第9章地形圖應用

1、第九章第十章第第9章章 地 形 圖 應 用第九章內(nèi)容提要內(nèi)容提要： 地形圖應用概述 地形圖應用的基本內(nèi)容 面積量算 工程建設中的應用 數(shù)字地形圖應用 一一. .地形圖的主要用途地形圖的主要用途二二. .地形圖的識讀地形圖的識讀 三三. .地形圖的分幅地形圖的分幅n可讀性可讀性：全面客觀 反映 地面情況：地貌、地物、 n 居民地、水系、交通、通訊、管線、 n 農(nóng)林等多方面信息，作為設計依據(jù)。n可量性可量性：提供地面基本數(shù)據(jù)：點 、線、角、n 高程、方向、面積、坡度等。n多用性多用性：可編繪一系列專題圖 地形圖應用于廣泛的領域，如國土整治、資源勘測、城鄉(xiāng)建設（社會主義新農(nóng)村）、交通工程（車輛導航）

2、、土地利用、環(huán)境保護、工程設計、礦藏采掘、河道整理等，可在地形圖上獲取詳細的地面現(xiàn)狀信息。在國防和科研方面，更具重要用途。數(shù)字化地形圖使地形圖在管理和使用上體現(xiàn)出圖紙地形圖所無法比擬的優(yōu)越性。本章主要介紹圖紙地形圖和數(shù)字地形圖的基本應用內(nèi)容。1 1.圖號、圖名和接圖表2.2.比例尺 (數(shù)字、直線)3.3.經(jīng)緯度及坐標格網(wǎng)4.4.三北方向圖 (當?shù)卣姹?、磁北?坐標縱軸方向的角 度關系)先圖外后圖內(nèi) 、先地物后地貌、 先注記后符號、先主要后次要。量兩條等高線時用量六條等高線時用等高線平距d5.5.坡度比例尺坡度比例尺 在等高線地形圖上量測地面坡度(圖解)坡度比例尺Mdhitan作圖公式dMhi=

3、tan 0.524681012141618202224262830 （1 1）統(tǒng)一的高斯平面直角坐標系（比例尺為）統(tǒng)一的高斯平面直角坐標系（比例尺為1:10000 或比或比例尺更小的地形圖）例尺更小的地形圖） ；（2 2）城市獨立坐標系（城市地形圖）城市獨立坐標系（城市地形圖） ；（3 3）工程獨立坐標系（工程建設范圍比城市更小時，如）工程獨立坐標系（工程建設范圍比城市更小時，如建筑坐標系）。建筑坐標系）。 （1 1）1956黃海高程系；黃海高程系；（2 2）1985國家高程基準；國家高程基準；（3 3）地方高程系（如吳淞高程系）。）地方高程系（如吳淞高程系）。 各高程系統(tǒng)之間只需加減一個常數(shù)

4、即可進行換算。各高程系統(tǒng)之間只需加減一個常數(shù)即可進行換算。 （1 1）19961996年年5 5月月1 1日實施的日實施的l:500 l:1000 l:500 l:1000 l:2000l:2000地形圖圖式地形圖圖式（以下簡稱（以下簡稱圖式圖式），它），它是讀識地形圖的重要依據(jù)。是讀識地形圖的重要依據(jù)。（2 2）應了解等高線的特性，要能根據(jù)等高線判）應了解等高線的特性，要能根據(jù)等高線判讀出山頭、山脊、山谷、鞍部、山脊線、山谷線讀出山頭、山脊、山谷、鞍部、山脊線、山谷線等各種地貌。等各種地貌。 地形圖上所反映的是測繪當時的地形情況，地形圖上所反映的是測繪當時的地形情況，因此，需要知道測圖的具體

5、日期，以便了解地形圖因此，需要知道測圖的具體日期，以便了解地形圖的現(xiàn)勢性和時效性。的現(xiàn)勢性和時效性。 對于測圖后的地面變化情況，應根據(jù)需要予以對于測圖后的地面變化情況，應根據(jù)需要予以修測或補測。修測或補測。 測圖單位測圖單位 地形圖的精度直接關系到從圖上獲得的地形地形圖的精度直接關系到從圖上獲得的地形信息的可靠程度。信息的可靠程度。1.1.紙質(zhì)地形圖紙質(zhì)地形圖 根據(jù)我國根據(jù)我國城市測量規(guī)范城市測量規(guī)范（1999年）的規(guī)定：年）的規(guī)定：（1 1）地物點平面位置精度為地物點相對于鄰近圖根點的）地物點平面位置精度為地物點相對于鄰近圖根點的點位中誤差在圖上不得超過點位中誤差在圖上不得超過0.5mm；鄰

