地形圖的基礎(chǔ)知識(shí)（工程測(cè)量）

項(xiàng)目七地形圖的基礎(chǔ)知識(shí)

一、地形圖和比例尺（一）地形圖、平面圖、地圖地形圖是通過實(shí)地測(cè)量，將地面上各種地物、地貌的平面位置，按一定的比例尺，用《地形圖圖式》統(tǒng)一規(guī)定的符號(hào)和注記，縮繪在圖紙上的平面圖形，它既表示地物的平面位置，又表示地貌形態(tài)。平面圖只反映地物的平面位置，而不反映地貌形態(tài)。地圖是將地球上的自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等若干現(xiàn)象，按一定的數(shù)學(xué)法則并采用制圖綜合原則繪成的圖。任務(wù)一地形圖的基礎(chǔ)知識(shí)

一、地形圖和比例尺（一）地形圖、平面圖、地圖地形圖是地球表面實(shí)際情況的客觀反映，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防工程建設(shè)都需要首先在地形圖上進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)，特別是大比例尺地形圖，是城鄉(xiāng)建設(shè)和各項(xiàng)建筑工程進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工的重要基礎(chǔ)資料之一。為了滿足建筑設(shè)計(jì)和施工的不同需要，地形圖采用各種不同的比例尺繪制，在工程建設(shè)中常用的有1∶500、1∶1000、1∶2000和1∶5000等幾種。一、地形圖和比例尺（二）比例尺的種類地形圖上某一線段的長(zhǎng)度d與其在地面上所代表的相應(yīng)水平距離D之比，稱為地形圖的比例尺。將比例尺用一分子為1的分?jǐn)?shù)表示，這種比例尺稱為數(shù)字比例尺，即d／D＝1／M或?qū)懗?∶M，其中M稱為比例尺分母。數(shù)字比例尺一般注記在地形圖下方中間部位。M越大，分?jǐn)?shù)值越小，比例尺越?。环粗?，M越小，分?jǐn)?shù)值越大，比例尺越大。一、地形圖和比例尺（二）比例尺的種類1∶100萬、1∶50萬等比例尺地形圖，通常稱為小比例尺地形圖；1∶10萬、1∶5萬等比例尺地形圖，被稱為中等比例尺地形圖；1∶5000、1∶2000、1∶1000、1∶500等比例尺地形圖，被稱為大比例尺地形圖。在一般建筑設(shè)計(jì)和施工中，大比例尺地形圖應(yīng)用廣泛，后面將介紹的即為大比例尺地形圖的基本知識(shí)。中比例尺地形圖——國(guó)家基本地圖。國(guó)家專業(yè)測(cè)繪部門負(fù)責(zé)測(cè)繪，目前均用航空攝影測(cè)量方法成圖小比例尺地形圖——中比例尺地圖縮小編繪。城市和工程建設(shè)一般需要大比例尺地形圖，比例尺為1：500和1：1000的地形圖，一般用平板儀、經(jīng)緯儀或全站儀測(cè)繪比例尺為1：2000和1：5000地形圖，一般由1：500或1：1000地形圖縮小編繪大面積1：500—1：5000的地形圖，也用航空攝影測(cè)量方法成圖一、地形圖和比例尺（二）比例尺的種類除了數(shù)字比例尺以外，有時(shí)候?yàn)榱讼龍D紙收縮變形誤差的影響，在繪制地形圖時(shí)，還在圖紙的下方繪制一圖示比例尺。一、地形圖和比例尺（二）比例尺的種類使用圖示比例尺時(shí)，只要用兩腳規(guī)的兩只腳將圖上某直線的長(zhǎng)度移至圖示比例尺上，使一只腳尖對(duì)準(zhǔn)“0”分劃右側(cè)的整分劃線上，而另一只腳尖落在“0”分劃線左端有細(xì)分劃段中，則所量直線在實(shí)地上的水平距離就是兩個(gè)腳尖的讀數(shù)之和。若需要將地面上已丈量水平距離的直線展繪在圖上，則需要先從圖示比例尺上找出等于實(shí)地水平距離的直線的兩端點(diǎn)，然后將其長(zhǎng)度移至圖上相應(yīng)位置。一、地形圖和比例尺（三）比例尺精度由于正常人的眼睛在圖上能分辨出的最小距離為0.1毫米。因此，圖上0.1毫米長(zhǎng)度所表示的實(shí)地水平距離，稱為比例尺精度（0.1M毫米）。根據(jù)比例尺可以確定測(cè)圖方法或測(cè)圖時(shí)量距的精度。例如，測(cè)繪1:500的比例尺圖時(shí)，量距精確至0.05m即可，因?yàn)樾∮?.05m的長(zhǎng)度，已經(jīng)無法展繪到圖上。測(cè)繪1:1000的比例尺圖時(shí)，量距精確至0.1m即可，因?yàn)樾∮?.1m的長(zhǎng)度也不能展繪到圖上。一、地形圖和比例尺（三）比例尺精度此外，當(dāng)確定了要表示在圖上的地物的最短距離時(shí)，也可以根據(jù)比例尺精度選定測(cè)圖的比例尺。例如，若需要表示在圖上的地物的最小長(zhǎng)度為0.1m時(shí)，則測(cè)圖的比例尺不能小于1∶1000。因?yàn)椋壤咝∮?∶1000的圖已不能表示出0.1m的長(zhǎng)度。若需要在圖上表示地物的最小長(zhǎng)度為0.05m，則測(cè)圖的比例尺不能小于1∶500。由此看出，圖的比例尺越大，其精度越高，圖上表示的內(nèi)容越詳盡。測(cè)圖精度要求越高，測(cè)圖的工作量也越大。二、地物在圖上的表示方法為了便于測(cè)圖和用圖，規(guī)定在地形圖上使用許多不同的符號(hào)來表示地物和地貌的形狀和大小，這些符號(hào)總稱為地形圖圖式?！兜匦螆D圖式》由國(guó)家測(cè)繪總局統(tǒng)一制訂，由國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)頒布發(fā)行，從事測(cè)繪工作的任何單位和個(gè)人都必須遵守執(zhí)行。統(tǒng)一而標(biāo)準(zhǔn)的圖式科學(xué)地反映了實(shí)地的形態(tài)和特征，是人們識(shí)別和使用地形圖的重要工具，是測(cè)圖者和用圖者相互溝通的語言。根據(jù)地物的大小和描繪方法不同，地物符號(hào)可以分成依比例符號(hào)、非依比例符號(hào)、半依比例符號(hào)和地物注記四種類型。二、地物在圖上的表示方法依比例符號(hào)：

