工程测量 第七章(大比例尺地形图测绘)

第7章大比例尺地形图测绘7.1地形图的成图原理凡是既表示地物的平面位置，又表示出地貌的高低起伏形态，并按一定比例缩小后沿铅垂线投影到投影面上，并用规定的符号和一定的表示方法描绘在图纸上的正形投影图，称为地形图。1、地形图的基本概念1）地物：地球表面的固定物体，例如，房屋、道路、河流等。用边界线或特征点表示。2）地貌：地球表面各种高低起伏的形态，例如，丘陵、高原、盆地等。用等高线表示。3）地形：地物和地貌的总称4）地形图：按一定比例尺，用规定的符号和一定的表示方法表示地物、地貌平面位置和高程的正形投影图。5）平面图：只表示地物，不表示地貌，且将水准面看作水平面进行正射投影。6）专题图：以普通地图为底图，着重表示自然地理和社会经济各要素中的一种或几种，反映主要要素的空间分布规律、历史演变和发展变化等。7）剖面图：沿某一方向的地面起伏情况。平面图地形图专题图2、地形图的分类线划地图影像地图数字地图电子地图虚拟现实地图7.2.1地形图图式地形图图式由国家测绘总局统一制订，由国家技术监督局批准颁布发行，从事测绘工作的任何单位和个人都必须遵守执行。7.2地形图的基本知识地物符号：为了便于测图和用图，规定在地形图上使用许多不同的符号来表示地物和地貌的形状和大小。地形图图式：地形图图式由国家测绘总局统一制订，由国家技术监督局批准颁布发行，从事测绘工作的任何单位和个人都必须遵守执行。根据地物的大小和描绘方法不同，地物符号可以分成①比例符号②非比例符号③线形符号④地物注记7.2.2地物符号（2）非比例符号当地物的轮廓尺寸较小，如三角点、水准点、独立树、消火栓等，无法将其形状和大小按测图的比例尺缩绘到图纸上。但这些地物又很重要，必须在图上表示出来，则不管地物的实际尺寸大小，均用规定的符号表示在图上，这类符号称为非比例符号。非比例符号中表示地物中心位置的点，叫定位点。（1）比例符号当地物的轮廓尺寸较大时，常按测图的比例尺将其形状大小缩绘到图纸上，绘出的符号称为依比例符号。如一般房屋、简易房屋等符号。（3）线形符号线形符号是指长度依地形图比例尺表示，而宽度不依比例尺表示的狭长的地物符号，如电线、管线、围墙等。线形符号的中心线即为实际地物的中心线。（4）地物注记使用文字、数字或特定的符号对地物加以说明或补充，这种称为地物注记。分为文字注记、数字注记和符号注记三种，如居民地、山脉、河流名称，河流的流速、深度，房屋的层数、控制点高程、植被的种类。地貌是指地球表面高低起伏的自然形态，包括山地、丘陵、平原、洼地等。除此外，还有一些特殊的地貌，如悬崖、陡崖、陡坎、冲沟等。7.2.3.1等高线等高线是地面上高程相等的各相邻点所连成的闭合曲线。7.2.3地貌符号7.2.3.2等高距和等高线平距地形图上相邻等高线之间的高差，称为等高距，用h表示。等高距的大小是根据地形图的比例尺、地面坡度及用图的目的而选定的。大比例尺地形图的等高距0.5米、1米、2米等，同一幅图上的等高距是相同的。等高距与等高线平距dhi地形图上相邻等高线间的水平距离，称为等高线平距，用d表示。等高线平距是由地面坡度的陡缓决定的。在同一幅图上，等高线平距越大，地面坡度越小；反之，坡度越大；若地面坡度均匀，则等高线平距相等。ACBDFhhhFEhFhhFddd7.2.3.3等高线的分类等高线有首曲线和计曲线，有时也用间曲线和助曲线。①首曲线也称基本等高线，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称首曲线，用宽度为0.15mm的细实线表示。②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，称为计曲线。为了读图方便，计曲线上也注出高程。③间曲线和助曲线当基本等高线不足以显示局部地貌特征时，按二分之一基本等高距加绘的等高线，称为间曲线，用长虚线表示。按四分之一基本等高距加绘的等高线，称为助曲线，用短虚线表示。描绘时均可不闭合。