第十二章-數(shù)字地形圖的應用課件

第十二章數(shù)字地形圖的應用紙質地形圖的應用面積和體積計算數(shù)字高程模型及應用第十二章數(shù)字地形圖的應用1地形圖的主要用途

地形圖應用于廣泛的領域，如國土整治、資源勘測、城鄉(xiāng)建設、交通規(guī)劃、土地利用、環(huán)境保護、工程設計、礦藏采掘、河道整理、等，可在地形圖上獲取詳細的地面現(xiàn)狀信息。在國防和科研方面，更具重大用途。數(shù)字化地形圖使地形圖在管理和使用上體現(xiàn)出圖紙地形圖所無法比擬的優(yōu)越性。地形圖的主要用途地形圖應用于廣泛的領域，如國土整治、資源2一、紙質地形圖的應用1、確定點的平面坐標2、確定兩點間的水平距離3、確定直線的坐標方位角4、確定點的高程5、確定兩點間的坡度6、按一定方向繪制斷面圖7、確定匯水面積一、紙質地形圖的應用1、確定點的平面坐標31、確定點的平面坐標1:1000110012001300140015001000ABpnmqα(X0,Y0)400500600700800o如圖：求A點坐標式中：，—該點所在方格西南角坐標；M—比例尺分母1、確定點的平面坐標1:1000110041)、圖解法（直接量測）2、確定兩點間的水平距離2)、量測坐標計算（解析法）110012001300140015001000ABpnmqα(X0,Y0)400500600700800o1:10001)、圖解法（直接量測）2、確定兩點間的水平距離2)、量測坐53、確定直線的坐標方位角1)、直接量測2)、量測坐標計算110012001300140015001000ABpnmqα(X0,Y0)400500600700800o1:10003、確定直線的坐標方位角1)、直接量測2)、量測坐標計算64、確定點的高程等高線上點的高程，等于該等高線的高程；

不在等高線上點的高程，用內插方法求得。式中50mnF—等高距4、確定點的高程等高線上點的高程，等于該等高線的75、確定兩點間的坡度式中：—A，B兩點間的高差—A，B兩點間的實際水平距離AB5、確定兩點間的坡度式中：—A，B兩點間的高差—A，B兩點間8用橫軸表示水平距離，比例尺為1:1000—1:2000用縱軸表示點的高程，比例尺為1:50—1:200一般地，縱軸比例尺比橫軸比例尺大10或20倍。6、根據(jù)地形圖繪制指定方向的斷面圖在工程設計中，經(jīng)常要了解在某一方向上的地形起伏情況，例如公路、b隧道、管道等的選線，可根據(jù)斷面圖設計坡度，估算工程量，確定施工方案。用橫軸表示水平距離，比例尺為1:1000—1:29(1)畫出兩條相互垂直的軸線，并確定距離與高程比例尺。(2)在橫軸上，按距離比例尺標繪A、1、2、3、…(3)按高程比例尺將各點標繪在縱軸方向上。(4)用光滑曲線連接各標繪的各點。作圖步驟：(1)畫出兩條相互垂直的軸線，并確定距離與高程比例尺。(2)10例：試沿MN方向繪制斷面圖

10m20m40m30m10203040高程水平距離MN41.219.631.8例：試沿MN方向繪制斷面圖111

修筑道路時有時要跨越河流或山谷，這時就必須建橋梁或涵洞，光修水庫必須筑壩攔水，而橋梁涵洞孔徑的大小，水壩的設計位置與壩高，水庫的蓄水量等都要根據(jù)匯集于這個地區(qū)的水流量來確定匯集水流量的面積，稱為匯水面積。匯水面積的邊界線是由一系列的山脊線連接而成的。7、確定匯水面積修筑道路時有時要跨越河流或山谷，這時就必須建橋梁或涵洞，127、確定匯水面積匯水面積的邊界是指某地能匯集雨水的實際邊界。它是一系列分水線即山脊線的連線。匯水面積邊界線的特點是：邊界線是通過一系列山脊線以及各山頭、鞍部的曲線，并與河道指定斷面形成的閉合環(huán)線。

