《定线与拨地测量》PPT课件.ppt

第七章 定线与拨地测量第一节 定线测量和拨地测量概述现代化的城市建设是按照城市总体规划布局来实施的。城市道路网是由城市范围内所有道路组成的一个体系，是城市总体规划图的基本骨架，在编制城市总体规划时就已拟定。为了使城市规划能正确实施，需要进行城市规划道路定线测量。定线测量就是将规划图上设计的道路中心线或边线（即红线）位置，转移到实地，为城市详细规划、各种市政工程的定线和建筑用地界桩的测设，提供必要的依据，起着控制把关的作用。,规划道路定线测量与市政工程道路定线测量有所不同，其主要区别在于：、规划道路定线属于规划阶段的测量工作，定线工作只需要定出道路中线，它并不意味着近期就要筑路、修路；而市政工程的道路定线则属于设计阶段的测量工作，除定出道路的中线外，还要测绘带状地形图及道路的纵、横断面等，向设计部门提供详尽的测绘资料，为近期内筑路、修路做准备。、规划道路的红线是具有规划法规效用的法线，控制道路红线内及临时新建各种建筑物的位置必须符合规划要求；市政工程道路定线仅仅是为了道路工程本身的平面定位，其所起的作用比规划道路定线要小得多。,城市规划道路定线和市政工程道路定线虽有区别，但并不是截然分开的，有时甚至是紧密联系的。对于新开发地区或新辟道路，市政工程道路定线必须受规划道路中线的控制；对于已成道路，规划在后，则应结合现状充分利用。现在城市规划建设提倡“综合开发，配套建设”，采取统一征地拆迁和“先地下、后地上、先修路、后建房”的办法。若以已建道路的中线作为规划道路的中线，则两者就合二为一了。拨地测量工作是根据规划要求在实地确定建筑用地的边界线。在城市地区的建筑物的布局，往往依赖于规划道路的位置，边界线的测设通常是依赖规划道路中线进行的，以使建筑用地线或建筑物边线（称为建筑控制线）与规划道路红线保持正确的相对关系。,第二节 定线测量的方法一、定线测量的基本方法将图上规划道路的中心线，或红线位置测设到实地，其测设的方法通常有图解法和解析法两种。（一）图解法在地形图的二底图上，量取道路中心线或红线与邻近地物点的相对关系的图解数据，然后在实地直接依据这些图解数据来确定所在位置，这种在图上量取数据的方法称为图解法。图解法定线的精度，取决于设计红线用的地形图的精度、比例尺大小、图纸伸缩以及图幅拼接精度等因素。一般说，其定线精度较低。这种方法仅适用于一般地区线路工程的初测及其占地、房屋拆迁的定线测量。,（二）解析法将规划道路中线上的特征点的坐标，特征点间的方位角、距离等设计数据（通常称为定线条件），作为定线的依据。通过计算和测量手段，将中线放样到实地，并用坐标数据来表示整个线路的确切位置，这种方法称为解析法。根据作业方法，解析法定线测量又可分为解析计算法和解析实订法两种。、解析计算法：根据规划红线图上所提供的定线条件，计算出规划道路中线上的特征点的坐标，然后用测量放样的方法，在实地订出道路中线的位置。,、解析实订法：根据规划红线图上所提供的定线条件，在实地直接订出特征点的位置，随后测定这些点的点坐标。解析实订法是在实地直接定线，当线路较长或通视条件较差，障碍物较多的地区，作业较困难，且精度也不高，一般只适用于建筑控制线的订界。,二、定线条件定线条件即每条规划道路的起止、走向、转折、路宽等审批认可的详细规划方案，并以文字加略图表述作为定线测量的依据。拟定的定线条件必须严密，不能模棱两可，互相矛盾。由于各规划道路的具体情况不同，因此其定线条件也各不相同。、根据道路中线与地物的相对关系确定定线条件。例如规划道路中线与现状道路的中线重合或平行；或与沿线的建筑物墙面平行等。、根据规划设计部门提供的规划道路中线各主要点（起点、折点、交叉点和终点）的设计坐标（包括解析坐标或图解坐标）。,有些城市的规划部门并不提供规划道路中线的设计坐标和定线条件，仅提供大比例尺标有规划道路红线的蓝图，上面仅绘示规划红线的位置、走向、路宽、曲线半径等。