工程测量——地形图测绘

地形图基本知识•地形图将地面上的地物和地貌按水平投影的方法（沿铅垂线方向投影到水平面上），并按一定的比例尺缩绘到图纸上，这种图称为地形图。•平面图如图上只有地物，不表示地面起伏的图称为平面图。地形图比例尺•地形图比例尺=图上长度/实地长度•地例尺精度：相当于图上0.1mm的实地水平距离。地形图按比例尺分类：（1）大比例尺地形图——1：500、1：1000、1：2000、1：5000（2）中比例尺地形图——1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万（3）小比例尺地形图——1：20万、1：50万、1：100•比例尺大小不同，精度数值也不同。图的比例尺越大，图上的地物地貌越详细，精度越高。但测绘工作量也成倍增加。所以应根据实际需要选择比例尺。比例尺精度比例尺1∶5001∶10001∶20001∶50001∶10000比例尺精度（M）0.050.10.20.51.0地形图的分幅与编号•梯形分幅与编号•按经纬线分幅的梯形分幅(trapezoidmap-subdivision)法，它一般用于1:5000~1:100万的中、小比例尺地图的分幅；•矩形分幅与编号•按坐标格网分幅的矩形分隔(rectangularmap-subdivision)法，它一般用于城市和工程建设1:500~1:2000的大比例尺地图的分幅。梯形分幅•1:100万：经差6度，由经线180度起，自西向东1—60编号；纬差4度，由赤道分别向南北至88度。如G-48，SG-48.•1：10万：每幅1:100万的图按经差30′、纬差20′划分为144幅。•1：1万：每幅1：10万的图按经差3’45”,纬差2’30”划分为64幅。新的梯形分幅矩形分幅——用纵横坐标网线划分。适用于大比例尺地形图。按图幅西南角点的坐标公里数编号。图幅大小，主要有：（1）50cm×50cm或50cm×40cm用于1：500、1：1000、1：2000（2）40cm×40cm用于1：5000地形图的识读——图廓和图廓外注记1.图号、图名和接图表2.比例尺3.经纬度及坐标格网4.三北方向图5.坐标系统高程系统图式、测图日期测图者6.内、外图廓。•地物的表示方法比例符号非比例符号线性符号注记符号如房屋如水准点如河流如水稻田地貌符号——等高线(contour)1、定义:地面上高程相等的相邻点所连接而成的闭合曲线。等高线平距——相邻等高线之间的水平距离d。等高距(contourinterval)、等高线平距、地面坡度等高距——相邻等高线之间的高差h。hhhhhhd1d2d3d4d5d6注：由于h为定值，所以i与d成反比。hhhhhhi地面坡度i：(为地面倾角)i=—hd=tand1d2d3d4d5d6典型地貌的等高线：（3）山谷、山谷线（集水线）（4）鞍部（垭口）（1）山峰、盆地、峭壁、悬崖、山脚（2）山脊、山脊线（分水线）等高线按用途分类：•基本等高线——首曲线(intermediatecontour)•加粗等高线——计曲线(indexcontour)•半距等高线——间曲线(half-intervalcontour)•1/4等高线——助曲线(extracontour)•等高线特征①同一等高线上，各点高程相等②等高线是自行闭合的连续曲线，不在图内闭合就在图外闭合③除在悬崖处外，等高线不能相交④地面坡度是指等高距h与平距d之比，用i表示⑤等高线通过山脊线及山谷线，必须改变方向，而且与山脊线山谷线垂直相交模拟测图前的准备工作测地形图分为：白纸测图（模拟测图）(analogmap)与数字测图(digitalmap)一．图纸的选用主要有：1.磅纸（机械制图用的图纸）2.聚脂薄膜——透明、不变形、可洗。坐标格网一般已绘制。坐标格网的绘制方格网的大小：40cm50cm或50cm50cm方格的大小：10cm10cm1.对角线法oabcd坐标格网尺法①坐标格网尺（1）坐标格网尺的图片（2）用坐标格网尺绘制方法3.软件绘制方法——如AutoCAD或CASS软件。4．格网的检查要求：格网交点应在一条直线上，偏离不应大于0.2mm。每格长度误差也不应超过0.2mm。控制点的展绘例：展绘控制点A(647.43,634.52,4.50)；B(913.46,748.63,6.45）。1、确定格网线的坐标、注记。2、确定控制点所在的方格，按比例尺展出。3、检查：在图上量取相邻控制点间的距离。其与理论值之差图上0.3mm。1:10000.50.510009008007006005005006007008009001000A4.506.45B经纬仪法测图(mappingmethodwiththeodolite)（一）配置1、工具：经纬仪、图板、塔尺、小钢尺、量角器、三棱尺、计算器、铅笔、橡皮等。2、人员：观测员、记录计算员、绘图员各1人、立尺员2人。（二）步骤1、安仪：在控制点A安置经纬仪，量取仪器高。2、定向：后视(盘左瞄准)控制点B，度盘置零。3、立尺：立尺员把塔尺立到地形、地貌特征点上。