第九章 地形图基本知识和大比例尺地形图的测绘(新1)

第九章基础地理信息采集及成图方法内容提要：一、地形图的基本知识二、大比例地形图的传统测绘方法三、数字化测图方法一、地形图的基本知识地图：根据一定的数学法则,将地球（或星球）的自然现象和社会现象通过概括和取舍用符号缩绘在平面上的图形，显示出若干现象的地理分布和相互联系。地形图：地形图是普通地图的一种，按一定比例尺，用规定的符号表示地物地貌的平面位置和高程的正射投影图。数字地图：指用全数字的形式描述地图要素的属性、空间位置和相互关系信息的数据集合。电子地图：是数字地物符号化处理后的数据集合，它具有地图的符号化数据特征，并能快速实现图形的平面、立体和动态跟踪显示，供人们在屏幕上阅读和使用。（一）地形图的比例尺比例尺：地形图上两点之间的距离与其实地距离之比，称为比例尺。（1）数字比例尺1．比例尺的种类（2）图示比例尺（1）数字比例尺数字比例尺一般用分子为1的分数形式表示。设图上某一直线的长度为d，地面上相应线段的水平长度为D，则图的比例尺为式中M为比例尺分母。比例尺的大小是以比例尺的比值来衡量的，比例尺分母M越大，比例尺越小，分母越小，比例尺越大。（1）大比例尺地形图——1：500、1：1000、1：2000、1：5000（2）中比例尺地形图——1：2.5万、1：5万、1：10万（3）小比例尺地形图——1：25万、1：50万、1：100万（2）图示比例尺在地形图上绘制一条直线，并把直线分成若干等分段，每个等分段一般为1cm（或2cm）,再将最左边的一个等分段进行10等分(或20等分),并以第10（或第20）等分处的分划线为零分划线，然后在零分划线左右分划线处，标注按数字比例尺算出的实际距离。1050102030405023.8m18.9m2、比例尺的精度地形图上0.1mm所代表的实地长度，称为比例尺精度。比例尺比例尺精度（cm）15001100012000150001100005102050100通常在工程建设的初步规划设计阶段:1：2000、1：5000和1：10000。在详细规划设计和施工阶段:1：2000、1：1000，1：500。(二)地物符号地形是地物和地貌的总称。比例符号：对轮廓较大的地物，其形状和大小均可按测图比例尺缩小，用地形图图式中的规定符号绘出，称为比例符号。非比例符号：某些地物的轮廓太小，无法将其形状和大小依比例尺缩绘在图上，只能用特定的符号表示它们的中心位置，称为非比例符号。线形符号：对一些呈线状延伸的地物，其长度可按比例缩绘，但其宽度不能按比例缩绘的符号，称为线形符号。地物注记:采用文字、数字或特定的符号对地物加以说明者，称为地物注记。等高线注记一般高程点及注记a.一般高程点b.独立性地物的高程25163.20.5a75.4b一般房屋混--房屋结构3--房屋层数混3(三)地貌符号地貌是指地球表面的高低起伏状态，它包括山地、丘陵和平原等，在地形图上用等高线表示地貌。等高线：由地面上高程相等的各相邻点所连成的闭合曲线。等高线表示地貌的原理：1)等高距：地形图上相邻两条等高线的高程之差称为等高距。常用的等高距有1m、2m、5m、10m等几种2）等高线平距：相邻两条等高线之间的水平距离。hhhhhhd1d2d3d4d5d63）等高线平距与地面坡度地面坡度愈陡，则等高线平距愈小，地形图上的等高线愈密；反之，地面坡度愈缓，则等高线平距愈大，等高线愈稀。即等高线平距的大小与地面坡度成反比。如果等高线平距等于零，则地面坡度等于90º。hhhhhhid1d2d3d4d5d6山头洼地1、典型地貌的等高线1）山丘、洼地2）山脊和山谷的等高线表示山脊：山的凸棱由山顶延伸至山脚者称为山脊。山谷：相邻两山脊之间的凹部称为山谷。3）鞍部（相邻两山头之间呈马鞍形的低凹部位称为鞍部）4）悬崖（坡度在70度以上的陡峭崖壁）g悬崖h冲沟g悬崖h冲沟陡崖悬崖某区域等高线图典型地貌的等高线表示△△△△△△△图10——32、等高线的分类首曲线（基本等高线）：按规定的等高距测绘的等高线。