1、桂林理工大学测绘学院,第六章 地图编绘和地形图测绘,本章主要讲述地图编绘和地形图测绘问题。内容涉及地形图的概述、地形图的数学要素、地物符号、地貌符号、测图前的准备工作、增设测站点的方法、地形图的测绘、地形图的拼接检查清绘与整饰等。,第六章 地图编绘和地形图测绘,重点 等高线及等高线的特性,了解有关地形图的概念及其表示内容；掌握比例尺精度的概念；了解图的分幅编号及坐标格网概念；熟悉各种地物在图上的表示方法；掌握用等高线表示地貌原理的方法和等高线的特性；了解大比例尺地形图成图过程和方法。 通过本章教学，要求学生熟悉地形图的概述、地形图的数学要素、地物符号、地貌符号、测图前的准备工作、增设测站点的方
2、法、地形图的测绘、地形图的拼接检查清绘与整饰等；掌握等高线及等高线的特性 。,第六章 地图编绘和地形图测绘,6-1 地图及地形图基本知识 6-2 地图投影与地图编制 6-3 大比例尺地形图传统测绘方法 6-4 数字化测图,6.1.1 地形图的概念 1.地形图:凡是图上既表示地面物体的平面位置，又表示出地面各种高低起伏形态，并经过综合取舍，按比例缩小后用规定的符号、按一定的表示方法描绘在图纸上所得的图件(正形投影图)。 2.正形投影:将地面点沿铅垂线方向投影到投影面上，并保持投影前后图形的角度保持不变(等角投影)。 3.地图:在较大的范围内,需考虑地球曲率影响而采用专门的投影方法绘制的地形图。
3、4.地形图与地图的区别：地形图的比例尺较大，所反映的地表形态和地物都比较详细，而地图比例尺较小，内容较少、综合取舍程度大。 5.表现形式:传统的纸质地图；现代的无纸地图数字地图、电子地图。,6.1.2 比例尺及比例尺精度 1.比例尺 地图上一直线的长度与地面上相应的水平长度之比，称为 地图的比例尺。通常用分子为1的分数来表示。设图上某一直 线的长度为l，地面相应线段的实际水平长度为L，则该图的比 例尺为： 其中，M为比例尺分母。M越大，比例尺越小；M越小， 比例尺越大。 我国基本地形图比例尺分类 大比例尺 1：500， 1：1000，2000 1：5000 1：10 000 中比例尺 1：25
4、 000， 1：50 000， 1：100 000 小比例尺 1：200 000，1：250 000 1：500 000 1：1 000 000,6.1.3 地图分幅编号 为了便于地形图的测绘、使用和保管，需要将大范围内的地形图进行分幅，并将分幅的地形图进行系统的编号。 地形图的分幅方法： 按经纬线分幅的梯形分幅法。1/50万1/5000 按坐标格网划分的矩形分幅法。1/500、1/1000、1/2000 地图编号方法： 自然系数编号法 行列式编号法 行列-自然系数编号法。,2.比例尺精度：在测量工作中，将相当于图上0.1毫米的实地水 平距离称为比例尺的精度。 例如1：500、1：2000比例
5、尺地形图的比例尺精度分别为 0.05米、0.2米。在测绘相应比例尺地形图时，测量距离的精度 分别为0.05米、0.2米。,1.梯形分幅与编号方法 梯形分幅都是以1：100万比例尺地形图为基础，按规定的经差和纬差划分图幅。从经度180 起每隔6 分为一个纵列，整个地球表面分成60个纵列，自西向东用阿拉伯数字160编号。同时，由赤道起分别向南向北直至纬度88止，每隔4的纬圈分成22个横行，这些横行用大写的英文字母A、B、C、V标明；以两极为中心，以纬度88为界的圈，则用Z标明。其编号采用行列式编号法，由“横行-纵列”格式组成，在编号前加N和S表明南半球和北半球的图幅。,我国领域的1：100万比例尺
6、地形图编号图 1/100万图由纬差4度的纬圏和经差6度的子午圏所形成的梯形。,我国基本比 例尺地形图 的分幅编号 系统图,1：50万,1：20万,1：10万,1：5万,1：2.5万,1：1万,表6.2 地形图比例尺代码表,图6-3 1：50万-1：5000地形图图号的构成,为便于图幅编号的计算机处理，1991年我国制定了国家基本比例尺地形图分幅与编号方法。特点是以1：100万地图为基础，由下接相应比例尺的行、列代码所组成，并增加了比例尺代码，如下所示。,梯形分幅与编号规则举例表,计算实例,已在某地位于东经120 09 15，北纬30 18 10 则先计算其中1：100万地形图中的编号 横列（由
