第一章 工程建设中对地形图的要求与应用(2)
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第1章 工程建设中对地形图的要求与测绘
工程项目的施工设计 ——1:500 1:1000。 1:500或 ——1:500或1:1000。(城市地下铁道工程除需要 地面地形图外，还需要沿线的地下管线测量资料） 地面地形图外，还需要沿线的地下管线测量资料）
版 权 所 有： 山 东 科 技 大 学 测 绘 科 学 与 工 程 学 院 刘 尚 国 于 胜 文
工 程 测 量 学
多 媒 体 课 件
第1章 工程建设 对地形图的要求与测绘
测 绘 科 学 与 工 程 学 院
分 节 目 录
1.1 地形图在工程建设规划设计阶段的作用 1.2 大比例尺地形图的精度分析 1.3 工业企业对地形图的要求 1.1-1.3节 小结 和 思考题 1.1-1.3节 1.4 大比例尺地形图在工程设计中的应用 1.5 数字地面模型的获取和应用 1.6 南方 南方CASS软件的工程应用 软件的工程应用 1.4-1.6节 1.4-1.6节 小结 和 思考题
版 权 所 有： 山 东 科 技 大 学 测 绘 科 学 与 工 程 学 院 刘 尚 国 于 胜 文
某水利枢纽工程主要建筑物的布置图
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1.1 地形图在工程建设规划设计阶段的作用
一、水利水电工程建设 对于港口码头的设计 一般分为两个阶段。 港口码头的设计， 对于港口码头的设计，一般分为两个阶段。 初步设计阶段 需要有关地区的比例尺为1:1000 阶段， 在初步设计阶段，需要有关地区的比例尺为1:1000 1:2000的陆上地形图和水下地形图 的陆上地形图和水下地形图， 或1:2000的陆上地形图和水下地形图，以便布置铁路枢 仓库、码头、船坞、 纽、仓库、码头、船坞、防波堤以及其它的一些附属建 筑物，并且进行方案比较。 筑物，并且进行方案比较。 施工设计阶段采用比例尺为1:500或1:1000的地形 阶段采用比例尺为1:500 在施工设计阶段采用比例尺为1:500或1:1000的地形 以便进一步精确地确定建筑物的位置和尺寸。 图，以便进一步精确地确定建筑物的位置和尺寸。
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。
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。
地形图在工程建设中的应用
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。
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°)
工程测量学课件 第一章工程建设对地形图的要求与应用
§1-3 工业企业设计对地形图的要求
总之，可以认为，对于大型工业企业， 初步设计阶段采用的图纸比例可以小一 些，施工设计阶段要求比大一些；对于 一些中、小型企业，可以按照施工设计 阶段的的要求，测绘一种比例尺的地形 图即可，至于采用多大比例尺也可与有 关工程的人员协商拟定。
§1-3 工业企业设计对地形图的要求 三、测图范围的确定 应由设计单位和勘测单位共同拟 定。一般来说，初步设计阶段勘测面 积要布置得大一些，施工设计阶段可 以缩小一些。一般勘测面积应是厂区 建筑占地面积的1.3～1.5倍，若加上外 部水源、弃渣场等，可能为厂区占地 面积的2～3倍。
地形图主要是用在工业企业的总平面运输 设计方面，综合解决主要车间、辅助车间、 动力设施、运输设施、仓库、工程管网以 及行政福利设施等在厂区内的平面布置与 竖向布置。
