模块三地形图的识读与应用.docx
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模块三地形图的识读与应用
模块三地形图的识读与应用
课题一园林场地地形图的识读
任务提出
识读地形图。
园林工程设计要用到地形图,要想应用地形图,必须先读懂地形图。
要求正确认识地形图的基本内容。
任务分析
地形图的识读是正确应用地形图的基础。
地形图是用各种规定的符号和注记表示地物、地貌及其它有关资料。
通过综合分析,把图上显示的各种符号和注记综合起来,构成一个整体的立体模型展现在人们面前。
因此,读图时要讲究方法,要分层次地进行读图,即从图外到图内,从整体到局部,逐步深入到要了解的具体内容。
这样,对图幅内的地形有了完整的概念后,才能正确应用。
相关知识
一、国家基本地形图
国家基本地形图是按国家测绘总局制定的规范测绘的标准图幅的地形图,也称为。
我国国家基本地形图的比例尺系统由1:
100万、1:
50万、1:
25万、1:
10万、1:
5万、1:
2.5万、1:
1万组成。
二、图幅分幅与编号
为了便于测绘、使用和管理地形图,需要统一地对地形图进行分幅和编号。
分幅就是将大面积的地形图按照不同比例尺划分成若干幅小区域的图幅。
编号就是将划分的图幅,按比例尺大小和所在的位置,用文字符号和数字符号进行编号。
地形图的分幅方法有两种:
一种是经纬网梯形分幅法或国际分幅法;另一种是坐标格网正方形或矩形分幅法。
前者用于国家基本比例尺地形图,后者用于工程建设大比例尺地形图。
(一)梯形分幅法
1.旧分幅编号方法
(1)1∶100万比例尺地形图的分幅和编号
1∶100万地形图分幅和编号是采用国际标准分幅的经差6°、纬差4°为一幅图。
如图3-1,从赤道起向北或向南至纬度88°止,按纬差每4°划作22个横列,依次用A、B、……、V表示;从经度180°起向东按经差每6°划作一纵行,全球共划分为60纵行,依次用1、2、……、60表示。
每幅图的编号由该图幅所在的“列号——行号”组成。
例如,北京某地的经度为116°26′08″、纬度为39°55′20″,所在1∶100万地形图的编号为J-50。
(2)1∶50万、1∶25万、1∶10万比例尺地形图的分幅和编号
这三种例尺地形图都是在1∶100万地形图的基础上进行分幅编号的。
如图3-2。
一幅1∶100万地形图,按经差3°、纬差2°可划分出为4幅1∶50万的图,分别以代码A、B、C、D表示。
其编号为“1∶100万图幅的编号-代码”,如图左上角1∶50万图幅的编号为J-50-A。
一幅1∶100万地形图,按经差1°30′、纬差1°可划分出16幅1∶25万的图,分别用[1]、[2]、……、[16]代码表示。
其编号为“1∶100万图幅的编号-代码”,如图3-2左上角1∶25万图幅的编号为J-50-[1]。
一幅1∶100万地形图,按经差30′、纬差20′可划分出144幅1∶10万的图,分别用1、2、……、144代码表示。
其编号为“1∶100万图幅的编号-代码”,如图3-2左上角1∶10万图幅的编号为J-50-1。
(3)1∶5万、1∶2.5万、1∶1万比例尺地形图的分幅和编号
这三种比例尺图的分幅、编号是在1∶10万比例尺地形图分幅编号的基础上进行。
一幅1∶10万地形图,按经差15′、纬差10′可划分成4幅1∶5万地形图,分别以A、B、C、D代码表示,其编号为“1∶10万图幅的编号-代码”,如图3-3右上角1∶5万地形图的编号为J-50-5-B。
一幅1∶5万地形图,按经差7′30″、纬差5′可划分成4幅1∶2.5万地形图,并以1、2、3、4代码表示,其编号为“1∶5万图幅的编号-代码”,如图3-3中有阴影的1∶2.5万地形图的编号为J-50-5-B-4。
