地形图应用

浙江同济科技职业学院《工程测量技术》第7章地形图的应用7.1概述7.2大比例尺地形图的识读7.3地形图应用的基本内容7.4地形图在平整土地中的应用7.5地形图在工程建设中的应用浙江同济科技职业学院《工程测量技术》7.1概述遵循一定的数学法则（即采用某种比例尺、坐标系统及地图投影），将地面上的各种地物地貌等各种地理信息，在图上用符号系统表示，以反映地理信息的空间分布规律，这种图称为普通地图。普通地图地理图：概括程度比较高，以反映要素基本分布规律为主。大多数比例尺小于1：100万，但不是绝对的，也有县、市的普通地图，比例尺可能比较大，但概括程度高，仍属于地理图。地形图：指比例尺大于1：100万，按照统一的数学基础、图式图例，统一的测量规范，经实地测绘或根据遥感资料编绘而成的一种普通地图。浙江同济科技职业学院《工程测量技术》1：100万、1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1：1万、1：5000等8种比例尺的地形图，称为国家基本地形图（简称国家基本图），它是由国家测绘管理部门统一组识测绘，作为国民经济建设、国防建设和科学研究的基础资料。国家基本国的特点是：1.具有统一的大地坐标系和高程坐标系采用“1980年中国国家大地坐标系”和“1985国家高程基准”（1985年以前曾采用“1956年黄海高程系”）。2.具有完整的比例尺系列和分幅编号系统它包含1：100万、1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1：1万、1：5000等8种比例尺的地形图，按统一的经差和纬差分幅，并以国际百万分之一地图分幅编号为基础的编号系统。3.依据统一的规范和图式依据国家测绘局统一制订的测量与编绘规范和《地形图图式》。工程用的小区域大比例尺地形图，有的是按国家统一的坐标系统和高程系统测绘的，有的也可以按某个城市坐标系统，或假定的坐标系统和假定的高程系统。浙江同济科技职业学院《工程测量技术》7.2大比例尺地形图的识读2.熟悉常用的图式符号熟悉一些常用的地物符号的表示方法，区分比例符号、半比例符号和非比例符号的不同，以及这些地物符号和地物注记的含义。3.熟悉典型地貌符号，达到看懂整个地区地貌例如，山头、洼地、山脊、山谷、鞍部、峭壁等，以便能看懂整个地区地貌大致形态。1.图廓外信息识读图廓外信息主要有图的比例尺、坐标系统、高程系统、基本等高距、测图的年月、测绘单位，接图表，图名，图的编号。图幅左下角注明测绘日期，测图采用经纬测绘法，采用的坐标系，高程系统。内图廓四个角标注的数字是它的直角坐标值。图内的十字交叉线是坐标格网的交点。浙江同济科技职业学院《工程测量技术》接图表地形图编号浙江同济科技职业学院《工程测量技术》(1)地物识读地物的核心是居民地，从了解居民点入手，再了解与其相关的道路、河流、电力线、农田等。(2)地貌识读从主要山头、山梁入手，依据等高线识读地势高低起伏状况，各种地貌的分布。4.地物和地貌的识读要领浙江同济科技职业学院《工程测量技术》如右图，求P点的坐标。（1）确定P点所在方格abcd；（2）过P点作格网平行线交方格于m、n点和f、g点；（3）量da、dm、dc、dg。PdPdlxxdmMdalyydgMdc=+鬃=+鬃则P点坐标为：7.3地形图应用的基本内容7.3.1求点的坐标l为方格边长（10cm）M为测图比例尺分母PdPdxxdmMyydgM=+?=+?为了消除图纸伸缩影响，采用下列公式：浙江同济科技职业学院《工程测量技术》7.3.2求点的高程如右图中P点，可通过P作一条大致垂直于两相邻等高线的线段mn，在图上量出mn和mp的长度，则P点的高程为()PmmpmpmpmnmnHHhdhhd=+=式中，hmn=1m，为本图幅的等高距。