第7章(地形圖測繪)

第七章地形圖測繪

§7.1地形圖的基本知識一、地形圖基本概念

地形圖:是按照一定的投影法則，使用專門符號，經(jīng)過測繪綜合，將地球表面縮小在平面的圖件；或者是存儲在數(shù)據(jù)庫中的地理數(shù)據(jù)模型。地物：各種天然或人工的固定物體地貌：地球表面有高低起伏的形態(tài)

地形圖的表示內(nèi)容：

地物要素(房屋、道路、河流、線路)

地貌要素（山地、丘陵）文字注記（坐標、高程、控制點號、地物、地貌名稱等）圖廓整飾注記(圖名，圖號，圖幅結(jié)合表，坐標、高程系統(tǒng))地形二、地形圖的比例尺比例尺的含義：圖上某線段的長度與地面上相應(yīng)線段實際的水平長度之比。

比例尺的分類：

①數(shù)字比例尺（用分子為1

的分數(shù)形式表示）如實用的比例尺有：比例尺的大?。ǚ謹?shù)值的大?。?；上述數(shù)字比例尺也可以寫成如下形式：

1：500、1：1000、1：2000、1：5000、1：10000、1：25000等②圖示比例尺斜線比例尺（復式比例尺）直線比例尺地形比例尺的精度（地形圖精度）

概念：相當于圖上0.1mm的實地水平距離。比例尺的精度對實際工作的意義：

有兩件事可參考決定：

⑴確定測圖精度。⑵確定測圖比例尺；比例尺1：5001：10001：20001：50001：10000比例尺精度0.05m0.1m0.2m0.5m1.0m下表為幾種比例尺的比例尺精度：

根據(jù)比例尺精度，一方面可以確定在地形圖測繪時量距可以準確到何種程度，另一方面還可根據(jù)實際所需的量距精度來確定測圖比例尺的大小?！?.2地形圖圖式一、概念由國家測繪主管部門制訂并頒發(fā)的在地形圖中用于表示地球表面的專門符號規(guī)定。目前在用的大比例尺地形圖圖式為：《1:5001:10001:2000地形圖圖式》二、地物符號地物是地形圖中最重要的內(nèi)容之一，在圖式中地物符號占有最多的內(nèi)容。（見P130圖7-4）例：地物符號（一）

地物符號（二）地物符號（三）

地物符號的分類：

分為比例符號、非比例符號與半比例符號。

(1)比例符號：形狀大小可按比例尺縮繪在圖上；

(2)非比例符號：無法將其形狀和大小按比例注在圖上，則不考慮其實際大小而采用規(guī)定的符號表示。

(3)半比例符號（線性符號）：長度可按比例表示寬度不按比例表示；

其次，還有注記符號（為表示地物的名稱、種類、特征等，對地物加以說明所采用的文字、數(shù)字或特有的符號）

四、地貌符號:

在地形圖上地面高低起伏變化常用等高線表示，等高線是最常見的地貌符號。

1、等高線的概念是地面上高程相等的各相鄰點連成的閉合曲線。自然界中，水庫里靜止的水邊線就是一條等高線。

2、等高距和等高線平距相鄰等高線之間的高差稱為等高距，用h表示。

相鄰等高線之間的水平距離稱為等高線平距d。根據(jù)平距可判斷坡度大小。平距小，坡度陡；平距大，坡度緩。3、等高線種類：

為充分表示出地貌特征和用圖方便，等高線分為首曲線、計曲線、間曲線和助曲線。

(1)首曲線：在同一幅圖上，按規(guī)定的等高距（基本等高距）描繪的等高線，它是寬度為0.15mm的細實線。

(2)計曲線（5米注記）加粗（0.3mm）。為了讀圖方便，凡是高程能被5倍基本等高距整除的等高線加粗描繪為計曲線.如10米，15米。(3)間曲線和助曲線;當首曲線不能顯示地貌的特征時按1/2基本等高距描繪的等高線稱為間曲線。在圖上用長虛線表示。如11.5米，13.5米。有時為顯示局部地貌的需要，按1/4基本等高距描繪的等高線稱為助曲線。一般用短虛線表示。