7.2.3.4等高线的特性①等高性：同一条等高线上各点的高程相等。②闭合性：等高线是闭合曲线，不能中断，如果不在同一幅图内闭合，则必定在相邻其他图幅内闭合。③不相交性：等高线只在绝壁或悬崖处才会重合或相交。④正交性：等高线经过山脊或山谷时改变方向，因此山脊线与山谷线应和改变方向的等高线的切线垂直相交。⑤同一性：在同一幅地形图上，等高距是相同的。7.2.3.5典型地貌的等高线地貌形态繁多，通过仔细研究和分析就会发现它们是由几种典型的地貌综合而成的。了解和熟悉用等高线表示典型地貌的特征，有助于识读、应用和测绘地形图。（l）山头和洼地山头与洼地的等高线都是一组闭合曲线，但它们的高程注记不同。内圈等高线的高程注记大于外圈者为山头；反之，小于外圈者为洼地。也可以用示坡线表示山头或洼地。示坡线：垂直于等高线的短线，用以指示坡度下降的方向。示坡线从内圈指向外圈者，说明中间高，四周低，由内向外为下坡，故为山丘；示坡线从外圈指向内圈者，说明中间低，四周高，由外向内为下坡，故为洼地。（2）山脊和山谷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，又称为分水线。山脊等高线表现为一组凸向低处的曲线。相邻山脊之间的凹部是山谷。山谷中最低点的连线称为山谷线，山谷线又称为集水线。山谷等高线表现为一组凸向高处的曲线。山脊线和山谷线合称为地性线。（3）鞍部鞍部是相邻两山头之间呈马鞍形的低凹部位。它的左右两侧的等高线是对称的两组山脊线和两组山谷线。鞍部等高线的特点是在一圈大的闭合曲线内，套有两组小的闭合曲线。（4）陡崖和悬崖陡崖：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，因此采用陡崖符号来表示。悬崖：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。（5）梯田梯田在图上体现出田坎与等高线间或出现的特征，也可能梯田区域只有田坎符号，另外有一些零星注记的高程点。（6）冲沟冲沟是在坡地上由于径流冲刷而形成的狭窄而深陷的弯曲的沟。图上某一线段的长度与地面上相应线段的水平长度之比。7.2.4比例尺11lLLMl根据比例尺计算实地距离或图上距离:LLMllM（1）数字比例尺：7.2.4.1比例尺的表示方法（2）图示比例尺在图上除写有数字比例尺外，还有用线段表示的比例尺，这就是图示比例尺。图示比例尺有直线比例尺和复式比例尺两种。（1）直线比例尺（2）复式比例尺7.2.4.2比例尺的精度由于正常人的眼睛在图上能分辨出的最小距离为0.1毫米。因此，图上0.1毫米长度所表示的实地水平距离，称为比例尺精度。下表为不同比例尺的精度：比例尺1:5001:10001:20001:50001:10000比例尺精度/m0.050.100.200.501.00根据比例尺可以确定测图方法或测图时量距的精度。例：测绘1∶500的比例尺图时，量距精确至0.05m即可。因为，小于0.05m的长度，已经无法展绘到图上。测绘1∶1000的比例尺图时，量距精确至0.1m即可，因为，小于0.1m的长度也不能展绘到图上。当确定了要表示在图上的地物的最短距离时，也可以根据比例尺精度选定测图的比例尺。例如，若需要表示在图上的地物的最小长度为0.1m时，则测图的比例尺不能小于1∶1000。因为，比例尺小于1∶1000的图已不能表示出0.1m的长度。若需要在图上表示地物的最小长度为0.05m，则测图的比例尺不能小于1∶500。由此看出，图的比例尺越大，其精度越高，图上表示的内容越详尽。测图精度要求越高，测图的工作量也越大。因此，在选择测图比例尺时，不能认为越大越好，应根据工程的实际需要，选用适当的比例尺。大比例尺地图1∶500、1∶1000、1∶2000、1∶5000的地形图中比例尺地图1∶1万、1∶2.5万、1∶5万、1∶10万的地形图小比例尺地图1∶25万、1∶50万、1∶100万的地形图7.2.4.3比例尺系列7.3.1碎部点的选择7.3碎部测量地物、地貌特征点基本方法有极坐标法、直角坐标法、交会法7.3.2碎部点的测量方法7.3.2.1极坐标法极坐标法是根据已知坐标的两个点，一点上架设仪器，一点上用作后视。