第8章地形图应用.pptx
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1、一、地形图的主要用途8-1 地形图应用概述1 地形图是国土整治、资源勘察、城乡规划、土地利用、环境保护、工程设计、矿藏采掘、河道整理等工作的重要资料,可以从地形图上获取地物、地貌、居民点、水系、交通、通讯、管线、农林等多方面的信息,作为设计的依据。在地形图上可以:*确定点位、点与点之间的距离和直线方位角;*确定点的高程和两点间的高差,绘制集水线和分水线;*计算出土地等的面积和体积计算土石方量、蓄水量等;*确定工程设计对象的施工数据;*编绘出一系列专题地图,如城市规划图、地籍图等;因此,地形图也是基础地理信息系统中的重要组成部分。第1页/共55页二、地形图的识读(一一)图廓和图廓外注记*图号、图
2、名和接图表*比例尺(数字、直线)*经纬度及坐标格网*三北方向图 当地真北、磁北和坐 标纵轴方向角度关系*坐标系统 高程系统*测图日期 测图者2第2页/共55页(二)地形图的平面直角坐标系统和高程系统 对于对于平面坐标系统:平面坐标系统:小比例尺地形图,通常采用国小比例尺地形图,通常采用国家统一的家统一的高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系。城市地形图多数采用以。城市地形图多数采用以通过城市中心地区的某一子午线为中央子午线的高斯平通过城市中心地区的某一子午线为中央子午线的高斯平面直角坐标系面直角坐标系(城市独立坐标系城市独立坐标系)。建筑工程中采用以建。建筑工程中采用以建筑轴线为坐标轴的筑轴线为
3、坐标轴的建筑坐标系建筑坐标系。3 对于对于高程系统:高程系统:采用采用“19851985国家高程基准国家高程基准”。也有。也有一些地方性的高程系统,例如上海及其邻近地区即采用一些地方性的高程系统,例如上海及其邻近地区即采用“吴淞高程系吴淞高程系”,在地形图应用时,必须加以注意。各,在地形图应用时,必须加以注意。各高程系统之间只需加减一个常数即可进行换算。高程系统之间只需加减一个常数即可进行换算。第3页/共55页4(三)地形图图式和等高线 应用地形图应该了解地形图所使用的地形图图式,熟悉一些常用的地物符号和地貌符号,了解图上文字注记和数字注记的确切含义,我国现行采用的大比例尺地形图图式是由国家质
4、量监督检验检疫总局与国家标准化管理委员会发布、2007年12月1日实施的国家基本比例尺地图图式第1部分:l:500 l:1000 l:2000地形图图式(GB/T 20257.1-2007),它是读识地形图的重要依据。还应该了解等高线的特性,要能根据等高线判读出山脊、山谷、鞍部、山脊线、山谷线等各种地貌。(四)测图日期 地形图上所反映的是测绘当时的地形情况,因此需要知道测图日期,以便了解地形图的现势性。对于测图后的地面变化情况,应根据需要予以修测或补测。第4页/共55页一、点位的坐标量测二、两点间的水平距离和方位角量测三、点位的高程及两点间的坡度量测四、在图上设计等坡度线8-2 地形图应用的基
5、本内容和方法5第5页/共55页1.恢复A点所在格网2.过A作格网平行线3.用比例尺量X,YDXDY1000 900 800 700 600 5001000 1100 1200 1300 1400 15001:1000hv 考虑图纸伸缩时,求出伸缩系数10/v,10/h(v、h 单位均为厘米),对 DX、DY分别乘以伸缩系数予以改正。设量得:X=38.6m Y=41.3m则 XA=800+38.6=738.6m YA=1100+41.3=1143.3m例:例:量测A点坐标.A一、点位的坐标量测6(一)纸质地形图的点位坐标量测第6页/共55页(二)纸质地形图两点间的水平距离和方位角量测1000 9
6、00 800 700 600 5001000 1100 1200 1300 1400 15001:10001.在图上量测A、B点坐标,计算A、B距离:(XB,YB)(XA,YA)2.用比例尺直接在图上量 测A-B距离。(应考虑图 纸伸缩).A.B两点间的水平距离量测两点间的水平距离量测7第7页/共55页3.在图上量A、B点坐标计算A-B距离和方位角1000 900 800 700 600 5001000 1100 1200 1300 1400 15001:1000.A.BXB=683.2mYB=1378.5mXA=845.6mYA=1140.3m求DAB、aAB。DABaAB DX=683.2
