工程建设中地形图的应用
建筑工程技术《地形图基本应用》
地形图基本应用地形图是国家各个部门、各项工程建设中必需的基础资料，在地形图上可以获取多种、大量的所需信息。
并且，从地形图上确定地物的位置和相互关系及地貌的起伏形态等情况，比实地更准确、更全面、更方便、更迅速。
一、确定图上点位的坐标1） 求点的直角坐标 欲求图9·9 a)中P 点的直角坐标，可以通过从P 点作平行于直角坐标格网的直线，交格网线于e 、f 、g 、h 点。
用比例尺（或直尺）量出 ae 和ag 两段距离，则P 点的坐标为：mag y y mae x x a p a p 321292932100211272721100=+=+==+=+=为了防止图纸伸缩变形带来的误差，可以采用下列计算公式消除： m l ad ag y y m l ab ae x x a p a p 03.321291009.99293210003.211271009.992721100=⨯+=⋅+==⨯+=⋅+=式中，为相邻格网线间距。
2） 求点的大地坐标 在求某点的大地坐标时，首先根据地形图内外图廓中的分度带，绘出大地坐标格网。
接着，作平行于大地坐标格网的纵横直线，交于大地坐标格网。
然后，按照上面求点直角坐标的方法计算出点的大地坐标。
bh αPQ cab二、确定图上直线段的距离若求PQ 两点间的水平距离，如图9·9 a)，最简单的办法是用比例尺或直尺直接从地形图上量取。
为了消除图纸的伸缩变形给量取距离带来的误差，可以用两脚规量取PQ 间的长度，然后与图上的直线比例尺进行比较，得出两点间的距离。
更精确的方法是利用前述方法求得P 、Q 两点的直角坐标，再用坐标反算出两点间距离。
三、图上确定直线的坐标方位角如图9·9 a)，若求直线PQ 的坐标方位角，可以先过P 点作一条平行于坐标纵线的直线，然后，用量角器直接量取坐标方位角。
要求精度较高时，可以利用前述方法先求得P 、Q 两点的直角坐标，再利用坐标反算公式计算出。
第一章 工程建设中对地形图的要求与应用
• 目前工程建设规划设计基本上采用计算机辅助设计，因此， 为工程建设规划设计所提供的地形图也需要是数字地形图。 现在地面测图和摄影测量测图都已采用数字测图方法，测制 的地形图就是数字地形图。对于原来测制在图纸上的地形图 可采用地形图数字化的方法，生成数字地形图。在很多设计 部门已建立了工程信息系统，如城市地理信息系统、矿山地 理信息系统等，测绘资料是工程信息系统的一个子系统。
• 2．地形图高程的精度 • 地形图高程的精度，是根据地形图按等高线所求得的任意 一点高程相对于邻近图根点的高程中误差来衡量的。因此， 地形图的高程精度是指等高线所表示的高程精度。影响地 形图高程精度的因素对大比例尺地形图来说，主要有：测 定地形点的高程误差、地形概括误差和勾绘等高线的误差。 这些误差与地面的坡度和地面的起伏不平有关。随着地面 的坡度增大，测量高程误差会显著加大。实际地面是起伏 不平的，而在测图时则将相邻两个地形点间的不规则曲线 视为直线，由此而引起的高程误差称为地形概括误差。地 形点的间距愈大，则地形概括误差就愈大。因此，要提高 地形图高程的精度，除提高测量高程精度外，还要加大地 形点的密度。 • 根据《工程测量规范》，等高线高程的中误差可按以下经 验公式计算: 1
• 如:隧道和桥梁一般是铁路、公路线上的关键性工程。对于中、小型桥隧 工程，往往先决定线路方向和位置，再考虑地形、地质条件，然后确定 桥梁与隧道的位置。而大型桥隧工程，要考虑地形、地质及水文等条件 来确定它们的位置，然后再决定与它连接路线的走向及位置。对于大型 桥梁，首先在比例尺为1﹕10000至1﹕50000的地形图上研究，结合实地 踏勘，提出桥址的几个可能的比较方案。在初步设计阶段，其目的是要 对几个可能的比较方案进一步加以比较，以确定一个最优的设计方案。 为此需要提供更为详细的地形、水文及其它资料，作为方案比较的依据， 同时也供设计桥梁及其附属结构物之用。为设计桥梁需要提供的地形资 料有：桥渡线跨河长度、桥址纵断面图、比例尺为1﹕2000至1﹕10000的 桥渡位置图、比例尺为1﹕500至1﹕2000的桥址地形图及水下地形图。
