,测量学, 学习辅导
,测量学,
同济大学 测量与国土信息工程系
第七章第八章
第八章
地形测量
##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
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 。
?投影方法:按垂直投影方法;
?比例关系:按测图比例尺;
?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。 )
? ?
? ? ?
?
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/T 7929-1995”,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地形图图例 2
二,地形图的比例

◆ 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 d 1 1实地长度 D M (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
10 5 0 10 20 30 40m
2cm 1?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 ? 500 1 ? 1000 1 ? 2000 1 ? 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。
? ? ?
? ? ?
? ?
*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 ? 500 1 ? 1000 1 ? 2000 1 ? 5000 1 ? 10000
5 10 20 50 100
表 8-2
4.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 ? 10000
1 ? 5000
1 ? 2000
1 ? 1000
1 ? 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 1
图式符号 2
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 )
h
h
h
h
h
h
?
i
地面坡度 i:
(?为地面倾角 ) ( 8-1-2)i= — hd = tan?
d1 d2 d3 d4 d5 d6
(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







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
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
六,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:
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
1:5000
1:2000
1:1000
1:500
图幅大小
(厘米 )
40× 40
50× 50
50× 50
50× 50
实地面积
(平方公里 )
4
1
0.25
0.0625
图幅数
1
4
16
64
分幅与编号图
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
1:500
20-10-Ⅲ -Ⅳ -Ⅰ
基本分幅,1:5000
1:5000
10 11 12
22
21
20
20-10
1:5000
10 11 12
22
21
20
20-10
1:2000 Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
20-10-Ⅰ
1:1000
20-10- Ⅳ - Ⅲ
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
矩形分幅与编号法
2.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。
2000
4000
3500
3000
2500
1000 1500 2000 2500 3000 3500
1300
2300
2.3-2.3 2.3-2.8
3.3-1.3 3.3-1.8 3.3-2.3 3.3-2.8
2.8-1.3
◆ 按原分幅为 20幅
◆ 按现分幅为 12幅
# 测图前的准备
工作
测图前的准备工作
一,测图前的准备工作
二,绘制坐标方格网
三,展绘控制点
测图前的准备工作
1.一般准备工作
?资料,控制点成果,图式,测图规范等。
?测图 仪器和工具
?绘图工具
2.图纸的准备
?测图纸,绘图纸、聚脂薄膜
?准备工作:
(1).绘制坐标方格网
(2).展绘控制点
一,测图前的准备工作 (平板仪测图方法)
二,绘制坐标方
格网二,绘制坐标方格网
方格网的大小,40cm?50cm或 50cm?50cm
方格的大小,10cm?10cm
目的,精确展绘控制点
方格网绘制方法:
1.对角线法
—— 用金属直尺绘制
o
a b
cd
?画对角线
?取等距 oa=ob=oc=od
?连接 abcd成矩形
?沿各边截取 10厘米
等距标记
?连接相应等距标记
成方格网
方格网精度要求?方格网精度要求
③ 各方格的对角线长
(141.4mm),误差应
??0.2mm。
① 方格网对角线长,误差 ??0.3mm;
② 沿方格网对角线的方格交点,偏离对角线 ??0.2mm;
?方格网线条要求
方格网线条粗 0.1~0.15
mm,要使用 5H,6H
绘图铅笔绘制。
2.坐标格网尺法
2.坐标格网尺法
—— 用坐标格网尺绘制方格网。
① 坐标格网尺
铅笔画线处
格网尺
零点
10cm
20cm 30cm
40cm 50cm半径
坐标格网尺
坐标格网尺绘制方

