地形图的基本知识

一、地形图的基本构成

正规地形图由名称、编号、比例尺、内外图括号、连接图、坡度比例尺、三北方向线、地图内容(地形、地物)和图例组成。

1. 地图名称：一般以地图范围内最大、最重要的地名作为地图名称，写在图的上方。

2. 图号：地形图编号。它是由地形图的经纬度范围决定的。它通常放在图片标题下。

3、比例尺：分为数字比例尺和线段比例尺，数字比例尺用1:M表示，M是分母，M越大，比例尺越小，如1:5万就是1厘米上的数字代表场长500米；线段比例尺是用线段的长度直接描述场距。通常，一条线段被分成五个相等的部分，每个相等的部分为1厘米。左手第一个厘米为0比例尺，左边部分分为毫米。

一般1:50000 ~ 1:50000为中比例尺，大于1:50000称为大比例尺如1:2000或1:5000，小于1:50000称为小比例尺如1:10万、1:20 000等。

4. 内部地图和外部地图在地形图的内部地图中包括细实线。南(下)北(上)两条线是地图的南北纬度边界，左(西)和右(东)两条线是地图的经度范围。例如，汉大旗1:5万地形图的西边界线和东边界线分别表示地图的经度为12600和12615;南边界线和北边界线分别表示地图的纬度范围为“从北纬5000到北纬5010”。

外图用粗实线括起来，与内图用粗实线括起来平行，与内图有两道。一是使绘图美观，二是在内外括号之间留出空间，以表示坐标值和经纬度。

5. 如下图所示：为了便于查找相邻的地形图，在图的左上角或右下角画一个方框，并将其等分为九等份。每个小矩形代表一幅画。将图放在中间位置，分别表示图的北、南、西、东四个相邻的图，与图的直线相连，四角的图与图相连。

6. 坡度比例尺：一般放在地图的左下角，其中的曲线代表等高线，从左向右越来越密，对应的坡度也越来越大。它用于测量地形图上两点之间的坡度。有两个相邻的等高线坡度标尺和六个相邻的等高线坡度标尺。

斜尺用法：用卡尺粘在斜坡的两点上测量，在斜尺上比较，读出相应的坡度。

7、三北方向线：画在斜尺旁边，用来表示三北方向之间的偏差。带五角星的线就是地理子午线(经度)，星的位置就是地理北方，也叫真北，带箭头的线就是磁子午线，箭头就是磁北方方向，另带叉的线就是坐标的垂直线，即坐标北方方向。

磁偏角：磁北与正北夹角称为磁偏角，如磁偏角为1108的图上为1:50 000，以正北为标准，磁北向正北以西的称为西，否则称为东。

子午线会聚角：正北(地理子午线北)与坐标北(中心子午线北)之间的夹角称为子午线会聚角，以真北为基础，也有西、东之分。坐标北是真北的西到西。例如，在1:50 000的图形上，子午线的辐合角是西经212。

磁偏角：即磁北与坐标北之间的夹角，以坐标北为标准，磁北向坐标北西侧的偏移称为西偏移。如邯郸蒸汽幅值1:50 000图磁偏转角为856向西。由于图形上使用坐标最多，罗盘常用于测量方位角，因此磁偏转是最重要的参数。

三个北方向的关系：磁坐角=子午线辐合角-磁偏角

8. 地表内容：由地形符号和地物符号组成。

地形符号是表示地形起伏的符号，最重要、最常见的是地形等高线(地球表面等高点的线)，其次是悬崖、悬崖、陡坡等特殊符号；地物是指自然的或人工的地面物体，如河流、水库、单株树木、各种道路、输电线路、运河、电缆、管道、梯田、林地、房屋、油库等。

9. 图例：是对绘图面上各种符号的描述，一般放在绘图的右侧。

10. 坐标系统、高程系统、出版日期等说明一般放在图纸右下角。

2. 地形图上的坐标

地面点的位置由坐标和高程表示。坐标是在投影基准面(大地水准面、椭球面或平面)上沿铅垂线的点的位置；标高是从地面点沿铅垂线到投影平面的距离。如图1-4所示，接地点[font=]， A [font=] B沿铅垂线投影在基准面上为[font=]， A [font=] B两点，可在投影平面坐标系中坐标。沿铅垂线测量高程[font=] HA， [font=] HB，从而确定接地点的空间位置。

接地点的位置

1. 大地坐标：即地理坐标，在图的四边用经纬度表示，即在与外图相邻的细实线与外图之间，用短线划分为“点”，两端写有完整的数值。例如，汉达1:50 000图形的底边从左到右分为15个网格，每个网格为1点，左端(西端)为12600，右端(东端)为12615。

经纬度只标注在图纸的边缘，而没有标注在图纸内部，所以在图纸上用经纬度找点不方便。

2. 直角坐标：法向地形图采用高斯直角坐标，以赤道线为横轴(Y轴)，Y值向东递增，向西递减；以中心子午线为坐标的纵轴(X轴)，X值从赤道向北递增。也就是说，图上一个点的X值表示从该点到赤道的线性距离。

中小比例尺地形图上的坐标线构成了所谓的“方里网”，即一个网格代表一平方公里。在1:5万的地图上，每个网格长2厘米，宽2厘米，在1:25万的地图上，每个网格长2厘米。密集的坐标线有利于测量、定位和定位图形上的点。

地形图上Y坐标值的前两位数字为高斯投影带的带号。例如，汉斯1:5万地图上Y坐标的频带号为22。左上角的带号字体为小写，如22286公里写成22286公里，右下角的带号为100公里。

