《傳統(tǒng)地形圖測繪》課件

傳統(tǒng)地形圖測繪地形圖是記錄地表地物分布與特征的重要制圖成果,傳統(tǒng)測繪方法已經(jīng)采用幾個世紀(jì)。其中包括實地測量、航測攝影等,經(jīng)過嚴(yán)格的工藝流程得到精確可靠的地形圖。這些傳統(tǒng)技術(shù)為現(xiàn)代地圖制作奠定了堅實基礎(chǔ)。課程目標(biāo)1掌握地形圖繪制的基礎(chǔ)知識包括地形圖的構(gòu)成要素、等高線特點(diǎn)及分類、常見繪圖符號等。2學(xué)習(xí)地形測量的常用方法了解高程測量、地物測量及位置測量的具體操作技巧。3掌握數(shù)字化地形測量的工作流程重點(diǎn)介紹數(shù)字地形圖的特點(diǎn)及其在GIS中的應(yīng)用。4了解地形圖測繪的發(fā)展趨勢包括專業(yè)發(fā)展方向及獲取地形圖資源的渠道。地形圖概述地形圖概念地形圖是以一定比例尺表現(xiàn)地球表面地物形態(tài)和地形特征的專題地圖。它用等高線、坡度、測高等表達(dá)地面的三維空間信息。地形圖制作地形圖的制作需要通過測量、繪制、編輯等多個復(fù)雜流程,運(yùn)用專業(yè)技術(shù)和設(shè)備來精確描述地表特征。地形圖應(yīng)用地形圖廣泛應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)、旅游規(guī)劃、工程建設(shè)等領(lǐng)域,為分析地表環(huán)境、管理資源提供重要依據(jù)。地形圖構(gòu)成要素地形輪廓通過等高線表示地表的起伏變化,反映地形的起伏特征。水系信息標(biāo)注河流、湖泊、水域等水系要素,描述地區(qū)水文情況。地物識別標(biāo)注道路、建筑物、植被等地表要素,展示地區(qū)的自然和人工環(huán)境。坐標(biāo)信息提供地理坐標(biāo)系和比例尺,為地形圖定位和測量提供依據(jù)。等高線的特點(diǎn)連續(xù)性等高線是連續(xù)的曲線,每一條線都代表地面同一高度的點(diǎn)。閉合性除最高點(diǎn)和最低點(diǎn)外,等高線都是閉合的曲線。等間距相鄰等高線之間的垂直距離稱為等高線間距,保持恒定。表示坡度等高線間距越小,表示坡度越陡峭;間距越大,表示地勢較緩。等高線的分類等高線類型等高線可分為基本等高線、補(bǔ)充等高線和混合等高線三種類型?；镜雀呔€基本等高線為地形圖上的主要等高線,代表地表的主要起伏。補(bǔ)充等高線補(bǔ)充等高線用于表示地形的細(xì)節(jié),提供更精細(xì)的地形信息。混合等高線混合等高線是基本等高線和補(bǔ)充等高線的組合,全面反映地形信息。地形表現(xiàn)方法地形圖使用等高線、陰影、山體輪廓線等方式來表現(xiàn)地表起伏變化。這些方法可以清晰地傳達(dá)地形信息,讓用戶直觀理解地形特征。合理運(yùn)用不同表現(xiàn)手法,可以突出重點(diǎn)地貌,增強(qiáng)地形圖的可讀性。常見地形圖標(biāo)注符號等高線等高線用來表示地面的高低起伏,連接相同海拔高度的點(diǎn)。它們以規(guī)則的間隔排列,為地形提供清晰的視覺表達(dá)。河流河流線用來標(biāo)示地表水系,清晰展示了水源、流向和匯入大海或湖泊的位置。它們通常配有流向箭頭。道路各種道路類型,如公路、鐵路、步道等,都有專門的符號來標(biāo)識它們在地形圖上的位置和走向。這有助于規(guī)劃路線和確定交通方式。城鎮(zhèn)地形圖上會用不同的符號來代表城鎮(zhèn)、村莊等人類居住區(qū),標(biāo)示它們的位置、大小和邊界。這為規(guī)劃和導(dǎo)航提供了重要參考。地形圖比例尺及坡度計算地形圖常見的比例尺包括比例分?jǐn)?shù)、比例直尺和電子比例尺。不同比例尺代表了不同的地物實際大小。在分析和利用地形圖時需要明確比例尺的意義。通過地形圖上的等高線可以推算出地物的坡度。常用的坡度計算方法包括點(diǎn)坡度法、段坡度法和區(qū)域坡度法。根據(jù)實際需求選擇合適的方法進(jìn)行坡度分析。繪制地形圖的一般步驟1獲取地形數(shù)據(jù)通過野外測量或從已有資料收集地形數(shù)據(jù)2整理數(shù)據(jù)將測量獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分類3繪制等高線根據(jù)地形數(shù)據(jù)繪制等高線,展示地表起伏變化4添加地物符號在等高線基礎(chǔ)上將各類地物物體標(biāo)注于圖上5完善地圖添加比例尺、方位、圖名等元素,最終完成地形圖繪制繪制傳統(tǒng)地形圖需要經(jīng)歷獲取數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、繪制等高線、添加地物符號、完善地圖等步驟。