《土木工程测量》第10章地形图测绘和应用课件.ppt

1、中中南南大大学学中中南南大大学学地形测绘就是在控制测量的基础上测量各控制点周围的地形测绘就是在控制测量的基础上测量各控制点周围的地物、地貌，并绘制成地形图，也称之为碎部测量。地物、地貌，并绘制成地形图，也称之为碎部测量。数字地形测量的基本思想是：用全站仪、GPS或摄影测量等技术方式进行观测，采集地物和地貌的各种特征信息，将这些信息记录在数据终端上再传输给计算机，或直接传输给便携式微机，然后用计算机对有关信息进行加工处理并形成绘图数据。中中南南大大学学10102 2 测图前准备工作测图前准备工作一、一、地形测图技术设计地形测图技术设计 拟定作业计划，以保证测量工作在技术上合理、可靠，在拟定作业计

2、划，以保证测量工作在技术上合理、可靠，在经济上节省人力、物力，有计划、有步骤地开展工作。经济上节省人力、物力，有计划、有步骤地开展工作。地形测图技术方案内容主要包括：任务概述、测区概况、已有地形测图技术方案内容主要包括：任务概述、测区概况、已有资料及其分析、技术方案的设计、人员设备安排、检查验收计划资料及其分析、技术方案的设计、人员设备安排、检查验收计划以及安全措施等。以及安全措施等。二、人员组织和设备准备二、人员组织和设备准备中中南南大大学学102 全站仪数字测图一一、控制测量、控制测量二二、野外数据采集野外数据采集全站仪测量方法和全站仪测量方法和GPS RTK测量测量1数据编码数据编码地形

3、码地形码+信息码信息码地形码是表示地形图要素的代码地形码是表示地形图要素的代码。信息码是表示某一地信息码是表示某一地形要素测点与测点之间连接关系的代码。形要素测点与测点之间连接关系的代码。2作业方式作业方式测记法测记法测绘法测绘法中中南南大大学学3采采集集方法方法（1）测站上的准备工作1）首先在控制点A上安置全站仪，对中、整平后，量取仪器高i。进入坐标测量程序，进行测站设置（输入A点坐标、高程、仪器高等）；2)盘左照准另一控制点B进行后视定向（输入B点坐标、高程、镜高等），定向结束后，显示的水平角度应为AB3)检核（2）跑尺（3）碎部点采集（4）编绘地形图 中中南南大大学学三、等高线的自动绘制

4、四、地形符号的自动绘制中中南南大大学学1极坐标法 中中南南大大学学图 107AB3123545214中中南南大大学学中中南南大大学学中中南南大大学学一、测绘地形图的基本要求一、测绘地形图的基本要求1地形图的精度要求地形图的精度，是以地物点相对于邻近图根点的点位中误差和等高线相对于邻近图根点的高程中误差来衡量的。2碎部点的最大视距3碎部点的密度4在测站上的检查 全站仪数字化测图应符合下列规定：（1）仪器对中误差不得大于5mm，仪器高和棱镜高应量至0.01m；（2）数据采集开始前和结束后，应对后视点的距离和高程进行检核，距离较差不应大于图上0.1mm，高程较差不应大于1/6基本等高距。检测结果超限

5、时，本站已测得碎部点必须重测。中中南南大大学学测图比例尺1:5001:10001:20001:50001:10000观测距离（m）2403606009001200中中南南大大学学1测绘地物的一般原则分类：自然地物，如河流、湖泊、森林、独立岩石等。经过人类物质生产活动改造了的地物，如房屋、铁路、桥梁、高压线等。所有这些地物都要在地形图上表示出来。原则：凡是能依比例尺表示在图上的地物，则必须测绘出能表现它轮廓的转折点，又称地物特征点。对于不能依比例尺表示的地物，在地形图上是以相应的地物符号表示在地物的中心位置上。地面上具有固定位置的所有地物，原则上都应测绘。按照规定的图式符号表示在图上。中中南南大