3.高斯投影和高斯直角坐标系

由于地球表面是曲面，将地图制作成平面图会产生误差和变形。因此，高斯和克鲁格根据经线将地球划分为“瓜环形”条状，并采用从中心向表面放射投影的方法将“瓜环形”扁平化，以减少误差和变形。在绘制中小比例尺时，采用了所谓的6度波段投影。即从经度0开始，每隔6划分一条投影带。世界上有60个6度投影带，邯大旗地区刚好位于第22个6度投影带中。

平坦后，每条6度投影带中间只有一条经线为南北直线，其他经线均为圆弧。这条特殊的经线被称为“中心子午线”，作为坐标的纵轴(x轴)，赤道线(也是一条东西平后的直线)作为横轴(y轴)。两轴交点为坐标原点，但纵轴以西各点的Y值为负。为方便起见，指定坐标纵轴向西均匀移动500公里，使每个投影带上任何地方都不出现负坐标。由于我国位于北半球，所以X值总是正的，横轴不会移动。

制作大比例尺地形图时，6度波段误差较大，应采用3度波段投影。即每条投影带的经度差为3，第一条投影带从东经130开始。纵轴和横轴的规则不变。

四、投影带数和中心子午线的计算

1. 确定投影磁带号

1)检查地形图底(上)边左右两端的横坐标，即小字体前两位数字所在位置。

2)计算：

如果没有余数，则商为带号。例如，如果该位置的经度为12607，则商为21，余数为07，则带号N6=21+1=22

3度磁带编号N3等于该位置的经度除以3四舍五入到整数。

2、中心子午线经度计算

6度带中心子午线经度L6=N6 6-3

3度带中心子午线经度为L3=N3 3

五、地形判读方法

等高线是闭合曲线。如果这里没有关闭，其他地方也必须关闭。闭合等高线代表山顶或盆地。小圆比大圆高的是山，小圆比大圆高的是盆地。

曲线等高线向高点凸出是一个山谷，向低点凸出是一个山脊。山谷的轮廓在上游呈凸状。

看看河流的流量或河流宽度的变化

它位于河流的上游，河流位于峡谷中，两侧是山脊。

一系列平坦的轮廓形成了山坡。

在两个相邻的山顶之间是马鞍。

等高线密集，坡度大，而地形平坦。

等高线重叠的地方是陡峭的山脊或悬崖

等高线的交点一定是悬崖

Vi.使用手持式GPS

国产GPS内置北京54坐标系和西安80坐标系。在使用之前，首先看一下地形图中使用的是哪个坐标系，找出投影带的带号，计算出中心子午线的经度。选择GPS坐标系作为对应的坐标系，设置中心子午线的经度。

台湾和国外制造的GPS都没有大陆坐标系。机器默认坐标系为WGS84。它需要校准成与地形图相匹配的坐标系。具体步骤如下：

步骤1:在测量区域内，至少有三个已知的均匀分布的三角点(此时所选三角点应尽可能分布在工作区域周围)，首先将GPS接收机内部的所有参数设置为“0”，即DX=0, DY=0, DZ=0, DA=0, DF=0。式中DX、DY、DZ为两个坐标系在同一点的三维坐标之差，DA为两个坐标系的长半轴之差，DF为两个坐标系的平面度之差。以上操作完成后，利用GPS接收机分别观测已知三角点的坐标，计算观测结果与已知坐标值的差值，取其平均值作为DX、DY、DZ的修正值。(由于目前市场上GARMIN公司生产的系列手持式定位仪，除Crown和Prospect两款型号具有气压测量功能外，其他型号均为GPS测高，精度较低，无法使用。因此，可以将DZ设为0，也可以将DZ设为其校正数。修正与否对其他参数设置没有影响。

步骤2:设接收机参数DX、DY、DZ为得到的校正量，设DA、DF为对应的差值，即a(84)-a(54)=DA=-108， (84) - (54)=DF=0.0000005。或(84)(80)=3,(84)-(80)=0.00000003。然后在同一三角点上观察已知点的坐标，并根据观察结果对DX、DY、DZ进行第二次新的校正。此时，利用GPS接收机对所有已知点的坐标进行第二次观测校正。直到GPS接收机观测到的坐标值与已知点的坐标接近，且差值一般小于5米时，取各点的观测值与已知坐标差值的平均值作为DX、DY、DZ的最终校正。上述操作通常循环到第二次以获得所需的校正。

台湾及国外GPS参数设定及专用按键：

1. 打开电源

按翻页键进入菜单界面

上下按设置

按“Enter”进入“Settings”

按上/下按钮到单位

按Enter键进入Unit菜单

按回车键进入(位置距离)

按“Enter”进入(位置格式)

位置格式为用户网格。

按Enter键进入User Grid菜单。

2. 在USER UTM GRID格式中，将LONGITUDE列中的第一个条目更改为“E”，表示东方的经度，然后是测量区域所在的三度带或六度带的中心子午线的度数，并在SCALE列中输入1.0000000，表示比例系数，为FALSE

在E列中输入500000.0作为向东的距离，单位为米，为FALSE

如果在N中输入0.0，则北向偏差为零。

3.编辑完输入的数值后，按上下键保存，按输入键保存编辑，返回单位菜单。

4. 按向上或向下按钮到地图参考

按Enter键进入地图参考菜单

上下按到WGS 84

然后按下输入键进入单元菜单

按“用户”(用户自定义)的“上”或“下”键，按“输入”键进入菜单(WGS84——LOCAL)，然后执行两个部分各步骤的操作。每次校正设置完成后，不要忘记按输入键进行存储。

5. 反复按翻页键，返回卫星接收状态。此时，如果已接收到4颗以上卫星，且信号良好，可长按输入键获取定点坐标。需要注意的是：到达某一位置后，不要急于确定其坐标，而要等待手持GPS静置1-2分钟后再确定，这样得到的坐标比较准确，其他操作在这里就不再重复了。