測(cè)量學(xué)教案第八章大比例地形圖測(cè)繪管道工程測(cè)量

第八章大比例尺地形圖的測(cè)繪與管道測(cè)量教學(xué)目的：1.掌握地物、地貌在地形圖上的表示方法。2.學(xué)會(huì)地形測(cè)量的方法及地形圖的繪制方法。3.掌握管道工程測(cè)量要領(lǐng)教學(xué)重點(diǎn)：1.地物、地貌的表示方法；2.地形測(cè)量的方法及地形圖的繪制方法。3.管道工程測(cè)量。教學(xué)難點(diǎn)：地形測(cè)量的方法及地形圖的繪制方法。教學(xué)資料：測(cè)量學(xué)教材、教學(xué)課件。講授新課：第八章大比例尺地形圖的測(cè)繪與管道測(cè)量第一節(jié)地物和地貌在地形圖上的表示方法在地形圖上表示的主要內(nèi)容有地物與地貌兩大類。地物：是指地球表面上的具有明顯輪廓的各種固定物體，可以分為自然地物與人工地物兩類。如房屋、道路、森林等。地貌：地面上高低起伏的形態(tài)稱為地貌。如高山、深谷和平原等。地形：地物和地貌合稱為地形。一、地物的表示方法（用課件輔助教學(xué)）地形圖圖式中地物的符號(hào)分為比例符號(hào)，非比例符號(hào)、線狀符號(hào)和注記。1.比例符號(hào)：將垂直投影在水平面上的地物形狀輪廓線，按測(cè)圖比例尺縮小繪制在地形圖上，再配合注記符號(hào)來表示地物的符號(hào)，稱為比例符號(hào)。在地形圖上表示地物的原則是：凡能按比例尺縮小表示的地物，都用比例符號(hào)表示。2.非比例符號(hào)：只表示地物的位置，而不表示地物的形狀與大小的特定符號(hào)稱為非比例符號(hào)。非比例符號(hào)上表示地物中心位置的點(diǎn)叫做定位點(diǎn)。說明：各種非比例符號(hào)的定位點(diǎn)不盡相同，根據(jù)符號(hào)不同的形狀來確定。（舉例說明）3.半依比例符號(hào)：長度按比例表示、寬度不按比例表示的地物符號(hào)稱為半依比例符號(hào)，符號(hào)的中心線稱為定位線。如小渠、鄉(xiāng)村小道等。4.注記符號(hào)：對(duì)地物加以說明的文字、數(shù)字或特有符號(hào)，稱為注記。（舉例說明）二、地貌的表示方法（用課件輔助教學(xué)）1、等高線的概念：地面上高程相等的相鄰各點(diǎn)所連成的閉合曲線。2、等高距：相鄰兩條等高線間的高差叫等高距。在一張圖上，基本等高距是一個(gè)常數(shù)。基本等高距地形類別比例尺地形類別比例尺平地（地面傾角2°以下）1：5001：10001：2000山地（地面傾角2°-25°）1：5001：10001：20000.50.50.5,10.5,112丘陵（地面傾角2°-6°）0.50.5,11高山地（地面傾角2°-25°）11.223、等高線平距：相鄰兩條等高線間的水平距離叫等高線平距。等高線平距的性質(zhì)：地勢(shì)越陡，平距愈小，等高線愈稠密。反之，平距愈大，等高線愈稀疏，地勢(shì)愈平緩。等高線平距處處相等，則地面坡度均勻一致。等高線平距常用d來表示。4、示坡線：垂直于等高線用于指示坡度下降方向的短線。（舉例、課件演示）5、等高線的分類：（用課件輔助教學(xué)）⑴首曲線：按照測(cè)圖前選定的等高距測(cè)繪的等高線，稱為首曲線。⑵計(jì)曲線：每隔四條首曲線加粗描繪的等高線稱為計(jì)曲線。計(jì)曲線一般都注記高程。計(jì)曲線多的地方，一般不需要示坡線。⑶間曲線：按1/2等高距測(cè)繪的等高線稱為間曲線。⑷助曲線：按1/4等高距測(cè)繪的等高線稱為助曲線。首曲線與計(jì)曲線是地形圖中表示地貌必須描繪的曲線，而間曲線、助曲線根據(jù)需要來確定是否描繪。6、等高線的特性：（用課件輔助教學(xué)）⑴等高性：同一條等高線上的各點(diǎn)高程相等。