礦山測量-第一章地形圖的基本知識(shí)

第1章地形圖的基本知識(shí)課程主要內(nèi)容：本章主要介紹地形圖的基本知識(shí)，地形圖地物、地貌的表示方法，地形圖上注記的內(nèi)容；主要講述經(jīng)緯儀測繪法測大比例尺地形圖測圖前的準(zhǔn)備工作、碎部點(diǎn)的選擇和測定方法、地形圖的繪制等。介紹全站儀數(shù)字化測圖方法和數(shù)據(jù)信息處理?；疽螅毫私獾匦螆D的基本知識(shí)，熟悉地形圖地物、地貌的表示方法和注記的內(nèi)容。掌握經(jīng)緯儀測繪法測大比例尺地形圖步驟和方法。了解全站儀數(shù)字化測圖方法和數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)。第1章大比例尺地形圖的測繪1-1地形圖的基本知識(shí)一、基本概念地物：地面上的各種固定物體，如房屋、道路和農(nóng)田等稱為地物；地貌：地表面的高低起伏形態(tài)，如高山、丘陵、洼地等稱為地貌。地形：地物和地貌總稱為地形。平面圖：通過野外實(shí)地測繪，將地面上各種地物的平面位置按一定比例尺，用規(guī)定的符號(hào)縮繪在圖紙上，并注有代表性的高程點(diǎn)，這種圖稱為平面圖；地形圖：如果既表示出各種地物，又用等高線表示出地貌的圖．稱為地形圖。比例尺：地形圖上一段直線的長度與地面上相應(yīng)線段的實(shí)際水平長度之比，稱為地形圖的比例尺。第1章大比例尺地形圖的測繪

二、比例尺的種類

1、數(shù)字比例尺：數(shù)字比例尺一般取分子為l，分母為整數(shù)的分?jǐn)?shù)表示。設(shè)圖上某一直線長度為d，相應(yīng)實(shí)地的水平長度為D，則圖的比例尺為：d/D=1/M如1：5001：10002、圖示比例尺：直線比例尺就是圖示比例尺3、比例尺的種類大比例尺如1：5001：10001：20001：50001：100004、比例尺精度：人們用肉眼能分辨的圖上最小距離為0.1mm，因此一般在圖上量度或者實(shí)地測圖描繪時(shí)，就只能達(dá)到圖上0.1mm的精確性。把圖上0.1mm所表示的實(shí)地水平長度稱為比例尺精度．比例尺越大，其比例尺精度也越高．三、地形圖圖外注記為了圖紙管理和使用的方便，在地形圖的圖框外有許多注記，如圖號(hào)、圖名、接圖表、圖廓，坐標(biāo)格網(wǎng)線，北方向線等。見實(shí)圖白果樹.dwg1圖名和圖號(hào)圖名就是本幅圖的名稱，常用本圖幅內(nèi)最著名的地名、村莊或廠礦企業(yè)的名稱來命名。每幅圖上標(biāo)注編號(hào)可確定本幅地形圖所在的位置，圖名和圖號(hào)標(biāo)在北圖廓上方的中央。

2接圖表說明本圖幅與相鄰圖幅的關(guān)系，供索取相鄰圖幅時(shí)使用．通常是中間一格畫有斜線的代表本圖幅，分別注明相應(yīng)的圖號(hào)或圖名，并繪注在圖廓的左上方．此外，除了接圖表外，有些地形圖還把相鄰圖幅分別注在東、西、南、北圖廓線中間，進(jìn)一步表明與四鄰圖幅的相互關(guān)系．3圖廓和坐標(biāo)格網(wǎng)線圖廓是圖幅四周的范圍線，它有內(nèi)圖廓和外圖廓之分。內(nèi)圖廓是地形圖分幅時(shí)的坐標(biāo)格網(wǎng)或經(jīng)緯線圖廓是距內(nèi)圖廓以外一定距離繪制的加粗平行線，僅起裝飾作用。在內(nèi)圖廓外四角處注有坐標(biāo)值．并在內(nèi)圖廓線內(nèi)側(cè)，每隔lOcm繪有5mm的十字短線，表示坐標(biāo)格網(wǎng)線的位置。內(nèi)圖廓以內(nèi)的內(nèi)容是地形圖的主體信息．包括坐標(biāo)格網(wǎng)或經(jīng)緯網(wǎng)、地物符號(hào)、地貌符號(hào)和注記。4三北方向線在中、小比例尺的南圖廓線的右下方，還給有真子午線、磁子午線和坐標(biāo)縱軸(中央子午線)三個(gè)方向間的角度關(guān)系，稱為三北方向線。四、地形圖符號(hào)