工程类第五章工程建设中的地形图与应用
水利工程建设中地形图的更新和维护：随着工程进展和环境变化，需要定期更新和维护地形图以保证工程安全
城市规划与建设
城市规划：地形图提供详细的地形信息，有助于规划师合理规划城市布局和交通网络。
建筑设计：地形图为建筑设计提供基础数据，确保建筑与地形相协调，减少安全隐患。
市政工程：地形图应用于道路、桥梁、排水等市政工程的设计与建设中，提高工程效率和安全性。
地形图的质量控制
测量精度要求：确保地形图的数据准确性和精度
地图符号规范：使用标准化的地图符号，保证地图的可读性和专业性
数据处理方法：采用合适的软件和算法，对地形数据进行处理和编辑
质量检查与审核：对完成的地形图进行质量检查和审核，确保符合相关标准和要求
工程建设中地形图的应用场景
PART THREE
测量仪器：用于实地测量地形数据，如全站仪、GPS等
制图软件：用于地形图制作与编辑，如AutoCAD、ArcGIS等
输入设备：如平板电脑、数码相机等，用于获取地形数据
输出设备：如打印机、绘图仪等，用于输出制作完成的地形图
地形图的制作流程
交付使用：将合格的地形图交付给用户使用，包括提供电子版和纸质版地形图。
可靠性：地形图经过专业的测量和绘制，具有较高的精度和可靠性，能够减少工程建设的风险和误差。
法律效应：地形图作为官方测绘成果，具有法律效力，可作为工程建设中的重要依据和参考。
地形图的局限性
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
更新频率：地形图更新频率较低，无法及时反映地形的变化。
精度限制：地形图只能提供一定精度的地理信息，无法完全准确地反映地形细节。
现场踏勘：对制作地形图的区域进行实地考察，了解地形地貌、建筑物、道路等情况。
地形图在工程建设中的应用
本节重点
1. 用测绘学原理和基本方法解决工程建设中测 绘问题的思路和具体方法。
2. 熟练掌握本节介绍的几种常见的地形图应用 的技术。
作业：
P321－3.、4.
地形图在工程建设中的应用
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/10
地形图在工程建设中的应用
四. 土地平整
(Land Leveling)
地形图在工程建设中的应用
绘 制 地 形 断 面 图
地形图在工程建设中的应用
量 测 汇 水 面 积
地形图在工程建设中的应用
已知：
h＝2m，
最 指定坡度
短 i＝5％
路 则：
径
两条等高线 间最短距离
选 S＝h / i
择 ＝2 / 5%
＝40m
地形图在工程建设中的应用
地形图在工程建设中的 应用
20一. 绘制地形断面图
(Section Drawing of Terrain)
二. 量测汇水面积
(Determination of Converging Area)
三. 最短路径选择
(Selection of Shortest Path)
土地平整
㈠按指定高程平整 1. 确定填挖交界 线，如150m； 2. 绘方格网， 求出各顶点高程； 3. 计算各顶点 填或挖高度＝ 地面高程－设计高程； 4. 计算各方格填或挖的土方量。
地形图在工程建设中的应用
地形图在工程建设中的应用
㈡按平均高程平整 1. 绘方格网，求出各顶点高程； 2. 计算平均高程，确定填挖交界线，如：
33.04m； 3. 计算填或 挖高度； 4. 计算填挖 土方量。
工程建设中地形图的应用
• 一定面积图幅上可容纳多少信息还与图的 制印技术有关，但总有一个限度。随着比 例尺的改变，一幅图(为了使用方便，通常 图幅的大小约为50 cm×50cm)所表示的地面 大小不同。比例尺愈小，涉及地面愈大， 因此信息的概括程度愈高。反之，比例尺 愈大，细部信息愈多，但一幅图涉及的范 围也愈小。也就是说，设计人员在小比例 尺图上可以获得大范围内宏观的信息，而 在大比例尺因上可以获得小范围内的微观 信息。
• 一个好的工程师，首先要尽可能准确地顾及各 种经济因素和社会因素，此外，还必须对工程 建设所在地的地形条件、地质条件和水文地质 条件等有充分的了解。掌握当地的地形、地质 和水文地质信息，才能作具体设计。各种设计 院中都设有勘察部门也正是为了这个。