6、大学学测绘地物主要是测定地物特征点的平面位置，地物的特征点包括地物的轮廓线和边界线的转折或交叉点等。（1）居民地的测绘BA345612 复杂的建筑物，原则上只需测绘建筑物与地面相交所组成的图形，不管上部的结构，其轮廓凹凸部分在图上小于0.4mm的，可忽略不计，用直线连接。中中南南大大学学（2）独立地物的测绘凡其轮廓按比例在图上大于符号尺寸的，按比例测绘其轮廓并配置符号。依非比例符号测绘，只测定其中心位置中心位置，并按图式中规定的符号定位点，在图上画出地物符号。（3）道路的测绘道路包其附属建筑桥梁、隧道、路堑、路堤等均需测绘。选择道路特征点，应选在直线和曲线的连接点及曲线上的变换点。铁路按非比例

7、符号非比例符号表示，应立尺于轨道中心轨道中心，按比例符号比例符号表示时，则应在轨顶、路肩、坡脚、路堑边轨顶、路肩、坡脚、路堑边等处分别立尺。公路一般立尺于路的两侧，按实际路宽路宽描绘，公路上应注明路面材料路面材料。大车路一般路宽不一，可立尺于路中心，按平均路宽绘制。小路则测绘路的中心线。中中南南大大学学（4）管线、垣栅的测绘（5）水系的测绘（6）植被的测绘检查：现象：图上绘出的地物与地面情况不符方法：在外业要检查产生这种现象的原因，如果属于观测错误，则必须立即纠正。若不是观测错误，则可能是由于各种误差的累积所引起的，或是在两个测站上观测了同一个地物的不同部位所引起，当这些不符的现象在图上小于规

8、范规定的地物误差时，可以采用分配的办法予以消除，使地物的形状与地面相似。中中南南大大学学砖5府河501 5501 4501 9503 8中中南南大大学学1测绘地貌的基本方法 地貌是指地球表面高低起伏，凹凸不平的自然形态。地貌的形状可以看作是由许多不同的地性线组成的多面体。地性线是构成地貌的骨架，地性线主要有：山脊线、山谷线、山腰线、山脚线等。只要把地性线测绘出来，地貌的形态也就可以显示出来了。测绘地性线必须把地性线上坡度或方向变化点测绘出来，这些点就是地貌特征点。中中南南大大学学（1）测定地貌特征点地貌特征点是指山顶点、鞍部最低点、山脊线和山谷线的坡度变化点，山坡上的坡度变换点，山脚与平地相交

9、点等等。对于地物特征点，用碎部测量的方法测定其在图纸上的平面位置，用小点表示，并在右侧注记高程。（2）绘出地性线通常以实线连成山脊线，以虚线连成山谷线。地性线应该随着碎部点的陆续测定而随时连接，以免发生连错点，使等高线不能如实反映实地地貌的形态。中中南南大大学学81.587.282.384.084.584.788.983.786.080.981.881.587.282.384.084.584.788.983.786.080.981.8（a）（b）81.587.282.384.084.584.788.983.786.080.981.8（c）A81.587.282.384.084.584.788.

10、983.786.080.981.8（d）中中南南大大学学内插法内插法A、B两点的高程分别为84.5m和88.9m，设等高距为1m，则A、B两点间应有高程为85m、86m、87m和88m的四条等高线通过。现将A、B两点间的斜坡绘成图1015中的形式，、为其水平投影，C、D、E、F是等高线通过点，则AC两点间的平距计算如下：)5.840.85(5.849.88abhhabacACABB84.588.984.588.988878685dcaefbACDEF88878685中中南南大大学学图解法图解法 图解法是用一张透明描图纸，上面绘出若干条等间隔的平行线。把透明纸蒙在图纸上，使a、b两点间能通过四条

