地形圖的讀法與應(yīng)用課件

1、引：測(cè)區(qū)較小時(shí)，可以把球面當(dāng)平面看待。當(dāng)測(cè)區(qū)較大時(shí)，曲率對(duì)距離，高程和角度的影響就需要考慮。曲面 平面？第八章 地形圖的讀法和應(yīng)用d8.1 高斯平面直角坐標(biāo)系一、地圖投影1、概念：地圖投影就是按一定的數(shù)學(xué)法則，建立起橢球面上的點(diǎn)與平面上的點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系。即把橢球面上的大地坐標(biāo)投影成平面上的直角坐標(biāo)。投影變形：橢球面曲面上的元素投影到平面上，就會(huì)和原來的元素呈現(xiàn)差異，這一差異稱為投影變形。投影變形：角度變形、長(zhǎng)度變形、面積變形2、地圖投影分類按地球橢球面與投影面的相對(duì)位置 正軸投影：投影面的中心線與地軸相重合 斜軸投影：投影面的中心線與地軸斜交 橫軸投影：投影面的中心線與地軸相垂直按正軸投

2、影時(shí)外部特征 圓錐投影 / 圓柱投影 / 方位投影按內(nèi)在變形 等角投影 / 等積投影 / 任意投影一、地圖投影地圖投影類型 正軸 斜軸 橫軸圓錐圓柱方位 2、地圖投影分類綜上所述，投影名稱可以結(jié)合上述三種分類方法（投影面形狀、投影面與地球橢球體的位置、投影后的變形性質(zhì)）加以命名。如：正軸等角圓錐投影、正軸等角圓柱投影、橫軸等角圓柱投影（高斯投影）等。地形圖測(cè)繪對(duì)投影的要求 等角（正形）：保角，伸長(zhǎng)的固定性 長(zhǎng)度面積變形不大：控制變形一、地圖投影高斯投影是等角、橫切、橢圓柱投影。等角投影就是正形投影（橢球面上的圖形投影后保持形狀相似。即投影后角度不變形）。3、高斯投影高斯投影方法：設(shè)想一橢圓柱橫

3、套在地球橢球體外，使投影帶的中央子午線與橢圓柱體相切，中央子午線展開后為X軸，向北為正；赤道展開后為Y軸，向東為正。3、高斯投影： 等角、橫軸、橢圓柱投影投影帶 母線3、高斯投影投影剪開展平3、高斯投影規(guī)律：橢圓柱與橢球面橫切于某一條子午線（稱為中央子午線）中央子午線的投影為一條直線，其余經(jīng)線投影為凹向中央子午線的曲線，離中央子午線越遠(yuǎn)，長(zhǎng)度變形越大。赤道的投影為直線，其余緯線的投影為凸向赤道的曲線。經(jīng)緯線投影后仍保持相互垂直關(guān)系。中央子午線和赤道的投影相互垂直。1、投影帶（為了控制長(zhǎng)度變形）6分帶： 從首子午線起每隔6自西向東分帶，每帶中間的子午線稱為中央子午線。3分帶： 從東經(jīng)1.5 子午

4、線起每隔 3自西向東分帶。二、高斯平面直角坐標(biāo)系1、投影帶 6度與3度分帶： =6N-3 =3N 為該分帶中央子午線的經(jīng)度，N為帶號(hào)2、高斯平面直角坐標(biāo)系在投影面上，中央子午線和赤道的投影都是直線。中央子午線的投影是X軸，赤道的投影是Y軸，其交點(diǎn)是坐標(biāo)原點(diǎn)。規(guī)定X軸向北為正，軸向東為正。點(diǎn)的X坐標(biāo)是點(diǎn)至赤道的距離。點(diǎn)的Y坐標(biāo)是點(diǎn)至中央子午線的距離，設(shè)為y；y有正有負(fù)。為了避免Y坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值，把原點(diǎn)向西平移500公里。為區(qū)分不同投影帶中的點(diǎn)，在Y坐標(biāo)值前加帶號(hào)N，所以點(diǎn)的橫坐標(biāo)通用值為： y=N1000000+500000 +y2、高斯平面直角坐標(biāo)系我國(guó)位于北半球，在高斯平面直角坐標(biāo)系里：X均為