布置要求：充分考虑地形，对原有建（构）筑物、 运输线路及树林、耕地等，应尽量保留，地形坡度 应能与建（构）筑物的配置、运输、排水要求的适 宜坡度相适应，应与场地周围的地形和现有的建筑 体群相适应，填挖方总量平衡或最少。
Engineering Surveying
华北科技学院
第一章 工程建设对地形图的要求与应用
§1-1 工程建设规划设计中地形图的作用
水利资源开发与利用，必须兴建水工建筑 物，例如拦河坝、船闸、水闸、渠道、运 河、港口，码头等 ； 对于一条河流或者一个水系而言，首先 应该有一个综合开发利用的全面规划，进 行梯级开发，合理地选择水利枢纽的位置 和分布，以使其在发电，航运，防洪及灌 溉等方面都能发挥最大的效益。 应有：1：50000或1：100000的地形图
§1-6 三维透视图绘制
透视变换原理 隐藏线的处理 自学
工程建设中的地形图与应用
地形图可以辅助工程管理人员更好地 了解施工现场情况，合理安排施工进 度和资源，减少不必要的浪费和损失。
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。
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汇总
§1-3 工业企业设计对地形图的要求
• 为说明工业建设对地形图的要求，这里以工业企业设计用图 为例讨论对地形图的要求。 • 对于工业企业的设计，地形图主要是用在总平面运输（简称 总图运输）设计部门。该部门的设计任务，就是根据地形图 等各种基础资料和工业企业生产的特点，综合解决主要车间、 辅助车间、动力设施、运输设施、仓库、工程管网以及行政 福利设施等在厂区内的平面与竖向布置。进行这种布置时， 应充分利用场地地形，对原有建筑物、构筑物、运输线路及 树林、耕地等，应尽量保留；地形坡度应能与建（构）筑物 的配置、运输、排水要求的适宜坡度相适应；建（构）筑物 的布置应与场地周围的地形和现有的建筑体群相适应；填挖 方总量最少，并接近平衡。要满足这些要求，作为设计的基 础资料之一的地形图，应该有怎样的质量呢？这可以从地形 图的必要精度，比例尺的合理选择，以及其它一些方面来加 以说明。
mf m S
• 式中，为方向中误差，可取；S为距离。假定，则。 • 地物点的刺点中误差可取0.2。 • 综合各项中误差，可得到用图根点直接测定的地物点平面位置的中 误差如表1—10 。
• 以上得到的地物点平面位置的中误差是指在地形原图（图纸 一般选用聚酯薄膜，其伸缩变形很小）上的中误差，要是工 业企业的设计是在复制图上进行，还应考虑复制过程中图纸 的变形误差。根据生产单位的经验，此项误差大约为0.3mm。 目前平板仪测图方法已很少应用，原有的地形图已通过地形 图数字化，成为数字地形图。经地形图数字化后地物点平面 位置的中误差会适当增大。相对于工作底图，数字化后的线 划误差大约为0.2mm。
mW mt m j m f mc
1．地形图平面位置的精度
•
• 图根点的点位中误差包括图根点的测量中误差和图根点 的展绘中误差，约为0.2。 • 图根点测定地物点距离产生的中误差，对于不同比例尺、 不同的测量方法、不同的地形情况有所不同，其距离中 误差列于表1—9 。
第1章 工程建设对地形图的要求与应用
§1-5 数字地面模型的获取和应用
§1-6 三维透视图立体图的绘制
§1-1 地形图在工程建设规划设计阶段的 作用
为了进行工程建设的规划设计，必须对工程建 设所在地的地形、地质和水文地质条件等有充分的 了解，为此要进行勘查工作，其中测绘工作主要是 地形图的测绘，为工程建设的规划设计提供地形图。 工程建设的规划设计通常可分选址、初步设计和施 工设计3个阶段。各个阶段的目的及任务不同，内 容也有所不同，而就与测绘工作的关系来说，其各 设计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，因而各设计阶段所需地形图的比例 尺的大小就不同。