這些環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián),缺一不可,共同構(gòu)成了地形圖制作的完整流程。測量工具及使用方法測角儀用于測量水平和垂直角度,為地形測繪提供角度數(shù)據(jù)。水準(zhǔn)儀通過平水準(zhǔn)儀準(zhǔn)確測量地形高程,為等高線繪制提供依據(jù)。羅盤儀用于確定方位、朝向和比較地物之間的方位關(guān)系。測距儀無需接觸就可測量具體物體的長度和距離,提高工作效率。高程測量的常用方法水準(zhǔn)測量利用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺測量地表各點(diǎn)的高程差值，從而確定高程。適用于精確測量地形起伏。GNSS測量利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收器獲取目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)。精度較高,適用于廣域測繪。氣壓測高利用氣壓與海拔高度的對應(yīng)關(guān)系,測量目標(biāo)點(diǎn)的大致高程。測量簡單,但精度較低。地物測量的常用方法水平測量利用測距儀等工具準(zhǔn)確測量地表物體的平面位置和尺寸,確定其橫向坐標(biāo)。垂直測量使用水準(zhǔn)儀等設(shè)備測量地物的高程,確定其在垂直方向上的坐標(biāo)。角度測量通過測角儀器測量地物之間的夾角,獲取它們相對位置關(guān)系。特征點(diǎn)測量選取關(guān)鍵地物特征點(diǎn)進(jìn)行精確定位,為地形圖繪制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。位置測量的常用方法1坐標(biāo)測量使用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)測量地物位置坐標(biāo),獲取精確的經(jīng)緯度和高程數(shù)據(jù)。2距離測量利用激光測距儀、測距輪等工具,直接測量地物之間的水平距離和垂直距離。3角度測量使用經(jīng)緯儀、羅盤等工具,測量地物之間的水平角度和垂直角度,確定方位和高低關(guān)系。4三角測量通過測量兩點(diǎn)之間的距離和夾角,計算出第三點(diǎn)的坐標(biāo)位置,適用于獲取遠(yuǎn)距離地物信息。野外數(shù)據(jù)的記錄及整理1測量數(shù)據(jù)記錄詳細(xì)記錄測量過程中獲取的各項數(shù)據(jù)2現(xiàn)場繪圖在現(xiàn)場草繪地形細(xì)節(jié),輔助后期整理3數(shù)據(jù)整理對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)整理,轉(zhuǎn)換為可用格式野外地形數(shù)據(jù)的記錄和整理是地形圖測繪的關(guān)鍵步驟。測量人員需要詳細(xì)記錄測量過程中獲取的各項數(shù)據(jù),同時也要在現(xiàn)場草繪地形細(xì)節(jié),為后期的數(shù)據(jù)整理和地圖繪制提供參考依據(jù)。經(jīng)過整理的數(shù)據(jù)需轉(zhuǎn)換為可用的數(shù)字格式,為進(jìn)一步的地理信息分析和地圖制作奠定基礎(chǔ)。圖幅的組成與命名圖幅劃分地圖以一定比例尺劃分為一系列圖幅,每個圖幅包含地面上的特定區(qū)域。坐標(biāo)標(biāo)記每個圖幅都有經(jīng)緯度坐標(biāo)系統(tǒng),用于確定位置和方位。命名規(guī)則圖幅采用標(biāo)準(zhǔn)命名方式,如"1:50000北京001-1號圖幅"。地形圖的投影方式等角投影這種投影方式保持角度關(guān)系,適用于小比例尺地圖,常用于世界地圖的繪制。等面積投影這種投影方式保持面積關(guān)系,對大陸的大小關(guān)系有較好的表現(xiàn),常用于大陸地圖。等距投影這種投影方式保持距離關(guān)系,適用于大比例尺地圖,如城市地圖和道路地圖。偽圓錐投影這種投影方式結(jié)合了等角和等距的優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于中小比例尺地圖。