第8章 地形图的应用.ppt

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1、第八章第八章 地形图的应用地形图的应用 8 8.1 1地形图的识读地形图的识读8.2地形图应用的基本内容地形图应用的基本内容8.3图形面积的量算图形面积的量算8.4地形图在工程规划和设计中的应用地形图在工程规划和设计中的应用8.5数字地形图的应用数字地形图的应用18.1地形图的识读 一、地形图图外注记一、地形图图外注记1.1.图名与图号图名与图号图名与图号图名与图号图名是指本图幅的名称；图名是指本图幅的名称；图号，即图的分幅编号，注在图名下方。图号，即图的分幅编号，注在图名下方。2.2.2.2.接图表与图外文字说明接图表与图外文字说明接图表与图外文字说明接图表与图外文字说明 图幅接图表，用于说

2、明本图幅与相邻八个方向图幅接图表，用于说明本图幅与相邻八个方向图幅位置的相邻关系；图幅位置的相邻关系；文字说明是了解图件来源和成图方法等。文字说明是了解图件来源和成图方法等。3.3.3.3.图廓与坐标格网图廓与坐标格网图廓与坐标格网图廓与坐标格网 图廓是地形图的边界线，有内、外图廓线之分。图廓是地形图的边界线，有内、外图廓线之分。23二、地物和地貌的识读二、地物和地貌的识读 在各项工程中，通过地形图来分析、研究地形，在各项工程中，通过地形图来分析、研究地形，主要是根据主要是根据地形图图式地形图图式中的符号、等高线的性质和中的符号、等高线的性质和测绘地形图时综合取舍的原则来识读地物、地貌。测绘地

3、形图时综合取舍的原则来识读地物、地貌。1.1.地物、地貌的识别地物、地貌的识别地形图识读包括如下内容：地形图识读包括如下内容：（1 1）图廓外要素的阅读）图廓外要素的阅读（2 2）图廓内要素的判读）图廓内要素的判读42.野外使用地形图野外使用地形图（1）地形图的野外定向）地形图的野外定向 （2 2）在地形图上确定站立点位置）在地形图上确定站立点位置（3）地图与实地对照）地图与实地对照（4）野外填图野外填图5 8.2 地形图应用的基本内容 一、一、确定图上点位的坐标确定图上点位的坐标为了防止图纸伸缩变形带来的为了防止图纸伸缩变形带来的误差，可以采用下列计算公式误差，可以采用下列计算公式消除：消除

4、：6二、二、确定图上直线段的距离确定图上直线段的距离 如图若求如图若求PQPQ两点间的水平距离，最简单的办法是用比例两点间的水平距离，最简单的办法是用比例尺或直尺直接从地形图上量取。尺或直尺直接从地形图上量取。为了消除图纸的伸缩变形给为了消除图纸的伸缩变形给量取距离带来的误差，可以用两量取距离带来的误差，可以用两脚规量取脚规量取PQ间的长度，然后与图间的长度，然后与图上的直线比例尺进行比较，得出上的直线比例尺进行比较，得出两点间的距离。更精确的方法是两点间的距离。更精确的方法是利用前述方法求得利用前述方法求得P、Q两点的直两点的直角坐标，再用坐标反算出两角坐标，再用坐标反算出两点间距离。点间距

5、离。7 如图若求直线如图若求直线PQ的坐标方的坐标方位角位角PQ，可以先过，可以先过P点作一条平点作一条平行于坐标纵线的直线，然后，用行于坐标纵线的直线，然后，用量角器直接量取坐标方位角量角器直接量取坐标方位角PQ。要求精度较高时，可以利用前述要求精度较高时，可以利用前述方法先求得方法先求得P、Q两点的直角坐标，两点的直角坐标，再利用坐标反算公式计算出再利用坐标反算公式计算出PQ。三、确定图上直线的坐标方位角三、确定图上直线的坐标方位角8 在地形图上的任一点，可以根据等高线及高程在地形图上的任一点，可以根据等高线及高程注记确定其高程。如果点正好位于等高线上，则点注记确定其高程。如果点正好位于等