• 设计通常分几个阶段进行，如果把选址也算 作设计的一个阶段，，则设计可分三个阶段， 即选址、初步设计与施工设计。各阶段设计的 目的及任务各不同，内容也有所不同，而就与 测绘工作的关系来说，其不同性在于各阶段涉 及地域的大小不同，对地形信息详细程度的要 求不同，从而导致各阶常为了改善居住区的环境条件把住宅区安 排在上风处以及河流的上游，而工业区布置 在下风处以及河流的下游。在这两个区之间 尽可能布置绿化隔离带。
• 从地形上来说，那些坡度过大，地形破碎的 地段可规划为绿化地带，而工业区宜布置在 平坦地区、居民住宅区可布置在平坦或略有 起伏的地段。显然做这些规划工作都需要利 用地形图。在做宏观的规划时利用较小比例 尺的地形图，通常为l：l0000。做市内某个小 区的详细规划时要用较大比例尺的地形图， 通常为1：1000—1：2000。
• 中小比例尺地形图占地面积大，例如一幅1： 5万比例尺地形图反映实地400多平方公里面 积上的地形地物。测绘它耍花费相当可观的 人力、财力和物力，经历相当长时间，如果 考虑印刷，又要很大花费。一测多用就可减 少重复浪费，因此制定取舍标准时要使地形 图能有相当大的综合性，从而使这些图能在 地质、水利、农业、交通等等众多国民经济 部门及很多管理和科研部门中获得广泛的应 用。所以国家测绘局把“一测多用”。定为 测绘管理的原则。为了实现一测多用，就一 定要对测绘成果制定统一的规格：统一的精 度，统一的内容，统一的坐标系统，统一的 分幅方法，统一的图式，甚至统一的整饰规 格。
工程建设中地形图的应用DOC
第一章工程建设中地形图的应用第一节地形图在工程建设勘察设计阶段的应用1设计用地形图的特点工程建设一般分为规划设计（勘测）、施工、运营管理阶段。
在规划设计时，必须要有地形、地质等基础资料，其中地形资料主要是地形图。
没有确实可靠的地形资料是无法进行设计的，地形资料的质量将直接影响到设计的质量和工程的使用效果。
设计对地形图的要求主要体现在以下三方面：意识地形图的精度必须满足设计要求；二十地形图的比例尺应选择恰当；三是测图范围合适，出图时间要快，具有较好的实时性。
2地形图在水利工程勘测设计阶段的应用我国具有极其丰富的水资源、港湾和海洋资源。
为了开发和利用这些资源，必须兴建水工建筑物，如河坝、船闸、运河、港口、码头等。
为了合理地选择水利枢纽的位置和分布，以便使其在发电、航运、防洪及灌溉等方面都能发挥最大的效益，需在全流域测绘比例尺为1:500或1: 100 000的地图，以及水面与河底的纵断面图，一边研究河谷地貌的特点，探讨各个梯级中水利枢纽水头的高低、发电量的大小、回水的分布情况以及流域与水库的面积等，并确定各主要水利枢纽的型式和建造的先后顺序。
拦河坝市水利枢纽工程中的主要工程，地形和地质条件决定了坝址的位置。
最有可能建坝的地方是在河谷最窄而岩层最好的河段。
为了确定建坝以后在河流上形成的水库淹没范围及面积，计算总库容与有效库容，设计库岸的防护工程，确定哪些城镇、工矿企业以及重要耕地被临时淹没或永久浸没，并拟定相应的防护工程措施，涉及航道及码头的的位置，指定库底清理、居民迁移以及交通线改建等的规划，需要各种不同精度的地形图。
3地形图在城市勘测设计阶段的应用城市的建设也离不开地形图，在确定城市的整体布局时需用各种大、中、小比例尺的地形图。
比如：道路规划、各种管线的规划、工矿企业的规划以及各种建筑物的规划等。
在设计中如果没有地形图，设计人员就没办法确定各种工程及相应建筑物的具体位置。
利用1: 2 000或1:500比例尺地形图作为选址的依据和进行总图设计的地图，在图上设计人寻找合适的位置、放样各种设施、量取距离和高程，并进行工程的定位和定向及坡度的确定，从而计算工程量和工程费用等。
第1讲工程建设对地形图的要求与应用
•§1-2大比例尺地形图的精度分析
《工程测量规范》
•§1-2大比例尺地形图的精度分析
《1:5001:1000、1:2000地形图航空摄影测量外业规范》
•图上地物点对最近野外平面控制点或平高控制点的平面位置中误差
