【测绘课件】第10章 地理空间信息的应用1.ppt
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1、2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,1,测 量 学 第10章 地理空间信息的应用,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,2,第10章 地理空间信息的应用 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 10.5 地形图在平整场地中的应用 10.6 地理信息系统在城市管理中的应用,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,3,地理信息系统GIS,数字化测绘 基础地理信息, 应用数据库管理系统和相关应用软件, 直接应用地形图,10.1 概述,基础地理信息 GIS 应用,计算
2、机软硬件 GIS,地理信息的应用,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,4,10.2 地形图应用的基本知识,教学要求: 掌握地形图应用的基本内容及地形图在工程勘测规划设计工作中的应用,会用几种常用的方法在地形图上测定图形的面积。 本章重点 : 地形图应用的基本内容,地形图在工程规划设计工作中的应用。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,5,地形图的主要用途,地形图应用于广泛的领域,如国土整治、资源勘 测、城乡建设、交通规划、土地利用、环境保护、 工程设计、矿藏采掘、河道整理、等,可在地形图 上获取详细的地面现状信息。在国防和科研方面, 更具重大用途
3、。 数字化地形图使地形图在管理和使用上体现出图 纸地形图所无法比拟的优越性。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,6,一、确定点位的平面坐标 根据地形图上的方格网,可以求出地面上任意点位的平面坐标。 求M点的坐标。先将M点所在的小方格用虚线连接,即得正方形abcd,从图中可以看出,a点坐标为: Xa=3265100 ,Ya= 20 612400 量取ag、ae的长度(注意:应按比例化算成实地距离),则M点的坐标为: Xm = Xa + (ag /ad)*100 Ym = Ya + (ae / ab)*100,地形图应用的基本知识,2019年7月8日星期一,合肥工业大学
4、土建学院测量工程系,7,Xa,Ya,点位的坐标量测,x,y,a,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,8,二、确定两点之间的距离 假设须测出已知点A(Xa、Ya)B(Xb、Yb)之间的距离D,有两种方法。 1):图量法,按比例化算成实地距离。 2):用公式计算:,地形图应用的基本知识,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,9,三、确定某一直线的坐标方位角 (1)图解法:确定直线12的方位角。可以直接用量角器量取 。 (2)解析法 : 如图所示,当知道1、2点的坐标时,公式计算:,地形图应用的基本知识,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测
5、量工程系,10,例:在图上量得A、B坐标为:,求DAB、AB。,DAB,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,11,四、确定点位的高程 如果某点位置恰好位于一条等高线上,则这点的高程就等于该等高线的高程。如果某点的点位位于两条等高线之间,则可以用线性比例内插法计算。如图所示:,地形图应用的基本知识,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,12,五、在地形图上量取曲线长度 利用曲线计测定 六、在地形图上确定某一直线的坡度 要确定地面AB的坡度,可以在图上量测两点之间的水平距离D与高差h则其坡度i为:,地形图应用的基本知识,2019年7月8日星期一,合肥工
6、业大学 土建学院测量工程系,13,四.点位的高程和两点间的坡度量测,四.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,1.点位高程:可根据等高线目估 HE=51.0m, HF=48.3m, HG=51.9m,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,14,七、按限制坡度选定最短路线 在一些工程建设过程中,常遇到坡度限制问题。利用地形图就可以根据限制的坡度选择规划最佳的路线。 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.