一幅1∶10万地形图,按经差3′45″、纬差2′30″可划分成64幅1∶1万地形图,并用
(1)、
(2)、……、(64)的代码表示,其编号为“1∶10万图幅的编号-代码”,如图3-4中有阴影的1∶1万地形图的编号为J-50-5-(24)。
上述各种比例尺地形图的分幅与编号方法综合列入表3-1。
表3-1梯形分幅的图幅规格与编号
地形图比例尺
图幅大小
图幅包含关系
图幅编号示例
经度差
纬度差
1∶100万
1∶50万
1∶25万
1∶10万
1∶5万
1∶2.5万
1∶1万
6°
3°
1°30′
30′
15′
7′30″
3′45″
4°
2°
1°
20′
10′
5′
2′30″
1∶100万图幅包含4幅
1∶100万图幅包含16幅
1∶100万图幅包含144幅
1∶10万图幅包含4幅
1∶5万图幅包含4幅
1∶10万图幅包含64幅
J-50
J-50-A
J-50-[1]
J-50-1
J-50-144-A
J-50-144-A-2
J-50-144-(62)
2.新分幅编号方法
1992年12月,我国颁布了《国家基本比例尺地形图分幅和编号GB/T13989—92》新标准,1993年3月开始实施。
新的分幅编号方法如下。
(1)分幅1∶100万地形图的分幅标准仍按国际分幅法进行。
其余比例尺的分幅均以1∶100万地形图为基础,按照横行数纵列数的多少划分图幅,见表3-2。
表3-2我国基本比例尺地形图分幅
地形图
比例尺
图幅大小
1∶100万图幅包含关系
纬差
经差
行数
列数
图幅数
1∶100万
1∶50万
1∶25万
1∶10万
1∶5万
1∶2.5万
1∶1万
1∶5000
4°
2°
1°
20′
10′
5′
2′30″
1′15″
6°
3°
1°30′
30′
15′
7′30″
3′45″
1′52.5″
1
2
4
12
24
48
96
192
1
2
4
12
24
48
96
192
1
4
16
144
576
2304
9216
36864
(2)编号1∶100万图幅的编号,由图幅所在的“行号列号”组成。
与国际编号基本相同,但行与列的称谓相反。
如北京所在1∶100万图幅编号为J50。
1∶50万与1∶5000图幅的编号,由图幅所在的“1∶100万图行号(字符码)1位,列号(数字码)1位,比例尺代码(字符码见表3-3)1位,该图幅行号(数字码见图3-5)3位,列号(数字码)3位”共10位代码组成。
表3-3我国基本比例尺代码
比例尺
1∶50万
1∶25万
1∶10万
1∶5万
1∶2.5万
1∶1万
1∶5000
代码
B
C
D
E
F
G
H
(二)地形图的矩形分幅与编号方法
1.分幅
为了适应各种工程设计和施工的需要,对于大比例尺地形图,大多按纵横坐标格网线进行等间距分幅,即采用正方形分幅与编号方法。
图幅大小如表3-4所示。
表3-4正方形分幅的图幅规格与面积大小
地形图比例尺
图幅大小(cm)
实际面积(km2)
1∶5000图幅包含数
1∶5000
1∶2000
1∶1000
1∶500
40×40
50×50
50×50
50×50
4
1
0.25
0.0625
1
4
16
64
2.编号
矩形图幅的编号,一般采用以下几种编号法。
(1)按图幅西南角坐标编号。
图幅西南角坐标编号是用该图幅西南角的x坐标和y坐标的公里数来编号,x坐标在前,y坐标在后,中间以短线连接。
编号时,1∶5000坐标值取至km,1∶2000、1∶1000取至0.1km,1∶500取至0.01km。
例如,某幅1∶1000地形图的西南角坐标为x=30km、y=10km,则其编号为30.0—10.0。
当该图幅采用国家统一坐标系统时,把图幅所在投影带的中央子午线的经度加写在最前面。
如114°-30.0-10.0
(2)按基本图号法编号。