5、正，y有正有負(fù)坐標(biāo)通用值 例如： Y=19 123 456.789m，該點(diǎn)位在19帶內(nèi)，其相對(duì)于中央子午線而言的橫坐標(biāo)則是：首先去掉帶號(hào)19，再減去500000m,最后得： Y= -376543.211m。8.2 地形圖的分幅與編號(hào) 引：一幅地圖不能全部表示所要測(cè)繪的區(qū)域，要分成多張來繪制，為了便于使用和管理，每張按規(guī)定的大小統(tǒng)一分幅，并進(jìn)行系統(tǒng)編號(hào)。 地形圖的分幅方法有兩種： 1、經(jīng)緯網(wǎng)梯形分幅法或國(guó)際分幅法； 2、坐標(biāo)格網(wǎng)正方形或矩形分幅法。 前者用于國(guó)家基本比例尺地形圖，后者用于工程建設(shè)大比例尺地形圖。 一、梯形分幅與編號(hào)1. 1100萬地形圖分幅和編號(hào)：采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分幅的經(jīng)差6、緯差4

6、為一幅圖。從赤道起向北或向南至緯度88止，按緯差每4劃作22個(gè)橫列，依次用A、B、V表示；從經(jīng)度180起向東按經(jīng)差每6劃作一縱行，全球共劃分為60縱行，依次用1、2、60表示。每幅圖的編號(hào)由該圖幅所在的“列號(hào)行號(hào)”組成。例如，北京某地的經(jīng)度為1162608、緯度為395520，所在1100萬地形圖的編號(hào)為: J-50。北半球東側(cè)1100萬地圖的國(guó)際分幅編號(hào)2. 150萬、20萬、10萬的分幅和編號(hào) 一幅1100萬的圖可劃分出為4幅150萬的圖，分別以代碼A、B、C、D表示。將1100萬圖幅的編號(hào)加上代碼，即為該代碼圖幅的編號(hào)，例150萬圖幅的編號(hào)為J-50-A。一幅1100萬的圖可劃分出36幅

7、120萬的圖，分別用(1)、(2)、(36)代碼表示。將1100萬圖幅的編號(hào)加上代碼，即為該代碼圖幅的編號(hào)，例125萬圖幅的編號(hào)為J-50-(1)。一幅1100萬的圖，可劃分出144幅110萬的圖，分別用1、2、144代碼表示。將1100萬圖幅的編號(hào)加上代碼，即為該代碼圖幅的編號(hào)，例110萬圖幅的編號(hào)為J-50-1。3. 15萬、2.5萬、1萬的分幅和編號(hào)每幅 1: 100萬地形圖劃分為24行24列，共576幅1 : 5萬的地形圖，或?qū)?：10萬分成四等份，編號(hào)在其后加A-D，例J-50-1-B。2. 150萬、20萬、10萬的分幅和編號(hào) 每幅 1: 100萬地形圖劃分為48行48列，共230

8、4幅1 : 2.5萬地形圖，編號(hào)為 J-50-1-B-3每幅 1: 100萬地形圖劃分為96行96列，共9216幅1:1萬地形圖，編號(hào)為 J-50-1-(21)每幅 1: 100萬地形圖劃分為192行192列，共36864幅1:5000地形圖，編號(hào)為J-50-1-(21)-d3. 15萬、2.5萬、1萬的分幅和編號(hào)梯形分幅的圖幅規(guī)格與編號(hào)二、矩形分幅與編號(hào)為了適應(yīng)各種工程設(shè)計(jì)和施工的需要,對(duì)于大比例尺地形圖，大多按縱橫坐標(biāo)格網(wǎng)線進(jìn)行等間距分幅，即采用正方形分幅與編號(hào)方法。 1、圖幅的編號(hào)一般采用坐標(biāo)編號(hào)法。由圖幅西南角縱坐標(biāo)x和橫坐標(biāo)y組成編號(hào)，15000坐標(biāo)值取至1km，12000、1100

