1、,水 文 測 量,水文水資源業(yè)務(wù)骨干培訓(xùn),二一六年,第一講 測量基本知識 第二講 水準測量 第三講 角度與距離測量 第四講 水文高程測量 第五講 水文地形測量 第六講 水文斷面測量 專 題 衛(wèi)星定位測量,第五講 水文地形測量,水文水資源業(yè)務(wù)骨干培訓(xùn)水文測量,I 水文地形測量綜述,5 地形測量,一、水文測站地形測量的一般規(guī)定,5 地形測量,（一）水文測站地形圖及測繪時間,水文測站地形測量分為岸上和水下兩部分，岸上和水下地形測量宜同時進行。因特殊原因不能同時進行時，落水期應(yīng)先測水下后測岸上，漲水期則相反。測量時應(yīng)避免出現(xiàn)成圖空白區(qū)域。 水文測站的地形應(yīng)在建站初期進行測量，以后地形有顯著變化時應(yīng)重新

2、測量或局部重測。地形變化不大時，重測時間應(yīng)不超過20年。,5 地形測量,（二）水文測站地形圖測繪范圍,1、 河道站在垂直水流方向的寬度，應(yīng)測至歷史最高洪水位以上0.51.0m；灘地較寬的河流應(yīng)測至漫灘邊界，有堤防的河段應(yīng)測至堤防背河側(cè)的地面。在順水流方向，應(yīng)包括對水位流量關(guān)系起控制作用的全河段，其長度應(yīng)大于寬度，灘地較寬的可適當變通。 2、 對水庫、堰閘、渠道站應(yīng)包括各觀測地段。當觀測地段較分散時，可用小比例尺圖標明各觀測地段位置，各地段按需要測繪大比例尺地形圖。,5 地形測量,（三）水文測站地形圖測繪內(nèi)容,水文測站地形圖，除測繪一般地形圖內(nèi)容外，應(yīng)增加下列測繪內(nèi)容： 1、水準點、斷面標志、基

3、線樁和高程基點樁等。 2、歷年最高水位的淹沒邊界。 3、站房、觀測場、觀測道路、測驗斷面及水文觀測設(shè)備、設(shè)施等。,二、地形圖的基本知識,地形地物和地貌 地物：地面上具有明顯輪廓的幾何形態(tài)。 地貌：地球表面的高低起伏、凹凸不平。,5 地形測量,將地球表面的形狀、形態(tài)（地形）按投影的方法，并按一定的比例尺縮繪到圖紙上形成的圖稱為地形圖。,（一）地形圖,（二）地形圖的比例尺,2、地形圖的比例尺系列,1:500、1:1000、1:2000、1:5000、1:10000、1:25000、1:50000 、 1:10萬、1:20萬、1:25萬、1:50萬、1:100萬,3、地形圖的比例尺精度 定義：圖上0

4、.1mm 相應(yīng)的實地水平距離稱為比例尺精度。,5 地形測量,1、地形圖的比例尺 圖上長度與相應(yīng)實地水平長度之比，表示為分子為 1 的形式： 圖上長度 1 實地長度 M,（三）地形在圖上的表示,1、地物在圖上的表示 地物符號,比例符號（輪廓符號） 非比例符號（形象符號） 半比例符號（線性符號） 注記符號,地物符號,5 地形測量,5 地形測量,5 地形測量,5 地形測量,地物在圖上的表示,5 地形測量,2、地貌,5 地形測量,地貌在圖上的表示方法等高線,5 地形測量,（1）等高線的定義：高程相等的相鄰點所聯(lián)成的閉合曲線。 例：水面靜止的湖泊和池塘的水邊線，實際上就是一條閉合的等高線。,5 地形測量

5、,（2）等高線的幾個概念,等高距：相鄰等高線之間的高差，稱為等高線間隔或稱等高距，一般 用 h 表示。在同一幅地形圖上，各處的等高距應(yīng)當相同。,等高線平距：相鄰等高線之間的水平距離稱為等高線平距，一般用 d 表示，它隨著地面的起伏情況而改變。,坡度：h 與 D 的比值即地面坡度，一般用 i 表示。坡度一般以百分率表 示，向上為正，向下為負。例如 i = +5，i = -2。 i 大，等高 線 密，實地坡度陡；反之，i 小，等高線稀，實地較平緩。,5 地形測量,（3）等高線的分類,5 地形測量,（4）等高線的特性, 等高性同一條等高線上各點的高程都相同; 封閉性等高線是一條閉合曲線,不能中斷（如

