淺談地形圖測(cè)繪及其實(shí)際應(yīng)用

陳繼民

摘要：在工程建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)初期，必須對(duì)工程建設(shè)所在地的地形、地質(zhì)和水文等地質(zhì)條件等有充分的了解，為此要進(jìn)行勘察工作，其中涉及測(cè)繪領(lǐng)域的重點(diǎn)是地形圖測(cè)繪。選擇合理的地形圖，以滿足規(guī)劃及設(shè)計(jì)的需要，使得規(guī)劃設(shè)計(jì)科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)。本文淺要闡述地形圖及其在工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地形圖；應(yīng)用；測(cè)繪；工程建設(shè)

1 引言

地形圖可以獲取地貌、地物、居民地、水系、交通、通訊、管線、農(nóng)林等多方面的自然地理和社會(huì)政治經(jīng)濟(jì)等信息，同時(shí)還有控制點(diǎn)、坐標(biāo)網(wǎng)格、比例尺及其他注記。因此地形圖是工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)的基本資料和信息。在地形圖上可以進(jìn)行道路設(shè)計(jì)、繪制道路經(jīng)過處的縱、橫斷面圖。此外還可以確定點(diǎn)位，點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離，直線的方向，點(diǎn)的高程和兩點(diǎn)間的高差等等。

2、地形圖的概念及分類

地形圖是按照一定的比例尺，表示地貌、地表平面位置和高程的正攝投影圖，是一種描述地表三維形態(tài)的圖。地形圖是地圖的一種，它是各種地圖編制的基礎(chǔ)圖件。

根據(jù)使用要求的不同，按照比例尺大小分為以下幾種

1）大比例尺（1：500，1：1000，1：2000，1：5000），主要用于小范圍精確研究、評(píng)價(jià)地形、供有關(guān)部門進(jìn)行勘察、規(guī)劃、設(shè)計(jì)及科研等使用，也可以作為編制更小比例尺地形圖或?qū)ｎ}地形圖的基礎(chǔ)資料。

2）中比例尺（1：1萬，1：2.5萬，1：5萬），主要用于較小范圍內(nèi)詳細(xì)研究及評(píng)價(jià)地形，主要滿足城鄉(xiāng)建設(shè)的規(guī)劃及設(shè)計(jì)；林業(yè)、地籍調(diào)查等。

3）小比例尺（1：10萬，1：25萬，1：50萬，1：100萬），主要用于各部門在較大范圍內(nèi)作總體的規(guī)劃、資源開發(fā)利用及自然地理調(diào)查，也可以于國(guó)防建設(shè)使用。

3、大比例尺地形圖測(cè)繪

大比例尺地形圖在工程建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。其特點(diǎn)是測(cè)區(qū)面積相對(duì)較小，精度要求相對(duì)較高。為滿足工程設(shè)計(jì)的需要，要根據(jù)設(shè)計(jì)要求在地形圖的精度、比例尺的選擇、測(cè)繪內(nèi)容取舍等進(jìn)行衡量，合理確定測(cè)繪方法。

1）地形圖的測(cè)繪精度及比例尺選擇。決定地形圖測(cè)繪精度的有成圖方法、測(cè)量?jī)x器、作業(yè)人員的技術(shù)水平等。測(cè)圖前需要根據(jù)比例尺的最大精度確定測(cè)圖精度指標(biāo)，即在公式δ=0.1mm*M，已知M，即可求δ。例如1：2500，由于δ=0.25米，故距離測(cè)定精度調(diào)整至整米即可。按照用圖要求確定最小比例尺，即已知δ，求M。例如某工程用圖，要求圖上能顯示出大于6cm的水平長(zhǎng)度，試確定最小的測(cè)圖比例尺。由于M=δ/0.1=6/0.01=600，所以測(cè)圖比例應(yīng)該大約1：600，實(shí)際采用1：500的比例尺。

