《土木工程測(cè)量》第10章教案1

1、同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,第10章 地形圖的應(yīng)用地形圖的應(yīng)用內(nèi)容包括：在地形圖上，確定點(diǎn)的坐標(biāo)、點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離和直線間的夾角；確定直線的方位；確定點(diǎn)的高程和兩點(diǎn)間的高差；勾繪出集水線(山谷線)和分水線(山脊線)，標(biāo)志出洪水線和淹沒線；計(jì)算制定范圍的面積和體積，由此確定地塊面積、土石方量、蓄水量、礦產(chǎn)量等；了解各種地物、地類、地貌等的分布情況，計(jì)算諸如村莊、樹林、農(nóng)田等數(shù)據(jù)，獲得房屋的數(shù)量、質(zhì)量、層次等資料；截取斷面，

2、繪制斷面圖。利用地形圖作底圖，可以編繪出一系列專題地圖，如地質(zhì)圖、水文圖、農(nóng)田水利規(guī)劃圖、土地利用規(guī)劃圖、建筑物總平面圖、城市交通圖和地籍圖等。§10.1地形圖的識(shí)讀為了正確應(yīng)用地形圖，首先必須看懂地形圖。下面以圖10-1所示的一幅1:10000比例尺地形圖為例介紹地形圖的識(shí)讀方法。該幅地形圖的AutoCAD2000格式圖形文件“1比1萬數(shù)字地形圖.dwg”放置在隨書光盤“數(shù)字地形圖練習(xí)”文件夾下。(1) 地形圖的

3、圖廓外注記地形圖圖廓外注記的內(nèi)容包括：圖號(hào)、圖名、接圖表、比例尺、坐標(biāo)系、使用圖式、等高距、測(cè)圖日期、測(cè)繪單位、圖廓線、坐標(biāo)格網(wǎng)、三北方向線和坡度尺等，它們分布在東、南、西、北四面圖廓線外。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,1) 圖號(hào)、圖名和接圖表為了區(qū)別各幅地形圖所在的位置和拼接關(guān)系，每一幅地形圖都編有圖號(hào)和圖名。圖號(hào)是根據(jù)統(tǒng)一的分幅進(jìn)行編號(hào)的，圖名是用本圖內(nèi)最著名的地名、最大的村莊或突出的地物、地貌等的

4、名稱來命名的。圖號(hào)、圖名注記在北圖廓上方的中央，如圖10-1上方所示。在圖的北圖廓左上方，畫有該幅圖四鄰各圖號(hào)(或圖名)的略圖，稱為接圖表。中間一格畫有斜線的代表本圖幅，四鄰分別注明相應(yīng)的圖號(hào)(或圖名)。接圖表的作用是便于查找到相鄰的圖幅。2) 比例尺如圖10-1下方所示，在每幅圖南圖框外的中央均注有數(shù)字比例尺，在數(shù)字比例尺下方繪出直線比例尺，直線比例尺的作用是便于用圖解法確定圖上直線的距離。對(duì)于1:500、1:1000和

5、1:2000等大比例尺地形圖，一般只注明數(shù)字比例尺，不注明直線比例尺。3）經(jīng)緯度與坐標(biāo)格網(wǎng)圖10-1是梯形分幅。梯形圖幅的圖廓是由上、下兩條緯線和左、右兩條經(jīng)線所構(gòu)成，經(jīng)差為3′45″，緯差為2′30″。本圖幅位于東經(jīng) 113°03′45″~113°07′30″、北緯22°37′30″~22°40′ 00″所包括的范圍。圖10-1中的方格網(wǎng)為平面直角坐標(biāo)格網(wǎng)，它是平行于以投影帶的中央子午

6、線為x軸和以赤道為y軸的直線，其間隔通常是1km，也稱為公里格網(wǎng)。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,圖10-1的第一條坐標(biāo)縱線y為38404km，其中的38為高斯投影統(tǒng)一3°帶的帶號(hào)，其橫坐標(biāo)值應(yīng)為 404km-500km=-96km，即位于38號(hào)帶中央子午線以西96km處。圖中第一條坐標(biāo)橫線x為2504km，則表示位于赤道以北2504km處。由經(jīng)緯線可以確定各點(diǎn)的地理坐標(biāo)和任一直線的真子午線方位角，由公里線格網(wǎng)可以

