测量学课件：第10章 地理空间信息的应用（网院）1.ppt

1、1第十章 地理空间信息的应用1 前前9 9章是基础测量部分，介绍了测量的三大基本要素章是基础测量部分，介绍了测量的三大基本要素的测量方法、控制测量、野外数据的采集方法以及地形的测量方法、控制测量、野外数据的采集方法以及地形图的成图方法，使我们了解和认识了测图的过程。野外图的成图方法，使我们了解和认识了测图的过程。野外数据的采集是获取空间地理信息的方式之一。数据的采集是获取空间地理信息的方式之一。 后后5 5章是工程测量部分。其中，第章是工程测量部分。其中，第1010章是工程测量部章是工程测量部分的基础内容。通过这一章，我们要学习的是如何从一分的基础内容。通过这一章，我们要学习的是如何从一张地形

2、图上获取我们需要的地理空间信息以及如何利用张地形图上获取我们需要的地理空间信息以及如何利用地形图为工程建设服务。地形图为工程建设服务。 2第十章 地理空间信息的应用210.1 10.1 概述概述10.2 10.2 地形图应用的基本知识地形图应用的基本知识10.3 10.3 面积量算面积量算10.4 10.4 在地形图上按一定方向在地形图上按一定方向绘制断面图绘制断面图10.5 10.5 地形图在平整场地中的地形图在平整场地中的应用应用10.6 10.6 地理信息系统的简介地理信息系统的简介地形图在工程地形图在工程中的应用中的应用地形图应用地形图应用的基本知识的基本知识 知知 识识 点点 一一地

3、理信息系统简介地理信息系统简介3第十章 地理空间信息的应用3地形图应用的基本知识地形图应用的基本知识一、概述一、概述二、地形图应用的基本知识二、地形图应用的基本知识地形图的识图地形图的识图地形图的基本应用地形图的基本应用4第十章 地理空间信息的应用4一、概述一、概述 地理空间信息的信息源地理空间信息的信息源纸载地形图、数字地形图和电子地图纸载地形图、数字地形图和电子地图是是GISGIS系统中基础图件，也系统中基础图件，也是地理空间信息的信息源。地形图上既有空间信息和属性信息。是地理空间信息的信息源。地形图上既有空间信息和属性信息。 纸载地形图与数字（电子）地图的精度比较纸载地形图与数字（电子）

4、地图的精度比较纸载地形图：成图前的数据采集时的仪器精度低；成图中产生绘图误纸载地形图：成图前的数据采集时的仪器精度低；成图中产生绘图误差；成图后测量数据的量取产生图解误差。差；成图后测量数据的量取产生图解误差。数字数字( (电子电子) )地形图：成图前的数据采集时的仪器精度高；成图过程中地形图：成图前的数据采集时的仪器精度高；成图过程中计算机成图也不产生绘图误差；成图后测量数据的量取也不产生图计算机成图也不产生绘图误差；成图后测量数据的量取也不产生图解误差。解误差。数字地形图的精度高于纸载地形图。数字地形图的精度高于纸载地形图。5第十章 地理空间信息的应用5二、地形图应用的基本知识二、地形图应

5、用的基本知识 地形图的识读地形图的识读l图外注记图外注记识读识读：l地物和地貌的识读：地物和地貌的识读：l野外使用地形图的方法野外使用地形图的方法 地形图应用的基本知识地形图应用的基本知识 确定点位的平面坐标确定点位的平面坐标 确定两点之间的距离确定两点之间的距离6第十章 地理空间信息的应用61. 1. 图号、图名和邻接图表；图号、图名和邻接图表； 2. 2. 比例尺、图幅范围、坐标系统、高程系统；比例尺、图幅范围、坐标系统、高程系统； 3. 3. 测图年月和测图单位；测图年月和测图单位； 4. 4. 图的新旧。图的新旧。 5. 三北方向线关系图和坡度尺三北方向线关系图和坡度尺 一般原则一般原

6、则: : 先图外后图内、先地物后地貌、先图外后图内、先地物后地貌、 先注记后符号、先主要后次要。先注记后符号、先主要后次要。地形图的读图方法地形图的读图方法7第十章 地理空间信息的应用73420.0521.01. 1. 图号、图名、图号、图名、内外图廓和接内外图廓和接图表图表2. 2. 比例尺比例尺图号图号图名图名接图表接图表图示比例尺图示比例尺数字比例尺数字比例尺内图廓内图廓外图廓外图廓8第十章 地理空间信息的应用8经差为经差为345，纬差为，纬差为230。东经：东经：11303451130730北纬：北纬：223730224000第一坐标纵线第一坐标纵线38404km，38为为3带带号带带