4各種地貌的等高線表示4、各種地貌等高線的表示形式山脊、山谷等高線的表示形式峭壁等高線的表示形式：

鞍部等高線的表示形式：

盆地等高線的表示形式：

5、等高線的特性

（1）同一等高線上個點的高程都相等。(2）等高線應(yīng)是閉合曲線，若不在本圖幅內(nèi)閉合，就必在鄰幅或經(jīng)幾個圖幅后閉合。(3）除了懸崖和絕壁處，等高線在圖上不能相交或重合。(4）等高線與山脊線和山谷線成正交，即山脊線和山谷線應(yīng)垂直于等高線轉(zhuǎn)折點的切線。(5）在同一幅圖上等高距相同。因此等高線密(平距小)表示地面坡度陡；等高線疏(平距大)，則地面坡度緩。五、地形圖的圖外注記1、圖廓和坐標格網(wǎng)2、圖名、圖號和接圖表3、三北方向線4、比例尺、坡度尺5、其它一、經(jīng)緯線分幅（梯形分幅）與編號：圖廓由經(jīng)緯線構(gòu)成。適合較大區(qū)域的較小比例尺的地圖分幅。

（一）國際1：100萬比例尺的分幅和編號

1:100萬比例尺地形圖的分幅與編號采用國際統(tǒng)一的規(guī)定。從赤道起向兩極每緯差4°為一行，至88°，南北半球各分為22橫列，依次編號A、B、...V；以兩極為中心，以經(jīng)度88°為界的圓編號為Z；由經(jīng)度180°西向東每6°一列，全球60行，以1-60表示，如北京所在1：100萬圖在第10橫，第50列，其編號為：（N）J-50。淄博市張店區(qū)的地理位置為:東經(jīng)118°00′～118°04.9′，北緯36°43.7′～36°49.6′。則該地區(qū)的1：100萬圖的編號是第10行，第50列，其編號為：（N）J-50?！?-3

地圖的分幅和編號北半球東側(cè)1：100萬地圖的分幅與編號

（二）1：50萬、1：25萬、1：10萬地形圖的分幅與編號

我國8種基本比例尺地形圖分幅與編號，以1：100萬地形圖為基礎(chǔ)，延伸出1：50萬、1：25萬、1：10萬，再以1：10萬為基礎(chǔ)，延伸出1：5萬、1:2.5萬及1：1萬三種比例尺。

1：100萬地形圖用行列式編號法（列號在前、行號在后），其他比例尺地形圖均在其后再疊加行列號。

①在1：100萬圖上，按經(jīng)差3°緯差2°分成四幅1：50萬地形圖，編為A、B、C、D，如J-50-A；按經(jīng)差1°30′緯差1°分成16幅1：25萬地形圖，編為[1]、...[16]，如J-50-[2]；按經(jīng)差30′緯差20′分成144幅1：10萬地形圖，編為1、...144，如J-50-1。既后三種比例尺各自獨立地與1：100萬地圖的圖號聯(lián)系。

②1：10萬圖上每經(jīng)差15′緯差10′分成四幅1：5萬地形圖，編為A、B、C、D，如J-50-1-A1：50萬、1：25萬、1：10萬地形圖的分幅與編號

③1：5萬圖上每經(jīng)差7′30″緯差5′分成四幅1：2.5萬，編為1、2、3、4，如J-50-1-A-1

④1：10萬圖上每經(jīng)差3′45″緯差2′30″分成64幅1：1萬地形圖，編為(1)、...(64)，如J-50-1-(1)

⑤1：1萬圖上每經(jīng)差1′52″緯差1′15″分成四幅1：5000地形圖，編為a、b、c、d，如J-50-1-(1)-a1：100萬1：50萬1：25萬1：20萬1：10萬1：2.5萬1：5萬1：50001：1萬4163614449464444A、B、C、D［1］、［2］…［16］A、B、C、D1、2、3、4（1）、（2）…（64）a、b、c、d我國基本比例尺地形圖的分幅編號系統(tǒng)1、2…144（三）新的分幅與編號方法

1、1：100萬比例尺地圖的編號

由原來的“列-行”式變?yōu)椤靶辛小笔?，把行號放在前面，列號放在后面，中間不用連接號。同舊的系統(tǒng)相比，列和行對換了，新系統(tǒng)中橫向為行、縱向為列，因此其結(jié)果沒有大的變化。