地形圖的制圖精度圖根精度根據(jù)地面測量和空中遙感獲取的基準(zhǔn)點(diǎn),確保地圖邊界和方位精度地物表現(xiàn)精度根據(jù)實地量測和空間分辨率,對地物邊界、面積、高程等進(jìn)行精確描繪線性特征精度道路、河流、等高線等線性要素的位置、長度、方向等都需滿足精度要求屬性信息精度地名、注記、符號等注記內(nèi)容的準(zhǔn)確性和可讀性需滿足對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)地形圖制圖精度是測繪工作的核心指標(biāo),關(guān)系到地圖的實用性和可信度。需要從各個環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格管控,包括基準(zhǔn)點(diǎn)、地物表達(dá)、線性特征和注記信息等方面,確保最終成果滿足用途需求。數(shù)字化地形圖的特點(diǎn)精確測量數(shù)字地形圖采用高精度技術(shù)采集數(shù)據(jù),提高了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。動態(tài)更新數(shù)字地形圖可通過及時更新地物變化信息,保持圖面數(shù)據(jù)的時效性。多功能性數(shù)字地形圖可與地理信息系統(tǒng)(GIS)集成,提供更豐富的地理分析功能。信息量大數(shù)字地形圖可存儲更多的地理要素屬性信息,滿足多種應(yīng)用需求。數(shù)字地形圖的應(yīng)用領(lǐng)域城市規(guī)劃數(shù)字地形圖可用于城市道路規(guī)劃、建筑物布局、管線鋪設(shè)等，為城市規(guī)劃提供精準(zhǔn)的地形信息。工程測量數(shù)字地形圖能提供工程建設(shè)所需的高精度地形數(shù)據(jù),為道路、橋梁、水利等工程提供強(qiáng)大支持。自然資源管理數(shù)字地形圖有助于分析地形特征,評估資源分布,為林業(yè)、農(nóng)業(yè)、礦產(chǎn)等領(lǐng)域的管理提供參考。環(huán)境保護(hù)數(shù)字地形圖可用于分析地形因素對環(huán)境的影響,為生態(tài)修復(fù)、防災(zāi)減災(zāi)等提供決策依據(jù)。數(shù)字地形測量的工作流程數(shù)據(jù)采集利用高精度GPS、全站儀等測量設(shè)備采集地形數(shù)據(jù),獲取三維地物坐標(biāo)。數(shù)據(jù)處理將采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行校正、拼接和濾波,生成高精度的數(shù)字地形模型。數(shù)據(jù)建模利用GIS軟件對數(shù)字地形模型進(jìn)行分析和建模,生成各種類型的數(shù)字地形圖。結(jié)果輸出根據(jù)實際需求,將數(shù)字地形圖導(dǎo)出為矢量或柵格格式,用于后續(xù)的應(yīng)用分析。數(shù)字測圖的優(yōu)勢與限制1高效快捷數(shù)字測圖能快速采集數(shù)據(jù)、自動繪制等，大幅提高了工作效率。2精度更高利用數(shù)字化工具可以提高測繪的精確度和重復(fù)性。3靈活性強(qiáng)數(shù)字地圖可以方便地進(jìn)行編輯、更新和共享。4局限性需要專業(yè)軟硬件設(shè)備和培訓(xùn),初期投入成本較高。地理信息系統(tǒng)的概念數(shù)據(jù)集成地理信息系統(tǒng)能整合多種類型的地理數(shù)據(jù),如地圖、遙感影像、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等,并進(jìn)行分析和處理。空間分析地理信息系統(tǒng)為地理數(shù)據(jù)提供復(fù)雜的空間分析功能,如測量距離、緩沖區(qū)分析、疊加分析等。地圖制作地理信息系統(tǒng)可以生成各種類型的地圖,如道路網(wǎng)地圖、等高線地圖、專題地圖等,滿足不同應(yīng)用需求。GIS的數(shù)據(jù)模型空間數(shù)據(jù)模型GIS使用空間數(shù)據(jù)模型來存儲和表示地理信息,主要包括矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)模型每一個空間要素都對應(yīng)有豐富的屬性信息,描述了該要素的特征。