7、号横坐标值为横坐标值为404km500km= 96km，第一坐标横线为第一坐标横线为2504km。3. 经纬度经纬度 与坐标格网与坐标格网4. 坐标系统坐标系统 高程系统高程系统 图式、测图图式、测图 日期测图者日期测图者9第十章 地理空间信息的应用95.5.三北方向线关系图和三北方向线关系图和坡度尺坡度尺 三北方向间的角度关系图一般绘制在中、小比例尺图的东图廓线三北方向间的角度关系图一般绘制在中、小比例尺图的东图廓线的坡度比例尺上方。的坡度比例尺上方。10第十章 地理空间信息的应用10地物识读1. 1. 测量控制点测量控制点2. 2. 居民地居民地3. 3. 工矿企业建筑工矿企业建筑4. 4

8、. 独立地物独立地物5. 5. 道路、管线和垣栅道路、管线和垣栅6. 6. 水系及其附属设施水系及其附属设施7. 7. 植被的分布、类别、面积等植被的分布、类别、面积等8. 8. 境界等境界等主要根据地形图图式进行判读主要根据地形图图式进行判读。地貌识读 主要根据地形图上的主要根据地形图上的等高线进行判读等高线进行判读。 主要包括：主要包括： 地面坡度的变化、地地面坡度的变化、地势起伏的大体趋势，是否势起伏的大体趋势，是否有山头、鞍部、山脊、山有山头、鞍部、山脊、山谷及其大致走向等。谷及其大致走向等。（二）地物地貌识读11第十章 地理空间信息的应用11 野外使用地形图时，经常要进行地形图的定向

9、，在图上野外使用地形图时，经常要进行地形图的定向，在图上确定站立点位置，地形图与实地对照确定站立点位置，地形图与实地对照, ,以及野外填图等工作。以及野外填图等工作。 当使用的图幅数较多时，为了使用方便对地形图进行拼当使用的图幅数较多时，为了使用方便对地形图进行拼接和粘贴。方法：按照接图表所示的相邻图幅的图名和图号，接和粘贴。方法：按照接图表所示的相邻图幅的图名和图号，将各幅图按其关系位置排列好，按将各幅图按其关系位置排列好，按左压右左压右，上压下上压下的顺序进的顺序进行拼贴，构成一张范围更大的地形图行拼贴，构成一张范围更大的地形图. . （三）野外使用地形图12第十章 地理空间信息的应用12

10、地形图的野外定向地形图的野外定向 使图上表示的地形与实地地形一致。使图上表示的地形与实地地形一致。 罗盘定向：罗盘定向：根据地形图上的三北关系图，将罗盘的指针北端指根据地形图上的三北关系图，将罗盘的指针北端指向北图廓，并使其刻度盘上的南北线与地形图上的真子午线向北图廓，并使其刻度盘上的南北线与地形图上的真子午线( (或坐或坐标纵线标纵线) )方向重合，然后转动地形图，使磁针北端指到磁偏角值，方向重合，然后转动地形图，使磁针北端指到磁偏角值，完成地形图的定向。完成地形图的定向。适合山区适合山区。 地物定向：地物定向：首先，在地形图上和实地分别找出相对应的两个位首先，在地形图上和实地分别找出相对应

11、的两个位置点置点. .例如，本人站立点、房角点、道路或河流转弯点、山顶、独例如，本人站立点、房角点、道路或河流转弯点、山顶、独立树等，然后转动地形图，使图上位置与实地位置一致。适合城立树等，然后转动地形图，使图上位置与实地位置一致。适合城镇、乡村。镇、乡村。 13第十章 地理空间信息的应用131.1.恢复恢复P P点所在格网点所在格网2.2.过过P P作格网平行线作格网平行线3.3.用比例尺量或计算用比例尺量或计算 X X、 Y Y恢复格网得正方形恢复格网得正方形abcdabcd，a a点坐标点坐标为：为：XaXa=700=700，YaYa=1100=1100量取量取amam、aeae的长度的

12、长度注意：应按比例注意：应按比例化算成实地距离），化算成实地距离），则则P P点的坐标点的坐标为：为：XP = XaXP = Xa + + （aeae/ad/ad）* *100100， YP = YaYP = Ya + + （am/abam/ab）* *100100。XY1000 900 800 700 600 5001000 1100 1200 1300 1400 15001：1000hv.Paefmdcbn例：例：量测量测P P点坐标。点坐标。(Xa,Ya)u 确定点位的平面坐标确定点位的平面坐标 地形图应用的基本知识地形图应用的基本知识 纸质图：图解法纸质图：图解法 电子图：电子图：ca