當(dāng)?shù)匚锏妮喞叽巛^大時(shí)，常按測(cè)圖的比例尺將其形狀大小縮繪到圖紙上，繪出的符號(hào)稱為依比例符號(hào)。如一般房屋、簡(jiǎn)易房屋等符號(hào)。二、地物在圖上的表示方法非依比例符號(hào)：

當(dāng)?shù)匚锏妮喞叽巛^小，無法將其形狀和大小按測(cè)圖的比例尺縮繪到圖紙上。但這些地物又很重要，必須在圖上表示出來，則不管地物的實(shí)際尺寸大小，均用規(guī)定的符號(hào)表示在圖上，這類符號(hào)稱為非依比例符號(hào)。非依比例符號(hào)中表示地物中心位置的點(diǎn)，叫定位點(diǎn)。二、地物在圖上的表示方法非依比例符號(hào)：

1、圓形、矩形、三角形等單個(gè)幾何圖形符號(hào)，定位點(diǎn)在其幾何圖形的中心。如三角點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)等。2、寬底符號(hào)（崗?fù)?、煙囪等），定位點(diǎn)在底線中心。3、底部為直角形的符號(hào)（風(fēng)車、路標(biāo)等），定位點(diǎn)在直角的頂點(diǎn)。4、幾種幾何圖形組成的符號(hào)，如氣象站、雷達(dá)站、無線電桿等，定位點(diǎn)在下方圖形的中心點(diǎn)或交叉點(diǎn)。

5、下方?jīng)]有底線的符號(hào)，如窯、亭、山洞等，定位點(diǎn)在其下方兩端點(diǎn)間的中心點(diǎn)。二、地物在圖上的表示方法非依比例符號(hào)：

二、地物在圖上的表示方法半依比例符號(hào)：

半依比例符號(hào)是指物體的長(zhǎng)度按比例描繪而寬度不按比例描繪的符號(hào)，在實(shí)地上大都是一些狹長(zhǎng)的線狀物體，所以又稱為線狀符號(hào)。線形符號(hào)的中心線即為實(shí)際地物的中心線。例如鐵路、公路、城墻、通訊線和高壓線等。但在某些較大比例尺的測(cè)圖中，有時(shí)鐵路、公路的寬度也可以依比例尺表示，則成為依比例表示的符號(hào)。二、地物在圖上的表示方法半依比例符號(hào)：

