测量学 第七章
本章要点
1、地形图的概念及地物、地貌的表示方法;
2、经纬仪测图法。(重点)
难点
1、比例尺的精度及其用途;
2、经纬仪测图法测图的过程。
大比例尺地形图的测绘
马莉、王国辉 制作
2
目 录 ?










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§ 7— 1 地形图基本知识
一, 地形图概述
地球表面上的物体分为地物和地貌两大类 。
? 地物 —— 地球表面自然或人工形成的物体 。
? 地貌 —— 地面的高低起伏 。
? 地形 —— 狭义地讲是指 地貌,广义地讲是指 地物
和地貌的总称。
? 地形图 —— 研究地物, 地貌状况及地面点之间的
相互位置关系 的地图 ( 如 图 7-1所示 ) 。
地形图具有广泛的用途, 特别在各种工程建设
中, 它是不可缺少的重要资料 。
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图 7-1
5
1、地形图:
地形图是将地面上一系列地物与地貌, 通过综
合取舍, 按比例缩小后用规定的符号描绘在图纸上
的 正射投影图 。
? 正射投影 ( 等角投影 ) —— 就是将地面点沿铅垂线
投影到投影面上, 并使投影前后图形的角度保持不
变, 所以图纸上的地物, 地貌与实地上相应的地物,
地貌相比, 其形状是相似的 。
? 小区域的地形图是地面实际情况 在水平面上 的投影 ;
? 当测区范围较大时, 则应考虑地球曲率的影响, 投
影面应为球面 。
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2、地形图的分类
? 平面图,仅表示地物, 不表示地貌的地形图 。
? 专题图,侧重反映某一专题内容的地形图 ( 如地质
图, 地籍图, 土地资源图, 房产图等 ) ;
? 线划图,用测量仪器在实地施测地面点位置用符号
与线划描绘的地形图;
? 影像图,采用航空摄影像片与手工 ( 或计算机 ) 描
绘线划的符号表示的地形图;
? 数字图,它是把密集的地面点用三维坐标存储在计
算机中, 通过计算机既可转化成各种比例尺的地形
图, 也可直接用于工程设计和信息查询等 。
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二, 地形图的比例尺
? 1,比例尺
地形图上任意线段长度 ( d) 与地面上相应线
段的水平长度 ( D) 之比, 称为地形图的比例尺,
一般用分子为 1的整分数表示, 即
式中, M称为比例尺分母 。 显然, M就是将地球表面
缩绘成图的倍数 。
? 比例尺的大小是以比例尺的比值来衡量的,分数
值越大(分母 M越小),比例尺越大。
M
d
DD
d 11
??
( 7-1)
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我国测绘和编制的各种不同比例尺的地形图:
? 小比例尺, 1:100万,1:50万,1:20万 ;
? 中比例尺,1:10万,1:5万,1:2.5万,1:1万;
? 大比例尺,1:5 000,1:2 000,1:1 000,1:500。
各种土木工程建设通常使用大比例尺地形图。
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地形图上 0.1 mm所表示的实地水平长度, 称为
地形图比例尺的精度 。
? 地形图上所表示的地物, 地貌细微部分与实地有
所不同, 其精确与详尽程度, 受比例尺不同的影
响 。
? 大比例尺地形图的比例尺精度如表 7-1所示 。
表 7-1 比例尺的精度
比例尺 1:500 1:1 000 1:2 000 1:5 000
比例尺精度
( m)
0.05 0.1 0.2 0.5
2.比例尺的精度
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?地形图的比例尺精度的作用
1) 根据比例尺精度确定实地量测精度 。
如在 1:500地形图上测绘地物, 量距的精度,
D=500??0.1mm=50mm=5cm; 量距的精度只需取到 ?5 cm即
可,因为量得再精细,在图上也无法表示出来。
2) 可根据用图的要求, 选用测绘地形图的比例尺 。
如某项工程建设, 要求在图上能反映地面上 10 cm的精
度 ( 即测图的精度为 ?10 cm), 则应选用的比例尺,
M=D/0.1mm=100/0.1=1000
答,测图比例尺 不应小于 1:1 000
采用何种比例尺测图, 应从工程规划, 施工实际情况需
要的精度出发, 不应盲目追求更大比例尺的地形图, 因为同
一测区范围的大比例尺测图较小比例尺测图更费工费时 。
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三, 大比例尺地形图的分幅、编号和图外注记
1,分幅和编号
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, 分为两大类:
梯形分幅法, 主要用于中小比例尺地形图,
矩形分幅法, 主要用于大比例尺地形图
? 矩形分幅,
图 幅 一 般 为 40cm× 40cm,50cm× 50cm 或
40cm× 50cm,以纵横坐标的整公里数或整百米数
作为图幅的分界线 。
大比例尺地形图的分幅是以 1:5000比例尺为基础,
按四种规格逐级扩展 。
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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
1:5 000 40× 40 4 1
1:2 000 50× 50 1 4
1:1 000 50× 50 0.25 16
1:500 50× 50 0.625 64
表 7-2 矩形分幅及面积
各种大比例尺地形图的图幅大小见表 7-2(以正
方形分幅为例)。
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? 矩形图幅的编号,
1) 一般采用 该图幅西南角的 x坐标和 y坐标 (以公
里为单位 ) 加连字符来表示 ( x-y ) 。
2) 编号时坐标 取位,
?1:5 000地形图, 坐标取至 1 km;
?1:2 000,1:1 000地形图, 坐标取至 0.1 km;
?1:500地形图, 坐标取至 0.01 km。
如一张 1:2000的地形图, 其西南角的坐标,
x= 4 510.0 km和 y=45.5 km,其编号为, 4 510.0 - 45.5。
? 自由分幅编号,
在工程建设和小区规划中一般以一定顺序编号, 如可 以