13、ss70/工程应用工程应用/查询指定点坐标查询指定点坐标14第十章 地理空间信息的应用14 量算线段距离量算线段距离1 1）图量法：按比例化算成实地距离。图量法：按比例化算成实地距离。2 2）坐标反算：）坐标反算：)()(MNMN22MNyyxxDu确定两点之间的距离确定两点之间的距离 量算折线、曲线距离量算折线、曲线距离折线：线段累加折线：线段累加曲线：曲线计（曲线：曲线计（P214P214图图10-510-5）15第十章 地理空间信息的应用15（1 1）图解法：确定直线）图解法：确定直线MNMN的方位角的方位角MNMN。 可以直接用量角器量取可以直接用量角器量取 。（2 2）解析法：如图所

14、示，当知道）解析法：如图所示，当知道M M、N N点点 的坐标时，公式计算：的坐标时，公式计算：)()(arctanMNMNMNxxyyu确定某一直线的坐标方位角确定某一直线的坐标方位角（3 3）软件法：）软件法：cass70/cass70/工程应用工程应用/ /查询距查询距离两点距离及方位。离两点距离及方位。16第十章 地理空间信息的应用16例：例：在图上量得在图上量得A A、B B坐标为：坐标为：1000 900 800 700 600 5001000 1100 1200 1300 1400 15001：1000.A.BXB= 683.2mYB=1378.5mXA= 845.6mYA=11

15、40.3m求DAB、AB。DABAB解：解：X=683.2-845.6=-162.4 Y=1378.5-1140.3=+238.2DAB= =288.29YX=554253 第象限 AB =180RAB = 1241707 222 .238)4 .162(RAB =tan-1 =tan-1 1.46674917第十章 地理空间信息的应用17u确定点位的高程确定点位的高程 点在两等高线之间：比例内插点在两等高线之间：比例内插点在等高线上：点在等高线上： 过过B B点作一条相对垂直于相邻等高线点作一条相对垂直于相邻等高线的线段的线段mnmn，分别量出，分别量出mnmn、nBnB的长度，设等的长度，

16、设等高距为高距为h h，则，则B B点高程：点高程：hmnnBHnHm18第十章 地理空间信息的应用18倾斜百分率：倾斜百分率：h/D = i%倾斜角：倾斜角：= arctg h/D倾斜率：倾斜率：MdHHDhiABDhiu 在地形图上确定某一直线的坡度在地形图上确定某一直线的坡度19第十章 地理空间信息的应用19四四. .点位的高程和点位的高程和两点间的坡度量测两点间的坡度量测例例1 1：点位的高程和两点间的坡度量测点位的高程和两点间的坡度量测u 在等高线地形图上进行量测在等高线地形图上进行量测1.1.点位高程：可根据等高线目估点位高程：可根据等高线目估 H HE E=61.0m, H=61

17、.0m, HF F=58.3m, H=58.3m, HG G=61.9m=61.9m2.2.两点间坡度两点间坡度 坡度公式：坡度公式：i=hDhdm=tan=6261605958EFG1:500设量得设量得F F、G G的图上距离为的图上距离为28.5mm28.5mm，求，求F F、G G之间的平均坡度。之间的平均坡度。平均坡度平均坡度地面倾角地面倾角 14.214.2i=hDhdm=61.9-58.30.0285500=0.2526=25.3%20第十章 地理空间信息的应用20小结1. 1. 如何识图以及实地踏勘如何识图以及实地踏勘 识图其实质是测图的还原，通过地物和地貌来识识图其实质是测图

18、的还原，通过地物和地貌来识别实际地形等；别实际地形等； 实地踏勘的方法：野外定向实地踏勘的方法：野外定向 、确定站立点位置；、确定站立点位置；2. 2. 地形图的基本应用地形图的基本应用 坐标、距离、角度（方位角）、高程、坡度等坐标、距离、角度（方位角）、高程、坡度等。 21第十章 地理空间信息的应用2110.1 10.1 概述概述10.2 10.2 地形图应用的基本知识地形图应用的基本知识10.3 10.3 面积量算面积量算10.4 10.4 在地形图上按一定方向在地形图上按一定方向绘制断面图绘制断面图10.5 10.5 地形图在平整场地中的地形图在平整场地中的应用应用10.6 10.6 地

19、理信息系统的简介地理信息系统的简介地形图在工程地形图在工程中的应用中的应用地形图应用的基本地形图应用的基本知识知识 知知 识识 点点 一一地理信息系统简介地理信息系统简介22第十章 地理空间信息的应用22地形图在工程中的应用地形图在工程中的应用一、面积量算一、面积量算二、按限制坡度选定最短路线二、按限制坡度选定最短路线三、按一定方向绘制断面图三、按一定方向绘制断面图四、地形图在平整场地中的应用四、地形图在平整场地中的应用 23第十章 地理空间信息的应用23测量方法：测量方法：利用地形图量测（图解法）利用地形图量测（图解法） 实地测量数据（实测法）实地测量数据（实测法）计算方法：计算方法：有规则