设dmp=3.5mm，dmn=7.0mm，则hmp=(3.5/7.0)·1＝0.5mHP=65+0.5=65.5m浙江同济科技职业学院《工程测量技术》7.3.3求图上两点间的水平距离如右图所示，欲求A、B两点间的距离、坐标方位角及坡度，必须先求出A、B两点的坐标，则A、B两点水平距离为：22()()ABBABADxxyy=-+-9.4.4确定图上直线的坐标方位角arctanBAABBAyyxxa-=-9.4.5确定直线的坡度BAHHhiDdM-==×浙江同济科技职业学院《工程测量技术》用横轴表示水平距离，比例尺为1:1000—1:2000用纵轴表示点的高程，比例尺为1:50—1:200一般地，纵轴比例尺比横轴比例尺大10或20倍。7.3.4根据地形图绘制指定方向的断面图在工程设计中，经常要了解在某一方向上的地形起伏情况，例如公路、隧道、管道等的选线，可根据断面图设计坡度，估算工程量，确定施工方案。浙江同济科技职业学院《工程测量技术》(1)画出两条相互垂直的轴线，并确定距离与高程比例尺。(2)在横轴上，按距离比例尺标绘A、1、2、3、…。(3)按高程比例尺将各点标绘在纵轴方向上。(4)用光滑曲线连接各标绘的各点。作图步骤：浙江同济科技职业学院《工程测量技术》7.3.5按限定坡度选最短路线1:1000比例尺地形图，要求从A开始，在图上选一条坡度不超过+8℅的最短路线，终点为B点。112.58/100hDmi===已知地形图等高距为1m，因此路线在相邻等高线间最短水平距为在1:1000图上即d=12.5/1000=12.5mm，以A点为圆心，12.5mm为半径划引弧交于39m等高线的1和1‘，同法进行直至B点。由于B点高程为45.56m，与7或7′点所在等高线高程之差为0.56m，则所需最短距离是，相应图上距离为7mm，而图上7′B与7B量得距离都大于最短距离7mm，因此，这两条路均符合要求，但最后须到实地勘查确定。mm708.056.02457121A745.56浙江同济科技职业学院《工程测量技术》7.3.6勾绘汇水面积界线汇水面积的边界是指某地能汇集雨水的实际边界。它是一系列分水线即山脊线的连线。汇水面积边界线的特点是：边界线是通过一系列山脊线以及各山头、鞍部的曲线，并与河道指定断面形成的闭合环线。200150ED200200200FCBA150200200HG浙江同济科技职业学院《工程测量技术》平整土地设计高程H0的推导设H1、H2、H3、H4....分别表示各桩点的高程（见右图），则:第1方格平均高程=(H1+H2+H4+H5)/4；第2方格平均高程=(H4+H5+H7+H8)/4；...........第5方格平均高程=(H5+H6+H8+H9)/4。所以平整土地总的平均高程H。为5个方格平均高程再取平均，即式中：H1、H10、H11、H9、H3均为角点；H4、H7、H6、H2均为边点；H8为拐点；H5为中点；式中分母5表示方格数7.4地形图在平整土地中的应用110119347628502()341[]54444HHHHHHHHHHHH+++++++=+++1234567891011123457.4.1方格网法浙江同济科技职业学院《工程测量技术》因此，同理可写出通式：01(234)4HHHHHn=+++邋邋角拐中n为方格总数∑H角为各角点高程总和∑H边为各边点高程总和∑H拐为各拐点高程总和∑H中为各中点高程总和式中：浙江同济科技职业学院《工程测量技术》例：在地形图上对某地段进行场地平整，首先在图上绘制方格，共绘制7个方格，方格边长10m。从等高线内插求得方格顶点高程如图所示。123451.计算平整土地设计高程图中：A1、A4、B4、C1、C3均为角点；A2、A3、B1、C2均为边点；B3为拐点；B2为中点。01(234)25.24HHHHHmn=+++=邋邋角拐中浙江同济科技职业学院《工程测量技术》12345填挖分界线2.计算各方格顶点的施工量施工量=地面高程-设计高程施工量为正表示挖深，负数表示填高数；它们应注明在方格顶点旁的圆括号内。浙江同济科技职业学院《工程测量技术》式中l表示方格的边长；│h1│、│h2│表示方格边两端点挖、深填高的绝对值。