测量第八章

中国地质大学测绘工程系测量学第八章地形图的测绘§8－1地形图的基本知识地形图测绘：将地球表面的地形按垂直投影关系，用规定的符号和一定的比例尺，测绘在图纸上垂直投影：小范围内实地所测角度和图上角度一致比例尺：图上某一线段的长度d与地面上相应线段的水平距离D之比MdDDd11地形:是地貌和地物的统称。所谓地貌是指地面高低起伏的形态，而地物是指地面上各种各样的天然或人工的固定物体。平面图:仅把地物的位置在图纸上表象出来，所得到的图称为平面图。通常，大比例尺图是采用平板仪和经纬仪及其它常规测量仪器直接测绘的，中比例尺图一般根据航空摄影测量方法测制，小比例尺图则由大中比例尺图缩编绘制而成。因此地形图的测绘，一般是指大比例尺地形图的测绘。地形图比例尺的分类比例尺大小比例尺范围大1500，11000，12000，15000中11万，12.5万，15万，110万小120万，150万，1100万地形图比例尺的选用比例尺用途120万地质普查、区域水利规划等110万110000城市总图规划、厂矿企业选址、区域位置、方案比较1500012000城市详细规划、工程初步设计11000城市详细规划、工程施工设计、竣工图15001200水坝坝头设计、地下工程建筑设计、文物保护等特种工程1100地形图的符号地物符号:比例符号、非比例符号和半依比例符号地貌符号:用来对地物符号和地貌符号补充说明的文字和数字以及特殊线段注记符号:用来表示地面起伏变化的符号比例尺精度：相当于图上0.1mm的实地水平距离,＝0.1mm×M（M为比例尺分母）比例尺1500110001200015千11万110万120万1100万比例尺精度（m）0.050.10.20.51.010.020.0100.0（一）地物符号地物符号用来表示地面物体的类别、形状、大小和水平位置的符号，它分为比例符号、非比例符号和半依比例符号。比例符号用规定的符号将某一地物按比例尺缩绘在图上的符号。例如，在11000地形图上按比例缩绘的农田、旱地、房屋等。非比例符号某一地物不能按比例尺缩绘在图上，只能用特定的符号表示。例如，界碑、航标、独立树、测量中的三角点、水准点等地物符号。半依比例符号某一地物的长度能按比例尺缩绘在图上，而宽度不能按比例尺缩绘在图上的符号。通常这些地物为线状地物，如公路、铁路、围墙、电力线、通讯线、管道线等。（一）注记符号注记符号用来对地物符号和地貌符号补充说明的文字和数字以及特殊线段。如路名、厂名、地名、房屋的结构和层数、桥梁长度及载重量、等高线的注记、用箭头表示河流的水流方向等。（一）地貌符号地貌符号用来表示地面起伏变化的符号。如等高线符号、陡坎符号等。等高线地面上高程相等的相邻各点连成的闭合曲线等高线间距（等高距h）:相邻等高线高程之差平距(d):相邻等高线间的水平距离坡度(i):dhi从上式看出，当h一定时，等高线的疏密与坡度成正比，坡度大，等高线就密集，坡度平缓，等高线就稀疏。山峰、山丘和洼地、盆地山脊与山谷鞍部绝壁或峭壁典型地貌及其等高线:山峰、山丘和洼地、盆地的等高线：在图上都是一组相似的闭合曲线，但可从注记的高程或画出的示坡线加以区别，示坡线是指垂直于等高线指向坡度降低方向的短线。山脊与山谷的等高线线状延伸的高地为山脊，山脊的棱线称山脊线，即分水线；两山脊之间的凹地为山谷，山谷最低点的连线称山谷线或集水线。在山脊或山谷处，等高线都是向一个方向凸出，但山脊凸向低处，山谷凸向高处。鞍部相邻两山间的低凹处，形似马鞍之状。它的左右两侧的等高线是相对称的两组山脊与山谷的等高线。绝壁或峭壁近于垂直的山坡，在绝壁处，等高线非常密集至重叠，用绝壁符号来代替等高线。下部凹进的绝壁称悬崖，悬崖的等高线投影到地形图上会出现相交情况。等高线的特性1.同一等高线上各点的高程都相同，且每条等高线的高程数值一定是等高距h的整倍数2.