基本图号法编号是以1∶5000地形图作为基础,较大比例尺图幅的编号是在它的编号后面加上罗马数字。
例如,一幅1∶5000地形图的编号为20-60,则其它图的编号见图3-6。
(3)按数字顺序编号。
小面积测区的图幅编号,可采用数字顺序或工程代号等方法进行编号。
如图3-7所示,虚线表示测区范围,数字表示图幅编号,一般从左到右、由上到下。
三、高斯平面直角坐标
(一)高斯投影
当测区范围较大时,要建立平面坐标系,就不能忽略地球曲率的影响,为了解决球面与平面这对矛盾,则必须采用地图投影的方法将球面上的大地坐标转换为平面直角坐标。
目前我国采用的是高斯投影,高斯投影是由德国数学家、测量学家高斯提出的一种横轴等角切椭圆柱投影,该投影解决了将椭球面转换为平面的问题。
从几何意义上看,就是假设一个椭圆柱横套在地球椭球体外并与椭球面上的某一条子午线相切,这条相切的子午线称为中央子午线。
假想在椭球体中心放置一个光源,通过光线将椭球面上一定范围内的物象映射到椭圆柱的内表面上,然后将椭圆柱面沿一条母线剪开并展成平面,即获得投影后的平面图形,如图3-8所示。
该投影的经纬线图形有以下特点:
1.投影后的中央子午线为直线,无长度变化。
其余的经线投影为凹向中央子午线的对称曲线,长度较球面上的相应经线略长。
2.赤道的投影也为一直线,并与中央子午线正交。
其余的纬线投影为凸向赤道的对称曲线。
3.经纬线投影后仍然保持相互垂直的关系,说明投影后的角度无变形。
(二)投影带的划分
高斯投影没有角度变形,但有长度变形和面积变形,离中央子午线越远,变形就越大,为了对变形加以控制,测量中采用限制投影区域的办法,即将投影区域限制在中央子午线两侧一定的范围,此范围称为投影带。
投影带一般分为6°带和3°带两种,如图3-9所示。
6°投影带是从英国格林尼治起始子午线开始,自西向东,每隔经差6°分为一带,将地球分成60个带,其编号分别为1、2、…、60。
每带的中央子午线经度可用下式计算:
(3-1)
式中n为6°带的带号。
6°带的最大变形在赤道与投影带最外一条经线的交点上,长度变形为0.14%,面积变形为0.27%。
3°投影带是在6°带的基础上划分的。
每3°为一带,共120带,其中央子午线在奇数带时与6°带中央子午线重合,每带的中央子午线经度可用下式计算:
(3-2)
式中n′为3°带的带号。
3°带的边缘最大变形现缩小为长度0.04%,面积0.14%。
我国领土位于东经72—136之间,共包括了11个6°投影带,即13—23带;22个3°投影带,即24—45带。
(三)高斯平面直角坐标
通过高斯投影,将中央子午线的投影作为纵坐标轴,用x表示,将赤道的投影作为横坐标轴,用y表示,两轴的交点作为坐标原点,由此构成的平面直角坐标系称为高斯平面直角坐标系。
如图3-9所示。
对应于每一个投影带,就有一个独立的高斯平面直角坐标系,区分各带坐标系则利用相应投影带的带号。
在每一投影带内,y坐标值有正有负,这对计算和使用均不方便,为了使y坐标都为正值,故将纵坐标轴向西平移500km(半个投影带的最大宽度不超过500km),并在y坐标前加上投影带的带号。
如图3-10中的A点位于18投影带,其自然坐标为x=3395451m,y=-82261m,它在18带中的高斯通用坐标则为X=3395451m,Y=18417739m。
四、地理坐标
当研究和测定整个地球的形状或进行大区域的测绘工作时,可用地理坐标来确定地面点的位置。
地理坐标是一种球面坐标,视依据球体的不同而分为天文坐标和大地坐标。
(一)天文坐标
以大地水准面为基准面,地面点沿铅垂线投影在该基准面上的位置,称为该点的天文坐标。
该坐标用天文经度和天文纬度表示。
如图3-
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