測量學(xué)7大比例尺地形圖的測繪

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第七章 大比例尺地形圖的測繪,7-1 地形圖的基本知識,一、平面圖、地形圖和地圖,為了將地物地貌繪到圖上，理論上必須從地面各特征點(diǎn)向水準(zhǔn)面作鉛垂線，鉛垂線與水準(zhǔn)面的交點(diǎn)稱為地面各特征點(diǎn)的垂直投影若測區(qū)很小，水準(zhǔn)面可以用水平面代替，所以，可以認(rèn)為地面各特征點(diǎn)是垂直投影在水平面上的在小區(qū)域內(nèi)，由于水準(zhǔn)面可用水平面代替，因此，將地面的點(diǎn)位和圖形垂直投影到水平面上，然后，相似地將圖形按一定比例尺縮小繪在圖紙上，這樣制成的圖稱為平面圖一般在平面圖上僅表示地物，不表示地貌如果圖上不僅表示出地物的位置，而且還用特定符號把地面上高低起伏的地貌表示出來，這種圖稱為地形圖第七章 大比例尺地形圖的測繪,在大區(qū)域內(nèi)或整個地球范圍內(nèi)測圖時，必須將地面各點(diǎn)投影到地球橢圓體面上，然后，用特殊的投影方法展繪到圖紙上，這樣制成的圖稱為地圖地圖上各處的比例尺是不同的，而平面圖上各處的比例尺是相同的二、圖的比例尺,圖上某一線段的長度與地面上相應(yīng)線段的水平長度之比，稱為圖的比例尺(縮尺)1 數(shù)字比例尺,凡比例尺用分子為1，分母為整數(shù)的分?jǐn)?shù)表示的，稱為數(shù)字比例尺。

設(shè)圖上的線段長度為S，地面上相應(yīng)線段的水平長度為l，M為比例尺的分母，則圖的數(shù)字比例尺為：,2 圖示比例尺,一般說來，在圖上除寫有數(shù)字比例尺外，還有用線段表示的比例尺，這就是圖示比例尺它的優(yōu)點(diǎn)是，可以減少計(jì)算和避免圖紙變形的影響圖示比例尺，有直線比例尺和復(fù)式比例尺兩種最常用的是直線比例尺地形圖按比例尺的不同，可以分為大、中、小三種1500、11000、12000、15000的地形圖，稱為大比例尺圖；11萬、125萬、15萬、110萬的地形圖，稱為中比例尺圖；120萬、150萬、1100萬的地形圖，稱為小比例尺圖3 地形圖比例尺精度,測量有誤差，人眼繪圖亦有誤差人眼分辨角值為60，在明視距離(25cm)內(nèi)辨別兩條平行線間距為0.1mm，區(qū)別兩個點(diǎn)的能力為0.15mm因此，通常將0.1mm稱為人眼分辨率地形圖上0.1mm所表示的實(shí)地水平長度，稱為地形圖的比例尺精度地形圖的比例尺精度與量測關(guān)系有二：其一，根據(jù)地形圖比例尺確定實(shí)地量測精度，如在比例尺為1500的地形圖上測繪地物，量距精度只需達(dá)到5 cm即可；其二，可根據(jù)用圖需要表示地物、地貌的詳細(xì)程度，確定所選用地形圖的比例尺如要求測量能反映出量距精度為10 cm的圖，應(yīng)選比例尺為11000的地形圖。

三、地形圖符號,地形，就是地物和地貌的總稱地物指的是地球表面各種自然物體和人工建(構(gòu))筑物；地貌是指地球表面高低起伏的形態(tài)地形測量工作者的任務(wù)，就是把錯綜復(fù)雜的地形測量出來，并用最簡單、明顯的符號表示在圖紙上，最后完成一張與實(shí)地相似的地形圖，上述符號稱為地形圖符號地形圖符號可分為：地物符號、地貌符號和注記符號三大類地形圖符號的大小和形狀，均視測圖比例尺的大小不同而異各種比例尺地形圖的符號、圖廓形式、圖上和圖邊注記字體的位置與排列等，都有一定的格式，總稱為圖式一)地物符號,1 比例符號,將地面上實(shí)物的輪廓，按測圖比例尺縮小，然后繪制在圖上的符號稱為比例符號，又稱輪廓符號2 非比例符號,當(dāng)?shù)匚锏妮喞苄?，以致于不能按照測圖比例尺縮小，但這些地物又很重要，不能舍掉時，則需按統(tǒng)一規(guī)定的符號描繪在圖上，這種符號稱為非比例符號非比例符號在地形圖上的位置，必須與實(shí)物位置一致，應(yīng)該規(guī)定符號的定位點(diǎn)3 線狀符號,凡是長度能依比例，而寬度不能縮繪的狹長地物符號，稱為線狀符號或半比例符號這種符號的長度依真實(shí)情況測定，而其寬度和符號樣式有專門規(guī)定二)地貌符號,最常用的地貌符號是等高線三)注記符號,注記符號是地物符號和地貌符號的補(bǔ)充說明，可用文字、數(shù)字或線段表示。

