第一章工程建设中地形图的应用与测绘

3.竖向布置对地形图的高程精度要求 在竖向布置设计中，主要是量取地面坡度和地形图上高 程点的精度。
设待量坡度的地面长度为s，地面高差为h。由于S的量取 与地形图的高程精度无关，故可视s为一常数。那么，这时 量取地面坡度的问题就变为量取两点间的高差问题。 地面坡度：i=h/s
mi= mh/s h=HA-HB mh= mi=
2 mH 2
mH /s
2
mH =s. mi/
假定： 取设计坡度的最大误差为实际允许坡度限度的一半△=i/2 取设计坡度的中误差为设计坡度最大误差的一半 mi=△/2=i/4 mH =s. mi/ 2 =s.i/4
2
分析：s一定，i↓→对地形图高程精度要求越高; i一定，s↓→mH↓场地小对地形图高程精度要求越高。 例如：取场地长度 s=200m，坡度i=0.5%, 则等高线的高程 中误差mH =± 0.18m 即可满足竖向布置设计要求。
第一章
工程建设中地形图的应用与测绘
ξ 1-1地形图在工程设计中的作用
一般的工程建设可分为三个阶段：规划设计、建设施工、 经营管理 一、地形图在规划设计中的地位 各项工程建设在规划设计之前，均要进行勘察测量工作 （了解与设计有关的自然现象 ），而测量工作的成果，• 般 一 情况下都是以地形图（数字）的形式提供的。所以地形图在 规划设计中是必不可少的。对任一工程设计没有准确可靠的 地形图资料作为保障，就很难设计出符合实际的东西。 另外，地形图的质量也是工程设计的保障，它决定着整 个工程建设的质量。设计人员所进行的从总体规划到工程的 定点、定位、定向、定坡以及计算工程量等，都是以地形图 为主要依据的。地形图上地物、地貌详细齐全、平面和高程 位置具有较高的精度，设计人员就可以直接在图上图解坐标 和高程，获得所需要的数据；反之，则不行。
一、精度分析的一般原则 精度分析的过程，一般是从成图过程中的各个工序的精 度进行分析，然后综合各个工序的误差影响，最后得到地 形图的精度。 二、误差来源 地形图平面位置的精度：地物点相对于邻近的解析图根 点的点位中误差。
三、误差分析 1. 解析图根点展绘误差m展 解析图根点是根据坐标格网和图根点的坐标展绘在图纸 上的。用方眼尺绘制坐标格网，其顶点的位置中误差为 ±0.1mm。用有机玻璃制成的直尺，按纵横坐标展点的误 差，包括直尺的分划误差、在直尺上的读数凑整误差及标 示端点的误差，根据单位分析：展点的点位误差为 ±0.15mm 所以由坐标格网的绘制误差和展点误差所引起的解析图根 点的展绘误差为：
三、计算土方量对地形图的要求 1.目的 作为投资预算、施工准备、论证设计方案的资料。
2.允许误差：土方量的计算允许误差为10%--20%
影响误差的方面：
与坡度、计算土方量的方法、验收土方量的方法、土的 松散系数、等高线的高程误差等有关。一般认为等高线的 误差对土方量的影响应小于5%。
3.方格网法计算土方量对等高线的要求 3.1四个角点均为填方或挖方,填挖量的计算 设方格网边长为s，为使填挖平衡,先计算场地平均高程作 为设计高程,减各方格网点的高程,为施工标高。施工标高 为填正挖负。每个方格为一个棱柱体，其体积：
ξ1-2设计用地形图的特点
一、 地形图的特点 地图：按照一定的数学法则，运用符号系统和地图制图综 合原则，表示地面上各种自然现象和社会现象的图。 地形图是地图的一种。 1、可量性、可定向性 绘制地形图的数学法则是按一定比例进行正形投影。 这决定了地形图的第一个特点。
地形图与其它工程图纸不同，工程图纸本身没有（或只 有粗略）可量性，其精确尺寸靠注记来确定（建筑图）。 地形图是按一定比例绘制的，设计人员可在图上对地物作 定量分析。例如，确定某点的三维坐标、测算距离、面积、 体积等。
二、地形图在工程建设中的作用
一般的工程建设都是采用两阶段设计法：初步设计、 施工设计
就大型桥梁的建设而言：
1.踏勘 首先在1:1万～1:5万比例尺的地形图上研究桥梁的位置， 再到实地进行踏勘，了解与设计有关的地形、地质及水 文情况，提出桥址的可能方案，进行讨论研究。 2.初步设计 经研究和审批之后，确定少数几个方案进一步进行比 较选择。
6--12度） 为0.39--0.5m
如果整平场地的总面积增加，对高程的精度要求还可降低。
3.2相邻两个角点均为填方,另两个角点为挖方,填挖 量的计算:
v挖 v填
4ha hb hc hd 4ha hb hc hd
ha hc
2
s s
2
hb hd
ξ 1-3工业企业设计对地形图的要求 一、总平面布置图设计时对地形图的精度要求 精度问题是测量工作中的一个很重要的问题。地形图的 精度是衡量地形图质量的一项重要指标。精度标准的高低 直接涉及到测图与用图这一矛盾的双方，使用者总希望图 的质量越高越好，这样片面地追求高精度就会造成时间与 经济上的浪费，结果毫无意义。 反之，如果我们测绘工作者忽视精度问题，可能直接影 响工程质量，轻者将会给国家造成经济上的损失，重者将 会危急人民的生命安全。
