第1章緒論4地形圖識別與應(yīng)用

地形圖識別海拔地面某個地點高出海平面的垂直距離。相對高度某個地點高出另一地點的垂直距離。等高線原理等高線。坡陡的地方坡緩的地方等高線。密集稀疏山

一、圖外注記識讀

1.圖號、圖名和接圖表2.比例尺(數(shù)字、直線)3.經(jīng)緯度及坐標(biāo)格網(wǎng)4.三北方向圖(當(dāng)?shù)卣姹薄⒋疟焙妥鴺?biāo)縱軸方向的角度關(guān)系)5.坐標(biāo)系統(tǒng)

高程系統(tǒng)圖式、測圖日期測圖者地形圖——按一定的投影方法和比例關(guān)系，將地面上所有的地物、地貌，經(jīng)綜合取舍、用規(guī)定的符號，按相似的原理，縮繪在圖紙上的技術(shù)資料。圖上僅表示地物，而無等高線表示的地貌時，也稱平面圖或地物圖。地形圖的定義：投影方法：按垂直投影方法；比例關(guān)系：按測圖比例尺；地物：地面上所有有明顯輪廓的，固定性的，自然或人工建筑的物體。(如：房屋、道路、河流、田野、森林······。)地貌：地面高低起伏的狀態(tài)。(高山、丘陵、平原、洼地等。)地形圖的定義注解綜合取舍：可選擇欲反映的信息，可滿足眾多方面的要求(制成多種地圖產(chǎn)品)。規(guī)定的符號：由國家測繪局統(tǒng)一制定各地物、地貌表示在地形圖上的符號，即《地形圖圖式》。運用圖式符號，使地形圖形象生動(相似性)，簡單明了。（我國目前使用由國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《地形圖圖式》，編號“GB/T7929-1995”，1996年5月1日實施）◆比例尺的定義◆比例尺的表示方法◆比例尺的分類與大小◆比例尺精度◆比例尺選用地形圖的比例尺比例尺的定義M=稱為比例尺分母—Dd比例尺=——————=—=——=—

圖上長度d11實地水平距離DD/dM數(shù)字比例尺：1500，11000，15000，······比例尺的表示形式105010203040m2cm1500圖示比例尺(直線比例尺)：3.比例尺的分類和大小比例尺的分類和大小150011000120001500011萬大比例尺地形圖12.5萬15萬110萬中比例尺地形圖125萬150萬1100萬小比例尺地形圖*比例尺的大小即比例尺分?jǐn)?shù)值的大小。*圖的比例尺越大，其表示的地物、地貌越詳細(xì)，圖上點位精度越高；但一幅圖所代表的實地面積也愈小。并且測繪的工作量會成倍增加。比例尺越小，表示地物、地貌越稀疏。——圖上0.1mm所代表的實地長度(受人眼判斷力限制所致)。比例尺比例尺精度（cm）15001100012000150001100005102050100比例尺精度比例尺精度的作用（1）、根據(jù)地形圖比例尺可確定實地測量精度。如在測1：500比例的地形圖時，量距精度只需達到5cm即可。（2）、根據(jù)測圖精度可確定地形圖的比例尺。如要求測繪能反映出地面上0.1m的水平距離，可知用的比例尺不應(yīng)小于1：1000地形圖的圖式符號(一)地物符號(二)地貌符號

《地形圖圖式》是由國家測繪局統(tǒng)一制定的地物、地貌符號的總稱。圖式符號分以下兩類：(一)地物符號1.比例符號——輪廓大，按比例縮小；3.半比例符號——也稱線形符號，即長度按比例、寬度不依比例。四類專用符號：

幾何圖形符號，地物中心即幾何圖形中心；寬底符號，底線中心即地物中心；直角形底符號，其直角頂即地物中心；不規(guī)則幾何圖形符號，其下方端點連線中心即地物中心。2.非比例符號——輪廓小，重要，用專用符號表示；4.地物注記——用文字、數(shù)字對地形符號加以說明。4.地物注記——用文字、數(shù)字對地形符號加以說明。（包括文字注記、數(shù)字注記和符號注記）文字注記：對行政單位、村鎮(zhèn)名稱及公路、鐵路、河流等名稱注記。數(shù)字注記：對地面高程、河流的速度、深度、房屋的層數(shù)及橋梁的長度、寬度載重等的注記。符號注記：用特定的符號對地表植被的注記。地貌符號——等高線

