第08章地形测量

《测量学》湖南城建职业技术学院胡军霞##内容提要第八章内容提要：第八章地形测量

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§8-1地形图的基本知识一.概述二.地形图的比例尺三.地形图图式四.等高线五.地形图的分幅与编号一.概述一.概述地形图——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，也称平面图或地物图。Œ投影方法：按垂直投影方法；比例关系：按测图比例尺；Ž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、洼地，等。)ŒŽ‘地形图的定义注解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/T7929-1995”，1996年5月1日实施）地形图图例1地形图图例1地形图图例2二.地形图的比例尺◆比例尺的定义◆比例尺的表示方法◆比例尺的分类与大小◆比例尺精度◆比例尺选用二.地形图的比例尺1.比例尺定义2.表示形式1.比例尺的定义M=称为比例尺分母—Dd比例尺=————=—=——=—图上长度d11实地长度DM(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105010203040m2cm1:500¨图示比例尺(直线比例尺)：3.比例尺分类大小精度3.比例尺的分类和大小1:5001:10001:20001:5000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。>

>

>>

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>*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）1:5001:10001:20001:50001:100005102050100表8-24.比例尺精度5.地形图比例尺的选用5.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、竣工图用途三.地形图图式三.地形图图式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(P221图8-4)。(二)、地貌符号——等高线。(P219地形图例)(三)、注记——用文字、数字对地形符号加以说明。(一)、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：图式符号有三类：地物符号、地貌符号、注记符号。(1)地物符号比例符号、非比例符号和半比例符号。1)比例符号可按测图比例尺缩小，用规定符号画出的地物符号称为比例符号，如房屋、较宽的道路、稻田、花圃、湖泊等。2)非比例符号轮廓较小，无法将形状和大小按地形图比例尺绘到图上，不考虑其实际大小，采用规定符号表示。三角点、导线点、水准点、独立树、路灯、检修井。3)半比例符号带状延伸地物，如小路、通讯线、管道、垣栅等，长度可按比例缩绘，宽度无法按比例表示。图式符号1图式符号2(四)、几种典型地貌用等高线表示的几种典型地貌地貌的基本组成综合地貌的等高线表示四、等高线(一)用等高线表示地貌的原理(二)等高距、等高线平距、地面坡度(三)等高线分类(四)用等高线表示的典型地貌(五)等高线特性四.等高线(一)等高线表示地貌的原理(一)用等高线表示地貌的原理等高线——地面上高程相等的相邻点所连接而成的闭合曲线。等高距的特性

同一条等高线上的各点，其高程必定相等等高线是闭合曲线等高线一般不能分叉、相交或重合等高线平距——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)、等高线h、d、i关系(二)等高距、等高线平距、地面坡度等高距——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ai地面坡度i：(a为地面倾角)（8-1-2）i=—hd=tanad1d2d3d4d5d6(三)、等高线分类(三)等高线分类1.首曲线——基本等高线，按测图规定的基本等高距勾绘(线粗0.15mm)。3.间曲线、助曲线：局部加绘，使地貌更祥细。

间曲线——1/2等高距，用长虚线表示。

助曲线——1/4等高距，用短虚线表示。可不闭合2.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1等高线图例1(四)、几种典型地貌(四)用等高线表示的几种典型地貌地貌的基本组成1.山头与洼地1.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2.山脊与山谷山脊：向一个方向延伸的高地，其最高棱线称为山脊线。山脊线山谷：两个山脊之间的凹地为山谷，其最低点连线为山谷线。山谷线等高线通过山脊山谷线时，与山脊山谷线正交分水线与集水线●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3.鞍部3.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4.绝壁与悬崖(a)陡崖:坡度在70º以上。(a)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。等高线表示(c)(五)、等高线特性(五)等高线的特性1.同一条等高线上高程必相等(等高)。2.各条等高线必然闭合，如不在本幅图闭合，必定在相邻的其他图幅闭合(闭合)。3.只有在悬崖处，等高线才相交，但交点必成双(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)。5.与山脊线、山谷线成正交。六.地形图的分幅与编号五.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：1.1:100万地形图的分幅与编号P264图9-31.1:100万地图国际分幅和编号★J-50我国在1:100万国际分幅中的位置●1:100万地形图为国际统一分幅，每一幅图为纬差4°的纬圈和经差6°的子午线所形成的梯形。●我国在1:100

万国际分幅中的位置：48°44°40°36°32°28°24°20°16°12°8°4°84°90°96°102°108°114°120°126°ABCDEFGHIJKLM4950514847464544●编号：例：北京所在的图幅编号为J—50★新的写法:J502.1:50万、1:20万分幅及编号2.1:50万~1:5000比例尺图的分幅及编号比例尺1∶5000001∶2500001∶1000001∶500001∶250001∶100001∶5000代