东大道坚55.405.35（1）“地物”取“轮廓转折点”。（2）地貌—取“地性线上坡度或方向变化点”。地貌取点方法图4、观测：瞄准点1的塔尺，分别读取上、下丝之差、中丝读数、竖盘读数L、水平角β。5、记录、计算：记录上述观测值，按视距测量公式计算出点1的水平距离D和高程H。6、展碎部点：在图纸上，按β、D，定出点1的位置。7、绘制地形图（地物和等高线）等高线的绘制方法：（１）首先描绘出地性线（山脊线、山谷线）。（２）再在相邻碎部点之间内插出等高线。等高线的绘制方法地形图的检查、拼接与整饰（1）检查包括：图面检查、野外巡视和设站检查（约占每幅图的10%）。（2）拼接一般规定每幅图的图边应测出图幅外1cm。若偏差小于容许值，可以平均分配到两幅图中。（3）整饰：擦掉不必要的点、线、高程等。使图面整洁、规范。大比例尺数字地形图的测量方法简介1、工具：全站仪、棱镜、小钢尺、电子手薄、电脑。2、方法：用全站仪采集数据——自动记录在电子手薄中——通过电脑处理，成图。地形图的基本应用一、确定图上点的平面坐标与高程1、平面坐标——用比例尺在图上量取。XY10009008007006005001000110012001300140015001：1000hh.A5251504948•••EFG1:5002、目估内插点位高程：HE=51.0m,HF=48.3m,HG=51.9m二、图上直线的距离、方向（方位角）、坡度1、图上直线距离10009008007006005001000110012001300140015001：1000（1）解析法◆在图上量测A、B坐标，计算A、B距离：(XB,YB)(XA,YA)22)()(ABABAByyxxD（2）图解法◆用比例尺直接量取.A.B2、图上直线的坐标方位角10009008007006005001000110012001300140015001：1000（1）解析法◆量测两点坐标，用坐标反算公式计算：(XB,YB)(XA,YA).A.BABABABxxyy1tanAB说明：应用上式，要注意方位角所在象限。（2）图解法◆用量角器量取。3、确定图上直线的坡度三、绘制指定方向的纵断面图(profile(diagram))1、沿指定方向量取两相邻等高线间的平距，用一定比例标在横坐标轴上；2、再按各点的高程以一定比例标在纵坐标轴上。纵坐标高程比例一般比水平比例大510倍。000%XXXXDHHiABAB根据地形图绘制纵断面图示例四、按限制的坡度选定最短线路例：要在A、B间选定一条满足坡度为的最短路线。%33.3i解：坡度公式：mdhDhimmmd30030.010000333.01故在相邻两根等高线之间的图上平距必须d：0333.0mdhmhd0333.0方法：计算由山脊线围成的面积。五、确定汇水面积图形面积的量算一、方格纸法——数方格的个数，计算面积。二、平行线法——分解成梯形，计算面积。(方格纸及平行线法计算面积举例)(方格纸及平行线法计算面积举例)三、解析法ⅠⅡⅢⅣ面积公式：相邻顶点与坐标轴（X或Y）所围成的各梯形面积的代数和。))(())(())(())(211414434323321221yyxxyyxxyyxxyyxxP（)()()()(21314243132421yyxyyxyyxyyxP经整理后：niiiiiiiniiiiiniiiiniiyxyxPyyxxPxxyPyyxP111111111111)(21)()(21)(21)(21写成以下四种形式的通用公式：4四、求积仪法方法：沿边线滚动一圈。1、机械求积仪(mechanicalplanimeter)2、电子求积仪(electronicplanimeter)功能：可进行面积、点的坐标、周长等项目的量测。使用方法：（1）在折线段，进入点方式，采集始终点，共2点。（2）在圆弧段，进入圆弧方式，采集始终点及圆弧上一点，共3点。（3）曲线段，进入连续跟踪进入方式，描绘曲线形状。电子求积仪图平整场地的土方量计算一、方格网法平整成水平面时的步骤：1．打方格。按精度要求和地形的不同，一般取10×10m、20×20m、50×50m。2．根据等高线确定各方格顶点的高程。（用内插法）3．计算设计高程。（1）设计高程由设计单位定出，则无需计算。（2）填挖方基本平衡时的设计高程把每一个方格四个顶点的高程相加，除以4，得每一个方格的平均高程；再把n个方格的平均高程加起来，除以方格数n，得设计高程。nHHHHH44321中拐边角设即有：4、计算填挖高度有：h=H地-H设h正数为挖，负数为填。5、计算填、挖方量（1）方法一（用公式:V=S×h）1）根据填挖界线，计算那些4个顶点均为正的各个方格的挖方量。2）计算那些4个顶点均为负的各个方格的填方量。3）分别计算填挖界线上4个顶点有正有负的方格的挖方量和填方量。4）将挖方和填方分别相加，得总挖方和总填方。（2）方法二（*）•角点：V=h×A/4•边点：V=h×2A/4•拐点：V=h×3A/4•中点：V=h×4A/4A——为一方格的面积。再将填方和挖方分开求和∑V，得总填方和总挖方。