7、確定匯水面積匯水面積的邊界是指某地能匯集雨水的實際邊界。13二、面積和體積計算1、透明方格紙法

2、平行線法

3、解析法

4、求積儀法5、直接利用幾何圖形計算面積面積計算二、面積和體積計算1、透明方格紙法面積計算141、透明方格紙法透明方格紙法計算曲線內的面積，先將毫米透明方格紙覆蓋在圖形上，數(shù)出圖形內完整的方格數(shù)n1和不完整的方格數(shù)n2，則面積可按下式計算

n2圖形邊界所占的方格數(shù)n1為圖形邊界所包圍的方格個數(shù)M為比例尺分母1、透明方格紙法透明方格紙法n2圖形邊界所占的方格數(shù)n1為圖152、平行線法

將繪有等距平行線的透明紙覆蓋在圖形上。則相鄰兩平行線間截割的圖形面積可近似視為梯形。梯形的高為平行線間距h，圖形截割各平行線的長度，則各梯形面積分別為：

圖形總面積：2、平行線法將繪有等距平行線的透明紙覆蓋在圖形上。則相鄰163、解析法

若圖形為任意多邊形，且各頂點坐標已在圖上量出或實地測定，可利用各點坐標以解析法計算面積。如圖1234點分別向Y軸作垂線，由梯形面積加減可以得到圖形1234圍起的圖形面積A為：整理得下式展開后得下式：3、解析法若圖形為任意多邊形，且各頂點坐標已在圖上量出或實174、求積儀法求積儀是一種專門供圖上量算面積的儀器，其優(yōu)點是操作簡便、速度快，適用于任意曲線圖形的面積量算，并能保證一定的精度。求積儀有機械求積儀和電子求積儀兩種。4、求積儀法求積儀是一種專門供圖上量算面積的儀器，18第十二章-數(shù)字地形圖的應用課件19土石方量的計算體積計算土石方量的計算體積計算20例：

在地形圖上對某地段進行場地平整，首先在圖上繪制方格，共繪制7個方格，方格邊長10m。從等高線內插求得方格頂點高程如圖所示。1.計算平整土地設計高程圖中：A1、A4、B4、C1、C3均為角點；A2、A3、B1、C2均為邊點；B3為拐點；B2為中點。例：在地形圖上對某地段進行場地平整，首先在圖上繪制方格21

施工量=地面高程-設計高程施工量為正表示挖深，負數(shù)表示填高數(shù)；它們應注明在方格頂點旁的圓括號內。2.計算各方格頂點的施工量施工量=地面高程-223．計算填、挖方量總的土方體積為各方格體積之和。可以看出：角點、邊點、拐點和中點分別進行計算各點所占的體積：

3．計算填、挖方量總的土方體積為各方格體積之和?？梢?3表格統(tǒng)計，方格頂點編號、挖深及填高。按挖方與填方分別求和，可求得總控方量與總填方量。表格統(tǒng)計，方格頂點編號、挖深及填高。按挖方與填方分別求24三、數(shù)字高程模型及應用1、DEM概述2、DEM的數(shù)據(jù)獲取3、DEM的建立方法4、DEM應用三、數(shù)字高程模型及應用1、DEM概述251、概述：DEM定義DEM，(DigitalElevationModels)：是國家基礎空間數(shù)據(jù)的重要組成部分，它表示地表區(qū)域上地形的三維向量的有限序列，即地表單元上高程的集合，數(shù)學表達為：z=f(x，y)。

DTM，(DigitalTerrainModels)：當DEM中的z為其它二維表面上連續(xù)變化的地理特征，如地面溫度、降雨、地球磁力、重力、土地利用、土壤類型等其他地面諸特征。