计曲线（加粗等高线）：每隔四条基本等高线加粗的等高线。每5倍等高距的等高线加粗描绘。100102104106108110100102104106108103108.5110计曲线间曲线助曲线首曲线地面半距等高线（间曲线）：按二分之一基本等高距加绘的等高线，用长虚线表示辅助等高线（助曲线）：按四分之一基本等高距插绘的等高线，用短虚线表示。100102104106108110100102104106108103108.5110计曲线间曲线助曲线首曲线地面3、等高线的特性（1）同一条等高线上各点的高程相等。（2）等高线是闭合的曲线，不能中断，如果在一幅图中不闭合，则必定跨越邻幅或多幅后闭合。（3）不同高程的等高线不能相交，只有在绝壁或悬崖处才会相交。（4）等高线与山脊线和山谷线正交。（5）一幅地形图上等高距相等。等高线间平距的大小与地面坡度的大小成反比。为了便于测绘、使用和保管地形图,需要按统一的规定和方法,将大面积的地形图进行分幅和有系统的编号。地形图的分幅编号可分为两类:一种是：按坐标格网划分的正方形或矩形分幅法；另一种是：按经纬线划分的梯形分幅法。1、正方形或矩形分幅编号与图廓注记比例尺内幅大小(cm)实地面积(km)一幅1:5000的图幅所包含本图幅的数目1:500040?0411:200050?0141:100050?00.25161:50050?00.062564(四)地形图的分幅编号与图廓注记上述大比例地形图的编号一般采用图廓西南角坐标公里数编号法。大比例尺地形图往往是小地区或带状地区的工程设计和施工用图,也可用各种代号进行编号。例如:可以用测区与阿拉伯数字结合的方法。如图所示,将测区按统一顺序进行编号,一般从左到右,从上到下用阿拉伯数字1、2、3、4...编定(如xx-15)ABC1234561:500、1:1000、1:2000等大比例尺地形图的图廓及图外注记主要包括如下内容。（1）图名、图号图名即本幅图的名称,一般以所在图幅内主要地名来命名。图名选取有困难时,也可不注图名,仅注图号。图名和图号应注写在图幅上部中央，且图名在上，图号在下。（2）图幅接合表（接图表）图幅接合表绘在图幅左上角,说明本图幅与相邻图幅的关系,供索取相邻图幅时用。图幅接合表可采用图名注出,也可采用图号(仅注有图号时)注出。图幅接合表（3）内、外图廓和坐标网线图廓是地形图的边界，采用矩形分幅的大比例尺地形图只有内图廓和外图廓。内图廓就是地形图的边界线，也是坐标格网线。在内图廓外四角处注有坐标值，在内图廓的内侧,每隔10cm绘有5mm长的坐标短线,并在图幅内绘制为每隔10cm的坐标格网交叉点。外图廓是图幅最外边的粗线，一般起装饰作用。（4）其它图外注记在外图廓的左下方应注记测图日期、测图方法、平面和高程坐标系统、等高距及地形图图式的版别。在外图廓下方中央应注写比例尺。在外图廓的左侧偏下位置应注明测绘单位全称。内图廓线外图廓线比例尺测图日期、方法、坐标系统等测绘单位食堂篮球场2828FHF2929FHF11FHF22FHF33FHF老学生食堂X0,Y01：500测图日期、方法、坐标系统等测绘人员测绘单位（X0,Y0)2、梯形分幅编号与图廓注记按国际上的统一规定，梯形分符应以1：1000000比例尺的地形图为基础，实行全球统一的分幅与编号。（1）1:1000000地形图的分幅编号整个地球表面用子午线分成60个6°系列，由经度180°起，自西向东用数字1，2，3…，60表示。同时，由赤道起分别向北向南直到纬度88°止，每隔4°纬度圈分成22个横行，用字母A，B，C，…V编号。每幅1：1000000地形图，由纬差4°的纬圈和经差6°的子午线所形成的梯形，图号由“图符行号（字母码）和图符列号（数字码）组成”1234567891011121314ABCDEFGHI...