7、-845.6=-162.4 DY=1378.5-1140.3=+238.2DAB=(-162.4)2+238.22=288.29坐标反算:8量得:第8页/共55页(三)数字地形图的点位量测和距离方位角量测9应用AutoCAD中的id(Identify)命令,可量测指定点的X,Y,Z坐标(若为平面图,则只有X,Y坐标,Z坐标为零)。量测池量测池塘面积塘面积量测房量测房屋面积屋面积量测道路中轴线量测道路中轴线长度和方位角长度和方位角量测道路侧石量测道路侧石圆曲线半径圆曲线半径第9页/共55页用id命令进行点位的坐标量测时,须用snap(目标捕捉)命令,实现对独立点(nod)、线条的端点(end)、
8、中点(mid)、交点(int)、圆周或圆弧的圆心点(cen)等进行“捕捉”,这样才能获得准确的坐标值。捕捉模式命令功能Endpoint(端点)End捕捉组线、线段、圆弧等的端点Midpoint(中点)Mid捕捉组线、线段、圆弧等的中点Center(圆心)Cen捕捉圆弧、圆、椭圆等的圆心Node(节点)Nod捕捉独立点Quadrant(象限点)Qua捕捉圆弧等在00、900、1800、2700处的点Intersection(交点)Int捕捉组线、线段、圆弧等的交点Insert(插入点)Ins捕捉符号、文本、属性等的插入点Perpendicular(垂足点)Per捕捉垂直于组线、线段、圆弧等上的点
9、Tangent(切点)Tan捕捉与圆弧、圆、椭圆等对象相切的点Nearest(最近点)Nea捕捉组线、线段、圆弧等对象上的最近点10第10页/共55页11在数字地形图上量测前,必须设置好长度和角度的单位、形式和精度,使符合测绘行业的规定。为此,在AutoCAD中发units命令,显示“图形单位”对话框,设置如图所示。起始方位的设置:按“方向(D)”按钮,使显示“方向控制”对话框,其中“基准角度”选择“北”。设置完毕,按“确定”按钮后退出。第11页/共55页12 利用dist命令,即可量测指定两点间的三维坐标增量,水平距离和坐标方位角值。数字地形图量测长度和坐标方位角 以量测图中A-B长度和坐标
10、方位角为例,发dist命令(或单击“查询”工具条的第一个快捷键 距离),命令行显示“指定第一点”;键入对象捕捉中的nod 命令(或按对象捕捉工具条中的相应快捷键),将光标移至A点附近,自动捕捉到A点,按鼠标的左健确认;命令行显示“指定第二点”,键入nod 命令,将光标移至B点附近,自动捕捉到B点,按鼠标的左健确认;命令行显示:距离200.000,XY 平面中的倾角84d 5526 (即坐标方位角)X 增量199.216,Y 增量17.696第12页/共55页13 三、点位的高程及两点间的坡度量测 在等高线地形图上,如果所求点恰好位于某一条等高线上,则该点的高程就等于该等高线的高程。如图中E点的
11、高程为54m。如果所求点位于两根等高线之间时,则可以按比例关系求得其高程,如图中F点位于53m与54m两根等高线之间,可通过F点作一大致与两根等高线相垂直的直线,与两根等高线相交于m和n点,从图上量得mn=d,mF=d1,设等高线距为h,则F点的高程:第13页/共55页14 在地形图上求得两点间的水平距离D和高差h 以后,可以按下式计算两点间的地面坡度i 或地面倾角:如果是数字地形图,在CAD屏幕量测两点间的水平距离 D 的同时,也得到两点间的三维坐标差(X,Y,Z),因此可以按下式计算两点间的地面坡度或地面倾角:第14页/共55页四、在图上设计等坡度线例:在A、B间需选定一条满足坡度为 的路
