1、第十三章第十三章 土地勘测技术与方法土地勘测技术与方法正确的识读和应用地形正确的识读和应用地形( (籍籍) )图，是每个土地管理技术人图，是每个土地管理技术人员必须具备的基本技能员必须具备的基本技能地形图的应用方向：地形图的应用方向：(1) 规划设计 (2) 各种社会调查(3) 各种社会管理 (4) 地理性应用(5) 基础设施建设 (6) 资源勘探、国土与环境的整治(7) 国防与军事 (8) 其他 地形图应用的技术手段：地形图应用的技术手段：1. 目视技术2. 量算技术3. 半自动化技术4. 自动化技术 地形地形(籍籍)图的识读图的识读 第第一节一节 地形图的基本应用地形图的基本应用一、求图上
2、某点的坐标一、求图上某点的坐标如图所示，图中m点坐标，可以根据地形图上坐标格网的坐标值来确定。 Xa=3 355.100km Ya=545.100km ae=87.5m，af=31.4m Xm=Xa+ae=3355100+87.5=3355187.5m Ym=Ya+af=545100+31.4=545131.4m 考虑图纸伸缩的影响: 式中，ab，ae，ad，af均为图上长度； 为坐标方格边长(10cm)；M为地形图比例尺分母。mamalXXaeMablYYafMad二、求图上两点间的距离二、求图上两点间的距离如图所示，欲求图中m，n两点间的水平距离，可采用图解法或解析法。1. 图解法在图上直
3、接量出m，n两点间的长度，然后乘以比例尺分母，就可得到mn的水平距离。2. 解析法首先根据前面所述方法求出m、n两点的坐标Xm，Ym和Xn，Yn，然后按下式计算其水平距离： 2222()()()()mnnmnmmnmnDXXYYXY 三、求图上某直线的坐标方位角三、求图上某直线的坐标方位角如图，欲求直线mn的坐标方位角，可采用如下方法：1.图解法。过m和n点分别作坐标纵线的平行线，然后用量角器量出 和 取其平均值作为最后结果： 2.解析法。先求出m和n点的坐标，再按下式计算出直线mn的坐标方位角： 11802mnmnnm（）arctanarctanmnnmmnmnnmYYYXXX四、在图上求点
4、的高程四、在图上求点的高程若所求点的位置不在等高线上，可用内插法求其高程。如图，求B点高程。过B点作线段mn大致垂直于相邻两等高线，然后量出mn和mB的图上长度，则B点高程为： BmmBHHhmn式中：h为等高距，Hm为m点高程。在图中，h=1m，Hm=67m，量得mn=12mm，mB=8mm，则HB=67.0+ 167.7(m)当精度要求不高时，也可用目估法来确定点的高程。五、在图上确定直线的坡度五、在图上确定直线的坡度直线两端点高差h与水平距离D之比称为直线的坡度i，即坡度i一般用百分率(%)或千分率()表示。如图，设在图上量得mn所代表的实地水平距离为12m，mn的高差为1m，则mn的坡
5、度：相邻两等高线之间的坡度可以认为是均匀的，因此，所求得的坡度应与实地坡度相符。如果直线跨越几条等高线，而且相邻等高线之间的平距不等，则地面坡度不均匀，所求得的坡度是两点间的平均坡度。 hiDmn1i8.3%12mnmnhD六、按一定方向绘制断面图六、按一定方向绘制断面图在道路、管线工程设计中，为了合理地确定线路的坡度，以及进行填、挖方的概算，需要较详细地了解沿线路方向上的地面坡度。常根据地形图上的等高线来绘制地面的断面图。以右图为例，欲画出AB方向的断面图，方法如下：1. 在图纸上绘制直角坐标系以横轴AB表示水平距离。水平距离比例尺一般与地形图的比例尺相同。以纵轴AH表示高程。为了更明显地反
