Номенклатура листа карты масштаба 1 100000. Номенклатура топографических карт россии

Топографи́ческая ка́рта - географическая карта универсального назначения, на которой подробно изображена местность. Топографическая карта содержит сведения об опорных геодезических пунктах,рельефе, гидрографии, растительности, грунтах, хозяйственных и культурных объектах, дорогах, коммуникациях, границах и других объектах местности. Полнота содержания и точность топографических карт позволяют решать технические задачи.

Наукой о создании топографических карт является топография.

Все географические карты в зависимости от масштабов условно подразделяют на следующие типы:

• топографические планы - до 1:5 000 включительно;
• крупномасштабные топографические карты - от 1:10 000 до 1:200 000 включительно;
• среднемасштабные топографические карты - от 1:200 000 (не включая) до 1:1 000 000 включительно;
• мелкомасштабные топографические карты - менее (меньше) 1:1 000 000.

Чем меньше знаменатель численного масштаба, тем крупнее масштаб. Планы составляют в крупных масштабах, а карты - в мелких. В картах учитывается «шарообразность» Земли, а в планах - нет. Из-за этого планы не должны составляться для территорий площадью свыше 400 км² (то есть участков земли крупнее 20×20 км). Основное отличие топографических карт (в узком, строгом смысле) - их крупномасштабность, а именно масштаб 1:200 000 и крупнее (первых два пункта, более строго - второй пункт: от 1:10 000 до 1:200 000 включительно).

Наиболее подробно географические объекты и их очертания изображаются на крупномасштабных (топографических) картах. При уменьшении масштаба карты подробности приходится исключать и обобщать. Отдельные объекты заменяются их собирательными значениями. Отбор и обобщение становятся очевидными при сравнении разномасштабного изображения населённого пункта, который в масштабе 1:10 000 дается в виде отдельных строений, в масштабе 1:50 000 - кварталами, а в масштабе 1:100 000 - пунсоном. Отбор и обобщение содержания при составлении географических карт называется картографической генерализацией. Она имеет целью сохранить и выделить на карте типичные особенности изображаемых явлений в соответствии с назначением карты.

Секретность

Топографические карты территории России до масштаба 1:50 000 включительно являются секретными, топографические карты масштаба 1:100 000 - предназначены для служебного пользования (ДСП), мельче масштаба 1:100 000 - являются несекретными.

Работающие с картами до масштаба 1:50 000 обязаны, помимо разрешения (лицензии) от Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии либо свидетельства саморегулируемой организации (СРО), получить разрешение ФСБ, поскольку такие карты составляют государственную тайну. За утерю карты масштаба 1:50 000 и крупнее в соответствии со статьей 284 УК РФ «Утрата документов, содержащих государственную тайну» предусмотрено наказание до трёх лет лишения свободы.

При этом, после 1991 года секретные карты всей территории СССР, хранившиеся в штабах военных округов, расположенных за пределами России, появились в свободной продаже. Поскольку у руководства, например, Украины или Беларуси нет необходимости соблюдать секретность карт иностранных территорий.

Проблема существующей секретности на карты остро проявилась в феврале 2005 года в связи с запуском проекта Google Maps, позволяющего любому желающему пользоваться цветными космическими снимками высокого разрешения (до нескольких метров), хотя в России любой космический снимок с разрешением точнее 10 метров считается секретным и требует заказа в ФСБ процедуры рассекречивания.

В других странах данная проблема разрешена тем, что применяется не площадная, а объектовая секретность. При объектной секретности запрещается свободное распространение крупномасштабных топографических карт и снимков строго определённых объектов, например, районов военных действий, военных баз и полигонов, стоянок военных кораблей. Для этого разработана методика создания топографических карт и планов любых масштабов, не имеющих грифа секретности и предназначенных для открытого пользования.

Масштабы топографических карт и планов

Масштаб карты - это отношение длины отрезка на карте к его действительной длине на местности.

Масштаб (от немецкого - мера и Stab - палка) - отношение длины отрезка на карте, плане, аэро- или космическом снимке к его действительной длине на местности.

Численный масштаб - масштаб, выраженный в виде дроби, где числитель - единица, а знаменатель - число, показывающее во сколько раз уменьшено изображение.

Именованный (словесный) масштаб - вид масштаба, словесное указание того, какое расстояние на местности соответствует 1 см на карте, плане, снимке.

Линейный масштаб - вспомогательная мерная линейка, наносимая на карты для облегчения измерения расстояний.

Именованный масштаб выражается именованными числами, обозначающими длины взаимно соответствующих отрезков на карте и в натуре.

Например, в 1 сантиметре 5 километров (в 1 см 5 км).

Численный масштаб - масштаб, выраженный дробью, в которой: числитель равен единице, а знаменатель равен числу, показывающему во сколько раз уменьшены линейные размеры на карте.

Масштаб плана одинаков во всех его точках.

Масштаб карты в каждой точке имеет свое частное значение, зависящее от широты и долготы данной точки. Поэтому его строгой числовой характеристикой является частный масштаб - отношение длины бесконечно малого отрезка Д/ на карте к длине соответствующего бесконечно малого отрезка на поверхности эллипсоида земного шара. Однако при практических измерениях на карте используют ее главный масштаб.

Формы выражения масштаба

Обозначение масштаба на картах и планах имеет три формы: численного, именованного и линейного масштабов.

Численный масштаб выражают дробью, в которой числитель- единица, а знаменатель М - число, показывающее, во сколько раз уменьшены размеры на карте или плане (1:М)

В России для топографических карт приняты стандартные численные масштабы:

Для специальных целей создают также топографические карты в масштабах 1: 5 000 и 1: 2 000.

Основными масштабами топографических планов в России являются:

1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500.

Однако в землеустроительной практике планы землепользований чаще всего составляют в масштабах 1: 10 000 и 1:25 000, а иногда- 1: 50 000.

При сравнении различных численных масштабов более мелким является тот, у которого больше знаменатель М, и, наоборот, чем меньше знаменатель М, тем крупнее масштаб плана или карты.

Так, масштаб 1: 10 000 крупнее, чем масштаб 1: 100 000, а масштаб 1: 50 000 мельче масштаба 1: 10 000.

Именованный масштаб

Так как длины линий на местности принято измерять в метрах, а на картах и планах - в сантиметрах, то масштабы удобно выражать в словесной форме, например:

В одном сантиметре 50 метров. Это соответствует численному масштабу 1: 5000. Поскольку 1 метр равен 100 сантиметрам, то число метров местности, содержащееся в 1 см карты или плана, легко определяют путем деления знаменателя численного масштаба на 100.

Линейный масштаб

Представляет собой график в виде отрезка прямой, разделенного на равные части с подписанными значениями соразмерных им длин линий местности. Линейный масштаб позволяет без вычислений измерять или строить расстояния на картах и планах.

Точность масштаба

Предельная возможность измерения и построения отрезков на картах и планах ограничена величиной 0,01 см. Соответствующее ей число метров местности в масштабе карты или плана представляет собой предельную графическую точность данного масштаба. Поскольку точность масштаба выражает длину горизонтального проложения линии местности в метрах, то для ее определения следует знаменатель численного масштаба разделить на 10 000 (1 м содержит 10 000 отрезков по 0,01 см). Так, для карты масштаба 1: 25 000 точность масштаба равна 2,5 м; для карты 1: 100 000- 10 м и т. п.

Масштабы топографических карт

Ниже приведены численые маштабы карт и соответствующие им именованые масштабы:

1. Масштаб 1: 100 000

   1 мм на карте - 100 м (0,1 км) на местности

   1 см на карте - 1000 м (1 км) на местности

   10 см на карте - 10000 м (10 км) на местности

2. Масштаб 1:10000

   1 мм на карте – 10 м (0,01 км) на местности

   1 см на карте - 100 м (0,1 км) на местности

   10 см на карте - 1000м (1 км) на местности

3. Масштаб 1:5000

   1 мм на карте – 5 м (0,005 км) на местности

   1 см на карте - 50 м (0,05 км) на местности

   10 см на карте – 500 м (0,5 км) на местности

4. Масштаб 1:2000

   1 мм на карте – 2 м (0,002 км) на местности

   1 см на карте – 20 м (0,02 км) на местности

   10 см на карте – 200 м (0,2 км) на местности

5. Масштаб 1:1000

   1 мм на карте – 100 см (1 м) на местности

   1 см на карте – 1000см (10 м) на местности

   10 см на карте – 100 м на местности

6. Масштаб 1:500

   1 мм на карте – 50 см (0,5 метра) на местности

   1 см на карте – 5 м на местности

   10 см на карте – 50 м на местности

7. Масштаб 1:200

   1 мм на карте –0,2 м (20 см) на местности

   1 см на карте – 2 м (200 см) на местности

   10 см на карте – 20 м (0,2 км) на местности

8. Масштаб 1:100

   1 мм на карте – 0,1 м (10 см) на местности

   1 см на карте – 1 м (100 см) на местности

   10 см на карте – 10м (0,01 км) на местности

Чтобы перевести численный масштаб в именованный, необходимо число, стоящее в знаменателе и соответствующее количеству сантиметров, перевести в километры (метры) . Например, 1: 100 000 в 1 см - 1 км.

Чтобы перевести именованный масштаб в численный, надо количество километров перевести в сантиметры. Например, в 1 см - 50 км 1: 5 000 000.

Номенклатура топографических планов и карт

Номенклатура – система разграфки и обозначений топографиче­ских планов и карт.

Деление многолистной карты на отдельные листы по определенной системе называется разграфкой карты, а обозначение листа многолистной карты - номенклатурой. В картографической практике применяются следующие системы разграфки карт:

• по линиям картографической сетки меридианов и параллелей;
• по линиям прямоугольной координатной сетки;
• по вспомогательным линиям, параллельным среднему меридиану карты и линии ему перпендикулярной и т.п.

Наибольшее распространение в картографии получила разграфка карт по линиям меридианов и параллелей, поскольку в этом случае положение каждого листа карты на земной поверхности точно определено значениями географических координат углов рамки и положением ее линий. Такая система является универсальной, удобной для изображения любых территорий Земного шара, кроме полярных областей. Она применяется в России, США, Франции, Германии и многих других странах мира.

В основу номенклатуры карт на территории Российской Федерации положена международная разграфка листов карты масштаба 1:1 000000. Для получения одного листа карты этого масштаба земной шар делят меридианами и параллелями на колонны и ряды (пояса).

Меридианы проводят через каждые 6°. Счет колонн от 1 до 60 идет от 180° меридиана от 1 до 60 с запада на восток, против часовой стрелки. Колонны совпадают с зонами прямоугольной разграфки, но их номера отличаются ровно на 30. Так для зоны 12 номер колонны 42.

Номера колонн

Параллели проводят через каждые 4°. Счет поясов от А до W идет от экватора к северу и югу.

Номера рядов

Лист карты 1:1 000 000 содержит 4 листа карты 1:500 000, обозначаемых заглавными буквами А, Б, В, Г; 36 листов карты 1:200 000, обозначаемых от I до XXXVI; 144 листа карты 1:100 000, обозначаемых от 1 до 144.

Лист карты 1:100 000 содержит 4 листа карты 1:50 000, которые обозначаются заглавными буквами А, Б, В, Г.