6、近地物點間距中誤；鄰近地物點間距中誤差在圖上不得超過差在圖上不得超過0.4mm。（2 2）山地、高山地和設站施測困難的舊街坊內(nèi)部，其精）山地、高山地和設站施測困難的舊街坊內(nèi)部，其精度要求按上述規(guī)定適當放寬，分別為度要求按上述規(guī)定適當放寬，分別為0.75mm和和0.6mm。 對于高程精度，該規(guī)范規(guī)定：對于高程精度，該規(guī)范規(guī)定：（1 1）城市建筑區(qū)和基本等高距為）城市建筑區(qū)和基本等高距為0.5m的平坦地區(qū)，其的平坦地區(qū)，其高程注記點相對于鄰近圖根點的高程中誤差不得超過高程注記點相對于鄰近圖根點的高程中誤差不得超過0.15m；（2 2）在等高線地形圖上，根據(jù)相鄰等高線內(nèi)插求得地）在等高線地形圖上，根

7、據(jù)相鄰等高線內(nèi)插求得地面點相對于鄰近圖根點的高程中誤差，在平坦地區(qū)不面點相對于鄰近圖根點的高程中誤差，在平坦地區(qū)不得超過得超過1/3等高距，在丘陵地區(qū)不得超過等高距，在丘陵地區(qū)不得超過12等高距，等高距，在山地不得超過在山地不得超過23等高距，在高山地不得超過等高距，在高山地不得超過1個等個等高距高距。 （1 1）地物點相對于鄰近圖根點的點位中誤差不得大于）地物點相對于鄰近圖根點的點位中誤差不得大于10cm，施測困難的不得大于，施測困難的不得大于15cm；（2 2）相相鄰地物點間距中誤差不得大于鄰地物點間距中誤差不得大于10cm，施測困難的，施測困難的不得大于不得大于15cm；（3 3）地面高

8、程注記點相對于地面高程注記點相對于鄰近圖根點的高程中誤差在穩(wěn)鄰近圖根點的高程中誤差在穩(wěn)固堅實地面不得大于固堅實地面不得大于5cm，其他地面不得大于，其他地面不得大于10cm；不；不定形地形點的點位中誤差不得大于定形地形點的點位中誤差不得大于20cm；高程中誤差不得；高程中誤差不得大于大于10cm。 由于野外實測的數(shù)字地形圖在數(shù)圖轉換以及圖形繪制過由于野外實測的數(shù)字地形圖在數(shù)圖轉換以及圖形繪制過程中不存在精度損失，因此，野外采集數(shù)據(jù)的精度即為數(shù)字程中不存在精度損失，因此，野外采集數(shù)據(jù)的精度即為數(shù)字地形圖的精度。地形圖的精度。 2.2.數(shù)字地形圖：數(shù)字地形圖：四、選用地形圖的若干問題四、選用地形圖

9、的若干問題n（一）工程建設各階段的用圖（一）工程建設各階段的用圖n 在工程的規(guī)劃、設計、施工各階段中，都要使用各種不同比例尺的地形圖。在工程的規(guī)劃、設計、施工各階段中，都要使用各種不同比例尺的地形圖。特別在設計階段，設計人員應根據(jù)設計建筑物的平面位置和高程的精度要求，特別在設計階段，設計人員應根據(jù)設計建筑物的平面位置和高程的精度要求，研究確定使用地形圖的比例尺。研究確定使用地形圖的比例尺。n（二）按點位精度要求決定用圖的比例尺（二）按點位精度要求決定用圖的比例尺n 地物點平面位置的精度與地形圖比例尺的大小有關。設計對象的位置有一地物點平面位置的精度與地形圖比例尺的大小有關。設計對象的位置有一定

