第8章 地形图的应用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 地形图的应用,8,.,1,地形图的识读,8.2,地形图应用的基本内容,8.3,图形面积的量算,8.4,地形图在工程规划和设计中的应用,8.5,数字地形图的应用,1,8.1,地形图的识读,一、地形图图外注记,1.,图名与图号,图名是指本图幅的名称；,图号，即图的分幅编号，注在图名下方。,2.,接图表与图外文字说明,图幅接图表，用于说明本图幅与相邻八个方向图幅位置的相邻关系；,文字说明是了解图件来源和成图方法等。,3.,图廓与坐标格网,图廓是地形图的边界线，有内、外图廓线之分。,2,3,二、地物和地貌的识读,在各项工程中，通过地形图来分析、研究地形，主要是根据,地形图图式,中的符号、等高线的性质和测绘地形图时综合取舍的原则来识读地物、地貌。,1.,地物、地貌的识别,地形图识读包括如下内容：,（,1,）图廓外要素的阅读,（,2,）图廓内要素的判读,4,2.,野外使用地形图,（,1,）地形图的野外定向,（,2,）在地形图上确定站立点位置,（,3,）地图与实地对照,（,4,）野外填图,5,8.2,地形图应用的基本内容,一、,确定图上点位的坐标,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：,6,二、确定图上直线段的距离,如图若求,PQ,两点间的水平距离，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。,7,如图若求直线,PQ,的坐标方位角,PQ,，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,PQ,。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,PQ,。,三、确定图上直线的坐标方位角,8,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。如果点正好位于等高线上，则点,的高程就等于该等高线的高程,；,如果所求点不在等,高线上，则可用内插法求出，如下页图中的,k,点,。,过,k,点作一条大致垂直于相邻等高线的线段,mn,，,量取,mn,的长度,d,，,再量取,mk,的长度,d,，,k,点的高程,H,k,可按下式求得：,四、确定图上点的高程,9,式中,H,m,为,m,点的高程，,h,为等高距，在图中,h=1 m,。,10,五、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,，以,i,表示，通常以百分,率（）或千分率（,）来表示，可用下式计算,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。,11,一、几何图形法,可将多边形分解成若干个几何图形如三角形、梯形或平行四边形（如下图），用比例尺量出这些图形的边长，按几何公式算出各图形的面积，然后求出多边形的总面积。,8.3,图形面积的量算,12,二、坐标解析法,坐标解析法是使用待测图形边界上点的坐标用公式求算面积的一种方法，这是一种较高精度的面积计算方法。,13,四种等价公式：,其中,X,i,，,Y,i,为地块拐点坐标。,当,i,1,时，,X,i-1,X,0,=,X,n,；,当,i,N,时，,X,i+1,=X,N+1,X,1,。,对于,n,点多边形，其面积公式的一般形式为：,14,三、透明方格法,对于不规则图形，可以采用图解法求算图形面积。通常使用绘有单元图形的透明纸蒙在待测图形上，统计落在待测图形轮廓线以内的单元图形个数来量测面积。,15,四、透明平行线法,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。,例如，图中绘有斜线的面积，其中间位置的虚线为上底加下底的平均值,di,，可以直接量出，而每个梯形的高均为,h,，则其面积为：,16,五、电子求积仪法,电子求积仪是一种专门供图上量算面积的仪器，其优点是操作简便、速度快、适用于任意图形的面积量算，且能保证一定的精度。,17,8.4,地形图在工程规划和设计中的应用,一、在图上设计规定坡度的线路,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,4%,（限制坡度）。设计用的地形图比例尺为,1,：,1000,，等高距为,1 m,。为了满足限制坡度的要求，计算出,该路线经过相邻两条等高线之间的最小水平距离,d,18,二、沿图上已知方向绘制断面图,断面图,是表现沿某一方向的地面起伏情况的一种图，是以距离为横坐标，高程为纵坐标绘出的。,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,。,绘制断面图的,方法如下,：例如要绘出下页图中直线,AB,方向的纵断面图，可先量出,AB,线与各等高线交点,1,、,2,、,3,、,等点到,A,的距离，然后在绘图纸或方格纸上用与地形图相同的比例尺,或其它适宜的比例尺，在横坐标轴上绘出,1,、,2,、,3,、,等点。根据等高线可得出这些点的高程，再用一定的比例尺，在纵坐标方向上绘出各点的高程，就得出相应的地面点；顺次连接各地面点，就绘出了沿直线,AB,方向的断面图。