Лист карты 1:50 000 делится на 4 листа карты 1:25 000, которые обозначаются строчными буквами а, б, в, г.

В пределах листа карты 1:1 000 000 расстановка цифр и букв при обозначении листов карт 1:500 000 и крупнее производится слева направо по рядам и в направлении к южному полюсу. Начальный ряд примыкает к северной рамке листа.

Недостаток этой системы разграфки - изменение линейных размеров северной и южной рамок листов карт в зависимости от географической широты. В результате по мере удаления от экватора листы приобретают вид все более узких полос, вытянутых вдоль меридианов. Поэтому топографические карты России всех масштабов от 60 до 76° северной и южной широт издаются сдвоенными по долготе, а в пределах от 76 до 84° - счетверенными (в масштабе 1:200 000 - строенными) по долготе листами.

Номенклатуры листов карт масштабов 1:500 000, 1:200 000 и 1:100 000 слагаются из номенклатуры листа карты 1:1 000 000 с последующим добавлением обозначений листов карт соответствующих масштабов. Номенклатуры сдвоенных, строенных или счетверенных листов содержат обозначения всех отдельных листов представлены в таблице:

Номенклатуры листов топографических карт для северного полушария.

1:1 000 000	N-37	P-47,48	T-45,46,47,48
1:500 000	N-37-Б	Р-47-А,Б	Т-45-А,Б,46-А,Б
1:200 000	N-37-IV	P-47-I,II	T-47-I,II,III
1:100 000	N-37-12	P-47-9,10	T-47-133, 134,135,136
1:50 000	N-37-12-A	P-47-9-А,Б	Т-47-133-А,Б, 134-А.Б
1:25 000	N-37-12-A-a	Р-47-9-А-а,б	T-47-12-A-a, б, Б-а, б

На листах южного полушария справа от номенклатуры помещается подпись (ЮП).

N37

На листах топографических карт всего масштабного ряда наряду с номенклатурными помещаются их кодовые цифровые обозначения (шифры), необходимые для учета карт с помощью автоматизированных средств. Кодирование номенклатуры заключается в замене в ней букв и Римских цифр арабскими цифрами. При этом буквы заменяют их порядковыми номерами по алфавиту. Номера поясов и колонн карты 1:1 000 000 обозначают всегда двухзначными числами, для чего к однозначным номерам спереди приписывается нуль. Номера листов карты 1:200 000 в рамках листа карты 1:1 000 000 также обозначают двухзначными числами, а номера листов карты 1:100 000 - трехзначными (к однозначным и двухзначным номерам спереди приписывают соответственно один или два нуля).

Зная номенклатуру карт и систему ее построения, можно определить масштаб карты и географические координаты углов рамки листа, то есть определить, к какой части земной поверхности относится данный лист карты. И, наоборот, зная масштаб листа карты и географические координаты углов его рамки, можно установить номенклатуру этого листа.

Для подбора необходимых листов топографических карт на конкретный район и быстрого определения их номенклатуры имеются специальные сборные таблицы:

Сборные таблицы представляют собой схематические бланковые карты мелкого масштаба, разделенные вертикальными и горизонтальными линиями на клетки, каждая из которых соответствует определенному листу карты соответствующего масштаба. На сборных таблицах указывают масштаб, подписи меридианов и параллелей, обозначения колонн и поясов разграфки карты 1:1 000 000, а также вразрядку номера листов карт более крупного масштаба в пределах листов миллионной карты. Сборные таблицы используются при составлении заявок на необходимые карты, а также для географического учета топографических карт в войсках и на складах, составления документов о картографической обеспеченности территорий. На сборную таблицу карт наносят полосу или район действий войск (маршрут движения, район учений и т.п.), затем определяют номенклатуру листов, покрывающих полосу (район). Например, в заявке на листы карты 1:100 000 района, заштрихованного на рисунке, пишется О-36-132, 144, 0-37-121, 133; N-36-12, 24; N"37-1, 2, 13, 14.

Раздел 1. Топографические и специальные карты

§ 1.1.1. Некоторые сведения о движении небесных тел

Согласно современным научным представлениям Вселенная, т.е. весь окружающий мир, состоит из миллиардов галактик. В свою очередь, каждая галактика является гигантской гравитационно-связанной системой из звёзд и звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, а также тёмной материи. Наша Солнечная система входит в состав так называемого Млечного Пути - большой спиральной галактики, содержащей примерно 100 миллиардов звёзд.

Солнечная система является планетной системой, включающей в себя центральную звезду - Солнце - и все естественные космические объекты, обращающиеся вокруг него. Солнце является типичной звездой, относится к классу желтых карликов и состоит, в основном, из водорода и гелия. Средний диаметр Солнца составляет 1,4 миллиона километров (или 109 диаметров Земли), средняя масса – 2x10 30 кг (или 333 000 масс Земли), температура на поверхности – около 6000 градусов С. Интересный факт: каждую секунду на Солнце сгорает около 700 миллиардов тонн водорода, однако, несмотря на такие огромные потери вещества, энергии звезды хватит еще на 5 миллиардов лет (примерно столько же лет Солнцу от рождения).

В составе Солнечной системы 8 планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун), они имеют круговые орбиты, располагающиеся в пределах почти плоского диска - плоскости эклиптики. Четыре внутренние планеты (или планеты земной группы): Меркурий, Венера, Земля и Марс, состоят в основном из силикатов и металлов. Четыре внешние планеты (или газовые гиганты): Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, в значительной степени состоят из водорода и гелия и намного массивнее, чем планеты земной группы. Помимо указанных планет в Солнечной системе существуют еще и карликовые планеты - Плутон, Эрис, Церера, Макемаке и Хаумеа. Шесть планет из восьми и три карликовые планеты окружены естественными спутниками.

Земля - третья от Солнца планета Солнечной системы, крупнейшая по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы. Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 150 миллионов километров - свет проходит его за 8 минут (для сравнения - следующая ближайшая к Земле звезда Проксима Центавра находится на расстоянии четырех световых лет).

Земля образовалась из Солнечной туманности около 4,5 миллиардов лет назад. Масса Земли составляет около 6?10 24 кг, средний радиус - 6 371 км. Жизнь появилась на Земле около 3,5 миллиардов лет назад. С тех пор биосфера планеты значительно изменила атмосферу и прочие абиотические факторы, обусловив количественный рост аэробных организмов, а так же формирование озонового слоя, который вместе с магнитным полем Земли ослабляет вредную солнечную радиацию, тем самым сохраняя условия для жизни.

Кора Земли разделена на несколько сегментов (или тектонических плит), которые постепенно мигрируют по поверхности за периоды во много миллионов лет. Приблизительно 71% поверхности планеты занимает Мировой океан, остальную часть занимают континенты и острова. Внутренние области Земли достаточно активны и состоят из мантии (толстого, относительно твёрдого слоя вещества), которая покрывает жидкое внешнее ядро (источник магнитного поля Земли) и внутреннее твёрдое железное ядро.

Земля обращается вокруг Солнца и делает вокруг него полный оборот примерно за 365,26 солнечных суток. Ось вращения Земли наклонена на 23,4° относительно перпендикуляра к её орбитальной плоскости, это вызывает сезонные изменения на поверхности планеты с периодом в один тропический год (365,24 солнечных суток).

У Земли существует единственный естественный спутник - Луна - масса которой составляет примерно 7X10 22 кг, а средний радиус – 1 737 км. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны – 390 000 км. Луна - второй по яркости объект на земном небосводе Земли после Солнца.

Изучение образцов грунта Луны привело к созданию теории Гигантского столкновения: 4,36 миллиарда лет назад протопланета Земля (Гея) столкнулась с протопланетой Тейя. Удар пришёлся под углом, почти по касательной, в результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту и, объединившись, образовали прото-Луну. Земля, в результате удара, получила резкий прирост скорости вращения и заметный наклон оси вращения. Реальная траектория движения Луны в пространстве достаточно сложна и определяется множеством факторов: сплюснутостью Земли, влиянием Солнца, которое притягивает Луну в 2,2 раза сильнее, чем Земля и т.д. Однако в первом приближении можно считать, что относительно Земли Луна двигается по эллиптической орбите. Следует отметить, что гравитационное взаимодействие Луны и Земли является причиной приливов, которые, в свою очередь, оказывают влияние на скорость собственного вращения Земли.

Между вращением Луны вокруг собственной оси и ее обращением вокруг Земли существует различие: вокруг Земли Луна обращается с переменной угловой скоростью, а вокруг собственной оси - равномерно. Интересный факт: хотя Луна и вращается вокруг своей оси, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной, то есть вращение Луны вокруг Земли и вокруг собственной оси синхронизировано. Совокупность этих факторов позволяет наблюдать с Земли только около 59% лунной поверхности.

Угол между Землей, Луной и Солнцем постоянно меняется вследствие сложного взаимного движения. Поскольку Луна не светится сама, а лишь отражает солнечный свет (полная Луна отражает всего 7% падающего на нее солнечного света), то с Земли видна только освещённая Солнцем часть лунной поверхности, площадь которой постоянно меняется – это явление лежит в основе цикла лунных фаз. Освещенная сторона Луны всегда указывает в сторону Солнца, даже если оно скрыто за горизонтом. Период времени между последовательными новолуниями составляет около 29,5 дней.

Для решения астрометрических задач было введено понятие небесной сферы, т.е. воображаемой сферы произвольного радиуса, на которую проецируются небесные тела. За центр небесной сферы принимается глаз наблюдателя, при этом наблюдатель может находиться как на поверхности Земли, так и в других точках пространства, например, он может быть отнесен к центру Земли. Каждому небесному светилу соответствует точка небесной сферы, в которой ее пересекает прямая, соединяющая центр сферы с центром светила. Для наземного наблюдателя вращение небесной сферы воспроизводит суточное движение светил на небе. Участки, на которые разделена небесная сфера для удобства ориентирования на звездном небе, называются созвездиями.

В течение мировой истории наблюдатели выделяли различное число созвездий. До XIX века под созвездиями понимались не замкнутые области неба, а группы звезд, которые нередко перекрывались. При этом получалось, что некоторые звезды принадлежали сразу двум созвездиям, а некоторые бедные звездами области неба не относились к какому-либо созвездию вовсе. В начале XIX века между созвездиями были проведены границы, ликвидировавшие «пустоты» между созвездиями, однако их четкого определения по-прежнему не было, и разные астрономы определяли их по-своему. В 1922 году решением Международного астрономического союза был окончательно утвержден список из 88 созвездий, на которые было поделено звездное небо, а в 1928 году были приняты четкие и однозначные границы между этими созвездиями. В течение пяти лет в границы созвездий вносились уточнения и, наконец, в 1935 году границы были окончательно утверждены и больше изменяться не будут.

Из 88 созвездий только 47 являются древними, известными западной цивилизации уже несколько тысячелетий. Они основаны в основном на мифологии Древней Греции и охватывают область неба, доступную наблюдениям с юга Европы. Остальные современные созвездия были введены в XVII-XVIII веках в результате изучения южного неба в эпоху великих географических открытий и заполнения «пустых мест» на северном небе. Названия этих созвездий, как правило, не имеют мифологических корней. 12 созвездий традиционно называют зодиакальными - это те, через которые проходит Солнце (исключая созвездие Змееносца).