但高程相等的點(diǎn)不一定在同一條等高線上。⑵閉合性：等高線是閉合曲線，在本圖幅內(nèi)不能閉合，則在相鄰圖幅內(nèi)閉合，繪制等高線時(shí)，除遇到建筑物、陡崖、圖廓邊等中斷外，一般不能中斷。⑶非交性：除懸崖外，等高線不能相交。⑷正交性：山脊和山谷處等高線與山谷線和山脊線正交。⑸密陡稀緩性：同一幅圖內(nèi)，等高線越密表示地面坡度越陡；等高線越稀表示地面坡度越緩。7幾種典型地貌的表示方法⑴山頭：山頭的等高線呈環(huán)網(wǎng)狀。⑵鞍部：位于兩個(gè)山頭之間又是兩個(gè)山谷的對(duì)頂處。⑶山脊線：山脊等高線凸向低處。⑷山谷線：山谷等高線凸向高處。⑸特殊地貌：必須用圖示中規(guī)定的符號(hào)來表示。測(cè)圖時(shí)，只要測(cè)出其輪廓位置或走向，繪出相應(yīng)符號(hào)即可。特殊地貌，如懸崖、峭壁、陡坎、沖溝等特殊地貌表示方法見課件。第二節(jié)測(cè)圖前的準(zhǔn)備工作一、測(cè)圖紙的準(zhǔn)備二、坐標(biāo)格網(wǎng)的繪制SHAPE三、控制點(diǎn)的展繪坐標(biāo)格網(wǎng)繪好后，根據(jù)圖幅所在測(cè)區(qū)的位置和測(cè)圖比例尺，將坐標(biāo)值注記在格網(wǎng)線上，再根據(jù)控制點(diǎn)的最大、最小坐標(biāo)值確定圖幅西南角的縱、橫坐標(biāo)值。展點(diǎn)時(shí)，先根據(jù)已知點(diǎn)的坐標(biāo)值確定該點(diǎn)所在的方格，用比例內(nèi)插法計(jì)算每一控制點(diǎn)的縱、橫坐標(biāo)，按坐標(biāo)值截取控制點(diǎn)的位置。圖根點(diǎn)展繪后，要對(duì)展繪的結(jié)果進(jìn)行檢查。即用直尺量出各邊的距離并與相應(yīng)邊的已知距離相比較，其誤差不得超過圖上距離±3mm。上述內(nèi)容適用于手工繪制地形圖。第三節(jié)地形測(cè)量的方法一、選擇碎部點(diǎn)1、地物特征點(diǎn)的選擇。反映地物輪廓和幾何位置的點(diǎn)稱為地物特征點(diǎn)，簡稱地物點(diǎn)。（1）能用比例符號(hào)表示的地物特征點(diǎn)的選擇：如居民地等。（2）用半依比例符號(hào)表示的地物特征點(diǎn)的選擇：如道路、管線等。（3）非比例符號(hào)地物特征點(diǎn)的選擇：水井、泉眼、紀(jì)念碑等。2、地貌特征點(diǎn)的選擇（1）能用等高線表示的地貌特征點(diǎn)的選擇：如山頭、盆地等。（2）不能用等高線表示的地貌特征點(diǎn)的選擇：如陡崖、沖溝等。二、地形測(cè)圖的方法（一）經(jīng)緯儀測(cè)繪法（結(jié)合課件講授）具體操作步驟如下：1.測(cè)站上的準(zhǔn)備工作安置經(jīng)緯儀于控制點(diǎn)A，如圖所示，測(cè)定豎直度盤的指標(biāo)差x，并用尺子量出儀器高i，記入手簿，見記錄表。2.在水平度盤讀數(shù)為零度時(shí)，照準(zhǔn)另一控制點(diǎn)B，作為起始方向。3.轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部使望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)立在碎部點(diǎn)1上的視距尺（一般使中絲對(duì)準(zhǔn)尺上儀器高i處，此時(shí)i=l），讀出上、中、下三絲在尺上的讀數(shù)，并讀出水平度盤及豎盤讀數(shù)，分別記入手簿內(nèi)。4.算出水平距離D及高差h，并計(jì)算碎部點(diǎn)的高程H測(cè)點(diǎn)（H測(cè)點(diǎn)=H測(cè)站+h；式中H測(cè)站為測(cè)站點(diǎn)的高程）。