10、的精度要求，如果選用地形圖比例尺的大小不當，就會影響設計質(zhì)量。所定的精度要求，如果選用地形圖比例尺的大小不當，就會影響設計質(zhì)量。所以，設計人員應根據(jù)實際需要的平面位置精度來選用適當比例尺的地形圖。以，設計人員應根據(jù)實際需要的平面位置精度來選用適當比例尺的地形圖。n（三）根據(jù)點的高程精度要求確定等高距（三）根據(jù)點的高程精度要求確定等高距n 在規(guī)劃設計時，由地形圖上確定一點的高程，是根據(jù)相鄰兩條等高在規(guī)劃設計時，由地形圖上確定一點的高程，是根據(jù)相鄰兩條等高線按比例內(nèi)插求得的（詳見本章第五節(jié)）。因而點的高程誤差主要受線按比例內(nèi)插求得的（詳見本章第五節(jié)）。因而點的高程誤差主要受兩項誤差的影響，一是等高

11、線高程中誤差，二是圖解點的平面位置時兩項誤差的影響，一是等高線高程中誤差，二是圖解點的平面位置時產(chǎn)生的誤差所引起的高程誤差。產(chǎn)生的誤差所引起的高程誤差。n（四）按點位和高程的精度要求選用地形圖四）按點位和高程的精度要求選用地形圖n 某些工程在選用地形圖時，既要從平面位置的點位精度來考慮地形某些工程在選用地形圖時，既要從平面位置的點位精度來考慮地形圖的比例尺，又要從高程精度來考慮等高線的等高距。選用圖的比例尺，又要從高程精度來考慮等高線的等高距。選用1:1000比比例尺的地形圖，其等高線的等高距應為例尺的地形圖，其等高線的等高距應為0. 5 m，方能同時滿足要求。，方能同時滿足要求。n 按精度要

12、求選用的地形圖，是按地形原圖進行分析的，但在實際工按精度要求選用的地形圖，是按地形原圖進行分析的，但在實際工作中是使用復制的藍圖，由于復制會使圖紙產(chǎn)生變形，而引起誤差，作中是使用復制的藍圖，由于復制會使圖紙產(chǎn)生變形，而引起誤差，所以在選用時還必須顧及圖紙變形的影響。所以在選用時還必須顧及圖紙變形的影響。n 對地形圖的選用，除從精度要求考慮外，有時還要考慮設計時工作對地形圖的選用，除從精度要求考慮外，有時還要考慮設計時工作的方便，以便能在圖紙上將所有設計的建筑物清晰地繪出，則要求較的方便，以便能在圖紙上將所有設計的建筑物清晰地繪出，則要求較大的比例尺圖面，而精度要求可低于圖面比例尺，這時可采用實

13、測放大的比例尺圖面，而精度要求可低于圖面比例尺，這時可采用實測放大圖，也可按小一級比例尺的精度要求，施測大一比例尺的地形圖。大圖，也可按小一級比例尺的精度要求，施測大一比例尺的地形圖。一一. .點位的坐標量測點位的坐標量測二二. .兩點間的水平距離量測兩點間的水平距離量測三三. .求圖上兩點間的坐標方位角求圖上兩點間的坐標方位角四四. .點位的高程和兩點間的坡度量測點位的高程和兩點間的坡度量測五五. .在圖上設計等坡度線在圖上設計等坡度線1.恢復A點所在格網(wǎng)2.過A作格網(wǎng)平行線3.用比例尺量X、YXY1000 900 800 700 600 5001000 1100 1200 1300 140

14、0 15001：1000hv 考慮圖紙伸縮時，求出伸縮系數(shù)10/v，10/h(10、v、h單位均為厘米)，對 X、Y 分別乘以伸縮系數(shù)予以改正。設量得X=38.6m Y=41.3m則 XA= 700+38.6= 738.6m YA=1100+41.3=1143.3m例：例：量測A點坐標.A一一. .點位的坐標量測點位的坐標量測二二. .兩點間的水平距離量測兩點間的水平距離量測1000 900 800 700 600 5001000 1100 1200 1300 1400 15001：10001.解析法在圖上量測A、B坐標， 計算A、B距離：(XB,YB)(XA,YA)22)()(ABABABy