7、05*2000)= 0.02米 然后,以A为圆心,d为半径作弧,交等高线于1点,再以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,然后把相邻点连接起来,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。 有时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,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,15,地形图的基本应用 按限制坡度选定最短路线,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。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,16,在图上设计等坡
8、度线,例:要在A、B间选定一条满足坡度为 的最短路线。,解:由坡度公式 :,当相邻两根等高线之间的 图上 d 30毫米时,地面坡 度 i 3.33%。取d =30毫米 作图时,A、B间路线最短。,P270 图9-11,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,17,地形图的基本应用,八、 确定汇水面积 如图所示,汇水面积的分界线为山脊线,图中虚线和AB围起来部分为汇水区域。只要测出围起来的面积即可。测出面积的方法有格网法和利用求积仪直接测出。见面积量算。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,18,10.3 面积量算,一、透明方格纸法 二、平行线法 三、
9、解析法 四、求积仪法 五、直接利用几何图形计算面积,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,19,一、透明方格纸法,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图形边界所占的方格数,n1为图形边界所包围的方格个数,M为比例尺分母,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,20,二、平行线法,将绘有等距平行线的透明纸覆盖在图形上。则相邻两平行线间截割的图形面积可近似视为梯形。梯形的高为平行线间距h,图形截割各平行线的长度,则各梯形面积分别为:,图形总面积:,2019年
10、7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,21,三、解析法,如果图形为任意多边形,且各顶点的坐标已在图上量出或实地测定,可利用各点 坐标以解析法计算面积。如图1234点分别向Y轴作垂线,由梯形面积加减可以得到图形1234围起的图形面积A为:,整理得下式,展开后得下式 :,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,22,三、解析法,若n边形各顶点投影于X轴时,则图形面积公式可以写为下式:,对于任意n边形,可以 写出面积计算的通用公式:,当i=1,yi-1=yn;当i=n,yi+1=y1。,当i=1,xi-1=xn;当i=n,xi+1=x1。,2019年7月8日星期一,合
11、肥工业大学 土建学院测量工程系,23,四、求积仪法,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,适用于任意曲线图形的面积量算,并能保证一定的精度。 求积仪有机械求积仪)和电子求积仪两种。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,24,求积仪法- 机械求积仪,1) 机械求积仪 机械求积仪是一种利用积分原理在图纸上测定不规则图形面积的完全机械装置, 它结构简单,售价低廉,便于使用。 机械求积仪由极臂、描迹臂和计数器三部分组成。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,25,求积仪法- 机械求积仪,求积仪的使用方法 : F是所量面积,P是
12、分划值,U是起点和终点读数,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,26,求积仪法-电子求积仪,2) 电子求积仪 图所示为日本KOIZUMI(小泉)公司生产的KP-90N电子求积仪, 仪器是在机械装置动极、动极轴、跟踪臂(相当于机械求积仪的描迹臂)等的基础上, 增加了电子脉冲记数设备和微处理器,能自动显示测量的面积, 面积测量的相对误差为1/1000,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,27,地籍中的用地面积计算 由计算机地籍管理软件自动计算,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,28,10.4 在地形图上 按一定方向绘制断面图
13、,一、按指定方向绘制纵断面图 在进行道路、隧道、管线等工程设计时,需要了解两点之间的地面起伏情况,这时,可根据地形图中的等高线来绘制断面图。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,29,按指定方向绘制纵断面图,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,30,二、按设计线路绘制纵断面图,在道路、管线等工程设计中,为确定线路的坡度和里程,要按设计线路绘制纵断面图。ABCD为一线路,需要沿此方向绘纵面图。 首先在图纸下方或方格纸上绘出两垂直的直线,横轴表示距离,纵轴表示高程。 然后在地形图上,从A点开始,沿线路方向量取两相邻等高线间的平距,按一定的比例尺,将各
14、点依次绘在横轴上,得A、1、215、D点的位置。 再从地形图上求出各点的高程,根据对应点高程在纵轴上找出相应的数值,根据横轴、纵轴即可在图中找出相应的点,最后,将相邻垂线上的高程点用平滑的曲线连接起来,即得路线ABCD方向的纵断面图。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,31,按设计线路绘制纵断面图,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,32,10.5 地形图在平整场地中的应用,场地平整有两种情形: 一、要求平整成水平面,土方量的计算 二、要求按设计等高线整理成倾斜面,土方量的计算,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,33,
15、一、要求平整成水平面,土方量的计算,下图所示为某场地的地形图,假设要求将原地貌按照挖填平衡的原则改造成水平面,土方量的计算步骤如下: 1、 在地形图上绘制方格网 方格网大小取决于地形的复杂程度、地形图比例尺的大小和土方计算的精度要求, 一般地,方格边长为图上2cm,相当于地面10M*10M,20M*20M。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,34,一、要求平整成水平面,土方量的计算,第一步在地形图上绘制方格网 地面10M*10M 20M*20M,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,35,一、要求平整成水平面,土方量的计算,2、计算各方格顶点的高
