第九章 地形图的应用2

二、地形剖面图
三、地面模型的透视图 平行投影：一种是形体上的所有点都沿着一组平行线投影到 投影平面，称为平行投影。 透视投影：将所有点都沿着一组汇聚到一个称为投影中心位 置的点进行投影，称为透视投影，。
四、三维透视立体图形显示
五、三维地形立体图形
§9.4 图数转换
• GIS的广泛应用对数字地图提出了最基本的要求就是数字 地图中的地物空间数据只能以“骨架线”数据的形式出现， 不能附带地物符号。
• 除AutoCAD的dwg、dxf等文件外，CASS系统提供了可以 输出几种常用的GIS的格式文件，如Arcgis 与Arc/info的 shp文件，Mapinfo的 mif、mid文件以及国家空间矢量格 式文件的多种数字地图成果输出方式，方便用户将数字地 图导入GIS系统，
• 提供了本身定义的数据交换文件（后缀为cas）。这为用 户的各种应用带来了极大的方便。
2．基本地物信息：水系、交通网、居民点和工矿企业及 境界线。
3．主要的自然资源和环境信息：土壤、植被、地质、气 候。
4．主要的社会经济信息：人口、工农业产值、经济活动 等。
基于DTM的地形分析
1．坡度和坡向分析 2．地表粗糙度的计算 3．地表曲率的计算 4．谷脊特征分析 5．通视分析
(1)两点之间的通视计算 (2)面域的通视计算 6、其它应用
设计高程
（2）DTM法计算土方方法 CASS软件中提供了三种计算模式：
• 根据坐标文件计算：复合线要闭合，精度高 • 根据图上高程点计算：必须有高程点，精度与高程点
的分布有关。
• 根据图上三角网计算：不需要边界。 特点：设计高程唯一，只能进行场地平整。
• 坡度设计
设计高程
填方
挖方
1:1.5
2. 生成里程文件
r tan1 (S2 S1)
s S12 S22
网格窗口
制作坡度图： 计算各地表单元的坡度 可对坡度计算值进行分类 用不同的颜色或灰度表示
制作坡向图： 通常把坡向分为东、西、南、北东 北、西北、东南、西南8类，加上平地 共9类，以不同的颜色显示，即可得到 坡向图。
坡度图
坡向图
Cass制作坡度图
4）输入边界插值间隔。
5）回车显示计算结果。
土方平衡结果对话框图
三、面积应用
1.用复合线凑面积 1）调整一点 2）调整一边 3）在一边调整一点
2. 计算指定范围的面积 “工程应用”菜单 “统计指定范围的面积”。 “1.选目标/2.选图层/3.选指定图层的目标” 。
3. 统计指定区域的面积 4.指定点所围成的面积
四、断面数据文件
南方cass断面数据文件 点号，Mi, X坐标，Y坐标，高程【其中，代码为Mi表示 道路中心点，代码为i表示
点号，i， X坐标，Y坐标，高程 该点是对应Mi的道路 横断面上的点】
点号，i， X坐标，Y坐标，高程
…… 例：1,M1,708.522,411.099,90.173 2,1,721.786,410.908,90.242 3,1,719.69,405.228,90.284 4,1,694.71,410.667,89.89 5,1,690.551,410.04,89.631 6,M2, 1,689.392,413.865,88.435 7,2,688.08,413.485,88.404 8,2,687.938,413.477,89.645
曲线要素录入对话框图
三、断面图绘制
1.根据坐标文件生成断面图 采样点的间距 起始里程 横向比例 纵向比例
2. 根据里程文件 多个横断面的信息 纵断面
3. 根据等高线 图面存在等高线，则根据断面线与等高线的交点来绘
制纵断面图。 4．根据三角网
图面存在三角网，则根据断面线与三角网的交点来绘 制纵断面图。
一、坡度图与坡向图 坡度反映斜坡的倾斜程度，是水平
面与局部地表之间的正切值，是斜 坡——高度变化的最大比率，常用百 分比测量；
坡向反映斜坡所面对的方向，是坡 度变化比率最大的方向，按从正北方 起算的角度测量。
坡度用矢量的形式表示
S1 (a b) d1 S2 (b c) d2
坡度的方向与大小
2. 生成里程文件
（5）由坐标文件生成：这个文件的编码必须按以下方法 定义，具体例子见CASS安装目录下“DEMO”子目录下的 “ZHD.DAT”文件。
• 总点数
• 点号，M1, X坐标，Y坐标，高程
• 点号，1， X坐标，Y坐标，高程
•
……
• 点号，M2，X坐标，Y坐标，高程
• 点号，2， X坐标，Y坐标，高程
5.等高线法土方计算 操作步骤：
1）选择等高线 2）最高点的选择（如果是 山顶要选择该项） 3）点击适当位置显示计算 结果。 注意： 1）选择等高线没有顺序。 2）也可以采用由等高线生 成数据文件后再按照前面方 法（断面法、方格网法等） 进行计算。 。