1、概述：DEM定義DEM，(DigitalElevati26DEM與DTM的區(qū)分數(shù)字高程模型：研究地面起伏。數(shù)字地形模型：含有地面起伏和屬性(如坡度、坡向等)兩個含義，是DEM的進一步分析。DEM與DTM的區(qū)分數(shù)字高程模型：研究地面起伏。27DEM的特點(1)容易以多種形式顯示地形信息；(2)精度不會損失；(3)容易實現(xiàn)自動化、實時化。DEM的特點(1)容易以多種形式顯示地形信息；282、DEM數(shù)據(jù)來源（1）航空或航天遙感圖像為數(shù)據(jù)源（2）以地形圖為數(shù)據(jù)源（3）以地面實測記錄為數(shù)據(jù)源（4）其它數(shù)據(jù)源●數(shù)據(jù)源決定采集方法。數(shù)據(jù)點的采集密度和采點的選擇決定DEM的精度。2、DEM數(shù)據(jù)來源（1）航空或航天遙感圖像為數(shù)據(jù)源●數(shù)據(jù)源決29DEM數(shù)據(jù)采集●數(shù)字攝影測量：利用帶自動記錄裝置的立體測圖儀或立體坐標儀、解析測圖儀及數(shù)字攝影測量系統(tǒng)，進行人工、半自動或全自動的量測。其原理是在攝影圖的基礎上利用測圖儀進行測量?！瘳F(xiàn)有地圖數(shù)字化：對已有地圖上的信息(如等高線)進行數(shù)字化?！竦孛鏈y量：利用自動記錄的全站儀在野外實地測量?！窨臻g傳感器：利用GPS，結合雷達和激光測高儀采集數(shù)據(jù)。DEM數(shù)據(jù)采集●數(shù)字攝影測量：利用帶自動記錄裝置的立體測圖儀303、DEM的建立方法人工格網(wǎng)法三角網(wǎng)法等高線插值法3、DEM的建立方法人工格網(wǎng)法31人工格網(wǎng)法●在地形圖上蒙上格網(wǎng)，逐格讀取中心點或交點的高程值。人工格網(wǎng)法●在地形圖上蒙上格網(wǎng)，逐格讀取中心點或交點的高程值32三角網(wǎng)法

對有限個離散點，每三個鄰近點聯(lián)結成三角形，每個三角形代表一個局部平面，再根據(jù)每個平面方程，可計算各格網(wǎng)點高程，生成DEM。

三角網(wǎng)法對有限個離散點，每三個鄰近點聯(lián)結成三角形，每個33等高線插值法等高線插值法344、DEM的應用三維景觀數(shù)碼城市和虛擬現(xiàn)實DEM在工程上的應用4、DEM的應用三維景觀35三維景觀三維景觀36第十二章-數(shù)字地形圖的應用課件37數(shù)碼城市和虛擬現(xiàn)實CityModelDOMDEMDLGAttributeRDB數(shù)碼城市和虛擬現(xiàn)實CityModelDOMDEMDLGAt38數(shù)碼深圳數(shù)碼深圳393D建筑3D建筑40DEM+DOM+DLGDEM+DOM+DLG41交通行業(yè)：數(shù)字公路交通行業(yè)：數(shù)字公路42DEM的土石方計算立體計算線路挖土、石方量DEM的土石方計算立體計算線路挖土、石方量43坡度圖和坡向圖的制作坡度圖和坡向圖的制作44等高線的繪制在格網(wǎng)DEM上自動繪制等高線主要包括兩個步驟：1、等高線追蹤，利用DEM矩形格網(wǎng)點的高程內插出格網(wǎng)邊上的等高線點，并將這些等高線點排序；2、等高線光滑，進一步加密等高線點并繪制光滑曲線。

等高線的繪制在格網(wǎng)DEM上自動繪制等高線主要包括兩個步驟：45謝謝！第十二章-數(shù)字地形圖的應用課件46第十二章數(shù)字地形圖的應用紙質地形圖的應用面積和體積計算數(shù)字高程模型及應用第十二章數(shù)字地形圖的應用47地形圖的主要用途