•§1-2大比例尺地形图的精度分析
《城市测量规范》
•§1-2大比例尺地形图的精度分析
形概括误差,等高线高程的中误差可按以下经验公式计算:
•§1-2大比例尺地形图的精度分析
•等高线高程的中误差
•式中， 为等高距，M为测图比例尺分母， 为地面倾斜角。
•§1-2大比例尺地形图的精度分析
等高线插求点高程中误差
地形类别
1﹕500
1﹕1000
1﹕2000
计算值
计算值
计算值
计算
H
H
H
值(等
(m) (m) (等高距) (m) (m) (等高距) (m) (m) (等高距) 高距)
o 水利枢纽工程的初步设计阶段，在可能布设枢纽工程的全部地 区，也应有比例尺为1﹕10000的地形图，以便正确地选择坝轴 线的位置。坝轴线选定以后，就应在这个划定的枢纽布设地区 提供比例尺为1﹕2000至1﹕5000的地形图，以研究枢纽工程主 要建筑物的布置方案。
o 在施工设计阶段，在坝区、厂房地区、船闸闸室、引水渠渠道 以及引水隧洞的进口等处应测绘比例尺为1﹕1000（有时需 1﹕500）的地形图，以便详细地设计该工程各部分的位置与尺 寸。
平地 (2°以下)
0.5 0.14
0.28
0.5 0.15
0.31
0.5 0.18 1.0 0.31
0.36 0.31
1/3
丘陵地 (2°～6°)
5 第五章 工程建设中的地形图与应用
52.0 +2.6 Ⅰ 50.9 +1.5 Ⅱ 49.6 +0.3 Ⅲ 50.3 51.5 +2.0
m剌
(mm) 0.2 0.2
m物
(mm) 0.59 0.78
m复
(mm) 0.66 0.84
1∶1000
1∶2000
重要 次要
重要
100 150
100
0.18 0.18
0.18
0.3 0.3
0.3
0.39 0.64
0.36
0.16 0.22
0.10
0.2 0.2
0.2
0.58 0.79
0.55
0.65 0.85
5.3 各种工程对地形图的要求
一、水利工程设计对地形图的要求
（5）对于港口码头的设计 1 ）初步设计阶段， 1:1000 或 1:2000 的陆上地形图 与水下地形图 目的：布置铁路枢纽、仓库、码头、船坞、防波堤 以及其他的一些附属建筑物，并且进行方案比较。 2）施工设计阶段：1:500或1:1000
5.3 各种工程对地形图的要求
二、交通工程设计对地形图的要求
（1）规划设计阶段： 1:25000或1:50000 （2）初步设计阶段： 1:500~1:5000 （3）对于交通建设中的山岭隧道， 1）初步设计阶段：1:2000或1:5000，
2）施工设计1:500
5.3 各种工程对地形图的要求
三、工业与民用建筑工程设计对地形图的要求
工程建设中地形图的应用
01
工业场地的竖向布置系统和地面连接方法确定以后，即可对整平面的宽度、坡度和平土高程进行设计。（若考虑排水则坡度为0.5%~1.0%）
01
整平面的坡度和平土高程确定后，即进行建、构筑物的地坪高程、铁路轨顶高程、道路中心线高程以及工程管网高程的设计。这些高程的设计原则上仍然是要使其尽量与自然地形相适应，考虑排水条件，室内地坪要高出室外地面0.15~0.5m左右。地下管道埋设深度最浅为0.6m。因此平坦地区地形图的高程中误差可为±0.15m, 最大误差应在±0.3m以内。
01
02
对于地形测绘的精度要求，应根据竖向布置的正确设计去分析。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，以保证生产运输有良好的联系，合理地组织排水，并且使土方量最小，而且使填挖方量平衡。
01
工业场地地面连接的方法一般分平坡法和台阶法。其选择是根据工业企业的性质、总平面布置、厂址的地质构造以及自然地形等因素综合考虑决定。
则，测定地形点的高程误差：
式中：ms—测定地形点（次要地物点）的视距中误差，可 依据前面的方法求出； mα—视线倾斜角测定误差，取±1′； mi、mv—分别为量测仪器高和望远镜读取标尺的中丝读数误差，取±1cm。
各项竖向布置的高程设计完毕以后，应计算土方量，以作为进行投资预算，施工准备以及论证设计方案。
1
2
