05第五章工程建设中的地形图与应用剖析.ppt

第五章 工程建设中的 地形图与应用,主要内容,工程规划阶段对地形图的要求 大比例尺地形图及应用 工程竣工图测绘 水下地形图测绘 数字地面模型和勘测设计一体化,5.1 工程规划阶段对地形图的要求,5.1.1 水利工程设计对地形图的要求,流域规划：1：5万或1：10万的地形图； 水库设计：1:1万至1:5万的地形图； 初步设计：1:1万或1:2.5万的地形图； 施工阶段：1：1000的地形图； 港口码头在初步设计阶段，需要1:1000或1:2000的陆上地形图与水下地形图；在施工设计阶段应采用1:500或1:1000比例尺地形图5.1.2 道路工程设计对地形图的要求,对于大型桥梁而言，首先是在现有地1:25000或1:50000比例尺地形图上方案研究 ； 1:1000或1:10000的桥渡总平面图和范围较小比例尺为1:500~1:5000的桥址地形图施工设计 对于城市中的地下铁道网，在初步设计阶段，系应用比例尺为1:2000或1:5000的城市地形图，以选定线路的布置 为了设计车站、进口大厅、竖井以及用明挖法施工地区，还需要该地区的1:500比例尺地形图5.1.3 工业与民用建筑工程设计对地形图的要求,测绘资料要满足工程规划设计的需要，其主要质量标准是：地形图的精度，比例尺的合理选择、测绘内容的取舍适度等。

对于工业建筑的设计，地形图主要地是用在总平面运输（简称总图运输）设计部门 在工业与民用建筑的初步设计阶段，在总平面图上要确定和绘出车间、仓库、动力设施和铁路线等主要建筑物的轮廓位置和坐标 在竖向布置图上要绘出竖向布置系统，设计地面连接的方式、场地平土标高、排水坡向、建筑物地坪的高程以及运输道路的高程等5.2 大比例尺地形图及应用,5.2.1 大比例尺地形图的精度,模拟地形图上平面位置的精度,,数字法测图的平面位置的精度,,5.2.2 大比例尺地形图在工程建设中的应用,5.2.2.1 按一定方向绘制断面图 进行道路、隧道、管线等工程设计中，往往需要了解两点之间的地面起伏情况断面图的绘制有两种方法即根据已有的地形图按一定方向绘制断面图；实地测绘断面图，这里所讲的是前一种根据已有的地形图按一定方向绘制断面图5.2.2.2 按规定坡度选最短路线,5.2.2.3 平整土地,在建筑工程、水利工程、道路建设，以及矿山地面工程中，往往要进行土地平整工作 在地形图上，或在数字地面模型上进行平整工作，估算土石方工程量是比较方便而经济的 大多数工程要求将地面平整水平面，并且挖方和填方工程量要求平衡，以节约开支。

利用地形图平整场地常用方格法5.3 工程竣工图测绘,竣工测量内容,竣工图包括：边界、地形、建筑物位置、地下管线等 形体测量提供构件的形体资料，形体图等工程竣工图测量,在新建或扩建的工程时，为了检验设计的正确性，阐明工程竣工的最终成果，作为竣工后的技术资料，就必须提交出竣工图 旧工程扩建和改建原有工程时，必须取得原有工程实际建（构）筑物的平面及高程位置，为设计提供依据 为满足新建工程建成投产后进行生产管理和变形观测的需要，也必须提出工程竣工图几个原则：,控制测量系统应与原有系统保持一致 测量控制网必须有一定的精度标准 充分利用已有的测量和设计的资料,竣工图测量内容,1、厂区现状标准图 它是反映全厂区现状的总图，包括全部工业用地上原有的和新建的厂房、车间、仓库、办公楼、食堂等建（构）筑物和各种运输线路、工业及生产管线等的平面和高程位置；并标明用所测的细部点坐标、高程及各种设备元素和特征；还要表示出一般地形、地物情况该图可按实际需要决定取舍，以实用和保持图面清洁为原则2、辅助图 是厂区现状标准图的附件，在厂区局部图面负荷过重，线条、注记、符合、数据等过多的地方，为了清晰表示，以比例尺1∶100或1∶200标出。