地形圖應用于廣泛的領域，如國土整治、資源勘測、城鄉(xiāng)建設、交通規(guī)劃、土地利用、環(huán)境保護、工程設計、礦藏采掘、河道整理、等，可在地形圖上獲取詳細的地面現(xiàn)狀信息。在國防和科研方面，更具重大用途。數(shù)字化地形圖使地形圖在管理和使用上體現(xiàn)出圖紙地形圖所無法比擬的優(yōu)越性。地形圖的主要用途地形圖應用于廣泛的領域，如國土整治、資源48一、紙質地形圖的應用1、確定點的平面坐標2、確定兩點間的水平距離3、確定直線的坐標方位角4、確定點的高程5、確定兩點間的坡度6、按一定方向繪制斷面圖7、確定匯水面積一、紙質地形圖的應用1、確定點的平面坐標491、確定點的平面坐標1:1000110012001300140015001000ABpnmqα(X0,Y0)400500600700800o如圖：求A點坐標式中：，—該點所在方格西南角坐標；M—比例尺分母1、確定點的平面坐標1:10001100501)、圖解法（直接量測）2、確定兩點間的水平距離2)、量測坐標計算（解析法）110012001300140015001000ABpnmqα(X0,Y0)400500600700800o1:10001)、圖解法（直接量測）2、確定兩點間的水平距離2)、量測坐513、確定直線的坐標方位角1)、直接量測2)、量測坐標計算110012001300140015001000ABpnmqα(X0,Y0)400500600700800o1:10003、確定直線的坐標方位角1)、直接量測2)、量測坐標計算524、確定點的高程等高線上點的高程，等于該等高線的高程；

不在等高線上點的高程，用內插方法求得。式中50mnF—等高距4、確定點的高程等高線上點的高程，等于該等高線的535、確定兩點間的坡度式中：—A，B兩點間的高差—A，B兩點間的實際水平距離AB5、確定兩點間的坡度式中：—A，B兩點間的高差—A，B兩點間54用橫軸表示水平距離，比例尺為1:1000—1:2000用縱軸表示點的高程，比例尺為1:50—1:200一般地，縱軸比例尺比橫軸比例尺大10或20倍。6、根據(jù)地形圖繪制指定方向的斷面圖在工程設計中，經(jīng)常要了解在某一方向上的地形起伏情況，例如公路、b隧道、管道等的選線，可根據(jù)斷面圖設計坡度，估算工程量，確定施工方案。用橫軸表示水平距離，比例尺為1:1000—1:255(1)畫出兩條相互垂直的軸線，并確定距離與高程比例尺。(2)在橫軸上，按距離比例尺標繪A、1、2、3、…(3)按高程比例尺將各點標繪在縱軸方向上。(4)用光滑曲線連接各標繪的各點。作圖步驟：(1)畫出兩條相互垂直的軸線，并確定距離與高程比例尺。(2)56例：試沿MN方向繪制斷面圖

10m20m40m30m10203040高程水平距離MN41.219.631.8例：試沿MN方向繪制斷面圖157

修筑道路時有時要跨越河流或山谷，這時就必須建橋梁或涵洞，光修水庫必須筑壩攔水，而橋梁涵洞孔徑的大小，水壩的設計位置與壩高，水庫的蓄水量等都要根據(jù)匯集于這個地區(qū)的水流量來確定匯集水流量的面積，稱為匯水面積。匯水面積的邊界線是由一系列的山脊線連接而成的。7、確定匯水面積修筑道路時有時要跨越河流或山谷，這時就必須建橋梁或涵洞，587、確定匯水面積匯水面積的邊界是指某地能匯集雨水的實際邊界。它是一系列分水線即山脊線的連線。匯水面積邊界線的特點是：邊界線是通過一系列山脊線以及各山頭、鞍部的曲線，并與河道指定斷面形成的閉合環(huán)線。

7、確定匯水面積匯水面積的邊界是指某地能匯集雨水的實際邊界。59二、面積和體積計算1、透明方格紙法

2、平行線法

3、解析法

4、求積儀法5、直接利用幾何圖形計算面積面積計算二、面積和體積計算1、透明方格紙法面積計算601、透明方格紙法透明方格紙法計算曲線內的面積，先將毫米透明方格紙覆蓋在圖形上，數(shù)出圖形內完整的方格數(shù)n1和不完整的方格數(shù)n2，則面積可按下式計算

n2圖形邊界所占的方格數(shù)n1為圖形邊界所包圍的方格個數(shù)M為比例尺分母1、透明方格紙法透明方格紙法n2圖形邊界所占的方格數(shù)n1為圖612、平行線法