测绘部门须根据红线蓝图判别和确定定线条件，计算求出中线上各特征点的坐标。确定和判别定线条件的方法有：、量测中线的图解坐标 在红线蓝图上量取规划道路中线上点的坐标，计算出中线方程并推算出各特征点（如交叉点、折点）的图解坐标，采用图解坐标定线。,、实测建筑物或现状道路中线坐标。在图上判明规划道路中线与沿线的建筑物平行，或与道路的中线平行，应在实地采集建筑物或道路中线上点的坐标，然后确定规划道路中线的直线方程和推算各特征点的坐标，采用实测坐标定线。、中线图解坐标与建筑物实测坐标相结合。若单用中线图解坐标，由于地形图精度关系，不能满足与有关建筑物的相关位置。反之，若单用实测建筑物坐标又不能控制道路全线的方位。在此情况下宜采用图解和实测相结合的方法，才能满足规划设计意图。,第三节 规划道路中线和特征点的求算方法 在定线测中，规划道路中线位置是起主导作用的。红线（即边线）可认为是依附中线的附属线，一旦中线的位置用坐标确定下来后，中线上或红线上的特征点都可以解算得到。一、规划道路中线上的主要特征点 主要特征点现都采用汉语拼音字母缩写符号。如特征点的间距过长，或遇障碍物等不通视的情况，在中线上还需加入一定数量的加点，用拼音字母表示，在直线上一般每隔150-300米测设一点。,一条道路的中线上可能有多个转折点及特征点。此时可在字母后附注序数表示。规划道路设计上习惯将道路前进方向是按由西向东，由南向北编排的。因为地形图的方向是上北下南，左西右东。所以在定线作业中，对曲线起点、终点及特征点的序数，皆应尊重这个习惯。,二、规划道路中线位置的表示方法（一）以特征点坐标表示解析法定线最终得到的是规划道路中线上各转折点的坐标，由JD1和JD2的坐标可以推算中线的方位角及两点间的距离,（二）以直线方程式表示、直线的点斜式方程 中线的方位角JD1JD2就是中线与轴的倾角，方位角正切函数tgJD1JD2即是中线对轴倾角的斜率。令=tgJD1JD2 设点i是JD1，JD2中线上的任意一点，其坐标为(X，Y),于是有：-2=(-2)同样：-1=(-1)也成立。知道中线的方位角和中线上一已知点的坐标(x0，y0)。就可写出其方程式，称为直线的点斜式方程，即-o=(-o),、直线的斜截式方程：由点斜方程-o=(-o)变形为=+(o-o)令=o-o于是有=+称为直线的斜截式方程，式中=tg，是直线在横轴上的截距。,、直线的法线式方程JD1，JD2是中线，ON是原点到直线的垂线，称为法线，n是垂足，X轴与法线的夹角称为辐射角。设垂足n点坐标为(X，Y)那么法线P的长度为：=cos+sin 即 cos+sin-=即是直线的法线式方程。,可知辐射角与直线的方位角相差90，即=90 利用直线的法线式方程，很容易地得到规划道路红线的方程，设规划道路的路宽的一半距离为，那么红线方程为：cos+sin-()=,注意：1）直线的法线辐射角，是由轴顺时针旋转到法线的角，所以辐射角的取值范围是0360。2）法线长是指坐标原点到直线的距离恒为正值。并且方程中，的系数有：cos2+sin2=1的特点。直线与X轴的倾角或者说直线的方位角，其与法线角相差90。所以，当知道了中线上两特征点的坐标，列出法线式方程是很容易的。,例已知中线上，两点的坐标为A=2161.582 B=1977.112A=345.071 B=411.943算得方位角=1600426.3 B=tg=-0.363127857(1)点斜式方程为：-A=-0.363127857(X-A)(2)斜截式方程为：=-0.363127857+1124.799169,(3)法线式方程：=90若以=-90=2500426.3则cos=-0.340806647，sin=-0.94013341此A，A计算法线长=-1061.09429由于=0=-90=700426.3这时cos=0.340806647 sin=0.94013341=1061.09429所以法线式方程为：0.340806647+0.94013341-1061.09429=0,三、规划道路中线的直线方程建立方法（一）量测中线坐标拟合直线法 当规划设计部门没有具体提供中线的设计坐标时，可根据红线规划图判别定线条件，对于某一直线段的道路中线上无论用图解法量测法或实测坐标法，所求取的若干点的坐标，由于测量误差，不可能严格在一条直线上，为此，运用最小二乘原理，对这些点的坐标进行拟合，以求得与各点偏离值平方和最小的直线方程，作为该段中线的方程。