7、確定各點(diǎn)的高斯平面坐標(biāo)和任一直線的坐標(biāo)方位角。4）三北方向線關(guān)系圖三北方向是指真子午線北方向N、磁子午線北方向和高斯平面坐標(biāo)系的縱軸方向+x。三個(gè)方向間的角度關(guān)系圖一般繪制在中、小比例尺圖的東圖廓線的坡度比例尺上方。如圖10-2上圖所示，該圖幅的磁偏角為2°16′(西偏)；坐標(biāo)縱軸偏于真子午線以西0°21′；而磁子午線偏于坐標(biāo)縱線以西1°55′。利用該關(guān)系圖，可對(duì)圖上任一方向的真方位角、磁方位角和坐

8、標(biāo)方位角三者之間進(jìn)行相互換算。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,(2) 1:5000~1:100萬中、小比例尺地圖的梯形分幅和編號(hào)地圖的分幅方法有兩類：一類是按經(jīng)緯線分幅的梯形分幅(trapezoid map-subdivision)法，它一般用于1:5000~1:100萬的中、小比例尺地圖的分幅；另一類是按坐標(biāo)格網(wǎng)分幅的矩形分隔(rectangular map-subdivision)法，它一般用于城市和工程建設(shè)1:500~1:20

9、00的大比例尺地圖的分幅。 地圖的梯形分幅又稱國(guó)際分幅，由國(guó)際統(tǒng)一規(guī)定的經(jīng)線為圖的東西邊界，統(tǒng)一規(guī)定的緯線為圖的南北邊界。由于子午線向南北極收斂，因此，整個(gè)圖幅呈梯形。其劃分的方法和編號(hào)，隨比例尺不同而不同。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,1) 1:100萬比例尺地圖的分幅和編號(hào)1:100萬比例尺地圖的分幅是從地球赤道(緯度0)起，分別向南北兩極，每隔緯差4°為一橫行，依次以拉丁字母A、 B、

10、 C、 D、……V表示；由經(jīng)度180°起，自西向東每隔經(jīng)差 6°為一縱列，依次用數(shù)字1、 2、 3、……、60表示。圖10-3所示為東半球北緯1:100萬地圖的國(guó)際分幅和編號(hào)，圖10-4所示為我國(guó)領(lǐng)域的1:100萬地圖的分幅和編號(hào)，每幅圖的編號(hào)，先寫出橫行的代號(hào)，中間繪一橫線相隔，后面寫出縱列的代號(hào)。如北京某處的緯度為北緯 39°56′23″，經(jīng)度為東經(jīng) 116°22′53″，則所在的1:

11、100萬比例尺圖的圖幅號(hào)是J-50。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,2) 1:50萬、1:20萬、1:10萬比例尺地圖的分幅和編號(hào)這三種比例尺地圖的分幅和編號(hào)，都是在1:100萬比例尺地圖分幅和編號(hào)的基礎(chǔ)上，按照表10-1中的相應(yīng)緯差和經(jīng)差劃分。每幅1:100萬的圖，按經(jīng)差3°、緯差2°可劃分成4幅1:50萬的圖，分別以A、B、C、D表示。如北京某處所在的1:50萬的圖的編號(hào)為J-50-A，見圖10-5所示。每幅1

12、:100萬的圖又可按經(jīng)差1°、緯差40′劃分為36幅1:20萬的圖，分別以[1]、[2]、……、[36]表示。如北京某處所在的1:20萬的圖的編號(hào)為J-50-[3]，見圖10-5中有陰影線的圖幅。每幅1:100萬的圖按經(jīng)差30′、緯差20′劃分為144幅1:10萬的圖，分別以1、2、3、……、144表示。如北京某處所在的1:10萬的圖幅的編號(hào)為J-50-5，見圖10-6中有陰影線的圖幅。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)大學(xué)

13、出版社 制作 覃輝,每幅1:10萬的圖，可劃分為四幅1:5萬的圖，分別在1:10萬的圖號(hào)后面寫上各自的代號(hào)A、B、C、D。如北京某處所在的1:5萬的圖幅為J-50-5-B，見圖10-7所示。再將每幅1:5萬的圖四等分，就得1:2.5萬的圖，分別以1、2、3、4編號(hào)，如北京某處所在1:2.5的圖幅編號(hào)為J-50-5-B-2，見圖10-7中有陰影線的圖幅。每幅1:10萬的圖，按其經(jīng)差和緯差作8等分，就直接劃分為64幅1:1萬的圖，以(1

