工程测量课件：大比例尺地形图测绘

工程测量

大比例尺地形图测绘本章内容本章内容①地形图基本知识⑥地形图拼接、检查②地物地貌表示方法绘制地形图③测定碎部点位置基本方法④平板测图⑤数字地面测图⑦测图新技术【思考题】1.地形图基本知识-1地形图概述1.地形图基本知识1.1地形图概述地形图是按一定的比例尺，通过综合取舍，用规定的符号表示地物、地貌平面位置和高程的正射投影图。小区域的地形图是在水平面上的投影只有地物，不表示地面起伏的图称为平面图。内容分三个部分：数学要素、地理要素、图廓外要素碎部测量也被称为大比例尺地形图测绘1.地形图基本知识-1地形图概述数学要素：地面上的实际点位或物体形态在地图上表示时，所必须遵循的映射函数关系。地图投影、坐标系统、高程系统、比例尺、分幅、内图廓线、坐标网线、地图定向、经线和纬线等地理要素：统一规范的地物、地貌符号以及属性注记地物、地貌、土质、注记等图廓外要素：为阅读和使用地图时提供的具有一定参考意义的说明性内容或工具性内容1.地形图基本知识-2地形图的比例尺-1比例尺的种类地形图的比例尺：地形图上任意一线段的长度与地面上相应线段的实际水平长度之比。1.2地形图的比例尺1.2.1比例尺的种类（1）数字比例尺比例尺的大小以比例尺的比值来衡量。分数值越大（分母M越小），比例尺越大。国家基本比例尺地图的比例尺系列：大比例尺地形图：1:500、1:1000、1:2000、1:5000、1:10000中比例尺地形图：1:2.5万、1:5万、1:10万小比例尺地形图：1:25万、1:50万、1:100万1.地形图基本知识-2地形图的比例尺-1比例尺的种类图示比例尺是在地图上以一条线段为基准注明地图上1cm长所代表的实地距离数的图解比例尺，是以图形的方式来表示图上距离与实地距离关系的一种比例尺形式。（2）图示比例尺图示比例尺的常用形式为直线比例尺1:10000当使用纸质地形图时，通常在地形图上数字比例尺的下方同时绘制图示比例尺。1.地形图基本知识-2地形图的比例尺-2比例尺精度1.2.2比例尺精度地形图的比例尺精度的作用：根据用图的要求，规定了多大的地物必须在图上依比例表示出来，或图上要表示出的最短距离时，确定测图的比例尺。根据测图的比例尺确定实地距离测量的精度。把地形图上0.1mm所表示的实地水平长度，称为地形图的比例尺精度。比例尺1:5001:10001:20001:5000比例尺精度（m）0.050.10.20.5表8-1几种不同的比例尺精度1.地形图基本知识-2地形图的比例尺-3地形图比例尺的选择1.2.3地形图比例尺的选择（1）图面所显示地物、地貌的详尽程度和明晰程度能否满足工程设计要求;（2）图上平面点位和高程的精度是否能满足设计要求;（3）图幅的大小应便于总图设计布局的需要;（4）在满足以上要求的前提下，尽可能选用较小的比例尺测图。采用多大的比例尺测图，应从实际需要的精度出发。

一般从以下几点考虑：比例尺用途1:5000可行性研究、总体规划、厂址选择、初步设计等1:2000可行性研究、初步设计、矿山总图管理、城镇详细规划等1:1000初步设计、施工图设计；城镇、工矿总图管理；竣工验收等1:5001.地形图基本知识-3大比例尺地形图的分幅、编号和图外注记-1分幅图幅指图的幅面大小，即一幅图所测绘地貌、地物的范围。地形图的分幅可分为两大类：经纬度分幅法、正方形（分幅）和矩形分幅法。1.3大比例尺地形图的分幅、编号和图外注记1.3.1分幅（1）经纬度分幅法按规定的经差和纬差划分图幅，适用于所有国家基本比例尺地形图分幅。（2）正方形（分幅）和矩形分幅法1:500、1:1000、1:2000国家基本比例尺地形图亦可根据需要采取这种方法，在工程测量中通常采用这种方法。1.地形图基本知识-3大比例尺地形图的分幅、编号和图外注记-1分幅正方形和矩形分幅以1:5000比例尺为基础图幅一般为50cm×50cm正方形或40cm×50cm矩形以纵横坐标的整公里数或整百米数作为图幅的分界线，按四种规格逐级扩展。比例尺图幅大小（cm×cm）实地面积（km2）一幅1:5000图幅包含相应比例尺图幅数目1:500040×40411:200050×50141:100050×500.25161:50050×500.62564大比例尺地形图矩形分幅及面积1.地形图基本知识-3大比例尺地形图的分幅、编号和图外注记-2正方形和矩形分幅的图幅编号一般采用坐标编号法，也可选用流水编号法或行列编号法等。1.3.2正方形和矩形分幅的图幅编号（1）坐标编号法采用该图幅图廓西南角坐标公里数编号。x坐标公里数在前和y坐标公里数在后，以公里为单位，加连字符x-y来表示。1:5000地形图取至1km；1:2000、1:1000地形图取至0.1km

