第十二章-数字地形图的应用课件

第十二章数字地形图的应用纸质地形图的应用面积和体积计算数字高程模型及应用第十二章数字地形图的应用1地形图的主要用途

地形图应用于广泛的领域，如国土整治、资源勘测、城乡建设、交通规划、土地利用、环境保护、工程设计、矿藏采掘、河道整理、等，可在地形图上获取详细的地面现状信息。在国防和科研方面，更具重大用途。数字化地形图使地形图在管理和使用上体现出图纸地形图所无法比拟的优越性。地形图的主要用途地形图应用于广泛的领域，如国土整治、资源2一、纸质地形图的应用1、确定点的平面坐标2、确定两点间的水平距离3、确定直线的坐标方位角4、确定点的高程5、确定两点间的坡度6、按一定方向绘制断面图7、确定汇水面积一、纸质地形图的应用1、确定点的平面坐标31、确定点的平面坐标1:1000110012001300140015001000ABpnmqα(X0,Y0)400500600700800o如图：求A点坐标式中：，—该点所在方格西南角坐标；M—比例尺分母1、确定点的平面坐标1:1000110041)、图解法（直接量测）2、确定两点间的水平距离2)、量测坐标计算（解析法）110012001300140015001000ABpnmqα(X0,Y0)400500600700800o1:10001)、图解法（直接量测）2、确定两点间的水平距离2)、量测坐53、确定直线的坐标方位角1)、直接量测2)、量测坐标计算110012001300140015001000ABpnmqα(X0,Y0)400500600700800o1:10003、确定直线的坐标方位角1)、直接量测2)、量测坐标计算64、确定点的高程等高线上点的高程，等于该等高线的高程；

不在等高线上点的高程，用内插方法求得。式中50mnF—等高距4、确定点的高程等高线上点的高程，等于该等高线的75、确定两点间的坡度式中：—A，B两点间的高差—A，B两点间的实际水平距离AB5、确定两点间的坡度式中：—A，B两点间的高差—A，B两点间8用横轴表示水平距离，比例尺为1:1000—1:2000用纵轴表示点的高程，比例尺为1:50—1:200一般地，纵轴比例尺比横轴比例尺大10或20倍。6、根据地形图绘制指定方向的断面图在工程设计中，经常要了解在某一方向上的地形起伏情况，例如公路、b隧道、管道等的选线，可根据断面图设计坡度，估算工程量，确定施工方案。用横轴表示水平距离，比例尺为1:1000—1:29(1)画出两条相互垂直的轴线，并确定距离与高程比例尺。(2)在横轴上，按距离比例尺标绘A、1、2、3、…(3)按高程比例尺将各点标绘在纵轴方向上。(4)用光滑曲线连接各标绘的各点。作图步骤：(1)画出两条相互垂直的轴线，并确定距离与高程比例尺。(2)10例：试沿MN方向绘制断面图

10m20m40m30m10203040高程水平距离MN41.219.631.8例：试沿MN方向绘制断面图111

修筑道路时有时要跨越河流或山谷，这时就必须建桥梁或涵洞，光修水库必须筑坝拦水，而桥梁涵洞孔径的大小，水坝的设计位置与坝高，水库的蓄水量等都要根据汇集于这个地区的水流量来确定汇集水流量的面积，称为汇水面积。汇水面积的边界线是由一系列的山脊线连接而成的。7、确定汇水面积修筑道路时有时要跨越河流或山谷，这时就必须建桥梁或涵洞，127、确定汇水面积汇水面积的边界是指某地能汇集雨水的实际边界。它是一系列分水线即山脊线的连线。汇水面积边界线的特点是：边界线是通过一系列山脊线以及各山头、鞍部的曲线，并与河道指定断面形成的闭合环线。

7、确定汇水面积汇水面积的边界是指某地能汇集雨水的实际边界。13二、面积和体积计算1、透明方格纸法

2、平行线法

3、解析法

4、求积仪法5、直接利用几何图形计算面积面积计算二、面积和体积计算1、透明方格纸法面积计算141、透明方格纸法透明方格纸法计算曲线内的面积，先将毫米透明方格纸覆盖在图形上，数出图形内完整的方格数n1和不完整的方格数n2，则面积可按下式计算

