大比例尺地形图的测绘培训讲义T全面

第七章大比例尺地形图的测绘7-1地形图的基本知识一、平面图、地形图和地图为了将地物地貌绘到图上，理论上必须从地面各特征点向水准面作铅垂线，铅垂线与水准面的交点称为地面各特征点的垂直投影。若测区很小，水准面可以用水平面代替，所以，可以认为地面各特征点是垂直投影在水平面上的。在小区域内，由于水准面可用水平面代替，因此，将地面的点位和图形垂直投影到水平面上，然后，相似地将图形按一定比例尺缩小绘在图纸上，这样制成的图称为平面图。一般在平面图上仅表示地物，不表示地貌。如果图上不仅表示出地物的位置，而且还用特定符号把地面上高低起伏的地貌表示出来，这种图称为地形图。

第七章大比例尺地形图的测绘

在大区域内或整个地球范围内测图时，必须将地面各点投影到地球椭圆体面上，然后，用特殊的投影方法展绘到图纸上，这样制成的图称为地图。地图上各处的比例尺是不同的，而平面图上各处的比例尺是相同的。二、图的比例尺图上某一线段的长度与地面上相应线段的水平长度之比，称为图的比例尺(缩尺)。1数字比例尺凡比例尺用分子为1，分母为整数的分数表示的，称为数字比例尺。设图上的线段长度为S，地面上相应线段的水平长度为l，M为比例尺的分母，则图的数字比例尺为：2图示比例尺一般说来，在图上除写有数字比例尺外，还有用线段表示的比例尺，这就是图示比例尺。它的优点是，可以减少计算和避免图纸变形的影响。图示比例尺，有直线比例尺和复式比例尺两种。最常用的是直线比例尺。地形图按比例尺的不同，可以分为大、中、小三种。1∶500、1∶1000、1∶2000、1∶5000的地形图，称为大比例尺图；1∶1万、1∶25万、1∶5万、1∶10万的地形图，称为中比例尺图；1∶20万、1∶50万、1∶100万的地形图，称为小比例尺图。3地形图比例尺精度测量有误差，人眼绘图亦有误差。人眼分辨角值为60″，在明视距离(25cm)内辨别两条平行线间距为0.1mm，区别两个点的能力为0.15mm。因此，通常将0.1mm称为人眼分辨率。地形图上0.1mm所表示的实地水平长度，称为地形图的比例尺精度。地形图的比例尺精度与量测关系有二：其一，根据地形图比例尺确定实地量测精度，如在比例尺为1∶500的地形图上测绘地物，量距精度只需达到±5cm即可；其二，可根据用图需要表示地物、地貌的详细程度，确定所选用地形图的比例尺。如要求测量能反映出量距精度为±10cm的图，应选比例尺为1∶1000的地形图。三、地形图符号地形，就是地物和地貌的总称。地物指的是地球表面各种自然物体和人工建(构)筑物；地貌是指地球表面高低起伏的形态。地形测量工作者的任务，就是把错综复杂的地形测量出来，并用最简单、明显的符号表示在图纸上，最后完成一张与实地相似的地形图，上述符号称为地形图符号。地形图符号可分为：地物符号、地貌符号和注记符号三大类。地形图符号的大小和形状，均视测图比例尺的大小不同而异。各种比例尺地形图的符号、图廓形式、图上和图边注记字体的位置与排列等，都有一定的格式，总称为图式。

(一)地物符号1比例符号将地面上实物的轮廓，按测图比例尺缩小，然后绘制在图上的符号称为比例符号，又称轮廓符号。2非比例符号当地物的轮廓很小，以致于不能按照测图比例尺缩小，但这些地物又很重要，不能舍掉时，则需按统一规定的符号描绘在图上，这种符号称为非比例符号。非比例符号在地形图上的位置，必须与实物位置一致，应该规定符号的定位点。3线状符号凡是长度能依比例，而宽度不能缩绘的狭长地物符号，称为线状符号或半比例符号。这种符号的长度依真实情况测定，而其宽度和符号样式有专门规定。(二)地貌符号最常用的地貌符号是等高线。