测定后视方向与待测方向的夹角及架设仪器点到待测点的距离，来确定待测点的位置的方法。7.3.2.2直角坐标法如右图所示，A、B两点是已知点，在测定建筑物轮廓b点、c点时，可以从b、c点向A、B控制边作垂线，如果量得已知点到两垂足点的距离分别为5.9m、10.6m，再量得b、c点分别到垂足点的距离为5.0m、6.2m，则可在图上确定出b、c点的位置。此方法适用于待测点距离已知边较近的情况。7.3.2.3交会法交会法包括角度交会法和距离交会法两种。角度交会法是分别在两个已知点上测定已知边和仪器点到待测点的方向线的夹角来交会确定待测点位置的方法。距离交会法7.3.3经纬仪视距法测图经纬仪视距法测图属于图解极坐标法测图，使用器材主要为经纬仪、视距尺（通常用水准尺代替）、平板仪、半圆仪、计算器等，是大比例尺地形图测绘的传统方法。准备工作为展绘控制点，测量碎部点的步骤有安置仪器、测量、计算、展碎部点。随着数字测图技术的发展，传统的测图方法正逐步被先进的测图技术所代替。7.3.3.1展绘控制点已知两控制点A(647.43，634.52，4.50)、B(913.46，748.63，6.45），比例尺为1：1000，展绘两控制点。①确定格网线的坐标、注记聚酯薄膜，不怕潮湿、虫蛀，易于携带，弄脏后可直接清洗，缺点是易燃。坐标格网一般是按照50cm×50cm印制，每10cm为一格，纵横方向都是5格，简称5×5。1：1000的比例尺，50cm对应实地距离为500m，因此图幅的四个角点的坐标是500的整倍数，由、的坐标可知，该两控制点所在图幅的西南角坐标为（500，500），然后分别按1格对应实地100m，标记方格网的格网线坐标。7.3.3.2安置仪器在A点架设经纬仪，对中整平，量取仪器高i，瞄准已知点B，将水平度盘配置成为0°00′00″，瞄准另一已知点并读数，检查已知点的展点是否正确。7.3.3.3测量在特征点上立尺，读取视距、竖直角、水平角。注意这里瞄准时，通常是将中丝对准视距尺上与仪器高相同数值处，这样在计算未知点的高程时，就可以不考虑仪器高和目标高的影响，减少读数及计算过程，将这种方法称为便利高法。7.3.3.4计算仪器点到点1的水平距离及点1的高程，用视距测量的公式进行。即水平距离：点1的高程：2coslDtan1DHHA7.3.3.5展碎部点7.3.4全站仪测图7.3.4.1创建项目创建项目相当于给该工程项目建立一个文件，本工程项目的测量数据存储在该文件中。项目只需创建一次，后续可直接打开该项目使用。7.3.4.2建站建站就是将测站及后视控制点的信息输入到全站仪，即输入仪器所在点、后视点的坐标并保证全站仪瞄准各个碎部点时，其显示的水平角就是视线的方位角。viDHHDYYDXXAAAsinsincoscoscos1117.3.4.3测量7.4地形图的绘制7.4.1地物绘制地物按地形图图式规定的符号表示。房屋轮廓用直线连接起来，道路、河流等转弯部分逐点连成光滑曲线。对于不能按比例绘制的，如管线、围墙等，用相应符号表示。7.4.2等高线勾绘碎部点展绘过程中，同时勾绘出山脊线、山谷线等地性线。通常以实线连成山脊线，以虚线连成山谷线，采用目估内插方法来确定相邻碎部点间等高线通过的点。高程值内插后，将高程相等的点用等高线连接起来，保证等高线光滑，计曲线加粗表示。7.4.3地形图的拼接将相邻的两张地形图对接，若两幅图的等高线、地物相差满足规范要求，取中间线，进行两侧调整。7.4.4地形图的检查（1）室内检查图上地物、地貌是否清晰易读；符号使用是否正确；等高线与地形点所注记高程是否相符，计曲线使用是否正确；等高线上是否有足够高程注记，等高线是否有不恰当的断开；图边接图是否正确等。（2）巡视检查将图上的地物、悬崖等与实地相对比，查看交通道路、居民地等名称注记