x1为填挖分界点距标有h1方格顶点的距离。1112||||||lhxhh=+lhho12x1地面3.计算填挖分界线的位置按下列公式计算(见右图)10.2103.30.20.4x=?+例如，B2-B3，B2应挖0.2m，B3立填0.4m，按上式计算：浙江同济科技职业学院《工程测量技术》4．计算填、挖方量总的土方体积为各方格体积之和。可以看出：角点、边点、拐点和中点分别进行计算各点所占的体积：14VhS=?角角格24VhS=?格34VhS=?拐拐格44VhS=?中中格hhhh角边边中h角h边h边h角h角地面SSSS12344hhhhvS+++=?浙江同济科技职业学院《工程测量技术》计算应列一表格，填入所有方格顶点编号、挖深及填高。最后，按挖方与填方分别求和，可求得总控方量与总填方量。点号挖深/m填高/m所代表面积/m2挖方量/m3填方量/m3A1A2A3A4B1B2B3B4C1C2C3+1.2+0.4+0.0+0.6+0.2+0.2-0.4-0.4-1.0-0.4-0.82550502550100752525502530200302051030252020105105:点的性质角角角角角边边边边中拐浙江同济科技职业学院《工程测量技术》7.4.2断面法断面法是以一组等距（或不等距）的相互平行的截面将拟整治的地形分截成若干“段”，计算这些“段”的体积，再将各段的体积累加，从而求得总的土方量。断面法的计算公式如下：式中，S1、S2——两相邻断面上的填土面积（或挖土面积）；L——两相邻断面的间距。断面法根据其取断面的方向不同主要分为垂直断面法和水平断面法（等高线法）两种。122SSVL+=?浙江同济科技职业学院《工程测量技术》1.垂直断面法如图所示之1：1000地形图局部，ABCD是计划在山梁上拟平整场地的边线。设计要求：平整后场地的高程为67m，AB边线以北的山梁要削成1：1的斜坡。分别估算挖方和填方的土方量。浙江同济科技职业学院《工程测量技术》（1）ABCD场地部分根据ABCD场地边线内的地形图，每隔一定间距（本例采用的是图上10cm）画一垂直于左、右边线的断面图，上页右图为A-B、1-1和8-8的断面图（其它断面省略）。断面图的起算高程定为67m，这样一来，在每个断面图上，凡是高于67m的地面和67m高程起算线所围成的面积即为该断面处的挖土面积，凡由低于67m的地面和67m高程起算线所围成的面积即为该断面处的填土面积。例如：A-B断面和1-1断面间的填、挖方为：111122ABABSSSSVVVLL----ⅱⅱⅱ++ⅱ?=+=??填填填112ABSSVL--+=?挖浙江同济科技职业学院《工程测量技术》⑵AB线以北的山梁部分首先按与地形图基本等高距相同的高差和设计坡度，算出所设计斜坡的等高线间的水平距离。在本例中，基本等高距为1m，所设计斜坡的坡度为1：1，所以设计等高线间的水平距离为1m，按照地形图的比例尺，在边线AB以北画出这些彼此平行且等高距为1m的设计等高线，如下左图中AB边线以北的虚线所示。每一条斜坡设计等高线与同高的地面等高线相交的点，即为零点。把这些零点用光滑的曲线连接起来，即为不填不挖的零线。在零线范围内，就是需要挖土的地方。为了计算土方，需画出每一条设计等高线处的断面图，如下图所示，画出了68-68和69-69两条设计等高线处的断面图（其它断面省略）。浙江同济科技职业学院《工程测量技术》2.等高线法（水平断面法）当地面高低起伏较大且变化较多时，可以采用等高线法。此法是先在地形图上求出各条等高线所包围的面积，乘以等高距，得各等高线间的土方量，再求总和，即为场地内最低等高线以上的总土方量。如要平整为一水平面的场地，其设计高程可按下式计算：0VHHS=+式中：——场地内的最低高程，一般不在某一条等高线上，需根据相邻等高线内插求出；0HS——场地总面积，由场地外轮廓线决定。当设计高程求出以后，后续的计算工作可按方格网法进行。总V——场地内最低高程以上的总土方量；当设计高程求出以后，后续的计算工作可按方格网