1．用等高線表示地貌的原理2．等高距、等高線平距、地面坡度3．等高線分類4．用等高線表示的典型地貌5．等高線特性

地貌是指地球表面的各種起伏形態(tài)，它包括山地、丘陵、高原、平原、盆地等。在地形測繪中，表示地貌的方法很多，對于大比例尺地形圖通常用等高線表示。

（1）等高線的概念等高線是地面上高程相等的相鄰點連接而成的閉合曲線。

１．用等高線表示地貌的原理２．等高距、等高線平距、地面坡度d1d2d3d4d5d6等高距——相鄰等高線之間的高差h，也稱等高線間隔。同一幅地形圖中，等高距h相等。等高線平距——相鄰等高線之間的水平距離d。等高線平距d隨地面坡度變化而變化?！裼捎趆為定值，所以i

與d成反比，即：

d大(等高線稀)，i

小(地面坡度小,緩和)d小(等高線密)，i

大(地面坡度大,陡峭)hhhhhh山坡線i地面坡度i：(為地面傾角)i=—hd=tan３．等高線分類（1）首曲線——基本等高線，按測圖規(guī)定的基本等高距勾繪(線粗0.15mm)。（3）間曲線——局部加繪，使地貌更祥細(xì)。采用1/2等高距，用長虛線表示。注意：在同一幅地形圖中間曲線與助曲線可不閉合（2）計曲線——將高程能被五倍基本等高距整除的等高線加粗(線粗0.25mm)，并注記高程。便于讀圖。（4）助曲線——局部加繪，使地貌更祥細(xì)。采用1/4等高距，用短虛線表示。５．等高線的特性（1）同一條等高線上高程必相等。(等高)（2）各條等高線必然閉合，如不在本幅圖閉合，必定在相鄰的其他圖幅閉合。(閉合)（3）只有在懸崖處，等高線才相交，但交點必成雙。(不相交)（4）同一幅圖內(nèi)等高距為定值，所以，地面緩和處等高線平距大、陡峭處平距小。(稀緩密陡)（5）等高線與山脊線、山谷線成正交。(正交性)地形圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)為了保證地形圖具有良好的精度，對地形圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，特別是地圖投影的要求很高：方向正確，沒有角度變形，以保證圖上景物形狀與實地相似；地物之間的距離和位置關(guān)系正確，以便于量測。一、投影和分帶〈一〉投影大、中比例尺地形圖采用等角橫切橢圓柱投影（高斯—克呂格投影）小比例尺地形圖（1：100萬）采用等角圓錐投影高斯—克呂格投影原理：假設(shè)用一空心橢圓柱橫套在地球橢球體上，使橢圓柱軸通過地心，橢圓柱面與橢球體面某一經(jīng)線相切；然后，用解析法使地球橢球體面上經(jīng)緯網(wǎng)保持角度相等的關(guān)系，并投影到橢圓柱面上，最后將橢圓柱面切開展平，就得到投影后的圖形。

