1、第八章 地形图基本知识与测绘,土木工程测量,教学课件,按一定的法则，有选择地在平面上表示地球表面各种自然现象和社会现象的图，通称地图，按内容地图可分为普通地图及专题地图。普通地图是综合反映地面上物体和现象一般特征的地图，内容包括各种自然地理要素（如水系、地貌、植被等）和社会经济要素（如居民点、行政区划及交通线路等），但不突出表示其中的某一种要素。专题地图是着重表示自然现象或社会现象中的某一种或几种要素的地图，如地籍图、地质图和旅游图等。 地形图是按一定的比例尺，用规定的符号表示地物、地貌平面位置和高程的正射投影图。,为便于测绘、管理和使用地形图，需要将各种比例尺的地形图进行统一的分幅和编号。地
2、形图分幅的方法分为两类：按经纬线分幅的梯形分幅法（国际分幅法）；按坐标格网分幅的矩形分幅法。前者用于国家基本图的分幅，后者用于工程建设大比例尺的分幅。,1:100万地形图的分幅和编号,梯形分幅法,矩形分幅,按国际上的规定，1:100万的世界地图实行统一的分幅和编号。标准分幅的经差是6，纬差是4。 6076之间双幅合并，即每幅图经差12，纬差4。 7688之间由四幅合并，即每幅经差24，纬差4。 88单独为一幅。 我国处于纬度60以下，故没有合幅的问题。,每一幅图的编号由其所在的“横列纵行”的代号组成。例如北京某地的经度为东经1162420，纬度为395630，则所在的1:100万图的图号为“J
3、50”（图72）。,J-50,1:50万、1:25万、1:10万地形图的分幅和编号 这三种地图编号都是在1:100万图号后分别加上自己的代号所成。如图73所示。,每一幅1:100万地形图分为2行2列，共4幅1:50万地形图分别以A、B、C、D为代号，如J-50-A。,每一幅1:100万地形图分为4行4列，共16幅1:25万地形图分别以(1)、(2)、(16)为代号，如J-50-(2)。 ,J-50-A,J-50-B,J-50-C,J-50-D,J-50-(1),J-50-(16),1:5万、1:2.5万地形图的分幅和编号 这种地图编号是从1:10万地形图的图号基础上延伸出来的。如图74所示。,
4、每幅1:10万地形图分为4幅1:5万地形图，分别以A、B、C、D为代号，其代号是在1:10万地形图图号后加上各自的代号而成，如J505B。,每幅1:5万地形图分为4幅1:2.5万地形图，分别以1,2，3,4为代号。 ,1:1万地形图的分幅和编号 如图74所示，,每幅1:10万地形图分为8行8列，共64幅1:1万地形图，代号分别以(1) 、(2) 、(3) (64)表示。其编号是在1:10万地形图图号后加上各自的代号而成，如J505(24) 。,为满足工程设计、施工及资源与行政管理的需要所测绘的1:500、1:1000、1:2000和小区域1:5000比例尺的地形图，采用矩形分幅，图幅一般为50
5、cm50cm或40cm50cm，以纵横坐标的整公里数或整百米数作为图幅的分界线。50cm50cm图幅最常用。,1:5000四幅1:2000； 1:2000四幅1:1000； 1:1000四幅1:500。 矩形分幅及面积见表8-1-4。,矩形分幅的编号，一般采用该图幅西南角的x坐标和y坐标以公里为单位，之间用连字符连接。如3810.025.5。 编号时，1:5000坐标取至1km;1:2000、1:1000，坐标取至0.1km；1:500坐标取至0.01km.,小面积测图，还可采用其他方法编号。如行列式或自然序数法。较大测区，测区有多种测图比例尺时，应进行系统编号。,1:500,1:1000,1