(一)平面位置精度要求
总平面图的设计方法：
1.施工坐标系的确定
总平面图的设计方法一般是： 首先按照生产的工艺要求，将主要
X’
x
建筑物的轮廓位置绘出，然后移动
建筑物，再考虑建筑物布置的合理 性和地形条件的情况下，确定建筑 物在地形图上的位置。为了满足设 计要求，地形图上的点位误差应该 不大于1mm。 地形图上确定坐标原 点的限差为1-2mm。
测绘资料的精度和要求
测绘资料要满足工程建设规划设计的需要，其 主要质量标准有：地形图的精度、比例尺和测绘 内容的取舍适度等。 要合理解决这些问题，使得既能充分地满足规 划设计的要求，又能使测绘工作经济合理，这就 要根据设计工作所使用地形资料的具体情况进行 分析，制订测绘计划。
目前，工程建设规划设计基本上采用计算机辅 助设计，以此，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。而对 于原来测制的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。
第一篇工程建设中地形信息的获取和应用第一章工程建设对地形图的要求与应用第二章线路设计阶段的测绘工作第三章水下地形测绘第四章专题图测绘11地形图在工程建设规划设计阶段的作用12大比例尺地形图的精度分析13工业企业设计对地形图的要求14大比例尺地形图在工程设计中的应用15数字地面模型的获取和应用16三维透视图立体图的绘制11地形图在工程建设规划设计阶段的作用为了进行工程建设的规划设计必须对工程建设所在地的地形地质和水文地质条件等有充分的了解为此要进行勘查工作其中测绘工作主要是地形图的测绘为工程建设的规划设计提供地形图
工程建设中地形图的应用
§9—1 勘察设计阶段中地形图的作用设计是为完成预定的工程建设任务所拟定的施工步骤和措施的决定。
任何决定的作出其主观条件是必须具备本行业的理论知识和实践经验客观条件是能确切而及时地了解有关信息。
??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段所需地形图比例尺的大小不同。
??大部分地区有150000和l100000比例尺地形图选址时通常利用这些地形图。
初步设计时随着工程性质及地域大小不同可采用12000—15000比例尺地形图。
施工设计时要详细设计各建筑物包括房屋、道路、管道、桥梁、隧道等等的细部所以要求地形图比例尺更大些。
多数情况下11000比例尺地形图已能满足需要但有时要用1500比例尺地形图。
当从地形图上图解求得有关地物位置、大小、尺寸的精度满足不了设计的要求时例如改建或扩建常须另外测量一些点的坐标和高程例如主要厂房角点的坐标已有道路中心线上一些点的高程并编制细部坐标成果表与地形图一起供设计人员使用。
??设计的内容很多如从建筑功能出发的工艺安排、设备配置从美学考虑的建筑造型从牢固安全又经济出发的结构设计等等。
但首先要决定待建建筑物的位置、形状、大小以及它们之间的相互关系等几何量没有这些几何量是无法进行其他各种设计的。
决定这些几何量又必然要顾及地面已有地物、地形的位置、形状、大小等情况。
即使可以把待建区内原有旧建筑物都拆除也还必须顾及地形条件。
具有可量性、综合性和易读性的地形图是了解已有地形、地物情况及决定待建建筑物诸几何量包括待建物与原有地形地物之间关系的必需的资料。
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• §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.