码BCDEFGH示

例J50B001002J50C003003J50D010010J50E017016J50F042002J50G093004J50H192192地形图比例尺代码表地形图比例尺代码表◆在1:100万图幅基础上行、列都2等分，得1:50万的图幅：编号例：J50B001002经差纬差分成：四幅2.1:50万、1:20万分幅及编号2.1:50万~1:5000比例尺图的分幅及编号3.1:10万比例尺图的分幅及编号3.1:10万比例尺图的分幅及编号编号例：J50D0100004在1:100万图幅基础上行列都12等分得1:10万的图幅：经差纬差分成：1、2、3、……144，共144幅。4.1:50万~1:5000比例尺图的分幅及编号4.1:5万、1:2.5万比例尺图的分幅及编号比

例

尺1∶100万1∶50万1∶25万1∶10万1∶5万1∶2.5万1∶1万1∶5000图

幅范

围经

差6°3°1°30′30′15′7′30″3′45″1′52.5″纬差4°2°1°20′10′5′2′30″1′15″行列数量行数12412244896192列数12412244896192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基本分幅：1:5000比例尺1:50001:20001:10001:500图幅大小(厘米)40×4050×5050×5050×50实地面积(平方公里)410.250.0625图幅数

141664分幅与编号图ⅠⅡⅢⅣ1:50020-10-Ⅲ-Ⅳ-Ⅰ基本分幅：1:50001:500010111222212020-101:500010111222212020-101:2000ⅠⅡⅢⅣ20-10-Ⅰ1:100020-10-Ⅳ-ⅢⅠⅡⅢⅣⅠⅡⅢⅣⅠⅡⅢⅣⅠⅡⅢⅣ矩形分幅与编号法编号IIIIIIIV编号（1：500）1/52/53/54/51/42/43/44/4N/41/32/33/34/3N/31/22/23/24/2N/21/14/13/12/1N/102004006008001000120025050075010001250编号1/52/53/54/51/42/43/44/4N/41/32/33/34/3N/31/22/23/24/2N/21/14/13/12/1N/1020040060080010001200250500750100012501：10003-4/1-2编号1/52/53/54/51/42/43/44/4N/41/32/33/34/3N/31/22/23/24/2N/21/14/13/12/1N/1020040060080010001200250500750100012501：10003-4/2-3编号1/52/53/54/51/42/43/44/4N/41/32/33/34/3N/31/22/23/24/2N/21/14/13/12/1N/1020040060080010001200250500750100012501：10001-2/3-4编号1/52/53/54/51/42/43/44/4N/41/32/33/34/3N/31/22/23/24/2N/21/14/13/12/1N/1020040060080010001200250500750100012501：20001-4/1-4编号1/52/53/54/51/42/43/44/4N/41/32/33/34/3N/31/22/23/24/2N/21/14/13/12/1N/1020040060080010001200250500750100012501：20001-4/2-5编号1/52/53/54/51/42/43/44/4N/41/32/33/34/3N/31/22/23/24/2N/21/14/13/12/1N/1020040060080010001200250500750100012501：20002-5/2-52.任意分幅例：某小测区1:1000地形图的任意分幅和编号方法。2.任意分幅

在较小测区内，为减少破幅数，可采用任意分幅。任意分幅时，图幅大小一般仍按标准，编号以实用为标准。20004000350030002500100015002000250030003500130023002.3-2.32.3-2.83.3-1.33.3-1.83.3-2.33.3-2.82.8-1.3◆按原分幅为20幅◆按现分幅为12幅#

测图前的准备工作§8-2图根控制测量图根控制测量:直接为测绘地形图而建立的控制测量其控制点称为图根控制点，或简称图根点。图根控制分为平面控制和高程控制。

测图前的准备工作1.导线测量2.GPS测量

一.图根平面控制测量2.三角交会测量

图根控制测量----同步测量法：二.绘制坐标方格网二.图根高程控制测量(一)图根水准测量(二)图根三角高程测量#地形图测绘方法§8-3地物平面图测绘方法一.平板仪测图原理二.平板仪的构造三.小平板仪的安置四.碎部点测定的基本方法五.地物平面图测绘的基本方法一.平板仪测图原理abBA32——图解法测量●测点方向与已知边的水平角b：用照准仪瞄方向而得；●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.平板仪测图原理1bS平板仪测图原理图¨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，与它们在图上的关系，是

完全相似的，仅相差一个比例。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。对点整平定向abBA321bS二.平板仪的构造1.大平板仪二.平板仪的构造P233图8-241.大平板仪构造脚架平板基座脚螺旋用于整平,水平微动螺旋用于定向。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。对点器附件指北针，圆水准器。

2.小平板仪的构造

◆

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.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图小平板仪脚架的构造——半球连接器小平板仪的照准仪图小平板仪的照准仪三.小平板仪的安置三.小平板仪的安置对点—整平—定向1.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：对点——使图上测站控制点与地面相应控制点位于同一铅垂线上。对点误差£±0.05mm´M。整平——使图板水平。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£±0.05mm´M。比例尺