6、:2000,1:5000,某些较大测区，据用户需要，测绘几种不同比例尺的地形图。为便于地形图的测绘管理、图形拼接、编绘、存档管理与应用，应以最小比例尺的矩形分幅地形图为基础，进行分幅与编号。图76。,地貌地表面的高低起伏形态，如高山、丘陵、洼地等。,地物地面上各种固定物体，如房屋、道路和农田等。,数字比例尺d/D=1/M (8-1-1),小比例尺：1:100万、1:50万、1:20万 中比例尺：1:5万、1:2.5万 大比例尺：1:1万、1:5000、1:2000、1:1000和1:500。,地物和地貌统称为地形。平面图、地形图。,地形图上任意一线段的长度与地面上相应线段的实际水平长度之比，称
7、为地形图的比例尺。,d/D=1/M (8-1-1),图示比例尺 为了用图方便，以及减小由于图纸伸缩而引起的使用中的误差，在绘制地形图时，常在图上绘制图示比例尺。（图81-5）,一般认为，人的肉眼能分辨的图上的最小距离是0.1mm，因此通常把图上0.1mm所表示的实地水平长度，称为比例尺的精度。,据给以的精度，可确定测图时量距应准确到什么程度，例如，测绘1:1000地形图时，其比例尺的精度为0.1m，故量距的精度只需0.1m，小于0.1m的图上表示不出来。另外在设计规定需在图上能量出的实地最短长度时，据比例尺的精度，可确定测图比例尺。如欲使图上能量出图上最短线段长度为0.5m，则采用的比例尺不得
8、小于0.1mm/0.5m=1/5000。,比例尺的精度,图名常用本幅图内最著名的地名、村庄或厂矿企业的名称来命名。图号可确定本幅图所在的位置。图名和图号标在北图廓上方中央。,说明本幅图与相邻图幅的关系，代索取相邻图幅时使用。标于图廓左上方。,内图廓地形图的主体信息。包括坐标格网或经纬网、地物符号、地貌符号和注记 外图廓为充分反映地形图特性和用图方便而布置 的各种说明、注记，统称为说明资料。,经度42845,纬度4650,22带号 482与x轴482km,x坐标 位于赤道(y)以北5189km,编号,在中小比例尺的南图廓线的右下方，还绘有真子午线、磁子午线和坐标纵轴三个方向之间的角度关系，称为三
9、北方向图。,坡度尺用于地形图上量测坡度的图解。两行数字，上行用坡度角表示的坡度，下行是对应的倾斜百分率表示的坡度。,图上等高线间的水平距离,在中小比例尺的南图廓线的右下方，还绘有标注于外图廓右下方 投影方式正投影 坐标系统1980年国家大地坐标系统、城市坐标系统、独立平面直角坐标系统。 高程系统1985年国家高程基准系统、相对高程,注于外图廓右下方 投影方式航空摄影成图、平板仪测量成图和野外数字测量成图。 测绘单位、成图日期。,比例符号 非比例符号 半比例符号 表8-14。,地形是地物和地貌的总称。地物是地面上的各种固定性的物体。由于其种类繁多，国家测绘总局颁发了地形图图式统一了地形图的规格要
10、求、地物、地貌符号和注记，供测图和识图时使用。,地势起伏小，地面倾斜角一般在2以下，比高一般不超过20m的平地；地面高低变化大，倾斜角一般在26，比高不超过150m的丘陵；高低变化悬殊，倾斜角一般为625，比高一般在150m以上的山地；绝大多数倾斜角超过25的高山地。 表示地貌的方法有多种，对于大、中比例尺主要采用等高线法。对特殊地貌采用特殊符号。,等高线 等高线的定义（图8-17）,等高线地面上相同高程的相邻各点连成的闭合曲线，也就是设想水准面与地表面相交形成的闭合曲线。,等高线,等高线的特征,同一条等高线上各点的高程相等；,等高线是闭合曲线，不能中断，不在同一幅图内闭合，则必须在相邻的其他
