第8章_地形图的测绘.ppt

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1、第八章,地形图的测绘,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。 分为普通地图和专题地图。,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) 综合取舍：可选择欲反映的信息，可满足众多方面的要求 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,地形图(topographic map),一、地物 指地面上天然或人工形成的物体。如湖泊、河流、海

2、洋、房屋、道路、桥梁、森林等； 二、地貌 指地表高低起伏的形态。如山地、丘陵、悬崖、冲沟等；,基本概念,三、地形 地物和地貌的总称； 四、地形图 按一定的比例尺，用规定的符号表示的地物、地貌平面位置和高程的正射投影图 。,平面图：在图纸上仅表示地物的平面位置。,正射投影,1、比例尺的表示方法,数字比例尺,图示比例尺,地形图的比例尺,图上一段直线长度 d 与地面上相应线段的实际长度 D 之比。,2、地形图比例尺的选择,大比例尺地形图1:500、1:1000、1:2000、1:5000 中比例尺地形图1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万 小比例尺地形图1:20万、1:50万、1:100万

3、我国规定1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万七种比例尺地形图为国家基本比例尺地形图。,大比例尺地形图的用途,3、比例尺的精度,地形图上0.1mm长度所表示的实地水平距离,大比例尺地形图的比例尺精度,地图的分幅与编号,目的 便于对各种比例地形图进行统一管理 方法 梯形分幅：按经度、纬度划分（中小比例尺，有国际统一的规则和编号） 正方形分幅：用纵横坐标网格划分（大比例尺），图幅大小有40cm*40cm（1：5000）, 50cm*50cm（1:500）,地形图的识读图廓和图廓外注记,1.图号、图名和接图表 2.比例尺(数字、直线) 3.经纬度及坐标格网

4、 4.三北方向图 5.坐标系统 高程系统 图式、测图日期 测图者 6.内外图廓,地图图式分类,地图图式,地物符号,地貌符号,注记符号,五、地形图图式 表示地物和地貌的符号和方法,1) 比例符号 可以按测图比例尺缩小，用规定符号画出的地物符号； 房屋、道路、稻田、花圃、湖泊等。 2) 非比例符号 无法将其形状和大小按照地形图的比例尺绘到图上的符号； 三角点、导线点、水准点、独立树、路灯、检修井等。 3) 半比例符号 长度可按比例缩绘，而宽度无法按比例表示的符号； 小路、通讯线、管道、垣栅、电线等。,1、地物符号,地物符号分比例符号、非比例符号和半比例符号。,地物符号依比例符号,水稻田,花圃,地物

5、符号不依比例尺,电线杆与电力线,地物符号 半依比例尺的符号,2、注记符号,作用：对地物符号和地貌符号的补充说明。,表示方法：文字、数字、特殊线段等。,3、地貌符号,地形图上表示地貌的方法一般是等高线。 平坦地区注记散点高程。,等高线：地面上高程相等的相邻各点所连的闭合曲线。,等高线表示地貌,等高线的几个概念,等高距-两相邻等高线之间的高差h 等高线的平距-相邻两等高线的水平距离d 坡度 i 三者的关系: i=h/d,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。,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，

6、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),基本等高距,等高线平距,相邻等高线间的水平距离，用d 表示。,坡度,基本等高线（首曲线） 计曲线为了便于计数每隔5个等高距画一根加粗的等高线 半曲线（间曲线）为了较好地表示局部地区地形的细部，以等高距的一半用虚线加绘的等高线 助曲线为了更好地表示局部地区地形的细部，以任意高程用短虚线加绘的等高线1/4,等高线的种类（按用途划分）,典型的地貌,山头、洼地、山脊、山谷、鞍部、绝壁或悬崖,山顶,鞍部,山脊,陡坡,缓坡,山谷,1) 山头和洼地,2）山

7、脊与山谷,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。,分水线与集水线,3) 鞍部,4) 陡崖和悬崖,(a)陡崖:坡度在70以上。,(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。,闭合曲线，内高外低。,闭合曲线，外高内低,等高线凸向低处，中间高于两侧,等高线向高处凸出，中间低于两侧,两组表示山峰的等高线之间的区域,多条等高线重叠在一起处,解读：图中地分别属于什么地形？哪处可能发育河流？,等高线的识别,50,A,B,200,150,250,100,250,300,山顶,陡崖,山脊,50,200

