《土木工程测量》教程

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1、第九章 地形图的基本知识,孙 晓,土木建筑学院道路工程系,土木工程测量,91 地形图概述,地物是指地球表面上有明显轮廓的物体，既可以是自然形成的，如河流、湖泊、植被等，也可以是人工建成的，如道路、房屋等。 地貌是指地面的高低变化和起伏形状，如山脉、丘陵、平原等。 地形图是按一定比例尺，用规定的符号表示地物、地貌平面位置和高程的正射投影图。 地形图(Topographic map, or site plan)都是用各种地形符号描绘成的线划图，它是地面实际面貌在图纸上的反映。 利用地形图，我们可以了解全区详细的地形，还可以从图上量测距离、角度、方向、高程、坐标等信息。 地形图是土木工程规划、设计和

2、管理的基础图件。,1:2000,1:500地形图，城市居民地示意图,1：1000地形图 农村居民地示意图,1：2000地形图 城市立交桥示意图,地图： 地形图：按一定比例尺，用规定的符号表示地物、地貌平面位置和高程的正射投影图。 平面图： 影像地图：利用航空摄影像片，经处理成正射投影像片后，再对主要地物、地貌用线划描绘在像片上 数字地图：通过计算机处理各种地面数据，生成数字形式的存储信息，既可转化成各种比例尺的地形图，也可直接用于工程设计。,92 地形图的比例尺,地形图上任一线段长度与地上相应线段水平投影长宽之比，称为地形图的比例尺。 一、比例尺的种类 1、数字比例尺 用分子为1的分数式来表示

3、的比例尺，称为数字比例尺，即2、图示比例尺。为了用图方便，以及避免由于图纸伸缩而引起的误差，通常在图上绘制图示比例尺，也称直线比例尺。,我国地形图按比例尺分类,大比例尺 1:500 1:1000 1:2000 1:5000 中比例尺 1:10000 1:25000 1:50000 1:100000 小比例尺 1:20万 1:50万 1:100万,通常用于各种工程建设的规划和设计,行政管理和大范围的发展规划工作,我们国家的基本地图，用于国防和经济建设的规划和设计,二、比例尺精度,地形图上0.1mm长所代表的实际长度称为比例尺精度。 表91 比例尺的精度比例尺精度的用途： 一是可以确定测量地形点时

4、量距所需精度。 二是可以根据在图上要表示的最小尺寸，确定应选用的比例尺。,93 地物在地形图上的表示方法,地面上的地物，如房屋、道路、河流、森林、湖泊等，其类别、形状和大小及其地图上的位置，都是用规定的符号来表示的。 根据地物的大小及描绘方法的不同，地物符号分为以下几类： 比例符号 非比例符号 线性符号 地物注记,定 义,比例符号凡能按比例尺把它们的形状、大小和位置缩绘在图上的，称为比例符号。这类符号表示出地物的轮廓特征。 如轮廓较大的地物：房屋、运动场、湖泊、森林、田地等。,定 义,非比例符号对于有些轮廓较小的地物，采用一种统一规格、概括形象特征的象征性符号表示，这种符号称为非比例符号。只表

5、示地物的中心位置，不表示地物的形状和大小。 轮廓较小的地物，或无法将其形状和大小按比例画到图上的地物，如三角点、水准点、独立树、里程碑、水井和钻孔等。 定位：用图形的几何中心、底线的中点或底部直角顶点作为定位点，表示地物中心所在的位置,定义（续）,线性符号（半比例尺符号）对于一些带状延伸地物，如河流、道路、通讯线、管道、垣栅等，其长度可按测图比例尺缩绘，而宽度无法按比例表示的符号称为半比例符号。 定位：这种符号一般表示地物的中心位置，但是城墙和垣栅等，其准确位置在其符号的底线上。,定义（续）,地物注记对地物加以说明的文字、数字或特定符号，称为地物注记。如地区、城镇、河流、道路名称；江河的流向、

