地形圖的基本知識(shí)講解

1、第七章 地形圖的基本知識(shí)主要內(nèi)容和重點(diǎn)：本章主要介紹了大比例尺地形測(cè)圖中地物、地貌的表示方法。重點(diǎn)內(nèi)容是：比例尺精度、地形圖的分幅、地物的符號(hào)及其表示方法、等高線原理、等高線表示基本地貌、地貌特征點(diǎn)、地貌特征線。71 地圖、平面圖和地形圖 將整個(gè)地球或者地球上某一區(qū)域的實(shí)體沿鉛垂線方向投影到參考橢圓體表面，得到的圖形保持了與地面實(shí)體的相似性。如果不是投影在橢圓體表面，而是投影在平面上，則必須采用特殊的方法才能使變形限制在一定的范圍內(nèi)。這種特殊的制圖方法稱為地圖投影。若顧及地球曲率的影響，應(yīng)用地圖投影的方法，將整個(gè)地球或地球上某一區(qū)域的實(shí)體按比例尺縮小后繪于平面上，這種圖則稱為地圖，例如世界地圖

2、和中國(guó)地圖。 對(duì)于一個(gè)小地區(qū)，不考慮地球的曲率，把地球橢圓體表面當(dāng)作平面，將地面上的圖形投影到水平面上，并按一定的比例尺縮小繪在圖紙上，這種圖稱為平面圖。工程上所指的平面圖僅僅表示出地物的形狀和位置，而沒(méi)有表示出地勢(shì)高低起伏的狀況。如果圖上不僅表示出地物的位置和形狀，而且把地面上的高低起伏的地貌也表示出來(lái)，這種圖便稱為地形圖(圖71)。圖71 1：2000地形圖72 比例尺 地面上的地物或地貌(高低起伏的地表情況)在平面上的投影，不可能按其真實(shí)的大小繪在圖上，而是將其縮小。經(jīng)縮小后，地形圖上直線的長(zhǎng)度與其地面上相應(yīng)直線的水平距離之比稱為地形圖的比例尺。 設(shè)在地形圖上直線的長(zhǎng)度為，在地面上相應(yīng)直

3、線的水平距離為，則地形圖的比例尺為 （7.1） 比例尺通常將分子化為1表示，為比例尺的分母，即 如， 等。假設(shè)某直線在地面上水平距離為92m，而量出該直線在地形圖上長(zhǎng)度為4.6 cm，則地形圖的比例尺為 以分?jǐn)?shù)表示的比例尺稱為數(shù)字比例尺。數(shù)字比例尺的分母表示地面水平距離在圖上縮小的倍數(shù)。比例尺的分母愈大，比例尺愈小；分母愈小，比例尺愈大。工程建設(shè)上，使用較多的是， 地形圖，通常稱這些比例尺地形圖為大比例尺地形圖；，稱為中比例尺地形圖；而， 等則稱為小比例尺地形圖。所謂比例尺的大小，是當(dāng)一種比例尺與另一種比例尺相比較時(shí)，如某一種比例尺在圖上對(duì)同一地物所畫(huà)出的圖形比較大，則該比例尺為較大的比例尺。

4、 數(shù)字比例尺給我們一種縮小程度的概念，地面上的長(zhǎng)度經(jīng)過(guò)計(jì)算后才能得到圖上的長(zhǎng)度，這當(dāng)然感到不便。但在實(shí)際工作中，常使用三棱比例尺直接在圖上量得某直線的長(zhǎng)度，使用上既方便又迅速。 通常認(rèn)為人們的肉眼能在地形圖上分辨出的最短距離為0.1 mm，因此，地形圖上0.1 mm所代表的實(shí)地長(zhǎng)度稱為比例尺的精度。根據(jù)比例尺的精度，可以確定在地面上測(cè)量距離時(shí)應(yīng)該準(zhǔn)確到什么程度。例如測(cè)繪地形圖時(shí)，測(cè)量距離的精度只需0.1 m，因?yàn)榈孛?.l m在地形圖上便是0.1 mm，而地面小于0.1 m的長(zhǎng)度即使測(cè)量了，地圖上也表示不出來(lái)。反過(guò)來(lái)，根據(jù)比例尺精度也可算出要在地形圖上表示出某段距離應(yīng)采用的比例尺。例如要求在圖