此项计算可在计算器上用回归统计功能进行。求得的拟合直线方程为=+，拟合的精度一般是以相关系数作比较。,例 某现状道路中线实地采集的中线坐标为：1=264.812 2=181.734 3=118.6711=14.553 2=58.908 3=92.318该道路中线的斜截式方程为：=-0.53221452+155.5318999由于法线式方程中的法线辐射角与直线的倾角（即方位角）相差90，即=90，tg=-1/tg，而P=A.sin，故可求出和值。于是得法线式方程为：0.4698134+0.882762698-137.2977596=0,在实际应用时，直线方程的表达式不用展开写，只要用其参数表示即可，例如上述直线的斜截式方程简记为：=-0.53221452，=155.5318999上述直线的法线式方程简记为：=615838.8，=137.2977596 为保证后续计算的精度，对直线方程的参数如B、A的值和和的值，应有足够的有效数字，所以应将计算器显示的值全数记录下来。相关系数反映了量测或实测点的坐标与直线线性相关程度，一般不应小于0.99999，接近1，相关性越强。,（二）按定线条件求中线方程 当规划道路的中线与沿线的建筑物平行，这时中线与建筑物的平行间距就是定线条件，首先应在实地测出建筑物轴线的坐标，经计算求出其方程，然后按间距平行算出中线方程例如图所示，经实测得建筑物上两点坐标为：A=19.106m B=355.448mA=383.625m B=149.891m建筑物向西平移50m是规划道路中线位置,解：(1)首先求出建筑物B-A的直线方程，得 Y=-0.69492956X+396.9023243转换成法线式方程=551212.31，Po=325.92955m(2)接着平移求出中线方程 建筑物法线式方程中的法线长Po是坐标原点到建筑轴线的垂距，建筑轴线向西平行移动距离D=50m也就是沿法线平移，使法线长度Po减少距离D，为道路中线的法线长度，即P=Po-D=275.929553m。法线的辐射角不变，于是道路中线的法线式方程为：L：=551212.31，P=275.929553m(斜截式方程为：L：B=-0.69492956，A=336.0145771),（三）按定线条件修正中线方程 用图解法量测坐标求得规划道路中线方程，但因图纸伸缩等因素，有时会出现中线并不能满足某些建筑物与规划直线的距离关系，而建筑物与规划中线的间距，恰恰是非常重要的定线条件。此时，就必须将某直线平移一段距离以满足定线条件。例如图所示，由图解法已量算得某规划道路中线方程之为：=0.8569541，=-23.8671实地测得某房角坐标：角=142.909m，角=79.504m并且以规划道路中线与房角的间距必须保持15m为定线条件。,解：将中线方程变为法线方程，得：=3103542.2=18.12294344按公式 di=icos+isin-算得房角到中线的距离=14.500m，与定线条件do=15.000m相差d=do-d=0.500m,量算得中线须向右移0.5m。即法线长减少0.5m，故得修正后的中线的法线式方程为：=3103542.2=17.62294344对于斜截式方程，系数B不变，仅是截距变化，A=O.5/cos=0.65847747修正后的A=Ao+A=-23.8671+0.6585=-23.2086m故得修正后中线的斜截式方程为：B=0.8569541m A=-23.2086m从上例中，可知对于直线的平行移动及求垂距等，应用法线式方程较方便，尤其对推算规划道路的边线更是方便，不变仅是法线长P变化，即P=P。