20、的几何图形有规则的几何图形 不规则的任意图形不规则的任意图形 用途：用途：房地产计量，国土规划，土石方计量房地产计量，国土规划，土石方计量精度要求：精度要求：根据目的和用途的不同而定。根据目的和用途的不同而定。一、一、面积量算面积量算24第十章 地理空间信息的应用24A=A1+A2+A3几何图形法几何图形法23A1A2A3145常用几合图形：常用几合图形： 三角形三角形 长方形长方形 梯梯 形形 正方形正方形 扇扇 形形 圆圆 形形 25第十章 地理空间信息的应用251. 1. 借助坐标格网图解界址点的坐标。借助坐标格网图解界址点的坐标。2. 2. 再按公式（解析）计算图形的面积。再按公式（解

21、析）计算图形的面积。4314231243142312yyyyyyyyPPPPP3y3y2（1）（2）（4）（3）4 坐标计算法坐标计算法 （解析法）（解析法）26第十章 地理空间信息的应用26 坐标计算法公式（解析法）坐标计算法公式（解析法）)(21)(21)(21)(214334144123321221yyxxyyxxyyxxyyxxPniiiiiyyxxp11121 任意任意n边形：边形：)(21)(21)(21)(214114344323321221yyxxyyxxyyxxyyxxP 整理后：整理后：27第十章 地理空间信息的应用27（一）透明方格纸法（一）透明方格纸法计算曲线内的面积，

22、先将毫米透明方计算曲线内的面积，先将毫米透明方格纸覆盖在图形上，数出图形内完整格纸覆盖在图形上，数出图形内完整的方格数的方格数n1n1和不完整的方格数和不完整的方格数n2n2，则，则面积可按下式计算面积可按下式计算 )(10)21(26221mMnnAn2n2图形边界图形边界所占的不完所占的不完整方格数整方格数n1n1为图形边为图形边界所包围的界所包围的整个方格个整个方格个数数M M为比例尺分为比例尺分母母 图解法量算面积图解法量算面积28第十章 地理空间信息的应用28n特点：特点：n自动读数自动读数n自动计算面积自动计算面积 n换算面积单位换算面积单位 跟踪臂跟踪臂动极轴动极轴动极动极 功能

23、键功能键 显示窗显示窗放大镜放大镜n步骤：步骤：n准备工作准备工作n开机开机n设定面积单位设定面积单位n设置比例尺设置比例尺n面积量测面积量测n其优点是操作简便、速其优点是操作简便、速度快，适用于任意曲线度快，适用于任意曲线图形的面积量算，并能图形的面积量算，并能保证一定的精度。保证一定的精度。（二（二 ）电子求积仪法）电子求积仪法29第十章 地理空间信息的应用29利用利用AutoCADAutoCAD量测图形面积量测图形面积 利用利用AutoCADAutoCAD的面积量测命令，可以量测各种图形的面积。的面积量测命令，可以量测各种图形的面积。 （1 1）用）用PLINEPLINE命令，按各界址点

24、或界址边绘出封闭图形。命令，按各界址点或界址边绘出封闭图形。 （2 2）用（）用（AreaArea）命令量取面积，并可得到界址的周边长度。）命令量取面积，并可得到界址的周边长度。 其他方法其他方法30第十章 地理空间信息的应用30CASSCASS软件的面积计算软件的面积计算由计算机地籍管理软件自动计算由计算机地籍管理软件自动计算31第十章 地理空间信息的应用31 例如，从山脚例如，从山脚A A点到山顶修一条公路，限制坡度点到山顶修一条公路，限制坡度i i=5=5 。图的比例尺为图的比例尺为1:20001:2000，等高距，等高距h h为为2 2米，要满足设计要求，米，要满足设计要求，可先求出路

25、线在相邻等高线之间的最小平距可先求出路线在相邻等高线之间的最小平距d d。 d d =h /=h /（i i M M）= 2 /= 2 /（0.050.05* *20002000）= 0.02= 0.02米米 (1)(1)以以A A为圆心，为圆心，d d为半径作弧，交等高线于为半径作弧，交等高线于1 1点；点； (2)(2)以以1 1点为圆心，点为圆心，d d为半径作弧交等高线于为半径作弧交等高线于2 2点，如此直到线点，如此直到线路到达山顶路到达山顶; ; (3) (3)把相邻点连接起来，即为所求的最短路线。把相邻点连接起来，即为所求的最短路线。如果相邻等如果相邻等高线之间的平距大于高线之间

