第10章+地理空间信息的应用

地貌识读
主要根据地形图上的 等高线进行判读。 主要包括：
2. 居民地
3. 工矿企业建筑 4. 独立地物 5. 道路、管线和垣栅 6. 水系及其附属设施 7. 植被的分布、类别、面积等 8. 境界等
地面坡度的变化、地 势起伏的大体趋势，是否 有山头、鞍部、山脊、山 谷及其大致走向等。
（三）野外使用地形图
一、概述
地理空间信息的信息源
纸质地形图、数字地形图和电子地图——是GIS系统中的基础图件， 也是地理空间信息的信息源。地形图上既有空间信息和属性信息。
纸载地形图与数字（电子）地图的精度比较
纸质地形图：成图前的数据采集时的仪器精度低；成图中产生
绘图误差；成图后测量数据的量取产生图解误差。 数字(电子)地形图：成图前的数据采集时的仪器精度高；成图 过程中计算机成图也不产生绘图误差；成图后测量数据的量 取也不产生图解误差。
(1)以A为圆心，d为半径作弧，交等高线于1点； (2)以1点为圆心，d为半径作弧交等高线于2点，如此直到线路到 达山顶; (3) 把相邻点连接起来，即为所求的最短路线。如果相邻等高线 之间的平距大于 d时，说明地面坡度小于限制坡度，此时取最短 距离值。
可按实际情况反复比较不 同的方案，选择其中施工方 便、经济合理的一条。
地形图应用的基本知识
确定点位的平面坐标
纸质图：图解法
例：量测P点坐标。 1.恢复P点所在格网 2.过P作格网平行线 3.用比例尺量或计算X、Y • • 恢复格网得正方形abcd，a点坐标 为：Xa=700，Ya=1100 量取am、ae的长度注意：应按比例 化算成实地距离），则P点的坐标 为：XP = Xa + （ae/ad）*100， YP = Ya + （am/ab）*100。
图解法量算面积
（一）透明方格纸法
• 计算曲线内的面积，先将毫米透明方 格纸覆盖在图形上，数出图形内完整 的方格数n1和不完整的方格数n2，则 面积可按下式计算 n2图形边界 所占的不完 整方格数 n1为图形边 界所包围的 整个方格个 数
1 M 2 A (n1 n2) 6 (m ) 2 10
（1） （2）
3
4
（3） （4）
y2
y3
坐标计算法公式（解析法）
1 1 P ( x1 x 2 )( y 2 y1 ) ( x 2 x3 )( y 3 y 2 ) 2 2 1 1 ( x1 x 4 )( y 4 y1 ) ( x 4 x3 )( y 3 y 4 ) 2 2
第十章 地理空间信息的应用
知识点一
地形图应用 的基本知识
10.1 概述
10.2 地形图应用的基本知识
10.3 面积量算
地形图在工程 中的应用
10.4 在地形图上按一定方向 绘制断面图 10.5 地形图在平整场地中的 应用
地形图应用的基本知识
一、概述
二、地形图应用的基本知识
地形图的识图 地形图的基本应用
地形图在工程 中的应用
10.5 地形图在平整场地中的应用
地形图在工程中的应用
一、面积量算 二、按限制坡度选定最短路线Fra Baidu bibliotek
三、按一定方向绘制断面图
四、地形图在平整场地中的应用
一、面积量算
用途：房地产计量，国土规划，土石方计量„„ 测量方法：利用地形图量测（图解法）
实地测量数据（实测法）
计算方法：规则几何图形 不规则任意图形 精度要求：根据目的和用途的不同而定。
整理后： P
1 1 ( x1 x2 )( y2 y1 ) ( x2 x3 )( y3 y2 ) 2 2 1 1 ( x3 x4 )( y4 y3 ) ( x4 x1 )( y1 y4 ) 2 2
任意n边形：
1 n p xi 1 xi yi 1 yi 2 i 1
62
•G
61
60
1.点位高程：可根据等高线目估 HE=61.0m, 2.两点间坡度 HF=58.3m, HG=61.9m
59 58
•F 1:500
坡度公式：
h h i= tan= = d•M D
设量得F、G的图上距离为28.5mm，求F、G之间的平均坡度。 平均坡度 地面倾角
h 61.9-58.3 h i= = =0.2526=25.3% = d•m 0.0285•500 D
1000 900 800 700 600 500 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1：1000
A .
AB DAB
.
B
=55°42′53″ AB =180°–RAB
= 124°17′07″
确定点位的高程
• 点在等高线上：
• 点在两等高线之间：比例内插
过B点作一条相对垂直于相邻等高线 的线段mn，分别量出mn、nB的长度，设等 高距为h，则B点高程：
M为比例尺分 母
2
（二 ）电子求积仪法