11、平行线，并使a、b两点分别位于平行线间0.5和0.9处，则ab直线和四条平行线的交点就是高程为85m、86m、87m和88m的等高线通过点。a84.58586878888.9b中中南南大大学学目估法目估法用目估法确定等高线通过点与图解法是根据同一原理。A、B高差为4.4m，则在A端按比例目估出高差为1m的平距，然后再估出0.5m的平距，即可得出高程为85m的C。用同样的方法得出高程为88m的F点，再在这两点间作三等分，即可得出高程为86m、87m的点。注意：在进行等高线内插时，只有在同一条地性线的相邻两特征点间（即均匀坡度）才能进行，不允许越线越点内插。中中南南大大学学（4）勾绘等高线 计曲线

12、首曲线，确定其正确位置对照实际的地貌来描绘与实地核对，检查有无遗漏和错误。等高线绘制完成后，要将地性线全部擦去。81.587.282.384.084.584.788.983.786.080.981.8（d）中中南南大大学学（1）山顶山顶是山的最高部分，必须立尺。尖形：尖形山顶的山顶附近倾斜比较一致，尖形山顶的等高线之间的平距大小相等。山顶立尺，其周围地区适当立一些就够了。圆形：顶部坡度比较平缓或平坦，在一定范围内逐渐变陡，等高线之间的平距在离山顶较远的山坡部分较小，愈至山顶，平距逐渐增大，在顶部最大。测绘时山顶最高点应立尺，在山顶附近坡度逐渐变化的地方也需要立尺。中中南南大大学学（2）山脊山脊

13、是山体延伸的最高棱线，山脊的等高线均向下坡方向凸出，两侧基本对称，山脊的变化反映了山脊纵断面的起伏状况，山脊等高线的尖圆程度反映了山脊横断面的形状。测绘山脊要真实的表现其坡度和走向，特别是大的分水线、倾斜变换点和山脊、山谷转折点，应形象的表现出来。尖山脊：山脊线比较明显，山脊线上立尺外，两侧山坡也应有适当的立尺。圆形山脊：脊部有一定的宽度，测绘时需特别注意正确确定山脊线的实地位置，在山脊两侧山坡也必须注意它的坡度的逐渐变化，恰如其分的选择立尺点。中中南南大大学学（3）山谷山谷等高线表示的特点与山脊等高线所表示的相反。山谷的形状也可分为尖底形和圆底形。尖形谷底线较明显，测绘时应立尺于等高线的转变

14、处；圆形谷底的山谷线不十分明显，测绘时，应找出谷底线立尺，并在两侧山坡坡度开始变化处立尺。（4）鞍部鞍部属于山脊上的一个特殊部位，往往是山区道路通过的地方，有重要的方位作用。测绘时，在鞍部的最低点、最低点、沿山脊线和两侧山谷线上立尺沿山脊线和两侧山谷线上立尺，鞍部的最低点最低点应注记高程。中中南南大大学学（5）用符号表示的地貌在测绘不能用等高线表示的地貌时，要测绘出这些地貌的轮廓位置，用图式规定的符号表示。陡崖陡崖应在它的上边缘及两端立尺，并在下面岩脚处立尺；冲沟冲沟应测绘其上边缘及沟底高程；陡坎陡坎和梯田梯田可以适当取舍，一般在主要田坎的上边缘转折点立尺，并注记高程或比高。48.5ba43.