(三)注记符号注记符号是地物符号和地貌符号的补充说明，可用文字、数字或线段表示。四、地形图的图幅、图号和图廓(一)图幅图幅指图的幅面大小，即一幅图所测绘地貌、地物的范围。图幅形状有梯形和矩形两种，其确定图幅大小方法各不相同。(二)图名一般地形图的图名，是用本幅图内最大的城镇、村庄、名胜古迹或突出的地物、地貌的名称来表示，图名写在图幅上方中央。(三)图号在保管、使用地形图时，为使图纸有序地存放和便于检索，要将地形图进行编号。此编号称为地形图图号。图号标注在图幅上方图名之下。(四)接图表接图表是本幅图与相邻图幅之间位置关系的示意图，供查找相邻图幅之用。接图表的位置是在图幅左上方，它给出了与本幅相邻八幅图的图名。

(五)图廓图廓有内外图廓之分，内图廓线就是测量边界线。内图廓之内绘有10cm间隔互相垂直交叉的短线，称为坐标格网。矩形图幅内图廓线也是公里格网线。梯形分幅图廓线为经纬线。因受子午线收敛角影响，经纬线方向与坐标网格方向不一致。故在1∶10万及其以下比例尺地形图图廓内既有公里格网又有经纬线，大于1∶5万比例尺地形图上则不绘经纬线。其图廓点坐标用查表方法找出。外图廓线是一幅图最外边界线，以粗实线表示。外图廓线外，除了有接图表、图名、图号，尚应注明测量所用的平面坐标系、高程坐标系、比例尺、测绘日期和测绘单位等。7-2地地貌与等等高线一、等高高线原理等高线，就就是地面上上高程相等等的各相邻邻点所连成成的闭合曲曲线，也就就是水平面面(严格来来说应是水水准面)与与地面相截截所形成的的闭合曲线线。我们日日常见到的的池塘或蓄蓄水库的水水面与岸边边的交线，，就是一条条等高线。。二、等高高距和等高高线平距相邻等高线线间的高差差，称为等等高距(或或称等高线线间隔)。。相邻等高高线在水平平面上的垂垂直距离，，称为等高高线平距。。《规范》》规定，在在一个测区区内只能采采用一种等等高距。用等高线表表示地貌时时，对于等等高距的选选择，具有有重要意义义。因此，，在选择等等高距时，，应结合图图的用途、、比例尺以以及测区地地形坡度的的大小等多多种因素综综合考虑。。三、典型型地貌的等等高线凡是凸出而而且高于四四周的高地地称为山地地，高大的的称为山峰峰，矮小的的称为山丘丘。比周围围地面低，，而且经常常无水的地地势较低的的地方称为为凹地，大大范围低地地称为盆地地，小范围围低地称为为洼地。山脊是从山山顶到山脚脚的凸起部部分，山脊脊最高点间间的连线称称为山脊线线。以等高高线表示的的山脊是等等高线凸向向低处，雨雨水以山脊脊为界流向向两侧坡面面，故山脊脊线又称分分水线。山山谷是沿着着一个方向向延伸下降降的洼地。。山谷中最最低点连成成的谷底线线称为山谷谷线或集水水线。从上上述述几几种种典典型型地地貌貌的的等等高高线线可可以以看看出出：：山山丘丘和和盆盆地地的的等等高高线线都都是是闭闭合合曲曲线线，，两两者者形形状状很很相相似似。。为为了了区区别别起起见见，，必必须须在在等等高高线线上上注注记记高高程程或或画画出出示示坡坡线线。。示示坡坡线线是是垂垂直直于于等等高高线线而而指指向向下下坡坡的的短短线线。。山脊脊和和山山谷谷的的等等高高线线，，都都是是朝朝着着一一个个方方向向凸凸出出的的曲曲线线，，两两者者的的形形状状也也很很相相似似。。但但是是，，山山脊脊的的等等高高线线是是向向着着山山脊脊线线降降低低的的方方向向凸凸出出，，山山谷谷的的等等高高线线则则是是向向着着山山谷谷线线升升高高的的方方向向凸凸出出。。山山脊脊和和山山谷谷，，同同样样可可以以根根据据等等高高线线上上的的高高程程注注记记或或画画示示坡坡线线来来加加以以区区别别。。