將繪有等距平行線的透明紙覆蓋在圖形上。則相鄰兩平行線間截割的圖形面積可近似視為梯形。梯形的高為平行線間距h，圖形截割各平行線的長度，則各梯形面積分別為：

圖形總面積：2、平行線法將繪有等距平行線的透明紙覆蓋在圖形上。則相鄰623、解析法

若圖形為任意多邊形，且各頂點坐標已在圖上量出或實地測定，可利用各點坐標以解析法計算面積。如圖1234點分別向Y軸作垂線，由梯形面積加減可以得到圖形1234圍起的圖形面積A為：整理得下式展開后得下式：3、解析法若圖形為任意多邊形，且各頂點坐標已在圖上量出或實634、求積儀法求積儀是一種專門供圖上量算面積的儀器，其優(yōu)點是操作簡便、速度快，適用于任意曲線圖形的面積量算，并能保證一定的精度。求積儀有機械求積儀和電子求積儀兩種。4、求積儀法求積儀是一種專門供圖上量算面積的儀器，64第十二章-數(shù)字地形圖的應用課件65土石方量的計算體積計算土石方量的計算體積計算66例：

在地形圖上對某地段進行場地平整，首先在圖上繪制方格，共繪制7個方格，方格邊長10m。從等高線內插求得方格頂點高程如圖所示。1.計算平整土地設計高程圖中：A1、A4、B4、C1、C3均為角點；A2、A3、B1、C2均為邊點；B3為拐點；B2為中點。例：在地形圖上對某地段進行場地平整，首先在圖上繪制方格67

施工量=地面高程-設計高程施工量為正表示挖深，負數(shù)表示填高數(shù)；它們應注明在方格頂點旁的圓括號內。2.計算各方格頂點的施工量施工量=地面高程-683．計算填、挖方量總的土方體積為各方格體積之和?？梢钥闯觯航屈c、邊點、拐點和中點分別進行計算各點所占的體積：

3．計算填、挖方量總的土方體積為各方格體積之和。可以69表格統(tǒng)計，方格頂點編號、挖深及填高。按挖方與填方分別求和，可求得總控方量與總填方量。表格統(tǒng)計，方格頂點編號、挖深及填高。按挖方與填方分別求70三、數(shù)字高程模型及應用1、DEM概述2、DEM的數(shù)據(jù)獲取3、DEM的建立方法4、DEM應用三、數(shù)字高程模型及應用1、DEM概述711、概述：DEM定義DEM，(DigitalElevationModels)：是國家基礎空間數(shù)據(jù)的重要組成部分，它表示地表區(qū)域上地形的三維向量的有限序列，即地表單元上高程的集合，數(shù)學表達為：z=f(x，y)。

DTM，(DigitalTerrainModels)：當DEM中的z為其它二維表面上連續(xù)變化的地理特征，如地面溫度、降雨、地球磁力、重力、土地利用、土壤類型等其他地面諸特征。

1、概述：DEM定義DEM，(DigitalElevati72DEM與DTM的區(qū)分數(shù)字高程模型：研究地面起伏。數(shù)字地形模型：含有地面起伏和屬性(如坡度、坡向等)兩個含義，是DEM的進一步分析。DEM與DTM的區(qū)分數(shù)字高程模型：研究地面起伏。73DEM的特點(1)容易以多種形式顯示地形信息；(2)精度不會損失；(3)容易實現(xiàn)自動化、實時化。DEM的特點(1)容易以多種形式顯示地形信息；742、DEM數(shù)據(jù)來源（1）航空或航天遙感圖像為數(shù)據(jù)源（2）以地形圖為數(shù)據(jù)源（3）以地面實測記錄為數(shù)據(jù)源（4）其它數(shù)據(jù)源●數(shù)據(jù)源決定采集方法。數(shù)據(jù)點的采集密度和采點的選擇決定DEM的精度。2、DEM數(shù)據(jù)來源（1）航空或航天遙感圖像為數(shù)據(jù)源●數(shù)據(jù)源決75DEM數(shù)據(jù)采集●數(shù)字攝影測量：