11、图幅内闭合；,等高线只在绝壁或悬崖处才会重合或相交；,等高线经过山脊或山谷时改变方向，因此山脊与山谷线应和改变方向处的等高线的切线垂直相交，如图7-11所示；,在一幅图上，等高线间隔是相同的。因此等高线平距大表示地面坡度小；等高线平距小则表示地面坡度大；平距相等则坡度相同。倾斜平面的等高线是一级间距相等且平行的直线。,等高线,等高线的分类(图8-1-17),首曲线基本等高线，是指从高程基准面起算，按规定的基本等高距描绘的等高线，用宽度为0.15mm的细实线表示。,计曲线从高程基准面起算，每隔四条基本等高线有一条加粗的等高线。为读图方便，计曲线上也注出高程。,间曲线和助曲线当基本等高线不足以显示
12、局部地貌特征时，按二分之一基本等高距所加绘的等高线，称间曲线，用长虚线表示。按四分之一基本等高距所加绘的等高线，称为助曲线，用短曲线表示。描绘时均可不闭合。,等高距与等高平距,相邻等高线之间的高差称为等高距或等高线间隔，常以h表示。,相邻等高线之间的水平距离称为等高线平距，常以d表示。,由于同一幅地形图中等高距是相同的，所以等高线平距d的大小与地面坡度有关。等高线平距越小，地面坡度越大；平距越大，则坡度越小；坡度相同，平距相等。根据地形图上等高线的疏、密可判定地面的缓、陡。,典型地貌的等高线,山头和洼地图712、713。,典型地貌的等高线,山脊和山谷山的最高部分为山顶，有尖顶、圆顶、平顶等形态
13、，尖峭的山顶叫山峰。山顶向一个方向延伸的凸棱部分称为山脊。山脊的最高点连线称为山脊线。山脊等高线表现为一组凸向低处的曲线（图714）。,典型地貌的等高线,鞍部（图716）,典型地貌的等高线,陡崖和悬崖陡崖是坡度在70以上或为90的陡峭崖壁，若用等高线表示将非常密集或重合为一条线，因此采用陡崖符号表示，如图717（a)、（b)所示。 悬崖是上部突出，下部凹进的陡崖。上部的等高线投影到水平面时，与下部的等高线相交，下部凹进的等高线用虚线表示，如图717（c)所示。,（1）、图纸选用 聚酯薄膜作图纸厚0.070.1mm，伸缩率0.3、坚韧耐湿、沾污后可洗、着墨后可可直接晒图。,每个方格10cm10c
14、m.,对角线法（图81） 坐标格网尺高精度金属直尺，6个方孔，尺端圆弧的半径为5050cm正方形对角线的长度70.711cm。,绘好坐标格网后，应进行检查。 将直尺边沿方格对角线方向放置，各方格的角点应在同一条直线上，偏离0.2mm。 各个方格的对角线长度应为14.14cm，允许误差0.2mm； 图廓对角线长度与理论长度之差的允许值为0.3mm。超过允许值时，应修改或重绘。 在坐标格网外边注记坐标值。,确定控制点所在的方格。如A点(764.30,566.15),按图式要求绘导线点符号,并注记点号和高程（图82E点）。,检核在图上量算相邻控制点之间的距离，与已知距离比较，最大误差图上0.3mm，
15、否则重新展绘,测定测站到碎部点方向和测站至后视点(另一控制点)方向间的水平角，测定测站至碎部点的距离D，便能确定碎部点的平面位置。极坐标法是碎部测量的最基本的方法。,如图所示，设A、B为控制点，碎部点1、2、3靠近AB。以AB方向为x轴，找出碎部点在AB线上的垂足，用卷尺量出x、y，即可定出碎部点。此法称直角坐标法。适用于靠近控制点的连线，垂距y较短的情况。,1、 碎部点的选择 碎部测量就是测定碎部点的平面位置和高程。地形图的质量在很大程度上取决于立尺员能否正确合理地选择地形点。,地形点应选在地物或地貌的特征点上,地物特征点地物轮廓的转折、交叉和弯曲等变化处的点及独立地物的中心点。 地貌特征点
16、是控制地形的山脊线、山谷线和倾斜变化线等地性线上的最高、最低点，坡度和方向变化处，以及山头和鞍部等处的点。,测站的测绘工作 经纬仪测绘法实质是极坐标法。,安置仪器和图板,对中、整平、量仪高、测竖盘指标差。,定向,立尺,观测照准标尺，读取水平角、视距间隔l、中丝读数s和竖盘读数L。,(3)经纬仪测绘法,记录将读数依次记入手簿。对有特殊作用的碎部点，如房角、山头、鞍部等，应在备注在加以说明。,计算按视距测量公式计算平距和高程。,展绘碎部点定出碎部点位、在点右侧注记高程。,测站检查,在新测站上测试已测过的地形点，检查重复点精度在限差内即可。否则应检查测站点是否展错。在工作中间和结束前，利用时间间隙照
