1、测量学测量学山东建筑大学 测量与GIS教研室第五章第五章 地形测量地形测量内容提要：第五章第五章 地形测量地形测量 学习要点 地形图的基本知识 测图前的准备工作 地形图测绘方法#地形图的基本知识地形图地形图按一定的投影方法和比例关系，将地面上 所有的地物、地貌，经综合取舍、用规定 的符号，按相似的原理，缩绘在图纸上的 技术资料。图上仅表示地物，而无等高线表示的地 貌时，也称平面图平面图或地物图地物图。投影方法：按垂直投影方法；比例关系：按测图比例尺；地物：地面上所有有明显轮廓的，固定性的，自然 或人工建筑的物体。(如：房屋、道路、河 流、田野、森林。)地貌：地面的起伏状态。(高山、丘陵、平原、
2、洼 地，等。)综合取舍：可选择欲反映的信息，可满足众多方面 的要求(制成多种地图产品)。规定的符号：由国家测绘局统一制定各地物、地貌表示在地 形图上的符号，即地形图图式。运用图式 符号，使地形图形象生动(相似性)，简单明了。（我国目前使用由国家技术监督局发布的地形图图 式，编号“GB/T 7929-1995”，1996年5月1日实 施）地形图图例地形图图例1地形图图例地形图图例2比例尺的定义比例尺的定义比例尺的表示方法比例尺的表示方法比例尺的分类与大小比例尺的分类与大小比例尺精度比例尺精度比例尺选用比例尺选用1.比例尺的定义比例尺的定义M=称为比例尺分母Dd比例尺=图上长度 d 1 1实地长度
3、 D M(8-1-1)D/d数字比例尺：1 500，1 1000，1 5000，2.比例尺的表示形式比例尺的表示形式10 5 0 10 20 30 40m2cm1 500图示比例尺(直线比例尺)：3.比例尺的分类和大小比例尺的分类和大小1 500 1 1000 1 2000 1 5000 大比例尺，地形图1 1万 1 2.5万 1 5万 1 10万 中比例尺，地形图1 20万 1 50万 1 100万 小比例尺，地图*比例尺的大小即比例尺分数值的大小。*图的比例尺越大，其表示的地物、地貌越详细，图上 点位精度越高；但一幅图所代表的实地面积也愈小，并且测绘的工作量会成倍增加。图上0.1mm所代表
4、的实地长度(受人眼判断力限制所致)。比 例 尺比例尺精度（cm）1 500 1 1000 1 2000 1 5000 1 10000 5 10 20 50 100表8-24.比例尺精度比例尺精度5.地形图比例尺的选用地形图比例尺的选用*主要考虑实用、经济地形图比例尺的选用表8-1比 例 尺1 100001 50001 20001 10001 500城市总体规划、厂址选择、区域布置、方案比较城市详细规划及工程项目初步设计建筑设计、城市详细规划、工程施工图设计、竣工图用 途 地形图图式是由国家测绘局统一制定的地物、地貌地形图图式是由国家测绘局统一制定的地物、地貌符号的总称符号的总称(P221(P2
5、21图图8-4)8-4)。(二)、地貌符号地貌符号等高线。(P219 地形图例)(三)、注记注记用文字、数字对地形符号加以说明。(一)、地物符号地物符号 1.比例符号轮廓大，按比例缩小；2.非比例符号轮廓小，重要，用专用符号表示；3.半比例符号也称线形符号，即长度按比例、宽度不依比例。三类图式符号：三类图式符号：(一)、用等高线表示地貌的原理用等高线表示地貌的原理(二)、等高距、等高线平距、地面坡度等高距、等高线平距、地面坡度(三)、等高线分类等高线分类(四)、用等高线表示的典型地貌用等高线表示的典型地貌(五)、等高线特性等高线特性(一一)、用等高线表示地貌的原理、用等高线表示地貌的原理等高线