四、、等等高高线线的的特特性性根据据前前述述用用等等高高线线表表示示地地貌貌的的情情况况，，可可以以归归纳纳等等高高线线的的特特性性如如下下：：(1)在在同同一一条条等等高高线线上上的的各各点点，，其其高高程程相相等等；；(2)等等高高线线必必定定是是一一条条闭闭合合曲曲线线，，不不会会中中断断，，由由于于一一幅幅图图所所示示的的范范围围有有限限，，如如在在本本图图幅幅内内不不闭闭合合，，则则在在相相邻邻图图幅幅内内仍仍最最终终自自成成闭闭合合；；(3)一一条等等高线不不能分叉叉为两条条；不同同高程的的等高线线，不能能相交或或者合并并成一条条；在悬悬崖处的的等高线线虽然相相交，但但必须有有两个交交点；(4)等等高线线愈密则则表示坡坡度愈陡陡，等高高线愈稀稀则表示示坡度愈愈缓，等等高线之之间平距距相等则则表示坡坡度相等等；(5)经经过河河流的等等高线不不能直接接跨越而而过，应应该在接接近河岸岸时，渐渐渐折向向上游，，直到与与河底等等高处才才能越过过河流，，然后再再折向下下游渐渐渐离开河河岸；(6)等等高线线通过山山脊线时时，与山山脊线成成正交，，并凸向向低处；；等高线线通过山山谷线时时，则应应与山谷谷线成正正交，并并凸向高高处。五、等等高线的的种类1首曲曲线：按按规定的的基本等等高距测测绘的等等高线称称为首曲曲线2计曲曲线：为为了用图图方便，，每隔四四级首曲曲线描绘绘一根较较粗的等等高线，，称为计计曲线(或加粗粗等高线线)。地地形图上上只有计计曲线注注记高程程，首曲曲线上不不注记高高程。3间曲曲线：当当首曲线线不能详详细表示示地貌特特征时，，则需在在首曲线线间加绘绘间曲线线。其等等高距为为基本等等高距的的1/2，故也也称半距距等高线线，一般般用长虚虚线表示示4助曲曲线：如如采用了了间曲线线仍不能能表示较较小的地地貌特征征时，则则应当在在首曲线线和间曲曲线间加加绘助曲曲线。其其等高距距为基本本等高距距的1/4，一般用用短虚线线表示。。六、等等高线的的描绘方方法用等高高线表表示地地貌的的程序序是先先测定定后绘绘图。。测定定对象象是地地貌的的特征征点。。所谓谓地貌貌特征征点是是指山山顶、、鞍部部、山山脊线线与山山谷线线上的的坡度度变换换点和和山脚脚点、、山脚脚坡度度变换换点和和山坡坡面倾倾斜变变换点点等。。将测测定的的地貌貌特征征点的的平面面位置置按比比例尺尺以垂垂直投投影方方法缩缩绘到到图纸纸上，，并在在其旁旁注记记该点点高程程(高高程注注记按按图式式规定定)。。1连连接接地性性线山顶、、鞍部部、山山脚点点与地地性线线，这这些地地貌因因素决决定着着山脉脉的大大小、、形状状和走走向。。自山山顶至至山脚脚用细细实线线连接接山脊脊线上上各变变坡点点，用用细虚虚线将将山谷谷线上上各变变坡点点连结结。通通常地地貌形形态是是山脊脊与山山谷间间隔排排列，，即两两条分分水线线夹一一条合合水线线，两两条山山谷线线夹一一条山山脊线线。2求求等等高线线通过过点地性线线上各各点均均为坡坡度变变换点点，即即相邻邻两点点之间间为同同一坡坡度。。通常常变坡坡点高高程不不等于于基本本等高高线高高程，，需要要先求求出等等高线线通过过点，，再求求出基基本等等高线线的位位置。。在两两个变变坡点点之间间的等等高线线通过过点的的高程程可按按比例例内插插求得得。3勾勾绘绘等高高线在绘图图现场场图纸纸上连连接地地性线线，求求等高高线通通过点点与勾勾绘等等高线线。应应边测测边绘绘等高高线，，对照照实地地勾绘绘等高高线可可逼真真地显显示地地貌形形态，，并便便于检检查测测绘中中的各各种错错误。。对照照实地地勾绘绘等高高线时时要运运用概概括原原则。。山坡坡面上上小起起伏与与变化化，按按等高高线总总体走走向进进行制制图综综合。。如果在在平坦坦地区区测图图，很很大范范围内内绘不不出一一条等等高线线。