水平距離計(jì)算到分米，高差、高程計(jì)算到厘米。5.用量角器和三棱尺將碎部點(diǎn)的位置展繪在圖紙上，并注以高程，注記時(shí)可用碎部點(diǎn)的點(diǎn)位兼作高程數(shù)字的小數(shù)點(diǎn)。6.測(cè)繪部分碎部點(diǎn)后，在現(xiàn)場(chǎng)參照實(shí)際情況，在圖上勾繪地物輪廓線與等高線。在施測(cè)過程中，每測(cè)20~30點(diǎn)后，應(yīng)檢查起始方向是否正確。儀器搬站后，應(yīng)檢查上一站的若干碎部點(diǎn)，檢查無誤后，才能在新的測(cè)站上開始測(cè)量。（二）大平板儀測(cè)圖（結(jié)合課件講解）一、大平板儀的測(cè)量原理大平板儀測(cè)圖法是一種圖解測(cè)繪法，其測(cè)點(diǎn)原理仍是極坐標(biāo)法，碎部點(diǎn)的水平角是直接圖解而得，水平距離用視距方法測(cè)量或用皮尺量取。二、大平板儀的構(gòu)造與附件（一）大平板儀的構(gòu)造：主要由照準(zhǔn)儀、平板、基座組成。1.照準(zhǔn)儀：上半部分由永望遠(yuǎn)鏡與豎盤組成，用以瞄視測(cè)點(diǎn)、測(cè)定水平距離及高差；下面由支柱與直尺連接，沿直尺邊可以畫出瞄視的方向線。2.平板：60×60cm的方形木板，與基座連接，安裝在三腳架上，當(dāng)作繪圖板，可直接在上面測(cè)繪地形圖。3.基座：圖板和基座用三個(gè)螺旋連接起來?；弥行穆菪惭b在三腳架上，基座下部有腳螺旋，用以整平圖板。另外裝有制動(dòng)和微動(dòng)螺旋控制圖板轉(zhuǎn)動(dòng)。（二）平板儀的附件1.移點(diǎn)器（對(duì)點(diǎn)器）利用移點(diǎn)器可使地面點(diǎn)與圖上相應(yīng)點(diǎn)位于同一鉛垂線上。2.長盒羅盤：用以標(biāo)定圖板的方向。3.水準(zhǔn)器：有管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器兩種，用來整平圖板。三、大平板儀在測(cè)站上的安置平板儀的安置包括對(duì)中、整平、定向三個(gè)工作步驟。1.對(duì)中：利用移點(diǎn)器使地面點(diǎn)和圖板上相應(yīng)點(diǎn)位于同一鉛垂線上，對(duì)中的允許誤差一般認(rèn)為是測(cè)圖比例尺精度的一半，即：×0.1Mmm,M為比例尺分母。當(dāng)比例尺小于1：5000時(shí)，則可用目估對(duì)中。2.整平利用照準(zhǔn)儀直尺上的水準(zhǔn)器（或單獨(dú)的水準(zhǔn)器），轉(zhuǎn)動(dòng)平板基座的腳螺旋使平板水平。3.定向=1\*GB2⑴利用羅盤定向：將長盒羅盤緊貼南北方向的圖廓線轉(zhuǎn)動(dòng)圖板，使磁針北針對(duì)準(zhǔn)零線，此時(shí)圖板已定好方向。=2\*GB2⑵根據(jù)已知直線定向：若圖上已有測(cè)線AB的位置ab。定向時(shí)，以照準(zhǔn)儀直尺邊緊貼ab線，轉(zhuǎn)動(dòng)圖板用照準(zhǔn)儀照準(zhǔn)地面上的B點(diǎn)，固定圖板，此時(shí)圖板的方向即與實(shí)地的方向一致。說明：羅盤定向精度較低，按已知直線定向，定向的直線愈長，則定向的誤差愈小。四、大平板儀測(cè)圖其觀測(cè)步驟如下：1.安置平板儀于測(cè)站A上（包括對(duì)中、整平、定向），測(cè)定豎盤指標(biāo)差x，量取儀器高i。2.用照準(zhǔn)儀直尺斜邊緊貼圖上的a點(diǎn)，照準(zhǔn)碎部點(diǎn)上所立的尺子，讀出上、中、下三絲的讀數(shù)和豎直角。