第7章-地形测量

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三、地形图图式
为便于测图和用图,在地形图上用各种点位、线条、 符号、文字等表示实地的地物和地貌,这些线条和符号 等统一代表地形图上所有的地形要素,总称为地形图图 式。 《地形图图式》是由国家质量监督检验检疫总局与国 家标准化管理委员会发布的“国家标准”(GB)，其全名 为《国家基本比例尺地形图图式第1部分：1∶500 1∶1000 1∶2000地形图图式》，以后简称《图式》。
《测量学》
第七章
地形测量
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内容提要：
地形图的基本知识 ◆地物平面图测绘 ◆等高线地形图测绘 ◆数字测图的原理和方法 ◆城市三维模型构建
◆
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§7-1 地形图基本知识
一、地形图概述
地物 — 地面上由人工建造的固定物体例如房屋、道 路、桥梁、隧道、人工河岸、树林、边界桩等。 地貌 — 地面上主要由自然力形成高低起伏的连续形 态，例如平原、河流、山岭、山谷、斜坡、洼地等。 地形 — 地物和地貌的总称，按时代的需要，其所含 信息将愈来愈丰富。 地形图 — 表示地物和地貌信息的载体。经典地形图 是以图纸上的线条和文字为载体。而现代的地形图是数 字地形图，将地形信息以数字形式贮存于光盘等载体， 其信息量远比经典的地形图丰富，但必要时仍可和经典 地形图一样, 用图纸为载体按指定的比例尺打印输出。
(三)注记— 用文字和数字对地形符号加以说明；例如地 名、路名、单位名、房屋结构和层数、河流的水深等。
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常 用 地 形 图 图 式
三角点 卫星定位点 导线点 埋石图根点 水准点 一般房屋 室外楼梯 简房,台阶 廊柱 围墙
等级公路 等外公路 过街天桥 内部道路 输电线路 电线铁塔 配电线路 通讯线路 陡坎 加固陡坎 斜坡 加固斜坡 土堆 坑穴
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五、地形图的分幅和编号
梯形分幅— 按经线和纬线划分图幅范围,用于中小 比例尺的国家基本图的分幅。 矩形分幅— 按纵横坐标格网线划分图幅范围,用于 城市大比例尺图的分幅。
地形图的分幅与编号是便于地形图的管理与使用。 两种分幅方法：
（一）地形图的国际分幅和编号
按国际统一规定的经线为图幅的东西边界，纬线为南北 边界，并以1∶100百万比例尺地形图的分幅为基本分幅， 衍生出其他比例尺的分幅。
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车行桥 人行桥 级面桥
铁路
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四、 等高线
(一)典型地貌的名称 (二)用等高线表示的典型地貌 (三)阴影等高线 (四)等高线特性
(一)典型地貌的名称
地貌是地形图要表示的重要信息之一。地 貌尽管千姿百态、错综复杂，但其基本形态可 以归纳为几种典型地貌，如山头、山脊、山谷、 山坡、鞍部、洼地、绝壁等。
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各种种典型地貌的名称
山头 山脊 洼地 鞍部 绝壁 鞍部 山头 山脊 山头
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(二)用等高线表示地貌
等高线 — 地面上高程 相等的相邻点所连接而 成的闭合曲线 等高线间隔(等高距) — 相邻等高线之间的高差h （一幅图中h为一常数）
各种高程的水平面 与地面的相交线
90m 80m 70m 60m
等高线平距— 相邻等高线 之间的水平距离d,(d为一
变数）
地面坡度— 两点间高差与 h 平距之比 i
90 80 70 60
H
i
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d
将相交线垂直投影到 某一高程的水平面 16
等高距,等高线平距,地面坡度的关系：
等高距 两点间地面坡度 两点间平距
h h h h h h
h i d
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 坡度缓和) d小(等高线密),i大(地面 坡度陡峭)
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分水线和集水线
雨水以山脊线为分界线,垂直于等高线方向而向下坡 方向径流。因此,山脊线成为分水线、山谷线成为集水线。 雨水由两侧山坡流下,汇集到集水线,再向谷口流出,成为 山泉和溪流。分水线 山脊线 和集水线在山区的工 分水线 程设计中有重要意义。 山区一系列山脊线 形成汇水范围的边 界线；在大的范围 内，某些山脊线形 成河流流域的分水 岭。例如秦岭为黄 河与长江的分水岭。
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i
a
d1
d2
d3 d4 d5 d6
投影在水平面 上的的等高线
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表7-3 地形图的基本等高距h (单位:m)
比例尺 地形类别 平地 丘陵地 山地 高山地
l: 500
l:1000 l:2000
0.5
0.5 0.5或1.0
0.5
0.5或1.0 1.0
0.5或1.0
1.0 2.0
1.0
1.0或2.0 2.0