6、果不在同一幅圖內(nèi) 閉合,則必定跨越鄰幅或許多幅圖后閉合）;, 不相交性等高線不能相交（在絕壁或懸崖才會重合）; 與地性線正交性等高線經(jīng)過山脊或山谷時轉(zhuǎn)變方向, 等高線與山 脊線和山谷線正交;, 密度與坡度關(guān)系等高線平距大（等高線疏），表示地面坡度小 （地形平坦）；等高線平距小（等高線密），表示地面坡 度大（地形陡峻）。,5 地形測量,地貌在圖上的表示,5 地形測量,（四）地形圖圖廓外的標注內(nèi)容,圖名（本圖幅內(nèi)最具代表性的地物或地貌名稱） 圖號（本圖幅的起點坐標，以km 為單位） 接圖表（與相鄰圖幅的位置關(guān)系） 比例尺 測圖單位 測圖時間和測圖方法 坐標和高程系統(tǒng) 測圖人員姓名,5 地形測量,I

7、I 控制測量,5 地形測量,在整體范疇內(nèi)，選擇布置若干具有控制意義的點（控制點），由控制點相連構(gòu)成一定的幾何圖形（控制網(wǎng)），測定這些控制點的空間位置（X、Y、H）即為控制測量。若僅是測定其平面位置的工作，稱為 平面控制測量；僅是測定其高程的測量工作，稱為高程控制測量。,一、控制測量綜述,5 地形測量,（一）控制測量概念,地形測量控制網(wǎng)，一般分為基本控制、圖根控制和儀器站三級。在一個測區(qū)內(nèi)控制網(wǎng)的最高一級稱為首級控制。,水文測繪的地形圖一般面積不大，可采用圖根控制為首級控制的兩級控制網(wǎng)，測繪大江河或大漫灘河流的地形圖時，由于測區(qū)面積較大，宜采用以基本控制為首級的三級控制。,測繪水文測站地形圖的控

8、制測量，有條件利用國家和其它部門控制網(wǎng)的，宜采用與所利用控制網(wǎng)相同的坐標系統(tǒng)，沒有條件利用國家和其它部門控制網(wǎng)的，可采用獨立坐標系統(tǒng)。,一、控制測量綜述,5 地形測量,（二）控制測量的作用, 控制網(wǎng)具有控制全局的作用 建立統(tǒng)一的坐標體系，使各測圖站點構(gòu)成一個統(tǒng)一的整體，從而保證所測地形圖的各部分精度均勻一致，對于較大的測區(qū)，測圖工作能夠分組、分幅測繪地形圖。 控制網(wǎng)具有限制測量誤差的積累、傳遞的作用 將誤差限制在一定的范圍內(nèi)，且局部誤差不影響全局。,一、控制測量綜述,5 地形測量,（三）平面控制的形式,平面控制的主要形式有三角測量、導(dǎo)線測量、交會測量、衛(wèi)星定位靜態(tài)測量等。過去，受測量裝備條件和

9、技術(shù)水平的限制，大多數(shù)水文站平面控制網(wǎng)的建立，多采用三角測量、量距導(dǎo)線測量和旁點交會導(dǎo)線測量形式。隨著裝備條件改善和技術(shù)水平不斷提高，愈來愈多地采用電磁波測距導(dǎo)線和衛(wèi)星定位測量手段。,三角測量和導(dǎo)線測量的形式及特點,三角測量的特點：控制范圍大，主要的觀測工作是測角度，測距工作量小，對通視的要求很高。,導(dǎo)線測量的特點：適于控制狹長的測區(qū)，測角、測距的工作量相當，對通視要求大為降低。,1、三角測量,2、導(dǎo)線測量,5 地形測量,二、導(dǎo)線測量,5 地形測量,（一）導(dǎo)線布設(shè)形式,1、閉合導(dǎo)線： 由一個已知點出發(fā)，經(jīng)過若干未知點，回到出發(fā)的已知點的閉 合多邊形形式。,2、附合導(dǎo)線： 由一個已知點出發(fā)，經(jīng)過

10、若干未知點，附合到另一個已知點的 折線圖形。,3、支導(dǎo)線： 僅是一端連接在已知點上，延伸到到幾個未知點，既不閉合也不 附合的支線形式。,導(dǎo)線測量的外業(yè)工作包括：踏勘選點、外業(yè)觀測。 1、踏勘選點 （1）準備工作 搜集測區(qū)的有關(guān)資料：如地形圖，已有控制點坐標成果、點之記等。 （ 2）2、現(xiàn)場選點、埋標志 導(dǎo)線點應(yīng)選在土質(zhì)堅硬，能長期保存和便于安置儀器觀測的地方。 相鄰導(dǎo)線點間通視良好，便于測角、量邊。 導(dǎo)線點應(yīng)視野開闊，便于測繪周圍的細部地形。 導(dǎo)線邊長應(yīng)避免長、短變化太大，相鄰邊長之比一般不應(yīng)超過三倍。 導(dǎo)線點選定后，在地面上建立標志，并沿導(dǎo)線走向順序編號，繪制導(dǎo)線 略圖及點之記（點位略圖）,