按行列式或自然序数法编号 。 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 。
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2, 图外注记
为了图纸管理和使用的方便, 在地形图的图框外
有许多注记, 如 图名, 图号, 接图表, 图廓等, 见
图 7-2。
? 图名和图号
图名 —— 本幅图的名称, 常用本幅图内最著名的城
镇, 村庄, 厂矿企业, 名胜古迹或突出的地物, 地
貌的名字来表示 。
图号 —— 图的编号 。
图名和图号标在图幅上方中央 。
? 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 。 接图表位置是在 图幅
左上方, 绘出本幅与相邻八幅图图名或图号 。
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图 7-2
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? 图廓和坐标格网
图廓 —— 图幅四周的范围线, 它有内外图廓之分 。
内图廓线, 地形图分幅时的坐标格网,是测量边界线 。
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 。
坐标格网线的位置 —— 在内图廓外四角处注有坐标
值, 并在内图廓线内绘有 10cm间隔互相垂直交叉
的 5mm短线, 表示坐标格网线的位置 。
在内, 外图廓线间还注记坐标格网线的坐标值 。
? 其它注记,外图廓线之外, 还应注明测量所使用
的平面坐标系, 高程系, 比例尺, 成图方法, 成
图日期及测绘单位等, 供日后用图时参考 。
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§ 7— 2 地形图图式
一, 地形图图式的概念
? 地形图图式,在地形图中用于表示地球表面地
物, 地貌的专门符号称为~ 。
? 比例尺不同, 各种符号的图形和尺寸也不尽相同 。
? 国家测绘局颁发的, 地形图图式, 是一种国家标
准, 它是测绘, 编制, 出版地形图的重要依据,
是识图, 用图的重要工具 。
? 根据不同专业的特点和需要, 各部门也制定有专
用的或补充的图式 。
图 7-3是对 1:2 000,1:1 000和 1:500地形图所规
定的, 地形图图式, 的一 部分 。
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二,地物符号
地物符号分为四种类型:
1,比例符号 (见 图 7-3)
将实际地物的大小, 形状和位置按测图比例
尺缩绘在图上的符号, 称 比例符号 。 这类符号用
于表示轮廓大的地物, 如房屋, 农田等, 一般用
实线或点线表示 。
2,非比例符号
不按测图比例表示实际地物大小与形状的符号,
称 非比例符号 。 这类符号又称记号符号, 实际是
放大了的符号, 它只表示地物的位置, 不能表示
其形状和大小 。 如各种测量控制点, 烟囱, 路灯
等 。
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3,半比例符号 (见 图 7-3)
在宽度上难以按比例表示, 在长度方向可以按比例表示
的地物符号, 称半比例符号, 亦称线状符号 。 此类符号用
于表示线状地物, 符号以定位线表示实地物体真实位置 。
符号定位线位置如下:
① 成轴对称的线状符号, 定位线在符号的中心线, 如铁路,
公路, 电力线等 。
② 非轴对称的线状符号, 定位线在符号的底线, 如城墙,
境界线等 。
4,注记符号 (见 图 7-3)
具有说明地物名称, 性质, 用途以及带有数量, 范围等
参数的地物符号, 称 注记符号 。 如工厂的名称, 植被的种
类说明, 特殊地物的高程注记, 建筑物的种类和层数等 。
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符号的使用界限
? 比例符号与半比例符号, 比例符号与非比例符号
的 使用界限是相对的 。
? 如某道路宽度为 6m,
在小于 1,1万地形图上用 半比例尺符号 表示,
在 1,1万及其以上大比例尺图上则用 比例符号 表示 。
? 总之,
测图比例尺越 大, 用 比例符号 描绘的地物越 多 ;
测图比例尺越 小, 用 非比例符号 或 半比例符号 描绘
的地物 越多 。
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三, 地貌符号
地貌形态多种多样, 对于一个地区可按起伏的变
化分为四种地形类型:
? 平地,地势起伏小, 地面倾斜角一般在 3° 以下;
? 丘陵,地面高低变化大, 倾斜角一般在 3° ~ 10° ;
? 山地,高低变化悬殊, 倾斜角一般在 10° ~ 25° ;
? 高山地,绝大多数倾斜角超过 25° 的 。
表示地貌的方法有多种, 对于大, 中比例尺地形
图主要采用等高线法 。 对于特殊地貌采用特殊符号
表示 。
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1,等高线表示地貌原理
l) 等高线,是地面上
高程相同的相邻各点连成
的闭合曲线 。
? 原理,用一组等距
( h相等 ) 的水平面去切
某高地, 得到一组截交线 。
然后再将各截交线垂直投
影到水平面上, 并按测图
比例缩小, 就得出表示该
地貌的等高线
( 如图 7-4) 。 图 7-4
25
? 等高距,相邻等高线之
间的高差, 称 等高距,
即 图 7-4中所示的水平
截面间的垂直距离, 用
h 表示,
同一幅地形图中等高
距是相同的 。
? 基本等高距,在, 工程
测量规范, 中, 对等高
距作了统一的规定, 这
些规定的等高距, 称为
基本等高距, 如表 7-3。
地形
类别 比例尺
1:500 1:1 千 1:2 千 1:5 千
平坦地 0.5 0.5 1 2
丘陵地 0.5 1 2 5
山地 1 1 2 5
高山地 1 2 2 5
表 7- 3 地形图的基本等高距 m
2) 等高距和等高线平距
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? 等高线平距 d,
相邻等高线之间的水平距离,称 ?,用 d 表示 。
? 地面坡度 i,等高距 h 与等高线平距 d 的比值,
称为 ?, 用 i 表示 。 ( i = h / d )
因为同一幅地形图上 基本 等高距是相同的, 故
等高线平距的大小将反映地面坡度的变化 。
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 。