8、,150,250,100,250,300,山谷,山谷,50,200,150,250,100,250,300,鞍部,地形线：山脊线，山谷线，山脚线 地貌特征点： 山顶点，谷底点，鞍部最低点，坡度变换点 地形线和地貌特征点是测绘地貌的重要依据,等高线的特性,同一条等高线上各点的高程都相同(等高);,等高线是一条闭合曲线,不能中断,如果不在同一幅图内闭合,则必定跨越邻幅或许多幅图后闭合;,等高线只有在绝壁或悬崖才会重合或相交(不相交);,等高线经过山脊或山谷时转变方向,因此,山脊线和山谷线应与转变方向处的等高线的切线垂直相交;,在同一幅地形图上,等高线间隔应是相同的。因此,等高线平距大(等高线疏),

9、表示地面坡度小(地形平坦)；等高线平距小(等高线密),表示地面坡度大(地形陡峻) (稀缓密陡) 。,8.6 地形图测绘方法,一、收集资料 规范、图式、控制点、旧的资料等,二、图纸准备及控制点的展绘 图幅类型：40cm40cm、40cm50cm、50cm50cm 1 km2 图幅数：1：500（16幅），1：1000（4幅） 图纸：磅纸（机械工程制图）、聚脂薄膜（透明、可洗，不变形；缺点：怕火） 绘制坐标方格网（一般已有）：对角线法 控制点展绘：确定图纸西南角坐标,测地形图分为白纸测图（模拟测图）和数字测图,对角线法绘制坐标方格网、控制点坐标展绘,绘制坐标方格网,控制点坐标展绘,点A： x=11

10、24.89 ； y= 538.67 ；H=76.4,对角线法绘制坐标格网,对角线法绘制坐标格网,O,对角线法绘制坐标格网,对角线法绘制坐标格网,对角线法绘制坐标格网,对角线法绘制坐标格网,对角线法绘制坐标格网,对角线法绘制坐标格网,对角线法绘制坐标格网,对角线法绘制坐标格网,2.坐标格网尺法用坐标格网尺绘制方格网。,坐标格网尺,坐标格网尺,坐标格网尺绘制方法,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:,1.所画格网的每个小方格边长是否为10cm，其误差不超过0.2mm 2.各个小方格的对角线是否为14.14cm，其限差不超过0.3mm 3.对角线上各点应在一条直线上，偏离不

11、大于0.2mm,坐标方格网绘制的精度要求,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。,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。,2.展绘控制点,碎部点的测定,极坐标法 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。 例如：已知A、B两控制点，测P点。则只需测量一个角度，一个距离，

12、一个高差,2. 方向交会法（又称为角度交会法）,角度交会法是在2个控制点上分别安置经纬仪，根据相应的水平角测设出相应的方向，根据两个方向交会定出点位的一种方法。此法适用于测设点离控制点较远或量距有困难的情况。,3.距离交会法,距离交会法是测量两个已知点到碎部点位置的一种方法。,(4)直角坐标法：,根据基线AB,量取地物点的直角足距,得到 地物点的平面位置。,注意： 定直角要准。,碎部点的测定,二、经纬仪测绘法,在控制点上安置经纬仪，测量碎部点位置数据（水平角、水平距离、高程），用绘图工具展绘到图上的一种方法。,（一）配置 工具：经纬仪、图板、水准尺、小钢尺、量角器、三棱尺、计算器、铅笔、橡皮等

13、 人员：观测员、记录计算员、绘图员各1人，立尺员2人,（二）步骤,安仪：安置仪器、对中、整平、量仪器高i ,架图板 定向：后视（盘左瞄准）控制点B，度盘置零,立尺：立尺员把水准尺立到地形、地貌特征点上 （1）“地物”取“轮廓转折点、转向点、地物几何中心”,（2）“地貌”取“地形线上坡度或方向变化点”,观测：照准水准尺、观测；分别读取上、下、中三丝读数、水平角、竖盘读数L； 记录、计算：记录上述观测值；按公式计算水平距离D及高差h，算出碎部点高程H, 展碎部点：在图纸上，按水平角、水平距离，定出点1的位置 绘制地形图：地物和等高线 Repeat：重复以上过程，直至结束,等高线勾绘,首先勾绘地形线