7、纬度）：INT（纬度/4）+1= 8： H 纵行（由经度）：INT（经度/6）+1+30=51 H-51,2.矩形分幅与编号,矩形分幅中，每幅地图的图廓都是一个矩形。大比例尺地形图分幅通常采用矩形分幅，并以整公里、整百米或整五十米坐标进行分幅。1：500、1：1000、1：2000地形图一般采用5050厘米正方形分幅或4050厘米矩形分幅；1：5000地形图通常采用4040正方形分幅,地形图编号一般采用图廓西南角坐标公里数编号法，也可以选用流水编号或行列编号法。例如某幅1：1000比例尺地形图的西南角坐标为X=84500m，Y=16500m，则该图幅编号为84.5 - 16.5。,N,S,W,
8、E,图名 图号,密级,坐标系统，高程系统。图式。测图时间、成图方法,测图单位,比例尺,测量员 绘图员 检查员,6.1.4 地形图内容 地形图上所表示的内容可分为三个部分：数学要素（坐标系统、高程系统、地图投影、分幅方法、比例尺）、地理要素（统一规范的地物、地形符号）、图廓外要素。 图廓的方向通常是左西、右东、上北、下南，或直接绘出指北方向。 对于一幅地形图，可以分为图廓外与图廓内两部分。图廓外包括图名和图号、比例尺、图廓、接合图表和结合图号、三北方向线、坐标系统与高程系统、所依据的地形图图式、坡度尺、责任者、测绘时间等；图廓内则为地形图的内容，包括经纬线、坐标格网、各类地物符号、等高线、注记等
9、。,1：1000地形图,6.1.5 地形图图式,地形图图式是地图符号样式和描绘规则的规范。由国家测绘业务主管部门统一制定的。图式中规定了相应比例尺地形图上表示各种地物、地貌要素的符号、注记和颜色标准，以及使用这些符号的原则、要求和基本方法。 不同比例尺地形图，因所表示的地面要素的要求、详细、侧重点不同，因此有多种国家标准图式。 地形图图式一般按比例尺的不同分成多种。国家测绘局标准化研究所制定了一系列地形图图式国家标准，例如1：500 1：1000 1：2000地形图图式、1：5000 1：10000地形图图式等。,地形图图式节选,符号从描述地物的类型可分为地物符号、地貌符号、注记符号。从符号的
10、几何特性可分为点状符号、线状符号、面状符号，点状符号是不依比例表示的小面积地物或点状地物符号。线状符号是长度依比例尺表示而宽度不依比例尺表示的线状延伸分布的物体或制图现象的符号。面状符号是指在二维图上各方向都能依比例尺表示的面状分布的物体或地理现象的符号。,1.地物符号,图6-5 符号的几何分类,地物：地面上的固定性物体，有明确的轮廓。有人工的、有自 然的。 分类:比例符号按地物的实际形状和大小依比例尺缩绘在图上 的符号-面状符号 半比例符号:一些带状延伸地物（电力线等），其长度可依 比例尺绘出而宽度无法依比例尺绘出，表示这 些地物的符号-线状符号。 非比例符号:无法将其形状、大小依比例尺绘到
11、图上的地 物，只能采用规定的符号来表示。如勘探钻孔 只表示地物的中心位置，不表示形状-点状符 号。 注记符号:用文字、数字对地物地貌的补充说明。包括文字 注记（街道名），性质注记（建筑材料），数字 注记（高程），走向注记（示坡线、水流方向）。,2. 地貌符号,a.等高线的概念 设一高地被一组等距离的水平面1、2、3所截，在各平面上得到相应的截线，将这些截线沿铅垂线方向投影（即垂直投影）到一个水平面M上，便得到表示该高地的一组闭合曲线，即为等高线。等高线就是地面上高程相等的相邻各点连成的闭合曲线。可以用来表示地球表面高低起伏凹凸不平的自然形态地貌。,相邻两等高线之间的高差称为等高距，用h表示。