拓?fù)鋽?shù)據(jù)模型GIS系統(tǒng)可以構(gòu)建地物之間的空間關(guān)系和邏輯關(guān)系,用于分析和推理。時間數(shù)據(jù)模型GIS可以記錄和管理地物的時間變化信息,支持時空分析。GIS的基本功能數(shù)據(jù)分析GIS具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能,可以對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的空間分析,如緩沖區(qū)分析、疊加分析、鄰近分析等,為決策支持提供重要依據(jù)。制圖與可視化GIS能夠?qū)?fù)雜的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的地圖和圖形,幫助用戶更好地理解和分析地理信息。數(shù)據(jù)管理GIS提供完整的地理數(shù)據(jù)管理功能,包括數(shù)據(jù)采集、存儲、編輯、更新等,確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性。GIS在地形圖測繪中的應(yīng)用空間分析GIS能夠?qū)Φ匦螖?shù)據(jù)進(jìn)行豐富的空間分析,包括地形建模、坡度計算、視線分析等,為地形圖測繪提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。數(shù)據(jù)管理GIS可以高效地管理和存儲各類地理信息數(shù)據(jù),包括等高線、地物特征等,提高地形圖制作的效率?？梢暬尸F(xiàn)GIS擁有強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)可視化能力,能夠根據(jù)測繪數(shù)據(jù)生成高保真的數(shù)字地形圖,增強(qiáng)地形表達(dá)的清晰性。整合應(yīng)用GIS可以與全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)等技術(shù)融合,實現(xiàn)地形測量數(shù)據(jù)的智能采集和實時更新。地形圖測繪的發(fā)展趨勢1數(shù)字化和自動化隨著技術(shù)的進(jìn)步,地形圖測繪從傳統(tǒng)手工測量向數(shù)字化和自動化邁進(jìn),提高了測繪效率和精度。2遙感和GIS技術(shù)遙感影像和地理信息系統(tǒng)(GIS)為地形圖測繪提供了新的數(shù)據(jù)來源和分析工具。3應(yīng)用領(lǐng)域廣泛化地形圖測繪不僅服務(wù)于傳統(tǒng)的國土規(guī)劃和工程建設(shè),還廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)、交通等領(lǐng)域。4實時更新與共享數(shù)字地形圖的實時更新和信息共享大大提高了地形圖的時效性和實用性。常見地形圖資源及獲取渠道地方政府機(jī)構(gòu)國土資源管理部門、測繪服務(wù)中心等單位擁有豐富的地形圖資源。網(wǎng)上購買通過相關(guān)電子商城和地圖銷售網(wǎng)站,可以方便地獲取各種地形圖數(shù)據(jù)。專業(yè)文獻(xiàn)庫高校和科研院所的地理信息資源庫中也藏有大量的地形圖素材。在線下載國家測繪地理信息局的官方網(wǎng)站提供免費(fèi)的數(shù)字地形圖下載服務(wù)。地形圖測繪專業(yè)發(fā)展方向地理信息系統(tǒng)專業(yè)加強(qiáng)地理信息系統(tǒng)的理論和技術(shù)學(xué)習(xí),包括地理數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、空間分析等方面的知識。無人機(jī)測繪技術(shù)掌握無人機(jī)航攝、影像處理等技術(shù),應(yīng)用于高精度地形圖的快速制作和更新。3D建模與應(yīng)用學(xué)習(xí)3D建模軟件的使用,將地形信息轉(zhuǎn)化為詳細(xì)的三維地形模型,用于城市規(guī)劃、工程設(shè)計等領(lǐng)域。遙感技術(shù)熟悉遙感影像的獲取、處理和分析技術(shù),利用高分辨率衛(wèi)星影像制作高精度地形圖。本課程小結(jié)1地形圖測繪基礎(chǔ)知識通過本課程的學(xué)習(xí),我們掌握了地形圖的概念、構(gòu)成要素、等高線特點(diǎn)和分類,以及地形表現(xiàn)方法和常見標(biāo)注符號等基礎(chǔ)知識。2測量技術(shù)