15、1c44.0e42.543.6d43.1)42.543.642.543.643.144.048.543.144.048.542.543.6)中中南南大大学学实习任务：绘制一幅简单的地形图（广场或一条道路转角）504.2504.1503.7503.5503.5503.2502.7502.6502.4502.4502.3502.4502.4502.6502.9502.8503.8503.2503.2502.9502.8502.9502.6502.8503.4503.8503.5503.3503.1503.4503.6503.5504.1503.8503.6503.4503.9 504.1503.8

16、503.4504.2503.8504.7504.1504.4503.8505505.4505.6506.1505.2505.2504.6504.9503.9505504.3504.9505.5504.4505.2504.5505.9506.9506.5504.8505.8505.9504.9505.7504.6506.1506.6506.2505.1506.3507506.3506.5507507.2508.2505.8507.3507.8506.8505.7505.2506506.1508509.5508.8506.4507.4510.3506.2507.9512.5509.7507.850

17、9.1510.4508.6507.1503.9507.5506.2507.3509.8509.9508506.9506.3506.1506.3507.2509508.5509507.1507.6507.4507.2506.1506.9506.8506.9506.6506.9506.8506.2506.5506.1506.2506.7505.8506.1505.4505.3505.8504.9505.6506505.9506.3506505.4505.2504.4505.1505.6505.2505.4504.8507.7506.35010015020025050100150200250离散点数

18、据（共157个点）1:1000 等高距0.5米1:1000 等高距1米中中南南大大学学558000560000562000564000566000511000051120005114000511600051180005120000中中南南大大学学15001770185020002150230024502600275029003050Front Range,Colorado中中南南大大学学Southwest Corner of the Morrison Quadrangle,Colorado立尺立尺中中南南大大学学 图根点可用导线法、支导线法和GPS RTK法测设，起闭于初测导线点或GPS点。图

19、根点相对于邻近控制点，平面点位中误差不大于图上0.1mm，高程中误差不大于1/10基本等高距。中中南南大大学学 地形图的质量要求通过对产品的数据说明、数学基础、数据分类与代码、位置精度、属性精度、逻辑一致性、完备性等质量特性的要求来描述。中中南南大大学学 对地形图的检查验收实行过程检查、最终检查和验收制度，验收工作应经最终检查合格后进行。在验收时，一般按检验批中的单位产品数量的10抽取样本。检验批一般应由同一区域、同一生产单位的产品组成，同一区域范围较大时，可以按生产时间不同分别组成检验批。在验收中对样本进行详查，并对产品质量核定，对样本以外的产品一般进行概查。如样本中经验收有质量不合格产品时

20、，必须进行二次抽样详查。验收工作完成后，编写验收报告，随产品归档。中中南南大大学学107 地形图的应用中中南南大大学学中中南南大大学学中中南南大大学学中中南南大大学学中中南南大大学学中中南南大大学学n10.4工程建设中的地形图应用工程建设中的地形图应用n(1)按指定方向绘制纵断面图按指定方向绘制纵断面图n在进行道路、隧道、管线等工程设计时，需要了解两点之间的地面起伏情况，这时，可根据地形图中的等高线来绘制断面图。n如图10-21(a)所示，在地形图上作A，B两点的连线，与各等高线相交，n各交点的高程即为交点所在等高线的高程，n而各交点的平距可在图上用比例尺量得。n在毫米方格纸上画出两条相互垂直

21、的轴线，n以横轴AB表示平距，以垂直于横轴的纵轴表示高程，n在地形图上量取A点至各交点及地形特征点的平距，n并把它们分别转绘在横轴上，以相应的高程作为纵坐标，n得到各交点在断面上的位置。n连接这些点，即得到AB方向的断面图。n为了更明显地表示地面的高低起伏情况，n断面图上的高程比例尺一般比平距比例尺大520倍。中中南南大大学学中中南南大大学学n(2)确定汇水面积确定汇水面积n修筑道路时，有时要跨越河流或山谷，这时就必须建设桥梁或涵洞，n兴修水库必须筑坝拦水。n桥梁、涵洞孔径的大小，水坝的设计位置与坝高，水库的蓄水量等，n需要根据汇集于这个地区的水流量来确定。n汇集水流量的面积称为汇水面积(ca