地形图是为工业建设的设计服务的。随着设计方法的不断改进，对地形图提出不同要求。一般有以下几个方面的要求： 地形图所表示的高程的精度要求，该要求不是很高； 平地（坡度在0.1或6°以下）为0.17~0.28m, 坡地（坡度在0.10~0.20或6°~12 °）0.39~0.50m, 比例尺选择适当； 经济、设计要求（表示地物的详细程度）、图面负载、清晰度。
工程建设中的地形图与应用
促进工程建设的可持续发展
地形图提供了土地利用和规划的依据 ，有助于合理规划城市和区域发展， 促进土地资源的可持续利用。
地形图在环境保护、水土保持等方面 也具有重要作用，能够为工程建设提 供生态友好的设计方案，促进工程建 设的可持续发展。
人工智能技术在地形图制作和 应用中发挥着越来越重要的作 用。
利用人工智能技术可以对地形 图进行智能识别、分类和提取， 提高地图精度和地图质量。
人工智能技术还可以实现地形 图的自动化制作和智能化应用， 提高地图的应用效率和实用性。
05
实际案例分析
城市规划中的地形图应用
城市规划设计
地形图为城市规划设计提供了基础数据，帮助规划师了解地形起伏、水文条件、地质构造等信息，从而合理安排 城市功能分区、道路网络和公共设施布局。
工程建设中的地形图 与应用
目录
• 地形图的基本概念 • 工程建设中地形图的应用 • 地形图在工程建设中的重要性 • 地形图的发展趋势与未来展望 • 实际案例分析
01
地形图的基本概念
地形图的定义与作用
定义
地形图是一种详细表示地球表面地形 、地貌、地物和地理要素的地图，是 基础地理信息的重要载体。
提高工程建设的效率和质量
01
地形图为工程建设提供了详细的 地形信息，有助于减少现场勘查 的时间和成本，提高工程规划和 设计的效率。
02
通过地形图，设计人员可以更好 地理解地形地貌，合理规划工程 布局和路线，优化设计方案，提 高工程质量。
降低工程建设的风险和成本
地形图提供了地质、水文等重要信息， 有助于评估和预测工程建设中可能遇 到的风险和问题，提前制定应对措施， 降低风险和成本。
第一章 工程建设中对地形图的要求与应用(2)
• §1-5 数字地面模型（DTM）的获取和应用
• 数字地面模型（Digital Terrain model简称为DTM）是表示 地面起伏形态和地表景观的一系列离散点或规则点的坐标 数值集合的总称，已广泛应用于测绘、地质、水利、工程 规划设计、水文、气象等众多学科领域。在测绘领域，用 一系列地面点的x、y位置及其相联系的高程表示区域地面 形状的模型。这一系列地面点可以是离散形式的，它们应 有三维坐标，则数字地面模型是表示某一区域的三维向量 有限序列，用函数的形式描述为： Vi X i , Yi , Z i , i 1,2,3,n
iab 0.7 / 6.3 11.11%
9-3图形面积与体积的量算
• 在地形图上进行面积和体积的的量算也是地形图应用的 一项基本内容，尤其在工程建设和规划设计时经常用到。 所以有必要对面积的量算作一介绍。 1．图形面积的量算 面积量算的常用方法主要有：方格法，平行线法、解析 法和求积仪法。 （1）方格法 • 先在透明模片上绘制边长为1mm的正方形格网，再把 它覆盖在待测算面积的图形上，数出图形内的整方格数 n1和图形边缘的零散方格数n2。对零散方格采用目估凑 整。则所测算图形的面积为：如图所示
2．体积的量算 体积量算在工程设计和建设中是经常遇到的,如线路设计和场 地平整,以及水库的库容量和矿山的矿产储量等都需要计算体 积。一般体积量算常用方法有等高线法，断面法和方格法。 (1)根据等高线计算体积 如图所示,欲计算某一高程面以上的体积,则首先量算等高线在 平面上所包围的面积,然后按台体和锥体计算每一个体积,最后 求各层体积之和即可求出总体积. 在图8-25中,设S0,S1, S2及S3为 各等高线所包围的面积,h为等高距,则所示各层体积Vi和总体积 V分别为: V1=( S0 + S1) ×h/2 V2=( S1 + S2) ×h/2 V3=( S2 + S3) ×h/2 Vi= S3×hi/3 V=V1+V2+V3+Vi 式中hi为最上层等高线到山顶的高度.