9-4 按一定的方向绘制断面图
• 所谓断面图，就是指在一定方向的竖直面与地面的交线， 它反映了在这一指定方向上地形的高低起伏形态，又称剖 面图。它是线路规划、设计、施工和预算的重要依据资料 之一。
• 首先在方格纸上或绘图纸上绘制ＭＮ水平线，过Ｍ点作ＭＮ的垂线， 并将此垂线作为高程轴线（如图所示），为了使地面起伏变化明显， 一般高程比例尺比水平距离比例尺大10～20倍，而水平距离比例尺一 般与地形图比例尺一致。然后以Ｍ点作起点，沿地形图上ＭＮ方向线 量取与等高线的交点1、2、3、……Ｎ之间的距离，并依次将它们截 取于ＭＮ水平线上，再依次将各点的高程作为纵坐标在各点的上方标 出。最后将图中的各点用光滑曲线连接，即得MN在该地形图方向上 的断面图。
n （n1 2 ）M 2 2 S＝ m2 10 6
（2）平行线法 平行线法就是将绘有等距平行线的透明纸覆盖在图形上，并 使图形边缘与两条平行线相切，如图所示。则相邻平行线间被 截割的图形可近视看作梯形，而梯形的高为平行线间距h，图 形截割的各平行线的长度为li,则各梯形面积分别为： s1=h×(0+ l1)/2 s2= h× (l1+ l 2)/2 …… sn= h× (l n-1+ l n)/2 sn+1= h×(l n+0)/2 则总面积：S= s1+ s2+……+ sn + sn+1=h∑li
• 4）求积仪法 • 求积仪是一种专门在图上量算面积的仪器，其 优点是使用方便，速度快，适用任意曲线图形的 面积量算，且能保证一定的精度。求积仪有机械 求积仪和电子求积仪，其构造和原理基本相同。 在进行面积量算时，把参数设置好即可,如地形图 比例尺等有关参数。其具体操作可以参见有关求 积仪的使用说明书。如图8-25所示的为一电子求 积仪的构造图。
• (2) 断面法 • 一般在带状图上计算土石方量时常用断面法求体积,如路 基,`大坝等带状体.在计算其体积时,根据断面的起伏情况, 一般分成若干路段, 如图所示,设断面的面积为S0,S1, S2, … Sn,长度为li,则地i段的体积为: • Vi==( Si-1 + Si) ×li/2 • 总体积为: • V=V1+V2+…… Vn • 至于断面的获取可以象前面所叙,在地形图上截取断面. • 而方格法计算体积可以参见前面所叙的土地平整的土石 方计算。 •
(２)计算设计高程 将每一小方格的各 顶点高程加起来取平 均得到每一方格的平 均高程Ｈi，然后将 所有小方格的平均高 程再加起来除以方格 总数，就得到设计高 程Ｈ。，即 Ｈ。=(Ｈ1+Ｈ2+…+Ｈn)/n 式中Ｈi为第ｉ个方格的平均高程；ｎ为方格总数。 在计算高程时可以看出方格网上的角点Ａ１、Ａ4、 Ｂ５、Ｄ１、Ｄ５的高程只用到一次，边线上的点Ａ２ 、Ｂ１…用到两次，拐点Ｂ４用到三次，中间点Ｂ２、 Ｂ３…用到四次，因此，设计高程的计算公式可改写为
9-6在地形图上确定汇水面积
• 在修筑桥涵或水库大坝等 工程中，桥涵孔径的大小， 大坝的位置高度，水库库 容量大小等，都需要了解 通过某处的水流量大小， 而水流量又是根据汇水面 积计算得到的。 • 通过图中桥涵处的水流量 的汇水面积是由公路与山 脊线或其它分水线AE、 ED、DC及CB所包围的面 积，该区域的雨水都将汇 集于河谷而流经桥涵处， 其边界线ABCDE即为汇水 面积的周界。
• 5．确定直线的坡度 • 设已知直线AB两端点之间的高差hAB 、两端点间的 实际水平距离为DAB,图上距离为dab；若测图比例 尺为1：M，则该直线在地面上的平均坡度为
i AB hAB / DAB hAB / d ab M
坡度i通常用百分率（％）或千分率（‰）表示。
Dab 6.3m hab 32.7 32 0.7(m)
ae 61.5m
ag l xA xa ab
57100 76 .9 57176 .9(m) y A ya ae
18100 61.5 18161 .5(m)
ae l y A ya ad
