工程测量第5章 工程建设中的地形图与应用

2011-02-21第五章工程建设中的地形图与应用12011-02-21第五章工程建设中的地形图与应用主要内容工程建设规划设计阶段中地形图的作用工程规划阶段对地形图的要求大比例尺地形图的精度要求在工业企业设计中测图比例尺的选择大比例尺数字测图及应用工程竣工图测量与编绘水下地形图测绘重点工程规划阶段对地形图的要求大比例尺数字测图及应用水下地形图测绘22011-02-215.1工程建设规划设计阶段中地形图的作用大致三个阶段：一、选址阶段（规划）作用：1）了解拟建设区域内地形、地貌、水文等2）了解建设区域内的各种工农业设施、建筑情况3）选择建设场地4）进行环境影响评价该阶段为预可行性研究阶段，由规划和设计部门完成二、初步设计阶段——可行性研究作用：1）方案布设和比较2）工程量计算3）环境影响评价（自然和人文环境影响评价）32011-02-215.1工程建设规划设计阶段中地形图的作用三、施工阶段作用：（1）方案的详细设计（2）各种工程量的计算（3）各种施工方案设计等32011-02-21工程建筑设计阶段测图比例尺统计表比例方法阶尺段（勘测）规划设计初步设计施工设计水利工程1：10万～1：5万库区：1：1万～1：5万坝址：1：1万～1：2.5万1：1000～1：500坝轴线：1：5000～1：10000港口码头铁路大桥1：10万～1：5万线路走向1：2.5万～1：5万1：5000～1：10001：5000～1：20001：1万～1：10001：10001：1000～1：500地下铁路1：2000～1：50001：500工业企业1：1万选择厂址1：2000～1：50001：1000～1：50042011-02-21地形图比例尺的选择(一）中小比例尺地形图的特点一般将1：500～1：2000地形图称为大比例尺地形图1：10000～1：50000地形图称为中小比例尺地形图特点：（1）占地面积大（2）多用途（二）大比例尺地形图的特点特点：（1）经济用图——主要用于国民经济建设，在测绘时按经济价值取舍（2）专用性强——各施工设计部门自行制定标准，无统一性52011-02-21地形图比例尺的选择5二、地形图比例尺的选取原则：（1）满足规划设计各阶段的要求（2）易于使用（3）满足工程精度要求一般选取方法：（1）总体规划、方案比较阶段，1：5000或更小（2）初步设计：1：2000（3）施工阶段：1：1000，1：500，1：2002011-02-21水利工程设计对地形图的要求（1）对全流域的比例尺为1:50000或1:100000的地形图，以及水面与河底的纵断面图目的：研究河谷地貌的特点，探讨各个梯级中水利枢纽水头的高低、发电量的大小、回水的分布情况以及流域与水库的面积等。并确定各主要水利枢纽的型式和建造的先后次序。（2）对水库的设计，要采用比例尺为1:10000至1:50000的地形图.目的：确定回水的淹没范围；量测淹没面积；计算总库容与有效库容；设计库岸的防护工程；确定沿库落入临时淹没或永久浸没地区的城镇、工矿企业以及重要耕地，并拟定相应的防护工程措施；设计航道及码头的位置；制定库底清理、居民迁移以及交通线改建等的规划。52011-02-21水利工程设计对地形图的要求（3）初步设计阶段，比例尺1:10000或者1:25000的地形图，以便正确地选择坝轴线的位置。坝轴线选定以后，即应在这个划定的枢纽布设地区，提供1:20000或1:50000比例尺地形图，以研究各类建筑物的布置方案。（4）施工设计阶段，1:1000或1:500地形图（5）对于港口码头的设计，1）初步设计阶段，1:1000或1:2000的陆上地形图与水下地形图目的：布置铁路枢纽、仓库、码头、船坞、防波堤以及其他的一些附属建筑物，并且进行方案比较。2）施工设计阶段：1:500或1:100052011-02-21一、大比例尺地形图的精度不同的测图方法有不同的精度。