3.計(jì)算出碎部點(diǎn)與測(cè)站間的水平距離和碎部點(diǎn)的高程。4.在直尺斜邊上，根據(jù)計(jì)算的水平距離，按比例尺點(diǎn)出碎部點(diǎn)的位置，以點(diǎn)子為小數(shù)點(diǎn)注記高程。5.測(cè)得部分碎部點(diǎn)后，就應(yīng)該隨即勾繪地形。強(qiáng)調(diào)指出：為了防止平板被碰動(dòng)，需要經(jīng)常檢查平板的定向。五、碎部測(cè)量中注意事項(xiàng)1.正確地選擇地物點(diǎn)和地貌點(diǎn)對(duì)地物點(diǎn)一般只測(cè)其平面位置，若地物點(diǎn)可作地貌點(diǎn)時(shí)，除測(cè)定其平面位置外，還應(yīng)測(cè)定其高程。2.根據(jù)地貌的復(fù)雜程度、測(cè)圖比例尺大小以及用圖目的等，綜合考慮碎部點(diǎn)的密度。一般圖上平均2~3cm遠(yuǎn)應(yīng)有一個(gè)碎部點(diǎn)。在直線段或坡度均勻的地方，地貌點(diǎn)之間的最大間距和碎部測(cè)量中最大視距長度不宜超過下表中的規(guī)定。地貌點(diǎn)間距表測(cè)圖比例尺立尺點(diǎn)間隔(m)視距長度單位(m)主要地物次要地物地形點(diǎn)1：50015801001：1000301001501：2000501802501：5000100300350第四節(jié)等高線的勾繪等高線的勾繪原理由于相鄰兩地形點(diǎn)選在地面坡度變化處，可以認(rèn)為相鄰兩個(gè)地形點(diǎn)間的坡度是均勻的，因此，在圖紙上勾繪等高線時(shí)，各等高線的位置可以根據(jù)點(diǎn)的高程和圖上兩點(diǎn)間的平距用比例內(nèi)插法確定。如圖所示。在實(shí)際工作中，一般采用目估法勾繪等高線。第五節(jié)地形圖的拼接、檢查、清繪、整飾和復(fù)制地形圖的拼接。在地形圖繪制時(shí)，當(dāng)測(cè)區(qū)面積較大、按照確定的比例尺在一幅圖內(nèi)測(cè)繪不完整個(gè)測(cè)區(qū)時(shí)，需要分幅測(cè)繪。由于測(cè)量和繪圖誤差的影響，在相鄰圖幅交接處，常出現(xiàn)同一地物錯(cuò)位、同一條等高線錯(cuò)開而使得繪制出的地物與地貌不吻合的現(xiàn)象，如右圖所示。為了圖幅拼接的需要，測(cè)繪時(shí)規(guī)定應(yīng)測(cè)出圖廓外0.5cm以上，拼接時(shí)用3-5cm寬的透明紙帶蒙在接圖邊上，把靠近圖邊的圖廓線、格網(wǎng)線、地物、等高線描繪在紙帶上，然后交相鄰圖幅與同一圖邊進(jìn)行拼接，當(dāng)誤差在允許范圍內(nèi)時(shí)，可將相鄰圖幅按平均位置進(jìn)行改正。二、地形圖的檢查檢查方法一般可分為室內(nèi)檢查、巡視檢查和使用儀器設(shè)站檢查。1.室內(nèi)檢查主要檢查記錄、計(jì)算有無錯(cuò)誤，圖根點(diǎn)的數(shù)量和地貌點(diǎn)的密度等是否符合要求，綜合取舍是否恰當(dāng)以及接邊要符合要求等。2.巡視檢查沿?cái)M定的路線將原圖與實(shí)地進(jìn)行對(duì)照，查看地物有無遺漏，地貌是否與實(shí)地相符，符號(hào)、注記等是否正確，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)改正。3.儀器設(shè)站檢查采用與測(cè)圖時(shí)同樣的方法在原已知點(diǎn)（圖根點(diǎn)）上設(shè)站，重新測(cè)定周圍部分碎部點(diǎn)的平面位置和高程，再與原圖相比，誤差不得超過表中規(guī)定數(shù)據(jù)的2倍。