放大镜
其优点是操作简便、速 度快，适用于任意曲线 图形的面积量算，并能 保证一定的精度。
特点： 自动读数 自动计算面积 换算面积单位 步骤： 准备工作 开机 设定面积单位 设置比例尺 面积量测

动极
跟踪臂
动极轴
其他方法
野外使用地形图时，经常要进行地形图的定向，在图上 确定站立点位置，地形图与实地对照,以及野外填图等工作。
当使用的图幅数较多时，为了使用方便对地形图进行拼 接和粘贴。方法：按照接图表所示的相邻图幅的图名和图号， 将各幅图按其关系位置排列好，按左压右，上压下的顺序进 行拼贴，构成一张范围更大的地形图.
地形图的野外定向
Hm Hn nB
h mn
在地形图上确定某一直线的坡度
•倾斜百分率：h/D = i% •倾斜角：α= arctg h/D •倾斜率： i h H B H A
D d M
D
i
h
四.点位的高程和 两点间的坡度量测
例1：点位的高程和两点间的坡度量测

在等高线地形图上进行量测
•
E
3. 测图年月和测图单位；
4. 图的新旧。 5. 三北方向线关系图和坡度尺
接图表
图名
图号
1. 图号、图名、 内外图廓和接 图表 2. 比例尺
3420.0－521.0
外图廓
内图廓 数字比例尺
图示比例尺
3. 经纬度 与坐标格网 4. 坐标系统 高程系统 图式、测图 日期测图者
经差为3′45″，纬差为2′30″。 东经：113°03′45″~113°07′30 北纬：22°37′30″~22°40′00″
数字地形图的精度高于纸质地形图。
二、地形图应用的基本知识
地形图的识读

