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1、第九章 地形图的应用第一节 地形图的识读一、地形图图外注记识读 根据地形图图廓外的注记,可全面了解地形的基本情况。由地形图的比例尺可以知道该地形图反映地物、地貌的详略;根据测图日期的注记可以知道地形图的新旧,从而判断地物、地貌的变化程度;通过接合图表可以了解与相邻图幅的关系。从图廓坐标可以掌握图幅的范围;了解地形图的坐标系统、高程系统、等高距、测图方法等,对正确用图有很重要的作用。了解地形图所使用的地形图图式版别,对地物、地貌的识读非常重要。二、地物识读 地物识读前,要熟悉一些常用地物符号,了解地物符号和注记的确切含义。根据地物符号,了解图内主要地物的分布情况,如村庄名称、公路走向、河流分布、
2、地面植被、农田等。三、地貌识读 地貌识读前,要正确理解等高线的特性,根据等高线,了解图内的地貌情况。首先要知道等高距是多少,然后根据等高线的疏密判断地面坡度及地势走向。返回返回下一节下一节第二节 地形图的基本应用一、在图上确定某点的坐标10002500240023002200210020001100 1200 1300 140010001500Aabcdfgqp 按地形图比例尺量出 则A点的坐标为:如果精度要求较高,则应考虑图纸伸缩的影响,此时还应量出ab和ad的长度。设图上坐标方格边 长 的 理 论 值 为 l(l=100mm),则A点的坐标可按下式计算,即二、在图上确定两点间的水平距离 1
3、0002500240023002200210020001100 1200 1300 140010001500ABDAB1解析法 先求出图上A、B两点坐标(xA,yA)和(xB,yB),然后按坐标反算,计算AB的水平距离。2图解法 用两脚规在图上直接卡出A、B两点的长度,再与地形图上的直线比例尺比较,即可得出AB的水平距离。也可用比例尺直接在图上量取。三、在图上确定某一直线的坐标方位角10002500240023002200210020001100 1200 1300 140010001500AB1解析法 如果A、B两点的坐标已知,可按坐标反算公式计算AB直线的坐标方位角。2图解法 当精度要求不
4、高时,可由量角器在图上直接量取其坐标方位角。AB的坐标方位角为:四、在图上确定任意一点的高程 1点在等高线上 如果点在等高线上,则其高程即为等高线的高程。ABmn3632343028C2点不在等高线上 如果点位不在等高线上,则可按内插求得。B点相对于m点的高差hmB为:设,则B点的高程为:通常根据等高线用目估法按比例推算图上点的高程。五、在图上确定某一直线的坡度 在地形图上求得直线的长度以及两端点的高程后,可按下式计算该直线的平均坡度i,即式中 d 图上量得的长度(mm);M地形图比例尺分母;h 两端点间的高差(m);D直线实地水平距离(m)。坡度有正负号,“”正号表示上坡,“”负号表示下坡,
5、常用百分率(%)或千分率()表示。下一节下一节返回返回第三节 地形图在工程规划设计中的应用一、绘制已知方向线的纵断面图 例例 欲绘制直线AB、BC纵断面图。(1)在图纸上绘出表示平距的横轴PQ,过A点作垂线,作为纵轴,表示高程。平距的比例尺与地形图的比例尺一直;为了明显地表示地面起伏变化情况,高程比例尺往往比平距比例尺放大1020倍。(2)在纵轴上标注高程,在图上沿断面方向量取两相邻等高线间的平距,依次在横轴上标出,得b、c、d、l及C等点。(3)从各点作横轴的垂线,在垂线上按各点的高程,对照纵轴标注的高程确定各点在剖面上的位置。(4)用光滑的曲线连接各点,即得已知方向线ABC的纵断面图。10
6、111213141615bcdefghijklBACAb c defghiBjkl CQP10121416二、按规定坡度选定最短路线 例例 设从公路旁A点到山头B点选定一条路线,限制坡度为4%,地形图比例尺为1:2 000,等高距为1m。AB1234561234568085公公路路d (1)确定线路上两相邻等高线间的最小等高线平距。(2)先以A点为圆心,以d为半径,用圆规划弧,交81m等高线与1点,再以1点为圆心同样以d为半径划弧,交82m等高线于2点,依次到B点。连接相邻点,便得同坡度路线A12B。在选线过程中,有时会遇到两相邻等高线间的最小平距大于d的情况,即所作圆弧不能与相邻等高线相交,
7、说明该处的坡度小于指定的坡度,则以最短距离定线。(3)另外,在图上还可以沿另一方向定出第二条线路A12B,可作为方案的比较。三、地形图在平整场地中的应用1.将场地平整为水平地面 例 1:1000比例尺的地形图,拟将原地面平整成某一高程的水平面,使填、挖土石方量基本平衡。(1)绘制方格网 在地形图上拟平整场地内绘制方格网,一般方格的边长为10m或20m。图中方格为20m20m。各方格顶点号注于方格点的左下角。52.052.3+1.9+1.2+0.6+1.2+1.6+1.2+0.4+0.6+0.3-0.7-0.5-0.7-1.1-1.4-1.9-1.9-1.7-1.7-2.2+0.1 48.0 4
8、8.2 48.2 47.7 49.2 49.4 49.2 48.5 48.0 50.050.550.251.151.551.150.349.749.348.849.949.9A1A2A3A4A5B1B2B3B4B5C1C2C3C4C5D3D2D1D4D5E3E2E1E4504948+2.1+2.451.851.150.551.751.751.150.450.750.850.249.549.749.849.348.648.748.848.449.949.949.949.949.949.949.949.949.949.949.949.949.949.949.949.949.949.949.949.