6、等高线地面上高程相等的相邻点所连接而成的闭合曲线。等高线平距等高线平距相邻等高线之间 的水平距离d。等高 线平距d随地面坡 度变化而变化。(二二)、等高距、等高线平距、地面坡度、等高距、等高线平距、地面坡度等高距等高距相邻等高线之间的高差h，也称 等高线间隔。同一幅地形图中，等高距h相等。由于h为定值，所以 i 与d成反比，即：d大(等高线稀)，i 小(地面坡度小,缓和)d小(等高线密)，i 大(地面坡度大,陡峭)hhhhhh山坡线i地面坡度地面坡度i：(为地面倾角)（8-1-2）i=hd=tan(三三)、等高线分类、等高线分类1.首曲线首曲线基本等高线基本等高线，按测图规定的基本等高距 勾绘
7、(线粗0.15mm)。3.间曲线、助曲线：局部加绘，使地貌更祥细。间曲线间曲线1/2等高距，用长虚线表示。助曲线助曲线1/4等高距，用短虚线表示。可不闭合2.计曲线计曲线将高程能被五倍基本等高距整除的等高 线加粗(线粗0.25mm)，并注记高程。便 于读图。（高程注记：方向与等高线 平行；字头向高处；排列向山顶）等高线图例等高线图例1(四四)、用等高线表示的几种典型地貌、用等高线表示的几种典型地貌地地貌貌的的基基本本组组成成1.山头与洼地山头与洼地地形相反，地貌图相似：山头向中心 越高，洼地反之。示坡线指向低处，便于区分。示坡线2.山脊与山谷山脊与山谷山脊山脊：向一个方向延伸的高地，其最高棱线
8、称为 山脊线。山脊线山谷山谷：两个山脊之间的凹地为山谷，其最低点连线 为山谷线。山谷线雨水垂直于等高线、向下坡方向流淌。因此，山 脊线成为分水线、山谷线成为集水线。一系列山脊线可作为汇水范围的边界线。雨水流淌方向分水线与集水线分水线与集水线3.鞍部鞍部 两个山头间的低凹处，一般也是两个山脊和两个山谷的会聚处。4.绝壁与悬崖绝壁与悬崖(a)陡崖:坡度在70以上。(a)符号表示符号表示符号表示符号表示(b)(b)绝壁:上下垂直的陡崖。也称断崖。(c)悬崖:崖口倾斜到陡壁外面而悬空。等高线等高线表表 示示(c)(五五)、等高线的特性、等高线的特性1.同一条等高线上高程必相等(等高等高)。2.各条等高
9、线必然闭合，如不在本幅图闭合，必定在相邻的其他图幅闭合(闭合闭合)。3.只有在悬崖处，等高线才相交，但交点必 成双(不相交不相交)。4.同一幅图内等高距为定值，所以，地面缓和 处等高线平距大、陡峭处平距小(稀缓密陡稀缓密陡)。5.与山脊线、山谷线成正交正交。六.地形图的分幅与编号便于地形图的管理与使用。两种分幅方法：梯形分幅用经线、纬线划分图幅范围。矩形分幅用纵横坐标格网线划分图幅范围。统一编号或根据实际需要编号。矩形分幅与编号方法：矩形分幅与编号矩形分幅与编号以坐标格网线划分图幅范围，通常使用于 1:5000以下的大比例尺地形图分幅。1.采用图幅西南角坐标公里数编号的正方形分幅采用图幅西南角
10、坐标公里数编号的正方形分幅基本分幅：基本分幅：1:5000比例尺1:50001:20001:10001:500图幅大小(厘米)4040505050505050实地面积(平方公里)410.250.0625图幅数 1 41664 1:50020-10-基本分幅：基本分幅：1:50001:500010 11 1222212020-101:500010 11 1222212020-101:200020-10-1:100020-10-矩形分幅与编号法矩形分幅与编号法例：例：某小测区1:1000地 形图的任意分幅和 编号方法。2.任意分幅任意分幅 在较小测区内，为减少破幅数，可采用任意分幅。任意分幅时，图
11、幅大小一般仍按标准，编号以实用为标准。200040003500300025001000 1500 2000 2500 3000 3500130023002.3-2.3 2.3-2.83.3-1.3 3.3-1.8 3.3-2.3 3.3-2.82.8-1.3按原分幅为20幅按现分幅为12幅1.一般准备工作一般准备工作 资料：控制点成果，图式，测图规范等。测图仪器和工具 绘图工具2.图纸的准备图纸的准备 测图纸：绘图纸、聚脂薄膜 准备工作：(1).绘制坐标方格网 (2).展绘控制点一一.测图前的准备工作测图前的准备工作（平板仪测图方法）二二.绘制坐标方格网绘制坐标方格网方格网的大小：40cm50