三、地形圖的清繪與整飾清繪和整飾必須使用地形圖圖式。順序：先圖內(nèi)后圖外，先地物后地貌，先注記后符號(hào)。圖內(nèi)：圖廓、坐標(biāo)格網(wǎng)、控制點(diǎn)、地物、地貌、符號(hào)等。圖外：圖名、圖號(hào)、比例尺、平面坐標(biāo)和高程系統(tǒng)、測(cè)繪單位和測(cè)繪日期等。注記：除公路、河流和等高線注記是隨著各自的方向變化外，其他各種注記字向朝北，等高線高程注記字頭指向上坡方向，避免倒置。等高線不能通過注記和地物。經(jīng)過清繪和整飾后，圖上內(nèi)容齊全，線條清晰，取舍合理，注記正確。清繪原圖是地形圖的最后成果。四、地形圖的復(fù)制復(fù)制的方法有：制版印刷、靜電復(fù)印、曬圖法等。第六節(jié)管道工程測(cè)量一、概述管道工程測(cè)量是為各種管道的設(shè)計(jì)和施工服務(wù)的。它的任務(wù)有兩個(gè)方面：一是為管道工程的設(shè)計(jì)提供地形圖和斷面圖；二是按設(shè)計(jì)要求將管道位置標(biāo)定于實(shí)地。其內(nèi)容包括下列各項(xiàng)工作：(1)準(zhǔn)備資料:收集規(guī)劃設(shè)計(jì)區(qū)域的1∶10000(或1∶5000)、1∶2000(或1∶1000)地形圖以及原有管道平面圖、斷面圖等資料；(2)圖上定線:利用已有地形圖，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘察，進(jìn)行規(guī)劃和圖上定線；(3)地形圖測(cè)繪:根據(jù)初步規(guī)劃的線路，實(shí)地測(cè)量管線附近的帶狀地形圖，如該區(qū)域已有地形圖，則需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)原有地形圖進(jìn)行修測(cè)；(4)管道中線測(cè)量:根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在地面上定出管道的中心線位置；(5)縱橫斷面圖測(cè)量:測(cè)繪管道中心線方向和垂直中心線方向的地面高低起伏情況；(6)管道施工測(cè)量:根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將管道敷設(shè)于實(shí)地所需進(jìn)行的測(cè)量工作；(7)管道竣工測(cè)量:將施工后的管道位置，通過測(cè)量繪制成圖，以反映施工質(zhì)量，并作為使用期間維修、管理以及今后管道擴(kuò)建的依據(jù)。測(cè)量工作必須采用城市或廠區(qū)的同一坐標(biāo)和高程系統(tǒng)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，并要做到“步步有校核”，這樣才能保證施工質(zhì)量。二、管道中線測(cè)量管道的起點(diǎn)、終點(diǎn)和轉(zhuǎn)向點(diǎn)統(tǒng)稱為管道的主點(diǎn)，主點(diǎn)的位置和管道方向是設(shè)計(jì)時(shí)確定的。管道中線測(cè)量就是將已確定的管道位置測(cè)設(shè)于實(shí)地，并用木樁標(biāo)定。中線定線測(cè)量根據(jù)管線的起點(diǎn)、轉(zhuǎn)向點(diǎn)和終點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)與附近地面已有控制點(diǎn)或固定地物點(diǎn)的坐標(biāo)，用解析法或圖解法求出測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行定線測(cè)量。