数字测图课件:10dt1.ppt
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1、Digital Topography数字地形测量学数字地形测量学第十章第十章 数字地形图的应用数字地形图的应用10.1 地形图的应用地形图的应用10.2 数字地面模型(数字地面模型(DTM) 10.3 数字高程模型的(数字高程模型的(DEM)的应用)的应用数字地形测量学数字地形测量学数字地形测量学数字地形测量学 地形图内容是非常丰富的,大致可分为三类:地形图内容是非常丰富的,大致可分为三类: 1、数学要素:如比例尺、坐标网等、数学要素:如比例尺、坐标网等 2、地形要素:如地物、地貌等、地形要素:如地物、地貌等 3、注记和整饰要素:包括各类注记、说明资料、注记和整饰要素:包括各类注记、说明资料、
2、辅辅 助图表等助图表等。 数字地形测量学数字地形测量学数字地形测量学数字地形测量学可可读性读性:全面客观全面客观 反映反映 地面情况:地貌、地物、地面情况:地貌、地物、 居民地、水系、交通、通讯、管线、居民地、水系、交通、通讯、管线、 农林等多方面信息,作为设计依据。农林等多方面信息,作为设计依据。可可量性:量性:提供地面基本数据:点、线、角、提供地面基本数据:点、线、角、 高程、方向、面积、坡度等。高程、方向、面积、坡度等。多多用性用性:可编绘一系列专题图。可编绘一系列专题图。数字地形测量学数字地形测量学1、图号、图名和邻接图表图号、图名和邻接图表 ; 2 2、比例尺、比例尺、图幅范围图幅范
3、围、坐标系统、坐标系统、 高程系统高程系统; 3 3、测图年月和测图单位、测图年月和测图单位 ; 4 4、图的新旧。、图的新旧。 一般原则一般原则: : 先图外后图内先图外后图内 、先地物后地貌、先地物后地貌、 先注记后符号、先主要后次要。先注记后符号、先主要后次要。数字地形测量学数字地形测量学数字地形测量学数字地形测量学数字地形测量学数字地形测量学1 1、地质勘探。、地质勘探。2 2、矿山开采。、矿山开采。3 3、城市用地分析。、城市用地分析。4 4、城市规划。、城市规划。5 5、工程建设。、工程建设。主要用途主要用途数字地形测量学数字地形测量学数字地形测量学数字地形测量学一、确定点的平面坐
4、标一、确定点的平面坐标1:1000 1100 1200 1300 1400 15001000ABpnmq(X0,Y0)400500600700800oMpAYYMmAXXAA00如如图:求图:求A A点坐标点坐标式中: ,该点所在方格西南角 坐标;M 比例尺分母0 x0y数字地形测量学数字地形测量学 考虑图纸伸缩(考虑图纸伸缩(l l 格网理论长度格网理论长度10cm10cm)MpApqlYYMmAmnlXXAA00例mymx120050000cmpAcmmA64 则:mymxAA1260540一、确定点的平面坐标一、确定点的平面坐标数字地形测量学数字地形测量学1 1、图解法(直接量测)、图解
5、法(直接量测)dMD 22)()(ABABAByyxxD二、确定两点间的水平距离二、确定两点间的水平距离2 2、量测坐标计算(解析法)、量测坐标计算(解析法)例:图上量得dab=169.7mm,则AB的实地距离:mDAB7 .169mymxmymxBBAA1380,6601260,540mDAB705.169例:图上量得则算得 1100 1200 1300 1400 15001000ABpnmq(X0,Y0)400500600700800o1:1000数字地形测量学数字地形测量学三、确定直线的坐标方位角三、确定直线的坐标方位角1、直接量测2、量测坐标计算)()(arctanABABABxxyy
6、 例:图上量得 45ABmymxmymxBBAA1380,6601260,540例:图上量得则算得 1100 1200 1300 1400 15001000ABpnmq(X0,Y0)400500600700800o1:1000 45AB数字地形测量学数字地形测量学四、确定点的高程四、确定点的高程ddhHhfHHmmF1dmndmF,1式中50mnF等高距h数字地形测量学数字地形测量学例已知Hm=53m,h=1m量得 mF=d1=1m, mn=4mm。ddhHHmF1= 53.75m则:四、确定点的高程四、确定点的高程数字地形测量学数字地形测量学ABABABABDHHDhi五、确定两点间的坡度式