n2图形边界所占的方格数n1为图形边界所包围的方格个数M为比例尺分母1、透明方格纸法透明方格纸法n2图形边界所占的方格数n1为图152、平行线法

将绘有等距平行线的透明纸覆盖在图形上。则相邻两平行线间截割的图形面积可近似视为梯形。梯形的高为平行线间距h，图形截割各平行线的长度，则各梯形面积分别为：

图形总面积：2、平行线法将绘有等距平行线的透明纸覆盖在图形上。则相邻163、解析法

若图形为任意多边形，且各顶点坐标已在图上量出或实地测定，可利用各点坐标以解析法计算面积。如图1234点分别向Y轴作垂线，由梯形面积加减可以得到图形1234围起的图形面积A为：整理得下式展开后得下式：3、解析法若图形为任意多边形，且各顶点坐标已在图上量出或实174、求积仪法求积仪是一种专门供图上量算面积的仪器，其优点是操作简便、速度快，适用于任意曲线图形的面积量算，并能保证一定的精度。求积仪有机械求积仪和电子求积仪两种。4、求积仪法求积仪是一种专门供图上量算面积的仪器，18第十二章-数字地形图的应用课件19土石方量的计算体积计算土石方量的计算体积计算20例：

在地形图上对某地段进行场地平整，首先在图上绘制方格，共绘制7个方格，方格边长10m。从等高线内插求得方格顶点高程如图所示。1.计算平整土地设计高程图中：A1、A4、B4、C1、C3均为角点；A2、A3、B1、C2均为边点；B3为拐点；B2为中点。例：在地形图上对某地段进行场地平整，首先在图上绘制方格21

施工量=地面高程-设计高程施工量为正表示挖深，负数表示填高数；它们应注明在方格顶点旁的圆括号内。2.计算各方格顶点的施工量施工量=地面高程-223．计算填、挖方量总的土方体积为各方格体积之和。可以看出：角点、边点、拐点和中点分别进行计算各点所占的体积：

3．计算填、挖方量总的土方体积为各方格体积之和。可以23表格统计，方格顶点编号、挖深及填高。按挖方与填方分别求和，可求得总控方量与总填方量。表格统计，方格顶点编号、挖深及填高。按挖方与填方分别求24三、数字高程模型及应用1、DEM概述2、DEM的数据获取3、DEM的建立方法4、DEM应用三、数字高程模型及应用1、DEM概述251、概述：DEM定义DEM，(DigitalElevationModels)：是国家基础空间数据的重要组成部分，它表示地表区域上地形的三维向量的有限序列，即地表单元上高程的集合，数学表达为：z=f(x，y)。

DTM，(DigitalTerrainModels)：当DEM中的z为其它二维表面上连续变化的地理特征，如地面温度、降雨、地球磁力、重力、土地利用、土壤类型等其他地面诸特征。

1、概述：DEM定义DEM，(DigitalElevati26DEM与DTM的区分数字高程模型：研究地面起伏。数字地形模型：含有地面起伏和属性(如坡度、坡向等)两个含义，是DEM的进一步分析。DEM与DTM的区分数字高程模型：研究地面起伏。27DEM的特点(1)容易以多种形式显示地形信息；(2)精度不会损失；(3)容易实现自动化、实时化。DEM的特点(1)容易以多种形式显示地形信息；282、DEM数据来源（1）航空或航天遥感图像为数据源（2）以地形图为数据源（3）以地面实测记录为数据源（4）其它数据源●数据源决定采集方法。数据点的采集密度和采点的选择决定DEM的精度。2、DEM数据来源（1）航空或航天遥感图像为数据源●数据源决29DEM数据采集●数字摄影测量：利用带自动记录装置的立体测图仪或立体坐标仪、解析测图仪及数字摄影测量系统，进行人工、半自动或全自动的量测。其原理是在摄影图的基础上利用测图仪进行测量。●现有地图数字化：对已有地图上的信息(如等高线)进行数字化。●地面测量：利用自动记录的全站仪在野外实地测量。●空间传感器：利用GPS，结合雷达和激光测高仪采集数据。DEM数据采集●数字摄影测量：利用带自动记录装置的立体测图仪303、DEM的建立方法人工格网法三角网法等高线插值法3、DEM的建立方法人工格网法31人工格网法●在地形图上蒙上格网，逐格读取中心点或交点的高程值。人工格网法●在地形图上蒙上格网，逐格读取中心点或交点的高程值32三角网法