图10-6老干部活动中心幼儿园土木楼附中操场环工楼设备处学生处水泵实验室第七教学楼流体力学实验室图书馆计算机中心机械实验室排球场水００２班学生所测部分校园平面图二、大比例地形图的传统测绘方法根据碎步测量的方法来划分，地形图成图方法主要分为以下几种：1）以平板仪、经纬仪或水准仪、光电测距仪或皮尺为主要测量工具的传统测绘法；2）以电子全站仪为主要测量工具，并辅以电子手簿、计算机、绘图仪的数字化测量和自动化成图方法；3）摄影测量方法。传统的测图的方法是：外业测量地物地貌的特征点在图纸上展绘碎部点按点之间关系连线，显示地物地貌按碎部点高程，手工内插描绘等高线1.仪器、工具及资料的准备。2.图纸：可用白绘图纸或聚酯薄膜。（一）测图前的准备3.绘坐标格网采用对角线法对角线法绘制方格网方格网的大小：40cm50cm或50cm50cm方格的大小：10cm10cm2、检查：方格边长误差≤0.2mm，各方格交点不在一直线偏离≤0.2mm，对角线长度与理论值之差≤0.3mm。（二）展绘控制点：例：展绘控制点A(647.43,634.52,4.50)；B(913.46,748.63,6.45）。1、确定格网线的坐标、注记。2、确定控制点所在的方格，按比例尺展出。3、检查：在图上量取相邻控制点间的距离。其与理论值之差图上0.3mm。1:10000.50.510009008007006005005006007008009001000A4.506.45B28F3F2F1F29F（三）地形测图的方法1、经纬仪测绘法经纬仪测绘法原理观测立尺方向与某控制方向的水平角测定立尺点与测站间的平距测定立尺点与测站间的高差极坐标法视距测量28F29F1F2F3Fβ1、经纬仪法测图一）配置1）工具：经纬仪、图板、塔尺或水准尺、小钢尺、量角器、三棱尺、计算器、铅笔、橡皮等。2）人员：观测员、记录计算员、绘图员各1人、立尺员2人。二）步骤1）安仪：在控制点A安置经纬仪，量取仪器高i。2）定向：后视(盘左瞄准)控制点B，度盘置零（即0度0分0秒）。作为起始方向。3）立尺：立尺员把水准尺立到地形、地貌特征点上。东大道坚55.405.35A、“地物”取“轮廓转折点”。B、地貌—取“地性线上坡度或方向变化点”。4）观测：瞄准点1的塔尺，分别读取上、下丝之差、中丝读数、竖盘读数L、水平角β。5）记录、计算：记录上述观测值，按视距测量公式计算出点1的水平距离D和高程H。2coslkD)(1vitgDHhHHAAABC上丝减下丝2coslkD)(1vitgDHhHHAA6）展碎部点：在图纸上，按β、D，定出点1的位置。实地距离D换算为图上距离d的简便算法：10002500500DDdDmm´===?例1:500：例1:20001000200020002DDDdmm´===28F29F1F2F3Fβ2F3F28F1F例子碎步测量读取水平度盘读数，竖直盘读数，上丝、下丝、中丝。128F29F1F2F3Fβ500D老学生食堂1①地物：根据特征点是直线我们连直线，是曲线我们连曲线。展绘碎步点老学生食堂篮球场②地貌的绘制（用等高线表示）等高线的绘制方法：（１）首先描绘出地性线（山脊线、山谷线）。（２）再在相邻碎部点之间内插出等高线。等高线勾绘方法：三定一连二注三定：一定上下两点有无等高线通过；二定等高线通过的条数；三定等高线通过的位置。一连：用光滑的曲线连接相同高程的点。二注：一注计曲线；二注示坡线。等高线的绘制方法62.962.862.568.265.568。563.661.861.964.6（四）地形图的拼接、整饰和检查1、地形图的拼接若测区面积较大，采用分幅测图时，整饰以前必须进行地形图的拼接。一般规定每幅图的图边应测出图幅外1cm。若偏差小于容许值，可以平均分配到两幅图中。2、地形图的整饰1）地物的描绘地物应按《地形图图式》规定的符号表示。如房屋轮廓线用直线相连，而道路河流的弯曲部分则需逐点连接成光滑曲线。不能依比例描绘的地物应按相应的非比例符号表示。2）地貌主要用等高线来表示。3）擦掉不必要的点、线、高程