14、)、(2)、……、(64)作編號(hào)，如北京某處所在的1:1萬的圖幅為J-50-5-(15)，見圖10-8中有陰影線的圖幅。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,4) 1:5000比例尺地圖的分幅和編號(hào)按經(jīng)緯線分幅的1:5000比例尺地圖，是在1:1萬圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行分幅和編號(hào)的，每幅1:1萬的圖分成四幅1:5000的圖，并分別在1:1萬圖的圖號(hào)后面寫上各自的代號(hào)a、b、c、d作為編號(hào)。如北京某處所在的1:5000梯形分幅圖號(hào)為J-50-5-(15

15、)- a，見圖10-9中有陰影線的圖幅。 (3) 1:500~1:2000大比例尺地形圖的矩形分幅和編號(hào)《1:500 1:1000 1:2000地形圖圖式》(GB/T 7929-1995)規(guī)定：1:500~1:2000比例尺地形圖一般采用50×50cm正方形分幅或40×50cm矩形分幅；根據(jù)需要，也可以采用其它規(guī)格的分幅；1:2000地形圖也可以采用經(jīng)緯度統(tǒng)一分幅。地形圖編號(hào)一般采用圖廓西南角坐標(biāo)公里數(shù)編

16、號(hào)法，也可選用流水編號(hào)法或行列編號(hào)法等。 采用圖廓西南角坐標(biāo)公里數(shù)編號(hào)法時(shí)坐標(biāo)在前，坐標(biāo)在后，1:500地形圖取至0.01km(如10.40-21.75)，1:1000、1:2000地形圖取至0.1km(如10.0-21.0)。帶狀測(cè)區(qū)或小面積測(cè)區(qū)，可按測(cè)區(qū)統(tǒng)一順序進(jìn)行編號(hào)，詳細(xì)參見第9章的9.4節(jié)。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,(4) 地形圖的平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)對(duì)于1:1萬或更小比例尺的地圖，通常采用國(guó)家統(tǒng)一的高斯平面坐標(biāo)系

17、，如“1954北京坐標(biāo)系”或“1980西安坐標(biāo)系”。城市地形圖一般采用以通過城市中心的某一子午線為中央子午線的任意帶高斯平面坐標(biāo)系，稱為城市獨(dú)立坐標(biāo)系。當(dāng)工程建設(shè)范圍比較小時(shí)，也可采用把測(cè)區(qū)作為平面看待的假定平面直角坐標(biāo)系。高程系統(tǒng)一般使用“1956年黃海高程系”或“1985國(guó)家高程基準(zhǔn)”。但也有一些地方高程系統(tǒng)，如上海及其臨近地區(qū)即采用“吳淞高程系”，廣東地區(qū)有采用“珠江高程系”等。各高程系統(tǒng)之間只需加減一個(gè)常數(shù)即可進(jìn)行換算

18、。地形圖采用的坐標(biāo)系和高程系統(tǒng)在南圖廓外的左下方用文字說明，見圖10-1左下角所示。(5) 地物與地貌的識(shí)別應(yīng)用地形圖應(yīng)了解地形圖所使用的地形圖圖式，熟悉一些常用的地物和地貌符號(hào)，了解圖上文字注記和數(shù)字注記的確切含義。地形圖上的地物、地貌是用不同的地物符號(hào)和地貌符號(hào)表示的。比例尺不同，地物、地貌的取舍標(biāo)準(zhǔn)也不同，隨著各種建設(shè)的不斷發(fā)展，地物、地貌又在不斷改變。要正確識(shí)別地物、地貌，閱讀前應(yīng)先熟悉測(cè)圖所用的地形圖式、規(guī)范和測(cè)圖

19、日期。下面分別介紹地物、地貌的識(shí)別方法。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,1) 地物的識(shí)別識(shí)別地物的目的是了解地物的大小種類、位置和分布情況。通常按先主后次的程序，并顧及取舍的內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。按照地物符號(hào)先識(shí)別大的居民點(diǎn)、主要道路和用圖需要的地物，然后再擴(kuò)大到識(shí)別小的居民點(diǎn)、次要道路、植被和其它地物。通過分析，就會(huì)對(duì)主、次地物的分布情況，主要地物的位置和大小形成較全面的了解。2) 地貌的識(shí)別識(shí)別地貌的目的是了解各種地貌的分布和地