К вопросу о происхождении названия нашей галактики: поскольку Солнечная система находятся внутри галактического диска, наполненного поглощающей свет пылью, то Млечный Путь на ночном небосклоне выглядит как клочковатая, напоминающая сгустки молока, полоса звезд. В северном полушарии Млечный Путь пересекает созвездия Орла, Стрелы, Лисички, Лебедя, Цефея, Кассиопеи, Персея, Возничего, Тельца и Близнецов, а в южном - Единорога, Кормы, Парусов, Южного Креста, Циркуля, Южного Треугольника, Скорпиона и Стрельца (в Стрельце находится галактический центр).

Важным объектом небесной сферы северного полушария является Полярная звезда (альфа Малой Медведицы, или Киносура), располагающаяся на расстоянии около 430 световых лет от Земли. В настоящую эпоху Полярная звезда находится менее чем в 1° от Северного полюса мира, и поэтому почти неподвижна при суточном вращении звездного неба (полюс мира - точка на небесной сфере, вокруг которой происходит видимое суточное движение звезд из-за вращения Земли вокруг своей оси). Полярная звезда вследствие ее расположения на небосклоне очень удобна для ориентирования - направление на нее практически совпадает с направлением на север, а ее высота над горизонтом равна географической широте места наблюдения. В южном полушарии подобной яркой полярной звезды нет.

В астрономии широко используется термин «прецессия», обозначающий явление, при котором момент импульса тела меняет свое направление в пространстве под действием момента внешней силы. Подобное движение совершает ось вращения Земли, причем полный цикл земной прецессии составляет около 26 000 лет. Из-за прецессии земной оси положение Северного полюса мира постепенно меняется. Поэтому в разное время ближайшими к полюсу мира становятся разные звезды. Так, 5 000 лет назад такой звездой была альфа Дракона, в начале нашей эры ярких звезд у полюса мира вообще не было. Через 2 000 лет ближайшей к полюсу Мира станет гамма Цефея, а через 12 000 лет - Вега (альфа Лиры). Что касается Полярной звезды, то ближе всего она подойдет к полюсу мира около 2100 года - на расстояние приблизительно 30". Интересный факт: предположительно, именно с прецессией связано периодическое изменение климата Земли.

§ 1.1.2. Земной эллипсоид, основные точки и линии на нем

В топографии под формой планеты Земля подразумевается не физическая ее поверхность со всеми неровностями - низменностями, горами и т.д., а некая воображаемая поверхность океанов и открытых морей, мысленно продолженная под всеми материками. Эта воображаемая поверхность среднего уровня океана, как бы покрывающая всю планету, называется уровенной поверхностью , а фигура Земли, ограниченная этой поверхностью, - геоидом (от древнегреческого слова «Гея», что значит Земля).

По своей форме геоид хотя и является неправильной геометрической фигурой, однако весьма мало отличается от эллипсоида вращения – правильного геометрического тела, образуемого вращением эллипса вокруг его малой оси. Единых, общепринятых во всех странах размеров земного эллипсоида до настоящего времени не установлено. В РФ и в ряде других стран ближнего и дальнего зарубежья за основу при создании топографических карт принят эллипсоид Красовского (Ф.Н.Красовский – выдающийся русский ученый-геодезист, под руководством которого были получены данные о размерах земного эллипсоида).

Концы земной оси, вокруг которой происходит суточное вращение Земли, называют северным и южным географическими полюсами . Плоскость, перпендикулярная к оси вращения нашей планеты, проходящая через ее центр, называетсяплоскостью земного экватора . Эта плоскость пересекает земную поверхность по окружности, называемой экватором . Плоскость экватора делит Землю на северное и южное полушария . Линии пересечения земной поверхности плоскостями, параллельными плоскости экватора, называются параллелями , а линии пересечения поверхности Земли вертикальными плоскостями, проходящими через земную ось – меридианами (рис.1.1).

Сетка, образованная пересекающимися меридианами и параллелями, называется географической (картографической, градусной) сеткой .

§ 1.1.3. Понятие географических координат

Для того чтобы однозначно определять положение любой произвольной точки на земном эллипсоиде были введены так называемые географические координаты.

Географические координаты (широта и долгота) - угловые величины, определяющие положение объек­тов на земной поверхности и на карте. Их подразде­ляют на астрономические, полученные из астрономиче­ских наблюдений, и геодезические, полученные из гео­дезических измерений на земной поверхности (геодезия - наука, исследующая размеры и форму Земли, а также её гравитационное поле).

На топографических картах применяются геодези­ческие координаты. На практике при работе с картами их обычно называют географическими. Географические координаты какой-либо точки М - это ее широта В и долгота L (рис.1.2).

Широта (В ) точки - угол, составленный плоскостью экватора и нормалью к поверхности земного эллипсоида, проходящей через данную точку. Счет широт ведется по дуге меридиана от экватора к полюсам от 0 до 90°; в северном полушарии широты называют север­ными (положительными), в южном - южными (отрица­тельными).

Долгота (L ) точки - двугранный угол между плоскостью начального (Гринвичского) меридиана и плоскостью меридиана данной точки. Счет долготы ведется по дуге экватора или параллели в обе стороны от на­чального меридиана, от 0 до 180°. Долготу точек, расположенных к востоку от Гринвича до 180°, называют восточной (положительной), к западу - западной (отрицательной).

Интересный факт: Гринвичский меридиан или Главный меридиан нулевой долготы - это воображаемая линия, условно соединяющая северный и южный полюса земного шара. Она была проведена через двор Гринвичской Королевской Обсерватории и территорию прилегающего к ней парка, и условно разделяет земной шар на восточное и западное полушарие. Решение о нулевом меридиане в качестве начала отсчёта географических долгот было принято в 1983 году на Вашингтонском Международном Географическом Конгрессе. В 1884 году этот меридиан был помечен на территории внутреннего двора металлической пластиной. Желающие всегда могут постоять на этой пластине, либо поставить ступни обеих ног по обе стороны от неё, как бы воображая в тот момент, что «оседлали» обе половины земного шара. В 1884 году было установлено и время по Гринвичу - стандартное английское время, применяемое в астрономии как всемирное или мировое время.

§ 1.1.4. Картографические проекции и геодезическая основа карт

Из курса стереометрии (раздел геометрии, в котором изучаются фигуры в пространстве) известно, что сферические поверхности не развертываются на плоскости без складок и разрывов, соответственно на двухмерной карте земного эллипсоида неизбежны искажения реальных длин, углов, площадей и форм. Поэтому при создании топографических карт применяются различные картографические проекции (равноугольные, равновеликие, конические, цилиндрические и т.д.), минимизирующие искажения очертаний и размеров изображаемых на ней объектов.

Рис. 1.3 6-градусная зона проекции Гаусса, развернутая в плоский лист

Картографическая проекция – это математический способ построения на плоскости картографической сетки, на основе которой на карте изображается поверхность земного шара.

В России, а также во многих иностранных государствах для топографических карт применяется равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция Гаусса.

Сущность поперечно-цилиндрической проекции Гаусса состоит в том, что эллипсоид Красовского изображается не сразу, а отдельными полосами – зонами - шириной в 6° по долготе, вытянутым от Северного полюса до Южного полюса (рис.1.3).

Каждая зона, а их всего 60 (360°/6°=60), проектируется на внутреннюю бо­ковую поверхность воображаемого цилиндра, который касается эллипсоида по среднему меридиану зоны. «Поворачивая» эллипсоид Красовского вокруг оси, шестиградусные зоны проектируют последовательно одну за другой, за­тем поверхность цилиндра развертывают в плоскость.

В итоге этих преобразований спроектированные зоны изобразятся на плоскости одна рядом с другой. Между собой они будут соприкасаться лишь в одной точке - на экваторе (рис.1.4).

Рис. 1.4 Принцип создания топографической карты

Границами зон служат меридианы с долготой, кратной 6-и. Счет зон ведется от Гринвичского меридиана на восток и от экватора – на север или юг. В пределах зоны наносится километровая сетка, где вертикальные линии параллельны меридианам, а горизонтальные - параллелям.

Геодезическую основу топографических карт составляют пункты государственной геодезической сети. Они представляют собой надежно закрепленные и обозначенные на местности специальными сооружениями точки земной поверхности, координаты и высоты которых определены из геодезических измерений, отнесенных к поверхности земного эллипсоида. Сооружениями на геодезических пунктах являются деревянные или металлические вышки (сигналы, пирамиды); под ними заложены бетонные монолиты с обозначенной точкой, к которой относятся координаты и высота пункта. В СССР высоты определяли от нуля Кронштадтского футштока, отнесенного к среднему уровню Балтийского моря (Балтийская система высот).

Геодезическая сеть - система геодезических пунктов на земной поверхности, взаимное положение которых определено в единой системе координат. Геодезические сети подразделяют на государственные и специальные. Государственные геодезические сети служат плановой и высотной основой для топографических съемок и составления карт, развития специальных геодезических сетей, а также для решения военных и инженерных задач, требующих точных измерений на местности. Специальные геодезические сети создаются на основе государственной геодезической сети. Они используются войсками для топогеодезической привязки элементов боевого порядка и определения положения целей.

Геодезическая сеть , картографическая проекция и масштаб составляют математическую основу карты.

§ 1.1.5. Классификация и назначение топографических карт

Географическая карта – это уменьшенное обобщенное изображение земной поверхности на плоскости, построенное в определенной картографической проекции.

По своему содержанию географические карты делятся на общегеографические и специальные (тематические). На общегеографических картах изображаются с полнотой, зависящей от масштаба карты, все основные элементы местности без особого выделения каких-либо из них. На тематических картах с большей детальностью отображаются некоторые элементы местности или наносятся специальные данные, не показанные на общегеографических картах. К специальным (тематическим) картам относятся исторические, экономические, геологические, дорожные и другие.

Топографические карты – это общегеографические карты масштабов 1:1000000 и крупнее, подробно изображающие местность.

Топографические карты служат основным источником информации о местности и используются для ее изучения, определения расстояний и площадей, дирекционных углов, координат различных объектов и решения других измерительных задач. Они широко применяются при управлении войсками, а также в качестве основы для боевых графических документов и специальных карт. Топографические карты - преимущественно карты масштабов 1:100000 и 1:200000 - служат основным средством ориентирования на марше и в бою.

Используемые в войсках топографические карты подразделяются на крупномасштабные (1:25000, 1:50000), среднемасштабные (1:100000, 1:200000) и мелкомасштабные (1:500000, 1:1000000):

• карта масштаба 1:25000 предназначается для детального изучения отдельных участков местности (при форсировании водных преград, десантировании и в других случаях), выполнения точных измерений, а также для расчетов при строительстве военно-инженерных сооружений и военных объектов;
• карты масштаба 1:50000 и 1:100000 предназначаются для детального изучения местности и оценки ее тактических свойств при планировании и подготовке боевых действий, управления войсками в бою, целеуказания и ориентирования на поле боя, определения координат огневых (стартовых) позиций, средств разведки, целей и выполнения необходимых измерений и расчетов;
• карта масштаба 1:200000 предназначается для изучения и оценки местности при планировании и подготовке боевых действий всех родов войск, управления войсками в операции (бою), планирования передвижения войск и ориентирования на местности при совершении марша;
• карты масштаба 1:500000 и 1:1000000 для изучения и оценки общего характера местности при подготовке и ведении операций, а также используются авиацией в качестве полетных карт.