（1）模拟法地形图上平面位置的精度模拟地形图的误差来源主要有：解析图根点的展绘误差m展；图解图根点的测定误差m图；测定地物点的视距误差m视；测定地物点的方向误差m向地形图上地物点的刺点误差m刺则地物点平面位置的中误差为：22222剌向视图展物mmmmmm2011-02-21比例尺地物类别最大视距(m)m展(mm)m图(mm)m视(mm)m向(mm)m剌(mm)m物(mm)m复(mm)1∶1000重要1000.180.30.390.180.20.590.66次要1500.180.30.610.260.20.780.841∶2000重要1000.180.30.390.160.20.580.65次要1500.180.30.640.220.20.790.851∶5000重要1000.180.30.360.100.20.550.63次要1500.180.30.510.120.20.560.64较平坦（0°～6°）地区地形图上地点平面位置中误差地形点高程的测定误差m形随着视线倾斜角的增大而急剧地增加，同时，在影响等高线高程精度的各种因素中，地形概括误差的影响也是比较大的。因此，欲提高等高线高程的精度，除了要提高地形点高程的测定精度外，必须注意地形点要有一定的密度（即地形点的间距不能太大）。例如《工程测量规范》中地形点的最大间距d规定为：1∶1000测图d=30m1∶2000测图d=50m1∶5000测图d=100m2011-02-21比例尺最大视距(m)基本等高距(m)倾斜角m控m形m概m移m绘m等(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)1:100015010~6°0.100.060.070.040.050.156~12°0.100.140.260.150.160.3812°以上0.100.330.430.350.290.711:200025020~6°0.200.200.100.090.100.276~12°0.200.200.270.340.320.6412°以上0.200.200.590.560.571.201:500035030~6°0.500.170.170.130.260.636~12°0.500.500.500.470.791.3012°以上0.501.081.080.791.442.37等高线高程中误差2011-02-21（1）数字法测图的平面位置的精度数字法测图主要误差来源：定向误差对地物点平面位置的影响——m定；对中误差对地物点平面位置的影响——m中；观测误差对地物点平面位置的影响——m测；棱镜中心与待测地物点不重合对地物点平面位置的影响—m重。地物点相对于邻近的图根点的点位（在实地的）中误差为由公式可看出数字法测图误差项与模拟法测图误差项有很大不同，因此精度有明显的提高。2222重测中定物mmmmm2011-02-21仪器标称精度半测回水平角中误差（″）平距（cm）5010015025030040010003mm+2ppm·D2″级43.03.03.13.13.13.13.65mm+5ppm·D6″级123.03.13.23.23.53.86.55mm+10ppm·D10″级203.13.23.43.64.25.010.2从表中可见，即使用最低精度的仪器，在观测平距不超过400m时，所测地物点相对于邻近图根点的平面位置中误差可保证在5cm以内（实地），这大大高于模拟法测图的精度，充分体现了数字法测图在精度方面的优势。（2）数字法测图的高程精度地物点高程的误差来源主要有：测距误差、测角误差、量测仪器高和目标高误差以及球气差影响。2011-02-21仪器标称精度半测回天顶距中误差（″）平距（cm）5010015025030040010003mm+2ppm·D2″级60.70.80.90.91.11.43.05mm+5ppm·D6″级180.81.11.51.92.73.68.85mm+10ppm·D10″级301.01.62.33.04.45.914.6二、大比例尺地形图在工程建设中的应用主要应用：（1）绘制地形断面图2011-02-21（2）按规定坡度选定最短路线在道路、渠道等工程设计的，常需要按某一限定坡度选一条最短路线或等坡线，以减少建筑费用。