2、1：5千~1：50萬比例尺地圖的編號

這7種比例尺地圖的編號都是在1：100萬地圖的基礎(chǔ)上進行的，它們的編號都由10個代碼組成，其中前三位是所在的1：100萬地圖的行號（1位）和列號（2位），第4位是比例尺代碼，如下表所示，每種比例尺有一個特殊的代碼。后面的6位分為兩段，前三位是圖幅的行號數(shù)字碼，后三位是圖幅的列號數(shù)字碼。行號和列號的數(shù)字碼編碼方法是一致的，行號從上而下，列號從左到右順序編排，不足三位時前面加“0”。如下頁圖所示：

根據(jù)這種編號方法，任何一個特定的圖幅都可以有一個唯一的編號。如下：

×××D006011×××C002003×××E018016比例尺1：50萬1：25萬1：10萬1：5萬1：2.5萬1：1萬1：5千代碼BCDEFGH（二）矩形分幅與編號每幅地圖的圖廓都是一個矩形，相鄰圖幅是以直線劃分的。圖幅的圖廓線平行于縱、橫坐標軸線的直角坐標格網(wǎng)線。一般適合較小區(qū)域的大比例尺地圖；圖幅大小見下表:比例尺圖幅大小/cm×cm實地面積/km21:5000圖幅內(nèi)的分幅數(shù)1:500040×40411:200050×50141:100050×500.25161:50050×500.062564還可以采用下列方法編號：自然序數(shù)式編號法(從左到右、從上到下)；行列式編號法（行號-列號，如：(N\S)H-30、J54）；行列—自然序數(shù)式編號法（在行列式編號的基礎(chǔ)上用自然序數(shù)或字母代表詳細劃分的較大比例尺圖的代碼，如：H-30–8、NL15-A）。

大比例尺地形圖的編號一般采用圖廓西南角坐標編號。x-y單位：km1:500取至0.01km，1:1000、1:2000取至0.1km,1:15000取至1km.也可以如右圖所示的方式

§7-4地形圖的測繪

地物和地貌的測繪是以控制點為基礎(chǔ)進行的。因此在測圖之前首先在測區(qū)要建立平面和高程控制網(wǎng)。每幅圖中控制點應(yīng)具有一定的密度,要根據(jù)測圖比例尺和地形復雜的程度而定.當測區(qū)內(nèi)已有的控制點不能滿足測圖需要時，可以在控制點的基礎(chǔ)上加密圖根點，加密圖根點的方法有導線測量，經(jīng)緯儀交會及視距導線等方法增設(shè)測站.

測圖比例尺每幅圖圖根點數(shù)每平方公里圖根點數(shù)1：50002051：200015151：100012—13501：5009—10150平坦開闊地區(qū)圖根點的密度

大比例尺地形圖的測繪指比例尺為1:500～1:1000比例尺地形圖。一、測圖前準備工作

測圖前需踏勘了解測區(qū)的地形。抄錄控制點的平面及高程成果，了解其完好的情況。檢查和矯正儀器。準備工具材料，擬訂作業(yè)計劃及準備圖紙，繪制坐標格網(wǎng)，展繪控制點等工作。

1、圖紙準備:

目前測繪部門大多采用聚脂薄膜,其厚度為0.07-0.1mm,聚脂薄膜具有透明度好,伸縮性小,不怕潮濕,牢固耐用等優(yōu)點.

2、繪制坐標格網(wǎng)

為了準確地將圖根控制點展繪在圖紙上首先要在圖紙上精確地繪制10×10厘米地直角坐標格網(wǎng).

繪制坐標格網(wǎng)可用:繪圖儀,坐標儀,坐標格網(wǎng)尺等專用工具.

（1）坐標格網(wǎng)尺介紹:是一種帶有防眼的金屬直尺,尺上有間隔為10厘米的六個小孔,每孔有一斜面,起始孔斜面邊緣為一直線,其上刻有一細線表示該尺長度的起始點(0點).其各孔以及末端的斜面是以零點為圓心,各以10厘米,20厘米,……..50厘米以及70.711厘米為半徑的圓弧.70.711是邊長為50厘米的正方形對角線長度,可以用它直接繪制50×50厘米的正方形,以及10×10厘米的方格網(wǎng).（2）使用坐標格網(wǎng)尺繪制方格網(wǎng)①在圖之下方繪一條直線,左端取一點A使格網(wǎng)尺的零點對位A,并使尺上各孔的斜面中心通過該直線,然后沿孔斜線畫短弧與直線相交定出5個點,最右端點為B②將尺子零點對準A,并使尺子大致與AB直線垂直,在沿各孔畫短弧,定尺子各點.③將尺子零點仍對準B,使尺子末端斜邊緣與左邊最上短弧線相交,得D點,連接AD定出各點.④將尺子零點對準B點,使尺子大致與AB線垂直,再沿各孔畫短弧線.⑤將尺子零點對準A點并使尺子末端斜邊緣與右邊最上短弧線相交,得C點,