§ 1.1.6. Условные знаки и оформление карт

Условные знаки – графические, буквенные и цифровые обозначения, с помощью которых на карте показывают местоположение объектов местности и передают их качественные и количественные характеристики.

Условные знаки бывают масштабными (контурными), внемасштабными и пояснительными.

Масштабные (контурные) знаки применяются для изображения объектов, площадь которых может быть выражена в масштабе карты. Масштабный знак состоит из контура (внешнего очертания объекта, изображаемого сплошной линией или точечным пунктиром), внутри которого значками или цветом обозначается характер объекта. Положение линейных объектов (дорог, линий электропередачи, границ и т.п.) изображается на карте точно, но ширина некоторых объектов значительно увеличивается. Например, условный знак шоссе на карте масштаба 1:100000 увеличивает его ширину в 5-7 раз.

Рис. 1.5
Положение главных точек внемасштабных условных знаков:

а – геометрический центр фигуры;

б – середина основания знака;

в – вершина прямого угла у основания знака;

г – геометрический центр нижней фигуры

Внемасштабные знаки используются при изображении объектов, плановое очертание которых не может быть выражено в масштабе карты. Местоположение таких объектов определяется главной точкой условного знака (рис.1.5). Главными точками могут быть: геометрический центр фигуры; середина основания знака; вершина прямого угла у основания знака; геометрический центр нижней фигуры.

Пояснительные знаки применяются для дополнительной характеристики объектов местности и представляют собой графические значки, буквенные обозначения и сокращенные пояснительные подписи.

Следует помнить, что:

• подписи названий объектов местности дают разными шрифтами, по размеру и начертанию которых определяется характер объекта - тип населенного пункта, транспортное значение реки и т.п.;
• леса, сады, кустарниковые плантации и заросли показываются зеленым цветом;
• объекты гидрографии, а также болота, солончаки, ледники – сине-белым цветом;
• элементы рельефа и некоторые разновидности грунта - пески, каменистые поверхности, галечники – оттенками коричневого цвета;
• автострады и шоссейные дороги, кварталы населенных пунктов на картах масштабом 1:25000 и 1:50000 с преобладанием огнестойких строений, а на картах масштабов 1:100000 и 1:200000 с населением 50 тысяч жителей и более – оранжевым цветом;
• улучшенные грунтовые дороги и кварталы населенных пунктов с преобладанием неогнестойких строений – желтым (при сокращенной красочности – светло-оранжевым цветом);
• остальные элементы содержания карт печатаются черной краской.

Условные знаки и перечень условных сокращений, применяемых на топографических картах, приведены в приложениях настоящего пособия.

Рамки листов карт . Топографические карты издаются отдельными листами, ограниченными рамками. Сторонами внутренних рамок служат линии параллелей и меридианов, которые делятся на отрезки, равные в градусной мере 1" на картах масштабов 1:25000-1:200000 и 5" на картах масштабов 1:500000 и 1:1000000. Отрезки через один залиты черной краской или заштрихованы. Каждый минутный отрезок на картах масштабов 1:25000-1:100000 делится точками на шесть частей по 10". Напомним, что основной единицей градусной меры измерения углов является градус, причем 1° = 60" (минут ); 1"=60" (секунд ).

Минутные отрезки по северной и южной сторонам рамки листов карты масштаба 1:100000, расположенных в пределах широт 60-76°, делятся на три части по 20", а расположенных севернее параллели 76° - на две части по 30".

Зарамочное оформление топографической карты содержит справочные сведения о данном листе карты; сведения, дополняющие характеристику местности; данные, облегчающие работу с картой. Расположение элементов зарамочного оформления карт масштабов 1:25000-1:500000 показано на рис.1.6. Кроме того, на карте масштаба 1:200000 справа и слева от надписи масштаба даются условные знаки, характеризующие проходимость местности, а на обороте листа печатаются схема грунтов и справка о местности; на карте масштаба 1:500000 справа от надписи масштаба размещаются схема расположения прилегающих листов и схема административного деления, а слева - основные условные знаки. За восточной стороной рамки листа могут быть помещены дополнительные сведения (о геодезической основе, проходимости местности и т.д.), а также ус­ловные знаки, не предусмотренные таблицами.

Расположение элементов зарамочного оформления карт

масштабов 1:25000-1:500000:

1 - система координат;

2 - название республики и области, территория которых изображена на данном листе карты;

3 - наименование ведомства, подготовившего и издавшего карту;

4 - название наиболее значительного населенного пункта;

5 - гриф карты;

6 - номенклатура листа карты (цифровая и буквенно-цифровая);

7 - год издания карты;

8 - год съемки или составления и исходные материалы, по которым составлена карта;

9 - исполнители;

10 - шкала заложений;

11 - численный масштаб;

12 - величина масштаба;

13 - линейный масштаб;

14 - высота сечения;

15 - система высот;

16 - схема взаимно­го расположения вертикальной линии координатной сетки, истинного и магнитного меридианов; величины магнитного склонения, сближения меридианов и поправки направления;

17 - данные о магнитном склонении, сближении меридианов и годовом изменений магнитного склонения

§ 1.1.7. Разграфка и номенклатура топографических карт

Разграфка карт - топографические карты делятся на отдельные листы линиями географических меридианов и параллелей. На районы севернее параллели 60° топографические карты всех масштабов издаются сдвоенными по долготе листами, а севернее параллели 76° - счетверенными, за исключением карты масштаба 1:200000, которая издается строенными листами.

Номенклатура карт - система обозначения (нумерации) отдельных листов. Например, в основу номенклатуры топографических карт СССР была положена карта масштаба 1:1000000.

Номенклатура карты масштаба 1:1000000 (рис.1.7). Вся поверхность Земли делится параллелями через 4° на ряды, а меридианами - через 6° на колонны. Стороны образовавшихся трапеций служат границами листов карты масштаба l:1000000. Ряды обозначаются прописными латинскими буквами от А до V, начиная от экватора к обоим полюсам, а колонны - арабскими цифрами, начиная от меридиана 180° с запада на восток. Номенклатура листа карты состоит из буквы ряда и номера колонны. Например, лист с г.Москва обозначается N-37.

Рис. 1.7 Разграфка и номенклатура листов карты масштаба 1:1000000

Лист карты масштаба 1:500000 является четвертой частью листа карты 1:1000000 и обозначается номенклатурой листа миллионной карты с добавлением одной из прописных букв А, Б, В, Г русского алфавитa, обозначающих соответствующую четверть (рис.1.8). Например, лист карты масштаба 1:500000 с г.Ря­зань имеет номенклатуру N-37-Б.

Рис. 1.8 Разграфка и номенклатуры листов карт масштабов 1:500000 и 1:200000

Лист карты масштаба 1:200000 образуется деле­нием миллионного листа на 36 частей (рис.1.8); номен­клатура его состоит из обозначения листа карты мас­штаба 1:1000000 с добавлением одной из римских цифр I, II, III, IV, ..., XXXVI. Например, лист с г.Ря­зань имеет номенклатуру N-37-XVI.

Лист карты масштаба 1:100000 получается деле­нием листа миллионной карты на 144 части (рис.1.9); номенклатура его состоит из обозначения листа карты 1:1000000 с добавлением одного из чисел 1, 2, 3, 4, .... 143, 144. Например, номенклатура листа стотысячной карты с г.Рязань будет N-37-56.

Рис. 1.9 Разграфка и номенклатуры листов карты масштаба 1:100000

Лист карты масштаба 1:50000 образуется делением листа карты масштаба 1:100000 на четыре части (рис.1.10); его номенклатура состоит из номенклатуры стотысячной карты и одной из заглавных букв А , Б , В , Г русского алфавита, например N-37-56-A.

Разграфка и номенклатуры листов карт масштабов 1:50000 и 1:25000

Лист карты масштаба 1:25000 получается деле­нием листа карты масштаба 1:50000 на четыре части; номенклатура его образуется из номенклатуры пяти­десятитысячной карты с добавлением одной из строч­ных букв а , б , в , г русского алфавита, например N-37-56-А-б.

К номенклатуре карт на южное полушарие добав­ляют в скобках буквы Ю.П., например А-32-Б (Ю.П.). Номенклатура сдвоенных листов миллионной карты состоит из прописной латинской буквы, обозна­чающей ряд, нечетной и последующей четной цифр, обозначающих две соответствующие колонны. Напри­мер, лист карты масштаба 1:1000000 на район г.Мурманск имеет номенклатуру R-35, 36.

Номенклатура сдвоенных листов карт других мас­штабов образуется аналогично: к номенклатуре за­падного листа приписывается буква или номер восточ­ного листа, например R-35-25,26.

Номенклатура строенных и счетверенных листов карт образуется так же, как и сдвоенных, только к но­менклатуре западного листа приписываются номера или буквы последующих двух или трех листов.

§ 1.1.8. Подготовка карты к работе

Подготовка карты к работе включает ознакомление с картой (оценку карты), ее склеивание, складывание и подъем.

Ознакомление с картой заключается в уяснении ее основных характеристик: масштаба, высоты сечения рельефа, года съемки (составления), номера и года издания, поправки, направления.

По численному масштабу, подписанному внизу листа карты, уясняют его величину (сколько метров или километров на местности соответствует 1 сантиметру на карте) и размер стороны квадрата координатной сетки в километрах. Кроме того, уясняют точность, полноту и детальность карты.

По высоте сечения рельефа, помещенной под чис­ленным масштабом карты, уясняют полноту и деталь­ность изображения рельефа, а также значение крутиз­ны ската, соответствующее расстоянию между горизон­талями 1 мм.

Год съемки или составления карты по исходным ма­териалам, указанный в юго-восточном углу листа, по­зволяет уяснить новизну карты и возможные измене­ния местности. Год издания карты указан в северо-восточном углу (на картах издания до 1973 г. - под номенклатурой листа).

Поправку направления берут из текстовой справки или схемы, помещаемой в юго-западном углу листа. Поправку направления уясняют, если предстоит ра­бота с картой на местности или движение по азимутам.

Склеивание карты (рис.1.11). Перед склеиванием листы карты раскладывают по номенклатурам. Для ускорения раскладки большого количества листов реко­мендуется составить схему их расположения или вос­пользоваться сборной таблицей, очертив на ней склеи­ваемые листы. После этого приступают к обрезке краев соприкасающихся листов: обрезают восточные края (кроме листов крайней правой колонны) и южные (за исключением нижнего ряда). Обрезку произво­дят острым ножом или ножницами точно по внутрен­ней рамке листа. Ножом карту обычно обрезают без линейки на картонной подкладке. Рекомендуется обрезать и часть краев у соседних листов, с тем, чтобы полоса склейки была не более 2 см.

Вначале склеивают листы по рядам или по колон­нам в том направлении, где полоса получится короче, затем склеивают между собой ряды или колонны. Склейку листов в колоннах начинают снизу, а в ря­дах - справа.