6、高线上，则点的高程就等于该等高线的高程的高程就等于该等高线的高程；如果所求点不在等如果所求点不在等高线上，则可用内插法求出，如下页图中的高线上，则可用内插法求出，如下页图中的k k点点。过过k k点作一条大致垂直于相邻等高线的线段点作一条大致垂直于相邻等高线的线段mnmn，量取量取mnmn的长度的长度d d，再量取再量取mkmk的长度的长度dd，k k点的高程点的高程H Hk k可按下式求得：可按下式求得：四、确定图上点的高程四、确定图上点的高程9式中式中H Hm m为为m m点的高程，点的高程，h h为等高距，在图中为等高距，在图中h=1 mh=1 m。10五、求图上两点间地面的坡度五、求图

7、上两点间地面的坡度 设地面两点间的水平距离为设地面两点间的水平距离为D D，高差为高差为h h，高差高差与水平距离之比称为与水平距离之比称为坡度坡度，以，以i i表示，通常以百分表示，通常以百分率（）或千分率（率（）或千分率（）来表示，可用下式计算）来表示，可用下式计算 式中式中d d为图上两点间的长度，以米为单位，为图上两点间的长度，以米为单位，M M为地形图比例尺分母。为地形图比例尺分母。11一、几何图形法一、几何图形法 可将多边形分解成若干个几何图形如三角形、梯可将多边形分解成若干个几何图形如三角形、梯形或平行四边形形或平行四边形 （如下图），用比例尺量出这些图（如下图），用比例尺量出这

8、些图形的边长，按几何公式算出各图形的面积，然后求出形的边长，按几何公式算出各图形的面积，然后求出多边形的总面积。多边形的总面积。8.3 8.3 图形面积的量算图形面积的量算12二、二、坐标解析法坐标解析法坐标解析法是使用待测图形边界上点的坐标用公式求算面坐标解析法是使用待测图形边界上点的坐标用公式求算面积的一种方法，这是一种较高精度的面积计算方法。积的一种方法，这是一种较高精度的面积计算方法。13四种等价公式：四种等价公式：u其中其中Xi，Yi为地块拐点坐标。为地块拐点坐标。当当i1时，时，Xi-1X0=Xn；当当iN时，时，Xi+1=XN+1X1。对于对于n n点多边形，其面积公式的一般形式

9、为：点多边形，其面积公式的一般形式为：14三、透明方格法三、透明方格法对于不规则图形，可以采用对于不规则图形，可以采用图解法求算图形面积。通常使图解法求算图形面积。通常使用绘有单元图形的透明纸蒙在用绘有单元图形的透明纸蒙在待测图形上，统计落在待测图待测图形上，统计落在待测图形轮廓线以内的单元图形个数形轮廓线以内的单元图形个数来量测面积。来量测面积。15四、透明平行线法四、透明平行线法将绘有等间隔平行线的透明纸蒙在待求面积的图将绘有等间隔平行线的透明纸蒙在待求面积的图形上，图形则被分割成若干个长条，每一个长条可按形上，图形则被分割成若干个长条，每一个长条可按照梯形来计算面积。照梯形来计算面积。例

10、如，图中绘有斜线的面积，例如，图中绘有斜线的面积，其中间位置的虚线为上底加下其中间位置的虚线为上底加下底的平均值底的平均值didi，可以直接量出，可以直接量出，而每个梯形的高均为而每个梯形的高均为h h，则其，则其面积为：面积为：16五、电子求积仪法五、电子求积仪法电子求积仪是一种专门供图上量算面积的仪器，电子求积仪是一种专门供图上量算面积的仪器，其优点是操作简便、速度快、适用于任意图形的面其优点是操作简便、速度快、适用于任意图形的面积量算，且能保证一定的精度。积量算，且能保证一定的精度。178.4 8.4 8.4 8.4 地形图在工程规划和设计中的应用地形图在工程规划和设计中的应用地形图在工

11、程规划和设计中的应用地形图在工程规划和设计中的应用 一、一、在图上设计规定坡度的线路在图上设计规定坡度的线路 设从公路上的设从公路上的A A点到高地点到高地B B点要选择一条公路线，要求其点要选择一条公路线，要求其坡度不大于坡度不大于4%4%（限制坡度）。（限制坡度）。设计用的地形图比例尺为设计用的地形图比例尺为1 1：10001000，等高距为，等高距为1 m1 m。为了满。为了满足限制坡度的要求，计算出足限制坡度的要求，计算出该该路线经过相邻两条等高线之间路线经过相邻两条等高线之间的最小水平距离的最小水平距离d d18二、二、沿图上已知方向绘制断面图沿图上已知方向绘制断面图 断面图断面图是