7、中:ABABDhA,B两点间的高差A,B两点间的实际 水平距离AB数字地形测量学数字地形测量学五、确定两点间的坡度五、确定两点间的坡度 直线的直线的坡度坡度是指直线两端点间的高差与其平距之比。以是指直线两端点间的高差与其平距之比。以 i 表表示坡度,则示坡度,则 d : 图上线段图上线段AB的长度的长度 hAB : A、B两端点间的高差两端点间的高差 D : 线段的实地水平距离线段的实地水平距离 M : 比例尺分母比例尺分母DhMdhiABABABhDABABi数字地形测量学数字地形测量学 六、在图上设计等坡线六、在图上设计等坡线等坡线等坡线坡度相等的方向路线坡度相等的方向路线。例例 设设i
8、i=3.3=3.3, ,h=1m,h=1m,求图中求图中ABAB之间的之间的等坡线。等坡线。解解由由得得使园规两脚尖的距离使园规两脚尖的距离为图上为图上30m30m,在图上,在图上从从A A点出发与等高线点出发与等高线交点至交点至B B点。点。dhi mihd30033. 01数字地形测量学数字地形测量学 七、面积计算 用途:用途: 房地产计量房地产计量 ,国土规划,土石方计量,国土规划,土石方计量 测量方法:测量方法: 利用地形图量测(图解法)利用地形图量测(图解法) 实地测量数据(实测法)实地测量数据(实测法)计算方法:计算方法: 有规则的几何图形有规则的几何图形 不规则的任意图形不规则的
9、任意图形精度要求:精度要求: 根据目的和用途的不同而定。根据目的和用途的不同而定。数字地形测量学数字地形测量学 解析法解析法 解解析法:根据实测的数值计算面积的方法,包括几何图形法和坐标法。析法:根据实测的数值计算面积的方法,包括几何图形法和坐标法。 几几何图形法:是根据实地测量有关的边、角元素进行面积计算的方法。何图形法:是根据实地测量有关的边、角元素进行面积计算的方法。 坐标法:测出一个不规则的几何地块边界转折点的坐标值,然后引用坐标法:测出一个不规则的几何地块边界转折点的坐标值,然后引用坐标法面积计算的公式,计算出地块的面积的方法。坐标法面积计算的公式,计算出地块的面积的方法。图解法图解
10、法 图解法:是指从图上直接量算面积的方法,包括几何要素与坐标量图解法:是指从图上直接量算面积的方法,包括几何要素与坐标量算法、膜片法、求积仪法、沙维奇法、光电求积仪以及电算法。算法、膜片法、求积仪法、沙维奇法、光电求积仪以及电算法。格网法七、面积计算七、面积计算数字地形测量学数字地形测量学1)、几何图形法)、几何图形法23A1A2A3145A=A1+A2+A常用几合图形:常用几合图形: 三角形三角形 长方形长方形 梯梯 形形 正方形正方形 扇扇 形形 圆圆 形形 七、面积计算七、面积计算数字地形测量学数字地形测量学4314231243142312yyyyyyyyPPPPP1234y1y4y3y
11、2x4x3x1x2xy七、面积计算七、面积计算数字地形测量学数字地形测量学经整理后得:)(21)(21)(21)(214334144123321221yyxxyyxxyyxxyyxxP31424313242121yyxyyxyyxyyxp七、面积计算七、面积计算数字地形测量学数字地形测量学niiiiyyxP111)(21 任意任意n n边形边形:niiiixxyp11121iiniiiyyxxp11121niiiiiyxyxp11121110110,yyyyxxxxnnnni=1或i=n时,公式出现 或00, yx11,nnyx七、面积计算七、面积计算数字地形测量学数字地形测量学3 3)、不规
