學(xué)習(xí)情境七施工場區(qū)測量課件

1、學(xué)習(xí)情境七 施工場區(qū)測量學(xué)習(xí)單元1 地形圖基本知識基礎(chǔ)知識一、地形圖的基本概念 地面上天然形成或人工構(gòu)筑的各種固定物體稱為地物，如河流、湖泊、房屋、道路、橋梁和農(nóng)田、森林等；地面高低起伏的自然形態(tài)稱為地貌，如高山、丘陵、平原、洼地等。 地物和地貌總稱為地形。 控制點建立后，根據(jù)控制點采集測區(qū)內(nèi)地物和地貌特征點的相關(guān)定位數(shù)據(jù)，而后按測圖比例尺和規(guī)定的符號繪制成地形圖，這項測量工作稱為地形測量。二、地形圖的比例尺 （一）比例尺的種類1數(shù)字比例尺 數(shù)字比例尺即在地形圖上直接用數(shù)字表示的比例尺。2圖式比例尺 圖式比例尺常繪制在地形圖的下方，用以直接量度圖內(nèi)直線的水平距離，根據(jù)量測精度又可分為直線比例尺

2、（見圖7-1）和復(fù)式比例尺。圖7-1 直線比例尺（二）比例尺的精度 人們用肉眼能分辨的圖上最小距離是0.1mm。所以，地形圖上0.1mm所代表的實地水平距離，稱為比例尺精度。比例尺精度0.1mm比例尺分母。比例尺1:5001:1 0001:2 0001:5 000比例尺精度0.050.100.200.50表7-1大比例尺地形圖的比例尺精度比例尺用 途1:5 000可行性研究、總體規(guī)劃、廠址選擇、初步設(shè)計等1:2 000可行性研究、初步設(shè)計、礦山總圖管理、城鎮(zhèn)詳細規(guī)劃等1:1 000初步設(shè)計、施工圖設(shè)計；城鎮(zhèn)、工礦總圖管理；竣工驗收等1:500 注：1對于精度要求較低的專用地形圖，可按小一級比例

3、尺地形圖的規(guī)定進行測繪或利用小一級比例尺地形圖放大成圖。 2對于局部施測大于1:500比例尺的地形圖，除另有要求外，可按1:500地形圖測量的要求執(zhí)行。 表7-2測圖比例尺的選用三、地形圖的分幅與編號（一）地形圖的梯形分幅與編號11:1 000 000的地形圖的分幅與編號 1:1 000 000的地形圖的編號采用國際1:1 000 000 地圖編號標準。21:500 000、1:250 000、1:100 000地形圖的分幅與編號 1:500 000、1:250 000、1:100 000地形圖的分幅與編號都是以1:1 000 000為基礎(chǔ)的。圖7-2 11 000 000地形圖的分幅與編號3

4、1:50 000、1:25 000、1:10 000地形圖的分幅與編號 1:50 000、1:25 000、1:10 000地形圖的分幅與編號都是在1:100 000的基礎(chǔ)上進行的。圖7-3 1:500 000、1:250 000、1:100 000比例尺地形圖的分幅和編號圖7-4 1:50 000、1:25 000、1:10 000比例尺地形圖的分幅和編號41:5 000比例尺地形圖的分幅與編號 1:5 000比例尺地形圖是在1:10 000比例尺地形圖的基礎(chǔ)上進行分幅和編號。圖7-5 1:5 000比例尺地形圖的分幅和編號比例尺圖幅大小劃分數(shù)代 號圖幅編號緯度差經(jīng)度差絕對相對1:1 000

5、 0004611橫列：A，B，C，V縱行：1，2，3，60J-501:500 0002344A、B、C、DJ-50-D1:250 00011301641，2，3，16J-50-121:100 000203014491，2，3，144D+行號+列號J-50-8 J50D0040061:50 00010155764E+行號+列號J50E0100071:25 00057302 3044F+行號+列號J50F0220371:10 0002303459 2164（1），（2），（64）J-50-8-(61)1:5 000115152536 8644a、b、c、dJ-50-8-(61)-c表7-31:1