,19,20,三、在地形图上确定汇水面积,汇集于某一区域内的降水，并流经河道的某一断面，这个区域即是河道上该断面的“,汇水面积,”。,汇水面积的边界线是由一系列的山脊线连接而成的,。确定汇水面积的边界线时，应注意边界线应与山脊线一致，且与等高线垂直。,区域汇水面积可通过面积量测方法得出。,21,四、地形图在平整土地中的应用,1.,方格网法,（,1,）绘制方格网,(2,）求各方格角点的高程,（,3,）计算设计高程,（,4,）确定填、挖边,界线,（,5,）计算各方格网点,的填、挖高度,(1),将场地设计成水平面的土石方量计算,22,（,6,）计算挖填土方量：,计算挖填土方量时是将角点、边点、拐点、中点分别计算，计算公式为：,（,7,）计算总的填、挖方量,23,按方格网法计算土石方量,（,1,）,4,个角点均为挖（填）方,h,i,=H,0,-H,i,24,（,2,）相邻两个角点为填方，另外两个角点为挖方,（,3,）三个角点为挖方，另外,1,个角点为填方,25,（,4,）相对两个角点为连通的挖方，另外两个角点为独立的填方,26,（,2,）将场地设计成倾斜平面的土石方量计算,将原地形改造成某一坡度的倾斜面，一般可根据填、挖土方量平衡的原则，先绘出设计倾斜面的等高线。,如图，设,a,、,b,、,c,三点为高程控制点，其地面高程分别为,54.6m,51.3m,和,53.7m,要求将原地形改造成通过三点的倾斜面，其步骤如下：,（,1,）确定设计等高线的平距和位置,27,（,2,）确定设计等高线的方向,（,3,）插绘设计倾斜平面的等高线（图中虚线）,（,4,）绘制填挖边界线,（,5,）计算填、挖土石方量,在方格网中各方格点的设计高程利用设计等高线内插求得。,28,2.,等高线法,采用等高线法计算土石方量。首先从设计高程的等高线开始计算出各条等高线所包围的面积，然后将相邻等高线面积的平均值乘以等高距即得相邻等高线间的填挖方量。,总的土石方挖方量为：,如图，各相邻等高线间的土方量：,29,3.,断面法,如图,(a),利用地形图以一定间距绘出地形断面图，,如图,(b),并在各个断面图上绘出平整场地后的设计高程线。然后，分别求出断面图上地面线与设计高程线所围成的面积，再计算相邻断面间的土石方量，求其和即为总土石方量。,（,a,）,(b),30,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。,8.5,数字地形图的应用,31,DEM,的核心是地形表面特征点的三维坐标数据和一套对地表提供连续描述的算法，最基本的,DEM,由一系列地面点平面位置及其相联系的高程所组成。,DEM,的水平间隔可随地貌类型不同而改变。根据不同的高程精度，可分为不同等级产品。,DEM,主要功能包括：,高程分析，精度分析，量测坐标、距离、面积、体积（挖填方）、坡度，坡向分析，通视性分析，剖面图生成，等高线生成，叠加相关矢量数据和影像数据等。,数字高程模型,（,Digital Elevation Model,简称,DEM,）,32,地形三维线框模型,33,地形三维表面模型,34,分层设色法,35,地形可视化（模拟角度）,36,是利用数字高程模型对扫描处理的数字化航空相片或遥感相片（单色或彩色），经逐像元进行纠正，再进行影像镶嵌，根据图幅范围剪裁生成的影像数据，一般形式为带有公里格网、图廓、内外整饰和注记的平面图。,数字正射影像图,（,Digital,Orthophoto,Map,，简称,DOM,）,37,是现有地形图基础地理要素的,矢量数据集,，且保存要素间空间关系和相关的属性信息。,DLG,主要功能包括：分析叠加信息、提取属性数据、根据矢量对象查询属性、根据属性查询矢量对象等，其特点是易于更新、编辑，可以创建专题属性，绘制专业地图。,数字线划地图,（,Digital Line Graphic,，简称,DLG,）,38,是纸质地形图的数字化产品。每幅图经扫描、纠正、图幅处理及数据压缩后，形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格文件。,DRG,主要功能有：,查询偏角信息，查询原数据信息，查询点位坐标，根据坐标定位目标点，量算任意折线距离，计算任意多边形面积，行程测算，坡度量测，图幅拼接与裁切处理，统计图幅中各种颜色所占比例等等。,数字栅格地图（,Digital Raster Graphic,简称,DRG,）,39,DEM,主要用在以下几个主要领域：,1,）区域、全球气候变化研究。,2,）水资源、野生动植物分布。,3,）地质、水文模型建立。,4,）地理信息系统。,5,）地形地貌分析。,6,）土地分类、土地利用、土地覆盖,变化检测等。,一、在科学研究方面的应用,40,二、在工业、工程方面的应用,数字高程模型主要用于进行各种辅助决策和设计，以提高服务、设计质量，提高设计自动化水平，获取更大的经济效益,三、在军事方面的应用,DEM,在军事上的应用主要在以下几个方面：,（,1,）虚拟战场,（,2,）战场地形环境模拟,（,3,）为作战部队提供作战地图,（,4,）军事工程,（,5,）基于地形匹配的导引技术,41,2,、在地形图如何确定汇水面积,?3,、简述大比例尺地形图的用途。,4,、画图说明求等高线间某点高程的步骤。,作业：,1,、如右图五边形，各顶点坐标见下表，试计算该图形面积。,1341.23,42,