12、表现沿某一方向的地面起伏情况的一是表现沿某一方向的地面起伏情况的一种图，是以距离为横坐标，高程为纵坐标绘出的。种图，是以距离为横坐标，高程为纵坐标绘出的。断面图断面图可以在可以在现场实测现场实测，也可以，也可以从地形图上获取资从地形图上获取资料而绘出料而绘出。绘制断面图的绘制断面图的方法如下方法如下：例如要绘出下页图中直：例如要绘出下页图中直线线ABAB方向的纵断面图，可先量出方向的纵断面图，可先量出ABAB线与各等高线交点线与各等高线交点1 1、2 2、3 3、等点到等点到A A的距离，然后在绘图纸或方格纸的距离，然后在绘图纸或方格纸上用与地形图相同的比例尺上用与地形图相同的比例尺或其它适宜

13、的比例尺，在或其它适宜的比例尺，在横坐标轴上绘出横坐标轴上绘出1、2、3、等点。根据等高线可得等点。根据等高线可得出这些点的高程，再用一定的比例尺，在纵坐标方向出这些点的高程，再用一定的比例尺，在纵坐标方向上绘出各点的高程，就得出相应的地面点；顺次连接上绘出各点的高程，就得出相应的地面点；顺次连接各地面点，就绘出了沿直线各地面点，就绘出了沿直线AB方向的断面图。方向的断面图。1920三、三、在地形图上确定汇水面积在地形图上确定汇水面积 汇集于某一区域内的降水，并流经河道的某一断汇集于某一区域内的降水，并流经河道的某一断面，这个区域即是河道上该断面的面，这个区域即是河道上该断面的“汇水面积汇水面

14、积”。汇水面积的边界线是由汇水面积的边界线是由一系列的山脊线连接而成的一系列的山脊线连接而成的。确定汇水面积的边界线时，确定汇水面积的边界线时，应注意边界线应与山脊线一应注意边界线应与山脊线一致，且与等高线垂直。致，且与等高线垂直。区域区域汇水面积可通过面积量测方汇水面积可通过面积量测方法得出。法得出。21四、地形图在平整土地中的应用四、地形图在平整土地中的应用四、地形图在平整土地中的应用四、地形图在平整土地中的应用1.1.1.1.方格网法方格网法方格网法方格网法（1）绘制方格网）绘制方格网(2）求各方格角点）求各方格角点的高程的高程（3）计算设计高程）计算设计高程（4）确定填、挖边）确定填、

15、挖边界线界线（5）计算各方格网点）计算各方格网点的填、挖高度的填、挖高度(1)(1)将场地设计成水平面的土石方量计算将场地设计成水平面的土石方量计算将场地设计成水平面的土石方量计算将场地设计成水平面的土石方量计算22（6）计算挖填土方量：）计算挖填土方量：计算挖填土方量时是将角点、边点、拐点、中点分计算挖填土方量时是将角点、边点、拐点、中点分别计算，计算公式为：别计算，计算公式为：（7）计算总的填、挖方量）计算总的填、挖方量23按方格网法计算土石方量按方格网法计算土石方量（1 1）4 4个角点均为挖（填）方个角点均为挖（填）方 hi=H0-Hi24（2）相邻两个角点为填方，另外两个角点为挖方（

16、3）三个角点为挖方，另外）三个角点为挖方，另外1个角个角点为填方点为填方25（4 4）相对两个角点为连通的挖方，另外两个角点为独立的填方）相对两个角点为连通的挖方，另外两个角点为独立的填方26（2 2）将场地设计成倾斜平面的土石方量计算）将场地设计成倾斜平面的土石方量计算）将场地设计成倾斜平面的土石方量计算）将场地设计成倾斜平面的土石方量计算将原地形改造成某一坡度的倾斜面，一般可根据填、挖将原地形改造成某一坡度的倾斜面，一般可根据填、挖土方量平衡的原则，先绘出设计倾斜面的等高线。土方量平衡的原则，先绘出设计倾斜面的等高线。如图，设如图，设a、b、c三点为高程控制点，三点为高程控制点，其地面高程