。1:500地形图取至0.01km.10.40-27.7510.0-21.01.地形图基本知识-3大比例尺地形图的分幅、编号和图外注记-2正方形和矩形分幅的图幅编号（2）流水编号法带状测区或小面积测区可按测区同一顺序编号，一般从左到右，从上到下用阿拉伯数字1、2、3、4……编定。XX-8（XX为测区代号）在铁路、公路等线形工程中应用的带状地形图，图的分幅编号可采用沿线路方向进行。1.地形图基本知识-3大比例尺地形图的分幅、编号和图外注记-2正方形和矩形分幅的图幅编号（2）行列编号法采用以字母（如A、B、C、D、……）为代号的横行从上到下排列，以阿拉伯数字为代号的纵列从左到右排列来编定，先行后列。1.地形图基本知识-3大比例尺地形图的分幅、编号和图外注记-3图外注记1.3.3图外注记（1）图廓和坐标格网内图廓线是地形图分幅时的测量边界线。外图廓线是距内图廓以外一定距离绘制的加粗平行线，仅起装饰作用。图廓是图幅四周的范围线，分内、外图廓1.地形图基本知识--3大比例尺地形图的分幅、编号和图外注记-3图外注记（2）图名和图号图名：本幅图的名称图号：图的编号（3）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。（4）其它平面坐标系、高程系、比例尺成图方法、成图日期、测绘单位等1.地形图基本知识-4大比例尺地形图图式1.4大比例尺地形图图式地形图图式是地形图符号样式和描绘规则的规范。由国家质量监督检验检疫总局、标准化管理委员会颁发是一种国家标准是测绘、编制、出版地形图的重要依据，是识图、用图的重要工具。地形图图式中的符号分为三类:地物符号、地貌符号、注记1.地形图基本知识-4大比例尺地形图图式-1地物符号1.4.1地物符号（1）依比例尺符号（面状符号）地物依比例尺缩小后，其长度和宽度能依比例尺表示的地物符号外用于表示轮廓大的地物宽阔的道路、房屋、农田、花圃、湖泊地物符号按其与实际地物的比例关系分为三种类型：依比例尺符号、半依比例尺符号、不依比例尺符号1.地形图基本知识-4大比例尺地形图图式-1地物符号（2）半依比例尺符号（线状符号）地物依比例尺缩小后，其长度能依比例尺而宽度不能依比例尺表示用于表示线状地物道路、电力线、城墙、境界线1.地形图基本知识-4大比例尺地形图图式-1地物符号（3）不依比例尺符号（点状符号、记号符号）地物依比例尺缩小后，其长度和宽度不能依比例尺表示测量控制点、独立树、路灯、检修井1.地形图基本知识-4大比例尺地形图图式-2地貌符号1.4.2地貌符号包括：等高线、高程注记点、示坡线、水域等值线、水下注记点、特殊的自然地貌及人工地貌符号等。1.地形图基本知识-4大比例尺地形图图式-3注记1.4.3注记配合其它符号说明被绘制地形的名称、数量、质量等特征（1）名称注记表示各种地理事物专有名称的注记居民地名称注记、地理名称注记（2）说明注记说明事物的数量或质量特征文字说明注记：如园地的品种数字注记：如控制点点名及高程2.地物地貌的表示方法-1地物的表示方法依比例尺、遵规范和图式、综合取舍，表示在地形图三种地物符号的使用界限是相对的2.地物地貌的表示方法2.1地物的表示方法使用依比例尺符号凡是依比例尺缩小后，长度和宽度能依比例尺表示的地物，则将它们水平投影位置的几何形状按照比例尺缩绘在地形图上，或将其边界按比例尺缩小后表示在图上，按照图式的规定绘上相应的符号。2.地物地貌的表示方法-1地物的表示方法使用半依比例尺符号凡是长度能依比例尺表示，而宽度不能依比例尺表示的地物，则其长度按比例尺描绘，宽度以相应符号表示。表示呈线状延伸地物符号定位线位置：（1）成轴对称的线状符号，定位线在符号的中轴线