为为表示示地面面起伏伏，则则需用用高程程碎部部点表表示。。高程程碎部部点简简称高高程点点。平平坦地地区有有地物物时则则以地地物点点高程程为高高程碎碎部点点，无无地物物时则则应单单独测测定高高程碎碎部点点。7-3常常规规测图图方法法地形图图测绘绘是表表示地地面点点位置置及各各地面面点之之间相相互位位置关关系的的图解解方法法，也也是将将地面面点测测量成成果图图解地地绘在在图上上。地地形图图测绘绘分为为测量量和绘绘图两两大步步骤。。地形形图测测绘是是对地地物、、地貌貌特征征点(亦称称碎部部点)进行行测绘绘。地地形图图测绘绘亦称称碎部部测量量，测测定出出各碎碎部点点的平平面位位置和和高程程并按按比例例缩绘绘于图图纸上上。由由于按按规定定比例例尺缩缩绘，，图上上碎部部点连连接成成图形形与实实地碎碎部点点连接接图形形呈相相似关关系，，其相相似比比值即即为地地形图图比例例尺数数值。。一、测测图图前的的准备备工作作测图前前，须须踏勘勘了解解测区区的地地形，，抄录录控制制点的的平面面及高高程成成果，，了解解其完完好的的程度度。检检查和和校正正仪器器，准准备工工具材材料，，拟定定作业业计划划以及及在图图纸上上绘制制坐标标格网网、图图廓线线和展展绘控控制点点。1图纸地形测图一般般选用一面打打毛的乳白色色半透明聚脂脂薄膜图纸。。当缺乏聚脂脂薄膜图纸时时，可选用优优质的绘图纸纸作为原图纸纸进行测绘。。2绘制坐坐标格网为了准确地将将控制点(图图根点)展绘绘在原图上，，首先要在测测图纸上精确确地绘制10cm×10cm的直角坐标方方格网。展绘绘方格网可用用直角坐标展展点仪、格网网尺等专用工工具，当缺少少这类工具时时，也可以用用比较精确的的直尺按对角角线法进行。。3展绘控控制点展绘控制点时时，首先确定定该点所在的的方格，再在在方格内确定定点的精确位位置。全部点点展绘好后，，要用比例尺尺在图纸上量量取所绘控制制点之间的相相邻距离，比比较是否与实实际距离相符符，其限差为为±0.3mm，对超过限差的的控制点应重重新展绘。二、小平板板仪测图原理理小平板仪构造造很简单，主主要由图板，，照准器和三三角架所组成成。附件有对对点器和长盒盒罗盘。设地地面上有A、B、C三点，需将这这三点展绘到到图纸上，B为测站。在B点安置一块贴贴有测图纸的的平板，板面面水平，将图图纸上的b点对中实地的的B点。设通过BA和BC两方向的竖直直面与平板的的交线为bm和bn，则这两交线的的夹角即为∠∠ABC的水平投影。。若同时又用用视距法(参参见第四章第第六节)或测测距仪测出BA和BC的水平距离，，并按一定的的比例尺在bm和bn方向线上画出出a、c两点，则图上上a、b、c三点组成的图图形就与地面面A、B、C三点的水平投投影相似，此此即为平板仪仪测量的原理理。小平板仪的安安置主要包括括对点、整平平和定向三项项工作。对点点，就是使图图板上的控制制点(如b点)和实地相相应的控制点点(如B点)在同一铅铅垂线上；整整平，就是将将图板置于水水平位置；定定向，就是使使图上的方向向线(如ba线)与地面上上的相应方向向线(如BA)在同一竖直面面内。准备工作完成成后并了解了了测图原理后后，就可以进进行野外测图图。测绘地物物和地貌的工工作，又称为为碎部测量，，其主要工作作是测绘地物物和地貌特征征点的位置。。三、经纬仪仪测绘法经纬仪测绘法法的实质是按按极坐标定点点进行测图。。观测时先将将经纬仪安置置在测站上，，绘图板安置置于测站旁，，用经纬仪测测定碎部点的的方向与已知知方向之间的的夹角、测站站点至碎部点点的距离和碎碎部点的高程程。然后根据据测定数据用用量角器和比比例尺把碎部部点的位置展展绘于图纸上上，并在点的的右侧注明其其高程，再对对照实地描绘绘地形。