9、0取至0.1km,1500取至0.01km。例如，某幅11000地形圖的西南角坐標(biāo)為x=6230km、y=10km，則其編號(hào)為6230.010.0。2、基本圖號(hào)法編號(hào)，即以15000地形圖作為基礎(chǔ)，較大比例尺圖幅的編號(hào)是在它的編號(hào)后面加上羅馬數(shù)字。3.流水號(hào)編號(hào) 按測(cè)區(qū)內(nèi)從左到右、從上到下的順序用阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)。例1，2，3，n4.按行列號(hào)編號(hào) 測(cè)區(qū)內(nèi)按行列排出序號(hào)。例A-4. C-3123456789101112131415A-1A-2A-3A-4A-5B-1B-2B-3B-4B-5C-1C-2C-3C-4C-5二、矩形分幅與編號(hào)正方形分幅的圖幅規(guī)格與面積大小三、現(xiàn)行地形圖分幅與編號(hào)（199

10、3） 地形圖均以1100萬為基礎(chǔ)劃分圖幅. 例J50圖幅編號(hào) 地形圖均以1100萬為基礎(chǔ)劃分圖幅，采用行列編號(hào)方法。 編碼長(zhǎng)度均為10位。分別代表：基礎(chǔ)圖幅行號(hào)基礎(chǔ)圖幅列號(hào) 比例尺代碼 圖幅行號(hào) 圖幅列號(hào)例：J 50 C 003 003例：暈線所示圖號(hào)為:J 50 B 001 002例：暈線所示圖號(hào)為:J 50 C 003 0038.3 地形圖的判讀與應(yīng)用一、地形圖的內(nèi)容 數(shù)學(xué)要素：坐標(biāo)網(wǎng)，比例尺，控制點(diǎn)等 地理要素：地貌，植被等 社會(huì)要素：地物，各種人為設(shè)施 注記要素：圖名，圖號(hào)，日期，單位等二、地形圖判讀 地貌：地性線典型地貌整體形態(tài) 地物：地物符號(hào)注記數(shù)學(xué)要素 注記要素地物地貌要素圖廓外

11、要素的閱讀：是指地形圖內(nèi)圖廓之外的要素。通過圖廓外要素的閱讀，可以了解測(cè)圖時(shí)間、地形圖的比例尺、坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)和基本等高距，圖幅范圍和接圖表等內(nèi)容。圖廓內(nèi)要素的判讀：是指地物、地貌符號(hào)及相關(guān)注記等。二、 地形圖判讀地物判讀：首先了解主要地物的分布情況，如居民點(diǎn)、交通線路及水系等。要注意地物符號(hào)的主次讓位問題，例如，鐵路和公路并行，圖上是以鐵路中心位置繪制鐵路符號(hào)，而公路符號(hào)讓位，地物符號(hào)不準(zhǔn)重疊。地貌判讀：先看計(jì)曲線再看首曲線的分布，了解地性線及典型地貌，進(jìn)而了解該圖幅范圍總體地貌及某地區(qū)的特殊地貌。二、 地形圖判讀三、 地形圖的應(yīng)用1、量取點(diǎn)的坐標(biāo)和點(diǎn)的高程點(diǎn)的坐標(biāo)：可以通過從P點(diǎn)作平行

12、于直角坐標(biāo)格網(wǎng)的直線，交格網(wǎng)線于e、f、g、h點(diǎn)。用比例尺（或直尺）量出 ae和ag兩段距離，則P點(diǎn)的坐標(biāo)為：1、量取點(diǎn)的坐標(biāo)和點(diǎn)的高程點(diǎn)的高程： 過該點(diǎn)作垂直于相鄰等高線的垂線，用內(nèi)插法求得。1、量取點(diǎn)的坐標(biāo)和點(diǎn)的高程2、求直線的長(zhǎng)度，坡度和方位角長(zhǎng)度： 直接在圖上丈量，再用比例尺換算?；蛘呦惹蟮脙牲c(diǎn)的坐標(biāo)，在利用坐標(biāo)反算公式計(jì)算。坡度：坡度是直線高差和水平距離之比。 先根據(jù)高程求得兩點(diǎn)間高差，再量得水平距離進(jìn)行計(jì)算。坐標(biāo)方位角： 求得兩點(diǎn)坐標(biāo)，利用坐標(biāo)反算公式計(jì)算。精度不高時(shí)，可直接再圖上量取。長(zhǎng)度，坡度和方位角3、按設(shè)計(jì)坡度在圖上選定最短路線對(duì)管線、渠道、交通線路等工程進(jìn)行初步設(shè)計(jì)時(shí)，通