5、上能表示出0.5 m長(zhǎng)度的物體，則所用的比例尺不應(yīng)小于。表7.l列舉了不同比例尺的精度，它為0.1 mm乘以比例尺分母而得。由表7.1可看出，比例尺越大，表示地形的狀況越詳細(xì)，精度越高；比例尺越小，表示地形的狀況越簡(jiǎn)略，精度越低。但不能由此認(rèn)為測(cè)圖 表7.l比例尺的精度比例尺1：500 l：1 000 1：2 000 1：5 000比例尺的精度 (m) 0.05 O.10 0.20 0.50比例尺越大越好，因?yàn)橥瑯哟笮〉臏y(cè)區(qū)面積，測(cè)圖比例尺越大，耗費(fèi)的人力物力越大，甚至在使用上也不一定方便。一般情況下選定比例尺可以表7.2作參考。當(dāng)設(shè)計(jì)有特殊要求時(shí)可進(jìn)行商定，一般以滿足設(shè)計(jì)需要為準(zhǔn)。表7.2各

6、種比例尺的用途比例尺用 途1：5 000工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、大型企業(yè)廠址的選定、線路工程比較方案、水利工程中計(jì)算容積和匯水面積等l：2 000l：l 000工程初步設(shè)計(jì)、廠區(qū)新建及一般工程設(shè)計(jì)用圖l：500工程施工圖設(shè)計(jì)、城市建筑區(qū)內(nèi)工程設(shè)計(jì)基本圖、廠區(qū)擴(kuò)建和獨(dú)立建筑物設(shè)計(jì)用圖等1：2001：100小型廠、站、所址和橋涵閘位、路口、停車場(chǎng)工程設(shè)計(jì)以及獨(dú)立建筑物的改建工程等73 圖幅分幅、圖名與圖號(hào) 地形圖的圖幅分幅方法隨采用的比例尺不同而不同。小比例尺圖采用按地理坐標(biāo)進(jìn)行劃分的梯形分幅法，大比例尺圖大部分采用矩形分幅法。各種大比例尺圖的圖幅規(guī)格見(jiàn)表7.3。表7.3各種大比例尺圖的圖幅規(guī)格比例尺圖幅規(guī)

7、格(cm2)實(shí)地面積(km2)一幅1：5000圖包含該圖幅的數(shù)目l：5 0001：2 000l：l 000l：500 4040 5050 5050 5050 4 l 0.25 0.0625 l 4 16 64對(duì)一些大比例尺圖，有時(shí)也采用50 cm40 cm的圖幅規(guī)格。為了使用上的方便，地形圖必須編號(hào)。 1按圖幅西南角坐標(biāo)公里數(shù)編號(hào)法如圖72a所示，一幅l：5 000圖西南角的坐標(biāo)x=30km，y=20km，則該圖的編號(hào)為30-20。按此方法編號(hào)時(shí)，1：l000、1：2000比例尺地形圖的公里數(shù)取至0.1 km，1：500比例尺地形圖的公里數(shù)取至0.Ol km。 2以1：5 000地形圖圖號(hào)為基

8、礎(chǔ)編號(hào)法 當(dāng)測(cè)區(qū)是采用假定坐標(biāo)系統(tǒng)時(shí)，大比例尺地形圖的編號(hào)方法通常是以測(cè)區(qū)所在的l：5 000比例尺圖為基礎(chǔ)進(jìn)行編號(hào)，并作為包括在本圖幅中的較大比例尺圖的基本圖號(hào)。例如某l：5 000比例尺圖幅的西南角的坐標(biāo)值x=30km，y=20km，則其圖幅編號(hào)為30-20(圖72a)；在l：5 000比例尺圖號(hào)的末尾分別加上羅馬字I，作為1：2 000比例尺圖幅的編號(hào)；同樣，在1：2 000比例尺圖幅編號(hào)的末尾分別加上I，作為該圖幅內(nèi)1：1 000圖幅的編號(hào)；1：5 000圖幅的編號(hào)按此類推。 3流水編號(hào)法 對(duì)區(qū)域較小的局部地區(qū)，如圖72b所示，圖幅編號(hào)是采用數(shù)字“從左到右，由上到下”的順序編列。 圖7

9、2 地形圖的分幅此外，為方便用圖，常在圖的左上角繪制圖幅接合表(圖73)，表格上斜線格代表本幅圖，四周注明鄰接的圖號(hào)。正規(guī)圖幅，在內(nèi)圖廓線外應(yīng)加繪外圖廓線(本圖僅繪出內(nèi)圖廓線)。 圖幅的命名，通常以該圖幅內(nèi)最大的或最重要的居民地、廠礦單位名稱或地名作為該圖幅的圖名。 對(duì)于圖的方向，正規(guī)圖幅上繪有10厘米見(jiàn)方的坐標(biāo)格網(wǎng)線，規(guī)定縱坐標(biāo)值較大的一端為北，較小的一端為南；橫坐標(biāo)值較大的一端為東，較小的一端為西。如建筑場(chǎng)地甚小，測(cè)圖面積不滿一幅圖而未繪制坐標(biāo)格網(wǎng)時(shí)，則繪出方向符號(hào)標(biāo)明圖的方向。 圖73 圖幅接合表74 地形圖圖式 地面上的地物和地貌，在地形圖上是用各種不同的符號(hào)來(lái)表示的。地物的種類繁多，

