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1、工程测量14第07章地形图的基本知识与测绘 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望地形图的定义按一定的比例尺，用规定的符号表示地物、地貌平面位置和高程的正射投影图叫地形图。地形测量的任务是测绘地形图。地形图测绘地形测量的任务是测绘地形图。地形图测绘是以测量控制点为依据，按以一定的步骤和方法是以测量控制点为依据，按以一定的步骤和方法将地物和地貌测定在图之上，并用规定的比例尺将地物和地貌测定在图之上，并用规定的比例尺和符号绘制成图。和符号绘制成图。比例尺图上任
2、一线段图上任一线段d与地上相应线段水平距离与地上相应线段水平距离D之比，称为之比，称为图的比例尺图的比例尺。常见的比例尺有两种：数字比例尺和直线比例尺用分子为1的分数式来表示的比例尺，称为数字比例尺，即为了用图方便，以及避免由于图纸伸缩而引起的误差，通常在图上绘制图示比例尺，也称直线比例尺。1:1百万、百万、1:50万、万、1:25万万小比例尺地形图小比例尺地形图1:10万、万、1:5万、万、1:2.5万万 中比例尺地形图中比例尺地形图1:1万、万、1:5千、千、1:2千、千、1:1千、千、1:5百百大比例尺地形图大比例尺地形图1:5000、1:1万、万、1:2.5万、万、1:5万、万、1:1
3、0万为国家基本地形图。万为国家基本地形图。比例尺的精度图上图上0.1mm所表示的实地水平长度。所表示的实地水平长度。用途：1、确定量距精度、确定量距精度 如测1:2000比例尺的图，其量距精度达到 0.1mm2000=0.2m即可2、确定测图比例尺、确定测图比例尺 如欲使图上能量出的实地最短线段长度为 0.5米，则采用的比例尺不得小于0.1mm/0.5m=1/5000比例尺1:5001:10001:20001:5000比例尺精度(m)0.050.100.200.50地形图图式规定的符号地形图图式规定的符号1）、比比例例符符号号 轮廓较大的地物，如房屋、运动场、湖泊、森林、田地等，凡能按比例尺把
4、它们的形状、大小和位置缩绘在图上的，称为比例符号。这类符号表示出地物的轮廓特征。2）、非非比比例例符符号号 轮廓较小的地物，或无法将其形状和大小按比例画到图上的地物，如三角点、水准点、独立树、里程碑、水井和钻孔等，则采用一种统一规格、概括形象特征的象征性符号表示，这种符号称为非比例符号，只表示地物的中心位置，不表示地物的形状和大小。3）、半半比比例例符符号号 对于一些带状延伸地物，如河流、道路、通讯线、管道、垣栅等，其长度可按测图比例尺缩绘，而宽度无法按比例表示的符号称为半比例符号，这种符号一般表示地物的中心位置，但是城墙和垣栅等，其准确位置在其符号的底线上。4）、地地物物注注记记 对地物加以
5、说明的文字、数字或特定符号，称为地物注记。如地区、城镇、河流、道路名称；江河的流向、道路去向以及林木、田地类别等说明。有沟堑的1:20001:1000土围墙小 路一般的砖、石及混凝土围墙大车路有堤岸的电线架简易公路沟渠低压线公路活树篱笆篱笆栅栏、栏杆高压线正射投影示意图垂直投影倾斜投影倾斜投影地形图的分幅和编号地形图的分幅和编号地形图的分幅和编号地图的图外注记一、图名和图号一、图名和图号二、接图表二、接图表三、图廓三、图廓四、三北方向图四、三北方向图一、图名和图号一、图名和图号图名：本图幅的名称。图名：本图幅的名称。以所在图幅内最著名的地名、厂矿企业和村庄的名称来命名图号：地形图的编号。图号：
6、地形图的编号。根据分幅和编号方法编定的。二、接图表二、接图表说明本图幅与相邻图幅的关系，供索取相邻图幅时用。三、图廓矩形图幅：内图廓：坐标格网线，绘图边界线，四角注坐标。外图廓：最外边的粗线。梯形分幅：内图廓：经纬线，图幅的边界线分图廓：黑白相间的线条，表示实地经纬差1外图廓：最外边的粗线图廓四、三北方向关系图四、三北方向关系图中、小比例尺图的中、小比例尺图的南图廓的右下方，绘南图廓的右下方，绘有真子午线、磁子午有真子午线、磁子午线和坐标纵轴方向三线和坐标纵轴方向三者之间的角度关系者之间的角度关系地貌表示方法等高线等高线原理 等等高高线线是是地地面面相相邻邻等等高高点点相相连连接接的的闭闭合合