14、（连接地貌特征点），然后再在相邻碎部点之间内插等高线。 原理：比例内插法 （1）相邻两点的坡度视为均匀坡度。 （2）等高线之间的平距与高差成正比。,方法：计算法、目估法、图解法,步骤：定有无、定条数、定两端、平分中间,图上： 48mm / 6.4m = 7.5mm / m 首点：（22-21.2）7.5mm = 6.0mm 尾点：（27.6-27）7.5mm = 4.5mm 平分： 22、23、24、25、26、27,100,100,100,100,100,100,100,100,200,200,200,200,200,200,150,150,150,150,150,150,150,150,1

15、00,100,100,等高线的绘制,经纬仪测绘法,1、 碎部点选择：地物、地貌特征点 应选择能反映地物形状的特征点。如房角、道路交叉点、转折点等。 地貌选择在山顶、鞍部、地性线坡度变化的点、山脚线等控制地貌形状的特征点。 为如实反映地面情况，即使变化不大的地方，每隔一定的距离也应该立尺测取碎部点。 碎部点测量前，观测员与跑尺员应该先在测站上研究需要立尺的位置和跑尺方案。,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。,地物的测绘,地貌的测绘,确定地貌的特征点，即山顶、鞍部、山脊、山谷的地形变换点，山坡的倾斜变换点，山脚的地形变换点等等,P242图 8-38,2、测绘地形图的一

16、般要求,必须抓住地物、地貌特征点 正确处理视距长度。取决于测点间距离、比例尺、碎部点性质。长精度低，短影响速度。 合理掌握碎部点密度（特别是地貌点，必须是特征点。 适当取舍（小路、树，起方位作用）。 工作有计划，一般从图廓边开始。（刚开始尽量先测简单的地方，慢慢熟练） 加强测绘工作检查（搬站检查零方向）图上所有文字和注记尽量字头朝北.,3、立尺方法,地物（除正确选择地物轮廓外，还要根据实地地物的分布，采用不同方法，保证不遗漏，不重复，简单）： 地物较多，分类立尺，避免连线错误。 地物较少，可采用螺旋形跑尺法，由近及远，搬站后，由远及近。 如果有两名跑尺员，要分工明确。 晴天上午测图，最好在测站

17、西方立尺，下午在测站东方立尺。,地貌： 沿等高线跑尺，跑尺消耗少，绘图不容易沿地形线跑尺,地形图测绘的过程,大比例尺测图的计划设计； 地形控制测量； 地形测图的准备工作； 碎部点的测定； 图边测图及图的拼接； 地形图的检查； 地形图的整饰。,第1步：大比例尺测图的计划设计,了解任务概述、测区情况，收集已有资料 技术方案的设计 组织计划 仪器配备 安全措施,第2步：地形控制测量：图根控制,意义：确定图根控制点的坐标 方法：导线测量 仪器：经纬仪 步骤：选点埋石观测计算 要求：,第3步：地形测图的准备工作,图纸的准备：聚酯薄膜 裱糊图板 绘制坐标格网（一般已有） 展绘控制点,展绘控制点,点A x=

18、1124.89 y= 538.67 H=76.4,第4步：碎部点的测定,野外测图的内容 以图根控制点为测站，测绘所选的碎部点，将碎部点展绘到图纸上，并勾绘出地物和地貌的形状，即得地形图。,一个测站的测绘工作,在测站上安置仪器，对中、整平、定好零方向，量取仪器高 用视距法测量测站附近的地物，地貌的特征点（即所选取得碎部点），并计算出测站至各个碎部点的水平距离及碎部点的高程 用极坐标法将碎部点展绘到图纸上，紧接着勾绘地物和地貌,测量中的人员分配,观测员读数时注意记录者和绘图者是否听清楚，要随时把地面情况和图面点位联系起来，观测碎部点的精度要得当； 立尺员选点要有计划，点子分布均匀，尽量一点多用，必