10、如房屋、道路、橋梁、渠道等屬于人工地物；河流、池塘、湖泊、植物分界線等則屬于天然地物。為使各種地物都能表示在地形圖上，并能使人們了解地形圖上所表示的是何種地物，國(guó)家測(cè)繪機(jī)關(guān)制定了各種比例尺的地物符號(hào)、地貌符號(hào)作為繪制地形圖的依據(jù)。這些符號(hào)，統(tǒng)稱為地形圖圖式，現(xiàn)將國(guó)家測(cè)繪機(jī)關(guān)制定的1：500和l：1 000比例尺地形圖圖式中一部分常用符號(hào)列示如表7.4。地物符號(hào)又分為下面幾種： 1比例符號(hào) 按地物的形狀和大小依測(cè)圖比例尺縮小后繪于圖上而成的符號(hào)，稱比例符號(hào)，如房屋，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、河流、湖泊等面積較大的地物。表7.4常用地物地貌符號(hào)表續(xù)表7.44注釋符號(hào)在圖上用文字表示村、鎮(zhèn)、學(xué)校、鐵路、公路的名稱及其

11、去向；用數(shù)字表示等高線和地形點(diǎn)的高程及房屋的層數(shù)；用箭頭表示水流方向；以特定的符號(hào)(按地形圖圖式規(guī)定)表示土地界線內(nèi)的植物或果樹(shù)種類等，都稱為注釋符號(hào)。這些符號(hào)并不表示地物的大小和位置，只是對(duì)地物的性質(zhì)作說(shuō)明，是地物地貌符號(hào)的補(bǔ)充注釋。75 等高線751等高線表示地貌的方法 表示地貌的方法有很多種，但比較常用的方法是等高線法。地面上高程相等的相鄰點(diǎn)連成的閉合曲線稱為等高線。靜止的池塘水面的邊緣就是等高線的一個(gè)例子。為了進(jìn)一步說(shuō)明等高線的意義，假想有一個(gè)小山頭整個(gè)被水淹沒(méi)了，其時(shí)水面高程恰為80 m(圖75)。后來(lái)，水面退落5 m，山的一部分顯露出來(lái)，這時(shí)水面高程為75 m，水面與山頭表面的交線

12、即為地面75 m的等高線。如果水面繼續(xù)下降5 m，又可獲得70 m的等高線。如此繼續(xù)下去，可獲得一系列的等高線。顯然這些等高線都是閉合曲線。如果把這些曲線投影在水平面上并按一定的比例縮小，便成為圖上的等高線。根據(jù)等高線的形狀和位置，可以決定山的形態(tài)、大小和高低。752等高線和等高線平距 相鄰兩根等高線間的高差稱為等高距或等高線間隔，以h表示。圖6.5的等高距等于5 m。兩條相鄰等高線間的水平距離稱為等高線平距，以d表示。在一張地形圖上，等高距必須是相同的，因此，地面坡度愈陡，等高線愈密集，平距則愈??；反之，坡度愈緩，等高線愈稀疏，平距則愈大。地面坡度均勻則等高線平距相等?？梢?jiàn)，由等高線的疏密鮮

13、明地顯示出地面坡度變化的情況，這是等高線表示地貌的優(yōu)越之處。753等高線的種類 在地形圖上，按(規(guī)定的)基本等高距測(cè)繪的等高線稱為首曲線，用0.15 mm細(xì)實(shí)線繪出。為了便于判讀等高線的高程，從零米起算，通常每隔四條首曲線加粗一條，用0.3 mm粗實(shí)線繪出。加粗的等高線稱為計(jì)曲線(加粗等高線)。為了更加詳盡地表示較小的地貌形態(tài)，除繪制首曲線外，再加繪半等高距的等高線(圖76)，稱為間曲線。圖75等高距 圖76間曲線顯然，等高距選擇小些，所表示的地貌就會(huì)詳盡些；反之，等高距大些，表示的地貌就簡(jiǎn)略些。但等高距過(guò)小，會(huì)造成等高線過(guò)于密集，反而使圖形失去清晰之感。選擇等高距的原則，詳見(jiàn)第八章8.5及表