26、的平距大于d d时，说明地面坡度小于限制坡度，此时，说明地面坡度小于限制坡度，此时取最短距离值。时取最短距离值。二、按限制坡度选定最短路线二、按限制坡度选定最短路线32第十章 地理空间信息的应用32dddddddddddddd可按实际情况反复比较不可按实际情况反复比较不同的方案，选择其中施工方同的方案，选择其中施工方便、经济合理的一条。便、经济合理的一条。33第十章 地理空间信息的应用33n作作A、B的连线；的连线；n可得各交点的高程；可得各交点的高程；n图解各交点的平距；图解各交点的平距；n以横轴以横轴AB表示平距表示平距,以垂以垂直于横轴的纵轴表示高程，直于横轴的纵轴表示高程，画出各交点在

27、断面上的位画出各交点在断面上的位置；置；n连接这些点，即得到连接这些点，即得到AB方向的断面图；方向的断面图；n高程比例尺一般比平距高程比例尺一般比平距比例尺大比例尺大510倍倍。 道路道路/隧道隧道/管线等工程设计，需管线等工程设计，需了解所经路线地面的起伏情况。了解所经路线地面的起伏情况。绘制断面绘制断面三、按一定方向绘制断面图三、按一定方向绘制断面图34第十章 地理空间信息的应用34四、四、 地形图在平整场地中的应用地形图在平整场地中的应用 建筑施工前首先要平整场地。建筑施工前首先要平整场地。 方法：方法： 网格法网格法 断面法断面法 等高线法等高线法 在纸质图上平整土地在纸质图上平整土

28、地35第十章 地理空间信息的应用35第第1 1步步 绘制方格网，地绘制方格网，地面面10M10M* *10M 20M10M 20M* *20M20M1. 1. 绘制方格网（绘制方格网（依地形的复杂程度、地形图比依地形的复杂程度、地形图比例尺和土方计算的精度要求，边长为图上例尺和土方计算的精度要求，边长为图上2cm36第十章 地理空间信息的应用36第第2 2步内插法步内插法计算各方格顶计算各方格顶点的高程点的高程n用线性内插法求出，并注记在相应顶点的右上方，如图所示。用线性内插法求出，并注记在相应顶点的右上方，如图所示。2. 2. 计算各方格顶点的高程计算各方格顶点的高程37第十章 地理空间信息

29、的应用37 “挖、填平衡挖、填平衡”。先将每一方格顶点的高程加起来除。先将每一方格顶点的高程加起来除以以4 4，得到各方格的平均高程，再把每个方格的平均高程，得到各方格的平均高程，再把每个方格的平均高程相加除以方格总数，就得到设计高程相加除以方格总数，就得到设计高程H H。 nHnHHHHin210Hi每个方格的平均高程每个方格的平均高程n方格总数方格总数3. 3. 计算设计高程计算设计高程38第十章 地理空间信息的应用38第第3 3步步“挖、填平挖、填平衡衡”，计算设计计算设计高程高程H H0 0=33.04m=33.04m H4H5H6H7H8H9H10H11H2H3H1H Hi i每个方

30、每个方格的平均高程格的平均高程39第十章 地理空间信息的应用39 分析分析H H的计算过程，可以发现：的计算过程，可以发现： 角点的角点的高程高程使用一次使用一次- 边点的边点的高程高程使用二次使用二次- 拐点的拐点的高程高程使用三次使用三次- 中点的中点的高程高程使用四次使用四次- 因此设计高程因此设计高程H H。可以表达为：。可以表达为：nHHHHH44320）（中拐边角权为权为1/41/4权为权为2/42/4权为权为3/43/4权为权为4/44/440第十章 地理空间信息的应用40即：即： 0HHH实将挖、填高度写于相应方格顶点的左上方。正号为挖深，负号将挖、填高度写于相应方格顶点的左上

31、方。正号为挖深，负号为填高为填高。根据根据设计高程设计高程绘制填挖边界线。绘制填挖边界线。 4 4绘制填挖边界线并计算挖、填高度绘制填挖边界线并计算挖、填高度根据设计高程和方格顶点的高程，计算每一方格顶点的挖、根据设计高程和方格顶点的高程，计算每一方格顶点的挖、填高度填高度。41第十章 地理空间信息的应用41计算挖、填高计算挖、填高度度第第4 4步绘制步绘制挖填挖填边界边界线线42第十章 地理空间信息的应用42 挖、填土方量可按角点、边点、拐点和中点分别按下式挖、填土方量可按角点、边点、拐点和中点分别按下式列表计算。正号为挖，负号为填列表计算。正号为挖，负号为填。方格面积中点：方格面积拐点：方