工程建设中地形图的应用课件
通过地形图上的等高线，理解地形的高低起伏，对地形的高低变化有直观的认识 。
地形图中的地形要素识别
等高线
理解等高线的含义，通过等高线 的疏密、形状等判断地形的陡峭
、平缓等特征。
水系
通过地形图上的河流、湖泊等水 系，了解地形的水文特征，对工 程建设中的水资源利用、防洪等
有重要意义。
植被
通过地形图上的植被分布，推断 地形的土壤类型、湿度等特征， 对工程建设中的基础设计、土壤
坡度坡向分析
基于地形图进行坡度坡向分析，评估地表的侵蚀 风险和水土保持措施的需求。
案例二：某道路工程中的地形图应用
路线选址
利用地形图分析地形起伏、地貌特征，为道路选线提供地形依据 ，确保路线稳定、安全。
纵断面设计
依据地形图进行道路的纵断面设计，确保道路坡度合理，防止过度 开挖或填方。
排水设计
通过地形图识别地表水流路径，设计道路排水系统，避免路面积水 和冲刷。
通过对地形图进行剖面分析，可以更直观地理解地形的三 维形态，为工程建设的线路选择、施工方法等提供决策支 持。
CHAPTER 04
地形图在实际工程案例中的 应用
案例一：某水利工程中的地形图应用
地形分析
利用地形图进行微地貌和地形起伏分析，为水坝 、水库等水利设施的选址和设计提供依据。
汇水面积计算
通过地形图提取流域边界，计算汇水面积，为水 利工程的规模设计提供数据支持。
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地形图的种类和精度等级
种类
根据制作方法和用途，地形图可分为线划地形图、影像地形图、数字高程模型 （DEM）等。线划地形图以线条表示地形特征，影像地形图则基于航空或卫星 影像制作，DEM则是地形高程的数字化表达。
5 第五章 工程建设中的地形图与应用【精选】
§5.3 工程竣工图测绘
一、工程竣工图测量
特点与原则 施测竣工图的原则 控制测量系统应与原有系统保持一致 测量控制网必须有一定的精度标准 充分利用已有的测量和设计的资料
§5.3 工程竣工图测绘
一、工程竣工图测量
内容和要求 竣工图的内容 厂区现状标准图 辅助图 剖面图 专业分图 技术总结报告和成果表
§5.3 工程竣工图测绘
一、工程竣工图测量
目的 竣工测量的任务 在新建或扩建的工程时，为了检验设计 的正确性，阐明工程竣工的最终成果， 作为竣工后的技术资料，就必须提交出 竣工图。如为阶段施工时，则每一期工 程竣工后，就应作出该期工程的竣工图， 以便作为下期工程设计的依据。
§5.3 工程竣工图测绘
从科学研究的角度上看，为了确定地幔表层及其物 质结构、研究板块运动、探讨海底火山爆发与地震 等，也需要水下特殊区域的地形图
为了进行国与国之间的海域划界工作，高精度的海 底地形图是必备的
§5.4 水下地形图
二、水下地形测量的定位方法
全站仪定位 GPS差分定位
§5.4 水下地形图
三、水深测量及水位观测
DTM的建方法 常用的有密集正方形格网法和不规则三角 形格网法两种
用规则格网法建立DTM透视图
用三角形格网法建立DTM透视图
§5.5 数字地面模型和勘测设计一体化
二、勘测设计一体化
传统的 “劳动密集 + 体力 + 经验”的公路 设计模式不能满足我国公路建设发展规划要求 的，因此，必须采用高效能的技术，即将计算 机及数字地面模型引入到公路勘测设计中去。
§5.4 水下地形图
四、水下地形图测绘
水下纵断面图编绘 编绘步骤如下：
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第一章工程建设中地形图的应用第一节地形图在工程建设勘察设计阶段的应用1设计用地形图的特点工程建设一般分为规划设计（勘测）、施工、运营管理阶段。
在规划设计时，必须要有地形、地质等基础资料，其中地形资料主要是地形图。
没有确实可靠的地形资料是无法进行设计的，地形资料的质量将直接影响到设计的质量和工程的使用效果。
设计对地形图的要求主要体现在以下三方面：意识地形图的精度必须满足设计要求；二十地形图的比例尺应选择恰当；三是测图范围合适，出图时间要快，具有较好的实时性。
2地形图在水利工程勘测设计阶段的应用我国具有极其丰富的水资源、港湾和海洋资源。
为了开发和利用这些资源，必须兴建水工建筑物，如河坝、船闸、运河、港口、码头等。
为了合理地选择水利枢纽的位置和分布，以便使其在发电、航运、防洪及灌溉等方面都能发挥最大的效益，需在全流域测绘比例尺为1:500或1: 100 000的地图，以及水面与河底的纵断面图，一边研究河谷地貌的特点，探讨各个梯级中水利枢纽水头的高低、发电量的大小、回水的分布情况以及流域与水库的面积等，并确定各主要水利枢纽的型式和建造的先后顺序。