地形-就是地物和地貌的總稱。

地物-指的是地球表面各種自然物體和人工建(構(gòu))筑物；

地貌-是指地球表面高低起伏的形態(tài)。地形測量工作者的任務(wù)，就是把錯(cuò)綜復(fù)雜的地形測量出來，并用最簡單、明顯的符號(hào)表示在圖紙上，最后完成一張與實(shí)地相似的地形圖，上述符號(hào)稱為地形圖符號(hào)。地形圖符號(hào)可分為：地物符號(hào)、地貌符號(hào)和注記符號(hào)三大類。地形圖符號(hào)的大小和形狀，均視測圖比例尺的大小不同而異。各種比例尺地形圖的符號(hào)、圖廓形式、圖上和圖邊注記字體的位置與排列等，都有一定的格式，總稱為圖式。目前我國使用的地形圖圖式是2007版1：500、1：1000、1：2000地形圖圖式。(一)地物符號(hào)1、比例符號(hào)將地面上實(shí)物的輪廓，按測圖比例尺縮小，然后繪制在圖上的符號(hào)稱為比例符號(hào)，又稱輪廓符號(hào)。2、非比例符號(hào)當(dāng)?shù)匚锏妮喞苄?，以致于不能按照測圖比例尺縮小，但這些地物又很重要，不能舍掉時(shí)，則需按統(tǒng)一規(guī)定的符號(hào)描繪在圖上，這種符號(hào)稱為非比例符號(hào)。非比例符號(hào)在地形圖上的位置，必須與實(shí)物位置一致，應(yīng)該規(guī)定符號(hào)的定位點(diǎn)。3、線狀符號(hào)凡是長度能依比例，而寬度不能縮繪的狹長地物符號(hào)，稱為線狀符號(hào)或半比例符號(hào)。這種符號(hào)的長度依真實(shí)情況測定，而其寬度和符號(hào)樣式有專門規(guī)定。

(二)地貌符號(hào)最常用的地貌符號(hào)是等高線。(三)注記符號(hào)注記符號(hào)是地物符號(hào)和地貌符號(hào)的補(bǔ)充說明，可用文字、數(shù)字或線段表示。

、地貌與等高線地貌：是指地面高低起伏的自然形態(tài)．地貌形態(tài)多種多樣，對(duì)于一個(gè)地區(qū)可按其起伏的變分成以下四種地形類型：平地：地勢(shì)起伏小，地面傾斜角一般在2°以下，比高一般不超過20m的；丘陵地：地面離低變化大，傾斜角一般在2°～6°，比高不超過150m；山地：高低變化懸殊，傾斜角一般為6°～25°，比高一般在150m以上的；高山地：絕大多數(shù)傾斜角超過25°的。（一）用等高線表示地貌的原理

就是地面上高程相等的各相鄰點(diǎn)所連成的閉合曲線，也就是水平面(嚴(yán)格來說應(yīng)是水準(zhǔn)面)與地面相截所形成的閉合曲線。我們?nèi)粘Ｒ姷降某靥粱蛐钏畮斓乃媾c岸邊的交線，就是一條等高線。(二)等高距、等高線平距、地面坡度比例尺平地等高距丘陵等高距山地和高山等高距1：10000.5111：20000.5121：50001251：1000～1：5000各種地形等高距等高距：相鄰等高線之間的高差h，也稱等高線間隔。在同一幅地形圖中，等高距h相等。等高線平距：相鄰等高線之間的水平距離d。等高線平距d隨地面坡度變化而變化。地面坡度i：由于h為定值，所以i與d成反比，即：d大(等高線稀)，i小(地面坡度小,緩和)d小(等高線密)，i大(地面坡度大,陡峭)幾種典型地貌的等高線（四種）⑴山頭與洼地（盆地）地形相反，地貌圖相似；山頭向中心越高，洼地反之。示坡線指向低處，便于區(qū)分。⑵山脊與山谷山脊：向一個(gè)方向延伸的高地，其最高棱線稱為山脊線。山脊線等高線由高至低沿山脊線向外凸。山谷：兩個(gè)山脊之間的凹地為山谷，其最低點(diǎn)連線稱為山谷線。山谷線的等高線由低至高沿山谷線向里凹。分水線（山脊線）與集水線（山谷線）雨水垂直于等高線、向下坡方向流淌。因此，山脊線成為分水線、山谷線成為集水線。一系列山脊線可作為匯水范圍的邊界線。⑶鞍部兩個(gè)山頭間的低凹處，一般也是兩個(gè)山脊和兩個(gè)山谷的會(huì)聚處。⑷絕壁與懸崖(a)陡崖:坡度在70o以上。(b)絕壁:上下垂直的陡崖。也稱斷崖。(c)懸崖:崖口傾斜到陡壁外面而懸空。（三）等高線的種類1、首曲線：按規(guī)定的基本等高距測繪的等高線稱為首曲線。(線粗0.15mm)