連接BC定出各點。連接DC即得50厘米×50厘米的正方形。⑥將上下左右相應(yīng)的各點相連得10厘米×10厘米的坐標格網(wǎng)。（3）使用圓規(guī)、直尺繪制坐標格網(wǎng)

3、格網(wǎng)檢查:

檢查方法：將直尺邊沿方格的對角線方向放置。各方格的角點應(yīng)在一條直線上，偏離不應(yīng)大于0.2毫米；再檢查各個方格的對角線，長度應(yīng)為14.14厘米，容許誤差為±0.2毫米；50×50厘米的正方形對角線長度為70.711厘米，容許誤差為±0.3毫米；線粗0.1毫米,各個方格邊長容許誤差±0.2毫米。

檢查合格后方可進行控制點展繪。

4、控制點的展繪

展繪A，B，控制點：確定控制點所在方格（依據(jù)坐標系統(tǒng)）分別從M，K向上量取X坐標差，從M，N向右量取Y坐標差。連接ab，cd兩直線，交點即為控制點A在圖上位置，按上述方法將其它各控制點都展繪在圖紙上?？刂泣c展繪檢查。相鄰兩控制點之間距離和實際測量距離相比較，其最大誤差在圖紙上不應(yīng)超過±0.3毫米，否則應(yīng)重新展繪。注控制點符號，點號，高程。上述工作是測圖前的準備工作，準備完畢開始測圖。二、碎部測量碎部測量的幾個概念：

圖根點：圖根控制點—碎部測量依據(jù)、基準點。

碎部點：碎部特征點—地物特征點和地貌特征點。地物特征點反映地物的平面位置、形狀、性質(zhì)等；地貌特征點也稱地形點，主要體現(xiàn)地貌形態(tài)、性質(zhì)等。

碎部測量的幾種方法：

經(jīng)緯儀測繪法（光學速測法）,光電測距儀測繪法,小平板儀與經(jīng)緯儀聯(lián)合測圖法,全站儀測繪法、大平板儀、數(shù)字測圖等。經(jīng)緯儀測繪法:

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)緯儀測定碎部點的方向與以知點方向之間的夾角，然后根據(jù)測定資料用量角器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，在對照實地描繪地形。此法操作簡單，靈活，適于各類地區(qū)的地形圖測繪。

經(jīng)緯儀測繪碎部步驟：（1）安置儀器：安置儀器于測站點（控制點Ａ）上，量取儀器高ｉ，填入手簿中。（2）定向：置水平度盤讀數(shù)為0°00′00″后視另一控制點Ｂ，（3）立尺：立尺員依次將尺立在地物、地貌特征點上。立尺前，立尺員應(yīng)弄清實測范圍和實地情況，選定立尺點，并與觀測員、繪圖員共同商定跑尺路線。東大街堅55.405.35（1）“地物”取“輪廓轉(zhuǎn)折點”。地貌—取“地性線上坡度或方向變化點”（4）觀測：轉(zhuǎn)動照準部，瞄準點１的標尺，讀視距間隔l，中絲讀數(shù)Ｖ，豎盤讀數(shù)L及水平角β。（5）記錄：將測得的視距間隔，中絲讀數(shù)豎盤讀數(shù)及水平角依次填入手簿。（對有特殊作用的碎部點應(yīng)在備注外加以說明）（6）計算：依視距Ｋ·l，豎盤讀數(shù)Ｌ或豎角α，用計算器計算出碎部點的水平距離和高程。（7）展繪碎部點

