08地形图的应用

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A(n112n2)aM2 (8-10)
式中M为比例尺分母,计算时应注意a 的单位。
2).平行线法
如图8-7所示,将绘有等间隔
平行线的透明纸蒙在待求面积
的图形上,图形则被分割成若
干个长条,每一个长条可按照
梯形来计算面积。梯形的高为 平行线间隔h,图形分割各平行 线的长度为l1、l2、…ln,则各 梯形面积分别为:
❖ 根据地形图来绘制纵断面图的方法: (绘出图8-8中直线MN方向的纵断面图为例) 1. 先量出MN线上各等高线交点a、b、c、…等点到M的距 离,以与地形图相同的比例尺或其它适宜的比例尺将其展 绘在横坐标轴上(如图8-9中的a、b、c、…等);
2. 过横坐标轴上展绘的各点作横坐标轴的垂线(图8-9)
AB arc((ty xB B a n x yA A))arc ty xa A AB B n (8-6)
当直线较长时,解析法可取得较好的结果。
五. 求图上两点间地面的坡度
设地面两点间的水平距离为D,高差为h,高差与水平距离
之比称为坡度(i), 常以百(千)分率(%、‰)来表示
坡度: iD hdh M(00& 00)0(8-7)
2.求点的大地坐标
例如求图8-1中Q点的大地坐标,先根据内外图 廓中的分度带,绘出大地坐标格网。过Q点作平
行于大地坐标格网的纵横直线,交邻近的格网线
于a、b、c、d。按下列公式求出Q点的大地坐标:
LQ
La
aQ ab
1'
BQ
Bc
cQ cd
1'
(8-2)
故: LQ 12028'165291'12028'23"
求积仪
§8—3 按限制坡度在地形图上选线
在设计铁路、公路、渠道等线路工程时,常常 需要定出一条坡度要求不超过规定坡度的最短线路。
[例]设从公路上的A点到高地B点要选择一条公路 线,要求其坡度不大于5% (限制坡度)。设计用的 地形图比例尺为1:2000, 等高距为1 m。如图8-8 , 1. 按限定坡度求两等高线间的最小平距d
❖ 确定曲线的长度:(最简便的方法) 用一细线使之与图上待量的曲线吻合,在细线上作出两 端点的标记,然后量取细线两标记之间的长度,再按比例 尺确定曲线的实地长度。
四. 求图上某直线的坐标方位角
1.图解法
如图8-3,求直线AB的坐标方位角:
1) 先过AB两点精确地作平行于坐标格 网纵线的直线,
2) 然后用量角器量测AB的坐标方位角
①将每方格的4个格点高程相加后除以4,得方格的平 均高程;
②将每方格的平均高程相加后除以方格总数,即得设 计高程。
H= H 角 + 2 H 边 + 3 H 拐 + 4 H 中

4n
⑶计算挖、填方高度 用格点高程减设计高程即得每一格点的挖方或填方的高度,即 : 挖(填)方高度=地面高程-设计高程 将挖、填方高度注记在相应格点右下方。正号为挖方,负号为 填方。
式中:d为图上两点间的长度,以米为单位,M为地形图比 例尺分母。
如图8-2中的a、b两点,其高差h为1 m,若量得a.b图上的长
为1 cm,地形图比例尺为1:5千,则 a.b线段的地面坡度为:
i h 1 2% dM 0.0 1500
如果两点间的距离较长,中间通过疏密不等的等高线, 则上式所求地面坡度为两点间的平均坡度。
A1 A2
1 2
h (0
l1 )
1 2
h ( l1
l2 )
图形总面积为:
n
AA1A2 An1h li (8-11) i1
1 A n 2 h (ln1 ln )
1 A n1 2 h (ln 0 )
3) 求积仪法
求积仪是一种专门供图上量算面积的仪器。 优点:操作简便、速度快、适用于任意图形的面积 量算,且能保证一定的精度。 分类:有电子求积仪和机械式求积仪两种。 电子求积仪:是采用集成电路制造的一种新型求积 仪,此仪器设定图形比例尺和计量单位后,将描迹 镜中心点沿曲线推移一周后,可在显示窗上自动显 示图形面积和周长。当图形为多边形时,只要依次 描对各顶点,就可自动显示其面积和周长。
46
BQ
3426' 1'3426'15" 182
二. 求图上某点的高程
在地形图上的任一点,可以根据等高线及高程注记确定其高程。