操作作步骤如下：：(1)安安置仪器量量取仪器器高i，填入记录手簿簿。(2)定向向置水平度度盘读数为0°00′00″，后视视另一控制点点B。(3)立尺立尺员员依次将尺立立在地物、地地貌特征点上上。(4)观测测转照准部部，瞄准标尺尺，读视距间间隔l，中丝读数V，竖盘读数L和水平角β。(5)记录将测测得的视距间间隔、中丝读读数、竖盘读读数和水平角角依次填入手手簿。(6)计算算依据视视距Kl，竖盘读数L或竖直角a，计算出碎部点点的水平距离离和高程。(7)展绘绘碎部点用用细针将量量角器的圆心心插在图上测测站点处，转转动量角器，，将量角器上上等于β角值的刻划线线对准起始方方向线，此时时量角器的零零方向便是碎碎部点C的方向，然后后用测图比例例尺按测得的的水平距离在在该方向上定定出点c的位置，并在在点的右侧注注明其高程。。用光电测绘仪仪来代替上述述的经纬仪测测角和视距测测量，称为光光电测距仪测测绘法，其测测绘步骤和计计算绘图过程程与经纬仪测测绘法类似。。四、、小小平平板板仪仪与与经经纬纬仪仪联联合合测测图图法法这种种方方法法的的特特点点是是将将小小平平板板仪仪安安置置在在测测站站上上，，以以描描绘绘测测站站至至碎碎部部点点的的方方向向，，而而将将经经纬纬仪仪安安置置在在测测站站旁旁边边，，以以测测定定经经纬纬仪仪至至碎碎部部点点的的距距离离和和高高差差。。最最后后用用方方向向与与距距离离交交会会的的方方法法定定出出碎碎部部点点在在图图上上的的位位置置。。具体体作作法法如如下下：：如如图图，，先先将将经经纬纬仪仪安安置置在在距距测测站站A1～～2m的A′′点，，量量得得AA′′的距距离离和和经经纬纬仪仪的的高高度度i。。立尺尺于于A点上上，，经经纬纬仪仪视视线线水水平平时时瞄瞄准准尺尺子子并并读读取取中中丝丝读读数数l，，求得得A′′点的的高高程程(HA′′=HA+l-i)。。然后后将将小小平平板板仪仪安安置置于于A点上上，，以以图图纸纸上上已已知知直直线线ab瞄准准B点进进行行定定向向。。再再用用照照准准器器瞄瞄准准经经纬纬仪仪的的垂垂球球线线，，在在图图纸纸上上画画出出方方向向线线aa′并按按测测图图比比例例尺尺将将A′′点缩缩绘绘在在图图上上，，定定出出a′′点。。测测图图时时，，观观测测员员以以照照准准器器直直尺尺边边缘缘切切于于图图上上a点，，瞄瞄准准碎碎部部点点ＣＣ的的尺尺子子，，在在图图纸纸上上画画出出方方向向线线ac。。此时时骋骋且且裁裁樽樽迹迹玫玫悖悖檬檬泳泳喾喾ú獬鯝鯝′′点点至至ＣＣ点点的的水水平平距距离离和和高高差差。。在在图图纸纸上上以以a′′为圆心，以以A′Ｃ的距离为为半径，与与ac方向交出c点，点旁注注以高程。。同法，可可测得其他他碎部点的的位置五、铅笔笔原图的绘绘制1地物物描绘地物要按地地形图图式式规定的符符号表示。。房屋轮廓廓线需用直直线连接起起来，而道道路、河流流的弯曲部部分则要逐逐点连成光光滑的曲线线。不能依依比例描绘绘的地物，，应按规定定的非比例例符号表示示。2地貌貌符号-----等等高线的勾勾绘勾绘等高线线时，首先先用铅笔轻轻轻描绘出出山脊线、、山谷线等等地性线，，再根据碎碎部点的高高程内插等等高线通过过的点，然然后勾绘等等高线7-4数数字化测图图技术介绍绍数字化测图图技术的实实质是解析析法测图，，将地形图图信息通过过电子测量量仪器或数数字化转化化为数字量量输入计算算机，以数数字形式存存储在磁盘盘上，从而而便于传输输与直接获获取地形的的数量指标标，需要时时通过显示示屏显示或或用绘图仪仪绘制出线线划地形图图。Ｏ数字字化测图常常用的仪器器是全站仪仪(参见第四章章第七节)，或者使用用常规经纬纬仪、测距距仪配合电电子手簿，，或者使用用便携机现现场展点等等方法。