17、分别为其地面高程分别为54.6m54.6m,51.3m51.3m和和53.7m53.7m,要求将原地形改造成要求将原地形改造成通过三点的倾斜面，通过三点的倾斜面，其步骤如下：其步骤如下：（1）确定设计等高）确定设计等高线的平距和位置线的平距和位置27（2）确定设计等高线的方向）确定设计等高线的方向（3）插绘设计倾斜平面的等高线（图中虚线）插绘设计倾斜平面的等高线（图中虚线）（4）绘制填挖边界线）绘制填挖边界线（5）计算填、挖土石）计算填、挖土石方量方量在方格网中各方格在方格网中各方格点的设计高程利用设计点的设计高程利用设计等高线内插求得。等高线内插求得。282.2.等高线法等高线法等高线法等高

18、线法采用等高线法计算土石方量。首先从设计高程的等高线开始采用等高线法计算土石方量。首先从设计高程的等高线开始计算出各条等高线所包围的面积，然后将相邻等高线面积的平计算出各条等高线所包围的面积，然后将相邻等高线面积的平均值乘以等高距即得相邻等高线间的填挖方量。均值乘以等高距即得相邻等高线间的填挖方量。总的土石方挖方量为：总的土石方挖方量为：如图，各相邻等高线间的土方量：如图，各相邻等高线间的土方量：293.3.断面法断面法断面法断面法如图如图(a)利用地形图以一定间距绘出地形断面图，利用地形图以一定间距绘出地形断面图，如图如图(b)并在各个断面图上绘出平整场地后的设计高并在各个断面图上绘出平整场

19、地后的设计高程线。然后，分别求出断面图上地面线与设计高程线所程线。然后，分别求出断面图上地面线与设计高程线所围成的面积，再计算相邻断面间的土石方量，求其和即围成的面积，再计算相邻断面间的土石方量，求其和即为总土石方量。为总土石方量。（a）(b)30随随着着经经济济全全球球化化趋趋势势的的增增强强，以以信信息息技技术术为为特特征征的的新新技技术术革革命命，正正使使人人们们能能够够以以前前所所未未有有的的能能力力，去去获获取取有有关关人人类类社社会会及及其其空空间间位位置置的的巨巨量量信信息息，并并对对这这些些信信息息进进行行整整合合和和分分析析，从从而而为为解解决决人人口口、资资源源、环环境境、

20、灾灾害害等等全全球球共共同同关关注注的的问问题题提提供供有有力力支支持持。在在这这种种宏宏观观背背景景下下，地地理理信信息息的的数数字字化化已已从从设设想想走走向向现现实实。在在地地形形图图的的数数字字化化处处理理中中，目目前前主主要要有有所所谓谓的的“4D4D”产产品品，即即数数字字高高程程模模型型、数数字字正正射射影像图，数字线划地图和数字格栅地图影像图，数字线划地图和数字格栅地图等。等。8.5 8.5 数字地形图的应用数字地形图的应用31DEM的的核核心心是是地地形形表表面面特特征征点点的的三三维维坐坐标标数数据据和和一一套套对对地地表表提提供供连连续续描描述述的的算算法法，最最基基本本

21、的的DEM由由一一系系列列地地面面点点平平面面位位置置及及其其相相联联系系的的高高程程所组成。所组成。DEM的的水水平平间间隔隔可可随随地地貌貌类类型型不不同同而而改改变变。根根据据不不同同的的高高程程精精度度，可可分分为为不不同同等等级级产产品品。DEM主主要要功功能能包包括括：高高程程分分析析，精精度度分分析析，量量测测坐坐标标、距距离离、面面积积、体体积积（挖挖填填方方）、坡坡度度，坡坡向向分分析析，通通视视性性分分析析，剖剖面面图图生生成成，等等高高线线生生成成，叠叠加加相相关矢量数据和影像数据等。关矢量数据和影像数据等。数字高程模型数字高程模型（Digital Elevation M