2、計(jì)曲線：為了用圖方便，每隔四級(jí)首曲線描繪一根較粗的等高線，稱為計(jì)曲線(或加粗等高線)。地形圖上只有計(jì)曲線注記高程，首曲線上不注記高程。(線粗0.25mm)3、間曲線：當(dāng)首曲線不能詳細(xì)表示地貌特征時(shí)，則需在首曲線間加繪間曲線。其等高距為基本等高距的1/2，故也稱半距等高線，一般用長虛線表示4、助曲線：如采用了間曲線仍不能表示較小的地貌特征時(shí)，則應(yīng)當(dāng)在首曲線和間曲線間加繪助曲線。其等高距為基本等高距的1/4，一般用短虛線表示（四）典型地貌的等高線

(1)山頭和洼地如圖所示為山頭和洼地的等高線。山頭與洼地的等高線都是一組閉合曲線，但它們的高程注記不同。內(nèi)圈等高線的高程注記大于外圈者為山頭；反之，小于外圈者為洼地。也可以用坡線表示山頭或洼地。示坡線是垂直于等高線的短線，用以指示坡度下降的方向見圖。

(2)山脊和山谷山的最高部分為山頂，有尖頂、圓頂、平頂?shù)刃螒B(tài)，尖峭的山頂叫山峰。山頂向一個(gè)方向延伸的凸棱部分稱為山脊。山脊的最高點(diǎn)連線稱為山脊線。山脊等高線表現(xiàn)為一組凸向低處的曲線見圖。相鄰山脊之間的凹部是山谷。山谷中最低點(diǎn)的連線稱為山谷線，如圖所示，山谷等高線表現(xiàn)為一組凸向高處的曲線。在山脊上，雨水會(huì)以山脊線為分界線而流向山脊的兩側(cè)，所以山脊線又稱為分水線。在山谷中，雨水由兩側(cè)山坡匯集到谷底，然后沿山谷線流出，所以山谷線又稱為集水線。山脊線和山谷線合稱為地性線。