7、曲曲线线。一一簇簇等等高高线线，在在图图上上不不仅仅能能表表达达地地面面起起伏伏变变化化的的形形态态，而而且且还还具具有有一一定定立立体体感感。如图8-4，设有一座小山头的山顶被水恰好淹没时的水面高程为50 m，水位每退5 m，则坡面与水面的交线即为一条闭合的等高线，其相应高程为45 m、40 m、35 m。将地面各交线垂直投影在水平面上，按一定比例尺缩小，从而得到一簇表现山头形状、大小、位置以及它起伏变化的等高线。等高线原理图相邻等高线之间的高差相邻等高线之间的高差h，称为等高距等高距或等高线间隔等高线间隔，在同一幅地形图上，在同一幅地形图上，等高距是相同的，相邻等高线间的水平距离等高距是相
8、同的，相邻等高线间的水平距离d，称为等高线平距等高线平距。由图可知，d愈大，表示地面坡度愈缓，反之愈陡。坡度与平距成反比。用等高线表示地貌，等高距选择过大，就不能精确显示地貌；反之，选择过小，等高线密集，失去图面的清晰度。因此，应根据地形和比例尺参照表8-1选用等高距。等高距的选择等高距的选择等高线的种类等高线的种类按上表选定的等高距称为基本等高距，同一幅图只能采用一种基本等高距。等高线的高程应为基本等高距的整倍数。按基本等高距描绘的等高线称首曲线，用细实线描绘；为了读图方便，高程为5倍基本等高距的等高线用粗实线描绘并注记高程，称为计曲线；在基本等高线不能反映出地面局部地貌的变化时，可用二分之
9、一基本等高距用长虚线加密的等高线，称为间曲线；更加细小的变化还可用四分之一基本等高距用短虚线加密的等高线，称为助曲线（如图）。等高线表示典型地貌山头洼地图8-9 陡崖图8-8 鞍部等高线表示典型地貌等高线表示典型地貌悬崖冲沟等高线的特性1、同一条等高线上的点，其高程必相等。2、等高线均是闭合曲线，如不在本图幅内闭合，则必在图外闭合，故等高线必须延伸到图幅边缘。3、除在悬崖或绝壁处外，等高线在图上不能相交或重合。4、等高线的平距小，表示坡度陡，平距大则坡度缓，平距相等则坡度相等，平距与坡度成反比。5、等高线和山脊线、山谷线成正交。6、等高线不能在图内中断，但遇道路、房屋、河流等地物符号和注记处可
10、以局部中断。地形图是怎么测绘出来的？人们看到一张张反映地球表面形态和面貌的地形图是相当复杂人们看到一张张反映地球表面形态和面貌的地形图是相当复杂的。它们是怎样测绘出来的呢？的。它们是怎样测绘出来的呢？首先要明确确定地形图上的每个点位需要的三个基本要素：方首先要明确确定地形图上的每个点位需要的三个基本要素：方位、距离和高程。同时这三个基本要素还必须有位、距离和高程。同时这三个基本要素还必须有起始方向起始方向、坐标原坐标原点点和和高程零点高程零点作依据作依据。图板白纸测地形图图板白纸测地形图图板白纸测地形图图板白纸测地形图：首先就要对 ，这可根据事先测量的大地控制点作为起始方向来定向；图板定向后，
11、就要确定测图点在图纸上的位置。对于纳入国家统一的基本地形图的测绘，是有统一规范的坐标展点要求的；但对于小面积局部地区测绘地形图，可 ，即可着手按测方位和距离两要素的方式，测定地面上其它任何点的平面坐标位置平面坐标位置平面坐标位置平面坐标位置。至于点的高程点的高程点的高程点的高程，由于国家高程系统已在全国各地布设了很多统一高程基准的水准点统一高程基准的水准点统一高程基准的水准点统一高程基准的水准点可供利用，一般均可用 方法连测连测连测连测到测图区，因此在测图时采用 的方法就可同时测定出任一点的点位点位点位点位和高程高程高程高程。图板定向图板定向图板定向图板定向假设独立的平面直角坐标系原点假设独立