17、准后视点进行归零检查，归零差不应大于4。检查确认地物地貌无错测或漏测时，方可迁站。,平板仪测图是以相似形理论为依据，以图解法为手段，将地面点的位置和高程测绘到平面图纸上而成地形图的技术过程。平板仪测量是我国目前各生产单位测绘大比例尺地形图的一种常用方法。,平板仪是一种野外直接测绘地形图的仪器。由平板、照准仪和若干附件组成。,大平板仪图810。,小平板仪图811。,光电测距平板图812。,在一个测站上，平板仪的安置包括概略整平、对中、精确整平和定向四项工作。,概略整平用圆水准器将图板整平。,对中使图板上的控制点和地面上的同名点位于同一铅垂线上。对中误差与比例尺大小有关，一般规定为0.005M(c
18、m)，M为比例尺分母。,精确整平用照准仪水准管精确整平图板。,定向,将照准仪的直尺边紧靠在图上已知直线ab上，转动图板，使照准仪照准地面目标B，然后旋紧水平制动螺旋，固定图板，使图上控制点之间的方向与地面控制点之间方向完全一致。,图板定向正确与否对测图精度影响很大。必须操作，并检查。,在测绘地形图时，对地物测绘的质量主要取决于是否正确合理地选择地物特征点，如房角、道路边线的转折点、河岸线的转折点、电杆的中心点等。主要特征点应独立测定，一些次要特征点可采用量距、交会、推平行线等几何作图方法绘出。随测随连，实地对照。,一般规定，主要建筑物轮廓线的凹凸长度在图上0.4mm时，都要表示出来。,大比例尺
19、测图取点原则：,房屋凹凸转折较多时，可只测定其主要转折角（2个），取得有关长度，然后按其几何关系用推平行线法画出其轮廓线。,对圆形建筑物可测定其中心并量其半径绘图；或在其外轮廓测定三点，然后用作图法定出圆心，绘出外廓。,公路在图上应按实测两侧连线绘出；大路或小路可只测其一侧的边线，另一侧按量得的路宽绘出。,道路转折点处的圆曲线边线应至少测定三点（起、终和中点）绘出。,围墙应实测其特征点，按半比例符号绘出其外围的实际位置。,测出地貌特征点后，即开始勾绘等高线。首先用铅笔轻描山脊线、山谷线等地性线。,由于碎部点是选在地面坡度变化处，因此相邻点之间可视为均匀坡度。在相邻碎部点连线上，按平距与高差成比
20、例的关系，内插出两点间各条等高线通过的位置。内插法定出基本等高线的通过点，再将相邻各同高程的点参照实际地貌用光滑曲线进行连接，即勾绘出等高线。,勾绘等高线时，要对照实地情况，先画计曲线，后画首曲线，并注意等高线通过山脊线、山谷线的走向。,不能用等高线表示的地貌，如悬崖、峭壁、土堆、冲沟、雨裂等，应按图示符号表示。不同比例尺和不同地形，基本等高距也不同。（图815、816）,测区面积较大时，整个测区必须划分为若干幅图进行施测。在相邻图幅连接处，由于测量误差的影响，无论是地物轮廓线，还是等高线往往不能完全吻合。,若地物、等高线的接边误差不超过表8-4中规定的地物点平面位置中误差、等高线高程中误差的
21、221/2时，则取其平均位置进行改正。若接边误差超过规定限差，应分析原因，到实地测量检查，以便纠正。,室内检查图上的地物、地貌是否清晰易读；各种符号注记是否正确；等高线与地形点的高程是否相符，有无矛盾可疑之处；图边拼接有无问题等。如发现错误或疑问，应到野外进行实地检查解决。,外业检查 巡视检查 仪器检查,地形图经拼接和检查后，应清绘和整饰，使图面更合理、清晰、美观。先图内后图外，先注记后符号，先地物后地貌，并按规定的图式进行整饰。,图上的注记、地物以及等高线圴按规定的图式进行注记和绘制，应注意等高线不能通过注记和地物。最后，应按图式要求写出图名、图号、比例尺、坐标系统及高程系统、施测单位、测绘
