第二章 地形圖及其應用

1、第二章 地形圖及其應用 第二章 地形圖及其應用 教學目的和要求： 1.掌握地形圖的數(shù)學基礎、地理要素和輔助要素的表示方法。 2.掌握地形圖的室內(nèi)外作業(yè)、野外閱讀和填圖技能。 本章重點：地貌要素的表示方法、地形圖的閱讀、地形圖的室內(nèi)外應用。 本章難點：地形圖的數(shù)學基礎。第一節(jié) 我國國家基本比例尺地形圖概述一、八種基本比例尺地形圖 我國把1：5000、1：1萬、1：2.5萬、1：5萬、1：10萬、1：25萬、（原1：20萬）、1：50萬、1：100萬八種比例尺的地形圖定為國家基本比例尺地形圖。 地形圖的內(nèi)容包括有：水文、地形、土質(zhì)、植被、居民地、交通線和境界線。 地形圖的特點：（1）內(nèi)容詳細，幾何

2、精度高。（2）采用統(tǒng)一的大地坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)。（3）統(tǒng)一的制圖規(guī)范和圖式。 二、分類及用途 根據(jù)比例尺分為大、中、小比例尺地形圖三類，隨著比例尺的不同，其內(nèi)容與精度也有區(qū)別，從而他的用途也有所不同。地形圖的主要用途： （1）用于研究區(qū)域概況。 （2）提供各種資料和數(shù)據(jù)。 （3）作為填繪地理考察內(nèi)容的工作底圖。 （4）野外工作的工具。 （5）編制專題地圖的底圖。1.大比例尺地形圖用途 1：50001：10萬（包括1：5000、1：1萬、1：2.5萬、1：5萬、1：10萬） 用途：從圖上可以直接量取各種精確的數(shù)據(jù)，并能在圖上進行規(guī)劃設計，可作為專業(yè)調(diào)查和填圖的工作底圖和編制專題地圖的底圖，在軍事

3、上，是指揮人員組織戰(zhàn)斗或戰(zhàn)役中不可缺少的工具，也是炮兵戰(zhàn)斗確定射擊要素的主要工具。 2.中比例尺地形圖 1：25萬1：50萬。精度低于大比例尺地形圖，一般作為總體規(guī)劃用圖，也可作為編制小比例尺專題地圖的底圖，軍事上可作為高級司令部組織戰(zhàn)役，戰(zhàn)略計劃時用圖。3.小比例尺地形圖 小于1：100萬。精度低于大、中比例尺。特點是綜合程大。 用途：概括地表示了區(qū)域的地理特征稱為“一覽圖”，作為國家、省總體規(guī)劃和全國性的各種專題圖的底圖。軍事上，用作戰(zhàn)略規(guī)劃和編繪軍事態(tài)勢圖。 比例尺 表示實地面積（平方千米） 1：5000 5 1:1萬 20多 1：2.5萬 110多 1：5 萬 450多 1：10萬 1

4、800 1：25萬 16000 1: 50萬 64000 1：100萬 256000第二節(jié) 地形圖的數(shù)學基礎 為了保證地形圖具有良好的精度，對地形圖的數(shù)學基礎，特別是地圖投影的要求很高：方向正確，沒有角度變形，以，沒有角度變形，以保證圖上景物形狀與實地相似；地物之間的距離和位置關系保證圖上景物形狀與實地相似；地物之間的距離和位置關系正確，以便于量測。正確，以便于量測。那么，選用什么樣的投影才能滿足這些要求呢？一、投影和分帶一投影 我國大、中比例尺的地形圖采用等角橫切橢圓柱投影，即高斯克呂格投影。小比例尺地形圖（1：100萬）采用等角圓錐投影。 高斯克呂格投影的原理是：假設用一空心橢圓柱橫套在地