12、cm或50cm50cm方格的大小：10cm10cm目的目的：精确展绘控制点方格网绘制方法：1.对角线法对角线法用金属直尺绘制oa bcd画对角线取等距oa=ob=oc=od连接abcd成矩形沿各边截取10厘米 等距标记连接相应等距标记 成方格网方格网精度要求各方格的对角线长 (141.4mm)，误差应 0.2mm。方格网对角线长，误差0.3mm；沿方格网对角线的方格交点，偏离对角线0.2mm；方格网线条要求 方格网线条粗0.10.15 mm，要使用5H、6H 绘图铅笔绘制。2.坐标格网尺法坐标格网尺法用坐标格网尺绘制方格网。坐标格网尺铅笔画线处格网尺零点10cm20cm30cm40cm50cm
13、半径坐标格网尺图8-21 用坐标格网尺绘制坐标方格网用坐标格网尺绘制方法:3.其他方法绘制坐标方格网其他方法绘制坐标方格网绘图仪法印刷法 不管用哪一种方法绘制坐标方格网，方格 网的精度都应达到规范要求。三三.展绘控制点展绘控制点1.注记坐标格网线的坐标值注记坐标格网线的坐标值：根据分幅范围及测图比例尺确定格网线的坐标注记。1:10000.50.51000 900 800 700 600 500500 600 700 800 900 10001:10000.50.51000 900 800 700 600 500500 600 700 800 900 1000例：例：将控制点A(xA=647.4
14、3m,yA=634.52m)；B(xB=913.46m,yB=748.63m),展绘到测图纸上。作法：作法：确定A点所在方格；用比例尺向x方向量47.43m，作标记；用比例尺向y方向量34.52m，作标记；连接相应点交点为A；注记点号。同理展绘B点。2.展绘控制点展绘控制点A4.506.45B检查：用比例尺量取AB距 离，距离读数与理论值之 差图上0.3mm。一一.平板仪测图原理平板仪测图原理二二.平板仪的构造平板仪的构造三三.小平板仪的安置小平板仪的安置四四.碎部点测定的基本方法碎部点测定的基本方法五五.地形图测绘方法地形图测绘方法abBA32图解法测量图解法测量测点方向与已知边的水平角：用
15、照 准仪瞄方向而得；测站至测点的 水平距离：用皮尺 丈量、视距 测量、测 距仪测定。一一.平板仪测图原理平板仪测图原理1S使图上a、b与地面A、B在同一铅 垂面内(方向一致)。如将地面AB和房屋位置 投影到水平面上，则它们 在水平面上的相对关系相对关系，与它们在图上的关系，是 完全相似相似的，仅相差一个比例仅相差一个比例。平板仪测图原理平板仪测图原理A为测站，安置平板仪；B为后视方向。使图上控制点a安置在相应地面控制点A的铅垂线上 (方向、距离的出发点一致)；使绘图板水平(代表一个水平面)；可用“极坐标 法”测定各房角 点的位置。对点对点整平整平定向定向abBA321S二二.平板仪的构造平板仪
16、的构造P233图8-241.1.大平板仪构造大平板仪构造脚架脚架平板平板基座基座脚螺旋用于整平,水平微动螺旋用于定向。照准仪照准仪有竖盘与望远镜，用于视距测量；直尺用于画方向线和刺点。对点器对点器附件指北针，圆水准器。小平板仪比大平 板仪简化，但测图 时要与其他仪器配 合使用。2.2.小平板仪的构造小平板仪的构造 测图板、三脚架、照准仪、对点器为 其四个基本部件。小平板仪脚架的构造半球连接器小平板仪的照准仪三三.小平板仪的安置小平板仪的安置对点对点整平整平定向定向1.粗略安置粗略安置：为精确安置打好基础 粗略定向粗略整平粗略对点2.精确安置：精确安置：对点对点使图上测站控制点与地面相应控制点位