对于1∶500比例尺现状图，一般不作辅助图3、剖面图 有时为了表示地下管线和一些建（构）筑物地下埋设部分的情况，应绘制专门的剖面图它也是现状标准图的附件 4、专业分图 在大型、复杂的厂区，为适应设计和施工管理的需要，还要求分别绘制专业分图： ① 上、下水管道图； ② 工业管网图； ③ 输电线路图（包括地下电缆）； ④ 运输线路图5、技术总结报告和成果表 在施测竣工图过程中，同时还要分类编绘各种厂区细部点施测一览表，以及控制点、细部点坐标和高程成果表；表示出各种所需要数据及元素，并绘制草图有些测图软件带有这方面的内容，可直接打印输出厂区现状图施测完毕后，还要提出总结报告，说明施测方法，技术要求和达到的精度，以及详细程度和分类情况等总平面及交通运输竣工图,① 应绘出地面的建筑物、构筑物、公路、铁路、地面排水沟渠、树木绿化等设施 ② 矩形建筑物、构筑物在对角线两端外墙轴线交点，应注记2点以上坐标； ③ 圆形建筑物、构筑物，应注记中心坐标及接地外半径； ④ 所有建筑物都应注记室内地坪标高； ⑤ 公路中心的起终点、交叉点，应注记坐标及标高，弯道应注记交角、半径及交点坐标，路面应注意材料及宽度 ⑥ 铁路中心线的起终点、曲线交点，应注记坐标，在曲线上应注明曲线的半径、切线长、曲线长、外矢矩、偏角诸元素；铁路的起终点，变坡点及曲线的内轨轨面应注记标高。

给、排水管道竣工图,① 给水管道 应绘出地面给水建筑物、构筑物及各种水处理设施在管道的结点处，当图上按比例绘制有困难时，可用放大详图表示管道的起终点、交叉点、分支点，应注明坐标；变坡处应注记标高；变径处应注明管径及材料；不同型号的检查井，应绘详图 ② 排水管道 应绘出污水处理构筑物、水泵站、检查井、跌水井、水封井、各种排水管道、雨水口、排出水口、化粪池以及明渠、暗渠等检查井应注明中心坐标、出入口管底标高井底标高、井台标高管道应注意管径、材料、坡度对不同类型检查井应绘出详图此外，还应绘出有关建筑物及铁路、公路动力、工艺管道竣工图,① 应绘出管道及有关的建筑物、构筑物，管道的交叉点、起终点，应注明坐标及标高、管径及材料 ② 对于地沟埋设的管道，应在适当地方绘出地沟断面，表示出沟的尺寸及沟内各种管道的位置此外，还应绘出有关的建筑物、构筑物及铁路、公路输电及通讯线路竣工图,① 应绘出总变电所、配电站、车间降压变电所、室外变电装置、柱上变压器、铁塔、电杆、地下电缆检查井等； ② 通讯线路应绘出中继站、交接箱、分线盒（箱）、电杆、地下通讯电缆人孔等； ③ 各种线路的起终点、分支点、交叉点的电杆应注明坐标；线路与道路交叉处应注明净空高； ④ 地下电缆应注明深度或电缆沟的沟底标高； ⑤ 各种线路应注明线径、导线数、电压等数据，各种输变电设备应注明型号、容量； ⑥ 应绘出有关的建筑物、构筑物及铁路、公路。

综合管线竣工图,① 应绘出所有的地上、地下管道，主要建筑物、构筑物及铁路、道路； ② 在管道密集处及交叉处，应用剖面图表示其相互关系5.4 水下地形图测绘,水下地形图的用途,（1）建设现代化的深水港，开发国家深水岸段和沿海、河口及内河航段，已建港口回淤研究与防治等都需要高精度的水下地形图； （2）在桥梁、港口码头以及沿江河的铁路、公路等工程的建设中也需要进行一定范围的水下地形测量； （3）海洋渔业资源的开发和海上养殖业等都需要了解相关区域的水下地形； （4）海洋石油工业及海底输油管道、海底电缆工程和海底隧道，以及海底矿藏资源的勘探和开发等，更是离不开水下地形图；,（5）江河湖泊及水库区域的防洪、灌溉、发电和污染治理等离不开水下地形图这一基础资料； （6）在军事上，水下潜艇的活动、近海反水雷作战兵力的使用、战时登陆与抗登陆地段的选择等，其相关区域的水下地形图是指挥作战人员关心的资料； （7）从科学研究的角度上看，为了确定地幔表层及其物质结构、研究板块运动、探讨海底火山爆发与地震等，也需要水下特殊区域的地形图； （8）为了进行国与国之间的海域划界工作，高精度的海底地形图是必备的特点,水下地形图在投影、坐标系统、基准面、图幅分幅及编号、内容表示、综合原则以及比例尺确定等方面都与陆地地形图相一致，但在测量方法上相差较大。