19、要时勾绘碎部草图，供绘图者参考 记录、计算员（两人或一人）记录应正确、工整、清楚。重要地物备注说明，碎部点水平距离和高程均计算到厘米，注意高差的正负号。 绘图员随时保持图面的整洁，抓紧在野外对照实地地形勾绘整理。边测、边绘、边勾等高线；随时将图上与实地对照检查（距离、高程、方位）,跑尺方法,地物（除正确选择地物轮廓外，还要根据实地地物的分布，采用不同方法，保证不遗漏，不重复，简单）： 地物较多，分类立尺，避免连线错误。 地物较少，可采用螺旋形跑尺法，由近及远，搬站后，由远及近。 如果有两名跑尺员，要分工明确。 晴天上午测图，最好在测站西方立尺，下午在测站东方立尺。 地貌： 沿等高线跑尺，跑尺消

20、耗少，绘图不容易 沿地性线跑尺。,第5步：图边测图及图的拼接,图边测绘： 为了相邻图幅的拼接，一般要求每幅图均测出图外1cm 图的拼接：相邻图幅的拼接 限差：地物相对位移2.2mm 高程相对偏差0.9m,第6步：地形图的检查,检查的内容 1、图根控制和碎部测量的原始记录和计算成果是否正确，项目填写是否完整 2、地物、地貌各要素测绘是否正确、齐全，取舍是否恰当，图示符号运用是否正确，各项资料是否齐全。,第7步：地形图的整饰,地物符号按照图式规定描绘清楚 等高线修饰，使之圆滑、清晰，并加粗记曲线 绘制内外图廓线，接边图，三北线图，图式比例尺 写图名、图号、数字比例尺，坐标系统，高程系统，测图单位，

21、时间,数字测图：在测绘过程中，以数字方式实现对地形信息的采集、记录和处理的一种测图方法。,一、数字地图：贮存在数据载体上的数字形式的地形图,二、基本流程： 1、数据采集和编码 2、数据处理和图形文件生成,三、数据采集： 1 电子手簿 2 图根控制 3 碎部测量、,四、EPSW电子平板测图系统,8.7 数字测图,计算机绘图的基本方法,地图以数字形式描述虽有诸多优点，但没有模拟产品线划地形图直观，所以在应用时，数字地图往往要以模拟图形式输出（显示）。 自然空间虽然非常复杂，但以平面形式来描述立体空间的地形图主要由点、直线、曲线（圆弧）等基本图形元素组合而成，所以了解这些基本图形元素的计算机实现方法

22、是最基本要求。,1、曲线拟合 欲画y=f(x)一条曲线，利用曲线上的少量特征点建立模拟函数y=g(x)，用以逼近曲线y=f(x)，根据函数y=g(x)就可求得曲线上加密点的坐标，当加密到相当密度时，就形成了一条光滑的曲线。这一过程称曲线拟合。 常用方法： 线性迭代法 张力样条函数法,曲线拟合,2、区域符号填充（规则填充、不规则填充）,（1）规则填充：规则填充有品字型和平行线型等。经济作物规定用品字型，如图a所示。依比例尺表示的街区等用平行线晕线，如图b所示。 （2）不规则填充：地形图上大面积的竹林和灌木林等，规定用不规则填充，如图C所示,a,b,c,八、 数字地面模型及等高线的绘制,1.数字地

23、面模型DTM (Digital Terrain Model ） 数字地面模型是以数字的形式按一定的结构组织在一起，表示实际地形特征的空间分布，也就是地球形状大小和起伏的数字描述。当数字地面模型只包含高程信息时，称DEM (Digital Elevation Model) 。 DEM的数据结构主要有两种：规则的矩形格网和 不规则三角网（TIN）,规则的矩形格网,不规则三角网,矩形格网数据结构简单、存储量小、管理方便。 缺点：精度有损失。 TIN的优点：不须内插计算，能较好地反映地形特征。 缺点：数据量大、数据结构较复杂、管理复杂。,TIN生成等高线的步骤： （1）建立三角形数组，构造不规则三角网 （2）依三角形顺序判断每一个三角形的边中是否有等 高线穿过，内插生成等高线。 (3)等高线光滑,2.等高线的绘制,1.导入DEM数据,2.构造不规则三角网,不规则三角网,3.内插生成等高线,数字高程模型的三维显示,数字高程模型的三维显示,