根据地形图上等高线的疏密可判定地面坡度的缓陡 。
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3) 等高线种类
( 1) 首曲线,按基本等高距绘制的等高线, 称 为首曲线,
也称基本等高线 。 用 线宽为 0.15mm的细实线 表示 。
( 2) 计曲线,由零米起算, 每隔四条基本等高线绘一条
加粗的等高线, 称为 计曲线 。 计曲线的 线宽为 0.3mm,
其上注有高程值, 是辨认等高线高程的依据 。
( 3) 间曲线,按二分之一基本等高距而绘制的等高线,
称 间曲线, 用 长虚线表示 。
( 4) 助曲线,按四分之一基本等高距而绘制的等高线, 称
助曲线, 用 短虚线表示 。
间曲线和助曲线用于首曲线难以表示的重要而较小的地貌
形态 。
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4) 典型地貌及其等高线表示法
将地面起伏和形态特征分解观察, 不难发现它是由一些典型
地貌组合而成的 。
( 1) 山头和洼地
山头, 凡是凸出而且高于四周的单独高地叫山, 大的称岭, 小
的称丘, 山岭和山丘最高部位称 ~ 。
洼地, 比周围地面低, 且经常无水的地势较低的地方称为凹地,
大范围低地称盆地, 小范围低地称 ~ 。
山 头 等高线 ( 图 7-5图 a), 内圈等高线的高程注记大于外圈者
为山头;
洼地等高线 ( 图 7-5图 b), 内圈等高线的高程注记 小于外圈者
为洼地 。
区别山头与洼地, 也可使用 示坡线 。
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示坡线, 是一端与等高线连接并垂直于等高线
的短线,用以指示低洼方向。
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( 2)山脊与山谷
山脊, 是山顶向一个方向延伸的凸棱部分 。 图 7-6
山脊线, 是山脊最高点连线 (实线 )。
山脊等高线, 表现为一组凸向低处的曲线 。
山谷,相邻山脊之间的低凹部分 。
山谷线,山谷最低点连线 (虚线 )。
山谷等高线, 表现为一组凸向高处的曲线,
如 图 7-6所示 ( 图 a为山脊, 图 b为山谷 ) 。
?山脊线 又称 分水线,雨水会以山脊线为分界线流向两侧坡
面 。
?山谷线 又称 集水线,雨水由两侧山坡汇集到谷底, 然后沿
山谷线流出 。
?山脊线 和 山谷线 合称为 地性线 ( 或 地形特征线 ) 。
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( 3)鞍部 ( 如 图 7-7)
? 鞍部, 是相邻两山头之间呈马鞍形的凹地 。 鞍部既处
于两山顶的山脊线连接处, 又是两集水线的顶端 。
? 鞍部 等高线, 是在一圈大的闭和曲线内, 套有两组
小的闭和曲线 。
( 4) 陡崖和悬崖
? 陡崖, 是地面坡度大于 70?的陡坡,甚至为 90?的峭壁,
? 陡崖 等高线, 在 该 处非常密集或重合为一条线, 因此
采用陡崖符号来表示, 如 图 7-8。
? 悬崖, 是上部突出, 下部凹进的陡崖 。
? 悬崖 等高线, 投影在平面上呈交叉状, 见 图 7-9。
图 7-10为某地区的地势景观图和用等高线描绘的地形图 。
32
33
图 7-10
34
5,等高线的特性
(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 。 如不能在本图幅内闭合,
必定在相邻或其它图幅内闭合 。 等高线只能在内图
廓线, 悬崖及陡坡处中断;另外, 遇道路, 房屋等
地物符号和文字注记时可局部中断, 其余情况不得
在图幅内任意处中断 。 间曲线, 助曲线在表示完局
部地貌后, 可在图幅内任意处中断 。
(3)等高线不能重合, 相交, 但在陡崖和悬崖处除外 。
(4)同一幅图内, 等高线平距小表示坡度陡, 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。
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§ 7— 3 测图前的准备工作
一, 搜集资料与现场踏勘
? 搜集资料, 测图前应搜集测区已有地形图及各种
测量成果资料:
已有地形图的测绘日期, 坐标系统, 相邻图幅图
名, 相邻图幅控制点;
本图幅控制点的点数, 等级, 坐标, 相邻控制点
位置和坐标, 测绘日期, 坐标系统及控制点的点之
记 。
? 现场踏勘, 了解测区位置, 地物地貌情况, 通视,
通行及人文, 气象, 居民地分布等情况, 并根据收
集到的点之记找到测量控制点的实地位置, 确定控
制点的可靠性和可使用性 。
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二, 制定测图技术方案
? 根据测区地形特点及测量规范对图根点数量和
技术要求, 确定图根点位置和图根控制形式及其
观测方法等 。
? 确定测区内水准点数目, 位置, 连测方法等 。
? 测图精度估算, 测图中特殊地段的处理方法及
作业方式, 人员, 仪器准备, 工序, 时间等亦均
应列入技术方案之中 。
三, 图根控制测量 ( 见第 6章 )
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四, 图纸准备
地形图的测绘一般是在 野 外边测边绘, 因此测图
前应先准备图纸 。 包括在图纸上绘制图廓和坐标
格网, 并展绘好各类控制点 。
1,图纸选择
?聚酯薄膜,一面打毛, 厚度为 0.07~ 0.10mm,
优点,伸缩率小于 0.2‰ 。 聚酯薄膜坚韧耐湿,
沾污后可洗, 便于野外作业, 图纸着墨后, 可直
接晒蓝图 。
缺点,有易燃, 折痕不能消失等不足 。
聚酯薄膜是透明的, 测图前在它与测图板之间
应衬以白纸或硬胶板 。
?白绘图纸,可用于小地区大比例尺测图 。
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2,绘制坐标格网
为 将各种控制点根据其平面直角坐标值 x,y展绘在图纸上, 因 此
可以到测绘仪器用品商店购买 印制好坐标格网的图纸 。
也 可在图纸上先绘出 10cm× 10cm正方形格网, 作为坐标
格网 ( 又称方格网 ) 。
按 下述两种方法绘制,
( 1) 对角线法 (如 图 7- 11所示 ) ; (如绘 50*50cm)
? 连接图纸两对角线交于 O点 ;
? 计算 半对角线长:
? 从 O点起沿对角线量取四段等长的线段 OA=OB=OC=OD得
A,B,C,D,并连线得矩形 ABCD。
)37(36.352 71.702 5050
22
cm取???