6、000 0001:5 000地形圖的分幅和編號規(guī)則簡表（二）地形圖的矩形分幅與編號 各種建筑工程的大比例尺地形圖常采用矩形或正方形分幅與編號的方法，圖幅的大小見表7-4。比例尺矩形分幅正方形分幅圖幅大小/（cmcm）實地面積/（kmkm）圖幅大小/（cmcm）實地面積/（kmkm）一幅1:5 000圖所含幅數(shù)1:5 000504054040411:2 00050400.85050141:1 00050400.250500.25161:50050400.0550500.062 564表7-4矩形或正方形分幅及面積四、地物符號和地貌符號 （一）地物符號 地物符號是指在地形圖上表示各種地物的形狀、大

7、小及其位置的符號。表7-5是國家標準1:500、1:1 000、1:2 000地形圖圖式所規(guī)定的部分地物的符號。表7-5地物符號續(xù)表（二）地貌符號1等高線 等高線是地面上高程相等的各相鄰點連成的閉合曲線。如圖7-6所示。圖7-6 等高線示意2等高距與等高線平距 相鄰兩條等高線之間的高差，稱為等高距，用h表示。地形類別比 例 尺1:5001:1 0001:2 0001:5 000平坦地0.50.512丘陵地0.5125山地1125高山地1225表7-6 地形圖的基本等高距 單位：m注：1一個測區(qū)同一比例尺，宜采用一種基本等高距。 2水域測圖的基本等深距，可按水底地形傾角所比照地形類別和測圖比例尺

8、選擇。 相鄰等高線之間的水平距離，稱為等高線平距，用d表示。如圖7-7所示。3等高線的種類 地形圖上的等高線分首曲線、計曲線、間曲線和助曲線4種，如圖7-8所示。圖7-7 等高距與地面坡度的關(guān)系 圖7-8 4種等高線4幾種典型地貌的等高線 （1）山頭和洼地。山頭和洼地的等高線都是一組閉合的曲線組成的。 （2）山脊和山谷。山脊是從山頂?shù)缴侥_的凸起部分。山脊最高點的連線稱為山脊線或分水線，如圖7-11所示。兩山脊之間延伸而下降的凹槽部分稱為山谷。 圖7-9 山頭 圖7-10 洼地圖7-11 山脊圖7-12 山谷 （3）鞍部。相鄰兩個山頭之間的低凹處形似馬鞍狀的部分，稱為鞍部。通常來說，鞍部既是山谷

9、的起始高點，又是山脊的終止低點。 （4）懸崖和陡崖。懸崖是上部突出、下部凹進的陡崖。 陡崖是坡度在70以上的陡峭崖壁，有石質(zhì)和土質(zhì)之分。圖7-13 鞍部圖7-14 懸崖與陡崖的表示5地形圖圖外注記 在地圖上起說明作用的各種文字、數(shù)字，統(tǒng)稱注記。 注記常和符號相配合，說明地圖上所表示的地物的名稱、位置、范圍、高低、等級、主次等。 注記可分為名稱注記、說明注記、數(shù)字注記。 常見的地形圖圖外注記有如下幾種。（1）圖名。（2）圖號。（3）圖廓。（4）接圖表。（5）注記。圖7-15 地形圖廓和接圖表學(xué)習(xí)單元2 大比例尺地形圖測繪基礎(chǔ)知識一、測圖前的準備（一）圖紙準備 測圖用紙的質(zhì)量要好，伸縮性要小。否則

10、，圖紙的變形就會使圖上地物、地貌及其相應(yīng)位置產(chǎn)生變形。 現(xiàn)在，測圖多用厚度0.070.10mm、經(jīng)過熱定型處理、變形率小于0.2%的聚酯薄膜。（二）繪制坐標網(wǎng)格 為了準確地將控制點展繪在圖紙上，應(yīng)先在圖紙上精確地繪制10cm10cm的直角坐標格網(wǎng)，然后用坐標儀或坐標格網(wǎng)尺等專用儀器工具繪制，如果沒有這些儀器工具，則可按下述對角線法繪制。（三）控制點展繪 根據(jù)控制點的坐標值，將其點位在圖紙上標出，稱為控制點展繪。圖7-16 繪制坐標方格網(wǎng)示意 圖7-17 控制點展繪示意二、地形圖繪制的基本要求1輪廓符號的繪制（1）依比例尺繪制的輪廓符號，應(yīng)保持輪廓位置的精度。（2）半依比例尺繪制的線狀符號，應(yīng)保