水下地形测量时，每个测点的平面位置与高程一般是用不同的仪器和方法测定 水下地形测量时，水下地形的起伏看不见，不像陆地上地形测量可以选择地形特征点进行测绘，而只能用测深线法或散点法均匀地布设一些测点 水下地形测量的内容不如陆上的那样多，一般只要求用等高线或等深线表示水下地形的变化主要工作,控制测量 水深测量 测深点的平面定位 内业绘图,控制测量,水下地形测量的平面和高程控制应尽可能与陆上地形测量构成统一整体，只有在某些不需要进行陆上地形测量的情况下，才能单独为水下地形测量建立独立的平面和高程控制 根据河流的大小和测区的范围，平面控制网可沿河流两岸布设成小三角锁或导线，其等级和精度应与陆上地形测量相应比例尺地形图的要求相同，并尽可能与国家控制点或高级控制点联测 由于GPS技术的推广应用，目前水下地形测量的平面控制测量工作一般采用GPS完成，高程控制测量也在向GPS水准的方向发展水位观测,水深测量需与陆地上平面位置与高程联系起来才具有水下地形测绘等实用价值测深与高程系统的联系，一般通过水位观测的措施 简单的水位观测站为立在岸边水中的标尺，标尺零点高程通过与水准点联测求得 水深测量期间，按一定时间间隔对标尺进行读数，并绘制成水位-时间曲线，由此曲线即可得到测深时水面的瞬间高程，从而根据水深就可得到水底的高程。

在落差较大的地区，应设置多个水位观测站，并利用其测值按距离或高差进行归算改正 利用水文观测资料查询水深测量,水深测量即测定水底点至水面的高度的测量工作，是水下地形测量的一个中心环节 在水深测量前，先要确定测区范围和测图比例尺，设计图幅，准备图板和展绘控制点，布设测深线和验潮站，以及确定验流点和水文站的位置 测量时，测量船沿预定测深线连续测深，并按一定间隔进行定位，同时进行水位观测 为连续测得水深，必须选择适当的测深线间隔和方向 测深线间隔一般取为图上1厘米，测深线方向一般与等深线垂直 港湾地区的测深线方向应垂直于港湾或水道的轴线 沿岸测量中，测深线的布设，在岬端处应成辐射状，在锯齿形岸线处应与岸线总方向成45° 水底平坦开阔的水域，测深线方向可视工作方便选择 江河上可根据河宽和流速，布设横向、斜向或综合的测深线测深点的布置,水深测量设备,测深杆 水砣（测深锤） 回声测深仪 多波束测深系统 机载激光测深系统 遥感技术,回声测深仪工作原理图,多波束测深仪,回声测深仪只能沿测线测量水深值，而多波束测深仪是一种能够一次给出与航向垂直的剖面内几十个甚至上百个水下测点水深值的测量仪器 多波束测深仪具有测量范围大、速度快、精度高、记录数字化以及成图自动化等优点，它把测深技术从点、线扩展到面，并进一步发展到立体测深和自动成图，从而使水下地形测量技术发展到了一个较高的水平。

多波束测深仪按工作频率分为高频、中频和低频三种类型，一般将工作频率在95kHz以上的称为浅水多波束，频率在36~60kHz之间的称为中水多波束，频率在12~13kHz之间的称为深水多波束部分多波束测深仪技术指标,,水深测量的误差及测深仪的检验,仪器误差 对于SDH-13D为0.4% 外界环境影响 波浪、鱼，水草等反射的假回声，潮汐和海面气象 条件的变化等 作业人员产生的误差 测深仪的检验,声速改正 在内河（淡水）进行水深测量，水下声波的反射和折射现象，都要涉及到声波在水中的传播速度问题，声速是一个极为重要的物理参量 实际工作中，在现场实测温度，通过查阅有关资料并进行实验，建立了声速改正数学模型，温度变化对声速的影响最大，每变化1℃，对声速的影响约为4.5m/s温度是随深度、时间和季节而变化的水深测量时，这些河况条件必须精确地测定 测船动态吃水改正 船只动态吃水：经试验，速度10km/h以下的船只动态吃水可达5cm将换能器安装于船只中部，可消除其影响。