图 8-21 用坐标格网尺绘制坐标方格网
用坐标格网尺绘制方法,
3.其他方法绘制坐
标方格网3.其他方法绘制坐标方格网
◆ 绘图仪法
◆印刷法
?不管用哪一种方法绘制坐标方格网,方格
网的精度都应达到规范要求。
三,展绘控
制点三,展绘控制点
1.注记坐标格网线的坐标值,
根据分幅范围及测
图比例尺确定格网线
的坐标注记。
1:1000
0.5?0.5
1000
900
800
700
600
500
500 600 700 800 900 1000
2.展绘控制点
1:1000
0.5?0.5
1000
900
800
700
600
500
500 600 700 800 900 1000
例,将控制点 A(xA=647.43m,yA=634.52m); B(xB=913.46m,
yB=748.63m),展绘到测图纸上。
作法:
① 确定 A点所在方格;
② 用比例尺向 x方向量 47.43m,
作标记;
③ 用比例尺向 y方向量 34.52m,
作标记;
④ 连接相应点交点为 A;
⑤ 注记点号。
⑥ 同理展绘 B点。
2.展绘控制点
A
4.50
6.45
B
⑦ 检查:用比例尺量取 AB距
离,距离读数与理论值之
差 ?图上 0.3mm。
#地形图测绘
方法
地形图测绘方法
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,地形图测绘方法
一,平板仪测图原理
a
b
B
A
3 2
—— 图解法测量
● 测点方向与已知边的水平角 ?: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
1
?
S
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
a
b
B
A
3 2
1
?
S
二,平板仪的构
造 1.大平板仪二,平板仪的构造
P233图 8-24
1.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 1:500 1:1000 1:2000
对点允许误差 2.5cm 5cm 10cm
东 大 道
坚 5
5.40
5.35
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。
地貌特征点
P242图 8-38
地貌特征点,山顶点、鞍部点、山脊线、
山谷线、坡度变化处,等。
2.碎部点的测

—— 测定碎部点的三要素:水平角 ?(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,(?
1,?2)
◆ 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°
S1 S2
S3 S4
(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M
N◆ 注意,交会角 30????150?
(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。
A
B
1 2
3● 注意:
定直角要准。
(4).方向距离交会法(4)方向距离交会法 (?,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


待测
五,地形图
测绘的基本
方法
五,地形图测绘基本方法
(一),地形图测绘的基本方法
(二),等高线勾绘
(三),图的拼接、检查和整饰
(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
(一),地形图测绘的基本方法
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。
a
b
B
A
3 2
1
?
S
?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。
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?500 50
1?1000 80
1?2000 150
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 8-7
1?500 15 70
1?1000 30 120
1?2000 50 200
?视距最大长度和地形点密度规定见下表
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。
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。
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 P
6.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。
SOKKIA SET2000全
站仪能储存 3000个点
的数据。
全站仪图
全站仪与计算机通
讯,传输数据。
通讯接口与通
讯电缆电缆
数字化测图
流程图
数字化测图流程图
全站仪
控制点成果
预置于机内
电子平板
(便携机 )
机内数据
文件
电子手簿
计算机
◆ 测图软件
自动成图
◆ 人工编辑
显示屏
打印机
绘图仪
软 盘输





(二 ).等
高线勾
绘(二),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? 500 0.5 0.5
1? 1000 0.5 1
1? 2000 1 2
1? 5000 2 5
1.基本等高距的规定
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。
2.等高线内插过程
(2).等高线勾
绘原理(2).等高线勾绘原理
设,量得图上,ab=25mm
而 AB高差,h=3.6m
ab 25d=
h =3.6=6.94mm
则 1米高差的等高线平距为:
? a1′=0.4 ?d=2.8mm
4′b=0.2 ?d=1.4mm
三等分 1′ 4′,得 2′, 3′
P244 图 8-40
1.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。
66
65
64
63
.
.
62.6
66.2
a
b
2.图解法透明
纸法2.图解法 —— 透明纸法
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
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。
.,
.,
63
64
65
66
?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。
(三 ).图的拼接、
检查和整饰(三),图的拼接、检查和整饰
(1).图的拼接
?即相邻图幅的接边。
?由于测量误差,使相邻两幅图边同一线条不重合。
如偏差在允许范围内,要将线条接顺。
?数字化地形图测绘时,不受图廓线限制,但相邻测
站的内容须衔接,
一般在 CAD图上由
人工修饰。图幅
划分通过软件完
成。
接边误差规定?接边误差规定
表 8-9 地物点点位中误差
地区分类 点位中误差 (图上 mm)
建筑区、平地及丘陵地 0.5
山地及旧街坊内部 0.75
表 8-10 等高线高程中误差
地形分类 平地 丘陵地 山地 高山地
高程中误差 (等高距 ) 1/3 1/2 2/3 1
?平面与高程的接边误差,不应大于上表中规定中
误差的 2 倍。?2