11、（二）導(dǎo)線測量的外業(yè)工作,5 地形測量,1、邊長測量 導(dǎo)線邊長用鋼尺或測距儀（或全站儀）測定。 2、角度測量 導(dǎo)線角度測量有轉(zhuǎn)折角測量和連接角測量。在各待定點上所測的角為轉(zhuǎn)折角；已知方向邊與未知方向邊之間的夾角為連接角。 角度分為左角和右角：在導(dǎo)線前進方向左側(cè)的水平角為左角，在右側(cè)的為右角，一般都是觀測左角。,2、外業(yè)測量,5 地形測量,布設(shè)導(dǎo)線應(yīng)與高級控制點連測，才能得到起始方位角，這一工作稱為連接角測量，或稱導(dǎo)線定向。目的是使導(dǎo)線點坐標納入已知點（高級點）統(tǒng)一坐標系統(tǒng)。 對于獨立地區(qū)周圍無高級控制點時，可假定起點的坐標，用羅盤儀測定起始邊的磁方位角作為起算數(shù)據(jù)。,3、導(dǎo)線定向,5 地形測量

12、,導(dǎo)線計算目的任務(wù)： 由起算數(shù)據(jù)（已知點坐標、已知邊方位角）和觀測數(shù)據(jù)（導(dǎo)線邊長、導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角）推算未知點的坐標。,（三）導(dǎo)線計算,5 地形測量,2、角度閉合差的調(diào)整及改正角計算,導(dǎo)線計算步驟計算思路,1、角度閉合差及限差的計算和比較,5 地形測量,3、各邊方位角推算,4、坐標增量計算,5 地形測量,5、坐標增量閉合差及限差的計算和比較,5 地形測量,7、改正后的坐標增量,8、導(dǎo)線點的坐標推算,6、坐標增量閉合差的調(diào)整,5 地形測量,閉合導(dǎo)線計算,閉合導(dǎo)線計算,閉合導(dǎo)線計算,閉合導(dǎo)線計算,III 地形圖測繪,5 地形測量,一、碎部點在圖上的確定方法,1、傳統(tǒng)手工測圖,5 地形測量, 視準軸水平時

13、的視距公式,A、B 間的距離：,視距測量 根據(jù)幾何光學(xué)原理，利用經(jīng)緯儀配合視距尺（水準尺）間接測定測站點至觀測點之間的水平距離和高差。,5 地形測量,A、B 間的高差：, 任意情況下視距測量的計算公式,5 地形測量,視距測量記錄表格,（已知測站點高程 HA=7.64m，儀器高 i = 1.36m。）,5 地形測量,2、數(shù)字化測圖,數(shù)字化測圖（Digital Surveying Mapping，簡稱DSM）是以數(shù)字的形式表達地形特征點的集合形態(tài)。,利用各種設(shè)備、技術(shù)將采集到的地形數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C，并由功能齊全的成圖軟件進行數(shù)據(jù)處理、成圖顯示，再經(jīng)過編輯、修改，生成符合規(guī)范的地形圖。最后將地形數(shù)據(jù)

14、和地形圖分類建立數(shù)據(jù)庫，也可以用數(shù)控繪圖儀或打印機完成地形圖和相關(guān)數(shù)據(jù)的輸出。,5 地形測量,二、碎部點的選擇,5 地形測量,地 物 的 測 繪,5 地形測量,地 貌 的 測 繪,5 地形測量,七、地形圖的勾繪,1、地物描繪 地物按地形圖圖式規(guī)定的符號表示。,比例符號（輪廓符號） 非比例符號（形象符號） 半比例符號（線性符號） 注記符號,地物符號,5 地形測量,2、地貌描繪 勾繪等高線（地貌用等高線表示）。,5 地形測量,5 地形測量,三、地形圖的拼接,當測區(qū)較大，需分塊、分幅測圖，相鄰的圖幅需要拼接。,5 地形測量,四、地形圖的整飾,地形圖的整飾包括：擦去圖上不需要的線條、注記，修飾地物輪廓