20、面的高低起伏狀況。識(shí)別時(shí)，主要是根據(jù)基本地貌的等高線特征和特殊地貌(如陡崖、沖溝等)符號(hào)進(jìn)行。山區(qū)坡陡，地貌形態(tài)復(fù)雜，尤其是山脊和山谷等高線犬牙交錯(cuò)，不易識(shí)別。可先根據(jù)水系的江河、溪流找出山谷、山脊系列，無河流時(shí)可根據(jù)相鄰山頭找出山脊。再按照兩山谷間必有一山脊，兩山脊間必有一山谷的地貌特征，即可識(shí)別山脊、山谷地貌的分布情況。結(jié)合特殊地貌符號(hào)和等高線的疏密進(jìn)行分析，就可以較清楚地了解地貌的分布和高低起伏情況。最后將地物、地貌綜合在

21、一起，整幅地形圖就像立體模型一樣展現(xiàn)在眼前。(6) 測(cè)圖時(shí)間測(cè)圖時(shí)間注明在南圖廓左下方，用戶可以根據(jù)測(cè)圖時(shí)間以及測(cè)區(qū)的開發(fā)情況，判斷地形圖的現(xiàn)勢(shì)性。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,(7) 地形圖的精度人眼能分辨的圖上最小距離是0.1mm，對(duì)1:M比例尺的地形圖，對(duì)應(yīng)的實(shí)地水平距離為0.1Mmm。對(duì)于1:1萬比例尺的地形圖，小于0.1×10000=1m的實(shí)地水平距離在圖上是分辨不出來的；對(duì)于1:1000比例尺的地形圖，小

22、于0.1×1000=0.1m的實(shí)地水平距離在圖上是分辨不出來的。0.1Mmm稱為比例尺的精度，測(cè)繪地形圖碎部點(diǎn)位時(shí)的距離測(cè)量精度是參照比例尺的精度制定出來的?！冻鞘袦y(cè)量規(guī)范》的規(guī)定：對(duì)于城市大比例尺地形圖，地物點(diǎn)平面位置精度為地物點(diǎn)相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差在圖上不得超過0.5mm；鄰近地物點(diǎn)間距中誤差在圖上不得超過0.4mm。山地、高山地和設(shè)站施測(cè)困難的舊街坊內(nèi)部，其精度要求按上述規(guī)定適當(dāng)放寬，分別為0.75mm

23、和0.6mm。高程精度的規(guī)定是：城市建筑區(qū)和平坦地區(qū)的鋪裝地面的高程注記點(diǎn)相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)的高程中誤差不得超過0.07m，一般地面則不得超過0.15m。在等高線地形圖上，根據(jù)相鄰等高線內(nèi)插求得地面點(diǎn)相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)的高程中誤差，在丘陵地區(qū)不得超過1/2等高距，在山地不得超過2/3等高距，在高山地不得超過1個(gè)等高距。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)

24、大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,(4) 求積儀法求積儀是一種專門供圖上量算面積的儀器，其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、速度快，適用于任意曲線圖形的面積量算，并能保證一定的精度。求積儀有機(jī)械求積儀(mechanical planimeter)和電子求積儀(electronical planimeter)兩種。1) 機(jī)械求積儀機(jī)械求積儀是一種利用積分原理在圖紙上測(cè)定不規(guī)則圖形面積的完全機(jī)械裝置，

25、它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，售價(jià)低廉，便于使用。機(jī)械求積儀由極臂、描跡臂和計(jì)數(shù)器三部分組成。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,極臂1是控制求積儀運(yùn)行方向的拉桿，它使求積儀整體只能以極點(diǎn)的短針3為中心作弧形運(yùn)動(dòng)。在極臂的一端有一重錘2，短針3位于重錘的下面，使用時(shí)短針借助重錘的重量刺入圖紙固定不動(dòng)，短針端點(diǎn)稱為求積議的極點(diǎn)。極臂的另一端有一圓球狀短柄4，短柄可以插在結(jié)合套5的圓洞內(nèi)，結(jié)合套又套在描跡臂6上，將極臂和描跡臂鉸連成一體。在描跡臂一端有一描