• 6.区域土方平衡计算图
土方平衡的功能常在场地平整时使用。
挖方量=填方量。
（1）计算平整场地平均高程
以四分之一方格为一单位面积，定权为1，
则方格网各点高程的权分别是：角点为
1，边点为2，拐点为3，中心点为4。平
均高程。
H平
Pi Hi Pi
（2）在CASS软件中的计算步骤
方格网点权系数图
1）展绘出高程点
2）用复合线绘出计算边界。
3）根据坐标数据文件(或根据图上高程 点)”命令选择边界线。
第九章 数字地形图的应用 朱宝训
9.1 数字地形图的基本应用
一、基本几何要素查询
1．查询指定点的坐标与坐标标注 2．查询两点的距离和方位角 3. 查询线长 4. 查询实体面积 5. 计算对象的表面积
二、土方量的计算
1.DTM法土方计算 （1）DTM方法计算土方原理
计算公式为： V h1 h2 h3 S 3
断面参数
纵断面
横断面
可以在屏幕上也可 以输出到excel表格
中
• 4.方格网法土方计算
•计算原理 （1）填挖边界点位置的确定。 零点位置的确定方法如下：
a lh1 b lh2Leabharlann h1 h2h1 h2
(2)每个正方体土方量的计算。
土 方 计 算 方 式
• 方格网法计算特点： 1）简便直观，易于操作 2）适用于地形变化比较平缓的地形情况，用于计算场地平 整的土方量计算较为精确。 3）设计面可以是水平的，也可以是倾斜（以1个基准点或 一条基准点）的，还可以是三角网
缓和曲线的参数方程:
3.圆曲线加缓和曲线
x y
l l5
40R
2
l
2 s
l3
l7
6Rls 336R
3l
3 s
二、线路曲线设计
1.单个交点 输入起点、交点和各曲线要素。
2.多个交点 •要素文件录入 •选择定位方法
①偏角定位；线路起点坐标和 各交点坐标利用输入偏角和距离 计算得到。
②坐位定位:线路起点坐标和各 交点坐标可以直接输入或用鼠标 直接拾取。 •曲线要素处理
§9.2 数字地形图的在线路勘察设计中 的应用
一、线路曲线概述
1.单圆曲线 曲线要素的计算 （已知转角α
及半径R）
切线长 T Rtg
2
曲线长
L
R
180
外距 E R(sec 1)
2
切曲差 D 2T L
2.缓和曲线 为缓和行车方向的突变和离心力的突然产生与消失，需要
在直线（超高为0）与圆曲线（超高为h）之间插入一段曲率半 径由无穷大逐渐变化至圆曲线半径的过渡曲线（使超高由0变为 h），此曲线为缓和曲线。
• CASS 2008 • 西南角坐标 • 东北角坐标 • [层名] • 实体类型 • …… • nil • 实体类型 • …… • nil • …… • [层名] • …… • [层名] • …… • END
2.读入交换文件 3.输出ARC/INFO SHAPE格式文件 4.输出MAPINFO MIF/MID格式文件 5.输出国家空间矢量格式文件
图数转换的方法 一、生成数据文件 1．指定点生成数据文件 输入地物代码、高程后， 系统将坐标、代码、高程自动追加到前面输入的数据文件中。 2. 高程点生成数据文件 3. 控制点生成数据文件 4. 等高线生成数据文件
二、生成交换文件 1.生成数据交换文件(CASS 数据交换文件扩展名是“.CAS”，总体格式如下：)
S1、S2、 、Sn
然后用梯形公式计算出总的土方量。
断面法计算土方量的表达式为：
V
n
Vi
i2
n（Si1
i2
Si ) L 2
• 断面类型 任意断面：对于特别复杂的地方 线路断面：规则公路铁路。 场地断面：断面的大小不一致。
• 计算步骤 1）生成里程文件 2） 选择土方计算类型 （断面类型） 3）断面参数设计 4）绘出纵断面图 及每一个横断面图， 5）选择需要计算土方量的横断面 6）计算工程量
•
……
• 点号，Mi, X坐标，Y坐标，高程
• 点号，i, X坐标，Y坐标，高程坐标文件
3. 横断面法土方计算 VS1、S2、n Vi、Sn n（Si1
i2
i2
Si 2
)
L
• 当地形复杂起伏变化较大，或地块狭长、挖填深度较大， 断面又不规则的地区，宜选择横断面法进行土方量计算。
• 计算原理 计算出各横断面的面积为
• 方格网法操作步骤：
1）复合线画出闭合区域（必须闭合）。
2）选择高程点坐标数据文件
3）选择设计面（水平、倾斜、三角网）。
4）设计高程、方格宽度。
5）计算土方量。
5.等高线法土方计算 特点：适用于没有高程数据 文件时，如矢量化电子地图。 等高线要求必须是闭合的， 还不能处理任意边界为多边 形的情况。 原理：