9、949.949.9-0.2-0.6 (2)求各方格顶点的地面高程 根据地形图上的等高线,用内插法求出各方格顶点的地面高程,并注于方格点的右上角。(3)计算设计高程 分别求出各方格四个顶点的平均值,即各方格的平均高程;将各方格的平均高程求和并除以方格数n,即得到设计高程H。在本例中,求得的设计高程H=49.9m。并注于方格顶点右下角。(4)确定方格顶点的填、挖高度 各方格顶点地面高程H与设计高程之差,为该点的填、挖高度,即 h为“”表示挖深,为“”表示填高。并将h值标注于相应方格顶点左上角。(5)确定填挖边界线 根据设计高程H=49.9m,在地形图上用内插法绘出49.9m等高线。该线就是填、挖边
10、界线。(6)计算填、挖土石方量 有两种情况:一种是整个方格全填或全挖方,如方格I、III。一种既有挖方,又有填方的方格,如方格II。另现以方格I、II、III为例,说明其计算方法:方格I为全挖方方格II既有挖方,又有填方方格III为全填方式中 各方格的填、挖面积(m2)2将场地平整为一定坡度的倾斜场地 例 根据地形图将地面平整为倾斜场地,设计要求是:倾斜面的坡度,从北到南的坡度为-2%,从西到东的坡度为-1.5%。(1)绘制方格网并求方格顶点的地面高程 与将场地平整成水平地面同法绘制方格网,并将各方格顶点的地面高程注于图上,图中方格边长为20m。+0.69+0.19+0.04+0.04+0.3
11、4+0.39+0.24+0.14-0.41-0.06-0.11-0.2682.1581.2080.4579.9079.4079.2579.8579.6579.2079.7579.8578.8081.4081.1080.4080.2080.7580.8580.3080.2081.4681.1681.0680.8680.5680.2680.7680.4680.1680.6680.3680.0680.2679.7679.6679.3679.06A1A2A3A4A5B1B2B3B4B5C1C2C3C4C5D1D2D3D4D579.7679.4679.868281801.5%2.0%G80.2679-0
12、.86+0.34-0.66-0.31-0.61+0.19+0.39-0.26(2)计算各方格顶点的设计高程 根据填、挖土石方量基本平衡的原则,按与将场地平整成水平地面计算设计高程相同的方法,计算场地几何形重心点G的高程,并作为设计高程。在本例中,计算得设计高程H=80.26m。重心点及设计高程确定以后,根据方格点间距和设计坡度,自重心点起沿方格方向,向四周推算各方格顶点的设计高程。南北两方格点间的设计高差=20m2%=0.4m东西两方格点间的设计高差=20m1.5%=0.3mB3点的设计高程=80.26m+0.2m=80.46mA3点的设计高程=80.46m+0.4m=80.86mC3点的设计
13、高程=80.26m-0.2m=80.06mD3点的设计高程=80.06m-0.4m=79.66m 同理可推算得其他方格顶点的设计高程,并将高程注于方格顶点的右下角。推算高程时应进行以下两项检核:1)从一个角点起沿边界逐点推算一周后到起点,设计高程应闭合。2)对角线各点设计高程的差值应完全一致。(3)计算方格顶点的填、挖高度 计算各方格顶点的填、挖高度并注于相应点的左上角。(4)计算填、挖土石方量 根据方格顶点的填、挖高度及方格面积,分别计算各方格内的填挖方量及整个场地总的填、挖方量。五、面积的计算 1解析法 在要求测定面积的方法具有较高精度,且图形为多边形,各顶点的坐标值为已知值时,可采用解析
14、法计算面积。1234xx1x2x3x4y1y2y3y4yO1234 欲求四边形1234的面积,已知其顶点坐标为1(x1、y1)、2(x2、y2)、3(x3、y3)和4(x4、y4)。则其面积相当于相应梯形面积的代数和,即:整理得:对于n点多边形,其面积公式的一般式为:式中 i 多边形各顶点的序号。当i取1时,i-1就为n,当i为n是,i+1就为1。2几何图形法 若图形是由直线连接的多边形,可将图形划分为若干个简单的几何图形,然后用比例尺量取计算所需的元素,应用面积计算公式求出各个简单几何图形的面积。最后取代数和,即为多边形的面积。12345 图 形 边 界为曲线时,可近似地用直线连接成多边形。
15、再计算面积。3透明方格网 对于不规则曲线围成的图形,可采用透明方格法进行面积量算。用透明方格网纸(方格边长一般为1mm、2mm、5mm、10mm)蒙在要量测的图形上,先数出图形内的完整方格数,然后将不够一整格的用目估折合成整格数,两者相加乘以每格所代表的面积,即为所量算图形的面积,即:式中 S 所量图形的面积 n 方格总数 A 1个方格的面积123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536 例 方格边长为1cm,图的比例尺为1:1000。完整方格数为36个,不完整的方格凑整为8个,求该图形面积。解 量算面积时,将绘有间距d=1mm或2mm的平行线组的透明纸覆盖在待算的图形上,则整个图形被平行线切割成若干等高d的近似梯形,上、下底的平均值以 表示,则图形的总面积为:4平行线法 即:图形面积S等于平行线间距乘以梯形各中位线的总长。最后,再根据图的比例尺将其换算为实地面积为:式中 M 地形图的比例尺分母。例例 在1:2000比例尺的地形图上,量得各梯形上、下底平均值的总和 ,求图形面积。l1l2l3l4l5ln1lndd解5求积仪法 求积仪是一种专门用来量算图形面积的仪器。其优点是量算速度快,操作简便,适用于各种不同几何图形的面积量算而且能保持一定的精度要求。求积仪有机械求积仪和电子求积仪两种仪。返回返回