对有限个离散点，每三个邻近点联结成三角形，每个三角形代表一个局部平面，再根据每个平面方程，可计算各格网点高程，生成DEM。

三角网法对有限个离散点，每三个邻近点联结成三角形，每个33等高线插值法等高线插值法344、DEM的应用三维景观数码城市和虚拟现实DEM在工程上的应用4、DEM的应用三维景观35三维景观三维景观36第十二章-数字地形图的应用课件37数码城市和虚拟现实CityModelDOMDEMDLGAttributeRDB数码城市和虚拟现实CityModelDOMDEMDLGAt38数码深圳数码深圳393D建筑3D建筑40DEM+DOM+DLGDEM+DOM+DLG41交通行业：数字公路交通行业：数字公路42DEM的土石方计算立体计算线路挖土、石方量DEM的土石方计算立体计算线路挖土、石方量43坡度图和坡向图的制作坡度图和坡向图的制作44等高线的绘制在格网DEM上自动绘制等高线主要包括两个步骤：1、等高线追踪，利用DEM矩形格网点的高程内插出格网边上的等高线点，并将这些等高线点排序；2、等高线光滑，进一步加密等高线点并绘制光滑曲线。

等高线的绘制在格网DEM上自动绘制等高线主要包括两个步骤：45谢谢！第十二章-数字地形图的应用课件46第十二章数字地形图的应用纸质地形图的应用面积和体积计算数字高程模型及应用第十二章数字地形图的应用47地形图的主要用途

地形图应用于广泛的领域，如国土整治、资源勘测、城乡建设、交通规划、土地利用、环境保护、工程设计、矿藏采掘、河道整理、等，可在地形图上获取详细的地面现状信息。在国防和科研方面，更具重大用途。数字化地形图使地形图在管理和使用上体现出图纸地形图所无法比拟的优越性。地形图的主要用途地形图应用于广泛的领域，如国土整治、资源48一、纸质地形图的应用1、确定点的平面坐标2、确定两点间的水平距离3、确定直线的坐标方位角4、确定点的高程5、确定两点间的坡度6、按一定方向绘制断面图7、确定汇水面积一、纸质地形图的应用1、确定点的平面坐标491、确定点的平面坐标1:1000110012001300140015001000ABpnmqα(X0,Y0)400500600700800o如图：求A点坐标式中：，—该点所在方格西南角坐标；M—比例尺分母1、确定点的平面坐标1:10001100501)、图解法（直接量测）2、确定两点间的水平距离2)、量测坐标计算（解析法）110012001300140015001000ABpnmqα(X0,Y0)400500600700800o1:10001)、图解法（直接量测）2、确定两点间的水平距离2)、量测坐513、确定直线的坐标方位角1)、直接量测2)、量测坐标计算110012001300140015001000ABpnmqα(X0,Y0)400500600700800o1:10003、确定直线的坐标方位角1)、直接量测2)、量测坐标计算524、确定点的高程等高线上点的高程，等于该等高线的高程；

不在等高线上点的高程，用内插方法求得。式中50mnF—等高距4、确定点的高程等高线上点的高程，等于该等高线的535、确定两点间的坡度式中：—A，B两点间的高差—A，B两点间的实际水平距离AB5、确定两点间的坡度式中：—A，B两点间的高差—A，B两点间54用横轴表示水平距离，比例尺为1:1000—1:2000用纵轴表示点的高程，比例尺为1:50—1:200一般地，纵轴比例尺比横轴比例尺大10或20倍。6、根据地形图绘制指定方向的断面图在工程设计中，经常要了解在某一方向上的地形起伏情况，例如公路、b隧道、管道等的选线，可根据断面图设计坡度，估算工程量，确定施工方案。用横轴表示水平距离，比例尺为1:1000—1:255(1)画出两条相互垂直的轴线，并确定距离与高程比例尺。(2)在横轴上，按距离比例尺标绘A、1、2、3、…(3)按高程比例尺将各点标绘在纵轴方向上。(4)用光滑曲线连接各标绘的各点。作图步骤：(1)画出两条相互垂直的轴线，并确定距离与高程比例尺。(2)56例：试沿MN方向绘制断面图

10m20m40m30m10203040高程水平距离MN41.219.631.8例：试沿MN方向绘制断面图157

修筑道路时有时要跨越河流或山谷，这时就必须建桥梁或涵洞，光修水库必须筑坝拦水，而桥梁涵洞孔径的大小，水坝的设计位置与坝高，水库的蓄水量等都要根据汇集于这个地区的水流量来确定汇集水流量的面积，称为汇水面积。汇水面积的边界线是由一系列的山脊线连接而成的。7、确定汇水面积修筑道路时有时要跨越河流或山谷，这时就必须建桥梁或涵洞，587、确定汇水面积汇水面积的边界是指某地能汇集雨水的实际边界。它是一系列分水线即山脊线的连线。汇水面积边界线的特点是：边界线是通过一系列山脊线以及各山头、鞍部的曲线，并与河道指定断面形成的闭合环线。