• 2.确定点的高程 • 若欲求点正好位于等高线 上，则此点的高程即为该 等高线的高程。 • 若欲求点不在等高线上， 则应通过点作一条大致垂 直于两相邻等高线的直线， 再量得MN为9㎜，M点至 C点的距离为2.7㎜，又知 等高距h为1m，则C点的 高程为 Hc=HM+h╳MC/MN =249+1 ╳ 2.7/9=249.3
• 式（1—14）中，是平面坐标，是对应的高程。当该序列 中各平面向量的平面位置呈规则格网排列时，地面点的平 面位置可由起始点推算求得，则其平面坐标可省略，此时 数字地面模型就简化为一维向量序列，表示为：
Z i , i 1，3， ，n 2，
• 因此，数字地面模型常用一维向量序列表示。这种用一维向量序列表示 的数字地面模型也称为格网数字地面模型。 • 数字地面模型适合计算机处理，可进行各种地形特征的定量分析和自动 绘制地形断面图，因此在工程建设的勘测设计中得到广泛应用。
第九章 地形图的应用
• 在建筑工程设计和施工中，大比例尺地形图是不 可缺少的地形资料。地形图是确定点位及计算工 程量的依据。 • 设计人员可以从地形图上确定某点的坐标及高程； 确定图上某直线的水平距离和方位角；从图上确 定地面的坡度和坡向，确定图上某部分的面积和 体积； • 从地形图上还可以综合了解各方面信息，如居民 地、道路交通、河流水系、地貌、土壤、植被及 测量控制点等。 • 正确阅读地形图，是每一个建筑工程技术人员必 须具备的基本技能。
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角 点 挖填高×S/4 边 点 挖填高×S/2 拐 点 挖填高×3×S/4 中间点 挖填高×S 如图9-15所示(P170) ，按着挖填方平衡的原则进行场地 平整，则其计算的结果如表9-1 (P170) • 此外在有些情况下,要求将原地形改造成某一坡度的倾 斜面，一般也可根据挖填平衡的原则，绘出设计倾斜面 的等高线,就可算出土方量。它的挖填边界线,须在地形 图上绘出等高线,它与原地面上同高程等高线的交点,就 是不填不挖点,连接各交点,就可得到挖填边界线. 如图 所示,图中绘有短线的一侧为填土区,另一侧为挖土区.
9-7地形图在土地平整时的应用
在各项工程建设中，通常在规划设计时要对拟建地区的自然 地貌加以改造，平整场地，使其适合布置和修建工程，便于 排水，并满足交通运输和敷设地下管线的要求等。为此要先 在地形图上进行规划设计，为了节约工程费用一般按照挖填 平衡的原则进行土地平整。其常用方法是方格网法。 如图所示，拟在地形图上将原地形上按挖填平衡的原则 进行改造成一水平场地，并概算土（石）方量，其步骤如下： (1)绘制方格网 一般方格网的网格大小取决于地形的复杂程度、地形图 的比例尺大小和土方量概算的精度而不同，通常方格的边长 为10m或20ｍ。若设计阶段地形图比例尺为１：１０００， 则方格的图上边长为２ｃｍ。 在图上绘制完方格网后，根据图上等高线用内插法求出 每一方格顶点的地面高程，并将其标注在相应顶点的右上方 （如图所示）。
Ｈo=(∑Ｈ角+2∑Ｈ边+3∑Ｈ拐+4∑Ｈ中)/4n
式中Ｈ角、Ｈ边、Ｈ拐、Ｈ中分别表示角点、边点、拐点、中 点的高程。将该地形图设计方格网顶点的地面高程代入上式， 即可算出设计高程为33.04ｍ。然后按将该高程用内插法将 33.04ｍ的等高线在图上绘出来（图中的虚线），此线即为 填、挖的边界 线。 (３)计算挖填高度 由以上可知将各方格顶点地面高程减去设计高程，即可得到 每个顶点的填高和挖深，故挖填高度 △H=地面高程-设计高程 (４)计算填、挖土（石）方量 分别计算各方格内的填、挖土（石）方量，就可以求出总的 土（石）方量。每一方格的土（石）方量可根据方格顶点的 挖填高度乘以方格的面积S来计算.
9-5按规定坡度选择最短线路
• 在山区或丘陵地区进 行管线或道路工程设 计时，常要求在规定 的坡度内选择一条最 短线路。如图所示， 欲在A和B两点间选 择一条纵向坡度不超 过i的公路,设图上等 高距为h，地形图的 比例尺为1∶M，则 由式可得路线通过相 邻两条等高线的最短 距离为： • d＝h / i〃 M