11、持主線位置的幾何精度。（3）不依比例尺繪制的符號，應(yīng)保持其主點位置的幾何精度。2居民地的繪制（1）城鎮(zhèn)和農(nóng)村的街區(qū)、房屋，均應(yīng)按外輪廓線準確繪制。（2）街區(qū)與道路的銜接處，應(yīng)留出0.2mm的間隔。3水系的繪制 （1）水系應(yīng)先繪橋、閘，其次繪雙線河、湖泊、渠、海岸線、單線河，然后繪堤岸、陡岸、沙灘和渡口等。 （2）當河流遇橋梁時應(yīng)中斷；單線溝渠與雙線河相交時，應(yīng)將水涯線斷開，彎曲交于一點；當兩雙線河相交時，應(yīng)互相銜接。4交通及附屬設(shè)施的繪制（1）當繪制道路時，應(yīng)先繪鐵路，再繪公路及大車路等。（2）當實線道路與虛線道路、虛線道路與虛線道路相交時，應(yīng)實部相交。（3）當公路遇橋梁時，公路和橋梁應(yīng)留出0

12、.2mm的間隔。5等高線的繪制 （1）應(yīng)保證精度，線條應(yīng)均勻、光滑自然。 （2）當圖上的等高線遇雙線河、渠和不依比例尺繪制的符號時，應(yīng)中斷。6境界線的繪制 （1）凡繪制有國界線的地形圖，必須符合國務(wù)院批準的有關(guān)國界線的繪制規(guī)定。 （2）境界線的轉(zhuǎn)角處，不得有間斷，并應(yīng)在轉(zhuǎn)角上繪出點或曲折線。7各種注記的配置 （1）文字注記，應(yīng)使所指示的地物能明確判讀。 （2）高程的注記，應(yīng)注于點的右方，離點位的間隔應(yīng)為0.5mm。 （3）等高線的注記字頭應(yīng)指向山頂或高地，不應(yīng)朝向圖紙的下方。三、經(jīng)緯儀測圖法 經(jīng)緯儀測繪法的實質(zhì)是按極坐標定點進行測圖，觀測時先將經(jīng)緯儀安置在測站上，繪圖板安置于測站旁，用經(jīng)緯儀測

13、定碎部點的方向與已知方向之間的夾角，并用視距測量的方法測出測站點至碎部點的平距和碎部點的高程。 然后根據(jù)測定數(shù)據(jù)用量角器（又稱半圓儀）和比例尺把碎部點的位置展繪在圖紙上，并在點的右側(cè)注明其高程，再對照實地捕繪地形。此法操作簡單、靈活，適用于各類地區(qū)的地形圖測繪。（一）碎部點的選擇 測繪地物及地貌，首先必須確定這些地物、地貌的特征點，即碎部點。（二）測繪步驟（1）安置儀器。（2）定向。（3）立尺。（4）觀測、記錄與計算。（5）展繪碎部點。圖7-18 經(jīng)緯儀測繪法示意（三）地物和地貌的勾繪 當碎部點展繪在圖上后，就可以對照實地隨時描繪地物和等高線。 地物要按地形圖圖式規(guī)定的符號表示。四、全站儀測圖