D=K·l×cos2αHi=H0+1/2×K·lsin2α+i-v測繪半圓儀的使用三、地形圖的繪制

包括地物、地貌的繪制，圖幅的拼接及圖面的整飾等。（1）地物繪制

若干碎部點測好之后，應(yīng)隨即用鉛筆勾繪起來，地物的勾繪是簡單的，如房子就隨測隨繪。道路，河流的彎曲部分則要逐點連成光滑曲線；水井，獨立樹等地物可在圖上標明，其中心位置，畫個記號待將來整圖時再用規(guī)定符號表示。

（2）地貌繪制用等高線表示，

繪制等高線常用的方法有：目估法，圖解法

①目估法：就是用目估的方式取頭，定尾，中間等分，具體作法：確定圖上等高距為１m，例對ａ，ｂ兩點進行目估，ａｂ兩點在圖上平距28mm。相應(yīng)高差為5.4m。按再同一坡度線上高差與平距成正比例的關(guān)系內(nèi)插，先定出44m，48m首尾等高線的位置，因b點和44m等高線的高差為0.9m，則0.9:5.4＝d:28。即d=4.7mm。從b點向a點方向量4.7mm即得44m等高線位置。同理定出48m等高線的位置。實際工作中目估即可，方法是先“目估首尾，后等分中間”

②圖解法

圖解內(nèi)插等高線是利用一組在透明紙上繪出的等高線間隔并行線來進行的。取小塊透明紙在上面繪出一些等間距的并行線，在每條并行線的兩端注上0到10的數(shù)字，把這塊透明紙復在圖紙上。使高程為43.1米的b點對準并行線上的3.1，然后以b點為圓心，轉(zhuǎn)動透明紙并使高程為48.5米的a點對準并行線上的8.5。沿ｂａ直線與并行線的交點，4、5、6、7、8點，用圓規(guī)尖刺到圖上，即得44米，45米，46米，47米，48米等高線經(jīng)過處。最后對照實際地貌將相鄰的等高程點用光滑的曲線連接起來便是等高線。四、數(shù)字化測圖簡介（一）數(shù)字測圖的基本思想數(shù)字化測圖是一種全解析的機助成圖方法，與圖解法測圖相比，具有明顯的優(yōu)越性和廣闊的發(fā)展前景，它將成為邁向信息化時代不可缺少的地理信息系統(tǒng)（GIS）的重要組成部分。

數(shù)字測圖系統(tǒng)是以計算機、連接測量儀器的輸入輸出設(shè)備、在硬件軟件的支持下對地形空間數(shù)據(jù)進行采集、輸入、編輯、成圖、管理的測繪系統(tǒng)。

數(shù)字化測圖的基本成圖過程就是通過采集有關(guān)地物、地貌的各種信息并及時記錄在數(shù)據(jù)終端（或直接傳輸給計算機），然后通過數(shù)據(jù)接口將采集的數(shù)據(jù)傳輸給計算機，由計算機對數(shù)據(jù)進行處理而形成繪圖數(shù)據(jù)文件，繪制并輸出地形圖。

數(shù)字測圖的基本思想見下頁圖。（二）數(shù)字化測圖的基本作業(yè)過程(1)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集方法有：①攝影測量法②對現(xiàn)有地圖進行數(shù)字化法③野外地面測量法（全站儀、RTK）(2)數(shù)據(jù)處理在數(shù)據(jù)采集到成果輸出之間要進行的各種處理(3)成果輸出生成的圖形文件存貯在磁盤上通過自動繪圖儀打印出紙質(zhì)地圖（三）數(shù)字測圖的主要特點(1)自動化程度高自動記錄存儲，直接傳輸給計算機進行數(shù)據(jù)處理、繪圖，由計算機建立數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)庫，生成數(shù)字地圖，便于成果應(yīng)用和信息管理工作。(2)精度高精度取決于對地物和地貌點的野外數(shù)據(jù)采集的精度。(3)使用方便測量成果的精度均勻一致，與繪圖比例尺無關(guān)，分層繪制，實現(xiàn)了一測多用，同時便于地形圖的檢查、修測和更新。（四）全站儀數(shù)字測圖具體過程：全站儀數(shù)字化測圖，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)輸出等五個階段。在準備工作階段，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?，F(xiàn)以實際生產(chǎn)中普遍采用的全站儀加繪制觀測草圖模式為例，從數(shù)據(jù)采集到成圖輸出介紹全站儀數(shù)字化測圖的基本過程。1）野外碎部點采集進行碎部點數(shù)據(jù)采集，測量碎部點三維坐標（x，y