22、者及测绘日期等。若系独立坐标，应画出真北方向。,全站型电子速测仪（简称全站仪）主要由电子经纬仪、光电测距仪和微处理机组成，可在一个测站上同时测角和测距，并能自动计算出待定点的坐标和高程。可通过传输接口把野外采集的数据终端与计算机、绘图仪连接起来，配以数据处理软件，可实现测图的自动化。,电子全站仪是一种可以同时进行角度测量(水平角、竖直角)测量和距离(斜距、平距、高差)测量，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。只要安置便可完成该站所有的测量工作，故称为“全站仪”。 能根据外业观测数据(角度、距离)，实时计算并显示出所需要的测量成果：点与点之间的方位角。平距、高差，或点的三维坐标等。 通过输
23、入、输出设备可与计算机交互通讯，使测量数据直接进入计算机，进行计算、编辑和绘图。,日本索尼佳公司的SET2000电子全站仪,日本索尼佳公司的SET2000电子全站仪,信息编码,进行数字化测图时，必须对所测碎部点和其他地形信息进行编码。 编码按照GB148041:500、1:1000、1:2000地形图要素分类与代码进行地形信息编码由4部分组成：大类码、小类码、一级代码、二级代码，分别用1位十进制数字顺序排列,野外数据采集,要记录测站参数，又要记录距离、水平角和竖直角，同时还要记录编码、点号、连接点和连接线型四种信息。,数据处理,将野外实测数据输入计算机，计算机用程序对控制点进行平差处理，求出测
24、站点坐标x、y、H，再计算出各碎部点坐标xi、yi、Hi。再将其按编码分类和整理，形成地形编码对应的数据文件。,绘图,首先建立一个与地形编码相应的地形图图式符号为，供绘图使用。,航空摄影测量是利用摄影像片测绘地形图的一种方法。这种方法可将大量外业测量工作改到室内完成，具有成图快、精度均匀、成本低、不受气候季节限制等优点。,航摄像片要有一定的重叠度。,航摄像片与地形图相比有以下特点：,投影方面的差别 地形图是垂直投影，航摄像片是中心投影。如图8-21。由图可得到像片的比例尺为：,地面起伏引起像点位移 只有当地面绝对平坦，且摄像时像片又能严格水平时，中心投影才与地形图所要求的垂直投影保持一致。由地
25、面起伏引起像点在像片上的位移所产生的误差，称为投影高差。如图8-22。,航摄像片与地形图相比有以下特点：,航摄像片倾斜误差 由于像片倾斜引起像点位移所产生的误差称为倾斜误差。如图8-22。,表示方法和表示内容不同 在表示方法上，地形图是按成图比例尺所规定的地形图符号来表示地物和地貌的，而像片则是反映实地的影像，它是由影像的大小、形状、色调来反映地物和地貌的。,在表示内容上，地形图常用注记符号对地物符号和地貌符号作补充说明；航空像片必须进行航测外业的调绘工作。进行判读、调查和综合取舍，然后按统一规定的图式符号，把各类地形元素真实而准确地描绘在像片上。,包括航空摄影、控制测量与调绘、测图三个基本过
26、程。,航空摄影,控制测量与调绘 野外控制测量 室内控制加密 像片调绘,测图 综合法 微分法 全能法,地籍图的测绘也应遵循“先控制后碎部”的原则。在先进行完地籍控制测量后，再依据地籍控制点测绘地籍图。,解析法是将全部界址点及重要地物点采用实测坐标来展绘地籍图的一种方法。,部分解析法是将测区内的每一个街坊外围用导线的形式布置控制网，至少应实测街坊外围的界址点坐标，首先将这些实测坐标的解析点展绘在图上。 利用现场勘丈数据按距离交会法、直角坐标法等几何关系作图。,图解法一般用于测区已有反映现状的大比例尺图，且技术力量与物质条件达不到采用以上两种方法的地区。,习题与思考题,1、2、3、5、6、8,本章结束,