6、道路去向以及林木、田地类别等说明。,各种比例符号示例,不依比例符号的定位,94 地貌在地形图上的表示方法,一、用等高线表示地貌的原理在地形图上，地貌主要是采用等高线(Contour)来表示的。 等高线是地面相邻等高点相连接的闭合曲线，也就是静止的水面与地表面的交线。 一簇等高线，在图上不仅能表达地面起伏(Terrain undulation)变化的形态，而且还具有一定立体感(Stereoscopic )。,等高线原理图,二、等高距和等高线平距,等高距或等高线间隔相邻等高线之间的高差h。在同一幅地形图上，等高距是相同的。 等高线平距相邻等高线间的水平距离d。d愈大，表示地面坡度愈缓，反之愈陡。坡

7、度与平距成反比。 用等高线表示地貌，等高距选择过大，就不能精确显示地貌；反之，选择过小，等高线密集，失去图面的清晰度。因此，应根据地形和比例尺参照下表选用等高距。,地形图基本等高距要求,三、典型地貌及其在地图上的表示方法 (Terrain relief),1、山头和洼地（盆地）,1、山头和洼地（盆地）,图a、b分别表示山头和洼地的等高线，它们都是一组闭合曲线。 其区别在于：山头的等高线由外圈向内圈高程逐渐增加，洼地的等高线外圈向内圈高程逐渐减小，这样就可以根据高程注记区分山头和洼地。 也可以用示坡线来指示斜坡向下的方向。在山头、洼地的等高线上绘出示坡线，有助于地貌的识别。,2、山脊和山谷,2、

8、 山脊和山谷,山坡的坡度和走向发生改变时，在转折处就会出现山脊或山谷地貌。 山脊的等高线均向下坡方向凸出，两侧基本对称。山脊线是山体延伸的最高棱线，也称分水线。 山谷的等高线均凸向高处，两侧也基本对称。山谷线是谷底点的连线，也称集水线。 在土木工程规划及设计中，要考虑地面的水流方向、分水线、集水线等问题。因此，山脊线和山谷线在地形图测绘及应用中具有重要的作用。,4、鞍部和陡崖,悬崖和冲沟,地貌等高线,四、等高线的分类,按基本等高距描绘的等高线称首曲线，用细实线描绘； 为了读图方便，高程为5倍基本等高距的等高线用粗实线描绘并注记高程，称为计曲线； 在基本等高线不能反映出地面局部地貌的变化时，可用

9、二分之一基本等高距用长虚线加密的等高线，称为间曲线； 更加细小的变化还可用四分之一基本等高距用短虚线加密的等高线，称为助曲线。,各种等高线,五、等高线的特性,1同一条等高线上的各点其高程必相等。但高程相等的点不一定都在同一条等高线上。 2等高线均是闭合曲线，如不在本图幅内闭合，则必在图外闭合，故等高线必须延伸到图幅边缘。 3等高线密集表示地面的坡度陡，等高线稀疏表示地面的坡度缓，间隔相等的等高线表示地面的坡度均匀。 4除在悬崖或绝壁处外，等高线在图上不能相交或重合。 5等高线与山脊线或山谷线大致成正交。 6等高线跨越河道、沟溪时不能横穿河道，而是先逐渐折向上游，交河岸线而中断，然后从对岸起再折

10、向下游。 等高线不能在图内中断，但遇道路、房屋、河流等地物符号和注记处可以局部中断。,95 地形图的分幅和编号,1：100万地形图采用国际统一分幅和编号方法，以经差纬差为一幅。由经度起向东分成60个纵带，编号自1至60；由赤道起向北和向南分别到纬度各分成22个横带，编号自A、B至V。每幅图的图号由横带的字母和纵带的号数组成。 在北半球和南半球分别在编号前加N和S，因我国全部位于北半球，故省略N。 北京某地：北纬39 54 30, 东经116 28 25 则纬度序号：10（J），经度序号：50 图幅编号：J-50,1：100万,J-50,1：50万、1：20万、1：10万,1：50万：1：100