13、常先在地形圖上選線。按照技術(shù)要求，選定的線路坡度不能超過規(guī)定的限制坡度，并且線路最短。如圖，地形圖的比例尺為12000，等高距為2m。設(shè)需在該地形圖上選出一條由車站A至某工地B的最短線路，并且在該線路任何處的坡度都不超4%。3、按設(shè)計(jì)坡度在圖上選定最短路線作法：將兩腳規(guī)在坡度尺上截取坡度為4%時(shí)相鄰兩等高線間的平距；或按下式計(jì)算相鄰等高線間的最小平距（地形圖上距離）：然后，將兩腳規(guī)的腳尖設(shè)置為25mm，把一腳尖立在以點(diǎn)A為圓心上作弧，交另一等高線1點(diǎn)，再以1點(diǎn)為圓心，另一腳尖交相鄰等高線2點(diǎn)。如此繼續(xù)直到B點(diǎn)。這樣，由A、1、2、3至B連接的AB線路，就是所選定的坡度不超過4%的最短線路。 3

14、、按設(shè)計(jì)坡度在圖上選定最短路線4、根據(jù)地形圖作剖面圖地形剖面圖：指沿某一方向描繪地面起伏狀態(tài)的豎直面圖。步驟：在地形圖上繪出斷面線AB，依次交于等高線1、2、3、點(diǎn)。在另一張白紙上繪出相互垂直的坐標(biāo)軸，縱軸注記高程值,橫軸轉(zhuǎn)繪A、1、2、3、B點(diǎn)，通過各點(diǎn)作AB垂直線，找出相應(yīng)高程位即斷面點(diǎn)。用平滑曲線連各斷面點(diǎn)，則為沿AB方向的斷面圖。4、根據(jù)地形圖作剖面圖5、面積測(cè)定 (1)幾何圖形法當(dāng)欲求面積的邊界為直線時(shí)，可以把該圖形分解為若干個(gè)規(guī)則的幾何圖形，例如三角形、梯形或平行四邊形等，如右圖。量出這些圖形的邊長(zhǎng)，這樣就可以利用幾何公式計(jì)算出每個(gè)圖形的面積。將所有圖形的面積之和乘以該地形圖比例尺

15、分母的平方，即為所求面積。(2)坐標(biāo)解析法如果圖形各頂點(diǎn)的坐標(biāo)已知，則可利用坐標(biāo)計(jì)算法精確求算該圖形的面積。如圖,各頂點(diǎn)按照逆時(shí)針方向編號(hào)，則面積為：上式中，當(dāng)i=1時(shí)，yi-1用yn代替；當(dāng)i=n時(shí)，yi+1用y1代替。 (3) 透明方格法曲線內(nèi)求面積,用繪有毫米方格的透明紙蒙在待測(cè)圖形上，統(tǒng)計(jì)在待測(cè)圖形輪廓線內(nèi)的單元圖形個(gè)數(shù)來量測(cè)面積。量測(cè)時(shí)，先數(shù)出完整小方格數(shù)n1，再數(shù)出圖形邊緣不完整的小方格數(shù)n2。然后，按下式計(jì)算整個(gè)圖形面積：M為地形圖比例尺分母。(4) 透明平行線法被測(cè)圖形被平行線分割成若干個(gè)等高的長(zhǎng)條，每個(gè)長(zhǎng)條的面積可以按照梯形公式計(jì)算。 例如，圖中繪有斜線的面積，其中間位置的虛線為上底加下底的平均值di，可以直接量出，而每個(gè)梯形的高均為h，則其面積為： (5) 電子求積儀的使用電子求積儀是一種測(cè)定任意形狀圖形面積的儀器。求取圖形面積時(shí)，先在求積儀的面板上設(shè)置地形圖的比例尺和使用單位，再利用求積儀一端的跟蹤透鏡的十字中心點(diǎn)繞圖形一周來求算面積。電子求積儀具有自動(dòng)顯示量測(cè)面積結(jié)果、儲(chǔ)存測(cè)得的數(shù)據(jù)、計(jì)算周圍邊長(zhǎng)、數(shù)據(jù)打印、邊界自動(dòng)閉合等功能，計(jì)算精度可以達(dá)到0.2%。同時(shí)，具備各種計(jì)量單位，例如，公制、英制，有計(jì)算功能，當(dāng)數(shù)據(jù)量