图上的等高线分为：首曲线，计曲线，间曲线 在图上按基本等高距描绘的等高线称“首曲线”,每 隔四条首曲线加粗一条等高线称“计曲线”，在计曲 线上注有高程。个别地方坡度较平缓，用基本等高线 不足以显示局部地貌特征时，可按l／2基本等高距用 虚线加绘半距等高线,称为“间曲线”,间曲线可以仅 画出局部线段。 124 18
东半球北纬1:100万比例尺地形图的国际分幅和编号
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经度 带号
每幅图的经度差为6°纬度差为4°
北极
纬度
每一梯形格为 一幅1∶100万图
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° 38 48 37 42° 36 36° 35 30° 34 33 24° 31 32 18° 12° 0° 6°
S R Q P O N M L K J I H G 39 F 52 32° 1 E 54 40 51 26° D ° 1 50 20° 60 41 C ° 42 49 °1 B 66° 43 48 114 44 45 A 46 47 72° 108° 78° 84 02° ° 90° 96° 1
地形测量原理
从经典的全人工的白纸测图和绘图,到自动化数据采集 和机助成图的数字地形图,其基本原理并未有本质改变： (1)首先必须进行控制测量,作为整体控制； (2)按一定的投影方法和数据采集的原则,进行测量； (4)用行业规范,统一数据采集的内容和精度； (3)按国家统一规定的符号表示其内容。
白纸测图和数字地图存在的明显差异: (1)数据采集和成图的方法从全人工,逐步到半自动化 和自动化,由此提高工作功效和成品精度； (2)满足现代化建设日益增多的对地形信息的需求,从 提供平面信息为主到全面的空间信息(从二维到三维)。
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1:100万地图国际分幅和编号
76° 72° 68° 64° 60° 56° 52° 48° 44° 40° 36° 32° 53 28° 24° 5 13 8° 4 20° 16° 14 55 4° 56 12° 150 5 ° 8° 156 7 58 4° °1 59 60 62° 0° 168° 1 74° 180°
等高线地形图的首曲线和计曲线
计曲线上的 高程注记
粗线为计曲线 细线为首曲线
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1. 山头和洼地的等高线
两者都是一组闭合曲线,从高程注记可区分是山头还是 洼地。地形相反，图形相似；山头越向中心越高，洼地 反之。为便于区分,在曲线突出处加绘短线 — 示坡线， 示坡线指向低处。
90 80 70 60
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10 1:500
20
30
40m
8
2cm
（二） 地形图按比例尺分类
大比例尺图 — l:500，l:1000,l:2000,l:5000 中比例尺图 — l:1万，1:2.5万,1:5万,1:10万 小比例尺图 — l:20万，1:50万，l:l00万 大比例尺图为工程建设所需，中比例尺图为国家基本图, 小比例尺图为全国地图、分省、分县图。比例尺越大,一 幅图包括的面积越小，而包含的地形信息则较详细。
90 80 70 60 50 40 30
陡 崖
悬 崖
80 70 60 50 40 30
陡 崖 符 号
90 80 70 60 50 40 30
等 高 线 相 交
24
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(a)
(b)
综合 地貌
75
50
50
等高线 地形图
75
75
50
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(三)阴影等高线
250
0 25
200
250
300
35 0
三类图式符号：
（一）地物符号，（二）地貌符号，（三）注记
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(一)地物符号 1.比例符号— 地物轮廓大,可按比例缩小；例如房屋、 道路、河流、桥梁、旱田等。 2.非比例符号— 地物轮廓小但重要,用专用符号表示； 例如导线点、水准点、界址点、电线杆等。 3.半比例符号— 也称线形符号,长度可按比例、宽度 不依比例。例如围墙、篱笆、边界等。 (二)地貌符号— 最常用为等高线，对于一些特殊地貌如 峭壁、冲沟等则用专用符号表示。
（三） 城市和工程建设中地形图比例尺的选用
比 例 尺 1 : 10000 1 : 5000 1 : 2000 1 : 1000 1 : 500 用 途
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 工程施工设计、工程竣工图
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(四) 地形图的比例尺精度
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二、 地形图的比例尺
（一）比例尺表示方法
图上长度d d 1 1 定义： 比例尺= ————— = D D M 实地长度D d D M= — 称为比例尺分母 d
在地形图上，比例尺的注记方法： 数字比例尺：1:500，1 : 1000，1 : 5000，„
图示比例尺(直线比例尺)： 10 5 0
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计算机屏幕显示的数字地形图
天佑楼
同济大学沪西校区局部
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城市地形平面图
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农村等高线地形图