14、8.4的規(guī)定。此外，選擇等高距時(shí)還要考慮工程上的特殊需要，測(cè)圖前應(yīng)與用圖單位商定。754基本地貌及其等高線 地面上地貌的變化雖然很復(fù)雜，但大抵是由山丘、山脊、山谷、盆地、鞍部等基本地貌所組成。了解這些基本地貌的性質(zhì)并掌握其等高線的畫(huà)法，對(duì)測(cè)繪、判讀和使用地形圖都將有很大的幫助?，F(xiàn)將基本地貌及其等高線說(shuō)明如下。 凸出而高于四周的高地，大的稱為山嶺，小的稱為山丘，山嶺和山丘的最高部分稱為山頂。山丘的形狀和它的等高線如圖77a.圖77 幾種基本地貌 山脊是沿著一個(gè)方向延伸的高地，山脊上最高點(diǎn)的連線稱為山脊線。下雨時(shí)雨水以山脊線為分界線，分別流向山脊的兩側(cè)，故山脊線又稱為分水線。山谷是沿著一個(gè)方向延伸

15、的洼地，山谷上最低點(diǎn)的連線稱為山谷線。下雨時(shí)雨水從兩側(cè)的山坡會(huì)集于山谷，故山谷線又稱為集水線。山脊線、山谷線的形狀及其等高線如圖77b。 兩山脊之間的洼地稱為谷地。谷地中的水流必會(huì)聚而形成溪澗及河流，其最高點(diǎn)稱為谷源，最低點(diǎn)稱為谷口。谷地是向一方延伸其下段有出口的洼地，而四周閉合的洼地叫做盆地。盆地的形狀和它的等高線如圖77c。 兩個(gè)相連的山頭其山脊的底部形狀像馬鞍形，稱為鞍部。鞍部也是兩山脊與山谷的會(huì)合處，而且在山區(qū)常常是道路通過(guò)的地方。鞍部的形狀和它的等高線如圖77d。 山的側(cè)面部分為山坡，山坡傾斜在2045的叫陡坡。幾乎成垂直的山坡叫做峭壁或絕壁如圖77e，下部凹入的峭壁叫做懸崖。懸崖的

16、形狀和它的等高線如圖77f。 梯田也是常見(jiàn)的地貌。山坡上開(kāi)成一塊一塊的可耕地稱為梯田，有一定坡度的梯田其等高線如圖77g。 在坡地上，由于雨水沖刷而形成的狹窄而深陷的深溝叫雨裂，雨裂逐步擴(kuò)大成為沖溝，沖溝的等高線如圖77h。 從上述基本地貌及其等高線可以看出，山丘與盆地的等高線大致相似，兩者皆表示為一組閉合曲線。其區(qū)別的方法是：如注記高程，則內(nèi)圈高程大于外圈者為山丘，反之則為洼地；如不注記高程，則用示坡線表示。所謂示坡線即在山脊或山谷線上與等高線垂直且指向下坡方向的短線(圖77a，c)，山脊的等高線是一組在山脊上垂直于山脊線并凸向低處的曲線(圖77b)，而山谷的等高線是一組在山谷上垂直于山谷線

17、并凸向高處的曲線(圖77b)。山脊和山谷的等高線的疏密反映了山脊、山谷縱斷面的起伏狀況，而等高線的尖圓或?qū)捳瓌t反映了山脊、山谷的橫斷面的起伏狀況。鞍部等高線的特點(diǎn)是在一圈大的閉合曲線內(nèi)套有兩組小的閉合曲線，等高線的高程從鞍部向兩邊遞升(圖77d)。懸崖的等高線呈現(xiàn)出特殊的等高線相交狀態(tài)，但交點(diǎn)必須成雙(圖77f)。對(duì)于坡度很陡的山坡，如峭壁和人工開(kāi)挖的梯田，則不用等高線而用符號(hào)表示(圖77e，g)。沖溝亦采用符號(hào)表示(圖77h)。 在許多情況下，地表面由多種地貌綜合而成，圖78便是多種地貌的綜合及其等高線圖。圖78地貌的綜合描述754等高線的特性 從前述等高線表示地貌情況，可以歸納出等高線的如下特性： (1)位于同一等高線上的各點(diǎn)高程相等。 (2)等高線必然自行閉合，不在圖幅內(nèi)閉合將在圖框外閉合。因此，繪制等高線時(shí)，如不在圖幅內(nèi)閉合，則應(yīng)畫(huà)至圖框?yàn)橹?，而不能在圖內(nèi)中斷。 (3)不同高程的等高線不能相交(懸崖處除外)，同一等高線亦不能分支。 (4)等高線