26、跡針7，描跡針連有一支撐描跡針的小圓柱8和用于移動(dòng)描跡針的手柄9(有的求積儀用描跡放大鏡代替描跡針和小圓柱)。由描跡針尖端至短柄旋轉(zhuǎn)軸的距離稱為描跡臂的臂長(zhǎng)，它是可以調(diào)節(jié)的。極臂長(zhǎng)是指極點(diǎn)至短柄旋轉(zhuǎn)軸的距離，它是固定的。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,計(jì)數(shù)器是求積儀上重要的部件，它由計(jì)數(shù)盤10、計(jì)數(shù)輪11和游標(biāo)12組成。當(dāng)描跡臂移動(dòng)時(shí)，計(jì)數(shù)輪隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，計(jì)數(shù)盤轉(zhuǎn)動(dòng)一格。計(jì)數(shù)盤共分為十格，由0至9注有數(shù)字。計(jì)數(shù)輪分為

27、10等分，每一等分又分成10個(gè)小格。在計(jì)數(shù)輪旁有游標(biāo)，可以讀出計(jì)數(shù)輪一格的1/10。通過計(jì)數(shù)器可以讀出4位數(shù)，首先從計(jì)數(shù)盤上讀得千位數(shù)，然后在計(jì)數(shù)輪上讀取百位數(shù)和十位數(shù)，最后根據(jù)游標(biāo)讀取個(gè)位數(shù)，圖10-16所示的讀數(shù)為1227。使用求積儀量算面積時(shí)，如果圖形面積不大，可將極點(diǎn)放在圖形外，定好描跡臂長(zhǎng)度和極點(diǎn)位置。把描跡針放在輪廓的某點(diǎn)P上，作一記號(hào)，在計(jì)數(shù)器上讀出起始讀數(shù)；，然后描跡針嚴(yán)格繞輪廓線順時(shí)針方向描摹一周，回到起點(diǎn)，在計(jì)

28、數(shù)器上讀出終止讀數(shù)，則所量圖形面積為,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,2) 電子求積儀圖10-18所示為日本KOIZUMI(小泉)公司生產(chǎn)的KP-90N電子求積儀，儀器是在機(jī)械裝置動(dòng)極、動(dòng)極軸、跟蹤臂(相當(dāng)于機(jī)械求積儀的描跡臂)等的基礎(chǔ)上，增加了電子脈沖記數(shù)設(shè)備和微處理器，能自動(dòng)顯示測(cè)量的面積，具有面積分塊測(cè)定后相加、相減和多次測(cè)定取平均值，面積單位換算，比例尺設(shè)

29、定等功能。面積測(cè)量的相對(duì)誤差為2/1000。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,① 電源儀器內(nèi)藏有鎳隔可充電電池，充滿電后，可以連續(xù)使用30個(gè)小時(shí)；儀器停止使用5分鐘后，將自動(dòng)短電，以節(jié)約電源；電池將耗盡時(shí)，顯示窗口將顯示“Batt-E”。儀器配有輸出電壓為5V、電流為1.6A的專用充電器，可以使用電壓為100V~240V的交流電為電池充電。② 鍵盤功能及操作方法儀器面板上設(shè)有22個(gè)鍵和一個(gè)顯示窗，其中顯示窗上部為狀態(tài)區(qū)，用來

30、顯示電池、存儲(chǔ)器、比例尺、暫停及面積單位，下部為數(shù)據(jù)區(qū)，用來顯示量算結(jié)果和輸入值。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,ON：打開電源。OFF：關(guān)閉電源。SCALE：設(shè)定圖紙的縱、橫向比例尺。儀器允許所測(cè)圖形的縱、橫向比例尺不相同，這對(duì)測(cè)量縱斷面圖的面積非常有用。操作方法是如果已經(jīng)測(cè)量了面積，則完成比例尺的設(shè)置后，顯示窗中的面積值將自動(dòng)轉(zhuǎn)換為新設(shè)比例尺下的面積值。自動(dòng)斷電或關(guān)閉電源，設(shè)置的比例尺仍被記憶。 UNIT1：面積單位鍵1。

31、UNIT2：面積單位鍵2。儀器有米制(km2、m2、cm2)、英制(acre、ft2、in2)和日制(町、反、坪)三種面積單位制，它們?cè)跔顟B(tài)區(qū)按列排列。每按一次UNIT1鍵，將按米制→英制→日制的順序循環(huán)選擇。決定了單位制后，每按一次UNIT2鍵，則在已選定的某個(gè)單位制內(nèi)循環(huán)，如選擇的是米制，則在km2→m2→cm2內(nèi)循環(huán)。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,0 ~9：數(shù)字鍵。.：小數(shù)點(diǎn)鍵。START：測(cè)量啟動(dòng)鍵。HOLD：測(cè)量暫停鍵