11、万地形图一分为四，用A、B、C、D表示，即经差3，纬差2,北京某地：北纬39 54 30, 东经116 28 25 图幅编号：J-50-A,1：50万、1：20万、1：10万,1：20万 一幅1：100万地形图分为36幅，用136表示，即经差1，纬差40,北京某地 北纬 39 54 30 东经 116 28 25 图幅编号 J-50-3,1：50万、1：20万、1：10万,北京某地 北纬 39 54 30 东经 116 28 25 图幅编号 J-50-3,1：10万,一幅1：100万地形图分为144幅，用1，2，144表示，即经差30，纬差20 北京某地：北纬39 54 30, 东经116 2

12、8 25 图幅编号：J-50-5,图幅编号：J-50-5-B,1：5万、1：2.5万、1：1万,1：5万,1：5万、1：2.5万、1：1万,1：2.5万 一幅1：5万地形图分为4幅，用1，2，3，4表示，经差730，纬差5 图幅编号：在1：5万编号后加上自己的序号J-50-5-B-4,1：1万 一幅1：10万地形图分为8行、8列共64幅图， 用（1），（64）表示，经差345，纬差230 编号：在1：10万编号后加上各自的代号J-50-5-（24）,1：5万、1：2.5万、1：1万,1：5000,1：5000比例尺地形图：在1：1万的基础上进行 1：5000 一幅1：1万地形图分为4幅，用a,

13、b,c,d表示，经差152.5，纬差115 图幅编号：在1：1万编号后加上各自的代号J-50-5-（24）-b,二、矩形分幅及其编号,矩形分幅都用于大比例尺地形图，它是按统一的直角坐标格网划分的。,1坐标编号法 采用图廓西南角坐标的公里数编号，坐标在前，坐标在后，一般取至0.1km，1：500图取至0.01km。例如，图913的图幅编号为15.022.0。 2流水编号法 多用于小面积的独立测区。 3行列编号法 多用于小面积的独立测区。,二、矩形编号,4连续编号法 对于面积较大地区、且有几种不同比例尺的地形图进行分幅编号时，常采用这种方法。 （1）1：5000地形图的编号 以图廓西南角的坐标公里

14、数，并在前加注所在投影带中央子午线的经度作为该图的图号。 例如1170391484，表示该图在中央子午线的投影带内，图廓西南角坐标，。但在较小范围内，常省略中央子午线经度，坐标亦只取两位公里数，如用1484编号。 （2）1：2000地形图的编号 以1：5000的图为基础，将一幅1：5000图分成四幅1：2000的地形图，在1：5000的图号后加相应的代号、，按图912中的顺序表示，就是1：2000图幅的编号。如1484。 （3）1：1000地形图的编号 将一幅1：2000图分成四幅，在1：2000的图号后分别加、，就是1：1000图幅的编号。如1484。 （3）1：500地形图的编号 将一幅1

15、：1000图分成四幅，在1：1000图号分别加、，就是1：500图幅的编号。如1484。,96 地形图的图廓和注记,一、正方形和矩形图幅的图廓和注记,二、梯形图幅的图廓和注记,1分度带 在内外图廓之间绘有分度带，分度带按经差1或纬差1的间隔，绘成黑白相间的条式图形。把相对边分度带上分数相同的点连接起来，就可构成大地坐标网，利用它可量取点的大地坐标。,4坡度尺 在南图廓外还绘有坡度尺。坡度尺是以坡度为横坐标，以等高线平距为纵坐标的坡度平距曲线。横坐标的坡度可取任意比例尺绘制，平距则与地形图的比例尺相同。所以从图上量出等高线的平距后可直接从坡度尺上得出相应的坡度。坡度尺按首曲线间的平距和计曲线间的平距分别绘出两条曲线。坡度尺的横坐标既可用倾角也可用百分数表示。,