三、 大比例尺地形图的特点 1、大比例尺地形图主要用于经济建设 如《工程测量规范》规定：“1：5000比例尺地形图，一般用于初步 设计；1：1000和1：500比例尺地形图，一般适用于施工图 设计”。
2、 专用性强
目前大量大比例尺地形图是为具体设计单位专门测绘的。 即为某个具体工程服务的。图的目的性明确，专用性强。 那么其精度、内容等均应以用图单位的要求而定，不必过 于“统一”。 而城市大比例尺地形图是城市的基本地形图，为市内各 部门服务，应该“一测多用”。
二、竖向布置图设计对地形图的要求 1.竖向布置的目的 工业场地的竖向布置就是将厂区的自然地形加以整平 改造（确定建筑物的设计标高）以保证生产运输，合理地 排水并使土方量最小。 2.竖向布置的形式
平坡式：其特点是在各主要整平面的连接处，坡度与标 高没有急剧地变化。
台阶式：其特点是在各主要整平面的连接处，有陡坡式 挡土墙，高差较大。 按何种方式布置场址主要是依据工业企业的性质、总平 面布置图、厂址的地质构造以及自然地形等因素综合考虑 的。利用地形图主要是量取自然地面的坡度和起伏。
所需资料： 水下地形情况、流速及流向； 桥位平面图：大范围的1:2千～1:1万； 用以选择桥位、桥头引线，确定导流建筑物的位置及 施工场地的布置。
桥址地形图：小范围的1:500～1:5千
用以设计主体工程及其附属工程（如导流建筑物等） 并估算工程量与费用。最后优选出一个方案。
3.施工设计阶段
初步设计审查通过后，即要进行工程设计的最后一项， 即工程施工设计。该阶段同上阶段基本相同，只是内容和 深度有所不同，该阶段要求基础资料更加准确适用，对工 程的每个细节，要求更加精细，该阶段需要局布区域的更 大比例尺的地形图，一般为1:1000或1:500两种。该地形图 的质量直接影响工程的质量。
h为方格四角上设计高程与自然地面高程之差，转成中 误差为：m2v=s4(m2h1+ m2h2+m2h3+m2h4 )/16=s4 m2h/4
mh=2mv /s2 设整个场地面积为A 则方格数n=A/s2 总体积：V=v1+ v2+ v3+ v4+…….+vn
转成中误差为：
设填挖平均高度为h均 则V= h均 ×A
二、 中小比例尺地形图的特点 工程测量工作者习惯于把地形图进行分类为：
大比例尺地形图：1:500~1:2000
中小比例尺地形图：1：10000~1：50000
中小比例尺地形图的特点：
1、 是多用途的地形图，可民用也可军用。 2、 测绘成果要有统一的规格 统一的精度、内容、坐标系统、分幅方法、图式等。
《规范》规定：图廓格网和控制点的展点误差应 小于±0.2mm
2.图解图根点的测绘误差m图 地形点与地物点的测绘，一般应直接根据解析图根点 进行，但在地形隐蔽和地物复杂的地区，解析图根点的密 度不足时，可根据解析图根点用图解交会或视距支点的办 法来发展少量的图解图根点，供测图使用。 测定图解图根点的精度，以前方交会定点计算点位误 差为例 2 2
2 2
3.3三个角点均为挖方,一个角点为填方,填挖量的计 算:
2hb 2hc hd ha 2 v挖 s 6 3 ha 2 v填 s 6ha hb )( ha hc
3.3相对两个角点为连通的填方,另外相对两个角点为 独立挖方,填挖量的计算:
hb hc s2 v挖 ( ) ha hb )( hb hd ha hc )( hc hd 6 2ha 2hd hb hc 2 v填 s 6
M

m d1 d 2 sin 2
d1 d2为两交会边长度 γ为交会角 m为交会的方向误差
对于1:1000 1:2000比例尺而言，视线长度d1d2不应超过 图上的100mm， 设 d1＝d2=100mm，γ＝60° m=6′则
设mv/V=2.5%(取等高线高程中误差对土方量影响限值5% 的一半)，s=20m 表1-1
一般工业场地的总面积不小于5公顷。• 上表可知：为了满 由 足土方计算的精度要求，对地形图所表示的高程精度要求不是 很高的。 平地（坡度〈10%或6度以下） 坡地（坡度10--20% 为0.17--0.28m
3.生产工艺、管网布置精度
生产工艺的要求主要反映在工业建筑之间的相互联系 上，为了保证在各建筑物之间布设管线，要求这些建筑物 与周围这些设施之间的最小间隔为实地1m。
考虑到在量取图解数据时，存在地形图的误差与量度 的误差。设计人员在设计规程上都考虑了安全系数，通常 留有1～2m的余地，即在地形图上的误差不应超过±1mm。
2、综合性、易读性 地形图上表现的内容很丰富，有： 社会经济要素：居民地、交通网、境界等。
自然地理要素；水系、地貌、土壤和植被等。
数学要素：控制点、坐标格网、比例尺等。