32、格面积边点：方格面积角点：挖（填）挖（填）挖（填）挖（填）44434241HVHVHVHV5 5计算挖、填土方量计算挖、填土方量43第十章 地理空间信息的应用43利用利用ExcelExcel表格计算表格计算填、挖土方量填、挖土方量44第十章 地理空间信息的应用44 断面法 当地形复杂起伏变化较大，或狭长、挖填深度较大且不规则的地段，当地形复杂起伏变化较大，或狭长、挖填深度较大且不规则的地段，宜选择横断面法进行土方量计算。此法适合道路和管线的建设。例如，下宜选择横断面法进行土方量计算。此法适合道路和管线的建设。例如，下图为某一渠道的地形图。图为某一渠道的地形图。45第十章 地理空间信息的应用45

33、上图为渠道的断面图。上图为渠道的断面图。方法步骤：方法步骤：1. 1. 绘出相互平行间隔为绘出相互平行间隔为L L的断面方向线；的断面方向线；2. 2. 绘纵、横轴比例尺一致的断面图，并将设计高程绘纵、横轴比例尺一致的断面图，并将设计高程线展绘在断面图上；线展绘在断面图上；46第十章 地理空间信息的应用46 3. 3. 确定每一断面图上的填挖方面积（设计高程线与断面图所包确定每一断面图上的填挖方面积（设计高程线与断面图所包围的面积：围的面积：A AWiWi为挖方面积；为挖方面积；A ATiTi为填方面积；为填方面积；i i表示断面编号）；表示断面编号）； 4. 4. 最后计算出相邻两断面图间的

34、土方量最后计算出相邻两断面图间的土方量 填方量：填方量：A AT T=1/2(A=1/2(ATiTi+A+ATi+1Ti+1)L)L 挖方量：挖方量：A Aw w=1/2(A=1/2(Awiwi+A+Awi+1wi+1)L)L 土石方量精度与间距土石方量精度与间距L L的长度有关，的长度有关，L L越小越小，精度就越高精度就越高，计计算量就越大算量就越大。尤其是在范围较大、精度要求高的情况下更是如此；。尤其是在范围较大、精度要求高的情况下更是如此；如果因如果因减少计算量减少计算量而而加大断面间隔加大断面间隔，就会降低计算结果的精度；，就会降低计算结果的精度；所以断面法存在着计算精度和计算速度的

35、矛盾。所以断面法存在着计算精度和计算速度的矛盾。47第十章 地理空间信息的应用47适用于地面起伏较大，且仅计算挖方的情况。适用于地面起伏较大，且仅计算挖方的情况。方法步骤：方法步骤：1. 1. 内插求出高程为设计高程的等高线内插求出高程为设计高程的等高线H H0 0；2. 2. 求出高于设计高程的各条等高线围成的面积求出高于设计高程的各条等高线围成的面积P Pi i；3. 3. 计算相邻等高线所围面积的平均值计算相邻等高线所围面积的平均值P=PP=Pi i+P+Pi+1i+1，乘以等高距，乘以等高距h h，即得出各等高线之间的土方量，即得出各等高线之间的土方量，A Ai i=P=Ph h；4.

36、 4. 相加求和即得总挖方量相加求和即得总挖方量A=AA=Ai i。（三）等高线法48第十章 地理空间信息的应用485)(2170657065AAV则，总的土石方挖方量为：则，总的土石方挖方量为：969080707065.VVVVV总内插出设计等高线高程，设为内插出设计等高线高程，设为65m65m；顶点高程为顶点高程为96m96m。10)(2180708070AAV6)(2196909690AAV等高线法计算面积等高线法计算面积49第十章 地理空间信息的应用49 在数字地形图上平整土地在数字地形图上平整土地 土方计算的方法：土方计算的方法： 数字地面模型（数字地面模型（DTMDTM）法）法 方

37、格网法方格网法 断面法断面法 等高线法等高线法利用利用cass成图软件中的成图软件中的“工程应用工程应用”模块，进行各种工程模块，进行各种工程方面的计算，如绘制断面、计算土方量等。具体操作见方面的计算，如绘制断面、计算土方量等。具体操作见cass70软件说明书。软件说明书。50第十章 地理空间信息的应用50小结三、按一定方向绘制断面图三、按一定方向绘制断面图二、按限制坡度选定最短路线二、按限制坡度选定最短路线四、平整场地四、平整场地 网格法网格法（绘制方格网、内插高程、计算设计高程、绘制挖填绘制方格网、内插高程、计算设计高程、绘制挖填边界线、计算挖填土方量边界线、计算挖填土方量），断面法，等高