При склеивании карты кладут обрезанный лист оборотной стороной на смежный необрезанный и, сбли­зив их по линии склейки, наносят кистью на полосу склейки тонкий равномерный слой клея. Затем, пере­вернув верхний лист, совмещают рамки листов, километровые линии и соответствующие контуры. Место склейки протирают сухой тряпкой (бумагой), делая движение поперек линии склейки в сторону обреза. Небольшое несовмещение может быть исправлено проти­ранием в направлении, противоположном направлению смещения. Таким же порядком склеивают ряды или колонны.

При склеивании длинных полос (рядов или колонн) рекомендуется полосу с обрезанным краем свернуть в рулон, нанести на ее край слой клея, затем, разма­тывая постепенно рулон, совмещать и проглаживать склеиваемые полосы.

Склеивание карты

Складывание карты. Карта – важнейший инструмент, требующий к себе бережного и грамотного отношения. Утеря карты или приход ее в негодность (потертости, утеря фрагментов и т.п.) ставят под угрозу выполнение поставленной задачи либо делают ее невыполнимой. Поэтому перед выполнением задачи на местности карту необходимо подготовить следующим образом: обеспечить водонепроницаемость ее упаковки, определить надежное место ее хранения и переноски, подготовить карту для удобной работы.

Итак, прежде всего, необходимо найти укупорку для хранения карты (в настоящее время в специализированных магазинах представлен большой выбор различных прозрачных герметично закрывающихся пакетов, планшетов и т.д.). В том случае, если укупорку заводского производства найти не удалось, можно воспользоваться толстостенным прозрачным полиэтиленовым пакетом. Затем следует произвести сложение карты (фоторяд 1.12 а-е).

При этом карту складывают гармошкой в двух направлениях: вдоль нижней (верхней) стороны рамки листов и в перпендикулярном направлении с обязательно выступающими за линии перегибов полями карты. Линии километровой сетки должны в любом раскладе карты примерно совпадать со своей нумерацией. Размер сложенной карты должен соответствовать размеру укупорки, причем необходимо обеспечить видимость рабочего участка карты и ее полей по вертикали и горизонтали.

В ходе формирования навыков работы с картой важно стремиться к тому, чтобы она вынималась из укупорки только при переходе на новый участок местности. При этом карта переукладывается по вышеописанному алгоритму так, чтобы был виден следующий рабочий участок местности.

Подъем карты применяется, когда необходимо более наглядно показать (выделить) местные предметы и элементы рельефа, которые имеют важное значение для решения задачи. Элементы местности поднимают на карте цветными карандашами путем расцветки, увеличением условного знака, подчеркиванием или уве­личением подписи названия.

Реки, ручьи и каналы поднимают утолщением линий и тушевкой синим цветом. Болота покрывают синей штриховкой линиями, параллельными нижней (верх­ней) стороне карты. Мосты, переправы, броды, гати и т.п. поднимают увеличением условного знака каран­дашом черного цвета. Используемые при ориентирова­нии местные предметы, изображаемые внемасштабными условными знаками, обводят кружками черного цвета.

Рельеф поднимают растушевкой вершин светло-ко­ричневым цветом или утолщением некоторых горизон­талей и их оттенением в сторону понижения. Леса, сплошные кустарники и сады поднимают обводом опушки утолщенной линией, которую подкрашивают зеленым цветом. Дороги поднимают проведением рядом с условным знаком (внизу и справа от него) утолщенной линии, коричневого цвета. Населенные пункты поднимают подчеркиванием или увеличением надписей их названий.

ВВЕДЕНИЕ

Для удобства пользованием карт или планов, используют определенную систему назначения.

При картографировании больших территорий земной поверхности, карту составляют на нескольких листах. Лист отдельной карты представляет собой трапецию, основанием которых служат отрезки параллелей, а боковыми сторонами отрезки меридиан. Отдельные листы карты, объединенной единой системой обозначений называется номенклатурой, а система деления карт на отдельные листы называется разграфкой.

Согласно Международной классификации, в основу разграфки положены сферические трапеции, полученные на поверхности сфероида, при делении его меридианами через 6˚ на 60 колон. Колонны нумеруются арабскими цифрами с запада на восток, начиная от меридиана с долготой 180˚ (противоположной Гринвичу).

Колонны делятся на параллели и ряды через 4˚ и обозначаются заглавными буквами латинского алфавита от экватора.

В результате такого деления получают единицу разграфки, то есть трапецию миллионного масштаба.

РАСЧЕТ НОМЕНКЛАТУРЫ И ПОСТРОЕНИЕ РАМКИ ЛИСТА КАРТЫ МАСШТАБА 1:10000

Лист карты содержит точку с заданными значениями

B=51º48´30´´

L=65º42´15´´

1.1. По широте и долготе точки определить номенклатуру листа карты масштаба 1:1000000 по схеме международной разграфки карт (рис 1.1).

Рис. 1.1 Схема международной разграфки листов карты масштаба 1:1000000

По широте точки определить букву латинского алфавита, обозначающую ряд, а по долготе - номер колонны N .

Находим букву латинского алфавита, обозначающая ряд, по формуле(1):

Nр= (Bº:4)+1 (1)

где Nр- порядковый номер буквы в латинском алфавите

Bº- широта, данная по условию (здесь берется только градус).

Nр=(51/4)+1=13

Nр =13, такому числу соответствует латинская буква M.

Nз= (Lº:6)+1 (2)

где Nз - номер шестиградусной зоны

Lº- долгота, данная по условию (здесь берется только градус)

Nз=(65:6)+1=11

Находим номер колонны по формуле(3):

Nк=Nз+30 (3)

где Nк- номер колонны

Nз- номер зоны

Nк=11+30=41

1.2 Определить номенклатуру листа карты масштаба 1:100000. Для этого лист карты масштаба 1:1000000 надо разделить на 144 листа карты масштаба 1:100000 и вычислить интерполированием широты и долготы разделительных параллелей и меридианов.

Интерполирование листа карты масштаба 1:1000000 происходит таким образом: узнаем разницу между северной и южной широтами и умножаем на количество минут, которые входят в один градус, затем делят на 12.

(4º*60´)/12=20´,

следовательно интерполирование широты листа карты масштаба 1:1000000 идет через каждые 20 минут. Аналогично делают интерполирование с долготами миллионного масштаба.

(6º*60´)/12=30´,

интерполирование долготы листа карты миллионного масштаба идет через каждые 30 минут.

Рис. 1.2 Деление трапеции масштаба 1:1000000

Для рассматриваемого примера, искомая номенклатура М-41-12 .

1.3 Определить номенклатуру листа карты масштаба 1:10000. Для этого по схеме (рис 1.3) лист карты масштаба 1:100000 разделим в последовательности по схеме:

4 листа 4 листа 4 листа

1:100000 → 1:50000 → 1:25000 → 1:10000

А, Б, В, Г а, б, в, г 1, 2, 3, 4

Вычислить интерполированием широты и долготы рамок трапеции масштаба 1:10000 и по заданным значениям широты и долготы установить искомую номенклатуру.

После того, как мы проинтерполировали лист карты масштаба 1:100000, переходим к интерполированию листа для масштаба 1:50000. Вычерчиваем отдельно квадрат числа 12 и в каждом углу квадрата подписываем географическою координату. Затем мы его снова интерполируем. По широте листа карты интерполяция будет проходить через 10 минут, а по долготе через 15 минут. На рис.1.3 видно, что наши исходные координаты попадают в квадрат В. Теперь у нас искомая номенклатура М-41-12-В для масштаба 1:50000.

1.3 Деление трапеции масштаба 1:100000

Теперь переходим к интерполированию листа карты для масштаба 1:25000. Точно такими же действиями, как написано выше, мы делаем интерполяцию. Здесь она по широте будет проходить через 5 минут, а по долготе через 7 минут и 30 секунд. На рис.1.4 наши исходные координаты попадают в квадрат б. Искомая номенклатура М-41-12-В-б для масштаба 1:25000

1.4 Деление трапеции масштаба 1:50000

Теперь переходим к интерполированию листа карты масштаба 1:10000. Вычерчиваем квадрат б , где в каждом его углу указываем географическую координату. По широте интерполирование проходит через 2 минуты и 30 секунд, по долготе- 3 минуты и 15 секунд. На рис. 1.5 наши исходные координаты попадают в квадрат 2.

1.5 Деление трапеции масштаба 1:25000

Искомая номенклатура М-41-12-В-б-2 для масштаба 1:10000.

1.4 Вычислить прямоугольные координаты и сближение меридианов в проекции Гаусса-Крюгера для углов рамки трапеции масштаба 1:10000.

Сначала по специальным таблицами Гаусса-Крюгера находим координаты и сближение меридианов углов рамки трапеции масштаба 1:25000, в которую входит трапеция масштаба 1:10000. Выбор данных из таблиц Гаусса-Крюгера производят по широте В и отклонению угла рамки от осевого меридиана

l=L-Lo (9)

где l- отклонение угла рамки от осевого меридиана

Lо- осевой меридиан

L- западная либо восточная долгота трапеции масштаба 1:25000

lв=65º45´-63º00´00´´=2º45´

lз=65º37´30´´-63º00´00´´=2º37´30´´

Найденные значения выписать на схему (рис.1.6.) При расположении трапеции западней осевого меридиана ординаты и сближение меридианов будут иметь отрицательные значения. Затем вычислить прямоугольные координаты и сближение меридианов для углов рамки трапеции масштаба 1:10000 линейным интерполированием между соответствующими значениями для углов рамки трапеции масштаба 1:25000. Результаты интерполирования выписать на схему (рис.1.6).

Рис. 1.6 Схема вычисления прямоугольных координат углов трапеции масштаба 1:10000.

Найденные значения для трапеции масштаба 1:10000 занести в табл. 1.1. предварительно преобразовав ординаты (прибавив 500 км) и указав впереди номер зоны.

Таблица 1.1

1.5 Определить линейные размеры сторон трапеции масштаба 1:10000 в проекции Гаусса-Крюгера по таблицам Гаусса-Крюгера. Размеры выбрать по широте северной и южной сторон трапеции с учетом поправок за отклонение осевого меридиана lср.

ас-длина северной рамки трапеции =43,08 см

аю-длина южной рамки трапеции =43,12 см

с- длина боковых сторон трапеции =46,36 см

D- диагональ трапеции =63,27 см

1.6 Выполнить графическое построение рамки трапеции масштаба 1:10000.

На чертежной бумаге форматом А-1 разбить координатную сетку (километровую) сетку с помощью линейки Дробышева. Для симметричного расположения наносимой в дальнейшем трапеции начальную линию и точку разбиваемой сетки наметить с учетом размеров рамки трапеции и координат ее углов. Сетку оцифровать для масштаба 1:10000.

Правильность построения сетки проверить обычной линейкой, отклонения фактических размеров сетки от их номинального значения не должны превышать 0,2 мм.

Нанести углы рамки трапеции по их координатам с контролем. Выполнить контроль построения рамки трапеции измерением всех ее сторон и диагоналей нормальной линейкой или штангенциркулем. Расхождение фактических размеров от их теоретического значения не должны превышать 0,3 мм.

1.7 Выполнить зарамочное оформление нанесенной трапеции.

Нанести минутную рамку с разбивкой через 10 секунд. Для этого вычислить линейные размеры частей минутной рамки, соответствующие размерам в угловой мере 1´, 45´´, 30´´, 10´´ с учетом установленных линейных размеров сторон трапеции (рис 1.7). Полученные значения поместить в табл. 1.2

Лабораторная работа №1

Тема: Разграфка и номенклатура топографических карт

Цель : Освоить методику получения и обозначения топографических карт с учетом заданных масштабов.