1) 正好位于等高线上的点: 点的高程即等高线高程.如图8-2
中的p,可看出Hp=27 m; 2) 不在等高线上的点,则可用内插法求出:
如图8-2中的 k 点。
• 过k点作一条大致垂直于相邻等高线
算为水平距离,但受图纸伸缩的影响。 2.解析法
当距离较长时,为了消除图纸变形的影响以提高 精度,可用两点的坐标计算距离。
2.解析法
如图8-3中,求AB的水平距离, l 首先求出两点的坐标值xA、yA
和xB、yB。 l 然后按下式计算水平距离:
D A B(x B x A )2 (y B y A )2 x A 2 B y A 2B (8-4)
图8-1
方法2. 考虑图纸伸缩变形的影响(精度要求高):图8-1 此时还应量取AB和CD的长度,按下式计算:
xP
xC
CP CD
l
yP
yA
AP AB
l
(8-1)
式中l 代表相邻格网线间所代表的距离,故
xP
381300309.5100038133.49m5 99.9
yP
4054104090.51000405411.04m95 100
❖方格网法
步骤:
–绘方格网,标出方格顶点的高程 –计算设计高程(各方格平均高程的算术平均值) –计算填、挖高度(地面高程—设计高程) –计算填、挖土方量(按不同公式计算)
•整理成水平面(按挖填土方量平衡的原则)
⑴绘方格网 并求格网点高程
角点 边点
中点
拐点
⑵确定场地平整的设计高程
大多数工程要求挖、填方量大致平衡,这时设计高程 的计算方法是:
六. 图形面积的量算 ( P155 )
在规划设计中,常需要在地形图上量算 一定轮廓范围内的面积。下面介绍几种常见 的方法:
1.多边形面积量算 (1)几何图形法 (2)坐标计算法
•几何图形法:分解成三角形、梯形、平 行四边形等规则图形。
•坐标计算(解析)法:用各角点的坐标按公式 精确求算。这是求算面积最精确的方法。
x
3 2
O
4
5 6
1
1 n
A 2 i1 xi ( yi1 yi1 )
A
1 2
n i 1
yi ( xi1
xi1 )
y
2. 不规则图形面积量算
1).透明方格纸法 如图8-6所示,要计算曲线内
的面积,将一张透明方格纸覆盖 在图形上,数出图形内的整方格 数n1和不足一整格的方格数n2。 设每个方格的面积为a(当为毫 米方格时,a=1 mm2),则曲线 围成的图形面积可按下式计算:
根据各点的高程,再按一定比例在各自的垂线上 绘出相应的高程,就得出相应的地面点;
3. 在山头、鞍部、山脊、山谷处应设加点(如断面 图8-9上f,g和h,i点之间),用内插法求得加点的 高程并将其展绘在相应与横坐标轴垂直的垂线上;
4. 用光滑的曲线将与横坐标轴垂直的垂线上各地面 点连接起来,就绘出了沿直线MN方向的断面图。
方量总和及填方量总和。
❖等高线法
适合范围:比较规则的山头和洼地
V1
1 2
( A 35
A 36 ) 1
V2
1 2
( A 36
A 38 ) 2
V3
1 2
( A 38
A 40 )
2
1 V 4 2 ( A 40 A 42 ) 2
1
V 5 3 A 42 0 . 8
V W V 1 V 2 V 3 V 4 V 5
dh 1 0.0m 1 1 cm iM0.0 5 2000
2.在相邻等高线上找出满足限坡且大于或等于d 的点
1) 以起始等高线A点为圆心,以d 为半径画弧交81 m 等高线于点1,(如图8-8 )
2) 再以点1为圆心,以d 为半径画弧,交82 m等高线 于点2,依次类推,直到B点附近为止。
3) 然后连接A、1、2…B,便在图上得到符合限制坡 度的路线。这只是A到B的路线之一,
4) 还需另选一条路线,如A1′2′…B。 注:如遇等高线之间的平距大于d,以d 为半径的圆弧
将不会与等高线相交,这说明坡度小于限制坡度, 路线方向可直接与相邻等高线相连。
3.选择最短路线或最佳方案 • 在所有选取的线路
中选择最短线路;
• 若考虑其它因素, 如少占农田,建筑 费用最少,避开塌 方或崩裂地带等, 则要确定路线的最 佳方案。
图8-8
§8—4 按图上一定方向绘制纵断面图
• 断面图:表现某一方向的地面高低起伏情况,是以距离为 横坐标,高程为纵坐标绘出的图。