AO>
39
?在矩形四
条边上 自下
向上 或 自左
向右 每 10cm
量取一分点;
?连接对边
分点,形成
互相垂直的
坐标格网线
及矩形或正
方形内图廓
线。
40
? 坐标格网的检查,对绘出坐标格网的要求是:
? 方格的边长应准确,误差不超过 0.2 mm;
?纵横格网线应互相垂直,方格对角线和图廓对角
线的长度误差不超过 0.3 mm。
?超过允许偏差值,应改正或重绘。
? 整饰,擦去图幅内多余线条,只留下 图廓线、
四角坐标,图号,比例尺 以及 方格网十字交叉点
处 5mm长的相互垂直短线 ( 图 7-12)
( 2)绘图仪法
在计算机中用 AutoCAD软件编辑好坐标格网图形,
然后把图形通过绘图仪绘制在图纸上。
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3,展绘控制点
?确定坐标格网左下角坐标值,根据图幅在测区内位置 确定 。
如 图 7-12所示,
?展点,
用坐标展点仪展绘, 控制点图根点按坐标绘在图纸上 。
人工展点,控制点 A坐标为,xA=764.30 m, yA=566.15 m。
首先确定 A点所在方格位置为 k l m n。 自 k和 n点向上用比例尺
量 64.30 m,得出 a,b两点, 再自 k和 l点向右用比例尺量 66.15
m,得出 c,d两点, 连接 ab和 cd,其交点即为 A点在图上位置 。
?检查,用尺量出相邻控制点间的距离, 其 长度误差在图上不
应超过 0.3mm; 相邻边构成的夹角与实测值之差要小于限差 。
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?展点 xA=764.30
m,yA=566.15 m:
首先确定 A点所在
方格位置为 k l m n。
自 k和 n点向上用比
例尺量 64.30 m,得
出 a,b两点,再自
k和 l点向右用比例
尺量 66.15 m,得出
c,d两点,连接 ab
和 cd,其交点即为
A点在图上位置。
?标注,用规定
符号标出 控制点 及
其 点号和高程 。
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§ 7— 4 大比例尺地形图的常规测绘方法
一, 地形图测绘基本原理?
地形图测绘是以相似形理论为依据, 以图解法
为手段, 按比例尺的缩小要求, 将地面点测绘到
平面图纸上而成地形图的技术过程 。
? 地形图测绘步骤, 测量和绘图 。
? 碎部测量, 即地形图测绘:
以图根点 ( 控制点 ) 为测站, 测出测站周围碎
部点的平面位置和高程, 并按比例缩绘于图纸上 。
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1,碎部点的概念
碎部点, 碎部特征点,包括 地物特征点和地貌特征点 。
地物特征点,能够 代表地物平面位置, 反映地
物形状, 性质的特殊点位, 简称 地物点 。 如地物
轮廓线的转折, 交叉和弯曲等变化处的点;地物
的形象中心:路线中心的交叉点, 电力线的走向
中心;独立地物的中心点等 。 如 图 7- 13所示 。
地貌特征点, 体现地貌形态, 反映地貌性质的
特殊点位 —— 即地面坡度变化的点, 简称地貌点 。
如山顶, 鞍部, 变坡点, 地性线, 山脊点和山谷
点等 。 如 图 7- 14所示 。
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2.测定碎部点平面位置的基本方法
? 水平距离和水平角 是确定点的平面位置的两种基本
量,?
碎部点平面位置的测定, 就是测出碎部点与已知点
间的水平距离以及与已知方向间的水平角 。?
