。步骤如下： （1） 先按
14、一般方法测设出B点。 （2） 用测回法对AOB观察若干个测回（测回数根据要求的精度而定），求其平均值，并计算出 =-1 。 （3） 计算垂直改正值（4） 自B点沿OB的垂直方向量出距离BB，定出B点，则AOB即为欲测设的角度。,量取改正距离时，如为正，则沿OB的垂直 方向向外量取；如为负，则沿垂直方向向内量取。,三、已知高程的测设根据已知水准点，在地面上标定出某设计高程的工作，称为高程测设。高程测设是施工测量中的一项基本工作，一般是在地面上打下木桩，使桩顶（或在桩侧面划一红线代替桩顶）高程等于点的设计高程。此项工作，可根据施工场地附近的水准点用水准测量的方法进行。例：水准点BM3的高程H3=1
15、50.680m。要求测设A点，使其等于设计高程H设=151.500m。 其测设步骤如下：,（1） 在水准点BM3和木桩A之间安置水准仪，在BM3所立水准尺上，测得后视读数a为1.386m，则视线高程H1为：H1=H3+a=150.680+1.386=152.066m （2） 计算A点水准尺尺底恰好位于设计高程时的前视读数：b=H1H设=152.066151.500=0.566m,（3） 在A点桩顶立尺，逐渐向下打桩，直至立在桩顶上水准尺的读数为0.566m，此时桩顶的高程即为设计高程。也可将水准尺的A点木桩的侧面上下移动，直至尺上读数恰为0.566m时，紧靠尺底，在木桩上画一水平线或钉一小钉，
16、其高程即为A点的设计高程（也称+0位置）。当测设点与水准点的高差太大，必须用高程传递法将高程由高处传递至低处，或由低处传递至高处。,例2：在深基槽内测设高程时，如水准尺的长度不够，则应在槽底先设置临时水准点，然后将地面点的高程传递至临时水准点，再测设出所需高程。HB=HAa1b1a2b2,例3：在高的楼层面上测设高程时，可利用楼梯间向楼层上传递高程。将检定过的钢尺悬吊在楼梯处，零点一端朝下，挂5kg重锤，并放入油桶中，然后用水准仪逐层引测，则楼层B点的高程为：HB=HAabcd,设计坡度的测设,四、点的平面位置的测设常用直角坐标法、极坐标法、角度交会法 和距离交会法等。应根据控制网的形式、现场
17、情况、测设对象的特点、测设精度要求等因素，进行综合分析后确定选用哪种方法。 1、直角坐标法此方法主要用于建筑物或与建筑物有关的测设，如建筑施工中的定位测量、工程验线和竣工验收中的用地红线、界址、建筑红线的测设和检验等。,先在建筑方格网的O点上安置经纬仪，瞄准Y方向测设距离YA得E点，然后搬仪器至E点，仍瞄准Y方向，向左测设90角，沿此方向测设距离XA，即得A点位置并沿此方向测设出B点，同法测设出D点和C点。最后应检查建筑物的边长是否等于设计长度，四角是否为90，误差在限差内即可。此方法计算简单，施测方便，精度较高，但要求场地平坦，有建筑方格网可用。,2、极坐标法极坐标法是根据一个角度和一段距离
18、测设点的平面位置，适用于测设距离较短，且便于量距的情况。此种方法主要用于规划选址、征地、出让等工作中的红线或界址测设。此法比较灵活，对用测距仪测设尤为适合。,用地红线,3、角度交会法根据两个或两个以上的已知角度的方向交出点的平面位置，称为角度交会法。当待测点较远或不可达到时，如桥墩定位、水坝定位等常用此法 。,示误三角形,4、距离交会法根据两段已知距离交会出点的平面位置，称为距离交会。在建筑物平坦，控制点离测设点不超过一整尺段的情况下宜用此法。此法在施工中细部测设时经常采用。,一、断面法土方计算 二、方格法土方计算 三、等高线法 、格点法量算面积步骤,10-4 土方计算方法,一、断面法土方计算
19、根据两相邻的设计断面填、挖面积的平均值，乘以两断面的距离，得到两相邻横断面之间的挖、填土方的数量:A1、A2为相邻两横断面的挖方或填方面积；D为相邻两横断面之间的距离。如果同一断面既有填方又有挖方，则应分别计算。,（1）绘出相互平行的断面方向线； （2）按一定比例尺绘出各断面图，并将设计高程线展绘在断面图上； （3）确定每一断面图上的填挖方面积（设计高程线与断面图所包围的面积：AWi为挖方面积；ATi为填方面积；i表示断面编号）； （4）最后计算出相邻两断面图间的土方量。填方量：AT=1/2(ATi+ATi+1)L挖方量：Aw=1/2(Awi+Awi+1)L,方法与步骤：,二、 方格法土方计算
20、土地平整：对原地形的改造，以适于布置和修建 各类建筑物，便于排除地面水，满足交通运输和地下管线敷设的要求。进行土地平整时，首先要利用地形图，用方格法进行平整土地的土方计算。 （一）平整为水平面的土方计算1、平整为水平面，同时要求填、挖方平衡 （1） 在地形图上画出方格。方格的边长取决于地形的复杂程度和土方的估算精度，一般为10m或20m。 （2） 用内插或目估法求出各方格点的高程，并注记于右上角。,（3） 计算场地填/挖方平衡的设计高程。先求出 各方格四个顶点高程的平均值，然后将其相加，除 以方格数，就得填/挖方基本平衡的设计高程。 （4） 用内插法在地形图上描出高程为设计高程的等高线（图中用