(3)鞍部鞍部是相鄰兩山頭之間呈馬鞍形的低凹部位。它的左右兩側(cè)的等高線是對(duì)稱的兩組山脊線和兩組山谷線。鞍部等高線的特點(diǎn)是在一圈大的閉合曲線內(nèi)，套有兩組小的閉合曲線。(4)陡崖和懸崖陡崖是坡度在70°以上或?yàn)?0°的陡峭崖壁，若用等高線表示將非常密集或重合為一條線，因此采用陡崖符號(hào)來表示。懸崖是上部突出，下部凹進(jìn)的陡崖。上部的等高線投影到水平面時(shí)，與下部的等高線相交，下部凹進(jìn)的等高線用虛線表示。（五）等高線的特性(1)在同一條等高線上的各點(diǎn)，其高程相等；(2)等高線必定是一條閉合曲線，不會(huì)中斷，由于一幅圖所示的范圍有限，如在本圖幅內(nèi)不閉合，則在相鄰圖幅內(nèi)仍最終自成閉合；(3)一條等高線不能分叉為兩條；不同高程的等高線，不能相交或者合并成一條；在懸崖處的等高線雖然相交，但必須有兩個(gè)交點(diǎn)；(4)等高線愈密則表示坡度愈陡，等高線愈稀則表示坡度愈緩，等高線之間平距相等則表示坡度相等；(5)經(jīng)過河流的等高線不能直接跨越而過，應(yīng)該在接近河岸時(shí)，漸漸折向上游，直到與河底等高處才能越過河流，然后再折向下游漸漸離開河岸；(6)等高線通過山脊線時(shí)，與山脊線成正交，并凸向低處；等高線通過山谷線時(shí)，則應(yīng)與山谷線成正交，并凸向高處。六等高線的描繪方法用等高線表示地貌的程序是先測定后繪圖。測定對(duì)象是地貌的特征點(diǎn)。所謂地貌特征點(diǎn)是指山頂、鞍部、山脊線與山谷線上的坡度變換點(diǎn)和山腳點(diǎn)、山腳坡度變換點(diǎn)和山坡面傾斜變換點(diǎn)等。將測定的地貌特征點(diǎn)的平面位置按比例尺以垂直投影方法縮繪到圖紙上，并在其旁注記該點(diǎn)高程(高程注記按圖式規(guī)定)。1連接地性線山頂、鞍部、山腳點(diǎn)與地性線，這些地貌因素決定著山脈的大小、形狀和走向。自山頂至山腳用細(xì)實(shí)線連接山脊線上各變坡點(diǎn)，用細(xì)虛線將山谷線上各變坡點(diǎn)連結(jié)。通常地貌形態(tài)是山脊與山谷間隔排列，即兩條分水線夾一條合水線，兩條山谷線夾一條山脊線。2求等高線通過點(diǎn)地性線上各點(diǎn)均為坡度變換點(diǎn)，即相鄰兩點(diǎn)之間為同一坡度。通常變坡點(diǎn)高程不等于基本等高線高程，需要先求出等高線通過點(diǎn)，再求出基本等高線的位置。在兩個(gè)變坡點(diǎn)之間的等高線通過點(diǎn)的高程可按比例內(nèi)插求得。3勾繪等高線在繪圖現(xiàn)場圖紙上連接地性線，求等高線通過點(diǎn)與勾繪等高線。應(yīng)邊測邊繪等高線，對(duì)照實(shí)地勾繪等高線可逼真地顯示地貌形態(tài)，并便于檢查測繪中的各種錯(cuò)誤。對(duì)照實(shí)地勾繪等高線時(shí)要運(yùn)用概括原則。山坡面上小起伏與變化，按等高線總體走向進(jìn)行制圖綜合。如果在平坦地區(qū)測圖，很大范圍內(nèi)繪不出一條等高線。為表示地面起伏，則需用高程碎部點(diǎn)表示。高程碎部點(diǎn)簡稱高程點(diǎn)。平坦地區(qū)有地物時(shí)則以地物點(diǎn)高程為高程碎部點(diǎn)，無地物時(shí)則應(yīng)單獨(dú)測定高程碎部點(diǎn)。1-2常規(guī)測圖方法地形圖測繪是表示地面點(diǎn)位置及各地面點(diǎn)之間相互位置關(guān)系的圖解方法，也是將地面點(diǎn)測量成果圖解地繪在圖上。地形圖測繪分為測量和繪圖兩大步驟。地形圖測繪是對(duì)地物、地貌特征點(diǎn)(亦稱碎部點(diǎn))進(jìn)行測繪。地形圖測繪亦稱碎部測量，測定出各碎部點(diǎn)的平面位置和高程并按比例縮繪于圖紙上。由于按規(guī)定比例尺縮繪，圖上碎部點(diǎn)連接成圖形與實(shí)地碎部點(diǎn)連接圖形呈相似關(guān)系，其相似比值即為地形圖比例尺數(shù)值。一、測圖前的準(zhǔn)備工作測圖前，須先踏勘了解測區(qū)的地形，抄錄控制點(diǎn)的平面及高程成果，了解其完好的程度。檢查和校正儀器，準(zhǔn)備工具材料，擬定作業(yè)計(jì)劃以及在圖紙上繪制坐標(biāo)格網(wǎng)、圖廓線和展繪控制點(diǎn)。1圖紙地形測圖一般選用一面打毛的乳白色半透明聚脂薄膜圖紙。當(dāng)缺乏聚脂薄膜圖紙時(shí)，可選用優(yōu)質(zhì)的繪圖紙作為原圖紙進(jìn)行測繪。2繪制坐標(biāo)格網(wǎng)為了準(zhǔn)確地將控制點(diǎn)(圖根點(diǎn))展繪在原圖上，首先要在測圖紙上精確地繪制10cm×10cm的直角坐標(biāo)方格網(wǎng)。展繪方格網(wǎng)可用直角坐標(biāo)展點(diǎn)儀、格網(wǎng)尺等專用工具，當(dāng)缺少這類工具時(shí)，也可以用比較精確的直尺按對(duì)角線法進(jìn)行。3展繪控制點(diǎn)展繪控制點(diǎn)時(shí)，首先確定該點(diǎn)所在的方格，再在方格內(nèi)確定點(diǎn)的精確位置。全部點(diǎn)展繪好后，要用比例尺在圖紙上量取所繪控制點(diǎn)之間的相鄰距離，比較是否與實(shí)際距離相符，其限差為±0.3mm，對(duì)超過限差的控制點(diǎn)應(yīng)重新展繪。二、