数数字化测图图的流程图图如图。全站仪数字字化测图方方法的过程程和特点:1编码码为使计算机机识别地物物、地貌，，首先要将将地物、地地貌按地形形图图式分分类，例如如可用三位位整数进行行编码。第第一位数为为地形要素素的类别码码，后两位位数是地形形要素的顺顺序编号。。如100为测量控控制点类，，104为为导线点，，105为为三角点等等。2野外外数据采集集野外数据采采集时，既既要记录距距离、水平平角和竖直直角，同时时还要记录录点号、编编码、连接接点和连接接线型四种种信息。其其中连接点点是记录与与观测点相相连接的点点号，连接接线型是记记录测点与与连接点之之间是以直直线、曲线线还是以圆圆弧相连。。3数据据处理与检检索(1)先先对控制点点进行平差差处理，求求出坐标，，再计算出出各碎部点点的坐标。。(2)对对野外记录录在电子手手簿中的数数据和绘图图信息传输输到微机中中进行处理理。4绘图图绘图程序根根据输入的的比例尺、、图廓坐标标、已生成成的坐标文文件和连接接信息文件件，按编码码分类，分分层进入房房屋、道路路、水系、、独立地物物、植被及及地貌等各各层，进行行绘图处理理，生成绘绘图命令，，并在屏幕幕上显示所所绘图形，，再按人的的判断，对对屏蔽图形形作最后的的检索、修修改。将实地采集集的地物、、地貌特征征点的坐标标，经过检检索处理，，由计算机机将各点自自动生成不不规则的三三角网，建建立起数字字地面模型型。该模型型的核心是是可以根据据任一点的的平面坐标标用内插法法来求得该该点的高程程。据此可可以内插绘绘制等高线线和断面图图，为道路路、管线、、水利等工工程设计服服务。7-5航航空摄影影测量简介介航空摄影测测量是利用用航空摄影影相片测绘绘地形图的的一种方法法，与手工工常规测图图相比，它它不仅可将将大量外业业测量工作作改到室内内完成，还还具有成图图速度快、、精度均匀匀、成本低低、不受气气候季节限限制等优点点。因此，，国家测绘绘部门采取取这种方法法测绘1∶∶1万～1∶10万万国家基本本图，工农农业部门也也用它来测测绘1∶2000、、1∶5000等大大比例尺地地形图，并并编制相片片平面图供供工程规划划设计使用用。一、航空空相片与地地形图的区区别和影像像地图(一)投投影方法不不同地形图是地地面的垂直直投影(正正射投影)，航空相相片是地面面的中心投投影。因此此，利用航航空相片测测制地形图图时，必须须消除倾斜斜误差和限限制投影误误差，统一一相片上各各处比例尺尺，使中心心投影的航航空相片转转化为垂直直投影的地地形图。(二)表表示方法和和表示内容容不同在表示方法法上，地形形图是按成成图比例尺尺所规定的的地形图符符号来表示示地物和地地貌的，而而相片则是是反映实地地的影像，，它是由影影像的大小小、形状、、色调来反反映地物和和地貌的。。在表示的的内容上，，地形图上上常用注记记符号对地地物符号和和地貌符号号作补充说说明，而这这些在相片片上是表示示不出来的的。另外，，地形图是是经过综合合取舍，而而所有地物物在相片上上均有影像像。因此，，对航空相相片必须进进行航测外外业的调绘绘工作。所所谓相片判判读，就是是在航空相相片上根据据物体的成成像规律和和特征，识识别出地面面上相应物物体的性质质、位置和和大小。二、航测测成图过程程简介1航空空摄影摄影前，需需做一系列列的准备工工作：如制制定飞行计计划，在地地图上标出出航线，检检验摄影仪仪等。然后后，进行空空中摄影，，摄取地面面的影像，，经过显影影、定影、、水洗和晒晒干等工序序获得底片片，晒印成成正片后，，供各种作作业部门使使用。2控制制测量与调调绘把相片制成成地形图是是以地面的的控制点为为基础的，，因此用相相片制图时时，必须具具有足够数数量的控