四、地形圖的圖幅、圖號和圖廓,(一)圖幅,圖幅指圖的幅面大小，即一幅圖所測繪地貌、地物的范圍圖幅形狀有梯形和矩形兩種，其確定圖幅大小方法各不相同二)圖名,一般地形圖的圖名，是用本幅圖內(nèi)最大的城鎮(zhèn)、村莊、名勝古跡或突出的地物、地貌的名稱來表示，圖名寫在圖幅上方中央三)圖號,在保管、使用地形圖時，為使圖紙有序地存放和便于檢索，要將地形圖進(jìn)行編號此編號稱為地形圖圖號圖號標(biāo)注在圖幅上方圖名之下四)接圖表,接圖表是本幅圖與相鄰圖幅之間位置關(guān)系的示意圖，供查找相鄰圖幅之用接圖表的位置是在圖幅左上方，它給出了與本幅相鄰八幅圖的圖名五)圖廓,圖廓有內(nèi)外圖廓之分，內(nèi)圖廓線就是測量邊界線內(nèi)圖廓之內(nèi)繪有10cm間隔互相垂直交叉的短線，稱為坐標(biāo)格網(wǎng)矩形圖幅內(nèi)圖廓線也是公里格網(wǎng)線梯形分幅圖廓線為經(jīng)緯線因受子午線收斂角影響，經(jīng)緯線方向與坐標(biāo)網(wǎng)格方向不一致故在110萬及其以下比例尺地形圖圖廓內(nèi)既有公里格網(wǎng)又有經(jīng)緯線，大于15萬比例尺地形圖上則不繪經(jīng)緯線其圖廓點(diǎn)坐標(biāo)用查表方法找出外圖廓線是一幅圖最外邊界線，以粗實(shí)線表示外圖廓線外，除了有接圖表、圖名、圖號，尚應(yīng)注明測量所用的平面坐標(biāo)系、高程坐標(biāo)系、比例尺、測繪日期和測繪單位等。

7-2 地貌與等高線,一、等高線原理,等高線，就是地面上高程相等的各相鄰點(diǎn)所連成的閉合曲線，也就是水平面(嚴(yán)格來說應(yīng)是水準(zhǔn)面)與地面相截所形成的閉合曲線我們?nèi)粘Ｒ姷降某靥粱蛐钏畮斓乃媾c岸邊的交線，就是一條等高線二、等高距和等高線平距,相鄰等高線間的高差，稱為等高距(或稱等高線間隔)相鄰等高線在水平面上的垂直距離，稱為等高線平距規(guī)范規(guī)定，在一個測區(qū)內(nèi)只能采用一種等高距用等高線表示地貌時，對于等高距的選擇，具有重要意義因此，在選擇等高距時，應(yīng)結(jié)合圖的用途、比例尺以及測區(qū)地形坡度的大小等多種因素綜合考慮三、典型地貌的等高線,凡是凸出而且高于四周的高地稱為山地，高大的稱為山峰，矮小的稱為山丘比周圍地面低，而且經(jīng)常無水的地勢較低的地方稱為凹地，大范圍低地稱為盆地，小范圍低地稱為洼地山脊是從山頂?shù)缴侥_的凸起部分，山脊最高點(diǎn)間的連線稱為山脊線以等高線表示的山脊是等高線凸向低處，雨水以山脊為界流向兩側(cè)坡面，故山脊線又稱分水線山谷是沿著一個方向延伸下降的洼地山谷中最低點(diǎn)連成的谷底線稱為山谷線或集水線從上述幾種典型地貌的等高線可以看出：山丘和盆地的等高線都是閉合曲線，兩者形狀很相似為了區(qū)別起見，必須在等高線上注記高程或畫出示坡線。