但是必须注意：移动后的边线与原点处在中线两侧时，为P=P+d移动后的边线与原点处在中线同侧时，为P=P-d,四、中线的折点、交叉点的坐标计算设已知中线上有两直线段1和2的斜截式方程为：L1：=1+1L2：=2+2现欲求出道路中心上这两直线段的交点JD的坐标，其求解的方法可按数学中按行列式解方程的方法进行。,对于方程组1+1=12+2=2 方程组的解为：,五、圆心、曲线主点的坐标计算1.曲线元素及计算=.tg/2=IR/180.=（(1/cos(I/2)-1）q=2T-L,两中线的交点为JD。若将两中线段L1，L2平移间距等于R，得到平行直线L1，L2，并由L1，L2求出其交点就是圆心位置。圆心O1和原点O都在两直线的一侧，那么，L1的法线长P1=P1-R，L2的法线长P2=P2-R。,2.圆心坐标计算L1，L2为两相交的中线段，两线的法线式方程参数L1：1和P1 L2：2和P2。,圆心O1和原点在两直线的两侧，那么L1的法线长P1=P1+R，L2的法线长P2=P2+R。两相交直线构成四个区域，由于圆心位置在不同的区域，就有不同的结果。,六、直线与曲线坐标计算 d=0cos+0sin-P(1)若d0，说明圆心与原点分在直线的两侧，=cos-1d/R(d0，0 0，方向与法线方向相反，om=+180 于是 OA左=OM+=+180+OA右=OM-=+180-,(2)若d 0，说明圆心与原点同在直线的一侧 对于=cos-1d/R d 0，90 180 方向与法线方向相同，OM=于是 OA左=OM-(180-)=+180+OA右=OM+180-=+180-圆心到交点的方位角与圆心相对直线的位置无关，而是与圆心到直线的垂线的有关，即:若交点在垂线的左面，则L=+180+若交点在垂线的右面，则R=+180-方位角确定后，即可按极坐标算出其坐标,第四节 红线交点及曲线之坐标计算 规划道路中线方程确定后，道路红线（即边线）方程，可以根据半路宽平移中线，即将中线方程的参数不变，仅是法线长加减半路宽就可以得到。等路宽交叉道路圆曲线的特点是同心圆，交点与圆心的连线是交叉角的角平分线，各切点与圆心共线。,第五节 拨地测量 一、拨地测量的作业方法 建筑用地界桩的拨定（即定界）测量，也必须按照城市规划管理部门下达的拨地条件进行。拨地条件多为用地边界与规划道路或指定地物的相对关系，或按原有拨地进行增续。但在地物稀少地区，也可确定为各界址点的设计坐标。拨地条件是拨地测量的法定文件，作业者不得擅自改动，如发现矛盾或错误，应与规划部门联系，由他们更改。,拨地测量的作业方法一般分为两类：1.解析法 根据拨地条件中用地边界与规划道路或指定地物(包括原有拨地的界桩)的相对关系，按给定的距离，夹角等推算出拨地界桩坐标，然后实地放桩，订出界址点的位置。2.图解法 根据拨地条件中用地边界与规划道路或指定地物在图上的相对关系，将图上界址点位置用支距法，距离交会法等方法放样于实地订桩。,二、拨地条件坐标之推算 拨地条件坐标是根据拨地条件和用地的几何图形推算的，表示界桩的数学位置，作为建设和管理的依据，还可与界桩的实测坐标比较作校核。当提供设计坐标作为拨地条件时，则实际按此坐标放桩，不必再推算。道路定线测量中的各种推算交点、平行移动、垂线、垂距等方法，均可用来推算拨地条件坐标。,已知直线L1，L2交点JD的坐标，JD=123.456m，JD=456.789m，及直线的方位角1=1701837，2=920225，求：，的坐标。,已知中线L的法线式参数=30，=146.60254m房角的坐标为：K=130.0m，K=211.547m。试求条件坐标。,三、拨地测量的面积计算 现有多边形地界，界址点的坐标为i(i，i)多边形计算面积公式为：,