7、确定汇水面积汇水面积的边界是指某地能汇集雨水的实际边界。59二、面积和体积计算1、透明方格纸法

2、平行线法

3、解析法

4、求积仪法5、直接利用几何图形计算面积面积计算二、面积和体积计算1、透明方格纸法面积计算601、透明方格纸法透明方格纸法计算曲线内的面积，先将毫米透明方格纸覆盖在图形上，数出图形内完整的方格数n1和不完整的方格数n2，则面积可按下式计算

n2图形边界所占的方格数n1为图形边界所包围的方格个数M为比例尺分母1、透明方格纸法透明方格纸法n2图形边界所占的方格数n1为图612、平行线法

将绘有等距平行线的透明纸覆盖在图形上。则相邻两平行线间截割的图形面积可近似视为梯形。梯形的高为平行线间距h，图形截割各平行线的长度，则各梯形面积分别为：

图形总面积：2、平行线法将绘有等距平行线的透明纸覆盖在图形上。则相邻623、解析法

若图形为任意多边形，且各顶点坐标已在图上量出或实地测定，可利用各点坐标以解析法计算面积。如图1234点分别向Y轴作垂线，由梯形面积加减可以得到图形1234围起的图形面积A为：整理得下式展开后得下式：3、解析法若图形为任意多边形，且各顶点坐标已在图上量出或实634、求积仪法求积仪是一种专门供图上量算面积的仪器，其优点是操作简便、速度快，适用于任意曲线图形的面积量算，并能保证一定的精度。求积仪有机械求积仪和电子求积仪两种。4、求积仪法求积仪是一种专门供图上量算面积的仪器，64第十二章-数字地形图的应用课件65土石方量的计算体积计算土石方量的计算体积计算66例：

在地形图上对某地段进行场地平整，首先在图上绘制方格，共绘制7个方格，方格边长10m。从等高线内插求得方格顶点高程如图所示。1.计算平整土地设计高程图中：A1、A4、B4、C1、C3均为角点；A2、A3、B1、C2均为边点；B3为拐点；B2为中点。例：在地形图上对某地段进行场地平整，首先在图上绘制方格67

施工量=地面高程-设计高程施工量为正表示挖深，负数表示填高数；它们应注明在方格顶点旁的圆括号内。2.计算各方格顶点的施工量施工量=地面高程-683．计算填、挖方量总的土方体积为各方格体积之和。可以看出：角点、边点、拐点和中点分别进行计算各点所占的体积：

3．计算填、挖方量总的土方体积为各方格体积之和。可以69表格统计，方格顶点编号、挖深及填高。按挖方与填方分别求和，可求得总控方量与总填方量。表格统计，方格顶点编号、挖深及填高。按挖方与填方分别求70三、数字高程模型及应用1、DEM概述2、DEM的数据获取3、DEM的建立方法4、DEM应用三、数字高程模型及应用1、DEM概述711、概述：DEM定义DEM，(DigitalElevationModels)：是国家基础空间数据的重要组成部分，它表示地表区域上地形的三维向量的有限序列，即地表单元上高程的集合，数学表达为：z=f(x，y)。

DTM，(DigitalTerrainModels)：当DEM中的z为其它二维表面上连续变化的地理特征，如地面温度、降雨、地球磁力、重力、土地利用、土壤类型等其他地面诸特征。

1、概述：DEM定义DEM，(DigitalElevati72DEM与DTM的区分数字高程模型：研究地面起伏。数字地形模型：含有地面起伏和属性(如坡度、坡向等)两个含义，是DEM的进一步分析。DEM与DTM的区分数字高程模型：研究地面起伏。73DEM的特点(1)容易以多种形式显示地形信息；(2)精度不会损失；(3)容易实现自动化、实时化。DEM的特点(1)容易以多种形式显示地形信息；742、DEM数据来源（1）航空或航天遥感图像为数据源（2）以地形图为数据源（3）以地面实测记录为数据源（4）其它数据源●数据源决定采集方法。数据点的采集密度和采点的选择决定DEM的精度。2、DEM数据来源（1）航空或航天遥感图像为数据源●数据源决75DEM数据采集●数字摄影测量：