定线与拨地测量.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,JD1,JD2,就是中线与轴的倾角，方位角正切函数,tg,JD1,JD2,即是中线对轴倾角的斜率。令 ,=tg,JD1,JD2,设点,i,是,JD,1,，,JD,2,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,(x,0,，,y,0,),。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,JD,1,，,JD,2,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,0,360,。,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：,cos,2,+sin,2,=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,=1977.112,A,=345.071,B,=411.943,算得方位角,=160,04,26.3,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,=250,0426.3,则,cos,=-0.340806647,，,sin,=-0.94013341,此,A,，,A,计算法线长,=-1061.09429,由于,=0 ,=,-,90,=70,0426.3,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,=118.671,1,=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：,：,=61,5838.8,，,=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,=355.448m,A,=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,=55,1212.31,，,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,：,=55,1212.31,，,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：,=310,3542.2,=18.12294344,按公式,d,i,=,i,cos,+,i,sin,-,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：,=310,3542.2,=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,+,1,L2,：,=,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,=,1,2,+,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,=I,R,/180.,=,（,(1/cos(I/2)-1,）,q=2T-L,两中线的交点为,JD,。若将两中线段,L,1,，,L,2,平移间距等于,R,，得到平行直线,L,1,，,L,2,，并由,L,1,，,L,2,求出其交点就是圆心位置。,圆心,O,1,和原点,O,都在两直线的一侧，那么，,L,1,的法线长,P,1,=P,1,-R,，,L,2,的法线长,P,2,=P,2,-R,。,2.,圆心坐标计算,L,1,，,L,2,为两相交的中线段，两线的法线式方程参数,L,1,：,1,和,P,1,L,2,：,2,和,P,2,。,圆心,O,1,和原点在两直线的两侧，那么,L,1,的法线长,P,1,=P,1,+R,，,L,2,的法线长,P,2,=P,2,+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=,0,cos,+,0,sin,-P,(1),若,d0,，说明圆心与原点分在直线的两侧，,=cos,-1,d/R (,d,0,，,0,0,，方向与法线方向相反，,om,=,+180,于是,O,A,左,=,O,M,+,=,+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,-1,d/R,d,0,，,90,180,方向与法线方向相同，,O,M,=,于是,O,A,左,=,O,M,-(180,-,),=,+180,+,O,A,右,=,O,M,+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,L,1,，,L,2,交点,JD,的坐标，,JD,=123.456m,，,JD,=456.789m,，及直线的方位角,1,=170,1837,，,2,=92,0225,，,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：,