示坡線是垂直于等高線而指向下坡的短線山脊和山谷的等高線，都是朝著一個方向凸出的曲線，兩者的形狀也很相似但是，山脊的等高線是向著山脊線降低的方向凸出，山谷的等高線則是向著山谷線升高的方向凸出山脊和山谷，同樣可以根據(jù)等高線上的高程注記或畫示坡線來加以區(qū)別四、等高線的特性,根據(jù)前述用等高線表示地貌的情況，可以歸納等高線的特性如下：,(1)在同一條等高線上的各點(diǎn)，其高程相等；,(2)等高線必定是一條閉合曲線，不會中斷，由于一幅圖所示的范圍有限，如在本圖幅內(nèi)不閉合，則在相鄰圖幅內(nèi)仍最終自成閉合；,(3)一條等高線不能分叉為兩條；不同高程的等高線，不能相交或者合并成一條；在懸崖處的等高線雖然相交，但必須有兩個交點(diǎn)；,(4)等高線愈密則表示坡度愈陡，等高線愈稀則表示坡度愈緩，等高線之間平距相等則表示坡度相等；,(5)經(jīng)過河流的等高線不能直接跨越而過，應(yīng)該在接近河岸時，漸漸折向上游，直到與河底等高處才能越過河流，然后再折向下游漸漸離開河岸；,(6)等高線通過山脊線時，與山脊線成正交，并凸向低處；等高線通過山谷線時，則應(yīng)與山谷線成正交，并凸向高處五、等高線的種類,1 首曲線：按規(guī)定的基本等高距測繪的等高線稱為首曲線,2 計(jì)曲線：為了用圖方便，每隔四級首曲線描繪一根較粗的等高線，稱為計(jì)曲線(或加粗等高線)。

地形圖上只有計(jì)曲線注記高程，首曲線上不注記高程3 間曲線：當(dāng)首曲線不能詳細(xì)表示地貌特征時，則需在首曲線間加繪間曲線其等高距為基本等高距的1/2，故也稱半距等高線，一般用長虛線表示,4 助曲線：如采用了間曲線仍不能表示較小的地貌特征時，則應(yīng)當(dāng)在首曲線和間曲線間加繪助曲線其等高距為基本等高距的,1/4,，一般用短虛線表示六、等高線的描繪方法,用等高線表示地貌的程序是先測定后繪圖測定對象是地貌的特征點(diǎn)所謂地貌特征點(diǎn)是指山頂、鞍部、山脊線與山谷線上的坡度變換點(diǎn)和山腳點(diǎn)、山腳坡度變換點(diǎn)和山坡面傾斜變換點(diǎn)等將測定的地貌特征點(diǎn)的平面位置按比例尺以垂直投影方法縮繪到圖紙上，并在其旁注記該點(diǎn)高程(高程注記按圖式規(guī)定)1 連接地性線,山頂、鞍部、山腳點(diǎn)與地性線，這些地貌因素決定著山脈的大小、形狀和走向自山頂至山腳用細(xì)實(shí)線連接山脊線上各變坡點(diǎn)，用細(xì)虛線將山谷線上各變坡點(diǎn)連結(jié)通常地貌形態(tài)是山脊與山谷間隔排列，即兩條分水線夾一條合水線，兩條山谷線夾一條山脊線2 求等高線通過點(diǎn),地性線上各點(diǎn)均為坡度變換點(diǎn)，即相鄰兩點(diǎn)之間為同一坡度通常變坡點(diǎn)高程不等于基本等高線高程，需要先求出等高線通過點(diǎn)，再求出基本等高線的位置在兩個變坡點(diǎn)之間的等高線通過點(diǎn)的高程可按比例內(nèi)插求得。