12、的平面直角坐标系原点假设独立的平面直角坐标系原点假设独立的平面直角坐标系原点水准测量水准测量水准测量水准测量视距三角高程测量视距三角高程测量视距三角高程测量视距三角高程测量测图前的准备工作1、图纸准备、图纸准备 大比例尺地形图的图幅大小一般为、。为保证测图的质量，应选择优质绘图纸。一般临时性测图，可直接固定将图纸在图板上进行测绘；需要长期保存的地形图，为减少图纸的伸缩变形，通常将图纸裱糊在锌板、铝板或胶合板上。目前各测绘部门大多采用聚酯薄膜代替绘图纸，它具有透明度好、伸缩性小、不怕潮湿、牢固耐用等特点。聚酯薄膜图纸的厚度为0.070.1 mm，表面打毛，可直接在底图上着墨复晒蓝图，如果表面不清
13、洁，还可用水洗涤，因而方便和简化了成图的工序。但聚酯薄膜易燃，易折和老化，故在使用保管过程中应注意防火防折。测图前的准备工作2、绘制坐标格网、绘制坐标格网为了准确地将控制点展绘在图纸上，首先要在图纸上绘制的直角坐标格网。绘制坐标格网的工具和方法很多，如可用坐标仪或坐标格网尺等专用仪器工具。坐标仪是专门用于展绘控制点和绘制坐标格网的仪器；坐标格网尺是专门用于绘制格网的金属尺。它们是测图单位的一种专用设备。下面介绍对对角角线法线法绘制格网。如图7-19，先用直尺在图纸上绘出两条对角线，从交点o为圆心沿对角线量取等长线段，得a、b、c、d点，用直线顺序连接4点，得矩形abcd。再从a、d两点起各沿a
14、b、dc方向每隔10 cm定一点；从d、c两点起各沿da、cb方向每隔10 cm定一点，连接矩形对边上的相应点，即得坐标格网。坐标格网是测绘地形图的基础，每一个方格的边长都应该准确，纵横格网线应严格垂直。因此，坐标格网绘好后，要要进进行行格格网网边边长长和和垂垂直直度度的的检检查查。小方格网的边长检查，可用比例尺量取，其值与10 cm的误差不应超过；小方格网对角线长度与的误差不应超过。方格网垂直度的检查，可用直尺检查格网的交点是否在同一直线上（如图7-19中mn直线），其偏离值不应超过0.2 mm。如检查值超过限差，应重新绘制方格网。图 7-19 对角线法绘制格网3、展绘控制点 展绘控制点前，
15、首先要按图的分幅位置，确定坐标格网线的坐标值，也可根据测图控制点的最大和最小坐标值来确定，使控制点安置在图纸上的适当位置，坐标值要注在相应格网边线的外侧（图7-20）。测图前的准备工作图 7-20 控制点展绘测图前的准备工作按坐标展绘控制点，先要根据其坐标，确定所在的方格。例如控制点D的坐标，。根据D点的坐标值，可确定其位置在efhg方格内。分别从ef和gh按测图比例尺各量取20.34 m，得i、j两点；然后从i点开始沿ij 方向按测图比例尺量取23.43 m，得D点。同法可将图幅内所有控制点展绘在图纸上，最后用比例尺量取各相邻控制点间的距离作为检查，其距离与相应的实地距离的误差不应超过图上0
16、.3 mm。在图纸上的控制点要注记点名和高程，一般可在控制点的右侧以分数形式注明，分子为点名，分母为高程，如图8-20中A，D点。经纬仪测绘法碎部测量 碎部测量是以控制点为测站，测定周围碎部测量是以控制点为测站，测定周围碎部点的平面位置和高程，并按规定的图示碎部点的平面位置和高程，并按规定的图示符号绘制成图。符号绘制成图。碎部点的选择碎部点的选择 地物、地貌的特征点，统称为地形特征点，地物特征点，一般选在地物轮廓的方向线变化处，如房屋角点、道路转折点或交叉点、河岸水涯线或水渠的转弯点等。连接这些特征点，就能得到地物的相似形状。对于形状不规则的地物，通常要进行取舍。一般的规定是主要地物凸凹部分在
17、地形图上大于0.4 mm均应测定出来；小于0.4 mm时可用直线连接。一些非比例表示的地物，如独立树、纪念碑和电线杆等独立地物，则应选在中心点位置。地貌特征点，通常选在最能反映地貌特征的山脊线，山谷线等地性线上。如山顶、鞍部、山脊、山谷、山坡、山脚等坡度或方向的变化点，如图7-21所示的立尺点。利用这些特征点勾绘等高线，才能在地形图上真实地反映出地貌来。地貌特征点地貌特征点经纬仪测绘法极坐标展点极坐标展点1、A点安置仪器，量仪高 i2、定向：盘左瞄B点，置水平度盘读数为03、立尺：按选定的跑 尺路线，在地物、地 貌特征点上立尺4、观测：转动照准部，瞄M点标尺，读水平 角、上丝读数l1、中丝读数