5、球橢球體上，使橢圓柱軸通過地心，橢圓柱面與橢球體面某一經(jīng)線相切；然后，用解析法使地球橢球體面上經(jīng)緯網(wǎng)投影到橢圓柱面上，并保持角度相等的關系，最后將橢圓柱面切開展平，就得到投影后的圖形。 這個投影是德國數(shù)學家、天文學家高斯于1825年擬定，后經(jīng)德國大地測量學家克呂格于1912年對投影公式加以補充，故稱高斯克呂格投影。高斯-克呂格投影演示 該投影后的經(jīng)緯網(wǎng)圖形可看出以下三條規(guī)律： (1)中央經(jīng)線和赤道為垂直相交的直線，也是經(jīng)緯網(wǎng)圖形的對稱軸。 (2)經(jīng)線為對稱并凹向于中央經(jīng)線的曲線，緯線為對稱并凸向于赤道的曲線，經(jīng)緯線投影后正交，沒有角度變形。 (3)中央經(jīng)線上沒有長度變形，其余經(jīng)線的長度略大于球

6、面實際長度，離中央經(jīng)線東西兩側愈遠，其變形愈大。（在赤道上，經(jīng)差為3，長度變?yōu)?.38%）。 （二）分帶（二）分帶 為了控制變形，采用分帶投影的辦法，規(guī)定1：2.5萬1：50萬地形圖采用經(jīng)差6分帶;1:1萬及更大的比例尺地形圖采用3分帶。 6分帶法： 從格林威治0經(jīng)線（本初子午線），自西向東按經(jīng)差每6為一投影帶，全球共分60個投影帶，依次編號為160。我國位于東經(jīng)72136之間，共包括11個投影帶，即1323帶。 3分帶法：從東經(jīng)1 30算起，自西向東按經(jīng)差3為一個投影帶，全球共分為120個帶，我國位于2445帶。 每帶帶號與其中央經(jīng)線的經(jīng)度有如下關系： 6帶 中央經(jīng)度 中=6x n -3 3

7、帶 中央經(jīng)度 中=3x n二、地形圖上的坐標網(wǎng)二、地形圖上的坐標網(wǎng) 為了在地圖上迅速而準確的指示目標位置和確定方向，距離、面積等，高斯克呂格投影的地圖上繪有兩種坐標網(wǎng)：地理坐標網(wǎng)（經(jīng)緯網(wǎng)）和直角坐標網(wǎng)（方里網(wǎng)）。 (一）地理坐標網(wǎng)一）地理坐標網(wǎng) 規(guī)定1：1萬1：10萬比例尺的地形圖上，每幅圖的內(nèi)圖廓為經(jīng)緯線，而圖內(nèi)不加繪經(jīng)緯線，經(jīng)緯度數(shù)值注記在內(nèi)圖廓的四角，在內(nèi)外圖廓間，還繪有黑白相間或僅用針線表示經(jīng)差、緯差1的分度帶。需要時將對應點相連接，就可構成很密的經(jīng)緯網(wǎng)。 在1：25萬1：100萬地形圖上，直接繪出經(jīng)緯網(wǎng)有時還繪有加密經(jīng)緯網(wǎng)的加密分割線。緯度注記在東西內(nèi)外圖廓間，經(jīng)度注記在南北內(nèi)外圖廓

8、間。（二）直角坐標網(wǎng)二）直角坐標網(wǎng)1.坐標系的建立和起算 直角坐標網(wǎng)是以每一投影帶的中央經(jīng)線為縱軸（X軸），赤道作為橫軸（Y軸），縱坐標以赤道為0起算，赤道以北為正，以南為負。我國位于北半球，縱坐標都是正值。 橫坐標本來應以中央經(jīng)線為0起算，以東為正，以西為負，但因坐標數(shù)值有正有負，不便于使用，所以，又規(guī)定凡橫坐標值均加500千米即等于將縱坐標軸向西移500千米，橫坐標從此起算則均為正值。 2.直角坐標網(wǎng)的構成 以公里為單位，按相等間距，作平行于縱、橫軸的若干直線，便構成了圖面上的平面直角坐標網(wǎng)，又叫方里網(wǎng)。3.坐標的注記 縱坐標注記在東西內(nèi)外圖廓間，由南向北增加（四位數(shù)）；橫坐標注記在南北內(nèi)