3 勾繪等高線,在繪圖現(xiàn)場圖紙上連接地性線，求等高線通過點(diǎn)與勾繪等高線應(yīng)邊測邊繪等高線，對照實(shí)地勾繪等高線可逼真地顯示地貌形態(tài)，并便于檢查測繪中的各種錯誤對照實(shí)地勾繪等高線時要運(yùn)用概括原則山坡面上小起伏與變化，按等高線總體走向進(jìn)行制圖綜合如果在平坦地區(qū)測圖，很大范圍內(nèi)繪不出一條等高線為表示地面起伏，則需用高程碎部點(diǎn)表示高程碎部點(diǎn)簡稱高程點(diǎn)平坦地區(qū)有地物時則以地物點(diǎn)高程為高程碎部點(diǎn)，無地物時則應(yīng)單獨(dú)測定高程碎部點(diǎn)7-3 常規(guī)測圖方法,地形圖測繪是表示地面點(diǎn)位置及各地面點(diǎn)之間相互位置關(guān)系的圖解方法，也是將地面點(diǎn)測量成果圖解地繪在圖上地形圖測繪分為測量和繪圖兩大步驟地形圖測繪是對地物、地貌特征點(diǎn)(亦稱碎部點(diǎn))進(jìn)行測繪地形圖測繪亦稱碎部測量，測定出各碎部點(diǎn)的平面位置和高程并按比例縮繪于圖紙上由于按規(guī)定比例尺縮繪，圖上碎部點(diǎn)連接成圖形與實(shí)地碎部點(diǎn)連接圖形呈相似關(guān)系，其相似比值即為地形圖比例尺數(shù)值一、測圖前的準(zhǔn)備工作,測圖前，須踏勘了解測區(qū)的地形，抄錄控制點(diǎn)的平面及高程成果，了解其完好的程度檢查和校正儀器，準(zhǔn)備工具材料，擬定作業(yè)計(jì)劃以及在圖紙上繪制坐標(biāo)格網(wǎng)、圖廓線和展繪控制點(diǎn)1 圖紙,地形測圖一般選用一面打毛的乳白色半透明聚脂薄膜圖紙。

當(dāng)缺乏聚脂薄膜圖紙時，可選用優(yōu)質(zhì)的繪圖紙作為原圖紙進(jìn)行測繪2 繪制坐標(biāo)格網(wǎng),為了準(zhǔn)確地將控制點(diǎn)(圖根點(diǎn))展繪在原圖上，首先要在測圖紙上精確地繪制10 cm10cm的直角坐標(biāo)方格網(wǎng)展繪方格網(wǎng)可用直角坐標(biāo)展點(diǎn)儀、格網(wǎng)尺等專用工具，當(dāng)缺少這類工具時，也可以用比較精確的直尺按對角線法進(jìn)行3 展繪控制點(diǎn),展繪控制點(diǎn)時，首先確定該點(diǎn)所在的方格，再在方格內(nèi)確定點(diǎn)的精確位置全部點(diǎn)展繪好后，要用比例尺在圖紙上量取所繪控制點(diǎn)之間的相鄰距離，比較是否與實(shí)際距離相符，其限差為,0.3mm,，對超過限差的控制點(diǎn)應(yīng)重新展繪二、小平板儀測圖原理,小平板儀構(gòu)造很簡單，主要由圖板，照準(zhǔn)器和三角架所組成附件有對點(diǎn)器和長盒羅盤設(shè)地面上有A、B、C三點(diǎn)，需將這三點(diǎn)展繪到圖紙上，B為測站在B點(diǎn)安置一塊貼有測圖紙的平板，板面水平，將圖紙上的b點(diǎn)對中實(shí)地的B點(diǎn)設(shè)通過BA和BC兩方向的豎直面與平板的交線為bm和bn，則這兩交線的夾角即為ABC的水平投影若同時又用視距法(參見第四章第六節(jié))或測距儀測出BA和BC的水平距離，并按一定的比例尺在bm和bn方向線上畫出a、c兩點(diǎn)，則圖上a、b、c三點(diǎn)組成的圖形就與地面A、B、C三點(diǎn)的水平投影相似，此即為平板儀測量的原理。

小平板儀的安置主要包括對點(diǎn)、整平和定向三項(xiàng)工作對點(diǎn)，就是使圖板上的控制點(diǎn)(如b點(diǎn))和實(shí)地相應(yīng)的控制點(diǎn)(如B點(diǎn))在同一鉛垂線上；整平，就是將圖板置于水平位置；定向，就是使圖上的方向線(如ba線)與地面上的相應(yīng)方向線(如BA)在同一豎直面內(nèi)準(zhǔn)備工作完成后并了解了測圖原理后，就可以進(jìn)行野外測。