碎部测量的方法有:
极坐标法 ( 一角一距 ), 角度交会法 ( 二角 ),
距离交会法 ( 二距 ), 直角坐标法 ( 二互垂距 ) 。
如 图 7- 15所示, 设 A,B为已知控制点, P为待测碎
部点 。
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( 1) 极坐标法
测定从测站到碎部点连线方向与已知方向 AB间
的水平角及测站到碎部点的水平距离 ( ?1,d1或
?2,d2), 即可确定碎部点的位置 。 它是碎部测
量最常用的方法 。 ( 如 图 7- 15所示 )
( 2) 角度交会法
从两个已知测站点 A,B,分别测出到碎部点 P
方向和已知 AB方向间的水平角 ?1,?2,即可在图
上交会出 P点 。 此法适用于碎部点较远或不易到
达的情况, 如 图 7- 16河流的测绘 。
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( 3) 距离交会法
从两已知点 A,B分别量出到碎部点 P 的距离 d1,
d2, 按比例尺在图上用圆规即可交出碎部点 P的位置
( 如 图 7- 15所示 ) 。 此法适用于测量测离已知点较
近的碎部点 。
( 4) 直角坐标法
选 A为原点, 以 AB方向为 x轴, 量出碎部点 P 到 x轴
的垂距 ( y值 ) 和垂足点到 A的距离 ( x值 ), 即可确
定其位置 ( 如图 7- 15所示 ) 。 此法适用于地物靠近
控制点, 周围有相互垂直的两方向且垂距 ( y值 ) 较短
的情况 。 垂直方向可用简单工具定出 。
3,碎部点高程的测量
测量碎部点高程可用水准测量和三角高程测量等方法 。
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二, 经纬仪测绘法
? 大比例尺地形图的常规测绘方法有:
经纬仪测绘法 ;
大平板仪法 ;
经纬仪和小平板仪联合法 。
? 经纬仪测绘法的基本工作是:
? 经纬仪测量, 在图根点上测定碎部点的平面位
置和高程 。
? 平板绘图, 根据极坐标原理在图板上确定碎部
点位, 并注记高程, 对照实地勾绘地形 。
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? 经纬仪测绘法 一个测站的具体工作步骤如下:
1,测站上的准备工作
? 安置经纬仪,将经纬仪安置在控制点 A上 (如
图 7-17),量出仪器高 i,测量竖盘指标差 x。 记录员
在, 地形测绘记录手薄, 中记录 (如 表 7-4所示 ),包
括表头的其他内容 。
? 定向,以盘左照准相邻另一后视控制点 B,配
盘 0?00?00?作为零方向 。
? 检查,用视距法检查测站到后视点的平距和高
差, 防止用错后视点 。
? 安置平板,平板安置在经纬仪附近, 在图纸上
用铅笔把测站点 a和后视点 b连接起来作为 零方向线,
在 a点钉上小针并穿过半圆仪 (图 7-18)中心小孔 。
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56
2,测站上的工作
表 7-5 说明了一次立尺于 P点的测量工作过程, 包括
观测, 记录, 计算, 展点等 。
( 1) 观测,观测员照准标尺, 读取水平度盘读数 ?,
上下视距丝读数 l上, l下 ( 或直接读取视距 l), 竖盘
读数 L,中丝读数 v。
( 2) 记录,记录员将观测读数依次记入手薄 表 7-4。
对于实地绘图, 也可不作记录 。
( 3) 计算,记录员根据上下视距丝读数 l上, l下 ( 或
视距 l), 中丝读数 v,竖盘读数 L和仪器高 i,测量
竖盘指标差 x,测站高程 HA,按视距测量公式计算
平距和高程 。
57
观测
步骤
观测员的
工作 记录员、绘图员的工作 备 注
1 观测 P的水平度盘读数 ? 用量角器在图上按 ?定出 P点的方向 P点立尺
2
读取标尺上的
上下视距丝读
数 l上, l下 计算视距 l
l=100( l下 - l上 )
3 读取盘左竖盘读数 L 1) 计算竖直角 ? 和平距 D2) 按比例尺在 P点的方向
上量取 d, 定出 P点的位置
? =90?- L( 顺时
针刻划 )
D=kl× cos2?
4 读取标尺上的中丝读数 v
1) 计算 P点的高程
2) 在图上 P点附近注记高

H=HA+ D tan?+ i
- v
表 7-5 一次立尺的测量工作过程
58
表 7-4 地形测绘记录手薄


视距
Kl(m)
中丝读

V(m)
竖盘
读数
竖直

?
高差
h(m)
水平

?
水平距离
d(m)
高程
H(m)


P 65.2 1.30 88?25? +1?34? +1.78 114?07? 65.2 84.6 山脊

测站, A 后视点, B 仪器高 i=1,30m 指标差 x =- 1? 测站高程 HA=82.78m
59
( 4)展绘碎部点:
1) 绘图员转动量角器, 将量角器上 ? 角值 ( 例中为
114?07?) 的刻划线对准 零方向线 ( ab), 此时量
角器的零度刻划的直尺边便是该碎部点的方向 。
注意:当 ? ?180?时, 找零度刻划直尺边;当 ?
?180?时, 找 360?刻划的直尺边 。
2) 在找到的直尺边方向上, 按比例尺量出平距 d,
即可标出碎部点的平面位置 。
3) 在点的右侧注记高程 H碎 。
归零检查,当一个测站上碎部测量中或搬站前, 应
重新照准后视点 B进行检查, 归零差不应超过 4?。
60
3,注意事项
(1)密切配合,测绘人员要分工合作, 并须讲究工作
次序, 特别是立尺员应预先有立尺计划, 选好跑
尺路线, 以便配合得当, 提高效率 。
(2)讲究方法,在测图过程中, 应根据地物情况和仪
器状况选择不同的方法, 主要的特征点应独立测
定, 一些次要的特征点可采用量距, 交会等方法
测定 。 如对于圆形建筑物可测定其中心并量其半
径即可;对于道路, 可只测定一侧边线并量其宽
度即可 。
(3)布点适当 。
61
? 碎部点的密度
? 碎部点的分布和密度应适当。
碎部点过稀,不能 详细反映出地面的变化,影响
成图质量。碎部点过密,则不仅增加了工作量,还
影响图面的清晰。因此,选择碎部点应按照少而精
的原则。 碎部点适宜的密度取决于地物、地貌的繁
简程度和测图的比例尺。
大比例尺测图的地形点,一般在图面上,
平均相隔 2~ 3㎝ 一点为宜,具体规定见 表 7- 7。
? 地形点在图上的点间距:, 测规, 规定,
地面横坡陡于 1:3时, 不宜大于 15mm;地面横坡
为 1:3及以下时, 不宜大于 20mm。
62
?碎部点的最大视距
用视距法测量距离和高差, 其 误差随距离的增大而增大 。
为保证地形图的精度, 要对视距长度加以限制 。
各种比例尺测图时的最大视距见 表 7- 6,表 7- 7。
比例尺
地形点间

( m)
最大视距( m)
地 物 地貌点
1:500 15 60 100
1:1 000 30 100 150
1:2 000 50 180 250
1:5 000 100 300 350
比例尺 最大视距( m)
竖直角 <12? 竖直角 ≥12?