Материалы и принадлежности: Топографическая карт, индивидуально каждому студенту, схема рядов и колонн на территорию РФ.

1. Показать на схемах в пределах листа карты масштаба 1:1.000.000 расположение листов карт масштаба 1: 500.000, 1:300.000, 1:200.000, 1:100.000. Указать географические координаты углов рамок трапеций в градусах и минутах для каждого листа.

2. Показать на схемах листа М 1:100.000 расположение листа карт 1:50.000, 1:25.000, 1:100.000. указать номенклатуру и географические координаты для каждого листа карты.

3. Определить номенклатуру листа карты М1:25.000 и координаты, если известны географические координаты точек расположенных на этом листе.

4. Определить номенклатуру листов карт прилегающих к листу карты из пункта №3

Контрольные вопросы:

1. Карты каких масштабов называют обзорными?

2. Лист карты какого масштаба составляет основу разграфки и номенклатуры топокарт в РФ?

3. Топографические карты, каких масштабов применяются в нашей стране?

4. Что называется номенклатурой и Разграфкой топокарт.

5. Как получают листы карт М 1:1.000.000, 1:500.000, 1:300.000, 1:200.000, 1:100.000, 1:50.000, 1:30.000, 1:200.000, 1:100.000, 1:50.000, 1:25.000, 1:10.000, 1:5.000, 1:2.000.

6. Что такое Ряд и Колонна?

7. Что такое карта?

8. Что такое План?

Материалы к сдаче:

Схемы, показывающие процесс получения топокарт разных масштабов, с указанием географических координат рамок трапеций.

Блок-схема получения топокарты, выданой в задании № 1.

Ответы на контрольные вопросы, письменно с необходимыми рисунками и пояснениями

Основой для разграфки топографических карт указанных масштабов является лист карты масштаба 1:1000000. Он получается в результате деления поверхности земного шара параллелями через 40 меридианами через 6° (рис.1).

https://pandia.ru/text/78/355/images/image002_139.gif" width="609" height="393 src=">

Таким образом, лист карты масштаба 1:1000000 имеет номенклатуру, соответствующую ряду и номеру колонны. (т. е. обозначается) А-33, L-49 и т. п. Например город Новосибирск находится на листе топографической карты масштаба 1: 1 000 000, имеющим номенклатуру N-44, т. е. ряд - N, колонна 44.

Размеры рамок миллионного листа по широте I ∆φ=4°, по долготе - ∆λ=6°.

Лист карты масштаба 1:500000 получается в результате деления миллионного листа карты на четыре части (рис.3), и каждая часть обозначается заглавными буквами русского алфавита .

https://pandia.ru/text/78/355/images/image006_53.jpg" width="633" height="529 src=">

Листы карты масштабов 1:50000, 1:25000, 1:10000 получаются в результате деления предыдущего листа карты на соответствующее число. Так лист карты масштаба 1:50000 получается при делении листа карты масштаба 1:100000 на 4 части. При этом к номенклатуре полученного листа карты добавляются большие буквы русского алфавита (рис.7)

https://pandia.ru/text/78/355/images/image008_39.jpg" width="327" height="243 src=">

Номенклатура листа карты масштаба 1:25000 будет иметь вид:

Лист карты масштаба 1:10000 получается при делении листа карты масштаба 1:25000 на 4 части. Части обозначаются арабскими цифрами 1, 2, 3, 4. Размеры рамок составляют φ=2΄30˝ ; λ=3΄45˝. Номенклатура листа карты масштаба 1:10000 будет иметь вид РГ-г-2(рис.9)

https://pandia.ru/text/78/355/images/image010_43.gif" width="473" height="354 src=">

Лист карты масштаба 1:2000 получается при делении листа карты масштаба 1:5000 на 9 частей, которые обозначаются маленькими буквам русского алфавита от “а” до “и”. Номенклатура имеет вид Р(256-и), (рис.11)

своей" номенклатуры.

Например.

Необходимо показать, как получается лист масштаба 1:10000 с номенклатурой L-49-1 ЗЗ-Б-г-4

https://pandia.ru/text/78/355/images/image013_31.jpg" width="555" height="678 src=">

Лабораторная работа №2

Тема: Масштабы. Измерения длин линий на карте

Цель : Научиться измерять расстояния на топографических картах различными способами.

Материалы и принадлежности: Топокарта, геодезический транспортир, измеритель, линейка, простой карандаш 2Т.

Даны численные масштабы карт, вычислить в метрах горизонтальное проложение линий соответствующее одному сантиметру на карте.

1. Определить точность заданных масштабов.

2. Определить масштабы карты по заданной точности.

3. Определить расстояния между заданными точками с помощью линейки и масштабного коэффициента.

4. Определить расстояния между теми же точками с помощью линейного масштаба.

5. Определить расстояния между точками с помощью поперечного масштаба.

6. При помощи поперечного масштаба отложить заданные расстояния.

Контрольные вопросы:

1. Какой масштаб называется численным?

2. Что показывает знаменатель численного масштаба?

3. Как построить линейный масштаб?

4. Что такое точность масштаба?

5. Как построить поперечный масштаб?

6. Какой масштаб называют нормальным сотенным?

Материалы к сдаче:

Таблица с результатами определений, ответы на контрольные вопросы (письменно) с необходимыми рисунками и пояснениями.

Студенту выдается таблица типа:

Масштабы
1 см на карте соответс твует на местности …. метров
Точность масштаба
Имеем точность масштаба
Ей будет соответствовать масштаб
Определить расстояния между заданными точками на карте	Линия А-В	Линия В-С	Линия С-Д	Линия Д-А
Расстояние, определенное с помощью: численного масштаба
линейного масштаба
поперечного масштаба

Студент должен не только правильно заполнить таблицу, но и уметь выполнять определение расстояний по карте с графической точностью 0,1 мм.

Масштабом называется степень уменьшения горизонтальных проложений линий местности при изображении их на плане, карте или аэроснимке. Различают численный и графические масштабы; к последним относятся линейный, поперечный и переходный масштабы.

Для того чтобы вычислить горизонтальное проложение линии местности, соответствующее на топокарте 1 см, необходимо решить пропорцию:

Например для масштаба 1: 25 000 , имеем; 1 линейному отрезку на местности соответствует на топокарте отрезок, уменьшенный в 25 000 раз. Т. е. 1 отрезку на карте соответствует 25 000 отрезков на местности. В России, как и в европейских странах принята международная система измерений СИ, согласно которой расстояния измеряются в мм, см, метрах, километрах, поэтому принято внизу топокарты указывать соответствие в 1 сантиметре 250 метров (для масштаба 1: 25 000). Для масштаба 1: 500, будем иметь; соответствие в 1 сантиметре 5 метров. Для масштаба 1: 50 000, будем иметь в 1 см 500 метров. Нетрудно заметить что из правой части «убирается» два нуля. Таким образом, опираясь на чувство юмора, для определения горизонтального проложения линии местности соответствующему 1 см на карте можно использовать «правило двух нулей», т. е. осуществлять деление правой части масштаба на 100.

Понятие точности масштаба обусловлено тем, что «нормальный» глаз человека может уверенно различать толщину линии размером 0,1 мм, обычно это толщина линий школьной тетрадки в клетку (иногда толщина линий в тетрадке 0,2 мм).

Если решить пропорции для определения горизонтального проложения линии местности, соответствующей на топокарте отрезку в 0,1мм, то обнаружим, что правую часть масштаба необходимо поделить на 10 000. Т. е. можно говорить о правиле «четырех нулей». Действительно, ведь 0,1 мм это 10 000 часть метра.

Таким образом точность масштаба для топокарты с маштабом 1:500 составит 0,5 м.

Объекты размеры которых меньше точности масштаба при выполнении топографических съемок не «снимаются». Если точность масштаба равна 1 дециметру, то для определения масштаба мы должны проделать следующее:

Дано: 0.1 мм на топокарте соответсвует 1 дм на местности.

Решение: правую часть переводим в метры. Имеем 0, 1 мм на топокарте соответсвует 0,1 м, воспользуемся «правилом четырех нулей» , имеем масштаб 1: 1 000.

Ответ: масштаб 1: 100.

Численный масштаб. Численный масштаб выражается в виде дроби, числитель которой равен единице, а в знаменателе стоит число, показывающее степень уменьшения горизонтальных проложений линий местности при изображении их на карте или плане.. На топографических картах численный масштаб подписывается внизу листа карты в виде 1:М, например, 1:10000.т. е.

В 1 см 100 метров. На топокарте линейкой измеряем расстояние, при этом доли мм оцениваем «на глаз». Пусть расстояние получилось равным 13,24 см

Можем записать S = 13,24 x 100 = 1 324 метра.

Линейный масштаб. Линейный масштаб - это графический масштаб; он строится в соответствии с численным масштабом карты в следующем порядке:

· проводится прямая линия и на ней несколько раз подряд откладывается отрезок a постоянной длины, называемый основанием масштаба (при длине основания a=2 см линейный масштаб называется нормальным); для масштаба 1:10 000 a соответствует 200 м,

· у конца первого отрезка ставится нуль,

· влево от нуля подписывают одно основание масштаба и делят его на 20 частей,

· вправо от нуля подписывают несколько оснований,

· параллельно основной прямой проводят еще одну прямую и между ними прочерчивают короткие штрихи (рис.1).

Линейный масштаб помещается внизу листа карты, под численным масштабом.

Чтобы измерить длину линии на карте, фиксируют ее раствором циркуля-измерителя, затем правую иглу ставят на целое основание так, чтобы левая игла находилась внутри первого основания. Считывают с масштаба два отсчета: N1 - по правой игле и N2 - по левой; длина линии равна сумме отсчетов.

Поперечный масштаб. Проведем прямую линию CD и отложим на ней несколько раз основание масштаба - отрезок a длиной 2 см (рис.5.2). В полученных точках восстановим перпендикуляры к линии CD; на крайних перпендикулярах отложим m раз вверх от линии CD отрезок постоянной длины и проведем линии, параллельные линии CD. Крайнее левое основание разделим на n равных частей. Соединим i-тую точку основания CA с (i-1)-й точкой линии BL; эти линии называются трансверсалями. Построенный таким образом масштаб называется поперечным.

Если основание масштаба равно 2 см, то масштаб называется нормальным; если m = n = 10, то масштаб называется сотенным.

Порядок пользования поперечным масштабом:

· циркулем-измерителем зафиксировать длину линии на карте,

· одну ножку циркуля поставить на целое основание, а другую - на любую трансверсаль, при этом обе ножки циркуля должны располагаться на линии, параллельной линии АВ,

· длина линии составляется из трех отсчетов: отсчет целых оснований, умноженный на цену основания, плюс отсчет делений левого основания, умноженный на цену деления левого основания, плюс отсчет делений вверх по трансверсали, умноженный на цену наименьшего деления масштаба. Точность измерения длины линий по поперечному масштабу оценивается половиной цены его наименьшего деления.

Лабораторная работа №3

Тема: Определение координат точек по карте. Условные знаки топокарт.