32、。按HOLD鍵，顯示窗中的“HOLD”字符被顯示，當(dāng)前的面積量算值被固定，并暫時(shí)停止面積測(cè)量，此時(shí)移動(dòng)跟蹤放大鏡，顯示的面積值不變；當(dāng)要繼續(xù)量算面積時(shí)，再按HOLD鍵，面積量算再次開始。該鍵主要用于分塊量算面積。MEMO：測(cè)量結(jié)束和記憶鍵(存儲(chǔ))。面積量算結(jié)束后，按MEMO鍵，則將顯示窗中顯示的面積量算值存儲(chǔ)在儀器的存儲(chǔ)器中，此時(shí)顯示窗中的“MEMO”字符被顯示。儀器有10個(gè)存儲(chǔ)器，最多可存儲(chǔ)10個(gè)面積量算值。AVER：計(jì)算平均值鍵。

33、按AVER鍵，可以對(duì)存儲(chǔ)器中的面積量算值取平均。C/AC：清除鍵，清除存儲(chǔ)器中記憶的全部面積量算值。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,§10.4工程建設(shè)中的地形圖應(yīng)用(1) 按指定方向繪制縱斷面圖在進(jìn)行道路、隧道、管線等工程設(shè)計(jì)時(shí)，需要了解兩點(diǎn)之間的地面起伏情況，這時(shí)，可根據(jù)地形圖中的等高線來繪制斷面圖。如圖10-21(a)所示，在地形圖上作A，B兩點(diǎn)的連線，與各等高線相交，各交點(diǎn)的高程即為交

34、點(diǎn)所在等高線的高程，而各交點(diǎn)的平距可在圖上用比例尺量得。在毫米方格紙上畫出兩條相互垂直的軸線，以橫軸AB表示平距，以垂直于橫軸的縱軸表示高程，在地形圖上量取A點(diǎn)至各交點(diǎn)及地形特征點(diǎn)的平距，并把它們分別轉(zhuǎn)繪在橫軸上，以相應(yīng)的高程作為縱坐標(biāo)，得到各交點(diǎn)在斷面上的位置。連接這些點(diǎn)，即得到AB方向的斷面圖。為了更明顯地表示地面的高低起伏情況，斷面圖上的高程比例尺一般比平距比例尺大5~20倍。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)大

35、學(xué)出版社 制作 覃輝,(2) 確定匯水面積修筑道路時(shí)，有時(shí)要跨越河流或山谷，這時(shí)就必須建設(shè)橋梁或涵洞，興修水庫必須筑壩攔水。橋梁、涵洞孔徑的大小，水壩的設(shè)計(jì)位置與壩高，水庫的蓄水量等，需要根據(jù)匯集于這個(gè)地區(qū)的水流量來確定。匯集水流量的面積稱為匯水面積(catchment area)。由于雨水是沿山脊線(分水線)向兩側(cè)山坡分流，所以匯水面積的邊界線是由一系列的山脊線連接而成的。如圖10-22所示，一條公路經(jīng)過山谷，擬在P處

36、架橋或修涵洞，,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,其孔徑大小應(yīng)根據(jù)流經(jīng)該處的流水量決定，而流水量又與山谷的匯水面積有關(guān)。由山脊線和公路上的線段所圍成的封閉區(qū)域A-B-C-D-E-F-G-H-I的面積，就是這個(gè)山谷的匯水面積。量出該面積的值，再結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀笏馁Y料，便可進(jìn)一步確定流經(jīng)公路P處的水量，為橋梁或涵洞的孔徑設(shè)計(jì)提供依據(jù)。確定匯水面積的邊界線時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1) 邊界線(除公路AB段外)應(yīng)與山脊線一致，且與等高級(jí)垂直；

37、2) 邊界線是經(jīng)過一系列的山脊線、山頭和鞍部的曲線，并在河谷的指定斷面(公路或水壩的中心線)閉合。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,(3) 場(chǎng)地平整時(shí)的填挖邊界確定和土方量計(jì)算場(chǎng)地平整有兩種情形，其一是平整為水平場(chǎng)地，其二是整理為傾斜面。1) 平整為水平場(chǎng)地圖10-23所示為某場(chǎng)地的地形圖，假設(shè)要求將原地貌按照挖填平衡的原則改造成水平面，土方量的計(jì)算步驟如下：① 在地形圖上繪制方格網(wǎng)方格網(wǎng)大小取決于地形的復(fù)雜程度、地形圖比例尺