如图所示，欲从河边A点开始向上B点选一条公路。已知等高距h=2米，规定坡度i=5%，则路线通过相邻等高线的最短路线应该是：40%52ihS这时，即以A为圆心，按地形图比例尺，以40米为半径作圆弧，与48米等高线相交于1或1′点，又以1或1′为圆心，以40米为半径作弧，与等高线交于2或2′，以此类推。然后把这些相邻的点连接起来，可在图上选出两条路线的大致方向。然后到实地踏勘和比较，选出一条较为理想的路线。（3）地形图在平整土地中的应用——确定最少的开挖方量2011-02-211工程竣工图测绘一、工程竣工图测量工程竣工图测量的目的竣工测量的任务主要有在新建或扩建的工程时，为了检验设计的正确性，阐明工程竣工的最终成果，作为竣工后的技术资料，就必须提交出竣工图。如为阶段施工时，则每一期工程竣工后，就应作出该期工程的竣工图，以便作为下期工程设计的依据。242011-02-21工程竣工图的特点竣工图的施测精度则是以解析数据为依据进行计算的，故精度应以细部坐标点的测量中误差来确定测图内容繁杂;根据不同用途而采取不同的技术措施.施测竣工图的原则控制测量系统应与原有系统保持一致测量控制网必须有一定的精度标准充分利用已有的测量和设计的资料252011-02-211）厂区现状标准图2）辅助图3）剖面图4）专业图上、下水管道图工业管网图输电线路图（包括地下电缆）运输线路图。5）技术总结报告和成果表27竣工图的内容：2011-02-2127在施测竣工图过程中，同时还要分类编绘各种厂区细部点施测一览表，以及控制点、细部点坐标和高程成果表；表示出各种所需要数据及元素，并绘制草图。有些测图软件带有这方面的内容，可直接打印输出。厂区现状图施测完毕后，还要提出总结报告，说明施测方法，技术要求和达到的精度，以及详细程度和分类情况等。2011-02-21281）图幅——主要取决于实际需要。一般采用50×50cm2的图幅面积。2）比例尺——根据图面负荷、用图视读方便及图解精度确定。一般与设计总平面的比例尺一致，由设计人员在任务书中提出的。3）坐标和高程系统——竣工图的坐标和高程系统，应保持原有控制系统，在不得已的情况下，可重建控制网的坐标和高程系统。施测竣工图的基本要求2011-02-21工程竣工图测量精度要求⑴竣工图测量的精度要求以细部坐标点和细部高程点的精度来衡量的，是确定竣工图及高程精度的标准，应满足工程建设和生产管理的需要。它不取决于地形图比例尺的测绘精度。竣工图测量的细部点坐标与高程位置中误差应满足《工程测量规范》所规定的标准名称细部点坐标中误差(mm)细部点高程中误差(mm)主要建筑物、构筑物±50±20一般建筑物、构筑物±70±30⑵控制网的建立及精度要求1）恢复和扩展同等级控制点检核原有的控制点是否稳定、完好若控制网点被破坏或不足使用时，需要在原有控制网的基础上恢复和扩展同等级控制点，以满足设计和施工的需要。恢复测量时的误差为：22恢测恢起允mmm2011-02-21可得，扩展同等级控制点的测量误差：求出测定误差后，就可算出各项有关施测限差，以及选择相应的仪器，确定测角、量距和水准测量的技术要求。2）重建控制网当原有控制网点无法利用，可重建控制网，其点的密度与施测要求可按《工程测量规范》的规定和实际需要而定。3）控制网的精度要求施测竣工图的控制网必须满足施测细部坐标点和细部高程点的精度要求；同时兼顾改、扩建和施工放样精度的需要。对于平面控制网的精度，综合设计和施工定线测量的精度分析得出，测定细部坐标点的图根点精度为±9厘米对于高程测量的精度，厂区内互为最远点的细部高程中误差为±5cm。而厂区首级水准网的精度，应采用互为最远点的控制点高程中误差±3cm，细部高程点的测定中误差应为±1.5cm。22恢起