铁路、公路、电力线（2）非轴对称的线状符号，定位线在符号的底线

城墙、境界线2.地物地貌的表示方法-1地物的表示方法使用不依比例尺符号不能依比例尺表示的地物，在地形图上用相应的地物符号表示在其中心位置。只表示他的中心位置符号的定位位置（1）符号图形中有一个点的，该点为地物的实地中心位置。（2）圆形、正方形、长方形等符号，定位点在其几何图形中心。（3）宽底符号定位点在其底线中心。（4）底部为直角的符号定位点在其直角的顶点。（5）下方没有底线的符号定位点在其下方两端点连线的中心点。（6）几种图形组成的符号定位点在其下方图形的中心点或交叉点。2.地物地貌的表示方法-2地貌的表示方法-1等高线概念2.2地貌的表示方法2.2.1等高线概念等高线是地面上高程相等的各相邻点所连成的闭合曲线。地形类别坡度θ（°）平地θ<2丘陵地2≤θ<6山地6≤θ<25高山地θ≥252.地物地貌的表示方法-2地貌的表示方法-2等高距和等高线平距2.2.2等高距和等高线平距（1）等高距相邻等高线之间的高差基本等高距地形类别比例尺1:5001:10001:20001:5000平地0.50.51.02.0丘陵地0.51.02.05.0山地1.01.02.05.0高山地1.02.02.05.0（2）等高线平距相邻等高线之间的水平距离。（3）地面坡度等高距与等高线平距的比值.等高线平距越小，地面坡度越大平距越大，地面坡度越小平距相同，坡度相等选择基本等高距：用途、测图比例尺、地面坡度、规范要求2.地物地貌的表示方法-2地貌的表示方法-3等高线种类2.2.3等高线种类（1）首曲线（基本等高线）

从高程基准面起算，按基本等高距测绘（2）计曲线（加粗等高线）

从高程基准面起算，每隔四条首曲线加粗一条（3）间曲线（半距等高线）

按二分之一基本等高距测绘（4）助曲线（辅助等高线）

按四分之一基本等高距测绘（5）草绘等高线

地貌测绘的精度不合规范要求时使用2.地物地貌的表示方法-2地貌的表示方法-4典型地貌2.2.4典型地貌（1）山头和洼地区别山头与洼地，也可使用示坡线（2）山脊与山谷山脊线又称分水线，山谷线又称集水线合称地性线（或地形特征线）2.地物地貌的表示方法-2地貌的表示方法-4典型地貌（3）鞍部圈大闭和曲线内，套两小闭和曲线（4）陡崖和悬崖等高线非常密集、重合，交叉2.地物地貌的表示方法-2地貌的表示方法-4典型地貌2.地物地貌的表示方法-2地貌的表示方法-5等高线特性（1）同一条等高线上的各点高程相等。（2）等高线为连续闭合曲线。（3）等高线不能相交。（4）同一幅图内，平距小表示坡度陡，平距大则坡度缓，平距相等则坡度相等。（5）等高线的切线方向与地性线方向垂直。2.2.5等高线特性3.测定碎部点位置的基本方法地物和地貌形态都由特征点位置决定。3.测定碎部点位置的基本方法地物特征点（地物点）：反映地物形状、性质的特殊点位地物轮廓线转折处、交叉和弯曲等变化处，

地物的形象中心，路线中心交叉，

电力线走向中心，独立地物中心地貌特征点（地貌点）：方向变化线和坡度变化线上的点、变换点山顶、鞍部、山脊、山脚、谷底、谷口、沟底、沟口、

凹地、台地、河（川、湖）岸旁、

水涯线上以及其它地面倾斜变换处的点3.测定碎部点位置的基本方法-1测定碎部点平面位置的基本方法基本观测量：碎部点与已知点间水平距离、与已知方向间的水平角基本方法：极坐标法、角度交会法、距离交会法、直角坐标法3.1测定碎部点平面位置的基本方法（1）极坐标法--最常用（2）角度交会法--不易到达3.测定碎部点位置的基本方法-1测定碎部点平面位置的基本方法（3）距离交会法--通视受限（4）直角坐标法--地物靠近控制点、周围有相互垂直的两方向且垂距较短位于AB右侧时取“+”，位于AB左侧时取“-”3.测定碎部点位置的基本方法-2碎部点高程的测量水准测量、三角高程测量等3.2碎部点高程的测量全站仪三角高程测量H0--测站点高程（m）D--斜距（m）α--竖直角（°´″）i--仪器高（m）v--目标高（m）3.测定碎部点位置的基本方法-3RTK测量碎部点的平面坐标和高程3.3RTK测量碎部点的平面坐标和高程单基准站RTK操作的基本流程（1）一台接收机及电台等安置在基准站,