12、相邻等高线之间的水平距离叫做等高线平距，用d表示。 地面坡度愈陡，等高线平距就愈小，因此等高线就显得愈 密，反之，等高线就变得稀疏。同一张地形图上等高距是相同的，可由等高线的疏密来判断地面坡度的缓陡。,b.等高线分类,基本等高线（首曲线）：按基本等高距描绘的等高线。 加粗等高线（计曲线）：每隔四根（或三根）首曲线加粗绘制的一根等高线。其目的是为了计算高程方便。 半距等高线（间曲线）：是按1/2等高距内插绘制的等高线，以便显示首曲线不能显示的地貌。 距等高线（助曲线）：是按1/4等高距内插绘制的等高线。,c.典型地貌的等高线形态,集水线： 分水线：,山头与盆地示坡线,示坡线：为了区 分山头和盆地
13、两 种地形，在某些 等高线的斜坡下 降方向绘一垂直 等高线的短线来 示坡。,d.等高线特性 同一条等高线上各点的高程相等。（等高） 等高线是闭合曲线，即使不在本图幅内闭合，也会跨越一个或多个图幅闭合。（闭合） 除陡壁、陡坎外，不同高程的等高线不能相交，而陡壁、陡坎是用专门的符号来表示。（不相交） 等高线与山脊线、山谷线正交。（正交） 等高线愈稀，表示的地面坡度愈平缓，愈密，则地面坡度愈陡。（密陡稀缓）,第六章 地图编制和地形图测绘,6-1 地图及地形图基本知识 6-2 地图投影与地图编制 6-3 大比例尺地形图传统测绘方法 6-4 数字化测图,6.3.1 碎部点的测绘方法 所谓碎部点就是地物、
14、地貌的特征点，如房角、 道路交叉点、山顶、鞍部等。大比例尺地形图测绘过 程是先测定碎部点的平面位置与高程，然后根据碎部 点对照实地情况，以相应的符号在图上描绘地物、地 貌。 1.极坐标法（常用） 极坐标法是根据测站点上的一个已知方向，测定 已知方向与所求点方向的角度和量测测站点至所求点 的距离，以确定所求点位置的一种方法。,2.方向交会法（不常用） 方向交会法又称角度交会法，是分别在两个已知测点上对同一碎部点进行方向交会以确定碎部点位置的一种方法。,3.距离交会法（不常用） 距离交会法是测量两已知点到碎部点的距离来确定碎部点位置的一种方法。,距离交会法,方格网的绘制与控制点的展绘,6.3.2
15、大比例尺测图的准备工作 大比例尺测图一般是在野外边测量边描绘。在测图之前 应该准备好图纸，绘制坐标格网，并展绘控制点，注明控制 点的编号和高程，对测量仪器进行检校。,6.3.3 经纬仪测图 经纬仪测图是利用经纬仪测量碎部点的平面位置和高程，利用极坐标法或直角坐标法将碎部点展绘在图纸上的测图方法。根据展点方式不同，它可以分为极坐标展点测图和直角坐标展点测图。 1.极坐标展点测图 在已知点A上安置经纬仪，选择另一个已知点B作为起始方向（零方向），然后照准立于碎部点P上的标尺，读出与起始方向之间的水平角、视距S和竖角，利用视距测量公式计算碎部点的水平距离D和高程H，最后根据和D利用量角器将碎部点展绘
16、在图纸上。展点的方法是在图上以测站点为中心，转动量角器，使AB方向线对准量角器上角的数值，在量角器的直线边上按比例尺将距离展出，此段距离的端点即为碎部点P在图上的位置。,经纬仪测量、量角器（极坐标）展点,2.直角坐标展点测图 为使测图方便，当经纬仪在照准已知点B定向 时，应将度盘配置成AB的坐标方位角AB。这样照 准碎部点时从经纬仪读出的角度值就是测站点至碎 部点的坐标方位角AP。根据坐标正算公式: 计算P点坐标，然后在图纸上直接按坐标xP，yP 展绘，即得P点在图上的位置。,6.3.4 地物与地貌测绘的基本要求 1.地物测绘 地物的分类 自然形成的地物称自然地物，如河流、湖泊、森林、草地、独
17、立岩石等； 人类进行生产活动创造出的人工地物，如房屋、铁路，高压输电线、桥梁等。所有地物都应在地形图上用相应的符号表示出来。 地物在地形图上表示的原则 凡是能依比例尺表示的地物，则将它们边界水平投影位置的几何形状相似地描绘在地形图上，如房屋、河流、运动场等，有些地物还需要在边界范围内绘上相应的地物符号，如森林、草地等。对于不能依比例尺表示的地物，在地形图上是以相应的地物符号表示在地物的中心位置上，如水塔、烟囱、单线道路、单线河流等。,地物测绘 主要是测定地物形状的特征点。所谓地物特征点就是能 够反映地物形状的外轮廓上的转折点，或能表示地物位置中 心的轴线上的点。测绘地物时应根据地形图图式的要求