2）現(xiàn)代測(cè)量?jī)x器及成圖方法在地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用。隨著電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，新技術(shù)在現(xiàn)代測(cè)繪領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。野外數(shù)字測(cè)量方法為現(xiàn)在大比例尺地形測(cè)圖方法的主流。野外數(shù)字測(cè)圖是利用電子速測(cè)儀或其他測(cè)量?jī)x器在野外采集有關(guān)的繪圖信息，并自動(dòng)記錄在電子手簿、磁卡、或便攜機(jī)內(nèi)，然后通過數(shù)據(jù)接口將采集的數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)，并由計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再經(jīng)過人機(jī)交互的編輯，按照一定比例尺及圖式符號(hào)自動(dòng)生成數(shù)字地形圖，并保存在存儲(chǔ)介質(zhì)上，需要時(shí)可由計(jì)算機(jī)控制繪圖儀自動(dòng)輸出地形圖。野外碎步采集方法也從傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、鋼尺等更新為精度更高、施測(cè)方便的全站儀和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱GPS）等。新技術(shù)以及新儀器的普及，使得數(shù)據(jù)在隨后的傳輸、處理成圖、繪圖以及管理的各個(gè)階段中精度毫無損失，也與成圖比例尺無關(guān)，實(shí)現(xiàn)了圖形的高精度。

3）測(cè)繪內(nèi)容的適度取舍。地形圖上測(cè)繪內(nèi)容的取舍程度，主要根據(jù)工程性質(zhì)和用途單位的要求而定。例如，為工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)而測(cè)繪的地形圖，屬于一次性專用地圖，在工業(yè)企業(yè)建成之后，原有的地形與現(xiàn)實(shí)情況相差很大，因此將使原測(cè)地形圖失去價(jià)值。這時(shí)應(yīng)根據(jù)用圖的細(xì)致程度和設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行測(cè)繪，對(duì)于與設(shè)計(jì)無關(guān)的地物可以不測(cè)。而對(duì)于工業(yè)企業(yè)建成之后的竣工圖測(cè)繪或廠區(qū)現(xiàn)狀圖測(cè)繪等，測(cè)繪出的地形圖一般應(yīng)包括地面上的所有建筑物及構(gòu)筑物、地下管線及構(gòu)筑物、地面上的架空管線及工業(yè)設(shè)施等，所需的測(cè)繪內(nèi)容較多。又如， 對(duì)于為城鎮(zhèn)土地和地籍管理而測(cè)繪的地籍圖，重點(diǎn)是詳細(xì)測(cè)繪出權(quán)屬線、行政區(qū)域、主要街道及河流溝渠、權(quán)屬界線內(nèi)的主要房屋等，與此無關(guān)的地物原則上可以不測(cè)繪，或擇主要繪出。若是用數(shù)字測(cè)土方法測(cè)繪城市的基本地形圖，最好的方法是測(cè)繪內(nèi)容盡量詳細(xì)，在出圖時(shí)可根據(jù)不同的情況要求關(guān)閉掉無關(guān)的地形、地物層，輸出不同的專題圖（如地籍圖、房地產(chǎn)圖、地下管網(wǎng)圖等）。

4、數(shù)字地形圖的實(shí)際應(yīng)用

數(shù)字地圖是以數(shù)字的形式表達(dá)地物、地貌等信息的，具有用圖自動(dòng)化、圖形數(shù)字化，點(diǎn)位精度高、方便成果的深加工利用等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)使得在利用數(shù)字地形圖時(shí)，已經(jīng)完全不同于白紙圖中通過圖解獲得所需信息的思路，可以直接查詢獲得點(diǎn)位坐標(biāo)、點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離、直線的方向、任意封閉圖形的面積。因此可以在地形圖上勾繪出集水線和分水線，標(biāo)出洪水線和淹沒線，也可以在地形圖上計(jì)算面積和體積，從而確定用地畝數(shù)、土石方量、蓄水量、礦產(chǎn)量等。可以從圖上了解各種地物、地貌等的分布情況；計(jì)算諸如農(nóng)莊、樹林、農(nóng)田的數(shù)量；獲得房屋的數(shù)量、質(zhì)量、層次等資料；可以在圖上截取斷面，繪制縱、橫斷面圖。還可以以地形圖作為底圖編繪出一系列專題底圖，如地質(zhì)圖，水文圖、水利圖、土地利用規(guī)劃圖、建筑物總平面圖、交通圖、地籍圖等。

此外，GIS軟件的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)據(jù)的修改和提取十分方便，各種GIS平臺(tái)紛紛涌現(xiàn)，其在功能方面不斷創(chuàng)新，互相包容。多數(shù)遙感圖像軟件都汲取了GIS的功能，而一些GIS軟件（比如ARC/INFO）也都汲取圖像虛擬可視化技術(shù)?？偟膩碚f，各種軟件各有千秋，互為補(bǔ)充。目前市面上使用較多的軟件平臺(tái)有ARC/INFO、MAPINFO、Intergraph MGE、GRASS等軟件。

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