Цель: Освоить методику определения прямоугольных и географических координат точек на топокарте

Материалы и принадлежности: Топографическая карта, линейка 30 см, прямоугольный треугольник большого размера.

1. Определить географические и прямоугольные координаты точек φ; l ; X ; Y .

2. Показать на чертеже с какой стороны осевого меридиана и на каком расстоянии от него находится точка (для одной из заданных точек) H; W; E; Z.

3. Определить прямоугольные координаты точек XH YH; XW YW; XE YE; XZ YZ; в системе соседних зон.

4. Дать описание ситуации и рельефа на заданном участке карты.

Контрольные вопросы:

1. Что такое зона.

2. Сущность проекции Гаусса.

3. Почему применяют 6-и градусные зоны.

4. Система плоских прямоугольных координат в проекции Гаусса.

5. Что понимают под географической широтой, долготой? (φ; l ;)

6. Дайте определение геодезической широты, долготы. (B; L; )

7. Назначение условных знаков и требования предъявляемые к ним.

8. Типы условных знаков.

9. Масштабные условные знаки.

10. Внемасштабные условные знаки.

11. Линейные условные знаки.

Материалы к сдаче:

Таблица с прямоугольными и географическими координатами для заданных точек. Ответы на вопросы (письменно, с необходимыми рисунками и пояснениями.

Порядок выполнения работы

Необходимо знать, что одним из главных элементов географической карты является сетка координатных линий. Существуют два вида координатной сетки: картографическая, образуемая линиями меридианов и параллелей, и сетка прямоугольных координат, образуемая линиями, параллельными осям координат OX и OY.

Географическая широта (φ)- это угол между отвесной линией проходящей через заданную точку и плоскостью экватора. Отвесная линия - это прямая проходящая через заданную точку и центр тяжести Земли. На рисунке для простоты он совпадает с центром Земли. Широты бывают северные, (выше плоскости экватора) и южные (ниже плоскости экватора). Изменяются в пределах от 0 до 90 градусов.

Географическая долгота (λ) – это двухгранный угол между плоскостью начального (Гринвчского, нулевого) меридиана и плоскостью географического меридиана проходящего через заданную точку.

Долготы бывают западные и восточные, изменяются от 0 градусов до 180 градусов. На топографических картах меридианы и параллели являются границами листа карты; в углах карты подписываются их долгота и широта. Внутри листа вычерчивается сетка прямоугольных координат в виде квадратов, называемая иногда километровой сеткой, так как на картах масштаба 1:10 000 и мельче линии сетки проводятся через целое число километров. Для того чтобы определить географические координаты точки на топокарте необходимо от нее опустить перпендикуляры на минутную рамку карты.

Так как широты направлены с юга на север, то в левом нижнем углу находим 54 градуса 40 минут, а в верхнем 54 градуса 42 минуты 30 секунд

Географическая широта точки 1(φ1) = 54 градуса 41 минута 26 секунд.

Географическая долгота (λ) направлена с запада на восток(слева, направо) и для точки 1 составит 18 градусов 02 минуты 30 секунд.

Вертикальные линии сетки параллельны осевому меридиану зоны (оси OX) и направлена с юга на север. Горизонтальные линии сетки параллельны оси OY и направлены так же как долготы.

Лабораторная работа №4

Тема: Ориентирование линий местности по топографической карте.

Цель : Научиться определять азимуты истинные и магнитные, в том числе на текущую дату, дирекционные углы заданных линий.

1. а.) Измерить по карте геодезическим транспортиром дирекционные углы линий HW, WE, EZ, ZH.
Б.) Азимуты линий HW, WE, EZ, ZH.

2. Пользуясь результатами задачи 1, вычислить Гауссова сближение меридианов для каждой линии и найти среднее значение; сравнить его со значением сближения на карте.

3. Для заданных линий вычислить:
а.) Магнитные азимуты (уметь на текущую дату).
Б.) Обратные дирекционные углы и румбы.
(Результаты решения поместить в таблицу).

Название	углы (a i )	истины (А *)	Сближение мерид. (g о )	уг. (a обр. )	(r)	(Амаг)

4. Измерить геодезическим транспортиром углы поворотов (либо левые, либо правые).

5. Используя дирекционный H-W, из задачи 1, вычислить через углы поворота, дирекционные углы всех остальных линий.
(Результат решения поместить в таблицу).

Название	Левый угол Повор. (bлев.)	углы (a i )	Название	Правый угол повор. (bпр.)	углы (a i )

Контрольные вопросы:

1. Что значит ориентировать линию?

2. Дать определения: А*; ai; r; Aмаг; gо; d - склонение магнитной стрелки.

3. Какая существует взаимосвязь между азимутом и румбом?

4. Какова взаимосвязь между дирекционным углом и азимутом линии?

5. От чего зависит сближение меридианов?

6. Поясните взаимосвязь между истинным и магнитным азимутом.

Лабораторная работа №5

Тема: Изображение рельефа на топокартах и решение задач по топографической карте.

1. Изучить основные формы рельефа (уметь находить на карте: лощину, хребет, седловину, гору, впадину). Зарисовать горизонталями.

2. Определить отметки точек H, W, E, Z и вычислить превышение между ними.
Результаты поместить в таблицу.

Название точек	Н, (м) (высота)	hi, (м) (превышение)

3. Построить на миллиметровке продольный профиль по направлению заданным преподавателем. Определить, есть ли видимость между конечными точками профиля; расстояние между ними и уклон (в %; в %° - промилях). Горизонтальный масштаб профиля принять равным масштабу карты. Вертикальный масштаб, либо в 10 раз крупнее, либо согласовать с преподавателем.

4. Таблица профиля должна включать параметры:

· Отметки точек (Н, (м))

· Расстояние (S, (м))

Скачать с Depositfiles

6. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ КАРТЕ

6.I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОМЕНКЛАТУРЫ ЛИСТА КАРТЫ

При решении ряда проектных и изыскательских задач возникает необходимость в поиске нужного листа карты заданного масштаба для определенного участка местности, т.е. в определении номенклатуры данного листа карты. Определить номенклатуру листа карты можно по географическим координатам точек местности на данном участке. При этом можно также использовать плоские прямоугольные координаты точек, так как имеются формулы и специальные таблицы для пересчета их в соответствующие географические координаты.

ПРИМЕР.Определить номенклатуру листа карты масштаба 1: 10 000 по географическим координатам точки М:

широта = 52 0 48 ’ 37 ’’ ; долгота L = 100°I8′ 4I».

Сначала необходимо определить номенклатуру листа карты масштаба

I: I 000 000, на котором расположена точка М c заданными координатами. Как известно, земная поверхность делится параллели-ми, проводимыми через 4°, на ряды, обозначаемые заглавными буквами латинского алфавита. Точка N c широтой 52°48’37 » находится в I4-м ряду от экватора, расположенном между параллелями 52 о и 56°. Этому ряду соответствует I4-я буква латинского алфавиты -N. Известно также, что земная поверхность делится меридианами, проводимыми через 6°, на 60 колонн. Колонны нумеруются арабскими цифра-ми с запада на восток, начиная c меридиана c долготой I80°. Номера колонн отличаются от номеров соответствующих им 6-градусных зон проекции Гаyсса на 30 единиц. Точка М c долготой 100°18′ 4I» находится в 17-й зоне, расположенной между меридианами 96° и 102°. Этой зоне соответствует колонна c номером 47. Номенклатура листа карты масштаба I: 1 000 000 слагается из буквы, обозначающей данный ряд, и номера колонны. Следовательно, номенклатура листа карты масштаба 1: 1 000 000, на котором расположена точка М, будетN-47.

Далее необходимо определить номенклатуру листа карты масштабы I: 100 000, на который попадает точкаM. Листы карты масштаба 1: 100 000 получают делением листа нарты масштаба 1: I 000 000 на 144 части (рис. 8).Разобьем каждую сторону листаN-47 на 12 равных частой и соединим соответствующие точки отрезками параллелей и меридианов.Полученные листы карты масштаба 1: 100 000 нумеруются арабскими цифрами и имеют размеры: 20 ‘ — по широте и 30’- по долготе. Из рис. 8 видно, что точка M с заданными координатами попадает на лист карты масштаба I: 100 000 e номером 117. Номенклатура данного листа будет N-47-117.

Листы карты масштаба I: 50 000 получают делением листа карты масштабаI: 100 000 на 4 части и обозначают заглавными буквами русского алфавита (рис. 9). Номенклатура листа этой карты, на который попадает точна М,будет N- 47- 117. B свою очередь, листы карты масштаба I: 25 000 получают делением листа карты масштаба I: 50 000 на 4 части и обозначают строчными буквами русского алфавита (рис. 9). Точка M с заданными координатами попадает на лист карты масштаба I: 25 000, имеющий номенклатуру N-47-117 –Г-А.

Наконец, листы карты масштаба 1: 10 000 получают делением листа карты масштаба 1: 25 000 на 4 части и обозначают арабскими цифрами. Из рис. 9 видно, что точка М располагается на листе карты этого масштаба, имеющем номенклатуруN-47-117-Г-А-1.

Ответ к решению данной задачи помещают на чертеже.

6.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ ТОЧЕК НА КАРТЕ

Для каждой токи на топографической карте можно определить ее географические координаты (широту и долготу) и прямоугольные координаты Гаусса х, у.

Для определения этих координат используется градусная и километровая сетки карты. для определения географических координат точки Р проводят ближайшие к данной точке южную параллель и западный меридиан, соединив одноимённые минутные деления градусной рамки (рис. 10).

Определяют широту В о и долготу L о точки А о пересечения проведенных меридиана и параллели. Через заданную точку Р проводя тлинии, параллельные проведенным меридиану и параллели, и измеряют при помощи миллиметровой линейки расстояния В= А 1 Р и L= А 2 P, а также размеры минутных делений широты С и долготы на карты. Географические координаты точки Р определяют по формулам C l

— широта: B p = B o + *60 ’’

— долгота: L p = L o + *60’’ , измеряют до десятых долей миллиметра.

Расстояния b , l , C b , C l измеряют до десятых долей миллиметра.

Для определения прямоугольных координат точки Р используют километровую сетку карты. С помощью оцифровки этой сетки на карте находят координаты Х о и У о юго-западного угла квадрата сетки, в котором находится точка Р (рис. 11). Затем из точки Р опускают перпендикуляры С 1 Л и C 2 Л на стороны этого квадрата. С точностью до десятых долей миллиметра измеряют длины этих перпендикуляров ∆Х и ∆У и с учетом масштаба карты определяют их фактические значения на местности. Например, измеренное расстояние С 1 Р равно 12,8 мы, a масштаб карты 1: 10 000. Согласно масштабу, I мм на карте соответствует 10 м не местности, а значит,

∆Х= 12,8 х 10 м = 128 м.

После определения значений ∆Х и ∆У находят прямоугольные координаты точки Р по формулам

X p = X o +∆ X

Y p = Y o +∆ Y

Точность определения прямоугольных координат точки зависит от масштаба карты и может быть найдена по формуле

t =0.1* M , мм,

где М-знаменатель масштаба карты.

Например, для карты масштаба I: 25 000 точность определения координат Х и У составляет t = 0,1 х 25 000 = 2500 мм = 2,5 м .