17、 于同一铅垂线上。对点误差0.05mmM。整平整平使图板水平。定向定向使图上控制点之间的方向与地面控制 点之间的方向完全一致。定向检查：长边定向，短边检查允许偏差：图上0.3mm对点定向图对点定向图定向检查允许偏差：图上0.3mm对点误差0.05mmM。比例尺 1:500 1:1000 1:2000 对点允许误差 2.5cm 5cm 10cm东 大 道坚55.405.35四四.碎部点测定的基本方法碎部点测定的基本方法1.1.碎部点的选择碎部点的选择地物特征点：地物特征点：地物轮廓线的转折处、转向处，或地物的几何中心，等。P242图 8-38 地貌特征点：山顶点、鞍部点、山脊线、山谷线、坡度变化
18、处，等。测定碎部点的三要素：水平角(或水 平方向)，水平距离D D，高差h h。从而，在图上逐点标出测点的平面位置和高 程。2.2.碎部点的测定碎部点的测定测定碎部点平面位置的基本方法：极坐标法 方向交会法 距离交会法 直角支距法 方向距离交会法(1)方向交会法：方向交会法：(1、2)量距困难，通视良好。在两个测站对同一目标瞄出方向线，相交得点的 平面位置。交会角交会角30150S1S2S3S4(2).距离交会法：距离交会法：(S1、S2)通视困难，量距方便。从两个已测定的地物点出发，量两段距离S1、S2交得一点 的平面位置。已测房屋待测房屋MN注意，交会角30150(3)直角支距法：直角支距
19、法：根据基线AB,量取地物点的直角支距,得到 地物点的平面位置。AB123x1y1x2y2x3y3注意：定直角要准。(4)方向距离交会法方向距离交会法(，D)：量距较困难，但通视良好。方向从测站瞄出，距离从一 已测定的地物点出发量取。注意：交角要小。D2D1已已测测待测待测五五.地形图测绘基本方法地形图测绘基本方法（一）（一）.地形图测绘的基本方法（二）.等高线勾绘（三）.图的拼接、检查和整饰1.1.小平板仪配合皮尺法小平板仪配合皮尺法2.2.小平板仪与经纬仪联合测图法小平板仪与经纬仪联合测图法3.3.大平板仪测图法大平板仪测图法4.4.经纬仪经纬仪(量角器量角器)测图法测图法5.5.光电测距
20、仪测图法光电测距仪测图法6.6.电子全站仪数字化测图电子全站仪数字化测图（一）（一）.地形图测绘的基本方法1.1.小平板仪配合皮尺法小平板仪配合皮尺法主要适用于1:500平面图测绘特点：小平板仪安置在控制点上；测点方向：用照准仪瞄；测点距离：用皮尺丈量；地面标高：用水准仪测定散点标高。abBA321S作业人员至少三人：跑点、量距、绘图。2.2.小平板仪与经纬仪联合测图法小平板仪与经纬仪联合测图法特点特点：小平板仪安置在控制点上；经纬仪安置在平板仪近旁(一般右侧,23米)测点方向：用照准仪瞄；视距测量得；测点距离测点标高测站安置测站安置:小平板仪安置好后,任选一点A安置经纬仪,求出视线高。并在图
21、上标出经纬仪位置a，作为测图时距离的出发点。采用方向距离交会法。地貌、地物均可测绘。地形图地形图(地貌地貌)测绘作业注意：测绘作业注意：正确测定地性线(山脊线、山谷线)位置，主要是地 性线坡度和方向变化处。正确测定山顶、鞍部、山坡、山脚等位置，以及坡度 的变化处。测定地物点最大视距比例尺视距最大长度(米)1 500 501 1000 801 2000 150表8-6地形点间距和最大视距比例尺地形点间距(米)视距最大长度(米)表8-71 500 15 701 1000 30 1201 2000 50 200视距最大长度和地形点密度规定见下表3.3.大平板仪测图法大平板仪测图法测点方向：用照准仪瞄
22、；用照准仪视距测量得；测点距离测点标高特点：大平板仪安置在控制点上大平板仪测图特点：大平板仪测图特点：作业人员34人：测量、绘图1人，记录计算1人，跑尺12人。4.4.经纬仪经纬仪(量角器量角器)测图法测图法测点方向：用经纬仪读水平角；用经纬仪视距测量得；测点距离测点标高特点：经纬仪安置在控制点上；小平板仪放置一旁(不安置,仅起绘图板作用)。作业人员45人：司镜1人、绘图1 人，记录计算1 人，跑尺12人。绘图:用量角器量出测点方向,沿量角器直尺边刺点。5.5.光电测距仪测图法光电测距仪测图法光电测距仪测图法特点：光电测距仪测图法特点：特点：用光电测距仪的照准仪代替大平板仪的照准 仪，测点放杆