38、线法断面法，等高线法d =h /（i M）横轴横轴ABAB表示平距，以垂直于横轴的纵轴表示高程表示平距，以垂直于横轴的纵轴表示高程一.几种面积量算的方法：几种面积量算的方法：几何图形法几何图形法坐标解析法坐标解析法图解法（膜片、电子求积仪）图解法（膜片、电子求积仪）Auto CAD或依托的或依托的CASS测绘软件等。测绘软件等。51第十章 地理空间信息的应用5110.1 10.1 概述概述10.2 10.2 地形图应用的基本知识地形图应用的基本知识10.3 10.3 面积量算面积量算10.4 10.4 在地形图上按一定方向在地形图上按一定方向绘制断面图绘制断面图10.5 10.5 地形图在平整

39、场地中的地形图在平整场地中的应用应用10.6 10.6 地理信息系统的简介地理信息系统的简介地形图在工程地形图在工程中的应用中的应用地形图应用的基本地形图应用的基本知识知识 知知 识识 点点 三三地理信息系统简介地理信息系统简介52第十章 地理空间信息的应用52q GISGIS定义定义q GISGIS与信息系统与信息系统q GISGIS的基本内容的基本内容 q GISGIS的组成的组成 q GISGIS的功能的功能 q GISGIS的功能实现的功能实现 q GISGIS的应用领域的应用领域地理信息系统的简介地理信息系统的简介53第十章 地理空间信息的应用53一、一、GISGIS的定义的定义19

40、631963年，加拿大测量学家年，加拿大测量学家R.F.TomlinsonR.F.Tomlinson首先提出了首先提出了地理信息系统地理信息系统（GISGISG Geographic eographic I Information nformation S Systemystem）。我国）。我国GISGIS方面的工作自方面的工作自8080年代初开始。年代初开始。GISGIS是在电子计算机软件和硬件的支持下，运用信息科学、管理科学，是在电子计算机软件和硬件的支持下，运用信息科学、管理科学，对空间地理信息进行综合处理、分析和应用的信息系统。对空间地理信息进行综合处理、分析和应用的信息系统。u GI

41、SGIS管理的对象管理的对象 空间地理信息（数据）主要有空间信息（数据）和属性信息（数空间地理信息（数据）主要有空间信息（数据）和属性信息（数据）。空间信息主要是图形数据、高程数据、坐标数据以及自然资源的据）。空间信息主要是图形数据、高程数据、坐标数据以及自然资源的地理分布数据。属性信息主要是文本信息、法律文档等方面的数据。空地理分布数据。属性信息主要是文本信息、法律文档等方面的数据。空间信息和属性信息都具有时间特性。间信息和属性信息都具有时间特性。空间地理信息空间地理信息 GIS 应用应用54第十章 地理空间信息的应用54 GISGIS是计算机科学、地理学、测绘学、地图学等多门学科综合技是计

42、算机科学、地理学、测绘学、地图学等多门学科综合技术应用的一门边缘学科。术应用的一门边缘学科。 GISGIS的技术优势在于它的空间分析能力的技术优势在于它的空间分析能力 GISGIS独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形处理和表达、空间模拟和空间决策支持等，询功能、强大的图形处理和表达、空间模拟和空间决策支持等，可产生常规方法难以获得的重要信息，这是可产生常规方法难以获得的重要信息，这是GISGIS的重要贡献。的重要贡献。55第十章 地理空间信息的应用55二、二、GISGIS与信息系统与信息系统信息系统非空间信息

43、系统专题地理信息系统地理信息系统非地理信息系统管理信息系统综合地理信息系统CAD/CAM空间信息系统地籍GIS交通GIS资源与环境GIS规划与管理GIS数据模型矢量GIS栅格GIS矢-栅GIS研究范围全球GIS区域GIS研究内容56第十章 地理空间信息的应用56 计算机软件、硬件计算机软件、硬件 空间数据获取空间数据获取 空间数据表达与数据结构空间数据表达与数据结构 空间数据处理空间数据处理 空间数据管理空间数据管理 空间数据分析空间数据分析 空间数据的显示与可视化空间数据的显示与可视化 GISGIS应用应用 GISGIS项目管理、开发、质量保证与标准化项目管理、开发、质量保证与标准化 GIS

44、GIS教育与培训教育与培训三、三、GISGIS基本内容基本内容57第十章 地理空间信息的应用57四、四、GISGIS的组成的组成 系 统 软 件 系 统 硬 件空间数据管理人员和用户58第十章 地理空间信息的应用581. 1. 硬件（基本配置）硬件（基本配置）输入设备输入设备专用设备专用设备常规设备常规设备GPS全数字摄影全数字摄影测量工作站测量工作站解析和数字解析和数字摄影测量仪器摄影测量仪器遥感与遥感遥感与遥感图象处理系统图象处理系统全站仪全站仪扫描仪扫描仪数字化仪数字化仪键盘、鼠标键盘、鼠标处理设备处理设备工作站工作站服务器服务器硬盘阵列硬盘阵列存储设备存储设备活动硬盘活动硬盘光盘机光盘