等高线应是闭合曲线，若不在本图幅内闭合，就必在邻幅或几个图幅后闭合。只有遇到用符号表示的峭壁和陡坎或地物符号时，等高线才能断开3.除了悬崖或绝壁处，等高线在图上不能相交或重合4.同一幅图上等高距相同5.等高线与山脊、山谷线成正交，即山脊线和山谷线垂直于等高线转折点的切线等高线的分类首曲线（或称基本等高线）：按基本等高距描绘的等高线，等高线上不注记高程。计曲线（或称加粗等高线）：每隔四条首曲线加粗的一条等高线，在计曲线上注有高程。间曲线：个别地方坡度很缓，用基本等高线不足以显示局部地貌特征时，可按1/2、1/4基本等高距用虚线加绘半距等高线，间曲线可以仅画出局部线段，可不闭合。•图外注记•为了使用方便和图纸管理，地形图除了图内注记外，还有图外注记。如，图名、图号、地形图接合表、比例尺、坡度尺、三北方向指示线、测绘单位、日期等，内插法描绘等高线由于地形特征点是选在地面坡度变化处，因此两相邻地形点之间的坡度是不变的，其高差与平距成正比关系。所以，尽管所测的地形点高程不等于所求等高线的高程，但可通过上述比例关系，求出等高线的通过点。§8－2地形图的测绘一、测图前的准备工作二、碎部点的测定方法1、极坐标法2、距离交会法3、方向交会法三、野外测图1、地物、地貌特征点2、经纬仪测图法的步骤选点--观测--记录和计算--绘图--内插法描绘等高线§8-3大比例尺数字测图原理数字测量概述一、数字测图概念二、数字测图的特点1、自动化2、数字化3、高精度4、现势性三、数字测图系统数字测图（DSM）系统是以计算机为核心，由地形数据采集设备和成果设备而组成，在软件的支持下，对地形空间数据进行采集处理，编辑成图，输出和管理的测绘系统。野外数据采集系统处理系统输出设备全站仪或其他测量仪器便携机记录器计算机软件打印机绘图仪数据存储介质数字化仪扫描仪立体坐标量测仪解析测图仪室内数据采集系统§8-4野外数字测图数据构成一、野外数字测图数据构成(地形点的描述方法）定位信息（X、Y、H）绘图信息（连接关系）属性信息（符号信息）二、属性信息编码3位数字编码（路灯：357），编码与图试符号一一对应三、连接信息（连接点，连接线型）1---直线2---曲线3---圆弧空---独立点四、碎部点数据的野外采集（采集方法：极坐标测量、坐标测量）一、绘图的基本算法1、曲线拟合欲画y=f(x)一条曲线，利用折线上的少量特征点建立模拟函数y=g(x)，用以逼近曲线y=f(x)，根据函数y=g(x)就可求得曲线上加密点的坐标，当加密到相当密度时，就形成了一条光滑的曲线。这一过程称曲线拟合。常用方法：线性迭代法张力样条函数法三点法§8-5计算机绘图的基本方法2、区域符号填充规则填充不规则填充3、填充符号位置的计算一、数字地面模型1、数字地面模型是以数字的形式按一定的结构组织在一起，表示实际地形特征的空间分布，也就是地球形状大小和起伏的数字描述。当数字地面模型只包含高程信息时，称DEM。2、DEM的数据结构主要有两种：规则的矩形格网不规则三角网（TIN）3、最近距离算法生成TIN的步骤：先在地形数据中找到两个距离最近的点，以这两个点的连线为基础，寻找与此线段最近的离散点构成三角形，然后再椐此三角形的三条边按同样准则进行扩展，构成新的三角形，如此反复，直到没有可扩展的离散点或者所有的三角形的边都无法再构造出新的三角形为止。§8-6数字地面模型及等高线的绘制规则的矩形格网TIN矩形格网数据结构简单、存储量小、管理方便。缺点：精度有损失。TIN的优点：不须内插计算，能较好地反映地形特征。缺点：数据量大、数据结构较复杂、管理复杂。Pi,j二、等高线的绘制TIN生成等高线的步骤：（1）建立三角形标志数组（2）等高线的追踪与平滑处理①三角形内等高线的判定②等高线穿过点坐标计算③检索离去边④检索邻近三角形⑤开曲线的检索方法⑥等高线的平滑处理⑦循环，重复前边6步