1:500 100 80
1:1 000 200 150
1:2 000 350 300
1:5 000 400 350
1:1 万 600 600
表 7-6地形点间距和最大视距(工程测量规范) 表 7-7最大视距(新建铁路测量规范)
63
4,增设测站
临时测站,在图根点不足或遇到地形复杂隐蔽处
时, 需要增设地形转点作为测站 。, 测规, 规定可
用经纬仪视距法或交会法测设, 可连续设置两个 。
用经纬仪视距法测设,施测边长不能超过最大视
距的 2/3,竖直角不应大于 25?;边长和高差均应往
返观测, 距离相对较差不大于 1/200,高差不符值
不大于距离的 1/500。
用交会法测设,距离不受限制, 但交会角不应小
于 30?并不大于 150?。
64
三, 地形图的绘制
地形图的绘制是一项技术性很强的工作, 要求
注意地物点, 地貌点的取舍和概括, 并应具有灵活
的绘图运笔技能 。
1,地物的描绘
? 地物的取舍,规范中规定图上凸凹小于 0.4mm的
地物弧线可表示为直线 。
? 地物概括,为突出地物基本特征和典型特征,
化简某些次要碎部。如在建筑物密集且街道凌乱窄
小的居民区,为突出居民区所占位置及整个轮廓,
清楚地表示贯穿居民区的主要街道,可以采取保持
居民区四周建筑物平面位置正确,将凌乱的建筑物
合并成几块建筑群,并用加宽表示的道路隔开的方
法。
65
? 地物描绘:
对于比例符号表示的地物, 连点成线,画线成
形;对于非比例符号表示的地物, 符号为准, 单
点成形;对于半比例符号表示的地物, 沿点连线,
近似成形 。
2,地貌勾绘
图 7-19( a)所示为一批测绘在图纸上的地貌特
征点,下面说明等高线的勾 绘过程。
( 1) 连接地性线
参照实际地貌, 将有关的地貌特征点连接起来,
在图上绘出地性线 。
用 实 线 表示山脊线,
用 虚 线 表示山谷线, 如图 7-19( b) 所示 。
66
( a) ( b) ( c) ( d)
图 7-19 等高线的勾绘
67
( 2)内插等高线通过点
? 假定 相邻两地貌特征点之间的坡度是均匀变化
的, 在两点之间按平距与高差成正比的关系, 内
插出两点间各条等高线通过的位置 。
图解法
如 图 7-20所示, 是把绘有若干条等间距平行
线透明纸蒙在待内插的两点 a,b上, 转动透明纸,
使 a,b两点间通过平行线的条数与内插等高线的
条数相同 ( 图中为 4条 ), 且 a,b两点分别位于
两点高程值不足等高距部分的分间距处 ( 图中 a、
b分别位于 0.5间距, 0.9间距处 ), 则各平行线与
ab连线的交点就是所求点 ( 图中为 85,86,87、
88四条等高线通过点 ) 。
68
图 7-20
图解法
如图 7-20所示, 是把绘有
若干条等间距平行线透明纸
蒙在待内插的两点 a,b上,
转动透明纸, 使 a,b两点间
通过平行线的条数与内插等
高线的条数相同 ( 图中为 4
条 ), 且 a,b两点分别位于
两点高程值不足等高距部分
的分间距处 ( 图中 a,b分别
位于 0.5间距, 0.9间距处 ),
则 各平行线与 a,b连线的交
点就是所求点 ( 图中为 85、
86,87,88四条等高线通过
点 ) 。
69
目估法,靠经验估计出两地貌特征点之间各条等
高线通过的位置,如 图 7-19( c) 。
注意,内插一定要在坡度均匀的两点间进行,
为避免出错, 最好在现场对照实际情况进行 。
( 3) 勾绘等高线
? 把高程相同的点用圆顺的曲线连接起来, 绘出反
映地貌形态的等高线 。
? 勾绘等高线时要对照实地, 运用概括原则, 按等
高线总体走向进行综合 。
? 注意, 描绘的等高线时要均匀圆滑, 不要有死角
或出刺现象 。 等高线绘出后, 将图上的地性线全部
擦去, 图 7-19( d) 为勾绘等高线图 。
70
?高程碎部点:
如果在平坦地区测图,很大范围内绘不出一条
等高线。 为表示地面起伏,需用高程碎部点表示。
高程碎部点简称 高程点。
高程点分布密度,位置应均匀分布在平坦地区。
各高程点在图上间隔以 2~ 3cm为宜。
高程点布设,平坦地有地物时则以地物点高程
为高程碎部点,无地物时则应单独测定高程碎部点。
71
§ 7— 5 地形图的拼接、检查和整饰
一, 地形图的拼接
当测区较大时, 地形图必须分幅测绘 。 由于测量和
绘图误差, 致使相邻图幅连接处的地物轮廓线
与等高线不能完全吻和, 如 图 7-21所示 。
为进行图幅拼接,每幅图四边均应测出图廓外 5mm。
接图是在 5~ 6cm的透明纸条上进行。
先把透明纸 蒙在本幅图的接图边上,用铅笔把图廓
线、坐标格网线、地物、等高线透绘在透明纸
上。
然后将透明纸 蒙在相邻图幅上,使图廓线和格网线
拼齐后,即可检查接图边两侧的地物及等高线
的偏差。
72
当 相邻两幅图的地物及等高
线偏差 不超过 规范规定的 地物
点点位 中误差, 等高线高程中
误差的 ( ) 倍时, 则先在
透明纸上按平均位置进行修正,