這個投影是德國數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家高斯于1825年擬定，后經(jīng)德國大地測量學(xué)家克呂格于1912年對投影公式加以補充，故稱高斯——克呂格投影。高斯-克呂格投影演示投影后的經(jīng)緯網(wǎng)圖形特點：中央經(jīng)線和赤道為垂直相交的直線。作為直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸，也是經(jīng)緯網(wǎng)圖形的對稱軸。經(jīng)線為凹向?qū)ΨQ于中央經(jīng)線的曲線，緯線為凸向?qū)ΨQ于赤道的曲線，且與經(jīng)線曲線正交，沒有角度變形。中央經(jīng)線上沒有長度變形，其余經(jīng)線的長度略大于球面實際長度，離中央東西兩側(cè)愈遠，其變形愈大。（二）分帶為了控制變形，采用分帶投影的辦法1：2.5萬—1：50萬地形圖采用經(jīng)差6°分帶；1:1萬及更大的比例尺地形圖采用3°分帶。（二）分帶6°分帶法：從格林威治0°經(jīng)線（本初子午線），自西向東按經(jīng)差每6°為一投影帶，全球共分60個投影帶，依次編號為1—60。我國位于東經(jīng)72°—136°之間，共包括11個投影帶，即13—23帶。（二）分帶3°分帶法：從東經(jīng)1°30′算起，自西向東按經(jīng)差3°為一個投影帶，全球共分120個帶，我國位于24—45帶。（二）分帶每帶帶號與其中央經(jīng)線的經(jīng)度有如下關(guān)系：6°帶：中央經(jīng)度λ中=6°×n－3°3°帶：中央經(jīng)度λ中=3°×n二、地形圖上的坐標(biāo)網(wǎng)為了在地圖上迅速而準(zhǔn)確的指示目標(biāo)位置和確定方向，距離、面積等，高斯—克呂格投影的地圖上繪有兩種坐標(biāo)網(wǎng)：地理坐標(biāo)網(wǎng)（經(jīng)緯網(wǎng)）和直角坐標(biāo)網(wǎng)（方里網(wǎng)）。（一）地理坐標(biāo)網(wǎng)1：1萬—1：10萬比例尺地形圖上，內(nèi)圖廓為經(jīng)緯線，圖內(nèi)不加繪經(jīng)緯線，經(jīng)緯度數(shù)值注記在內(nèi)圖廓四角，內(nèi)外圖廓間，還繪有黑白相間或僅用針線表示經(jīng)差、緯差1′的分度帶。將對應(yīng)點相連接，就可構(gòu)成很密的經(jīng)緯網(wǎng)。1：25萬—1：100萬地形圖上，直接繪出經(jīng)緯網(wǎng)，有時還繪有加密經(jīng)緯網(wǎng)的加密分割線。緯度注記在東西內(nèi)外圖廓間，經(jīng)度注記在南北內(nèi)外圖廓間。橫坐標(biāo)本來應(yīng)以中央經(jīng)線為0起算，以東為正，以西為負(fù)，但因坐標(biāo)數(shù)有正有負(fù)，不便于使用，所以，又規(guī)定凡橫坐標(biāo)值均加500千米即等于將縱坐標(biāo)軸向西移500千米，橫坐標(biāo)從此起算則均為正值。（二）直角坐標(biāo)網(wǎng)坐標(biāo)系的建立和起算：直角坐標(biāo)網(wǎng)是以每一投影帶的中央經(jīng)線為縱軸（X軸），赤道作為橫軸（Y軸），縱坐標(biāo)以赤道為0起算，赤道以北為正，以南為負(fù)。我國位于北半球，縱坐標(biāo)都是正值。直角坐標(biāo)網(wǎng)的構(gòu)成：以公里為單位，按相等間距，作平行于縱、橫軸的若干直線，便構(gòu)成了圖面上的平面直角坐標(biāo)網(wǎng)，又叫方里網(wǎng)。坐標(biāo)的注記：縱坐標(biāo)注記在東西內(nèi)外圖廓間，由南向北增加（四位數(shù)）；橫坐標(biāo)注記在南北內(nèi)外圖廓間，由西向東增加。近地圖四角注有全部坐標(biāo)數(shù)。橫坐標(biāo)前兩位為帶號，其余只注最后兩位公里數(shù)。規(guī)定1：10萬和更大的比例尺地形圖繪制方里網(wǎng)，其間隔規(guī)定如下表：