22、tchment area)。n由于雨水是沿山脊线(分水线)向两侧山坡分流，n所以汇水面积的边界线是由一系列的山脊线连接而成的。n如图10-22所示，一条公路经过山谷，拟在P处架桥或修涵洞，中中南南大大学学n其孔径大小应根据流经该处的流水量决定，而流水量又与山谷的汇水面积有关。n由山脊线和公路上的线段所围成的封闭区域A-B-C-D-E-F-G-H-I的面积，n就是这个山谷的汇水面积。n量出该面积的值，再结合当地的气象水文资料，便可进一步确定流经公路P处的水量，n为桥梁或涵洞的孔径设计提供依据。n确定汇水面积的边界线时，应注意以下几点：n1)边界线(除公路AB段外)应与山脊线一致，且与等高级垂直；

23、n2)边界线是经过一系列的山脊线、山头和鞍部的曲线，n并在河谷的指定断面(公路或水坝的中心线)闭合。中中南南大大学学n(3)场地平整时的填挖边界确定和土方量计算场地平整时的填挖边界确定和土方量计算n场地平整有两种情形，其一是平整为水平场地，其二是整理为倾斜面。n1)平整为水平场地平整为水平场地n图10-23所示为某场地的地形图，假设要求将原地貌按照挖填平衡的原则改造成水平面，土方量的计算步骤如下：n 在地形图上绘制方格网n方格网大小取决于地形的复杂程度、地形图比例尺的大小和土方计算的精度要求，n一般地，方格边长为图上2cm。各方格顶点的高程用线性内插法求出，并注记在相应顶点的右上方，如图10-

24、23所示。中中南南大大学学中中南南大大学学中中南南大大学学n2)整理为倾斜面整理为倾斜面n将原地形整理成某一坡度的倾斜面，一般可根据挖、填平衡的原则，绘制出设计倾斜面的等高线。n有时要求所设计的倾斜面必须包含某些不能改动的高程点(称设计倾斜面的控制高程点)，n例如已有道路的中线高程点，永久性或大型建筑物的外墙地坪高程等。n如图10-25所示，设A、B、C三点为控制高程点，其地面高程分别为54.6m、51.3m和53.7m。要求将原地形整理成通过A、B、C三点的倾斜面，其土方量的计算步骤如下：中中南南大大学学n 确定设计等高线的平距n过A、B二点作直线，用比例内插法在AB直线上求出高程为54、5

25、3、52m各点的位置，也就是设计等高线应经过AB直线上的相应位置，如d、e、f、g等点。n 确定设计等高线的方向n在AB直线上比例内插出一点k，使其高程等于C点的高程53.7m。过kC连一直线，则kC方向就是设计等高线的方向。n 插绘设计倾斜面的等高线n过d、e、f、g各点作的平行线(图中的虚线)，即为设计倾斜面的等高线。过设计等高线和原同高程的等高线交点的连线，如图中连接1、2、3、4、5等点，就可得到挖、填边界线。图中绘有短线的一侧为填土区，另一侧为挖土区。中中南南大大学学n 计算挖、填土方量n与前面的方法相同，首先在图上绘制方格网，并确定各方格顶点的挖深和填高量。不同之处是各方格顶点的设

26、计高程是根据设计等高线内插求得的，并注记在方格顶点的右下方。其填高和挖深量仍注记在各顶点的左上方。挖方量和填方量的计算和前面的方法相同。n10.5建筑设计中的地形图应用建筑设计中的地形图应用n建筑设计要求考虑现场的地形特点，不剧烈改变地形的自然形态，n使设计建筑物与周围景观环境比较自然地融为一体，n可以避免开挖大量的土方，节约建设资金，n和不破坏周围的环境状态，如地下水、土层、植物生态和地区的景观环境。n地形对建筑物布置的间接影响主要是自然通风和日照效果两方面。n由地形和温差形成的地形风，往往对建筑通风起主要作用，常见的有山阴风、顺坡风、山谷风、越山风和山垭风等，n在布置建筑物时，需结合地形并