45、机磁带机磁带机输出设备输出设备绘图仪绘图仪终端终端打印机打印机59第十章 地理空间信息的应用592. 软件结构操作系统（系统调用、设备运行、网络等）系统库（编程语言、数学库等）标准软件（图形、数据库等）GIS基本功能软件GIS应用软件用户界面GIS软件基础软件系统软件GIS目前流行的有目前流行的有DOSDOS、Windows98/Nnt/2000/XPWindows98/Nnt/2000/XP、UNIXUNIX等。等。主要有主要有OracleOracle、SybaseSybase、InformixInformix、DB2DB2、SQL ServerSQL Server、IngressIngre

46、ss等等基于基于AutoCAD AutoCAD AutoMap GISAutoMap GIS软软件、件、IntergraphIntergraph公司的基于公司的基于MicroStationMicroStation的的MGE GISMGE GIS软件软件60第十章 地理空间信息的应用603 3. . 地理空间数据地理空间数据栅格结构矢量结构 GISGIS的操作对象为的操作对象为空间数据空间数据 空间数据特征空间数据特征：几何、属性、时间数据；：几何、属性、时间数据； 空间数据组织空间数据组织：矢量结构、栅格结构；：矢量结构、栅格结构； 空间数据管理空间数据管理：几何数据：文件：几何数据：文件 属

47、性数据：关系数据库属性数据：关系数据库61第十章 地理空间信息的应用61GISGIS的数据来源的数据来源第一手数据第一手数据第二手数据第二手数据非电子数据非电子数据电子数据电子数据全站仪、全站仪、GPSGPS数据数据地球物理、地球化学地球物理、地球化学遥感数据遥感数据地图地图专题地图专题地图统计图表统计图表平板测量数据平板测量数据工程测量数据工程测量数据笔记笔记航空、遥感相片航空、遥感相片人口普查人口普查社会经济调查社会经济调查各种统计资料各种统计资料已建各种数据库已建各种数据库GISGIS数据数据62第十章 地理空间信息的应用62GISGIS的数据来源的数据来源特点特点统计数据地图地图存储介

48、质、现势性、投影转换存储介质、现势性、投影转换遥感、航空影象和数据遥感、航空影象和数据分辨率、变形规律、纠正、解译特征分辨率、变形规律、纠正、解译特征地面测量地面测量数字数据数字数据格式、精度格式、精度多媒体，辅助多媒体，辅助GIS空间分析空间分析和查询和查询GIS空间数据63第十章 地理空间信息的应用63数据内容与相应设备数据内容与相应设备地图地图地面测量数据地面测量数据统计资料统计资料航空、遥感航空、遥感数字数据数字数据多媒体多媒体坐标几何坐标几何数字化仪数字化仪扫描仪扫描仪摄影测量摄影测量键盘键盘空间空间数据库数据库编辑处理编辑处理数据交换数据交换64第十章 地理空间信息的应用644.

49、4. 管理人员和用户管理人员和用户咨咨询询管管理理信息信息管理管理数据数据整理整理 GISGIS的开发是以人为本的系统工程。的开发是以人为本的系统工程。 业务素质与专业知识是业务素质与专业知识是GISGIS工程及工程及应用成功的关键。应用成功的关键。 不但对不但对GISGIS的技术和功能有足够的的技术和功能有足够的了解，而且要具备组织管理的能了解，而且要具备组织管理的能力。力。 技术培训、硬件维护与更新、系技术培训、硬件维护与更新、系统升级、数据更新、文档管理、统升级、数据更新、文档管理、数据共享建设等。数据共享建设等。 不同领域、不同级别的用户不同领域、不同级别的用户65第十章 地理空间信息

50、的应用65 位置（位置（LocationsLocations） 条件（条件（ConditionsConditions） 趋势（趋势（TrendsTrends） 模式（模式（PatternsPatterns） 模型（模型（ModelsModels）五、五、GISGIS的基本功能（的基本功能（核心问题核心问题）66第十章 地理空间信息的应用66n 位置位置 某个特定位置有什么？某个特定位置有什么？ 通过地理空间几何位通过地理空间几何位置查属性置查属性 例：某地属性的查询例：某地属性的查询67第十章 地理空间信息的应用67n 条件条件 满足给定条件的地理满足给定条件的地理对象分布对象分布 由属性查位