而后照此图修正原图 。 若偏差
超过规定限差, 则应分析原因,
到实地检查改正错误 。
,工程测量规范, 规定地物点
相对于邻近图根点的点位中误
差和等高线相对于邻近图根点
的高程中误差如 表 7- 8。
22
图 7-21
73
3 2d
2d3d
图上地物点的点位
中误差( mm) 等高线插求点的高程中误差( m)
一般地

城镇居住
区、工矿

平坦地 丘陵地 山地 高山地
0.8 0.6 1d
表 7-8 图上地物点的点位中误差和等高线插求点的高程中误差
注,d为等高距 ( m)
,新建铁路工程测量规范, 规定地物点在图上的点位中误差:
测图比例尺为 1:500~ 1:2 000时 不应大于 1.6mm;测图比例尺
为 1:5 000~ 1:10 000时 不应大于 0.8mm。 等高线高程中误差
与表 7- 8也有所不同。
74
二, 地形图的检查
地形图测完后, 必须对成图质量进行全面检查 。
1.室内检查
每幅图测完, 检查图面上地物, 地貌是否
清晰易读;各种符号注记是否按图式规定表示;
等高线有否矛盾可疑之处;接图有无问题等 。
如发现错误或疑问, 应到野外进行实地检查 。
75
2,野外检查
( 1) 巡视检查
沿选定的路线将原图与实地进行对照检查,
查看所绘内容与实地是否相符, 有否遗漏, 名称
注记与实地是否一致等 。 将发现的问题和修改意
见记录下来, 以便修正或补测时参考 。
( 2)仪器检查
根据室内检查和巡视检查发现的问题,到野
外设站检查和补测。另外还要进行抽查,把仪器
重新安置在图根控制点上,对一些主要地物和地
貌进行重测,如发现误差超限,应按正确结果修
正,设站抽查量一般为 10?。
76
三, 地形图的整饰
地形原图是用铅笔绘制, 又称铅笔底图 。 在地形图拼接
后, 还应清绘和整饰, 使图面清晰美观 。
整饰顺序, 先图内后图外, 先地物后地貌, 先注记后符号 。
整饰的内容,
1,擦掉多余的, 不必要的点线 。
2,重绘内图廓线, 坐标格网线并注记坐标 。
3,所有地物, 地貌应按图式规定的线划, 符号, 注记进行清
绘 。
4,各种文字注记应注在适当的位置, 一般要求字头朝北, 字
体端正 。
5,等高线应描绘光滑圆顺, 计曲线的高程注记应成列 。
6,按规定图式整饰图廓及图廓外各项注记 。
77
四, 地形图的验收
验收是在委托人检查的基础上进行的, 以鉴定各
项成果是否合乎规范及有关技术指标 (或合同要求 ).
? 地形图验收 步骤:
先室内检查 ;
再 巡视检查, 并将可疑处记录下来 ;
然后 用仪器在可疑处进行实测检查, 抽查 。
通常仪器检测碎部点的数量, 为测图量 10?,统
计出地形图的平面位置精度及高程精度, 作为评估
测图质量的主要依据 。
对成果质量的评价, 一般分为 优, 良, 合格 和 不
合格 四级 。
78
§ 7— 6 全站仪数字化测图技术
一,全站仪 数字化测图中点的表示方法
二, 全站仪 数字化测图的作业过程 (简介 )
三, 全站仪 数字化测图的特点
? 常规的白纸测图 —— 图解法测图, 在测图过程中, 将测得
的观测值 —— 数字值按图解法 转化为 静态的线划地形图 。
? 全站仪数字化测图的实质,是解析法测图,
将地形图形信息通过全站仪转化为数字,输入计算机,
以数字形式存贮在存储器(数据库)中形成数字地形图。
79
地形图可以分解为点, 线, 面三种图形元素, 而
点是最基本的图形元素 。 测量工作的实质是测定点
位 。 在数字测图中, 必须赋予测点三类信息,
1,点的三维坐标 ( x,y,H)
2,点的属性
3,点的连接信息
一、全站仪数字化测图中点的表示方法
80
1,点的三维坐标 ( x,y,H)
全站仪是一种高效, 快速的三维测量仪器, 很容
易做到这一点 。
2,点的属性 。
即, 此点是地貌点还是地物点? 是何种地物点? … 。
属性,用 地形编码 来表示;
编码规范,应按照 GB14804
,1:500,1:1 000,1:2 000地形图要素分类与代码,
进行;
编码组成,由四部分组成,大类码, 小类码,
一级代码, 二级代码, 分别用 1位十进制数字顺序
排列 。
81
3、点的连接信息:
测量得到的是测点的点位, 但还必须给出应连接
的连接点和连接线型信息 (如点是独立地物, 还是
要与其他测点相连形成一个地物? 是以直线相连还
是用曲线或圆弧相连? )
连接点线型规定,连接点以其点号表示,
1为直线, 2为曲线, 3为圆弧, 空为独立点等等 。
82
基本硬件,全站仪;电子记录手薄;微型计算机;
便携式计算机;打印机;绘图仪 。
软件系统功能,数据的图形处理;交互方式下的
图形编辑;等高线自动生成;地形图绘制等 。
如 南方公司的 CASS,清华三维公司的 EPSW等软件已用于
测绘生产中 。
全站仪数字化测图阶段:
1.野外数据采集, 数据编码 ;
2.计算机处理;
3.成果输出三个阶段 。
二, 全站仪数字化测图的作业过程
83