38、的大小和土方計(jì)算的精度要求，一般地，方格邊長(zhǎng)為圖上2cm。各方格頂點(diǎn)的高程用線性內(nèi)插法求出，并注記在相應(yīng)頂點(diǎn)的右上方，如圖10-23所示。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,2) 整理為傾斜面將原地形整理成某一坡度的傾斜面，一般可根據(jù)挖、填平衡的原則，繪制出設(shè)計(jì)傾斜面的等高線。有時(shí)要求所設(shè)計(jì)的傾斜面必須包含某些不能改動(dòng)的高程點(diǎn)(稱設(shè)計(jì)傾斜面的控制高程點(diǎn))，例如已有道路的中線高程點(diǎn)

39、，永久性或大型建筑物的外墻地坪高程等。如圖10-25所示，設(shè)A、B、C三點(diǎn)為控制高程點(diǎn)，其地面高程分別為54.6m、51.3m和53.7m。要求將原地形整理成通過A、B、C三點(diǎn)的傾斜面，其土方量的計(jì)算步驟如下：,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,① 確定設(shè)計(jì)等高線的平距過A、B二點(diǎn)作直線，用比例內(nèi)插法在AB直線上求出高程為54、53、52m各點(diǎn)的位置，也就是設(shè)計(jì)等高線應(yīng)經(jīng)過AB直線上的相應(yīng)位置，如d、e、f、g……等點(diǎn)。② 確定設(shè)計(jì)等高

40、線的方向在AB直線上比例內(nèi)插出一點(diǎn)k，使其高程等于C點(diǎn)的高程53.7m。過kC連一直線，則kC方向就是設(shè)計(jì)等高線的方向。③ 插繪設(shè)計(jì)傾斜面的等高線過d、e、f、g……各點(diǎn)作的平行線(圖中的虛線)，即為設(shè)計(jì)傾斜面的等高線。過設(shè)計(jì)等高線和原同高程的等高線交點(diǎn)的連線，如圖中連接1、2、3、4、5等點(diǎn)，就可得到挖、填邊界線。圖中繪有短線的一側(cè)為填土區(qū)，另一側(cè)為挖土區(qū)。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,④ 計(jì)算挖、填土方量與前面的方法相同，首

41、先在圖上繪制方格網(wǎng)，并確定各方格頂點(diǎn)的挖深和填高量。不同之處是各方格頂點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程是根據(jù)設(shè)計(jì)等高線內(nèi)插求得的，并注記在方格頂點(diǎn)的右下方。其填高和挖深量仍注記在各頂點(diǎn)的左上方。挖方量和填方量的計(jì)算和前面的方法相同。 §10.5建筑設(shè)計(jì)中的地形圖應(yīng)用建筑設(shè)計(jì)要求考慮現(xiàn)場(chǎng)的地形特點(diǎn)，不劇烈改變地形的自然形態(tài)，使設(shè)計(jì)建筑物與周圍景觀環(huán)境比較自然地融為一體，可以避免開挖大量的土方，節(jié)約建設(shè)資金，和不破壞周圍的環(huán)境狀態(tài)，如地下水

42、、土層、植物生態(tài)和地區(qū)的景觀環(huán)境。地形對(duì)建筑物布置的間接影響主要是自然通風(fēng)和日照效果兩方面。由地形和溫差形成的地形風(fēng)，往往對(duì)建筑通風(fēng)起主要作用，常見的有山陰風(fēng)、順坡風(fēng)、山谷風(fēng)、越山風(fēng)和山埡風(fēng)等，在布置建筑物時(shí)，需結(jié)合地形并參照當(dāng)?shù)貧庀筚Y料加以研究。為達(dá)到良好的通風(fēng)效果，在迎風(fēng)坡，高建筑物應(yīng)置于坡上；在背風(fēng)坡，高建筑物應(yīng)置于坡下。把建筑物斜列布置在鞍部?jī)蓚?cè)迎風(fēng)坡面，可充分利用埡口風(fēng)，以取得較好的自然通風(fēng)效果。建筑物布列在山堡