拦河坝市水利枢纽工程中的主要工程，地形和地质条件决定了坝址的位置。
最有可能建坝的地方是在河谷最窄而岩层最好的河段。
为了确定建坝以后在河流上形成的水库淹没范围及面积，计算总库容与有效库容，设计库岸的防护工程，确定哪些城镇、工矿企业以及重要耕地被临时淹没或永久浸没，并拟定相应的防护工程措施，涉及航道及码头的的位置，指定库底清理、居民迁移以及交通线改建等的规划，需要各种不同精度的地形图。
3地形图在城市勘测设计阶段的应用城市的建设也离不开地形图，在确定城市的整体布局时需用各种大、中、小比例尺的地形图。
比如：道路规划、各种管线的规划、工矿企业的规划以及各种建筑物的规划等。
在设计中如果没有地形图，设计人员就没办法确定各种工程及相应建筑物的具体位置。
利用1: 2 000或1:500比例尺地形图作为选址的依据和进行总图设计的地图，在图上设计人寻找合适的位置、放样各种设施、量取距离和高程，并进行工程的定位和定向及坡度的确定，从而计算工程量和工程费用等。
设计人员只有掌握了可靠的自然地理、资源及经济情况后才能进行正确合理的设计。
4地形图在工程建设中的其他作用地形图除了在设计阶段的作用外，在工程施工和工程竣工验收过程中也少不了。
总之，地形图在工程建设中必不可少的重要资料，没有确实可靠的资料是无法进行设计的。
地形资料的的质量也将直接影响到设计的质量和工程的使用效果。
所以，在有关规程中明确规定：“没有确实可靠的设计基础资料，是不能进行设计的。
第二节工矿企业设计对地形图的进度要求工矿企业设计对地形图的要求主要体现在三个方面：一是地形图的精度必须满足设计要求；二是要选择恰当的比例尺和测图范围；三是出图时间要比较快。
对于工矿企业设计来说，地形图主要用于总图运输设计，结合工矿企业的特点和地形图提供的原始资料，合理布局生产设备和生产车间相互之间的位置。
1工矿企业设计对地形图的平面位置精度要求图1-1体的生产工艺流程，将主要建筑物的轮廓位置按设计所需比例尺绘在透明再将透明纸覆盖在相同的比例尺地形图上纸上，或者做成相同比例的模型摆在地形图上，调整建筑屋顶的安放位置。
同时要考虑现场地形条件、原有建筑物的限制、生产工艺要求等条件。
综上所述，一般要求地形图上场地边界的地物点位置误差不得大于图上±1mm。
在进行总平面的设计时，先按照城市规划、卫生、消防等部门的要求结合具体的生产工艺流程，将主要建筑物的轮廓位置按设计所需比例尺绘在透明再将透明纸覆盖在相同的比例尺地形图上纸上，或者做成相同比例的模型摆在地形图上，调整建筑屋顶的安放位置。
同时要考虑现场地形条件、原有建筑物的限制、生产工艺要求等条件。
综上所述，一般要求地形图上场地边界的地物点位置误差不得大于图上±1mm。
建筑物位置确定后，将其标定在地形上，然后在主要建筑轴线方向上确定两点A、B（如图1-1所示），图解出它们的坐标并反算出方位角α´，将AB方向作为施工坐标系的X（或Y）方向，再在适当位置取一点作为施工坐标系的原点，通常取A点为坐标原点，然后根据AB的设计距离，计算B点的施工坐标。
另外，由总平面设计的解析数据可以计算出其他个点的施工坐标。
再按此施工坐标系将一些重要的设计内容绘在地形图上，量测其与现行地形地物的相对位置，进行检核。
有此在地形图上确定施工坐标系的原点位置的允许误差一般为图上的1～2mm。
所以我们可以认为，这项检核的允许误差亦为1～2mm。
考虑量测的误差，可以得出设计对地形图上地物的平面位置允许误差不应大于图上1mm。
2工矿企业设计对地形图高程精度的要求工业厂地的地面竖向布置，就是将厂区的自然地形加以整平改造，以保证上产运输有良好的联系，合理地组织排水，并要使土方量最小且填挖方量平衡。
根据设计过程，我们可以从地面连接方式设计、建筑物高程设计以及土方量计算等方面分析设计中对地形图高程的精度要求。
工业场地的地面连接方式一般分为平坡式和阶梯式两种，在实际应用中应根据企业的性质、总平面布置、地址的地质结造及自然地形因素综合考虑决定，其中地形因素有决定性的影响。
地形图可供量取自然地面的坡度，确定地面起伏，即在图上用分规（或直尺）量取两根等高线之间的平距L，根据这两等高线的高程H1、H2，则可以求得相应的地面坡度为L H H i /)(21-= （1-1）在进行地面连接方式的设计时，若场地采用平坡式连接，因关系到场地中的排水问题，所以规定场地的最小排水坡度为0.5%。
一般要求图解坡度的误差不大于场地最小排水坡度的一半，当采用平坡式连接时，对地形图高程的精度要求最高。
设允许图解坡度误差的限差为∆，则图解的坡度中误差i m 为2/∆=i m （1-2）设计规范上规定，设计地面平整的宽度不应小于100m ，否则应采用阶梯式设计。
以上是设计竖向布置系统和地面连接方法对于等高线高程的精度要求。