16、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。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,36,一、要求平整成水平面,土方量的计算,第二步计算各方格顶点的高程,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,37,一、要求平整成水平面,土方量的计算,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。,Hi-每个方格的平均高程 n-方格总数,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,38,一、要求平整成水平面,土方量的计算,第三步“挖、填
17、平衡”,计算设计高程 H0=33.04m,Hi-每个方格的平均高程,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,39,一、要求平整成水平面,土方量的计算,分析H的计算过程,可以发现: 角点的高程使用一次- 边点的高程使用二次- 拐点的高程使用三次- 中点的高程使用四次- 因此设计高程H。可以表达为:,权为1/4,权为2/4,权为3/4,权为4/4,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,40,一、要求平整成水平面,土方量的计算,4计算挖、填高度并绘制填挖边界线 根据设计高程和方格顶点的高程,可以计算出每一方格顶点的挖、填高度,即:,将图中各方格顶点的挖、填高
18、度写于相应方格顶点的左上方。正号为挖深,负号为填高。,根据各方格顶点的挖、填高度绘制填挖边界线。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,41,一、要求平整成水平面,土方量的计算,第四步计算挖、填高度,绘制挖填 边界线,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,42,一、要求平整成水平面,土方量的计算,5计算挖、填土方量 挖、填土方量可按角点、边点、拐点和中点分别按下式列表计算。正号为挖,负号为填。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,43,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,44,利用Excel表格 计算填
19、、挖 土方量,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,45,1.绘制设计倾斜面等高 线; 2.确定填挖边界线(相 同高程的原地面等高 线与设计等高线交点 的连线) ;,二、要求按设计够高线整理成倾斜面,3.在地形图上绘小方格 (一 般取2厘米边长),编号; 4.计算方格顶点的填挖值(挖 为+,填为-): 填挖值=方格顶点的原地面标高-方格顶点的设计地面标高 5.计算每格填、挖土方量;计算填、挖土方总量。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,46,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,47,将地面整理为倾斜面 将原地形整理成某一坡
20、度的倾斜面,一般可根据挖、填平衡的原则,绘制出设计倾斜面的等高线。 有时要求所设计的倾斜面必须包含某些不能改动的高程点(称设计倾斜面的控制高程点), 例如已有道路的中线高程点,永久性或大型建筑物的外墙地坪高程等。 如图所示,设A、B、C三点为控制高程点,其地面高程分别为54.6m、51.3m和53.7m。要求将原地形整理成通过A、B、C三点的倾斜面,其土方量的计算步骤如下:,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,48, 确定设计等高线的平距 过A、B二点作直线,用比例内插法在AB直线上求出高程为54、53、52m各点的位置,也就是设计等高线应经过AB直线上的相应位置,如d
21、、e、f、g等点。 确定设计等高线的方向 在AB直线上比例内插出一点k,使其高程等于C点的高程53.7m。过kC连一直线,则kC方向就是设计等高线的方向。 插绘设计倾斜面的等高线 过d、e、f、g各点作的平行线(图中的虚线),即为设计倾斜面的等高线。过设计等高线和原同高程的等高线交点的连线,如图中连接1、2、3、4、5等点,就可得到挖、填边界线。图中绘有短线的一侧为填土区,另一侧为挖土区。 计算挖、填土方量 与前面的方法相同,首先在图上绘制方格网,并确定各方格顶点的挖深和填高量。不同之处是各方格顶点的设计高程是根据设计等高线内插求得的,并注记在方格顶点的右下方。其填高和挖深量仍注记在各顶点的左
22、上方。挖方量和填方量的计算和前面的方法相同。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,49,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,50,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,51,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,52,大学课件出品 版权归原作者所有 联系QQ :910670854 如侵权,请告知,吾即删 更多精品文档请访问我的个人主页 http:/ 土建学院测量工程系,53,附赠人生心语,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,54,人生太短,聪明太晚,2019年7月8日星期一,合肥
23、工业大学 土建学院测量工程系,55,人生太短,聪明太晚(1),我们都老得太快 却聪明得太迟 把钱省下来,等待退休后再去享受 结果退休后,因为年纪大,身体差,行动不方便,哪里也去不成。钱存下来等养老,结果孩子长大了,要出国留学,要创业做生意,要花钱娶老婆,自己的退休金都被拗走了。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,56,人生太短,聪明太晚(2),当自己有足够的能力善待自己时,就立刻去做,老年人有时候是无法做中年人或是青少年人可以做的事,年纪和健康就是一大因素。小孩子从小就告诉他,养你到高中,大学以后就要自立更生,要留学,创业,娶老婆,自己想办法,自己要留多一点钱,不要为
24、了小孩子而活我们都老得太快却聪明得太迟,我的学长去年丧妻。这突如其来的事故,实在叫人难以接受,但是死亡的到来不总是如此。学长说他太太最希望他能送鲜花给他,但是他觉得太浪费,总推说等到下次再买,结果却是在她死后,用鲜花布置她的灵堂。这不是太蠢愚了吗?! 等到、等到.,似乎我们所有的生命,都用在等待。,2019年7月8日星期一,合肥工业大学 土建学院测量工程系,57,人生太短,聪明太晚(3),等到我大学毕业以后,我就会如何如何我们对自己说 等到我买房子以后! 等我最小的孩子结婚之后! 等我把这笔生意谈成之后! 等到我死了以后 人人都很愿意牺牲当下,去换取未知的等待;牺牲今生今世的辛苦钱,去购买后世
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