9、外圖廓間，由西向東增加。地圖四角注有全部坐標數(shù)。橫坐標前兩位為帶號，其余只注最后兩位公里數(shù)。 規(guī)定1：10萬和更大的比例尺地形圖繪制方里網(wǎng)，其間隔規(guī)定如下表： 比例尺 圖上方里網(wǎng)間隔 相應實地長度 1：1萬 10 cm 1 km 1：2.5萬 4 cm 1 km 1：5萬 2 cm 1 km 1：10萬 2 cm 2 km（三）相鄰投影帶圖幅的拼接（三）相鄰投影帶圖幅的拼接 由于高斯克呂格投影的經(jīng)線是向投影帶的中央經(jīng)線收斂的，它和坐標縱線有一定的夾角，叫子午線收斂角。所以當相鄰兩帶的圖幅拼接時，方里網(wǎng)就形成了折角。這就給拼接使用地圖帶來很大的困難， 于是規(guī)定在一定的范圍內(nèi)把鄰帶的坐標延伸到本帶

10、的圖幅上，這就使某些圖幅上有兩個方里網(wǎng)系統(tǒng)，一個是本帶的，一個是鄰帶的，為了區(qū)別，圖廓內(nèi)繪有本帶方里網(wǎng)，圖廓外繪鄰帶方里網(wǎng)的小段，需要使用時才連繪出來，這樣相鄰圖幅就具有統(tǒng)一的直角坐標系統(tǒng)。 繪有鄰帶方里網(wǎng)的區(qū)域范圍是沿經(jīng)線呈帶狀分布的，所以叫重疊帶。 重疊帶的實質(zhì)就是將投影帶的范圍擴大，即西帶向東帶延伸30，東帶向西帶延伸15。三、地形圖上的高程和注記 1. 絕對高程、相對高程和高差 絕對高程：地面上點到大地水準面的垂直距離，也叫海拔或真高。 相對高程：地面上點到任意假定水準面的高度叫相對高度或假定高度。 高差：地面上兩點間高程差叫高差或比高。 2. 注注記。高程注記有兩種：一種是點的高程，

11、用黑色數(shù)字注記，字頭朝向北圖廓；另一種是等高線的高程，用棕色數(shù)字注記，字頭朝向上坡方向。 四、地形圖的分幅與編號 為了保管和使用方便，每一種基本比例尺地形圖都規(guī)定有一定的圖廓大小，每一幅圖都具有相應的號碼標志，這項工作叫地形圖的分幅和編號。（我國1：10萬 7000幅； 我省1：1萬 8090幅） 地形圖的分幅方法：一是矩形分幅，一是經(jīng)緯線分幅（也叫梯形分幅）。我們國家基本比例尺地形圖采用經(jīng)緯線分幅。（一）1：100萬地形圖的分幅和編號 分幅：經(jīng)差 6 緯差 4 由經(jīng)度180開始按經(jīng)差6自西向東將全球分成60縱行，用1.260表示。 由赤道開始，按緯差4將南北半球各分成22橫列，依次用字母A.

12、BV表示。編號:每幅1：100萬地形圖的編號是由列號和行號所組成，列號在前，行列號在前，行號在后，中間連一號在后，中間連一短線短線，如北京所在圖幅，J-50 (北京 1160515E 395010N )（二）1：50萬；1：25萬；1：10萬地形圖分幅和編號1、1：50萬： 按經(jīng)差3緯差2分幅。每幅1：100萬圖含4幅1：50萬圖。代碼為A,B,C,D 例J-50-A2、 1：25萬：按經(jīng)差130緯差1分幅， 1：100萬一幅地形圖含16幅1：25萬地形圖。代碼為a,b,c,d 。 編號：在1：50萬圖幅編號后加上該代碼例如：J-50-A-b3、1：10萬：按經(jīng)差30緯差20分幅，每幅1：100萬圖含144幅1：10萬圖代碼為1、2.144，編號是在1：100萬的編號后加上自然序數(shù)代碼：例 J-50-5 （三）1：5萬 、 1：2.5萬 、 1：1萬；分幅編號1、1：5萬：分幅按經(jīng)差15緯差10分幅，每幅1：10萬圖含4幅1：5萬地形圖 編號是在1：10萬圖編號后加上自己的序號A、B、C、D 例 J-50-5-B2、1：2.5萬：按經(jīng)差730，緯差5分幅，每幅1：5萬圖含4幅1：2.5萬