建（构）筑物的地坪高程、铁路轨顶高程、道路中心线高程以及工程管网的设计原则是要使其尽量与自然地形相适应，考虑到排水条件，室内地坪一般要高出室外地面0.15～0.50m 。
地下管道埋设深度最浅为0.6m.因此，平坦地区地形图的高程中误差可为±0.15m ，最大误差应为±0.3m 以内。
土方量是进行投资预算、施工准备以及论证设计方案可行性的资料，是在竖向布置的高程设计完毕后进行计算的。
其计算的允许误差为10%～20%，受到确定整平坡度的大小、土方量计算的方法、施工验收的方法、土的松散系数、等高线的高程误差等因素的影响。
一般认为等高线高程误差对于土方量计算的影响应小于5%。
土方量计算对地形图的高程精度要求见表1-1。
表1-1 土方量计算对地形图的高程精度要求从上面可以看出，设计中对于地形图的精度要求常取决于设计的方法。
随着科学技术的进步，设计方法在不断地更新，也将对地形图的精度提高要求。
第三节大比例尺数字测图的地形图精度在工程规划和方案设计中需要各种比例尺的地形图，其中校比例尺地形图大多利用现有资料进行汇编而来，二大比例尺地形图则是由实地实测。
在这里，主要讨论大比例尺地形图的测绘精度问题，通过分析地形图精度影响的因素，从而确定适合的测图方法，更好地为设计服务。
由于影响地形图精度的因素很多，而且其中有些因素的影响很难用具体的数字来描述。
所以，在这里进介绍精度分析的一般原则和方法，并给出一定的经验数据。
目前我国测绘地形图的方法主要有野外地面测图和摄影测量法（航测、地面近景摄影）成图，地面测图方法又分为模拟法测图和数字测图，所测的地形图绝大都数是为了满足工程建设所需的大比例尺地形图。
下面主要讨论数字测图的精度。
野外采样大比例尺数字测图的全过程几乎都是遵循解析分析方式进行的。
虽然最后成果仍可表现为图解的线划图，但与传统的平板仪测图想必有本质的区别。
前者不但在效率上有很的提高，而且减轻了野外作业的劳动强度，更为突出的是地形图数学精度的提高。
数字测图是利用电子速测仪（全站仪或半站仪）配合棱镜在野外测量测站至地物点的方向、距离和高差，并将野外测量的数据自动传输（或人工健入）到电子手簿、磁卡或便携式微机内记录。
现场绘制地形（草）图，到内室将数据自动传输到计算机，借助计算机及配套的数字测图软件，人机交互编辑后，按一定的比例尺及图示符号自动生成数字地形图，并控制绘图仪自动输出地形图。
这种方法是从野外实地采集数据的，所以又称野外地面数字测图（以区别其他的数字测图，如航测数字测图），其实只是一种全数字机助测图的方法。
测绘出的地形图是以计算机磁盘（或光盘）为载体的数字地图，它以数字的形式表达地形信息（几何信息和描述信息）。
1数字测图时地物点平面位置的误差来源数字测图时地物点平面位置的精度可用地物点相对于临近的图根点的点位中误差（实地）来衡量。
数字测量是地物点的平面位置的误差主要受下联误差的影响：﹙1﹚ 定向误差对地物点平面位置的影响----m 定； ﹙2﹚ 对中误差对地物点平面位置的影响----m 中； ﹙3﹚ 观测误差对地物点平面位置的影响----m 测；﹙4﹚ 棱镜中心与待测地物点不重合对地物点平面位置的影响----m 重； 因此，数字测图时地物点相对邻近的图根点平面位置的点位中误差可用下式表示：2222重测中定物m m m m m +++= (1-4)2 数字测图时地物点平面位置的精度分析2.1 定向误差对地物点平面位置的影响m 定对地物点平面位置的影响可用下式计算：22022ρa m D m ∙=定 (1-5)式中 D-------测站点到地物点的距离；0a m -------定向方位角中误差；ρ--------206 265″。
设测站点坐标（X 0,Y 0）,定向点坐标(X 1,Y 1)，则定向方位角0α为0arctanx y ∆∆=α (1-6) 式中, 0x ∆= X 1- X 0 , 0y ∆= Y 1 - X 0 。
对式（1-6）微分得020200cos sin 0y d D x d D d ∆∙+∆∙-=ααα (1-7) 式中 D 0------测站点到定向点的平距。
将式（1-7）转化为中误差形式)sin (cos 00020220222x y m m D m ∆∆+=ααρα (1-8)式中,设两个图根点之间的相对误差为m xy ,且m xy m y m x m 20022∙=∆=∆，则 xy m D D m202222∙∙=定(1-9) 2.2 对中误差对地物点平面位置的影响对中误差包括测站对中误差和定向对中误差，它通过对测角的影响而影响地物点平面位置。
根据对中误差对测角的影响可推求得12022225m D D m∙∙=中（1-10） 式中 m 1—---仪器上光学对点器的对中误差，一般不超过3mm; D 、D 0 含义同前。