6、映出地面的起伏情况，一般高程比例尺比水平距离比例尺大1020倍。然后，在纵轴上注明高程，并按等高距作与横轴平行的高程线。高程起始值要选择恰当，使绘出的断面图位置适中。六、按一定方向绘制断面图六、按一定方向绘制断面图2. 设AB直线与地形图上各等高线的交点分别是1，2，3，将各交点至A的距离截取到横轴上，定出各点在横轴上的位置。3. 自横轴上的1，2，B各点作垂线，与各点在地形图上的高程值相对应的高程线相交，其交点就是断面上的点。4. 把相邻点用光滑曲线连接起来，即为AB方向的断面图。七、在图上按规定坡度选取最短路线七、在图上按规定坡度选取最短路线在道路或管线的设计中，往往要求选择一条不超过某一
7、规定坡度的最短路线。如图，设地形图的比例尺为11 000，等高距为1m，要求在A、B两点之间选择一条公路线路，使其最大坡度不超过8%。1.按给定坡度计算路线通过相邻两等高线的最短距离d：10.0125 m12.5mm1000 8%hdiM2.以A为圆心，d为半径作弧，交71m等高线于1点；再以1点为圆心，以d为半径作弧交72m等高线于2点，依此类推，一直进行到B点为止。将这些相邻点连接起来，便得到同坡度路线。在选择路线时，如果相邻两条等高线间的平距大于d，说明这两条等高线之间的最大坡度小于规定坡度，这时就可以按等高线间最短距离定线(如图中的45段、5B段)。八、在地形图上确定汇水范围八、在地形
8、图上确定汇水范围在修建大坝、桥梁、涵洞和排水管道等工程时，都需要知道有多大面积的雨、雪水向这个河道或谷地里汇集，以便在工程设计中计算流量，这个汇水范围的面积亦称为汇水面积(或称集雨面积)。由于雨水是沿山脊线(分水线)向两侧山坡分流，所以汇水范围的边界线必然是由山脊线及与其相连的山头，鞍部等地貌特征点和人工构筑物(如坝和桥)等线段围成。如图所示，欲在A处建造一个泄水涵洞。AE为一山谷线，泄水涵洞的孔径大小应根据流经该处的水量决定，而水量又与山谷的汇水范围大小有关。从图中可以看出，由山脊线BC、CD、DE、EF、FG、GH及道路HB所围成的边界，就是这个山谷的汇水范围。量算出该范围的面积即得汇水面
9、积。八、在地形图上确定汇水范围八、在地形图上确定汇水范围在确定汇水范围时应注意以下两点：(1)边界线(除构筑物A外)应与山脊线一致，且与等高线垂直。(2)边界线是经过一系列山头和鞍部的曲线，并与河谷的指定断面(如图中A处的直线)闭合。根据汇水面积的大小，再结合气象水文资料，便可进一步确定流经A处的水量，从而对拟建此处的涵洞大小提供设计依据。 第二第二节节 土地测设的基本技术和方法土地测设的基本技术和方法 土地测设是将设计好的土地测设是将设计好的地块地块位置位置、形状形状、大小大小及及高程高程在在地面上标定出来的土地勘测工作。地面上标定出来的土地勘测工作。 在土地管理工作中，经常涉及土地测设的工
10、作有：在土地管理工作中，经常涉及土地测设的工作有：规划选址规划选址用地红线的确定用地红线的确定界址鉴定和恢复界址鉴定和恢复土地分割土地分割土地征用土地征用土地复垦土地复垦土地整理土地整理城市拆迁城市拆迁土地开发土地开发 第二第二节节 土地测设的基本技术和方法土地测设的基本技术和方法 土地测设时，须首先计算出设计的地块边界相对于控制土地测设时，须首先计算出设计的地块边界相对于控制网的关系网的关系 即求出其间的角度、距离和点的高程，这些资料称为土即求出其间的角度、距离和点的高程，这些资料称为土地工程测设地工程测设( (放样放样) )数据。数据。 在土地管理工作中，经常涉及土地测设的工作有：在土地管
11、理工作中，经常涉及土地测设的工作有：已知水平距离的测设已知水平距离的测设已知已知水平角的测设水平角的测设已知已知高程的测设高程的测设点的平面位置的测设点的平面位置的测设一、已知水平距离的测设一、已知水平距离的测设 根据给定的已知点，直线方向和两点间的水平距离，求出另一端点实地位置的测量工作就是已知水平距离的测设。1.用用钢尺钢尺测设水平距离测设水平距离一般方法：一般方法：从已知点A开始，沿已给定的方向AB，按已知的长度值，用钢尺直接丈量定出B点(应目估使钢尺水平)。为了校核，应往、返丈量两次。取其平均值作为最终结果。 精确方法：精确方法：当测设精度要求较高时，要结合现场情况，对所测设的距离进行