1:5001:10001:2000

对点允许误差

2.5cm5cm10cm东大道坚55.405.35四.碎部点测定的基本方法四.碎部点测定的基本方法1.碎部点的选择◆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。2.碎部点的测定——测定碎部点的三要素：水平角b(或水平方向)，水平距离D，高差h。从而，在图上逐点标出测点的平面位置和高程。2.碎部点的测定◆测定碎部点平面位置的基本方法：

①极坐标法②方向交会法③距离交会法④直角支距法⑤方向距离交会法(1)方向交会法(1)方向交会法：(b1、b2)◆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30°£γ£150°S1S2S3S4(2).距离交会法(2).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30L£g£150L(3).直角支距法(3)直角支距法：

●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(4)方向距离交会法(b，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已测待测（一）地形图测绘的基本方法1.小平板仪配合皮尺法2.小平板仪与经纬仪联合测图法3.大平板仪测图法4.经纬仪(量角器)测图法5.光电测距仪测图法6.电子全站仪数字化测图五.地物平面图测绘的基本方法1.小平板仪配合皮尺法1.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。abBA321bS¨作业人员至少三人：跑点、量距、绘图。2.小平板仪与经纬仪联合测图法2.小平板仪与经纬仪联合测图法¨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,2~3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: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。3.大平板仪测图法3.大平板仪测图法◆测点方向：用照准仪瞄；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：★作业人员3~4人：测量、绘图1人，记录计算1人，跑尺1~2人。大平板仪的照准仪4.经纬仪(量角器)测图法4.经纬仪(量角器)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4~5人：司镜1人、绘图1

人，记录计算1

人，跑尺1~2人。◆绘图:用量角器量出测点方向,沿量角器直尺边刺点。经纬仪与半圆仪联合测绘地形图：经纬仪测角度、距离和高差，在图板上展点5.光电测距仪测图法5.光电测距仪测图法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。6.电子全站仪数字化测图测站A

后视B测点P6.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(测点代码须输入)，逐点观测。SOKKIASET2000全站仪能储存3000个点的数据。五.地形图测绘的基本方法§8-4地形图测绘一.地形特征点二.地形图测绘的基本方法三.等高线勾绘四.图的拼接、检查和整饰地貌特征点P242图8-38一、地貌特征点：山顶点、鞍部点、山脊线、山谷线、坡度变化处，等。（一）地形图测绘的基本方法1.小平板仪与经纬仪联合测图法2.大平板仪测图法3.经纬仪(量角器)测图法4.光电测距仪测图法6.电子全站仪数字化测图二.地形图测绘的基本方法2.小平板仪与经纬仪联合测图法2.小平板仪与经纬仪联合测图法¨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,2~3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: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。3.大平板仪测图法3.大平板仪测图法◆测点方向：用照准仪瞄；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：★作业人员3~4人：测量、绘图1人，记录计算1人，跑尺1~2人。大平板仪的照准仪经纬仪与半圆仪联合测绘地形图：经纬仪测角度、距离和高差，在图板上展点5.光电测距仪测图法5.光电测距仪测图法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。6.电子全站仪数字化测图测站A

后视B测点P6.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(测点代码须输入)，逐点观测。SOKKIASET2000全站仪能储存3000个点的数据。5.光电测距仪测图法6.电子全站仪数字化测图●特点：用电子全站仪直接测量地形特征点的三维坐标◆可与计算机通讯，进行半自动化绘图。地形图(地貌)测绘作业注意●地形图(地貌)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)

1:500501:1000801:2000150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8-71:50015701:1000301201:200050200¨视距最大长度和地形点密度规定见下表2.等高线内插过程◆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。三.等高线勾绘62.865.568.561.962.968.263.662.561.864.6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，完成等高线勾绘。(二).等高线勾绘三.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:

5000.5

0.51:

10000.511:

2000121:

5000251.基本等高距的规定(2).等高线勾绘原理(一)等高线勾绘方法设：量得图上：ab=25mm

而AB高差：h=3.6mab25d=h=3.6=6.94mm则1米高差的等高线平距为：\

a1′=0.4´d=2.8mm4′b=0.2´d=1.4mm三等分1′4′，得2′、3′P244图8-401.等高线勾绘原理(计算法)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。66656463..62.666.2ab2.图解法透明纸法111098765432102.图解法——透明纸法11109876543210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2~3mm

为宜(应稍小于等高线平距)，而线条长度适当增加。3.目估法3.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.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。

2.等高线内插过程◆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，完成等高线勾绘。（二）等高线内插过程62.865.568.561.962.968.263.662.561.864.6(三).图的拼接、检查和整饰四.图的拼接、检查和整饰.图的拼接¨即相邻图幅的接边。¨由