22、odel 简称简称DEM）32地形三维线框模型33地形三维表面模型34分层设色法35地形可视化（模拟角度）36是是利利用用数数字字高高程程模模型型对对扫扫描描处处理理的的数数字字化化航航空空相相片片或或遥遥感感相相片片（单单色色或或彩彩色色），经经逐逐像像元元进进行行纠纠正正，再再进进行行影影像像镶镶嵌嵌，根根据据图图幅幅范范围围剪剪裁裁生生成成的的影影像像数数据据，一一般般形形式式为为带带有有公里格网、图廓、内外整饰和注记的平面图。公里格网、图廓、内外整饰和注记的平面图。数字正射影像图数字正射影像图（Digital Orthophoto Map，简称，简称DOM）37是是现现有有地地形形图图

23、基基础础地地理理要要素素的的矢矢量量数数据据集集，且且保保存存要要素素间间空空间间关关系系和和相相关关的的属属性性信信息息。DLG主主要要功功能能包包括括：分分析析叠叠加加信信息息、提提取取属属性性数数据据、根根据据矢矢量量对对象象查查询询属属性性、根根据据属属性性查查询询矢矢量量对对象象等等，其其特特点点是是易易于于更更新新、编编辑辑，可以创建专题属性，绘制专业地图。可以创建专题属性，绘制专业地图。数字线划地图数字线划地图（Digital Line Graphic，简称，简称DLG）38 是是纸纸质质地地形形图图的的数数字字化化产产品品。每每幅幅图图经经扫扫描描、纠纠正正、图图幅幅处处理理及

24、及数数据据压压缩缩后后，形形成成在在内内容容、几几何何精精度度和和色色彩彩上上与与地地形形图图保保持持一一致致的的栅栅格格文文件件。DRG主主要要功功能能有有：查查询询偏偏角角信信息息，查查询询原原数数据据信信息息，查查询询点点位位坐坐标标，根根据据坐坐标标定定位位目目标标点点，量量算算任任意意折折线线距距离离，计计算算任任意意多多边边形形面面积积，行行程程测测算算，坡坡度度量量测测，图图幅幅拼拼接接与与裁裁切切处处理理，统统计计图图幅幅中中各各种种颜色所占比例等等。颜色所占比例等等。数字栅格地图（数字栅格地图（Digital Raster Graphic简称简称DRG）39DEM主要用在以下

25、几个主要领域：主要用在以下几个主要领域：1）区域、全球气候变化研究。）区域、全球气候变化研究。2）水资源、野生动植物分布。）水资源、野生动植物分布。3）地质、水文模型建立。）地质、水文模型建立。4）地理信息系统。）地理信息系统。5）地形地貌分析。）地形地貌分析。6）土地分类、土地利用、土地覆盖）土地分类、土地利用、土地覆盖变化检测等。变化检测等。一、在科学研究方面的应用一、在科学研究方面的应用一、在科学研究方面的应用一、在科学研究方面的应用40二、二、二、二、在工业、工程方面的应用在工业、工程方面的应用在工业、工程方面的应用在工业、工程方面的应用数字高程模型主要用于进行各种辅助决策和设计，以提

26、高数字高程模型主要用于进行各种辅助决策和设计，以提高服务、设计质量，提高设计自动化水平，获取更大的经济效益服务、设计质量，提高设计自动化水平，获取更大的经济效益三、三、三、三、在军事方面的应用在军事方面的应用在军事方面的应用在军事方面的应用DEM在军事上的应用主要在以下几个方面：在军事上的应用主要在以下几个方面：（1）虚拟战场）虚拟战场（2）战场地形环境模拟）战场地形环境模拟（3）为作战部队提供作战地图）为作战部队提供作战地图（4）军事工程）军事工程（5）基于地形匹配的导引技术）基于地形匹配的导引技术412、在地形图如何确定汇水面积、在地形图如何确定汇水面积?3、简述大比例尺地形图的用途。、简述大比例尺地形图的用途。4、画图说明求等高线间某点高程的步骤。、画图说明求等高线间某点高程的步骤。作业：作业：1、如右图五边形，各顶点坐标、如右图五边形，各顶点坐标见下表，试计算该图形面积。见下表，试计算该图形面积。1341.2342