23、棱镜。其余与大平板仪测图法相同。如使用电子手簿，进行半自动化绘 图，测图精度将 高于前述所有测 图方法。测站A 后视B测点P6.6.电子全站仪数字化测图电子全站仪数字化测图A、B坐标和高程以及测站 数据预置于全站仪内。测站A安置全站仪，后视B；将全站仪内数据文件输 入计算机，经测图软件 处理、编辑成数字化地 形图。测点P放置棱镜，对P点 进行坐标测量，全站仪 自动记录P点的三维坐 标(测点代码代码须输入)，逐点观测。SOKKIA SET2000全站仪能储存3000个点的数据。全站仪与计算机通讯，传输数据。通讯接口与通讯电缆电缆数字化测图流程图数字化测图流程图全站仪控制点成果预置于机内电子平板(
24、便携机)机内数据文件电子手簿计算机测图软件 自动成图人工编辑显示屏打印机绘图仪软 盘输出碎部测量（二）.等高线勾绘(1).基本等高距的规定(P243)基本等高距的规定表8-8比例尺丘陵基本等高距（m）山地基本等高距（m）1 500 0.5 0.51 1000 0.5 11 2000 1 21 5000 2 51.基本等高距的规定地貌特征点反映在图纸上的仅仅是一些不同高程(且大部分不 是整米数)和不同位置的点，以及一些地性线的走向。相邻地形点之间坡度相等，因此可用“内插法”勾绘等高线。首先定出相邻 地形点之间，整米等高线通 过的位置，即 内插点。然后用光滑曲 线连接相同高 程的内插点，完成等高线
25、勾 绘。2.2.等高线内插过程等高线内插过程(2).(2).等高线勾绘原理等高线勾绘原理设：设：量得图上：ab=25mm 而AB高差：h=3.6mab 25d=h=3.6=6.94mm则1米高差的等高线平距为：a1=0.4d=2.8mm 4b=0.2d=1.4mm三等分14，得2、3P244 图8-401.1.等高线勾绘原理等高线勾绘原理(计算法计算法)例：例：如图，已知等高距为1米，在地形点A、B之间内插 整米等高线通过的位置。6666656564646363.62.666.2a ab b1110 9 8 7 6 5 4 3 2 1 02.2.图解法图解法透明纸法透明纸法1110 9 8 7
26、 6 5 4 3 2 1 0原理：一组等间隔的平行线切割直线得等线段。方法：在透明纸上画一组等间隔的平行线并编号；移动透明纸，使a、b点分别位于线条的2.6和6.2处。得平行线与ab直线的交点，即等高线通过的位置。.63646566平行线间隔的大小，视等高线平距的大小而定，一般取23mm 为宜(应稍小于等高线平距)，而线条长度适当增加。3.3.目估法目估法目估内插。一般先内插勾绘计曲线，然后内插勾绘首曲线。4.4.计算机勾绘等高线计算机勾绘等高线用全站仪野外采集地貌特征点的三维坐标（x,y,H）用计算机等高线勾绘软件，根据地貌特征点的三维 坐标自动生成等高线。（三）.图的拼接、检查和整饰(1).(1).图的拼接图的拼接即相邻图幅的接边。由于测量误差，使相邻两幅图边同一线条不重合。如偏差在允许范围内，要将线条接顺。数字化地形图测绘时，不受图廓线限制，但相邻测 站的内容须衔接，一般在CAD图上由 人工修饰。图幅 划分通过软件完 成。接边误差规定接边误差规定表8-9 地物点点位中误差地区分类点位中误差(图上mm)建筑区、平地及丘陵地 0.5山地及旧街坊内部 0.75表8-10 等高线高程中误差地形分类 平地 丘陵地 山地 高山地高程中误差(等高距)1/3 1/2 2/3 1平面与高程的接边误差，不应大于上表中规定中 误差的2 倍。2
