什麼是地形圖?
地球表面千姿百態,錯綜複雜,有高山、峽谷、平原、河流、房屋等,這些統稱為地形。習慣上把地形分為地物和地貌兩大類。地物是指地球表面上的各種固定性物體,可分為自然地物(如江河、森林等)和人工地物(如房屋、道路等)。地貌是指地球表面高低起伏的自然形態,如高山、平原、盆地、陡坎等。按照一定的比例尺,用規定的符號將地物、地貌的平面位置和高程表示在圖紙上的正射投影圖,稱為地形圖。如果僅反映地物的平面位置,不反映地貌變化的圖,稱為平面圖。
地形圖的測繪是按照「先控制,後細部」的原則進行的。根據測圖目的及測區的具體情況建立平面和高程控制網,然後根據控制點進行地物和地貌測繪。為了滿足建築設計和施工的不同需要,地形圖採用各種不同的比例尺繪製,在工程建設中常用的有1:5001:1000、1:2000和1:5000等幾種。
由於地物的種類繁多,為了在測繪和使用地形圖中不至於造成混亂,各種地物、地貌表示方法在圖上必須有一個統一的標準。因此,國家測繪總局對地物、地貌在地形圖上的表示方法制定了統一標準,這個標準稱為「地形圖圖式」。
地形圖能夠客觀地反映地物和地貌的變化情況,利用地形圖可以進行規劃、設計、施工及竣工管理等。因此,在經濟、國防等各種工程建設中具有重要的作用。
地形圖的內容相當豐富,下面分別介紹地形圖的比例尺、圖式、等高線以及分幅與編號。
地形圖比例尺
地形圖上某一線段的長度d與其在地面上所代表的相應水平距離D之比,稱為地形圖的比例尺。
比例尺的種類
比例尺有下列兩種表示方法
(1)數字比例尺
數字比例尺可表示為分子為1、分母為整數的分數。設圖上一段直線長度為d,相應實地的水平長度為D,則該圖的數字比例尺為
d/D=1/D或d=1/M
或寫成1:M,其中M為比例尺分母。M愈大,比值愈小,比例尺愈小;相反,M愈小,比值愈大,比例尺愈大。可以利用上式,根據圖上長度和比例尺求實際長度,也可根據實際長度和比例尺求圖上長度。為了滿足經濟建設和國防建設的需要,測繪和編制了各種不同比例尺的地形圖。通常稱1:100000、1:5000001:200000比例尺的地形圖為小比例尺地形圖;1:100000、1:50000和1:25000比例尺的地形圖為中比例尺地形圖;1:10000、1:5000、1:2000、1:1000和1:500比例尺的地形圖為大比例尺地形圖。
中比例尺地形圖系國家的基本圖,由國家測繪部門負責測繪,目前均用航空攝影測量方法成圖。中比例尺地形圖主要供各種工程規劃和勘察設計使用。小比例尺地形圖一般由中比例尺地形圖縮小編繪而成。小比例尺地形圖主要供各種區域規劃或高級指揮機關使用。而大比例尺地形圖是直接為滿足城市各種工程設計、施工而測繪的。按照地形圖圖式規定,比例尺書寫在圖幅下方正中處。
(2)圖示比例尺
為了用圖方便、直觀,以及減弱由於圖紙伸縮而引起的誤差,在繪製地形圖時,通常在地形圖的正下方繪製圖示比例尺。圖示比例尺由兩條平行線構成,並把它從左至右分成若干個2cm長的基本單位,最左端的一個基本單位再分成10等份,從第二個基本單位開始,分別向左和向右註記以米為單位的代表實際的水平距離,如下圖所示為1:500的比例尺。
使用圖示比例尺時,只要用腳規的兩隻腳將圖上某直線的長度移至圖示比例尺上,使只腳尖對準「0」分劃線右側的整分劃線上,而另一隻腳尖落在「0」分劃線左端的細分劃段中,則所量直線在實地上的水平距離就是兩個腳尖的讀數之和,不足一個小分劃的零數可用目估。若需要將地面上已丈量水平距離的直線展繪在圖上,則需要先從圖示比例尺上找出等於實地水平距離的直線的兩端點,然後將其長度移至圖上相應位置。
比例尺精度
通常人眼能在圖上分辨出的最小距離為0.1mm。因此,圖上0.1mm所表示的實地水平長度稱為比例尺精度。若用δ代表比例尺精度。