43、背風(fēng)坡面兩側(cè)和正下坡，可利用繞流和渦流獲得較好的通風(fēng)效果。在平地，日照效果與地理位置、建筑物朝向和高度、建筑物間隔有關(guān)；,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,而在山區(qū)，日照效果除了與上述因素有關(guān)外，還與周圍地形、建筑物處于向陽坡或背陽坡、地面坡度大小等因素密切相關(guān)，日照效果問題就比平地復(fù)雜得多，必須對(duì)每個(gè)建筑物進(jìn)行個(gè)別的具體分來決定。在建筑設(shè)計(jì)中，既要珍惜良田好土，盡量利用薄地、荒地和空地，又要滿足投資省、工程量少和使用合理等要求。如

44、建筑物應(yīng)適當(dāng)集中布置，以節(jié)省農(nóng)田，節(jié)約管線和道路；建筑物應(yīng)結(jié)合地形靈活布置，以達(dá)到省地、省工、通風(fēng)和日照效果均好的目的；公共建筑應(yīng)布置在小區(qū)的中心；對(duì)不宜建筑的區(qū)域，要因地制宜地利用起來，如在陡坡、沖溝、空隙地和邊緣山坡上建設(shè)公園和綠化地；自然形成或由采石、取土形成的大片洼地或被地，因其高差較大，可用來布置運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和露天劇場(chǎng)；高地可設(shè)置氣象臺(tái)和電視轉(zhuǎn)播站等等。建筑設(shè)計(jì)中所需要的上述地形信息，大部分都可以在地形圖中找到。

45、67;10.6給排水設(shè)計(jì)中的地形圖應(yīng)用選擇自來水廠的廠址時(shí)，要根據(jù)地形圖確定位置。如廠址設(shè)在河流附近，則要考慮到廠址在洪水期內(nèi)不會(huì)被水淹沒，在枯水期內(nèi)又能有足夠的水量。水源離供水區(qū)不應(yīng)太遠(yuǎn)，供水區(qū)的高差不應(yīng)太大。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,在0.5％~l％地面坡度的地段，比較容易排除雨水。在地面坡度較大的地區(qū)內(nèi)，要根據(jù)地形分區(qū)排水。由于雨水和污水的排除是靠重力在溝管內(nèi)自流的，因此，溝管應(yīng)有適當(dāng)?shù)钠露龋诓荚O(shè)排水管網(wǎng)時(shí)，要充分

46、利用自然地形，如雨水干溝應(yīng)盡量設(shè)在地形低處或山谷線處，這樣，既能使雨水和污水暢通自流，又能使施工的土方量最小。在防洪、排澇、涵洞和涵管等工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)常需要在地形圖上確定匯水面積作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。 §10.7城市規(guī)劃用地分析的地形圖應(yīng)用城市用地在規(guī)劃設(shè)計(jì)以前，首先應(yīng)按建筑、交通、給水和排水等對(duì)地形的要求，分析用地的地形，在地形圖上標(biāo)明不同坡度的地區(qū)的地面水流方向、分水線和集水線等，以便合理地利用地形和改造原有地

47、形。下面以圖10-26為例進(jìn)行討論。圖示地形有下列特點(diǎn)：(1) 惠家村以西有一座不太高的小山；(2) 惠家村東南有一條河流(青水河)，河南岸有一沼澤地；(3) 在青南公路以北有一個(gè)高出地面約30m的小丘，小丘東西向地勢(shì)較南北向平緩；(4) 惠家村以西的地形，從75m等高線以上較陡，55~75m等高線一段漸趨平緩，從55m等高線以下更為平坦?？偟膩碚f，這塊地形除了小山和小丘外還是比較平緩的。,同濟(jì)大學(xué)出版社 制作 覃輝,同濟(jì)大學(xué)

48、出版社 制作 覃輝,了解了上述地形特點(diǎn)以后，再作如下進(jìn)一步的分析：(l) 根據(jù)地形起伏情況，從小山山頂向東北到小丘可找出分水線Ⅰ，從小山向東到青南公路找出分水線Ⅱ，分水線Ⅱ的一段與青南公路東段相吻合。在分水線Ⅰ和Ⅱ之間可找到集水線。根據(jù)地勢(shì)情況，定出地面水流方向(最大坡度方向)。在分水線Ⅰ以北的地面水排向小丘和小丘以北，在分水線Ⅱ以南的地面水則向青水河匯集；(2) 青水河南面的沼澤地區(qū)，需做工程地質(zhì)和水災(zāi)地質(zhì)等的分析以后，才能確定其