• 纵断面图:沿着线路中线方向绘出的断面图。它反映沿线 路方向的地面起伏情况,可进行填挖方量的概算,合理确 定线路的纵坡等。 纵断面图可以在现场实测,也可以从地形图上获取资料 而绘出。
§8—2 地形图应用的基本内容
一. 求图上某点的平面坐标 1.求点的直角坐标
方法1. 如图8-1所示,欲求P点的直角坐标: 1)通过P点作平行于直角坐标格网的纵横直线,
交邻近的格网线于A、B、C、D; 2)按比例尺量出CP和AP的距离, 3)则可求出P点的坐标为:
xPxCCP 38133 09 05 0 3813 m395 yPyAAP 4054 1409 05 40054m 14
的线段mn,
• 量取mn的长度d,再量取mk的长度d′,
• k点的高程Hk可按下式求得:
Hk
Hm
d' d
h
(8-3)
式中Hm为m点的高程,h为等高距,在图中h=1 m。
三. 求图上两点间的距离
❖欲求图上两点间的直线距离,可用以下两种方法:
1.直接量测 l 用分规在图上直接卡出线段长度,再与图
示比例尺比量,即可得其水平距离; l 也可用毫米尺量取图上长度并按比例尺换
⑷计算挖、填方量
挖、填方量是将角点、边点、拐点、中点的挖、填方高度,分
别代表1/4、2/4、3/4、1方格面积的平均挖、填方高度,故挖、填
方量分别按下式计算:
角点
挖(填)方高度×1/4方格面积
边点
挖(填)方高度×2/4方格面积
拐点
挖(填)方高度×3/4方格面积
中点
挖(填)方高度×1方格面积
实际计算时,可按方格线依次计算挖、填方量,然后再计算挖
※ 绘制断面图时,为了使地面的起伏变化更加明显, 一般高程比例尺比水平比例尺大10~20倍。
图8-8
图8-9
§8—5 在地形图上确定汇水面积
汇水面积:雨水流向同一山谷地面的受雨面积。 用途:主要பைடு நூலகம்于铁路、 公路桥涵的孔径设计。
确定汇水面积的意 义:跨越河流、山 谷修筑道路时,必 须建桥梁和涵洞; 兴修水库必须筑坝 拦水。而桥梁涵洞 孔径的大小、水坝 的设计位置与坝高、 水库的蓄水量等都 要根据这个地区的 降水量和汇水面积 来确定。
图8-10
确定汇水面积方法:
1. 确定汇水面积的边界线
汇水面积的边界线:是由一系列的山脊线和路堤或大 坝连接而成。由图8-10可以看出,由山脊线bcdefga与公路 上的ab线段所围成的面积,就是这个山谷的汇水面积。
2. 计算汇水面积:汇水面积可用透明方格纸法、平行 线法或电子求积仪测定。
§8—6 在地形图上确定添挖边界线
❖断面法
适合于地势起伏较大的地形 及带状地形。
•在地形图上绘制平行线。 •绘制各方向线的断面图 分别计算出填、挖方面积。 •分别计算填、挖方量。
VT 12(AT1AT2)l 1
VW 2(AW1AW2)l
数字化地形图
随着经济全球化趋势的增强,以信息技 术为特征的新技术革命,正使人们能够以前 所未有的能力,去获取有关人类社会及其空 间位置的巨量信息,并对这些信息进行整合 和分析,从而为解决人口、资源、环境、灾 害等全球共同关注的问题提供有力支持。在 这种宏观背景下,地理信息的数字化已从设 想走向现实。在地形图的数字化处理中,目 前主要有所谓的“4D”产品,即数字高程模型、 数字正射影像图,数字线划地图和数字格栅 地图等。
αAB和BA的坐标方位角αBA。
同一直线的正、反坐标方位角之差
为180°,但由于量测存在误差,设量 α‫׳‬BA ,
测结果为α‫׳‬AB和
。可按 下A 式B 计算1 2α(A B 'A )3B 'BA 18)0(8-5)
按图8-3中的情况,上式右边括弧中应取“-”号。
2.解析法 (常用)
先求出A、B两点的坐标,然后再按下式计算 AB的坐标方位角:
例:将图中的谷地以aa'为界填出一块水平场地。要求场地的高 程为45m,填土的边坡为1:1.5。
绘制方法如下:
①绘出填土边坡的等高线; ②连接相邻的地面上和 边坡上高程相同的等高线的交点,即为填土的边界 线。
§8—7 平整土地中的土石方量估算
在平整土地工作中,常需预算土、石方的工程 量,即利用地形图进行填挖土(石)方量的概算。 其方法有多种,其中方格法(或设计等高线法)是 应用最广泛的一种。
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