碎部點(diǎn)平面位置的測繪方法1極坐標(biāo)法如圖所示，測定測站至碎部點(diǎn)方向和測站至后視點(diǎn)(另一個(gè)控制點(diǎn))方向間的水平角β，測定測站至碎部點(diǎn)的距離D，便能確定碎部點(diǎn)的平面位置。這就是極坐標(biāo)法。極坐標(biāo)法是碎部測量最基本的方法。

2方向交會(huì)法如圖所示，測定測站A至碎部點(diǎn)方向和測站A至后視點(diǎn)方向間的水平角，測定測站B至碎部點(diǎn)方向和測站至后視點(diǎn)方向間的水平角，便能確定碎部點(diǎn)的平面位置。這就是方向交會(huì)法。當(dāng)碎部點(diǎn)距測站較遠(yuǎn)而測距工具只有卷尺，或遇河流、水田等測距不便時(shí)，可用此法。3距離交會(huì)法如圖所示，測定已知點(diǎn)1至碎部點(diǎn)M的距離D1，測定已知點(diǎn)2至碎部點(diǎn)M的距離D2，便能確定該碎部點(diǎn)的平面位置。這就是距離交會(huì)法。此處已知點(diǎn)不一定是測站點(diǎn)，可能是已測定出平面位置的碎部點(diǎn)。4直角坐標(biāo)法如圖所示，設(shè)A、B為控制點(diǎn)，碎部點(diǎn)1、2、3靠近AB。以AB方向?yàn)镴軸，找出碎部點(diǎn)在AB線上的垂足，用卷尺量出x、y，即可定出碎部點(diǎn)。此法稱為直角坐標(biāo)法。直角坐標(biāo)法適用于地物靠近控制點(diǎn)的連線，垂距較短的情況。垂直方向可以用簡單工具定出。5方向距離交會(huì)法B三、經(jīng)緯儀測繪法（一）碎部點(diǎn)的選擇碎部測量：測定碎部點(diǎn)的平面位置和高程。地形圖的質(zhì)量在很大程度上取決于立尺員能否正確合理地選擇地形點(diǎn)。地形點(diǎn)應(yīng)選在地物或地貌的特征點(diǎn)上。地物特征點(diǎn)：地物輪廓的轉(zhuǎn)折、交叉和彎曲等變化處的點(diǎn)及獨(dú)立地物的中心點(diǎn)。地貌特征點(diǎn)：控制地形的山脊線、山谷線和傾斜變化線等地性線上的最高、最低點(diǎn)，坡度和方向變化處，以及山頭和鞍部等處的點(diǎn)。地形點(diǎn)的密度主要根據(jù)地形的復(fù)雜程度確定，也決定于測圖比例尺和測圖的目的。測繪不同比例尺的地形圖，對(duì)碎部點(diǎn)間距有不同的限定，對(duì)碎部點(diǎn)距測站的最遠(yuǎn)距離也有不同的限定。（二）測站的測繪工作經(jīng)緯儀測繪法的實(shí)質(zhì)是極坐標(biāo)法。先將經(jīng)緯儀安置在測站上，繪圖板安置于測站旁邊，用經(jīng)緯儀測定碎部點(diǎn)方向與已知方向之間的水平角，并測定測站到碎部點(diǎn)的距離和碎部點(diǎn)的高程．然后根據(jù)數(shù)據(jù)用半圓儀和比例尺把碎部點(diǎn)的平面位置展繪于圖紙上，并在點(diǎn)的右側(cè)注記高程，對(duì)照實(shí)地勾繪地形。用電子全站儀代替經(jīng)緯儀測繪地形圖的方法，稱為電子全站儀測繪操作步驟如下：(1)安置儀器量取儀器高i，填入記錄手簿。(2)定向置水平度盤讀數(shù)為0°00′00″，后視另一控制點(diǎn)B。(3)立尺立尺員依次將尺立在地物、地貌特征點(diǎn)上。(4)觀測轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)標(biāo)尺，讀視距間隔l，中絲讀數(shù)V，豎盤讀數(shù)L和水平角β。（5)記錄將測得的視距間隔、中絲讀數(shù)、豎盤讀數(shù)和水平角依次填入手簿。(6)計(jì)算依據(jù)視距Kl，豎盤讀數(shù)L或豎直角a，計(jì)算出碎部點(diǎn)的水平距離和高程。(7)展繪碎部點(diǎn)用細(xì)針將量角器的圓心插