二、地物在圖上的表示方法地物注記：

使用文字、數(shù)字或特定的符號(hào)對(duì)地物加以說明或補(bǔ)充，這種稱為地物注記。分為文字注記、數(shù)字注記和符號(hào)注記三種，如居民地、山脈、河流名稱，河流的流速、深度，房屋的層數(shù)、控制點(diǎn)高程、植被的種類、水流的方向等。二、地物在圖上的表示方法地物注記：

三、地貌在圖上的表示方法地貌是測(cè)繪工作中對(duì)地球表面各種起伏形態(tài)的通稱，按其形態(tài)和規(guī)?？煞譃樯降?、丘陵高原、平原和盆地等，地圖上一般用等高線和注記表示。（一）等高線所謂等高線，是地面上高程相等的各相鄰點(diǎn)所連成的閉合曲線。長(zhǎng)期以來，等高線一直是地形圖上顯示地貌要素的有力工具，它不但能完整而形象地構(gòu)成地形起伏的總貌，而且還能比較準(zhǔn)確地表達(dá)微型地貌的變化，同時(shí)也能提供某些數(shù)據(jù)和高程、高差和坡度等。（一）等高線等高線表示地貌的原理與特性如圖所示，設(shè)想用一組高差間隔相等的水平面去截地貌，則其截口必為大小不同的閉合曲線，并隨山梁、山凹的形態(tài)不同而呈現(xiàn)不同的彎曲。將這些曲線垂直投影到平面上并按比例尺縮小，便形成了一圈套一圈的曲線，它們即構(gòu)成等高線。這些曲線的數(shù)目、形態(tài)完全與實(shí)地地貌的高度和起伏狀況相應(yīng)。（二）等高距和等高線平距地形圖上相鄰等高線之間的高差，稱為等高距，用h表示。大比例尺地形圖的等高距為0.5米、1米、2米等，同一幅圖上的等高距是相同的。地形圖上相鄰等高線間的水平距離，稱為等高線平距。在同一幅圖上，等高線平距越大，地面坡度越??；反之，坡度越大；若地面坡度均勻，則等高線平距相等。項(xiàng)目七地形圖的基礎(chǔ)知識(shí)

一、工程上的應(yīng)用（一）繪制一定方向的斷面圖。用途：道路、隧道、管線等工程設(shè)計(jì)，如縱坡設(shè)計(jì)、邊坡設(shè)計(jì)、土石方量計(jì)算等。作法：1.繪制縱橫坐標(biāo)軸

1）橫坐標(biāo)軸表示水平距離，比例與地形圖比例尺同。

2）縱坐標(biāo)軸表示高程，高程比例一般比水平比例大5~10倍。2.作斷面圖1）從A沿AB直線，量與各等高線交點(diǎn)的水平距離標(biāo)于橫軸；2）取各點(diǎn)的高程為縱坐標(biāo)，標(biāo)點(diǎn)位；3）圓滑連接各點(diǎn)，即為AB線處的斷面圖。任務(wù)二地形圖的應(yīng)用

根據(jù)地形圖繪制斷面圖（二）按規(guī)定坡度選擇最短路線在一些工程建設(shè)過程中，常遇到坡度限制問題。利用地形圖就可以根據(jù)限制的坡度選擇規(guī)劃最佳的路線。例如，從山腳A點(diǎn)到山頂修一條公路，限制坡度i=5％。圖的比例尺為1:2000，等高距h為2米，要滿足設(shè)計(jì)要求，可先求出路線在相鄰等高線之間的最小平距d，d=h/（i×M）=2/（0.05×2000）=0.02米然后，以A為圓心，d為半徑作弧，交等高線于1點(diǎn)，再以1點(diǎn)為圓心，d為半徑作弧交等高線于2點(diǎn)，如此直到線路到達(dá)山頂，然后把相鄰點(diǎn)連接起來，即為所求的最短路線，如果相鄰等高線之間的平距大于d時(shí)，說明地面坡度小于限制坡度。（二）按規(guī)定坡度選擇最短路線有時(shí)可按實(shí)際情況反復(fù)比較不同的方案，選擇其中施工方便、經(jīng)濟(jì)合理的一。（二）按規(guī)定坡度選擇最短路線在圖上設(shè)計(jì)等坡度線例：要在A、B間選定一條滿足坡度為的最短路線。P270圖9-11dddddddddddddd解：由坡度公式（二）按規(guī)定坡度選擇最短路線在圖上設(shè)計(jì)等坡度線當(dāng)相鄰兩根等高線之間的圖上d≥30毫米時(shí)，地面坡度