則δ=0.1Mmm
顯然,比例尺越大,其比例尺精度也越高。不同比例尺圖的比例尺精度如下表所示。
根據比例尺的精度,可以確定在測圖時量距應準確到什麼程度。例如,測繪1:100
比例尺地形圖時,其比例尺的精度為0.1m,故量距的精度只需0.1m,小於0.1mm在圖上表示不出來。另外,當設計規定需在圖上能量出的實地最短長度時,根據比例尺的精度,可以確定測圖比例尺。比例尺越大,表示地物和地貌的情況越詳細,精度越高。但是必須指出,同一測區,採用較大比例尺測圖往往比採用較小比例尺測圖的工作量和投資將增加數倍,因此採用哪一種比例尺測圖,應從工程規劃、施工實際需要的精度出發進行選擇。
地形圖圖式
為了便於測圖和讀圖,在地形圖中常用不同的符號來表示地物和地貌的形狀和大小,這些符號總稱為地形圖圖式。《地形圖圖式》是由國家測繪管理機關制定,由國家技術監督局頒布實施的國家標準。它是測繪和使用地形圖的重要依據,是識別和使用地形圖的重要工具。具體地說,它是地形圖上表示各種地物、地貌要素的符號、註記和顏色的標準。常見的1:500及1:1000地形圖圖式示例如下表所示。
地形圖圖式符號分類
地形圖圖式中的符號有三類:地物符號、地貌符號和註記符號。
1)地物符號
根據地物大小及描繪方法的不同,地物符號可分為比例符號、非比例符號和半比例符號。有些地物的輪廓較大,它們的形狀和大小可以按測圖比例尺縮小,並用規定的符號繪圖紙上,這種符號稱為比例符號,如房屋、較寬的道路、稻田、花圃和湖泊等。有些地物輪廓較小,無法將其形狀和大小按比例繪到圖上,則不考慮其實際大小,而採用規定的符號表示出其中心位置,這種符號稱為非比例符號,如三角點、水準點、導線點、獨立樹、路燈、水井、裡程碑等。對於一些帶狀延伸地物,其長度可按比例縮繪,而寬度無法按比例尺表示的符號稱為半比例符號,如小路、通訊線、管道、柵欄等。這種符號的中心線一般表示其實地地物的中心位置,但是對於城牆和垣柵等,地物中心位置在其符號的底線上。
2)地貌符號
地貌是指地球表面自然起伏的狀態,包括山地、丘陵、平原、窪地等。在地形圖上表示地貌的方法很多,在大比例尺地形圖上通常用等高線表示地貌。因為用等高線表示地貌,不僅能表示地面的起伏狀態,而且還能科學地表示出地面的坡度和地面點的高程。對峭壁、衝溝、梯田等特殊地形,不便用等高線表示時則繪注相應的符號。
3)註記符號
有些地物除了用相應的符號表示外,對於地物的性質、名稱等在圖上還需要用文字和數字加以註記,稱為註記符號。註記符號是為有利於更準確地表示出地物的位置、屬性,有利於地形圖閱讀和應用的符號形式,如房屋的結構和層數、地名、路名、單位名、等高線高程、散點高程以及河流的水深、流速等。
什麼是地形圖分幅與編號
我們來講解地形圖的分幅與編號。這一節同樣比較簡單有趣,希望能夠對大家有所幫助。
為了便於管理和使用地形圖,需要將大面積的各種比例尺的地形圖進行統一的分幅和編號。地形圖的分幅方法分為兩類:一類是按經緯線分幅的梯形分幅法(又稱國際分幅);另一類是按坐標格網分幅的矩形分幅法。前者用於中、小比例尺的國家基本圖的分幅,後者用於城市大比例尺圖的分幅。
地形圖的梯形分幅與編號
1:1000000比例尺圖的分幅與編號
按國際上的規定,1:10000的世界地圖實行統一的分幅和編號。即自赤道向北或向南分別按緯差4分成橫列,各列依次用A,B,…,V表示。自經度180°開始起算,自西向東按經差6°分成縱行,各行依次用1,2,…,60表示。每一幅圖的編號由其所在的「橫列一縱行的代號組成。例如北京某地的經度為東經116°2420,緯度為39°56′30,則所在的11000000比例尺圖的圖號為J-50。(見下圖)
1:500000、1:200000、1:100000比例尺圖分幅與編號
