工程建设中的地形图与应用

南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity§5工程建设中的地形图与应用•5-1工程规划阶段对地形图的要求•5-2大比例尺地形图及应用•5-3工程竣工图测绘•5-4水下地形图测绘•5-5数字地面模型及应用南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity§5-1工程规划阶段对地形图的要求南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity1、水利工程设计对地形图的要求•全面规划阶段：国家基本比例尺地形图1：1万~1：10万，选择水利枢纽的位置和分布。•整体设计阶段：1：1万~1：5万库区地形图•初步设计阶段1）1：1万地形图——确定坝轴线2）1：2万或1：5万地形图——各类建筑物的布置方案•施工设计阶段1：1000地形图，详细设计各部分•港口码头设计所需的地形图南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity2、道路工程设计对地形图的要求——大型桥梁工程•踏勘阶段1：25000或1：50000地形图•初步设计阶段——施测河流的水下地形、流速及流向——1：1000或1：10000桥渡总平面图——1：500~1：5000的桥址地形图，用以设计主体工程及其附属工程并估算工程数量与费用南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity•确定精度•选择比例尺•确定测图范围与内容3、工业与民用建筑设计对地形图的要求南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity§5-2大比例尺地形图及应用南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity1、大比例尺地形图的精度•数字法测图的地形图精度重测中定物2222mmmmmSmmm222测对于极坐标法测量：222)(SbamSmmS极坐标法测量精度南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity大比例尺地形图的精度高程精度•地形点高程的测定误差随视线倾角的增大而急剧增加，此外地形概括误差影响也较大。因此，提高等高线高程精度，除了提高地形点高程的测定精度外，必须注意地形点要有一定的密度•《工程测量规范》中规定地形点的最大间距：30m（1：1000）、50m（1：2000）和100m（1：5000）南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity2、大比例尺地形图的应用大比例尺地形图在工程建设中的应用按一定方向绘制断面图•在地形图上作A、B两点的连线，与各等高线相交，各交点的高程即各等高线的高程，而各交点的平距可在图上用比例尺量得南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity2、大比例尺地形图的应用大比例尺地形图在工程建设中的应用按一定方向绘制断面图•在道路、渠道等工程设计中，常需要按某一限定坡度选一条最短路线或等坡线，以减少建设费用南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity•平整土地，计算土方量——方格网法1.绘制方格网——内插得网点实际高程——计算设计高程2.绘出填挖边界线（确定“零线”的位置）3.计算填挖高度4.计算土石方工程量5.放样填挖边界线及填挖高度。南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity•基坑土方量可按立体几何中拟柱体(由两个平行的平面作底的一种多面体)体积公式计算(如图1-1所示).即：V=(F下+4F中+F上)H/6式中•H——基坑深度,m；F上、F下——基坑上、下底的面积；F中—基坑中截面的面积.南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity基坑开挖土方量计算南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity§5-3工程竣工图测绘南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity1、工程竣工图测量工程竣工图测绘•在新建、改建和扩建工业与民用建筑运营管理过程中，需要进行工程竣工图（亦称竣工现状图或现状图）测量。•目的：使设计、施工和生产管理人员掌握工程内部现有全部建（构）筑物的平面和高程位置关系，设计要素的现状以及场地地形地物的情况，形成详细的工业竣工现状图和有关数据资料。南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity1、工程竣工图测量工程竣工图测量工程竣工图测量的目的•工程竣工测量是真实反映施工后建（构）筑物实际位置的最终表现•也是后续阶段设计和管理的重要依据，在施工中应及时测定地上和地下各个工程的准确位置，为今后的使用、管理和进一步设计提供准确资料南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity1、工程竣工图测量•任务1.检验设计的正确性，阐明工程最终成果2.为今后的扩建和改建提供设计依据3.