进行参数设置;（2）流动站设备安装、参数设置、调试；（3）流动站接收机观测三个已知点WGS-84坐标，并与当地坐标求坐转换参数；（4）测量碎部点：流动站接收机接收卫星信号、基准信号，差分处理，实时得到固定解坐标并存储；

建立CORS系统区域，网络RTK优先，随BDS日趋成熟将成主流。4.平板测图-1测图前的准备工作-1图纸选择实质是图解法测图，将测得的观测值按图解法转化为静态的线划地形图。常被称为白纸测图。4.平板测图一面打毛的聚酯薄膜绘图纸4.1图纸准备4.1.1图纸选择4.平板测图-1测图前的准备工作-2绘制坐标格网坐标格网（方格网）：在图纸上按10cm×10cm绘出正方形格网4.1.2绘制坐标格网坐标仪法坐标格网尺法对角线法4.平板测图-1测图前的准备工作-3展绘控制点展点前，根据图幅在测区内位置，确定坐标格网左下角坐标值将坐标值注记在内、外图廓之间所对应的坐标格网处4.1.3展绘控制点控制点的展点误差不应大于0.2mm，相邻控制点间的长度误差在图上不应超过0.3mm方格网交叉点处5mm长的相互垂直“+”线即可。4.平板测图-2经纬仪测绘法板仪测图已极少被用于生产作业4.2经纬仪测绘法（1）安置仪器；（2）定向；定向点度盘归零（3）测算；夹角、距离和高差（4）展绘碎部点；

半圆仪以极坐标原理、

点位右侧注记高程、勾绘地形（5）迁站检查；遗漏、定向检查（6）增设测站、迁站。

极坐标法、交会法、支导线法等4.平板测图-2经纬仪测绘法比例尺最大视距长度(m)一般地区城镇建筑区地物地形地物地形1:50060100--701:1000100150801201:20001802501502001:5000300350----4.平板测图-3地形图的绘制-1地物描绘4.3地形图的绘制线划应当密度适当凸凹小于0.4mm的地物形状可不表示应用概括原则比例符号表示的规则地物，保持轮廓位置的精度，连点成线、画线成形；道路、河流弯曲部分逐点连成光滑曲线；非比例符号表示的地物，保持其主点位置的几何精度，符号为准，单点成形；半比例符号表示的地物，保持其主线位置的几何精度，沿点连线，近似成形。4.3.1地物描绘4.平板测图-3地形图的绘制-2地貌勾绘4.3.2地貌勾绘图解法或目估法勾绘等高线（1）连接地性线；

两脊夹一谷，两谷夹一脊（2）内插等高线通过位置；现场对照、按比例内插（3）勾绘等高线；现场对照、地性线为基础、

概括、圆顺（4）特殊地貌符号运用5.地面数字测图数字测图是对利用各种手段采集到的数字地面信息，运用计算机计算，由功能齐全的成图软件进行数据处理、建库、成图，以数字形式存储在介质上。可分为地面数字测图、数字摄影测量、纸质地形图的数字化。5.地面数字测图地面数字测图工作三阶段：数据采集：主要在外业完成计算机图形处理：人机交互图形编辑、成图成果输出：绘图仪绘制比平板测图直测地形点数目增加5.地面数字测图-2野外信息采集主要设备全站仪野外测记法模式内外业一体化法（电子平板法）GPSRTK测记法5.2野外信息采集全站仪、GPS-RTK作业模式分区施测、按图幅施测分块作业方式点的位置信息点的属性信息点的连接信息5.1点的信息5.地面数字测图-2野外信息采集-1全站仪野外测记法模式全站仪测量、记录点位置信息（x、y、H）手工草图或编码记录属性信息信息输入计算机，人机交互编辑成图5.2.1全站仪野外测记法模式极坐标法为主分：草图法、编码法比例尺最大视距长度(m)地物点地形点