12、则图形面积量算)、不规则图形面积量算 要计算曲线内的面积,先将毫米透要计算曲线内的面积,先将毫米透明方格明方格纸覆盖在图形上纸覆盖在图形上(方格边长一般为方格边长一般为lmm、2mm、5mm或或1cm),先数出图形内完整的方格数,然,先数出图形内完整的方格数,然后将不完整的方格用目估法折合成整方格数,后将不完整的方格用目估法折合成整方格数,两者相加乘以每格所代表的面积值,即为所量两者相加乘以每格所代表的面积值,即为所量图形面积。图形面积。 七、面积计算七、面积计算数字地形测量学数字地形测量学七、面积计算七、面积计算数字地形测量学数字地形测量学 在量算面积时,将绘有等在量算面积时,将绘有等间距平
13、行线(间距平行线(1mm或或2mm)的)的透明纸覆盖在图形上,并使两条透明纸覆盖在图形上,并使两条平行线与图形的上下边缘相切,平行线与图形的上下边缘相切,则相邻两平行线间截割的图形面则相邻两平行线间截割的图形面积可近似视为梯形,梯形的高为积可近似视为梯形,梯形的高为平行线间距。图内平行虚线是梯平行线间距。图内平行虚线是梯形的中线。量出各中线的长度,形的中线。量出各中线的长度,就可以求出图形的总面积。就可以求出图形的总面积。 七、面积计算七、面积计算数字地形测量学数字地形测量学有以下特点:有以下特点:动极轴动极放大镜 功能键 显示窗跟踪臂七、面积计算七、面积计算数字地形测量学数字地形测量学七、面
14、积计算七、面积计算数字地形测量学数字地形测量学使用方法:使用方法:1 1、固定欲测面积的地形图,并将以其放在图形轮、固定欲测面积的地形图,并将以其放在图形轮 廓的中间偏左处,廓的中间偏左处,动极轴与跟踪臂大致垂直,放大镜大致放在图形中央。动极轴与跟踪臂大致垂直,放大镜大致放在图形中央。 2 2、在图形轮廓线上标记起点。、在图形轮廓线上标记起点。3 3、打开电源,手握描迹放大镜,使放大镜中心对准起点,按下、打开电源,手握描迹放大镜,使放大镜中心对准起点,按下“STAR”键后沿图形轮廓线顺时针方向移动。键后沿图形轮廓线顺时针方向移动。4 4、准确跟踪一周后回到起点,再按、准确跟踪一周后回到起点,再
15、按“OVER”键。此时显示器上显示键。此时显示器上显示的数值即为所测量的面积。的数值即为所测量的面积。注意:注意:开始测量前,应选择单位:开始测量前,应选择单位:mm2 2或或kmkm2 2。将比例尺分母输入计算器。将比例尺分母输入计算器。七、面积计算七、面积计算数字地形测量学数字地形测量学1.消除图纸变形对面积量算的影响消除图纸变形对面积量算的影响(数字地形图除外数字地形图除外) P0=P+2Pr r=(L0-L)/ L02.求地块在某一投影面的面积求地块在某一投影面的面积 P =P0(1+2H/R) P0为投影面上的面积为投影面上的面积 3.求地球表面倾斜面的面积求地球表面倾斜面的面积 P
16、 P0(1+ /2)七、面积计算七、面积计算数字地形测量学数字地形测量学例题例题 有一地块,坡度为有一地块,坡度为0.2弧度,图纸平均形变率为弧度,图纸平均形变率为+0.5%,用求积仪,用求积仪在地图在地图(为高斯为高斯-克吕格投影克吕格投影)上量算的面积为上量算的面积为10000平方米,求平均海拔平方米,求平均海拔高为高为1592.5米的地块的倾斜面面积?米的地块的倾斜面面积?(地球半径为地球半径为6370公里,计算结果公里,计算结果精确到精确到0.1平方米平方米)。解:解:(1)图纸变形的影响为图纸变形的影响为+5%,面积的变形率为,面积的变形率为 2Pr=2100000.5%=100 (
17、m2)(2)地面高程变化影响为地面高程变化影响为 P=(10000+100)2H/R=5.0 (m2)(3)地球表面的倾斜影响为:地球表面的倾斜影响为: P=(10000+100+5.0)2/2=202.1 (m2) 倾斜面积为:倾斜面积为:P=Po+2Pr+P+Pa=10000+100+5.0+202.1=10307.1 (m2)七、面积计算七、面积计算数字地形测量学数字地形测量学数字地形测量学数字地形测量学 绘制方法绘制方法 1. 1.定义一坐标系,以高程为纵轴,距离为横轴。定义一坐标系,以高程为纵轴,距离为横轴。注:高程比例尺一般比平距比例尺大注:高程比例尺一般比平距比例尺大102010
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