满足生产管理和变形观测的需要•特点1.竣工图的施测精度则是以解析数据为依据进行计算的，故精度应以细部坐标点的测量中误差来确定2.测图内容繁杂3.根据不同用途而采取不同的技术措施南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity1、工程竣工图测量工程竣工图测量施测竣工图的原则•控制测量系统应与原有系统保持一致•测量控制网必须有一定的精度标准•充分利用已有的测量和设计的资料南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity•工程竣工图测量内容和要求竣工图的内容（坐标、高程、各种元素）包括地面、地下和架空的各建（构）筑物的位置和一般地形、地物情况，及在图上表示出所测细部点的坐标、高程和各种元素厂区现状标准图辅助图剖面图专业分图技术总结报告和成果表南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity2、总图编绘工程竣工图测量施测竣工图的要求•图幅：取决于实际需要，一般为50×50cm•比例尺：考虑图面负荷、方便读图和图解精度，一般与设计总平面图比例尺一致•坐标和高程系统：保持原有控制系统•竣工图测量的精度要求：以细部坐标点和高程点的精度来衡量•控制网的建立及精度要求：以测量和施工控制网为依据，一般不需另建。南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity总图编绘总图编绘的基本要求•竣工总图的比例尺，宜为1∶500，坐标系统、图幅大小、注记、图例符号及线条与设计图一致•竣工总图应根据现有资料，及时编绘工程竣工图测绘工程竣工图测绘总图编绘总图编绘的基本规定•总平面及交通运输竣工图•给、排水管道竣工图•动力、工艺管道竣工图•输电及通讯线路竣工图•综合管线竣工图工程竣工图测绘总平面及交通运输竣工图•应绘出地面的建筑物、构筑物、公路、铁路、地面排水沟渠、树木绿化等设施•矩形建筑物、构筑物在对角线两端外墙轴线交点，应注记两点以上坐标•圆形建筑物、构筑物，应注记中心点坐标及接地外半径•所有建筑物都应注记室内地坪标高工程竣工图测绘总平面及交通运输竣工图•公路中心的起终点、交叉点，应注记坐标及标高，弯道应注记交角、半径及交点坐标，路面应注记材料及宽度•铁路中心线的起终点、曲线交点，应注记坐标，在曲线上应注明曲线半径、切线长、曲线长、外矢距、偏角元素，铁路的起终点、变坡点及曲线内轨面应注记标高工程竣工图测绘总图编绘的方法•编绘的资料来源：数字化的设计图；旧有的白纸图；在施工过程中，通过复测检查及竣工时的实测，提交的施工放样检查和竣工资料•过程：总图底图的处理；总图的形成南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity§5-4水下地形图测绘南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity1、概述•用途•特点（与陆地测量相比）1.采用投影、坐标系、基准等相同2.平面定位3.高程定位4.水深测量的改正5.布点方法南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity2、水下地形测量的定位方法•全站仪法极坐标法获取平面坐标测深仪获取水深数据•GPS法GPS接收机+测深仪南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity3、水深测量及水位观测•简单工具测深杆测深绳•回声测深仪原理组成：显示器、换能器、发射系统和接收系统南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity•多波束测深仪1.回声测深设备——换能器、测量船摇摆的传感装置、收发机等2.回声处理设备——计算机、打印机、横向深度剖面显示器、实时等深线数字绘图仪等•双波束测深仪南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity•水位观测深度基准面1.水下地形图2.水深图、海图（等深线）3.理论深度基准面——理论最低潮面4.最低水位、平均低水位、设计水位南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity4、水下地形测绘•布置断面线、断面点•水下地形测量方法•水下横断面测量•水下纵断面图编绘南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity5、无验潮模式水下地形图测绘南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity§5-5数字地面模型及应用南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity1、数字地面模型（DTM,DEM）•概念•数据采集方法1.野外地面数据——全站仪、RTK2.摄影测量方法——航空摄影、地面摄影3.原有地形图——数字化仪→电子文件→采集处理4.水下地形测量南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity•DTM的建模方法1、密集正方形格网法——航测数字化成图中应用2、不规则三角形格网法（TIN）——实测数据3、混合法南京林业大学土木工程学院CollegeofCivilEngine