比例尺圖上方里網(wǎng)間隔相應(yīng)實地長度

1：1萬10cm1km1：2.5萬4cm1km1：5萬2cm1km1：10萬2cm2km（三）相鄰?fù)队皫D幅的拼接：由于高斯—克呂格投影的經(jīng)線是向投影帶的中央經(jīng)線收斂的，它和坐標(biāo)縱線有一定的夾角，叫子午線收斂角。所以當(dāng)相鄰兩帶的圖幅拼接時，方里網(wǎng)就形成了折角。這就給拼接使用地圖帶來很大的困難。規(guī)定在一定的范圍內(nèi)把鄰帶的坐標(biāo)延伸到本帶的圖幅上，這就使某些圖幅上有兩個方里網(wǎng)系統(tǒng)，一個是本帶的，一個是鄰帶的，為了區(qū)別，圖廓內(nèi)繪有本帶方里網(wǎng)，圖廓外繪鄰帶方里網(wǎng)的小段，需要使用時才連繪出來，這樣相鄰圖幅就具有統(tǒng)一的直角坐標(biāo)系統(tǒng)。繪有鄰帶方里網(wǎng)的區(qū)域范圍是沿經(jīng)線呈帶狀分布的，所以叫重疊帶。重疊帶的實質(zhì)就是將投影帶的范圍擴大，即西帶向東帶延伸30′，東帶向西帶延伸15′。三、地形圖的分幅與編號（舊）為了保管和使用方便，每一種基本比例尺地形圖都規(guī)定有一定的圖廓大小，每一幅圖都具有相應(yīng)的號碼標(biāo)志，這項工作叫地形圖的分幅和編號（我國1：10萬7000幅）地形圖分幅方法：一是矩形分幅，一是經(jīng)緯線分幅（也叫梯形分幅）。我國基本比例尺地形圖采用經(jīng)緯線分幅。（一）1：100萬地形圖分幅編號分幅（經(jīng)差6°緯差4°）：由經(jīng)度180°始按經(jīng)差6°自西向東將全球分成60縱行，用1、2…60表示；由赤道始，按緯差4°將南北半球各分22橫列，用字母A、B…V表示。編號:每幅1：100萬地形圖編號由列號和行號組成，列號在前，行號在后，中間連一短線，如北京所在圖幅，J-50(北京116°05′15″E，39°50′10″N)北京所在圖幅，J-50(116°05′15″E，39°50′10″N)（二）1:50萬；1:25萬；1:10萬地形圖分幅編號1：50萬：按經(jīng)差3°緯差2°分幅；每幅1：100萬圖含4幅1：50萬圖；代號A,B,C,D；例J-50-A1：25萬：經(jīng)差1°30′緯差1°分幅；每幅1：100萬圖含16幅；代號[1]、[2]…[16]；例:J-50-[1](編號1：100萬幅后加上代號)1：10萬：按經(jīng)差30′緯差20′分幅；每幅1：100萬圖含144幅；代號1、2…144；例：J-50-5（編號在1：100萬幅編號后加上自然序數(shù)代號）?為什么1：10萬不把1：100萬地形圖劃成10行10列或8行8列（三）1:5萬、1:2.5萬、1:1萬分幅編號1：5萬：(經(jīng)差15′緯差10′)，每幅1:10萬圖含4幅；編號是在1：10萬幅后加上自己的序號A、B、C、D；例：J-50-5-B。1:2.5萬(經(jīng)差7′30″，緯差5′)：每幅1:5萬圖含4幅；代號為1、2、3、4；例：J-50-5-B-4。1:1萬：(經(jīng)差3′45″，緯差2′30″），每幅1:10萬圖含64幅；代號為（1）、（2）、（3）…（64）；編號：1:10萬圖號后，分別加上各自的代號，例：J-50-5-(24)。三、地形圖的分幅與編號（新）三、地形圖的分幅與編號（新）三、地形圖的分幅與編號（新）二、地物識讀

熟悉一些常用的地物符號,了解符號和注記的確切含義。三、地貌識讀

正確理解等高線的特性,根據(jù)等高線,了解圖內(nèi)的地貌情況,首先要知道等高距是多少,然后根據(jù)等高線的疏密判斷地面坡度及地形走勢。

地形圖應(yīng)用的基本內(nèi)容

一、確定圖上點的坐標(biāo)

上式考慮到圖紙伸縮影響，l=10㎝。M為比例尺分母。11.恢復(fù)A點所在格網(wǎng)2.過A作格網(wǎng)平行線3.用比例尺量X、YXY1000900

800700

6005001000110012001300140015001：1000hv

設(shè)量得X=38.6m

Y=41.3m則

XA=600+38.6=638.6mYA=1100+41.3=1141.3m例：量測A點坐標(biāo).A110009008007006005001000110012001300140015001：1000（1）解析法◆在圖上量測A、B坐標(biāo)，計算A、B距離：(XB,YB)(XA,YA)（2）圖解法◆用比例尺直接量取.A.B二.兩點間的水平距離量測1三、圖上直線的坐標(biāo)方位角10009008007006005001000110012001300140015001：1000（1）解析法◆量測兩點坐標(biāo)，用坐標(biāo)反算公式計算：