15、線和地貌等高線，使其清晰、明了規(guī)范；繪制內(nèi)、外圖框；在圖框外注記圖名、圖號、接圖表、比例尺、測圖單位、坐標和高程系統(tǒng)、測圖時間、測圖人員姓名等。,5 地形測量,五、地形圖的檢查,1、室內(nèi)檢查 室內(nèi)檢查的內(nèi)容有：圖上地物、地貌是否清晰易讀；各種符號注記是否正確；等高線與地形點的高程是否相符；圖邊拼接有無問題等。如發(fā)現(xiàn)錯誤或疑點，應(yīng)到野外進行實地檢查修改。,2、 外業(yè)檢查 外業(yè)檢查分巡視檢查和儀器設(shè)站檢查。巡視檢查是根據(jù)室內(nèi)檢查的具體情況，有計劃、有目的地確定巡視路線，進行實地對照查看。 檢查地物、地貌有無遺漏；等高線是否逼真合理；符號、注記是否準確等。設(shè)站檢查即安置儀器，對圖上的地物位置、等高線

16、的高程進行觀測復(fù)核。,5 地形測量,IV 數(shù)字測圖及數(shù)字成圖軟件,5 地形測量,一、數(shù)字測圖概述,大比例尺地面數(shù)字測圖，是20世紀70年代在輕小型、自動化、多功能的電子速測儀面世后發(fā)展起來的，80年代全站儀的迅猛發(fā)展，加速了數(shù)字測圖的研究與應(yīng)用。 我國從1983年對大比例尺地形圖的數(shù)字化測圖方法開始研究，率先開展數(shù)字測圖研究工作的有武漢測繪科技大學(xué)（現(xiàn)武漢大學(xué)）、同濟大學(xué)、解放軍測繪學(xué)院（現(xiàn)信息工程大學(xué)）、清華大學(xué)、北京市測繪研究院、上海市測繪研究院等幾十家單位，后來逐步在全國測繪行業(yè)推廣。,5 地形測量,第一階段：,（1）全站儀野外測量、采集數(shù)據(jù)，電子手簿記錄（全站儀配套的電子 手簿或用袖珍

17、計算機改裝的電子手簿）； （2）傳輸數(shù)據(jù)到計算機； （3）室內(nèi)根據(jù)野外詳細繪制的標有測點號的草圖，在計算機屏幕上 進行人機交互編輯修改，生成圖形文件 數(shù)字地形圖； （4）由繪圖儀繪制地形圖。,地面數(shù)字測圖技術(shù)的發(fā)展階段和作業(yè)模式：,5 地形測量,第二階段：,（1 ) 軟件發(fā)展 軟件智能化 開發(fā)了智能化外業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件，成圖軟件能直接針對電子手簿記錄的地形信息（坐標數(shù)據(jù)及地形編碼）進行處理。,（2）模式發(fā)展電子平板測繪模式（內(nèi)外業(yè)一體化） 便攜式計算機的應(yīng)用給數(shù)字測圖提供了新的發(fā)展機遇。1994年清華大學(xué)山維開發(fā)公司研制出電子平板測繪模式（全站儀+便攜機+測圖軟件），將安裝了測繪軟件的便攜機命名

18、為電子平板。電子平板測圖軟件既有與全站儀通信和數(shù)據(jù)記錄的功能，又有解算建模、現(xiàn)場實時成圖和圖形編輯、修正等功能，實現(xiàn)了內(nèi)外業(yè)一體化，測量中出現(xiàn)的錯誤可以現(xiàn)場及時地糾正，從而使數(shù)字測圖的質(zhì)量與效率大大提高。,5 地形測量,電子平板測繪模式（內(nèi)外業(yè)一體化）,5 地形測量,二、野外測量數(shù)據(jù)采集,將全站儀安置在測站點，對中、整平后量取儀器高，按菜單提示鍵盤輸入測站信息（測站點號、坐標，后視點點號、坐標，儀器高、棱鏡高），進行后視定向檢核，瞄準碎部點反光棱鏡，測量坐標。,1、全站儀采集數(shù)據(jù),5 地形測量,2、GPS RTK模式采集數(shù)據(jù),基準站,移動站,5 地形測量,數(shù)字測圖軟件很多，國內(nèi)市場上比較有影響