图外注记识读：
地物和地貌的识读：
野外使用地形图的方法
地形图应用的基本知识 确定点位的平面坐标 确定两点之间的距离
地形图的读图方法
一般原则: 先图外后图内、先地物后地貌、
先注记后符号、先主要后次要。
（一）图外注记识读 1.图名、图号和邻接图表； 2. 比例尺、图幅范围、坐标系统、高程系统；
Hi——每个方格的平均高程 n——方格总数
Hi——每个方 格的平均高程
第3步“挖、填平 衡”，计算设计 高程H0=33.04m
H1
H2
H3
H4
H5
H6
H7
H8
H9
H10
H11
• 分析H的计算过程，可以发现：
• 角点的高程使用一次---------- 权为1/4 • 边点的高程使用二次---------- 权为2/4
高程比例尺一般比平距
比例尺大5~10倍。
绘制断面
四、 地形图在平整场地中的应用
√建筑施工前首先要平整场地。 在纸质图上平整土地
• 方法： 网格法 断面法
等高线法
1. 绘制方格网（依地形的复杂程度、地形 图比例尺和土方计算的精度要求，边长 为图上2cm)
第1步 绘制方格网，地 面10M*10M 20M*20M
利用AutoCAD量测图形面积
利用AutoCAD的面积量测命令，可以量测各种图形的面积。 （1）用PLINE命令，按各界址点或界址边绘出封闭图形。 （2）用（Area）命令量取面积，并可得到界址的周边长度。
CASS软件的面积计算
由计算机地籍管理软件自动计算
二、按限制坡度选定最短路线
例如，从山脚A点到山顶修一条公路，限制坡度i=5％ 。图的 比例尺为1:2000，等高距h为2米，要满足设计要求，可先求出路 线在相邻等高线之间的最小平距d。 d =h /（i· M）= 2 /（0.05*2000）= 0.02米
14.2°
小结
1. 如何识图以及实地踏勘 • 识图其实质是测图的还原，通过地物和地貌来识 别实际地形等； • 实地踏勘的方法：野外定向 、确定站立点位置； 2. 地形图的基本应用 • 坐标、距离、角度（方位角）、高程、坡度等。
知识点一
地形图应用的基本 知识
10.1 概述
10.2 地形图应用的基本知识 10.3 面积量算 10.4 在地形图上按一定方向绘制 断面图
使图上表示的地形与实地地形一致。 罗盘定向：根据地形图上的三北关系图，将罗盘的指针北端指 向北图廓，并使其刻度盘上的南北线与地形图上的真子午线(或坐 标纵线)方向重合，然后转动地形图，使磁针北端指到磁偏角值， 完成地形图的定向。适合山区。 地物定向：首先，在地形图上和实地分别找出相对应的两个位 置点.例如，本人站立点、房角点、道路或河流转弯点、山顶、独 立树等，然后转动地形图，使图上位置与实地位置一致。适合城 镇、乡村。
d d d
d d d
d
d
d
d
d d d
d
三、按一定方向绘制断面图
道路/隧道/管线等工程设计，需 了解所经路线地面的起伏情况。
作A、B的连线；
可得各交点的高程；
图解各交点的平距； 以横轴AB表示平距,以垂
直于横轴的纵轴表示高程， 画出各交点在断面上的位 置； 连接这些点，即得到AB 方向的断面图；
几何图形法
把图形分解成简单的几何形状，计算所有简单几何图形面积之和。
2
A=A1+A2+A3 常用几合图形：
三角形
梯 扇 形 形
长方形
正方形 圆 形
1
3
5
4
坐标计算法 （解析法）
1. 借助坐标格网图解界址点的坐标。
2. 再按公式（解析）计算图形的面积。
PP 12 y 2 y1 P 23 y3 y 2 P 14 y 4 y1 P 43 y3 y 4
（ 3 ）软件法： cass70/ 工程应用 / 查询距 离两点距离及方位。
例：在图上量得A、B坐标为： 解：X=683.2-845.6=-162.4
XA= 845.6m YA=1140.3m
XB= 683.2m YB=1378.5m
求DAB、AB。
Y=1378.5-1140.3=+238.2 DAB= (162 .4) 2 238 .2 2=288.29 RAB =tan-1 Y =tan-1 1.466749 X 第Ⅱ象限
第一坐标纵线38404km，38为3°带带号 横坐标值为404km－500km= － 96km， 第一坐标横线为2504km。
5.三北方向线关系图和坡度尺
三北方向间的角度关系图一般绘制在中、小比例尺图的东图廓线 的坡度比例尺上方。
（二）地物地貌识读
地物识读
主要根据地形图图式进行判读。
1. 测量控制点
1000 900 800
d n
h P
c f b
ve
700
600
a m (Xa,Ya)
Y X
电子图： cass70/ 工程应用 / 查询指定点坐标
500 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1：1000
确定两点之间的距离
• 量算线段距离 1）图量法：按比例化算成实地距离。 2）坐标反算：
2. 计算各方格顶点的高程

用线性内插法求出，并注记在相应顶点的右上方，如图所示。
第2步内插法 计算各方格顶 点的高程
3. 计算设计高程
“挖、填平衡”。先将每一方格顶点的高程加起来除 以4，得到各方格的平均高程，再把每个方格的平均高程 相加除以方格总数，就得到设计高程H。
H0 H1 H 2 H n H i n n
DMN
(x x )
N M
2
(y
N
y )
M
2
• 量算折线、曲线距离 折线：线段累加
曲线：曲线计（P214图10-5）
确定某一直线的坐标方位角
（1）图解法：确定直线MN的方位角α 可以直接用量角器量取 。 （2）解析法：如图所示，当知道M、N点 的坐标时，公式计算：
MN。
MN
( y N yM ) arct an ( xN xM )