Система обозначения листов карт называется номенклатурой.

Лекция № 2. Планы и карты

Понятие о плане, карте, профиле. Масштабы карт и планов. Система обозначения карт и планов.

а). Понятие о плане, карте, профиле.

Топографические материалы, являющиеся уменьшенными изображениями участков земной поверхности, подразделяются на карты, планы и профили.

Топографическим планомназывают уменьшенное и подобное изображение на плоскости ( на листе бумаги ) в ортогональной проекции местных предметов и рельефа малых по размеру участков земной поверхности, принимаемых за плоскость ( размером 20х20 кв. км ). Иногда план составляют без изображения рельефа. В этом случае его называют ситуационным или контурным.

Участки земной поверхности изображаются на плане без учёта её кривизны, так как размеры этих участков малы.

Значительные по своим размерам участки земной поверхности невозможно получить непосредственно на плоскости без существенных искажений, т.е. с сохранением полного подобия. Такие участки проектируют ортогонально на поверхность земного эллипсоида, а с неё в какой-либо картографической проекции, переносят на плоскость. Полученное таким образом уменьшенное изображение земной поверхности на плоскости называется картой.

Таким образом, картой называют уменьшенное, подобное изображение земной поверхности на плоскости, построенное в какой-либо картографической проекции.

Участки земной поверхности изображаются на карте с учётом её кривизны вследствие больших размеров этих участков.

Карта, составленная в проекции Гаусса-Крюгера с изображением ситуации и рельефа называется топографической.

Кроме карт и планов к топографическим материалам относят профили.

Профили местности представляют собой уменьшенное изображение вертикального разреза земной поверхности вдоль выбранного или заданного направления. Они являются топографической основой при составлении проектно-технической документации, необходимой при строительстве подземных и наземных трубопроводов, дорог и других коммуникаций.

б). Масштабы карт и планов

Отношение длины линии на плане или карте к длине горизонтального проложения соответствующей линии местности называется м а с ш т а б о м карты или плана.

Если L – длина линии на местности, а l – длина линии на карте или плане, то масштаб М определяется соотношением

М = l : L.

При l= 5 cм, L = 250 м М = 1 : 500.

Масштаб выраженный дробью, числитель которой - единица, а знаменатель - число, показывающее, во сколько раз уменьшены линии и предметы при изображении их на плане или карте, называется численным масштабом. Например, 1:5000.

Невооружённый глаз человека способен рассмотреть на чертеже с расстояния 20-25 см точку размером 0.1 мм и более. Поэтому длину горизонтального отрезка на местности, соответствующую отрезку 0.1 мм на плане или карте, называют точностью масштаба карты ( плана ) или предельной точностью.

Для удобства численный масштаб часто записывают в виде именованного масштаба, например, в 1 сантиметре 50 метров.

Численный масштаб может быть представлен в виде линейного масштаба ( рисунок 1 ).

 

100 50 0 100 200 300

 

 

Рисунок 1 - Линейный масштаб 1 : 5000

 

Линейный масштаб представляет собой линию, разделённую на равные отрезки, называемые основанием масштаба. Основание масштаба соответствует определённому числу метров горизонтального проложения на местности. Например, если основание масштаба равно 2 см, то при численном масштабе 1:5000 это соответствует 100 м горизонтального проложения. Левое основание масштаба делится ещё на 10 частей через 2 мм или на 20 частей через 1 мм, что позволяет определять расстояния по карте с учётом точности масштаба. Малое деление основания масштаба называют ценой деления масштаба. Например, для масштаба 1:5000, изображённого на рисунке 1, цена деления масштаба равна 10 м.

Линейный масштаб применяется для измерения длин линии с невысокой точностью. Для более точных измерений применяют поперечный масштаб. Его гравируют на специальных металлических линейках, называемых масштабными. Для построения поперечного масштаба на прямой откладывают основания масштаба, из концов которых восставляют перпендикуляры ( рисунок 2 ).

 

С D Е

 

d е

 

А В

20 0 20 40

 

Рисунок 2 - Поперечный масштаб

 

Левое верхнее и нижнее основания масштаба и крайние перпендикуляры делят на 10 равных частей и соединяют соответствующие точки прямыми линиями, как показано на рисунке 2. Из подобия треугольников ВДЕ и bde следует de : ДЕ = Вd : BD, или de = DE*Вd / BD. Так как ДЕ = 0.1 АВ, а Вd = 0.1 BD, то de = 0.1AB*0.1BD = 0.01 AB.

Следовательно, наименьшее деление поперечного масштаба соответствует 0.01 основания масштаба.