14、法 全站儀測圖法，主要分為準備工作、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出5個階段。 準備工作階段包括資料準備、控制測量、測圖準備等，與傳統(tǒng)地形測圖一樣，在此不再贅述。五、GPS-RTK測圖法1作業(yè)準備 （1）測區(qū)的控制點成果及GPS測量資料。 （2）測區(qū)的坐標系統(tǒng)和高程基準的參數(shù)，包括參考橢球參數(shù)，中央子午線經(jīng)度，縱、橫坐標的加常數(shù)，投影面正常高，平均高程異常等。 （3）WGS-84坐標系與測區(qū)地方坐標系的轉(zhuǎn)換參數(shù)及WGS-84坐標系的大地高基準與測區(qū)的地方高程基準的轉(zhuǎn)換參數(shù)。2轉(zhuǎn)換關(guān)系的建立 基準轉(zhuǎn)換，可采用重合點求定參數(shù)（七參數(shù)或三參數(shù)）的方法進行。 坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)也可直接應(yīng)用測區(qū)GPS網(wǎng)

15、二維約束平差所計算的參數(shù)。3轉(zhuǎn)換參數(shù)的應(yīng)用 轉(zhuǎn)換參數(shù)的應(yīng)用，不應(yīng)超越原轉(zhuǎn)換參數(shù)計算所覆蓋的范圍，且輸入?yún)⒖颊军c的空間直角坐標，應(yīng)與求取平面和高程轉(zhuǎn)換參數(shù)（或似大地水準面）時所使用的原GPS網(wǎng)的空間直角坐標成果相同，否則，應(yīng)重新求取轉(zhuǎn)換參數(shù)。4參考站點位的選擇 參考站點位的選擇應(yīng)根據(jù)測區(qū)面積、地形地貌和數(shù)據(jù)鏈的通信覆蓋范圍，均勻布設(shè)參考站。5參考站的設(shè)置 接收機天線應(yīng)精確對中、整平，對中誤差不應(yīng)大于5mm；天線高的量取應(yīng)精確至1mm；正確連接天線電纜、電源電纜和通信電纜等；接收機天線與電臺天線之間的距離，不宜小于3m；正確輸入?yún)⒖颊镜南嚓P(guān)數(shù)據(jù)，包括點名、坐標、高程、天線高、基準參數(shù)、坐標高程轉(zhuǎn)換

16、參數(shù)等；電臺頻率的選擇，不應(yīng)與作業(yè)區(qū)其他無線電通信頻率相沖突。6流動站的作業(yè) 流動站作業(yè)的有效衛(wèi)星數(shù)不宜少于5個，PDOP值應(yīng)小于6，并應(yīng)采用固定解成果。 正確的設(shè)置和選擇測量模式、基準參數(shù)、轉(zhuǎn)換參數(shù)和數(shù)據(jù)鏈的通信頻率等，其設(shè)置應(yīng)與參考站相一致。流動站的初始化，應(yīng)在比較開闊的地點進行。六、紙質(zhì)地形圖數(shù)字化 紙質(zhì)地形圖的數(shù)字化，可采用圖形掃描儀掃描數(shù)字化法或數(shù)字化儀手扶跟蹤數(shù)字化法。 數(shù)字化圖中的地形、地物要素和各種注記的圖層設(shè)置及屬性表示，應(yīng)滿足用戶要求和數(shù)據(jù)入庫需要。 紙質(zhì)地形圖數(shù)字化的原圖比例尺不應(yīng)小于數(shù)字化地形圖的比例尺。 圖紙、圖像的定向宜選用內(nèi)圖廓的四角坐標點或格網(wǎng)點作為定向點。學(xué)習(xí)

17、單元3 地形圖的應(yīng)用基礎(chǔ)知識一、地形圖應(yīng)用的基本內(nèi)容 （一）確定點的坐標 在大比例尺地形圖上畫有10cm10cm的坐標方格網(wǎng)，并在圖廓西、南邊上注有方格的縱橫坐標值，如圖7-22所示。 要求p點的平面直角坐標（xp，yp），可先將p點所在坐標方格網(wǎng)用直線連接，得正方形abcd，過p點分別作平行于x軸和y軸的兩條直線mn和kl，然后用分別截取ak和an的圖上長度，再依比例尺算出ak和an的實地長度值。 計算出ak=520m，an=260m，則p點的坐標為：xp=xa+ak=2 200+520=2 720（m）yp=ya+an=1 700+260=1 960（m） 為了檢核，還應(yīng)量出dk和bn的長