18、l2、下丝读数l3、天顶距Z （使指标水准管气泡居中，或使补偿装置置ON）5、记录：将观测数据记入表中6、计算：用计算器 7、展绘碎部点（极坐标法）碎部测量注意事项n1、测竖直角，检查竖盘指标水准管气泡是否居中，或补偿装置是否置ON。测2030个点后，检查起始方向，经纬仪测绘法小于4n2、立尺人员应将标尺竖直，并画好周围地形草图。n3、绘图人员要注意图面正确整洁，注记清晰，并做到随测点，随展绘，随检查。n4、每站结束时，检查有无漏测、测错，并与实地对照，无误后方可搬站。地形图的绘制n一、地物描绘：按图式n二、等高线勾绘：山脊线、山谷线实测，先轻轻勾绘出，再根据碎部点的高程勾绘等高线。悬崖、峭壁
19、、土坎、土堆、冲沟、雨裂等，按规定符号表示。勾绘等高线勾绘等高线时，要对照实地，先画计曲线，后画首曲线，并注意等高线通过山脊线、山谷线的走向。地面倾斜角比 例 尺备 注1:5001:10001:20001:50000 66 1515以上0.5m0.5m1m0.5m1m1m1m2m2m2m5m5m等高距为0.5 m时，地形点高程可注至cm，其余均注至dm地形图的拼接、检查与整饰在大区域内测图，在大区域内测图，地形图是分幅测绘地形图是分幅测绘的。为了保证相邻的。为了保证相邻图幅的互相拼接，图幅的互相拼接，每一幅图的四边，每一幅图的四边，要测出图廓外要测出图廓外5 mm。测完图后，。测完图后，还需要
20、对图幅进行还需要对图幅进行拼接，检查与整饰，拼接，检查与整饰，方能获得符合要求方能获得符合要求的地形图。的地形图。地形图接边差地形图的拼接1、地形图的拼接：将相邻图幅的格网线对好，检查地物、地貌的偏差，不应超过表7-10中规定的22倍每幅图施测完后，在相邻图幅的连接处，无论是地物或地貌，往往都不能完全吻合。如上图，左、右两幅图边的房屋，道路、等高线都有偏差。如相邻图幅地物和等高线的偏差，不超过表7-10规定的倍，取平均位置加以修正。修正时，通常用宽56 cm的透明纸蒙在左图幅的接图边上，用铅笔把坐标格网线、地物、地貌描绘在透明纸上，然后再把透明纸按坐标格网线位置蒙在右图幅衔接边上，同样用铅笔描
21、绘地物、地貌。若接边差在限差内，则在透明纸上用彩色笔平均配赋，并将纠正后的地物地貌分别刺在相邻图边上，以此修正图内的地物、地貌。地形图的检查地形图的检查（1）室内检查 观测和计算手簿的记载是否齐全、清楚和正确，各项限差是否符合规定；图上地物、地貌的真实性、清晰性和易读性，各种符号的运用、名称注记等是否正确，等高线与地貌特征点的高程是否符合，有无矛盾或可疑的地方，相邻图幅的接边有无问题等。如发现错误或疑点，应到野外进行实地检查修改。（2）外业检查 首先进行巡视检查，它根据室内检查的重点，按预定的巡视路线，进行实地对照查看。主要查看原图的地物、地貌有无遗漏；勾绘的等高线是否逼真合理，符号、注记是否
22、正确等。然后进行仪器设站检查，除对在室内检查和巡视捡查过程中发现的重点错误和遗漏进行补测和更正外，对一些怀疑点，地物、地貌复杂地区，图幅的四角或中心地区，也需抽样设站检查，一般为10左右。地形图的整饰 当原图经过拼接和检查后，要进行清绘和整饰，使图面更加合理，清晰，美观。整饰应遵循先先图图内内后后图图外外，先先地地物物后后地地貌貌，先先注注记记后后符符号号的原则进行。工作顺序为：内图廓、坐标格网，控制点、地形点符号及高程注记，独立物体及各种名称、数字的绘注等。最后，按图式要求写出图名、图号、比例尺、坐标系统和高程系统、施测单位、测绘者和测绘日期等。现现代代测测绘绘部部门门大大多多已已采采用用计计算算机机绘绘图图工工序序，经经外外业业测测绘绘的的地地形形图图，只只需需用用铅铅笔笔完完成成清清绘绘，然然后后用用扫扫描描仪仪使使地地图图矢矢量量化化，便便可可通通过过AutoCAD等等绘图软件进行地形图的机助绘制。绘图软件进行地形图的机助绘制。地形图的整饰