27、参照当地气象资料加以研究。n为达到良好的通风效果，在迎风坡，高建筑物应置于坡上；n在背风坡，高建筑物应置于坡下。n把建筑物斜列布置在鞍部两侧迎风坡面，可充分利用垭口风，以取得较好的自然通风效果。n建筑物布列在山堡背风坡面两侧和正下坡，可利用绕流和涡流获得较好的通风效果。n在平地，日照效果与地理位置、建筑物朝向和高度、建筑物间隔有关；中中南南大大学学n而在山区，日照效果除了与上述因素有关外，还与周围地形、建筑物处于向阳坡或背阳坡、地面坡度大小等因素密切相关，n日照效果问题就比平地复杂得多，n必须对每个建筑物进行个别的具体分来决定。n在建筑设计中，既要珍惜良田好土，尽量利用薄地、荒地和空地，又要满

28、足投资省、工程量少和使用合理等要求。n如建筑物应适当集中布置，以节省农田，节约管线和道路；n建筑物应结合地形灵活布置，以达到省地、省工、通风和日照效果均好的目的；公共建筑应布置在小区的中心；n对不宜建筑的区域，要因地制宜地利用起来，如在陡坡、冲沟、空隙地和边缘山坡上建设公园和绿化地；n自然形成或由采石、取土形成的大片洼地或被地，因其高差较大，可用来布置运动场和露天剧场；n高地可设置气象台和电视转播站等等。n建筑设计中所需要的上述地形信息，大部分都可以在地形图中找到。n10.6给排水设计中的地形图应用给排水设计中的地形图应用n选择自来水厂的厂址时，要根据地形图确定位置。n如厂址设在河流附近，则要

29、考虑到厂址在洪水期内不会被水淹没，在枯水期内又能有足够的水量。n水源离供水区不应太远，供水区的高差不应太大。中中南南大大学学n在0.5l地面坡度的地段，比较容易排除雨水。n在地面坡度较大的地区内，要根据地形分区排水。n由于雨水和污水的排除是靠重力在沟管内自流的，因此，沟管应有适当的坡度，在布设排水管网时，要充分利用自然地形，n如雨水干沟应尽量设在地形低处或山谷线处，n这样，既能使雨水和污水畅通自流，又能使施工的土方量最小。n在防洪、排涝、涵洞和涵管等工程设计中，n经常需要在地形图上确定汇水面积作为设计的依据。n10.7城市规划用地分析的地形图应用城市规划用地分析的地形图应用n城市用地在规划设计

30、以前，首先应按建筑、交通、给水和排水等对地形的要求，n分析用地的地形，n在地形图上标明不同坡度的地区的地面水流方向、分水线和集水线等，n以便合理地利用地形和改造原有地形。n下面以图10-26为例进行讨论。图示地形有下列特点：n(1)惠家村以西有一座不太高的小山；n(2)惠家村东南有一条河流(青水河)，河南岸有一沼泽地；n(3)在青南公路以北有一个高出地面约30m的小丘，小丘东西向地势较南北向平缓；n(4)惠家村以西的地形，从75m等高线以上较陡，5575m等高线一段渐趋平缓，从55m等高线以下更为平坦。总的来说，这块地形除了小山和小丘外还是比较平缓的。中中南南大大学学中中南南大大学学n了解了上述地形特点以后，再作如下进一步的分析：n(l)根据地形起伏情况，从小山山顶向东北到小丘可找出分水线，从小山向东到青南公路找出分水线，分水线的一段与青南公路东段相吻合。在分水线和之间可找到集水线。根据地势情况，定出地面水流方向(最大坡度方向)。在分水线以北的地面水排向小丘和小丘以北，在分水线以南的地面水则向青水河汇集；n(2)青水河南面的沼泽地区，需做工程地质和水灾地质等的分析以后，才能确定其用途。中中南南大大学学