19、的數(shù)字測圖軟件主要有： 武漢瑞得公司的“RDMS數(shù)字測圖系統(tǒng)” 南方測繪儀器公司的“CASS地形地籍成圖系統(tǒng)” 清華三維公司的“EPSW電子平板測圖系統(tǒng)” 各種數(shù)字測圖軟件都具有豐富的圖形編輯功能和圖形管理功能，操作界面友好。,三、數(shù)字化成圖軟件,5 地形測量,總體上，數(shù)字化成圖軟件有兩種類型： （1）用高級編程語言從底層開發(fā)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、運行 速度較快、界面美觀等特點，典型代表性軟件： 清華三維公司研制的 “EPSW電子平板測圖系統(tǒng)” （2）運用已有的繪圖平臺（如CAD）進行開發(fā)，具有使 用方便、擴充性強、接口豐富等特點，典型代表性 軟件： 南方公司研制的 “CASS地形地籍成圖系統(tǒng)”,5

20、 地形測量,四、數(shù)字化成圖軟件使用,1、數(shù)字成圖軟件成圖的作業(yè)流程,2、數(shù)字化成圖軟件的操作使用以CASS數(shù)字成圖軟件為例,5 地形測量,CAD工具條,頂部菜單,CASS功能屏幕菜單,命令區(qū),狀態(tài)提示區(qū), CASS成圖軟件要求的數(shù)據(jù)格式,5 地形測量,點號，編碼，Y坐標（橫坐標），X坐標（縱坐標），高程,若對觀測點未進行編碼，則： 點號，Y坐標（橫坐標），X坐標（縱坐標），高程,例：某碎部點的點號為PT1，用全站儀測得其坐標和高程為：X=3587642.236m，Y=442567.908m，H=15.354m。若將該點導(dǎo)入“CASS成圖系統(tǒng)”，滿足要求的數(shù)據(jù)格式是： PT1，442567.90

21、8，3587642.236，15.354, CASS成圖軟件自帶的練習(xí)數(shù)據(jù)文件,5 地形測量,1,53167.880,31194.120,495.800 2,53151.080,31152.080,495.400 3,53151.080,31165.220,494.500 4,53174.690,31109.490,499.300 5,53161.730,31117.070,497.400 6,53154.150,31129.070,495.800 7,53142.780,31122.750,494.500 8,53129.510,31124.970,492.300 9,53102.970,3

22、1185.590,493.700 10,53106.130,31206.430,494.700 ,5 地形測量,V 地形圖的應(yīng)用,5 地形測量,O、概述,地形圖是客觀自然地理的載體，是進行工程建設(shè)項目可行性研究的重要資料，是工程規(guī)劃、設(shè)計和施工的重要依據(jù)。借助地形圖，可以了解自然和人文地理、社會經(jīng)濟諸方面因素對工程建設(shè)的綜合影響，使勘測、規(guī)劃、設(shè)計能充分利用地形條件，優(yōu)化設(shè)計和施工方案，有效地節(jié)省工程建設(shè)費用。應(yīng)用地形圖，是工程建設(shè)技術(shù)人員必須具備的基本技能。,5 地形測量（地形圖應(yīng)用）,一、地形圖的識讀,圖名 圖號 接圖表 比例尺 測圖時間 坐標和高程系統(tǒng)等,1、圖廓外的注記閱讀,5 地形測

23、量（地形圖應(yīng)用）,2、地形圖圖廓內(nèi)地物、地貌的判讀 測量控制點 三角點、導(dǎo)線點、水準點等?？刂泣c在地形圖上有點號（或名稱）及高程。 居民地 居民居住的房屋、工商業(yè)用房、機關(guān)單位、運動場等。,工礦設(shè)施 如礦井、探井、吊車、燃料庫、加油站、變電室、露天設(shè)備等。 獨立地物 如紀念碑、紀念像、寶塔、亭、水塔、煙囪等。 道路 包括道路及其附屬設(shè)施，如公路、鐵路、車站、路標、橋梁、天橋、高架橋、涵洞、隧道等。 管線和垣柵 管線主要包括各種電力線、通訊線及地上、地下的各種管道檢修井、閥門等。垣柵如城墻、圍墻、柵欄、籬笆、鐵絲網(wǎng)等。,5 地形測量（地形圖應(yīng)用）,水系及其附屬建筑 如河流、湖泊、水庫、溝渠、防洪堤、渡口、碼頭、攔水壩等。 境界 如國界、省界、縣界、鄉(xiāng)界等。 植被 植被是覆蓋在地表上各種植物的總稱，如樹林、竹林、草地、經(jīng)濟林、農(nóng)作物等。地形圖上表示出植被的分布、類別、范圍、面積等。 地貌 地貌主要根據(jù)等高線進行閱讀，如根據(jù)等高線的形狀識別山頭、山脊、山谷、鞍部、盆地、懸崖、峭壁等；根據(jù)等高線的疏密程度及其變化情況分辨地面