12、尺长、温度、倾斜等项改正数。一、已知水平距离的测设一、已知水平距离的测设 2 .用光电测距仪测设水平距离用光电测距仪测设水平距离光电测距仪置于A点，在测设距离的方向上移动棱镜选取C点固定棱镜(C点至A点的距离与D相近)，测出斜距L及测距光路的竖角，则距离DAC=LcosDAC与测设长D之差为D=D-DAC，根据D的正负号移动棱镜，使用D小于测设要求的限差，并尽可能接近于零，则该点即为欲测设的C点。二、已知水平角的测设二、已知水平角的测设 水平角的测设，是根据某一已知方向和已知水平角的数值，把该角的另一方向在地面上标定出来。1. 一般方法一般方法当测设水平角的精度要求不高时，可采用盘左盘右分中法
13、：(1) 在O点安置经纬仪，以盘左位置瞄准A点，并使度盘读数为某一整数值。(2) 松开水平制动螺旋，旋转照准部，使度盘读数增加角值，在此方向上定出B点。(3) 倒镜成盘右位置，以同样方法测设角，定出B点，取B、B的中点B，则AOB即为欲测设的角度。二、已知水平角的测设二、已知水平角的测设 2. 精确方法精确方法当测设水平角的精度要求较高时，可采用作垂线改正的方法：(1) 先按一般方法测设出B点。(2) 用测回法对AOB观察若干个测回(测回数根据要求的精度而定)，求其平均值，并计算出=-1 。(3) 计算垂直改正值 tan, 206265BBOBOB(4) 自B点沿OB的垂直方向量出距离BB，定
14、出B点，则AOB即为欲测设的角度。量取改正距离时，如为正，则沿OB的垂直方向向外量取；如为负，则沿垂直方向向内量取。 三、已知高程的测设三、已知高程的测设 根据已知水准点，在地面上标定出某设计高程的工作，称为高程测设。 如图所示，水准点BM3的高程H3=150.680m。要求测设A点，使其等于设计高程H设=151.500m。其测设步骤如下：(1) 在水准点BM3和木桩A之间安置水准仪，在BM3所立水准尺上，测得后视读数a为1.386m，则视线高程H1为： H1=H3+a=150.680+1.386=152.066(m)。(2) 计算A点水准尺尺底恰好位于设计高程时的前视读数： b=H1-H设=
15、152.066-151.500=0.566(m)。三、已知高程的测设三、已知高程的测设 根据已知水准点，在地面上标定出某设计高程的工作，称为高程测设。 如图所示，水准点BM3的高程H3=150.680m。要求测设A点，使其等于设计高程H设=151.500m。其测设步骤如下：(3) 在A点桩顶立尺，逐渐向下打桩，直至立在桩顶上水准尺的读数为0.566m，此时桩顶的高程即为设计高程。当测设点与水准点的高差太大，必须用高程传递法将高程由高处传递至低处，或由低处传递至高处。三、已知高程的测设三、已知高程的测设 深基槽内的高程测设深基槽内的高程测设高楼层面上的高程测设高楼层面上的高程测设四、点的平面位置
16、的测设四、点的平面位置的测设 点的平面位置测设常用直角坐标法、极坐标法、角度交会法和距离交会法等。 方法的选用应根据控制网的形式、现场情况、测设对象的特点、测设精度要求等因素，进行综合分析后确定。 1.1.直角坐标法直角坐标法此种方法主要用于建筑物或与建筑物有关的测设，如建筑施工中的定位测量、工程验线和竣工验收中的用地红线、界址、建筑红线的测设和检验等。此方法计算简单，施测方便，精度较高，但要求场地平坦，有建筑方格网可用。四、点的平面位置的测设四、点的平面位置的测设 2.2.极坐标法极坐标法极坐标法是根据一个角度和一段距离测设点的平面位置，适用于测设距离较短，且便于量距的情况。此种方法主要用于