i≤3.33%。取d=30毫米作圖時(shí)，A、B間路線最短。P270圖9-11dddddddddddddd（三）量算圖形的面積在各種工程建設(shè)中，往往需要測(cè)定某一地區(qū)或某一圖形的面積。例如，進(jìn)行森林調(diào)查規(guī)劃時(shí)，需要計(jì)算小班、林班、抽樣調(diào)查總體以至林場(chǎng)、林業(yè)局的面積；農(nóng)田水利建設(shè)中需要計(jì)算水庫(kù)匯水面積、灌溉面積和改土平地面積；工業(yè)建設(shè)中需要計(jì)算廠區(qū)面積；園林規(guī)劃設(shè)計(jì)和工程建設(shè)中，也經(jīng)常需要計(jì)算某一范圍的面積。（三）量算圖形的面積測(cè)量上所指的面積是實(shí)地面積的水平投影，實(shí)地傾斜面積與其水平面積含有下列的函數(shù)關(guān)系，即A=Scosα如下圖所示。計(jì)算面積的方法很多，下面介紹幾種常用的方法。1.透明方格紙法2.平行線法3.幾何圖形法4.求積儀（三）量算圖形的面積1.透明方格紙法把印有（或畫上）間隔為2mm(或4mm或其他規(guī)格)的透明方格網(wǎng)蓋在要測(cè)量面積的圖形上，如右圖所示，計(jì)算曲線內(nèi)的面積，先將毫米透明方格紙覆蓋在圖形上，數(shù)出圖形內(nèi)完整的方格數(shù)n1和不完整的方格數(shù)n2，則面積可按下式計(jì)算：

l為方格網(wǎng)邊長(zhǎng)，M為比例尺分母（三）量算圖形的面積1.透明方格紙法例：位于圖形內(nèi)的完整格數(shù)為40，不完整格數(shù)為28，已知方格的規(guī)格為2mm，繪圖比例尺為1：5000，求該圖形的面積。解：根據(jù)公式P乘以地形圖比例尺就為實(shí)地地形圖的面積S（四）根據(jù)地形圖等高線平整場(chǎng)地在各種工程建設(shè)中，除對(duì)建筑物要作合理的平面布置外，往往還要對(duì)原地貌做必要的改造，以便適于布置各類建筑物，排除地面水及滿足交通運(yùn)輸和敷設(shè)地下管線等，這種地貌改造稱之為平整土地。其中方格法（或設(shè)計(jì)等高線法）是應(yīng)用最廣泛的一種。下面分兩種情況進(jìn)行介紹。（四）根據(jù)地形圖等高線平整場(chǎng)地——設(shè)計(jì)成水平場(chǎng)地下圖所示為某場(chǎng)地的地形圖，假設(shè)要求將原地貌按照挖填平衡的原則改造成水平面，土方量的計(jì)算步驟如下：1.在地形圖上繪制方格網(wǎng)方格網(wǎng)大小取決于地形的復(fù)雜程度、地形圖比例尺的大小和土方計(jì)算的精度要求，一般地，方格邊長(zhǎng)為圖上2cm，相當(dāng)于地面10M×10M，20M×20M。（四）、根據(jù)地形圖等高線平整場(chǎng)地——設(shè)計(jì)成水平場(chǎng)地1.在地形圖上繪制方格網(wǎng)第一步在地形圖上繪制方格網(wǎng)地面10M×10M20M×20M（四）、根據(jù)地形圖等高線平整場(chǎng)地——設(shè)計(jì)成水平場(chǎng)地2.計(jì)算各方格頂點(diǎn)的高程用線性內(nèi)插法求出，并注記在相應(yīng)頂點(diǎn)的右上方，如圖所示。（四）、根據(jù)地形圖等高線平整場(chǎng)地——設(shè)計(jì)成水平場(chǎng)地3.計(jì)算設(shè)計(jì)高程“挖、填平衡”。先將每一方格頂點(diǎn)的高程加起來除以4，得到各方格的平均高程，再把每個(gè)方