12、线。解:由坡度公式:从A点开始,取d=30毫米在各等高线上截取1,2,3点,连线得到i=3.33%的等坡线。15(d 图上距离m比例尺分母)第15页/共55页#面 积 量 算 概 述面积量算概述 面积统计是生产和建设活动中一项重要的工作。在面积统计是生产和建设活动中一项重要的工作。在市场经济环境下,土地经济的发展,使每一块土地都成市场经济环境下,土地经济的发展,使每一块土地都成为很有价值的商品,尤其在大城市中。因此,进行精准为很有价值的商品,尤其在大城市中。因此,进行精准的面积量算显得越发重要。的面积量算显得越发重要。168-3 面积测量和计算 面积的测量方法分两类:面积概略统计时,可在图面积
13、的测量方法分两类:面积概略统计时,可在图纸上量算;要求精确统计时,可到野外现场进行实测。纸上量算;要求精确统计时,可到野外现场进行实测。面积的计算方法,可根据不同的目的、用途和精度面积的计算方法,可根据不同的目的、用途和精度要求而定。规则的图形通常可采用要求而定。规则的图形通常可采用几何图形量算法几何图形量算法和和坐坐标解析量算法标解析量算法;不规则图形通常可采用;不规则图形通常可采用求积仪法求积仪法。如果。如果是实测的数字地形图是实测的数字地形图,用用AutoCADAutoCAD面积查询功能面积查询功能是十分方是十分方便的。便的。第16页/共55页17(一)简单几何图形面积量算 几何图形是一
14、种有规则的平面图形,常见的有矩形、三角形、梯形、圆形、扇形、弓形、椭圆形等。其测量方法是测定图形中的一个或几个几何元素(长度和角度);对于地块、房屋等实物,以测量边界长度较为实用与方便。实际需要量算面积的几何图形往往不仅是表中所列举的简单几何图形,量算方法之一是将较复杂的图形分解成若干个简单几何图形,分别量算后取其总和。常见简单几何图形的面积量测和计算公式列于下表:第17页/共55页几 何 图 形 与 面 积计 算 公 式 1 几何图形量取几何元素面积(P)计算公式 矩形 长度a,宽度b 三角形 底长b,高h 三角形三边长度a、b、c 梯形上底a,下底b高h 圆形 半径r18第18页/共55页
15、几 何 图 形 与 面 积计 算 公 式 1 几何图形量取几何元素面积(P)计算公式 扇形半径r弦长c 弓形弦长c矢高h 椭圆形 长半径a 短半径b19第19页/共55页规 则 几 何图 形 面 积算 例算例:算例:算例:算例:地籍测量地籍测量地籍测量地籍测量某宗地的丈量距离如下图,计算该宗地的某宗地的丈量距离如下图,计算该宗地的面积和宗地内房屋的面积面积和宗地内房屋的面积(阴影线部分阴影线部分)。将图形分成两个。将图形分成两个三角形和两个矩形计算面积三角形和两个矩形计算面积:20第20页/共55页二.坐 标 解 析法 几 何 图 形 面积 量 算(二)多边形面积量算面积计算公式:面积计算公式
16、:多边形面积是各个梯形面积的和或差:经整理后:经整理后:写成以下四种形式的通用公式:写成以下四种形式的通用公式:21P第21页/共55页 几何图形面积用角点坐标计算几何图形面积用角点坐标计算几何图形面积用角点坐标计算几何图形面积用角点坐标计算故称为故称为故称为故称为坐标解析法坐标解析法坐标解析法坐标解析法。22 以上四种公式中以上四种公式中,后两式适合于编制计算机后两式适合于编制计算机(器器)程序。程序。计算时从输入第一点坐标开始,按顺时针方向依次输入各计算时从输入第一点坐标开始,按顺时针方向依次输入各角点坐标,至最后一点。公式中的循环参数角点坐标,至最后一点。公式中的循环参数i i1 1n
17、n,当,当用到用到i i1 1或或i in n 时,公式中需用到时,公式中需用到这些坐标值按下式调用:这些坐标值按下式调用:坐标解析法计算多边形面积的算例如右图所示,多边形各角点坐标列于面积计算表中,并计算该图形的面积,得到P=1341.23m2。第22页/共55页23角点号坐 标(m)横坐标差(m)分块面积(m2)XiYi1234544.7547.8022.8010.0020.1213.0050.1865.5060.2020.0430.1452.5010.02-45.46-47.20674.38251254.7500114.2280-227.3000-474.832001341.2285 表
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