轉(zhuǎn)向角測(cè)量轉(zhuǎn)向角亦稱偏角，即管道由一方向轉(zhuǎn)到另一方向時(shí)，轉(zhuǎn)變后方向與原方向之間的夾角。當(dāng)中線在地面上一經(jīng)確定后，在交點(diǎn)處可用DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀按一個(gè)測(cè)回要求施測(cè)管線之右角β。由β值推算偏角α，當(dāng)β＜180°時(shí)，αY=180°-β，為右偏角；當(dāng)β＞180°時(shí)，αＺ=β-180°，為左偏角。丈量距離，設(shè)置中樁為了測(cè)定管線長度、測(cè)繪縱橫斷面圖，需從管線起點(diǎn)開始，沿中線方向量距，設(shè)置中樁，它包括百米樁、整樁、加樁、控制樁(位于橋梁、隧道洞口等處)。各樁在實(shí)地上按里程注明樁號(hào)。三、管道縱橫斷面圖測(cè)繪1、縱斷面圖測(cè)繪(一)線路水準(zhǔn)測(cè)量分為水準(zhǔn)點(diǎn)高程測(cè)量和中樁水準(zhǔn)測(cè)量。水準(zhǔn)點(diǎn)高程用四等水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定。中樁水準(zhǔn)測(cè)量高差閉合差不應(yīng)超過等外水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求。(二)縱斷面圖的繪制(1)以各樁之地面高程為縱坐標(biāo)，各樁之里程為橫坐標(biāo)；(2)繪圖時(shí)，標(biāo)高尺起點(diǎn)的高程應(yīng)選擇恰當(dāng)。(3)依標(biāo)高尺在相應(yīng)位置畫出各樁號(hào)的地面高程點(diǎn)，連接相鄰的高程點(diǎn)。(4)設(shè)計(jì)管道坡度，并把設(shè)計(jì)坡度位置畫在圖上。(5)計(jì)算各點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程：H設(shè)=H起+i·D(6)計(jì)算填挖尺數(shù)：填挖尺數(shù)=H地-H設(shè)2、橫斷面圖的測(cè)繪首先測(cè)定中樁處垂直于中線方向上地面坡度變化點(diǎn)的高程和該點(diǎn)至中線樁的水平距離，然后繪制橫斷面圖。(一)橫斷面測(cè)量方法1水準(zhǔn)儀法2水平尺法(亦稱抬桿法)(二)橫斷面圖的繪制以中心樁為坐標(biāo)原點(diǎn)，平距為橫坐標(biāo)，高差為縱坐標(biāo)，把圖畫在透明毫米方格紙上，平距和高差的比例尺應(yīng)相同。四、管道施工測(cè)量1、地下管道施工測(cè)量(一)槽口放線管道中線定出以后，就可根據(jù)中線位置、管徑大小、埋設(shè)深度和土質(zhì)情況，決定開槽寬度，并在地面上定出槽邊線位置，作為開槽的依據(jù)。若橫斷面坡度比較平緩，開槽寬度B可按下式計(jì)算：B/2=b/2+mh或B=b+2mh若橫斷面坡度比較陡峻，開槽寬度(B1+B2)可按下式計(jì)算：B1=b/2+m3h3+m2h2+cB2=b/2+m3h3+m1h1+c(二)施工控制標(biāo)志的測(cè)設(shè)管道施工測(cè)量的主要任務(wù)是根據(jù)工程進(jìn)度的要求，測(cè)設(shè)控制管道中線和高程位置的施工標(biāo)志。1、坡度板法(1)埋設(shè)坡度板(2)測(cè)設(shè)坡度釘2、平行軸腰樁法(1)測(cè)設(shè)平行軸線(2)測(cè)出A軸各樁的高程(3)控制槽底高程(4)釘腰樁(5)引測(cè)腰樁高程2、頂管施工測(cè)量(一)基坑開挖中的測(cè)