18、度。 如果考慮到圖紙伸縮的影響，可按內(nèi)插法計算。（二）確定兩點間的水平距離 如圖7-23所示，欲求AB兩點之間的水平距離DAB，可以采用圖解法或解析法。 （1）圖解法為直接從圖中量出AB兩點之間直線的長度，再乘以比例尺分母M即為該點的水平距離。 （2）解析法則是在求得A、B兩點的坐標后，用下式計算。 圖7-22 確定點的坐標 圖7-23 確定兩點間的水平距離（三）確定直線的坐標方位角 如圖7-23所示，要確定直線AB的坐標方位角AB，可根據(jù)已經(jīng)量得的A、B兩點的平面坐標用下式先計算出象限角RAB。 然后，根據(jù)直線所在的象限參照表7-9的規(guī)定計算坐標方位角。表7-9象限角RAB與坐標方位角AB的

19、關(guān)系（四）確定點的高程 地形圖上的任一點的高程，可以根據(jù)等高線及高程標記確定。 如圖7-24所示，A點正好在等高線上，則其高程與所在的等高線高程相同。 如果所求點不在等高線上，如圖中的B點，則過B點作一條大致垂直于相鄰等高線的線段mn，量取mn的長度d，再量取mB的長度d1，B點的高程HB可按比例內(nèi)插求得式中， 為m點的高程；h 為地形圖等高距。（五）確定直線的坡度 直線坡度是指直線段兩端點的高差與其水平距離的比值。 如圖7-25所示，若確定了A、B兩點間的高差hAB，再測量AB間的水平距離D，則可按下式計算出地面上AB連線的坡度i。 式中，d為AB連線的圖紙長度；M為比例尺分母；為AB連線在

20、垂直面投影的傾斜角；i為直線坡度，一般用百分率或千分率表示。圖7-24 確定點的高程圖7-25 確定直線的坡度二、地形圖在工程建設(shè)中的應(yīng)用 （一）按規(guī)定的坡度選擇最短路線 在山地或丘陵地區(qū)進行道路、管線等工程設(shè)計中，通常要求以線路不超過某一限制坡度為條件，選定一條最短路線或等坡度路線。圖7-26 按限制坡度選擇最短路線示意（二）按指定方向繪制縱斷面圖 縱斷面圖是顯示沿指定方向地球表面起伏變化的剖面圖。 在各種線路工程設(shè)計中，為了進行填挖土（石）方量的概算以及合理地確定線路的縱坡等，都需要了解沿線路方向的地面起伏情況，而利用地形圖繪制沿指定方向的縱斷面圖最為簡便，因而得到廣泛應(yīng)用。圖7-27 按

21、指定方向繪制縱斷面圖（三）確定匯水面積 在橋梁、涵洞、排水管、水庫等工程設(shè)計中，都需要知道將來有多大面積的雨水往河流或谷地匯集，也就是要確定匯水面積。 確定匯水面積首先要確定出匯水面積的邊界線，即匯水范圍。 匯水面積的邊界線是由一系列山脊線（分水線）連接而成的。圖7-28 匯水區(qū)面積的確定（四）根據(jù)地形圖平整場地 在各種工程建設(shè)中，除了要對建筑物布局合理外，往往還要結(jié)合地形作必要的改造，使改造后的地形適合建設(shè)的需要。 這種地形改造工作稱為土地平整。（五）圖形面積的量算1幾何圖形法 如圖7-30所示，如果圖形是由直線連接而成的閉合多邊形，則可將多邊形分割成若干個三角形或梯形，利用三角形或梯形計算面積的公式計算出各簡單圖形的面積，最后求得各簡單圖形的面積總和即為多邊形的面積。 圖7-30 幾何圖形法2透明方格紙法 如圖7-31所示，對于曲線包圍的不規(guī)則圖形，可利用繪有邊長為1mm（或2mm）正方形格網(wǎng)