 

в). Номенклатура карт и планов

 

Для удобства пользования картой размер одного листа принят близким к квадрату со стороной 40-50 см. Границами листа карты служат меридианы и параллели, широты и долготы которых выбраны так, чтобы обеспечивался указанный размер листа.

Деление карт на отдельные листы меридианами и параллелями называется р а з г р а ф к о й. В основе разграфки карт лежит лист карты масштаба 1:1000000. Листы карт этого масштаба получают делением земного эллипсоида меридианами, проводимыми через 6⁰, и параллелями – через 4⁰. После проектирования земного эллипсоида с построенной сеткой меридианов и параллелей на поверхность конуса и разворачивания его в плоскость получим множество листов карт в поликонической проекции масштаба 1:1000000 со сторонами 4⁰ по широте и 6⁰ по долготе ( рисунок 3 ). При этом каждый лист карты имеет своё обозначение в соответствии с установленной системой.

Система обозначения листов карт называется номенклатурой.

Вначале обозначают листы карт масштаба 1:1000000. Листы карт, заключённые между параллелями, составляют ряды или пояса. Их обозначают заглавными буквами латинского алфавита от А до V к северу и югу от экватора.

35 36

48⁰

L Колонны

Условные знаки карт и планов.

Под условными знаками карт и планов понимают графические , буквенные и цифровые обозначения, предназначенные для изображения на карте, плане местных предметов и их разновидностей.

Условные знаки подразделяются на масштабные или площадные, внемасштабные, масштабно-линейные , пояснительные и специальные.

Масштабные( рисунок 5 ) - условные знаки, выражающие собойплощади в масштабе карты или плана. Они состоят из контура в виде точечного пунктира или сплошной линии, площадь которого заполняется пояснительными знаками или раскрашивается соответствующей краской.

Болото

Хвойный лес проходимое

Рисунок 5 - Масштабные условные знаки

Внемасштабные условные знаки ( рисунок 6 ) – условные знаки, отображающие собой объекты, которые не могут быть в силу их малыхразмеров выражены в масштабе карты ( мельницы колодцы мосты и т.п. ). У этих знаков приводятся различные пояснительные характеристики. Например, мост, приведенный на рисунке 6, характеризуется длиной- 12 м, шириной – 4 м, грузоподъёмностью – 5 т; геодезический пункт имеет отметку над уровнем моря 216.4 м.

216.4 - пункт геодезической сети

- ветряная мельница

_{12 - 4}

^Д ₅ - мост

Рисунок 6 - Внемасштабные условные знаки

Масштабно-линейные условные знаки ( рисунок 7) – условные знаки, предназначенные для отображения на карте объектов линейного характера ( дороги, ручьи, реки, линии электропередач, связи, нефтепроводы и т.п.), у которых выражается в данном масштабе только длина. Кроме того, на картах и планах приводятся, как правило, и характеристики знаков. Например, у знака шоссе, изображённого на рисунке 7, показаны цифрами: ширина дороги – 10 м, ширина проезжей части – 6 м, материал покрытия Г – гравий. У улучшенной грунтовой дороги показана только ширина – 4 м.

8 ( 12 ) А - шоссе

р. Икса - река

- полевая

дорога

Рисунок 7- Масштабно-линейные условные знаки

Пояснительные условные знаки - условные знаки, предназначенные для дополнительной характеристики местных предметов. К ним относят полные и сокращённые подписи ( например, названия населённых пунктов, характеристика заводов, фабрик и т.п. ) , буквенные обозначения ( например, материал покрытия шоссе ), цифровые надписи ( например, отметки горизонталей, отдельных точек местности), графические обозначения ( например, направление течения реки, фигуры хвойных или лиственных деревьев и т.п. ).

Специальные условные знаки - условные знаки, устанавливаемыеразличными ведомствами для составления специальных карт и планов, на которых изображаются теплотрассы, водопроводы канализация и т.п. Чтобы придать карте большую наглядность для изображения различных объектов местности применяют определённые цвета : синий - для объектов гидрографии, зелёный - для растительного покрова, оранжевый - для улучшенных грунтовых дорог, красный - для шоссейных дорог и т.д.

Рельеф местности и изображение его на картах и планах

Рельеф играет значительную роль в деятельности человека. Его учитывают при проектировании строительства, преобразуют в формы, удобные для эксплуатации сооружений. Правильное освоение и использование территорий невозможно без учёта рельефа. На картах и планах рельеф изображают горизонталями, а также масштабными и внемасштабными условными знаками.

Горизонталь – это кривая замкнутая линия, соединяющая на карте точки с одинаковыми высотами.