該範圍的地形圖都是以1:1000000形圖的分幅為基準,再進行圖的分幅與編號的。
一幅1:1000000形圖劃分四幅1:500000形圖,這樣1:500000的地形圖每幅的經差為3°,緯差為2°,並分別用甲、乙、丙、丁表示,其編號是在1:1000000形圖的編號後加上它本身的序號,如J-50-乙。(見下圖)
一幅1:1000000形圖劃分36幅1:200000地形圖(從左至右),這樣每幅1:200000地圖經差為1°,緯差為40′,並分別用帶括號的數字(1)~(36)表示,其編號是在1:1000000地形圖的編號後加上它本身的序號,如J-50-(28)。(見下圖)
一幅1:1000000地圖劃分為144幅1;100000地形圖(從左至右),這樣每幅1:100000地圖經差為30′,緯差為20′,並分別用數字1-144表示,其編號是在1:1000000地形圖的編號後加上它本身的序號,如J-50-32。(見上圖)
1:50000、1:25000、1:10000比例尺圖分幅與編號
1:50000、1:25000、1:10000的地形圖分幅編號是以1:100000地形圖為基礎的。
每幅1:100000地形圖,劃分成四幅1:50000的圖,分別在1:100000的圖號後寫上各自的代號A、B、C、D,如J-50-5-B。
每幅1:50000的圖又可分為四幅1:25000的圖,分別在1:50000地形圖的編號後以1、2、3、4編號,如J50-5B—1。
1:10000地形圖的編號,是以一幅1:100000地形圖劃分為64幅1:10000地形圖,則每幅1:10000地形圖得經差為3′45″,緯差為2′30″,並分別以帶括號的(1)~(64)表示,其編號是在1:100000圖號後加上1:10000地圖的序號,如J—50-32-(10)。
一幅1:10000地形圖劃分為四幅1:5000地形圖,分別用小寫拉丁字母a、b、c、d表示,其編號是在1:10000圖號後加上它本身的序號,如J-50-32-(10)-a。
下表列出了基本比例尺地形圖的圖幅大小及其圖幅間的數量關係。
地形圖的矩形分幅與編號
2) 1:500~1:2000大比例尺地形圖大多採用矩形分幅法。《1:500 1:1000 1:2000地形圖圖式》規定:1:500~1:2000比例尺地形圖一般採用50cm×50cm正方形分幅或40cm×50cm矩形分幅。根據需要,也可以採用其他規格的分幅,但都是按統一的直角坐標格網劃分的。
採用矩形分幅時,大比例尺地形圖的編號,一般採用圖幅西南角坐標千米數編號法。如西南角的坐標為x=3530.0km,y=531.0km,則其編號為「3530.0-531.0」。編號時,比例尺為1:500地形圖,坐標值取至0.01km,而1:10001:2000地形圖取至0.1km。
某些工礦企業和城鎮面積較大,而且測繪有幾種不同比例尺的地形圖,編號時是以1:5000比例尺圖為基礎,並作為包括在本圖幅中的較大比例尺圖幅的基本圖號。例如,某1:5000圖幅西南角的坐標值為x=20km,y=10km,則其圖幅編號為「20-10」。這個圖號將作為該圖幅中的較大比例尺所有圖幅的基本圖號。也就是在1:5000圖號的末尾分別加上羅馬數字I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,就是1:2000比例尺圖幅的編號。同樣,在1:2000圖幅編號的末尾分別再加上I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,就是1:1000圖幅的編號;在1:1000比例尺的圖號末尾再加上I、ⅡⅢ、Ⅳ,就是1:500圖幅的編號,如圖所示。