15、yxxD(9-2-3)2.圖解法用比例尺直接在圖上 量測A、B距離。(應 考慮圖紙伸縮).A.B三三. .求圖上兩點間的坐標方位角求圖上兩點間的坐標方位角1000 900 800 700 600 5001000 1100 1200 1300 1400 15001：10001.解析法在圖上量測A、B坐標， 計算A、B的方向角：(XB,YB)(XA,YA).A.B(9-2-3)ABABABxxyy1tanAB例：例：在圖上量得A、B坐標為：1000 900 800 700 600 5001000 1100 1200 1300 1400 15001：1000.A.BXB= 683.2mYB=1378

16、.5mXA= 845.6mYA=1140.3m求DAB、AB。DABAB X= 683.2- 845.6=-162.4 Y=1378.5-1140.3=+238.2DAB=(-162.4)2+238.22=288.29RAB =tan-1 =tan-1 1.466749YX=554253 第象限AB =180RAB = 1241707 解解 : 進行坐標反算四四. .點位的高程和兩點間的坡度量測點位的高程和兩點間的坡度量測 1. 1.點位高程：點位高程：可根據(jù)等高線目估可根據(jù)等高線目估 HE=51.0m, HF=48.3m, HG=51.9m2.2.兩點間坡度兩點間坡度 坡度公式：(9-2-6

17、)i=hDhdm=tan=5251504948EFG1:500例：例：設量得F、G的圖上距離為28.5mm， 求F、G之間的平均坡度(點的高程見上)。解：解：平均坡度地面傾角 14.2i=hDhdm=51.9-48.30.0285500=0.2526=25.3% 在等高線地形圖上進行量測在等高線地形圖上進行量測五五. .在圖上設計等坡度線在圖上設計等坡度線例：例：要在A、B間選定一條滿足坡度為 的最短路線。%33. 3i解：解：由坡度公式 ：mdhDhi（毫米）3050000333. 0100050333. 00333. 0mhdmdh當相鄰兩根等高線之間的 圖上 d 30毫米時，地面坡 度

18、i 3.33%。取d =30毫米 作圖時，A、B間路線最短。dddddddddddddd第十章第十章內(nèi)容提要9.3 面積測量和計算面積測量和計算 面積量算概述 幾何圖形面積量算 不規(guī)則圖形的面積量算 #面積量算概述 面積統(tǒng)計是生產(chǎn)和建設活動中一項重要的工作。在市場經(jīng)濟環(huán)境下，土地經(jīng)濟的發(fā)展，使每一塊土地都成為有價值的商品，因此，進行精準的面積量算顯得越發(fā)重要。 面積的測量方法面積的測量方法分兩類：面積概略統(tǒng)計時，可在圖紙上量算；要求精確統(tǒng)計時，可到野外現(xiàn)場用測量的手段進行實測。 面積的計算方法面積的計算方法，可根據(jù)不同的目的、用途和精度要求而定。規(guī)則的圖形通?？刹捎脦缀螆D形量算法和坐標解析量算

19、法；不規(guī)則圖形通常可采用網(wǎng)點法和求積儀法。 如果用可靠的作圖數(shù)據(jù)，用計算機進行CAD作圖，然后進行面積量算，是面積計算最方便的方法。#幾何圖形面積量算 對于規(guī)則的幾何圖形，可用計算公式進行面積計算。一.簡單幾何圖形的面積量算 規(guī)則的幾何圖形，可分割成若干個簡單幾何圖形，然后分塊計算面積。簡單幾何圖形及面積量算公式如下表。幾何圖形與面積計算公式1幾何圖形與面積計算公式2算例算例：算例：某宗地的勘丈圖如下，計算該宗地的面積和宗地 內(nèi)房屋的面積。面積計算：面積計算：將圖形分成兩個三角形和一個矩形計算面積:2232189.21782. 954.1452. 652.1125.797mmmmmPmPPPP

20、F房屋面積總面積二.坐標解析法幾何圖形面積量算二.坐標解析法幾何圖形面積量算 1234面積計算公式：面積計算公式：多邊形面積是各個梯形面積的和或差：)()()()(211414434323321221yyxxyyxxyyxxyyxxP （)()()()(21314243132421yyxyyxyyxyyxP經(jīng)整理后：經(jīng)整理后：niiiiiiiniiiiiniiiiniiyxyxPyyxxPxxyPyyxP111111111111)(21)( )(21)(21)(21寫成以下四種形式的通用公式：寫成以下四種形式的通用公式：1ii1i1, 1 iiD3, 1D4,2D)(11iixx)(11iiy