全站仪数字化测图阶段:
1.野外数据采集, 数据编码 ;
2.计算机处理;
3.成果输出三个阶段 。
外业,数据采集是计算机
绘图的基础, 这一工作主
要在外业期间完成 。
内业,进行数据的图形处
理, 在人机交互方式下进
行图形编辑, 生成绘图文
件, 由绘图仪绘制大比例
尺地图等 。
84
1、野外数据采集和编码
n 测量工作内容,图根控制测量, 测站点的增设
和地形碎部点的测定 。
n 测量工作方法,采用全站仪观测, 用电子手薄
记录数据 ( x,y,H) 。
每一个碎部点的记录信息码,通常有点号, 坐标以及
编码, 连接点和连接线型等 。 信息码极为重要, 因
为数字测图在计算机制图中自动绘制地形符号就是
通过识别测量点的信息码执行相应的程序来完成的 。
信息码的输入,可在地形碎部测量的同时进行, 即观
测每一碎部点后随即输入该点的信息码, 或者是在
碎部测量时绘制草图, 随后按草图输入碎部点的信
息码 。
85
数字测图记录的缺点,不直观性
为克服数字测图记录的 不直观性
1) 可将便携机 ( PE500,E-500) 与全站仪相连,
用便携机记录并显示图形, 对照实地检查 。
2) 更好的办法是用打印机绘制工作图, 用以外业巡
视检查 。
特别在作业地点远离内业地点的情况下, 必须
有一定的措施对记录数据和编码进行检查, 以保
证内业工作的顺利进行 。
( 常规的地形测图工作要求对照实地绘制,而数字
测图记录的数字,很难在实地进行巡视检查。 )
86
2,数据处理和图形文件生成
1) 图形文件的生成:
u 外业记录的原始数据经计算机数据处理, 生成
图块文件, 在计算机屏幕上显示图形 。
u 然后在人机交互方式下进行地形图的编辑, 生
成数字地形图的图形文件 。
2) 数据处理,
是大比例尺数字测图的一个重要环节, 它直接
影响最后输出的图解图的图面质量和数字图在数据
库中的管理 。
87
? 数据处理分类:
分数据预处理, 地物点的图形处理和地貌点的等
高线处理 。
u 数据预处理,是对原始记录数据作检查, 删
除已作废除标记的记录和删去与图形生成无关的
记录, 补充碎部点的坐标计算和修改有错误的信
息码 。 数据预处理后生成点文件 。
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 。
u 图形处理,是根据点文件, 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 。
88
u 图形处理:
? 地物图块文件,他的每一条记录以绘制地物符号
为单元, 其记录内容是地物编码, 按连接顺序排列
的地物点点号或点的 x,y坐标值, 以及点之间的连
接线型码 。
? 等高线图块文件,等高线处理是将表示地貌的离
散点在考虑地性线, 断裂线的条件下自动连接成三
角形网络 ( TIN), 建立起数字高程模型 ( DEM) 。
在三角形边上用内插法计算等高线通过点的平
面位置 x,y,然后搜索同一条等高线上的点, 依次
连接排列起来, 形成每一条等高线的图块记录 。
89
图块文件 经过人机交互编辑形成数字图的图形
文件 。
图形文件根据数字图的用途不同有不同的要求 。
为满足计算机制图的大比例尺数字图文件, 就
是编辑后新的图块文件 。 这种图形文件按一幅图为
单元储存, 用于绘制某一规定比例尺的地形图 。
满足大比例尺数字图数据库的图形文件还需在
上述图形文件基础上作进一步的处理 。
90
3,地形图和测量成果报表的输出
1) 计算机数据处理的成果输出:
可分三路输出:
u 一路 到打印机, 按需要打印出各种数据
( 原始数据, 清样数据, 控制点成果等 ) ;
u 另一路 到绘图仪, 绘制地形图 ;
u 第三路 可接数据库系统, 将数据存储到数据
库, 并能根据需要随时取出数据绘制任何比例尺
的地形图 。
91
三, 全站仪数字化测图的特点
1,自动化程度高, 数据成果易于存取, 便于管理 。
2,精度高 。 地形测图和图根加密可同时进行, 地形
点到测站点的距离比常规测图可以放长 。
3,无缝接图 。 数字化测图不受图幅的限制, 作业小
组的任务可按照河流, 道路的自然分界来划分, 以
便于地形测图的施测, 也减少了很多常规测图的接
边问题 。
4,便于使用 。 数字地形图不是依某一固定比例尺和
固定的图幅大小来贮存一幅图, 它是以数字形式贮
存的 1,1的数字地图 。 根据用户的需要, 在一定比
例尺范围内可以输出不同比例尺和不同图幅大小的
地形图 。
92
5、数字测图的立尺位置选择更为重要。
数字测图按点的坐标绘制地形符号,要绘制
地物轮廓就必须有轮廓特征点的全部坐标。
在常规测图中,作业员可以对照实地用简单的
几何作图绘制一些规则地物轮廓,用目测绘制细
小的地物和地貌形状。
数字测图对需要表示的细部也必须立尺测量 。
数字测图直接测量地形点的数目 比常规测图有
所增加 。
93
作业,P151
2,3,4,5,9,10。