18、合理 选择地物的特征点。,特征点取舍容许差,地物的特征点不 是选得越密越好，而 要求两特征点的连线 与实际地物轮廓线之 间的最大偏差小于图 上0.4mm.,2.地貌测绘 测绘地貌：测绘地貌与测绘地物一样，首先要确定 地貌特征点并测定其位置（山顶、鞍部、山脊、山谷 的地形变换点，山坡倾斜变换点，山脚地形变换点）， 然后连接地性线，便得到地貌整个骨架的基本轮廓，再对照实地并考虑等高线的性质描绘出等高线。 地貌测绘的步骤如下： 1.测定地貌特征点 2.连接地性线 3.求等高线的通过点 4.勾绘等高线,连接地性线,1）测定地貌特征点: 极坐标法测绘,在图 上用小圆点表示,旁边 注记高程。,2）连接地性
19、线（实 际上无此步骤）: 以实线连山脊 线，虚线连山谷 线，先连地性线， 后绘等高线。,等高线通过点的内插,解析法：设A、B的高程分别为42.7m、47.6m，等高距为1m。则A、B两点间必有高程为 4347m 5条等高线通过。假设A、B间坡度均匀， A、B间高差4.9m，AB图上距离49mm； 则A点到43m等高线的高差为0.3m， B点到47m等高线的高差为0.6m， A点到43m等高线 和B点到47m等高线的距离为3mm、6mm，在AB直线上可截取43m、47m等高线通过点 c、g；然后在c、g间4等分可得44m、45m、46m的等高线通过点d、e、f。,3）求等高线的通过点: 在同一坡
20、度的相邻点之间（测绘时多为变坡点）内插出等高线通过点。 内插方法：解析法:麻烦费时。目估法：先目估确定靠近两端点等高线通过 的点，然后在所确定的等高线间目估等分其它等高线通过点。方法简单， 需反复练习。,勾绘等高线,顾及实际情况用光滑 曲线连接相同高程的相邻 各点，便得一系列等高 线；然后边求等高线通过 点边勾绘等高线。不要把 全部等高线通过点都求出 后再勾绘等高线。地性线 最后要擦掉。,4）勾绘等高线:（先绘计曲线，再绘首曲线）,3.地物地貌测绘注意事项 测绘地形图工作是一项集体工作，相互之间的配合非常重要。测绘地形图应注意： （1）正确选择地物、地貌特征点 （2）立尺人员跑尺要有次序 （3
21、）立尺人员和观测员之间要能了解对方的意图 （4）做到经常性检查 （5）相邻测站所测范围应以人工的或天然的地面线为分界，如道路、河流、山脊等,第六章 地图编制和地形图测绘,6-1 地图及地形图基本知识 6-2 地图投影与地图编制 6-3 大比例尺地形图传统测绘方法 6-4 数字化测图,6.4.1 数字化测图系统及其组成 由于现代测量仪器全站型电子速测仪的广泛应用，以及微 型计算机硬件和软件技术的迅猛发展与渗透，使大比例尺地形测图 技术由传统的白纸测图向数字化测图方向发展。地形图的表现形式 不仅仅是绘制在纸上的地形图，更重要的是提交可供传输、处理、 共享的数字地形信息。这种以数字形式表达地形特征的
22、集合形态称 为数字地图。它采用属性、位置与关系三方面的要素来描述存存贮 的图形对象。数字化测图技术是获取数字地图的主要技术途径之一。 数字测图系统（digital surveying and mapping）是以计算机 为核心，在外连输入输出设备硬、软件的支持下，对地理空间数据 进行采集、输入、成图、输出、管理的测绘系统。它分地形数据采 集、数据处理与成图、绘图与输出三大部分。由于空间数据来源的 不同，采用的仪器和方法也不同，数据采集的方法也不相同，如野 外数据采集、原图数字化数据采集、航空或卫星像片数据采集，从 而构成不同的数字测图系统，如全野外数字测图系统，图形数字化 系统，航测数字化成图系统。,图6-31 数字化测图系统的组成框架,6.4.2 数字化测图的作业模式与过程 目前国内较流行的数字测图软件所支持的作业模式大致有如下几种： 1）全站仪草图法测图模式(常用) 2）全站仪编码法测图模式(常用) 3）电子平板测图模式(常用) 4）镜站遥控电子平板测图模式 5）对已有地形图数字化成图模式(扫描数字化或手扶跟踪数字化） 6）数字摄影测量成图模式,优点: 点位精度高 便于成果更新 避免因图纸伸缩带来的各种误差 能输出各种比例尺地形图或专题图 可作为GIS重要的信息源 作业: P170 13(书上直接画),