1:500160300

1:1000300500

1:2000450700

1:50007001000

全站仪测图的最大视距长度5.地面数字测图-2野外信息采集-1全站仪野外测记法模式全站仪测点号和坐标，现场手工记录和绘制草图描述记录属性和相互关系等信息（1）草图法大致作业步骤：1）全站仪测站安置和准备；2）后视定向、检查；3）观测员、司镜者、绘草图者协调配合选点、测记；4）随时绘草图。5.地面数字测图-2野外信息采集-1全站仪野外测记法模式反映、记录：点的地形要素位置、地性线、点号、丈量的距离、地理属性信息和连接关系，地理名称及其它各种注记与仪器的信息一致清晰、易读、相对位置准确、比例一致绘草图注意点：5.地面数字测图-2野外信息采集-1全站仪野外测记法模式与草图法步骤基本一致全站仪增加记录：编码、连接点和连接线型等信息码草图记录不能自动注记信息、复杂地形（2）编码法5.地面数字测图-2野外信息采集-2电子平板法野外全站仪+笔记本电脑或掌上电脑点位信息实时输入电脑，并显示实时确立测点的属性、连接关系和逻辑关系等边测边绘5.2.2电子平板法（内外业一体化实时成图法）将计算机搬到测图现场无不绘草图，不记编码数据采集和成图一体化5.地面数字测图-2野外信息采集-3GPSRTK测记法（1）观测员、司镜员合二为一（2）地物点简单编码输入与绘制草图相配合5.2.3GPSRTK测记法与全站仪草图法模式相似略不同：多种点组合转换参数，大测区转换参数分区求解参考站有效作业半径作业前已知点检核不同参考站地物重合点检核遵照技术指标：CORS系统区域，优先采用网络RTK测量5.地面数字测图-3数据处理和图形文件生成数据处理分数据预处理、图形处理5.3数据处理和图形文件生成数据预处理工作：检查原始记录数据，删除废除记录、与图形生成无关记录，补充碎部点坐标，修改错误信息码数据预处理后生成点文件：以点为记录单元记录内容是点号、编码、点之间的连接关系码和点的坐标（1）数据预处理5.地面数字测图-3数据处理和图形文件生成数据处理分数据预处理、图形处理根据点文件，将与地物有关的点记录生成地物图块文件，将与等高线有关的点记录生成等高线图块文件。地物图块文件的每一条记录以绘制地物符号为单元每一条等高线的图块记录是在DEM基础上，内插法计算等高线通过点的位置，再依次连接排列同一条等高线上的点。（2）图形处理图块文件经过人机交互编辑形成数字图的图形文件数字测图软件CASS5.地面数字测图-34数字地形图的编辑检查/5地面数字测图成果输出数字地形图编辑检查内容:5.4数字地形图的编辑检查（1）图形的连接关系是否正确，是否与草图一致、有无错漏等；（2）各种注记的位置是否适当，是否避开地物、符号等；（3）各种线段的连接、相交或重叠是否恰当、准确；（4）等高线的绘制是否与地性线协调、注记是否适宜、断开部分是否合理；（5）对间距小于图上0.2mm的不同属性线段，处理是否恰当;（6）地形、地物的相关属性信息赋值是否正确。5.5地面数字测图成果输出打印机绘图仪数据库系统6.地形图的拼接、检查和整饰-1地形图的拼接6.地形图的拼接、检查和整饰6.1地形图的拼接分幅测绘，相邻图幅连接处地物轮廓线与等高线不完全吻和每幅图四边均测出图廓外5mm接边不超过地物点点位中误差、等高线高程中误差的2√2倍。6.地形图的拼接、检查和整饰-2地形图的整饰6.地形图的拼接、检查和整饰6.2地形图的整饰先图内后图外，先地物后地貌，先注记后符号擦掉多余、不必要点线重绘内图廓线、坐标格网线并注记坐标所有地物地貌按图式规定清绘各种文字注记位置适当，字头朝北，字体端正等高线光滑圆顺，计曲线高程注记应成列按图式整饰图廓及图廓外注记6.地形图的拼接、检查和整饰-3地形图的检查6.地形图的拼接、检查和整饰6.3地形图的检查内业检查、实地全面对照及实测检查图廓、方格网、控制点展绘精度测站点密度和精度地物、地貌各要素测绘应正确、齐全，取舍恰当，等高线无矛盾可疑图式符号注记运用正确接边精度应符合要求图历表填写应完整、清楚，各项资料齐全。（1）室内检查6.地形图的拼接、检查和整饰-3地形图的