21、y坐標解析法面積量算精度niiiCPDmm121, 12Mc坐標測定誤差D 間隔點聯(lián)線長度#不規(guī)則圖形的面積量算 不規(guī)則圖形的面積量算（圖紙上），主要采用網(wǎng)點法和求積儀法。 一一. .網(wǎng)點法網(wǎng)點法1.1.格網(wǎng)法格網(wǎng)法 整格數(shù)為n，不滿整格的一律以二分之一格算，得到方格總數(shù)，乘以每個方格所代表的面積，得到圖形的面積。透明格網(wǎng)紙2.格點法3.平行線法2.2.格點法格點法SbaP2 圖形范圍內(nèi)的點數(shù)：a 與輪廓線接觸的點：b 每個點代表的面積：s則圖形面積為：（10-2-1）hefcdabP)(3.3.平行線法平行線法 將圖形分割成高為h的梯形，計算圖形的總面積：（10-2-2）機械求積儀的構造極臂

22、描跡臂測輪極點支點描跡針二二. .求積儀法求積儀法KP90 電子求積儀KP-800 電子求積儀MT-10 電子求積儀動極式電子求積儀（KP90N）利用AutoCAD量測圖形面積 目前，地籍和房產(chǎn)圖已能用機助成圖，因此利用 AutoCAD-2000 中的面積量測命令 ， 可以量測各種圖形的面積。其方法為： （1）用PLINE命令，按各界址點或界址邊繪出封閉圖形。 （2）用 （Area）命令量取面積,并可得到界址的周邊長度。 浦東新區(qū)規(guī)劃地塊土地面積量算2-12-12-11-32-11-22-11-42-11-52-11-62-10-12-10-32-10-22-10-42-12-16099.51

23、M25514.99M28469.95M211425.06M29189.83M25894.44M29020.59M28027.89M24298.02M23635.75M29734.13M2利用利用Auto CAD 進行面積量算算例進行面積量算算例2-11-52-11-62-12-18469.95M211425.06M29189.83M2地塊局部放大圖地塊局部放大圖9.4 9.4 工程建設中的地形圖應用工程建設中的地形圖應用一一. .根據(jù)等高線地形圖 繪制斷面圖二二. .確定匯水范圍三三. .場地平整時的填挖邊界 確定和土方量計算一一.根據(jù)等高線地形圖繪制斷面圖用途用途：道路、隧道、管線等工程設計

24、，如縱坡設計、 邊坡設計、土石方量計算等。(圖9-12)作法：作法：（圖（圖9-129-12） 1.1.繪制縱橫坐標軸繪制縱橫坐標軸 橫坐標軸表示水平距離，比例與地形圖比例尺同。 縱坐標軸表示高程，高程比例一般比水平比例大 1020倍。2.2.作斷面圖作斷面圖從A沿AB直線，量與各等高線交點的水平距離標 于橫軸；取各點的高程為縱坐標，標點位；圓滑連接各點，即為AB線處的斷面圖。一一. .根據(jù)等高線地形圖繪制斷面圖P271 圖9-12根據(jù)地形圖繪制斷面圖水平距離從A沿AB直線量取二二. .確定匯水范圍 用途用途：主要用于鐵路、 公路橋涵的孔徑設計。作法作法：沿道路一側，上 游方向，一系列山脊 線與道路中心線所圍 成的閉合范圍。計算水庫庫容：計算水庫庫容：水庫庫容：淹沒范圍以下的蓄水量。水庫庫容：淹沒范圍以下的蓄水量。等高線法：等高線法：hSSVhSVVVVkkknnnnkk)(2131111三.場地平整時的填場地平整時的填挖邊界確定和土方挖邊界確定和土方量計算量計算三三. .場地平整時的填挖邊界確定和土方量計算作法作法(水平場地高程為50米)： 1.確定填挖邊界線(即50米等高線) 2.在地形圖上繪小方格(一般取2 厘米邊長)，編號； 3.計算方格頂點的填挖值(挖為+, 填為-)：填挖值=方格頂點地面高