Для наглядного представления горизонтали вообразим озеро, в середине которого возвышается небольшой остров конусообразной возвышенности ( рисунок 8 ).

Отметим береговую линию уреза воды АВ. Спроектировав береговую линию на плоскость P, получим на ней вид сверху линии уреза воды в виде горизонтали ав.

Снизим уровень воды на величину h. Получим урез воды по линии KL, а на плоскости – след от неё в виде горизонтали kl. Снизив уровень ещё на величину h, получим урез воды по линии СG, а на плоскости – горизонталь cg.

А В

K L h

C G h

c k a b g

P

Рисунок 8 - Изображение рельефа горизонталями

На картах и планах высоты горизонталей изменяются через равные промежутки. Разность высот h между соседними горизонталями называется высотой сечения рельефа. Горизонтали, проведённые через высоту сечения h, называются основными. Они проводятся сплошными линиями.

Иногда с целью более подробного изображения рельефа горизонтали проводят через половину или четверть высоты сечения. В первом случае их называют половинными, а во втором – вспомогательными. Половинные горизонтали проводятся длинным пунктиром, а вспомогательные – коротким.

Линейные расстояния d между основными горизонталями, которые можно измерить по карте, пользуясь масштабом, называют заложением ( рисунок 8 ).

Высота сечения рельефа задаётся в зависимости от масштаба карты и характера рельефа. Существует понятие нормальной высоты сечения, которая равна 0.2 мм знаменателя численного масштаба карты. Например, для карты масштаба 1: 5000 нормальная высота сечения рельефа 1 м.

С помощью горизонталей на картах и планах изображают основные формы рельефа ( рисунок 9 ). Из всего разнообразия форм рельефа можно выделить следующие:

1. Гора ( холм, сопка ). Основание горы – подошва, наивысшая точка – вершина, вершина остроконечной формы – пик, наклонная часть горы – склон или скат. Изображается гора замкнутыми горизонталями. Направления понижения скатов показывают в виде чёрточек ( берг-штрихов ), вычерчиваемых с внешней стороны горизонталей.

Гора Котловина Хребет

водораздел

Лощина Седловина

водослив

Рисунок 9 - Изображение основных форм рельефа горизонталями

2. Котловина ( впадина )– чашеобразное, замкнутое со всех сторон углубление. Самая низкая часть котловины называется дном, а верхний край – бровкой. Котловина изображается так же, как и гора. Однако направления понижения скатов показывают с внутренней стороны горизонталей.

3. Хребет – вытянутая в одном направлении возвышенность, постепенно понижающаяся к водоёму, имеющая два ската в противоположных направлениях. Линия пересечения скатов называется водоразделом. Изображается хребет незамыкающимися горизонталями с берг- штрихами, указывающими направление их понижения расположенными с внешней стороны горизонталей.

4.Лощина – вытянутое в одном направлении понижение с двумя скатами. Линия встречи скатов в нижней части называется водосливом. Верхняя часть лощины называется верховьем, а нижняя – устьем. Лощина изображается аналогично хребту, но берг - штрихи располагаются с внутренней стороны горизонталей.

5. Седловина – понижение между двумя возвышенностями. Седловину образуют два хребта и две лощины. Наиболее низкая точка седловины называется перевалом.

Горизонтали, изображающие основные формы рельефа естественного происхождения, наносятся на карту или план коричневым цветом. Горизонтали, кроме того, подписывают цифрами коричневого цвета. При этом основания цифр указывают направление понижения, а вершины - повышения местности.

Искусственные формы рельефа изображают горизонталями чёрного цвета с соответствующей оцифровкой горизонталей.

Степень наклона местности определяется крутизной скатов или уклоном местности.

Крутизна ската ( рисунок 10 ) - угол наклона ⁰ ската АВ к горизонтальной плоскости. На данном рисунке d - заложение ската, т.е. проекция ската АВ на плоскость. Угол ⁰ тем больше, чем круче скат.

В

i

i = h / d = tg ⁰.

Уклон i выражают десятичной дробью, в процентах ( о/о ) или промиле ( о/оо ). Например, уклон i = 0.015 или 1.5 о/о, или 15 о/оо.

Кроме горизонталей, рельеф изображается масштабными и внемасштабными условными знаками и дополняется различными цифровыми характеристиками, что позволяет изображать рельеф местности в полном объёме.

Задачи, решаемые на картах и планах

На картах и планах решаются задачи определения прямоугольных и географических координат, измерение расстояний, углов ориентирования, уклонов и углов наклона, решение обратных геодезических задач и другие. Остановимся на рассмотрении некоторых из них.