(XB,YB)(XA,YA).A.BAB說明：應(yīng)用上式，要注意方位角所在象限。（2）圖解法◆用量角器量取。

四、確定點的高程如地面點正好位于某等高線上，則該點高程即為此等高線注記值，如地面點位于兩等高線之間，可用比例內(nèi)插法求取該點高程。5251504948???EFG1:500PQHE=51.0m,HF=48.3m,

HG=51.9m五、確定兩點間直線的坡度六、按規(guī)定的坡度選定等坡路線

如圖，要從向山頂選一條公路的路線。已知等高線的基本等高距為=1m，比例尺1:1000，規(guī)定坡度=5%，則路線通過相鄰等高線的實地平距應(yīng)該為20m（即1/5%=20m）,圖上長度為2cm。

d=七、繪制已知方向縱斷面圖按一定方向繪制斷面圖：繪制直角坐標(biāo)，橫軸表示水平距離，縱軸表示高程。注意：高程比例尺一般為水平距離比例尺的10~20倍1

八、確定匯水面積的邊界線

用途：主要用于橋洞的孔徑及大壩高度的設(shè)計。作法：由一系列的分水線（山脊線）連接而成的閉合范圍。1.圖解法量算面積目前常用電子求積儀在地形圖上直接量算面積，其優(yōu)點是量測速度快、操作方便，能量測任意形狀的圖形面積。舉例：日本索佳公司KP-90N電子求積儀使用。2.解析法計算面積對于任意多邊形，當(dāng)已求得各頂點的坐標(biāo)，則可用公式計算多邊形面積。1面積量算方法解析法圖解法透明方格紙法機械法平行線法A=a×M2S=S'×M21平行線法a=h∑li1三、解析法ⅠⅡⅢⅣ面積公式：相鄰頂點與坐標(biāo)軸（X或Y）所圍成的各梯形面積的代數(shù)和。

經(jīng)整理后：寫成以下四種形式的通用公式：41坐標(biāo)法2143105503040200YX

利用已知坐標(biāo)計算宗地的面積。點號XmYmA541.387563.629B549.082658.134C497.919698.925D442.760680.757E474.503646.179

=

（541.387×658.134-549.082×563.629）+（549.082×698.925-497.919×658.134）+（497.919×680.757-442.760×698.925）+

（442.760×646.179-474.503×680.757）+（474.503×563.629-541.387×646.179）=46826.653+56069.714+29505.812-36919.025-82389.259=13093.895S=6546.948平方米四、電子求積儀

(electronicplanimeter)功能：可進行面積、點的坐標(biāo)、周長等項目的量測。使用方法：（1）在折線段，進入點方式，采集始終點，共2點。（2）在圓弧段，進入圓弧方式，采集始終點及圓弧上一點，共3點。（3）曲線段，進入連續(xù)跟蹤進入方式，描繪曲線形狀。

電子求積儀圖11動極式電子求積儀(platometer)1.準(zhǔn)備工作2.打開電源3.設(shè)定面積單位4.設(shè)定比例尺5.簡單測量6.累加測量7.平均測量8.累加平均測量9.單位換算地場平整中的應(yīng)用方格網(wǎng)法（1）整理成預(yù)先指定高程的水平面

1.確定填挖邊界線

2.繪制方格網(wǎng)

3.圖解格網(wǎng)點高程

4.計算各網(wǎng)格的填挖高度

5.計算填\挖土石方量地場平整中的應(yīng)用方格網(wǎng)法（2）整理成自行擬定高程的水平面

1.繪制方格網(wǎng)2.圖解格點高程3.計算設(shè)計高程4.在圖上繪出施工零線5.計算填挖高度6.計算填\挖土石方1方格法此法適用于地形起伏不大或地形比較規(guī)律的場地，其計算步驟：

1.在地形圖上繪小方格在平整場地范圍打方格，方格大小取決于場地地形情況及要求。本例在1:1000比例尺地形圖上，方格為2cm×2cm，相當(dāng)實地為20m×20m；

2.確定設(shè)計高程根據(jù)場地填、挖方量平衡原則，確定場地平整為水平面時設(shè)計高程H。為

式中：hn為每一方格的平均地面高程，

n為方格