任务：地形图的测绘

1. 任务：地形图的测绘

2. 任务：地形图的测绘 知识目标： • 掌握比例尺的概念和比例尺精度，了解比例尺表示方法的分类。 • 了解地形图的分幅与编者按号。 • 掌握地物符号的种类、等高平距、等高距、等高线及其种类、了解典型地貌的等高线。 • 了解地形图图外注记的方法。 • 了解图纸的选取，掌握绘制坐标网格和展绘控制点。 • 理解碎部点的选取，掌握一个测站点的测绘工作内容及程序，地物和地貌描绘的方法。 • 了解如何进行地形图的拼接、检查与整饰 能力目标： • 能掌握地形图测绘的方法， • 能正确使用经纬仪进行视距测量。

3. 一、 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。 • 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。

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。

6. 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。

7. （7-1） 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。

8. 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； • 大比例尺： 1:1万、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。

9. 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 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下表所示。

10. 地形图的比例尺精度的作用 • 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。 • 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。

11. 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 l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。

12. 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 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）。 表7-2 矩形分幅及面积

13. l 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。 l 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。

14. 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。 l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。 l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。

16. l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。 l 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。

17. §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。

20. 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。

21. 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。

22. 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。

23. 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。

24. 图7-4 • 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。 • l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）。

25. 地形 类别 表7－3 地形图的基本等高距m 1:500 1:1 千 1:2 千 1:5 千 比例尺 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 2) 等高距和等高线平距 • 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。

26. l等高线平距d ： 相邻等高线之间的水平距离, 称 ,用d 表示。 l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。

27. 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。

28. 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。

29. 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。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。

30. （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）。 l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。 l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。 l山脊线和山谷线合称为地性线（或地形特征线）。

31. （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。

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。

35. §7—3 测图前的准备工作 • 概述 • 地形图测绘是在控制测量工作之后，以控制点为测站点，测定其周围的地物、地貌的特征点的平面位置和高程，按测图比例尺缩绘在图纸上，并根据地形图图式规定的符号，勾绘出地物、地貌的位置、形状、和大小，形成地形图。

36. §7—3 测图前的准备工作 一. 搜集资料与现场踏勘 l 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。 • l 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。

37. 二. 制定测图技术方案 l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。 l确定测区内水准点数目、位置、连测方法等。 l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。

38. 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 l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。 l白绘图纸：可用于小地区大比例尺测图。

39. AO> 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。

40. 在矩形四条边上自下向上或自左向右每10cm量取一分点；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。

41. l 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。 l 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。

42. 3. 展绘控制点 l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. l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。 l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。

43. l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。 l标注：用规定符号标出控制点及其点号和高程。

44. §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。

45. 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。

48. 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。

50. （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。