17、规划选址、征地、出让等工作中的红线或界址测设。实地测设时，在P2点上安置经纬仪，先测设1角，在P2A方向线上测设距离D1，即得A点。将仪器搬至P4点，同法测出B点，最后丈量AB的距离，以资检核。此法比较灵活，对用测距仪测设尤为适合。四、点的平面位置的测设四、点的平面位置的测设 3.3.角度交会法角度交会法根据两个或两个以上的已知角度的方向交出点的平面位置，称为角度交会法。当待测点较远或不可达到时，如桥墩定位、水坝定位等常用此法。四、点的平面位置的测设四、点的平面位置的测设 4.4.距离交会法距离交会法根据两段已知距离交会出点的平面位置，称为距离交会。在建筑物平坦，控制点离测设点不超过一整尺段的
18、情况下宜用此法。此法在施工中细部测设时经常采用。 第三第三节节 土土方计算方计算方法方法一一、断面、断面法土方计算法土方计算 在土方计算之前，应先将设计断面绘在横断面图上，计算出地面线与设计断面所包围的填方面积或挖方面积，然后进行土方计算。平均断面法：根据两相邻的设计断面填挖面积的平均值，乘以两断面的距离：式中A1、A2为相邻两横断面的挖方或填方面积，D为相邻两横断面之间的距离。如果同一断面既有填方又有挖方，则应分别计算。121 () 2VAAD二二、方格法土方、方格法土方计算计算土地平整土地平整：在各项工程建设中，除对建筑工程作合理的平面布置外，往往还要对原地形作必要的改造，以适于布置和修建
19、各类建筑物，便于排除地面水，满足交通运输和地下管线敷设的要求。土地平整是土地开发与整理过程中的重要环节。进行土地平整时，首先要利用地形图，用方格法进行平整土地的土方计算。根据不同的要求，土地平整可分为多种情形：平整为水平面，同时要求填、挖方平衡；按设计高程平整为水平面；过地表面三点平整成倾斜面；整为给定坡度i的倾斜面。二二、方格法土方、方格法土方计算计算1. 1. 平整为水平面，同时要求填、挖方平衡平整为水平面，同时要求填、挖方平衡欲将方格范围内的地面平整为挖方与填方基本相等的水平场地，可按如下步骤进行：(1) 在地形图上画出方格。方格的边长取决于地形的复杂程度和土方的估算精度，一般为10m或
20、20m。现取方格边长为20m(图上为20mm)。(2) 用内插或目估法求出各方格点的高程，并注记于右上角。二二、方格法土方、方格法土方计算计算1. 1. 平整为水平面，同时要求填、挖方平衡平整为水平面，同时要求填、挖方平衡(3) 计算场地填/挖方平衡的设计高程。先求出各方格四个顶点高程的平均值，然后将其相加，除以方格数，就得填/挖方基本平衡的设计高程。 也可用加权平均的方法求得设计高程，即 4iiHPH设方格数式中： 为各方格四个顶点高程； (角点的权值为1，边点的权值为2，拐点的权值为3，交点的权值为4)。二二、方格法土方、方格法土方计算计算1. 1. 平整为水平面，同时要求填、挖方平衡平整
21、为水平面，同时要求填、挖方平衡(4) 用内插法在地形图上描出高程为37.82 m的等高线(图中用虚线表示)。此线就是填方和挖方的分界线。(5) 计算各方格点的填/挖高度：填/挖高度=地面高程-设计高程正号表示挖方，负号表示填方。填/挖高度填写在各方格点的右下角。(6) 计算填/挖方量 二二、方格法土方、方格法土方计算计算1. 1. 平整为水平面，同时要求填、挖方平衡平整为水平面，同时要求填、挖方平衡有的方格全为挖方或填方，有的方格既有填方又有挖方，因此要分别进行计算。对于全为挖方或全为填方的方格(如方格1全为填方)：对于既有填方又有挖方的方格(如方格2)：填/挖区的面积 、 可在地形图上量取。根据各方格填/挖方量，即可求得场地平整的总填/挖方量。本例中， ，填/挖方总量基本平衡。31111( 1.660.49 1.71 0.52)( 4.38) 20 20438.0()44VAm 填填