21、虚线表示）。此线就是填方和挖方的分界线。 （5） 计算各方格点的填/挖高度 填/挖高度地面高程设计高程 正号表示挖方，负号表示填方。 （6）计算填/挖方量：有的方格全为挖方或填方，有的方格既有填方又有挖方，因此要分别进行计算。 对于全为挖方或全为填方的方格（如方格1全为填方）：,对于既有填方又有挖方的方格（如方格2）：,根据各方格填/挖方量，即可求得场地平整的总填/挖方量。,3,6,1,2、按设计高程平整为水平面例如将某山地斜坡整理成高程为50m的平地。 步骤： （1）确定填、挖边界线；（高程为50m处的等高线为填、挖边界线）； （2）在图上绘方格（22cm），内插各方格顶点高程（实地高程H）
22、； （3）计算各方格顶点填、挖数值h=H-50m。,注：交点右为H、 左为h。50m以上挖、以下填。,（4）计算填、挖土方量：,（二）平整为倾斜面的土方计算 1、过地表面三点平整成倾斜面,要通过实地上A、B、C三点筑成一倾斜平面。 此三点的高程分别为152.3m、153.6m、150.4m。这三点在图上的相应位置为a、b、c。为了确定填挖的界线，必须先在地形图上做出设计面的等高线。由于设计面是倾斜的平面，所以设计面上的等高线应当是等距的平行线。具体做法如下： （1）首先求出ab、bc、ac三线中任一线上设计等高线的位置。例如，在bc线上用内插法得到高程为153m、152m和151m的点子d、e
23、、f。 （2）在bc线内插出与a点同高程的点子k，并连接ak。此线即为在设计平面上与等高线平行的直线。,（3）过d、e、f各点作与ak平行的直线，就得到设计 平面上所要画的等高线（用虚线表示）。 （4）为得到设计平面上全部的等高线，可在bc的延长线上继续截取与de线段相等的线dg和fi，从而得到g与i点。通过g、i两点作ak的平行线，即可得出设计平面上的另两条等高线。 （5）定出填方和挖方分界线。找出设计平面上的等高线与原地面上同高程等高线的交点，将这些交点用平滑的曲线连接起来，即可得到填方和挖方分界线。 （6）计算填/挖土石方量。每处需要填土的高度或挖土的深度是根据实际地面高程与设计平面高程
24、之差确定的。计算出各方格点的填、挖高度以后，即可按平整为水平面的土方计算方法计算填/挖土石方量。,2、平整为给定坡度i的倾斜面,ABCD为60m60m的地块,欲将其平整为向AD、BC方向倾斜5%的场地，其土石方量可按以下步骤计算： （1） 按照平整为水平场地的同样步骤定出方格，并求出方格点高程及场地平均高程。 （2） 计算场地平整后最高边线与最低边线高程：,（3） 绘制设计倾斜面的等高线 根据A、D点的高程内插出AD线上高程为32m、33m、34m、35m的设计等高线的点位。 过整m数点位作AB（或DC）之平行线，即为倾斜面的设计等高线（图中虚线）。 设计等高线与原地形图上同名等高线的交点为零
25、填/挖点，连接这些点，即为填/挖方分界线。 （4）计算各方格点的设计高程。用内插法计算各方格点的设计高程，并注于方格顶点右下角。 （5）计算各方格点的填/挖高度及土石方量。先求出各方格点的地面高程，再计算各方格点的填/挖高度，然后方法计算土石方量并检核。,三、等高线法,1、 等高线法适用于:地面起伏较大，且仅计算挖方的情况。 2、 方法步骤： （1）内插求出高程为设计高程的等高线H0； （2）求出高于设计高程的各条等高线围成的面积Pi； （3）计算相邻等高线所围面积的平均值：P= （ Pi+Pi+1）/2，乘以等高距h，即得出各等高线之间的土方量，Ai=Ph；（4）相加求和即得总挖方量A=Ai
26、。, 格点法量算面积步骤： （1）确定格点板上每一个点所代表的实地面 积。根据不同比例尺，推算出每个点代表的实地面积； （2）将模片蒙在待量算的图形上，使图形置于格点板的范围以内，并予以固定； （3）清点点子数，清点在图形界线范围内整点数n；然后清点与图形界线重合（或相切）的点数m，取其一半作整点计；最后将两者相加， 得出图形内的总点数N，即N=n+1/2m。,为了防止清点中的差错，每个图形至少量 算二次，在量算第二次时，应重新蒙图，且旋转一个角度。当两次测算结果的不符值在允许范围时，取其平均数作为图形的点子数。 （4）面积计算：将图形内的点数n乘以每点代表的实地面积s，即为该图形的面积。由于格点板有半点取舍和落点机率的影响，因而与格网法相比，精度较低。,