6.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВ ОРИЕНТИРОВАНИЯ ЛИНИЙ

К углам ориентирования линий относятся дирекционный угол, истинный и магнитный азимуты.

Для определения по карте истинного азимута некоторой линии ВС (рис.12) используют градусную рамку карты. Через начальную точку В этой линии проводят параллельно вертикальной линии градусной рамки лини истинного меридиана (пунктирная линияNS), а затем геодезическим транспортиром измеряют величину истинного азимута А вс.

Для определения пo карте дирекционного угла некоторой линии ДЕ (рис. I2) используют километровую сетку карты. Через начальную точку D проводят параллельно вертикальной линии километровой сетки (пунктирная линия KL). Проведенная линия будет параллельной оси абсцисс проекции Гаусса, т. е, осевому меридиану данной зоны. Дирекционный угол α de измеряют геодезическим транспортом относительно проведенной линии KL. Следует отметить, что и дирекционный угол и истинный азимуты отсчитываются,а следовательно, и измеряются по часовой стрелке относительно начального направления до ориентируемой линии.

Кроме непосредственного измерения дирекционного угла линии на карте с помощью транспортира, можно определить значение этого угла другим способом. Для этого определения прямоугольные координаты начальной и конечной точек линии (Х д,У д,Х е, У е). Дирекционный угол данной лини может быть найден по формуле

При выполнении вычислений по данной формуле с помощью микрокалькулятора следует помнить, что уголt=arctg(∆y/∆x) является не дирекционном, а табличным углом. Значение дирекционного угла в этом случае необходимо определить с учетом знаков ∆Х и ∆У по известным формулам приведения:

Угол α лежит в І четверти:∆Х>0; ∆Y>0; α=t;

Угол α лежит во IIчетверти:∆Х<0; ∆Y>0; α=180 o -t;

Угол α лежит в IIIчетверти:∆Х<0; ∆Y<0; α=180 o +t;

Угол α лежит в ІVчетверти:∆Х>0; ∆Y<0; α=360 o -t;

На практике при определении ориентирных углов линии обычно сначала находят ее дирекционный угол, а затем, зная склонение магнитной стрелки δ и сближение меридианов γ (рис. 13), переходят к истинному к магнитному азимутам, пользуясь следующими формулами:

А=α+γ;

А м =А-δ=α+γ-δ=α-П,

где П =δ-γ — суммарная поправка за склонение магнитной стрелки и сближение меридианов.

Величины δ и γ берутся со своими знаками. Угол γ отсчитывается от истинного меридиана до магнитного и может быть положительным(восточным) и отрицательным (западным). Угол γ отсчитывается от градусной рамки (истинного меридиана) до вертикальной линии километровой сетки и также может быть положительным (восточным) и отрицательным (западным). В схеме, изображенной на рис. 13, склонение магнитной стрелки δ восточное, а сближение меридианов — западное(отрицательное).

Среднее значение δ и γ для данного листа карты приводятся в юго-западном углу карты ниже оформительной рамки. Здесь же указываются дата определения склонения магнитной стрелки, величина его годового изменения и направления этого изменения. Пользуясь указанными сведениями, необходимо вычислять величину склонения магнитной стрелки δ на дату его определения.

ПРИМЕР. Склонения на 1971 г. восточное 8 о 06’ . Годовое изменение склонение западное 0 о 03’.

Величина склонения магнитной стрелки в 1989 г. будет равна: δ=8 о 06’-0 о 03’*18=7 о 12’.

6.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПО ГОРИЗОНТАЛЯМ ВЫСОТ ТОЧЕК

Отметка точки, расположенной на горизонтали,равна отметке этой горизонтали.Если горизонталь не оцифрована,то ее отметка находится по оцифровке соседних горизонталей с учетом высоты сечения рельефа. Следует помнить, что оцифровку на карте имеет каждая пятая горизонталь, и для удобства определения отметок оцифрованные горизонтали вычерчивают утолщенными линиями (рис. 14, а). Отметки горизонтали подписывают в разрывах линий, чтобы основание цифр было направленно в сторону ската.

Более общим является случай, когда точка находится между двумя горизонталями. Пусть точка Р (рис. 14, б), отметку которой требуется определить, расположена между горизонталями с отметками 125 и 130 м.Через точку Р проводят прямую АВ как кратчайшее расстояние между горизонталями и на плане измеряют заложение d = АВ и отрезок l = АР. Как видно из вертикального разреза по линии АВ (рис. 14, в), величина ∆h представляет собой превышение точки Р над младшей горизонталью(125 м) и может быть вычислена по формуле

∆ h= * h ,

где h — высота сечения рельефа.

Тогда отметка точки Р будет равна

H р = H а + ∆h.

Если точка расположена между горизонталями с одинаковыми отметками(точка М на рис. 14, а) либо внутри замкнутой горизонтали(точка К на рис. 14, а), то отметку можно определить лишь приближенно. При этом считают,чтоотметкаточкименьшеилибольшевысотыэтойгоризонталина половину высоты сечения рельефа, т.е. 0,5h (например, Н м =142,5 м,H к =157,5 м). Поэтому отметки характерных точек рельефа (вершина холма, дно котловины и т. п.), полученные из измерений на местности, выписывают на планах и картах.

6.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРУТИЗНЫ СКАТА ПО ГРАФИКУ ЗАЛОЖЕНИЙ

Крутизной ската называется угол наклона ската к горизонтальной плоскости. Чем больше угол, тем скат круче. Величина угла наклона ската v вычисляют по формуле

V=аrctg(h / d ),

где h -высота сечения рельефа,м;

d-заложение, м;

Заложением называется расстояние на карте между двумя соседними горизонталями; чем круче скат, тем меньше заложение.

Чтобы избежать расчетов при определении уклонов и крутизны скатов по плану или карте, на практике пользуются специальными графиками, называемыми графиками заложений.График заложений представляет собой график функции d = n * ctgν , абсциссами которого являются значения углов наклона, начиная с 0°30´, а ординатами- значения заложений, соответствующих этим углам наклона и выраженных в масштабе карты (рис. 15,а).

Для определения крутизны ската раствором циркуля берут с карты соответствующее заложение (например, АВ на рис. 15, б) и переносят его на график заложений (рис. 15, а) так, чтобы отрезок АВ оказался параллельным вертикальным линиям графика, а одна ножка циркуля располагалась на горизонтальной линии графика, другая ножка — на кривой заложений.

Значения крутизны ската определяют, пользуясь оцифровкой горизонтальной шкалы графика. В рассматриваемом примере (рис. 15) крутизна ската составляет ν= 2°10´.

6.6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИНИИ ЗАДАННОГО УКЛОНА

При проектировании автомобильных и железных дорог, каналов, различных инженерных коммуникаций возникает задача построения на карте трассы будущего сооружения с заданным уклоном.

Пусть на карте масштаба 1:10000 требуется наметить трассу автомобильной дороги между точками А и В (рис. 16). Ч тобы уклон ее на всем протяжении не превышалi =0,05 . Высота сечения рельефа на карте h = 5 м .

Для решения задачи рассчитывают величину заложения, соответствующего заданному уклонуiи высоте сечения h:

Затем выражают заложение в масштабе карты

где М-знаменатель численного масштаба карты.

Величину заложенияd´ можно определить также по графику заложений, для чего надо определить угол наклона ν, соответствующий заданному уклонуi, и раствором циркуля измерить заложение для этого угла наклона.

Построение трассы между точками А и В осуществляется следующим образом. Раствором циркуля, равным заложениюd´ =10 мм, из точки А засекают соседнюю горизонталь и получают точку 1 (рис. 16). Из точки 1 тем же раствором циркуля засекают следующую горизонталь, получая точку 2, и т.д. Соединив полученные точки, проводят линию с заданным уклоном.

Во многих случаях рельеф местности позволяет наметить не один, а несколько вариантов трассы (например.Варианты 1 и 2 на рис.16), из которых выбирается наиболее приемлемый по технико-экономическим соображениям.Так,например,из двух вариантов трассы,проведенной примерно в одинаковых условиях, будет выбран вариант с меньшей длиной проектируемой трассы.

При построении линии трассы на карте может оказаться,что из какой-либо точки трассы раствор циркуля не достигает следующей горизонтали, т.е. рассчитанное заложение d´ меньше фактического расстояния между двумя соседними горизонталями. Это означает, что на данном участке трассы уклон ската меньше заданного, и при проектировании дорого расценивается как положительный фактор. В этом случае следует данный участок трассы провести по кратчайшему расстоянию между горизонталями по направлению к конечной точке.

6.7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦЫ ВОДОСБОРНОЙ ПЛОЩАДИ

Водосборной площадью , или бассейном. Называется участок земной поверхности, с которой по условиям рельефа вода должна стекать в данный водосток (лощину, ручей, реку и т.д.). Оконтуривание водосборной площади производиться с учетом рельефа местности по горизонталям. Границами водосборной площади служат линии водоразделов, пересекающие горизонтали под прямым углом.

На рис.17 изображена лощина, по которой протекает ручейPQ. Граница бассейна показана пунктирной линиейHCDEFGи проведена по линиям водоразделов. Следует помнить, что водораздельные линии так же, как и водосборные линии (тальвеги). Пересекают горизонтали в местах их наибольшей кривизны (меньшим радиусом закругления).

При проектировании гидротехнических сооружений (дамб, шлюзов, насыпей, плотин и т.п.) границы водосборной площади могут несколько изменять свое положение. Например, пусть на рассматриваемом участке (рис. 17) намечено построить гидротехническое сооружение (АВ-ось этого сооружения).

Из конечных точек А и В проектируемого сооружения проводят к водоразделам прямыеAFиBC, перпендикулярные к горизонталям. В этом случае границей водораздела станет линияBCDEFA. Действительно, если взять точки m 1 и m 2 внутри бассейна, а точки n 1 и n 2 вне его, то трудно заметить, что направление ската от точек m 1 и m 2 идет к намечаемому сооружению, а от точек n 1 и n 2 минует его.

Зная водосборную площадь, среднегодовое количество осадков,условия испарения и впитывание влаги почвой, можно подсчитать мощность водного потока для расчета гидротехнических сооружений.

6.8. Построение профиля местности по заданному направлению

Профилем линии называется вертикальный разрез по данному направлению. Необходимость в построении профиля местности по заданному направлению возникает при проектировании инженерных сооружений, а также при определении видимости между точками местности.

Для построения профиля по линии АВ (рис. 18,а), соединив точки А и В прямой линей, получим точки пересечения прямой АВ с горизонталями (точки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). Эти точки, а также точки А и В, переносят на полоску бумаги, приложив ее к линии АВ, и подписывают отметки, определяя их по горизонталям. Если прямая АВ пересекает водораздельную или водосборную линию, то отметки точек пересечения прямой с этими линиями определят приближенно интерполированием по этим линиям.

Построение профиля удобнее всего выполнять на миллиметровой бумаге. Начинают построение профиля с того, что проводят горизонтальную линию MN, на которую переносят с полоски бумаги расстояния между точками пересечения А, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,В.

Выбирают условный горизонт таким образом, чтобы линия профиля нигде не пересекалась с линией условного горизонта. Для этого отметку условного горизонта берут на 20-20 м меньше минимальной отметки в рассматриваемом ряду точекА, 1, 2, …, В. Затем выбирают вертикальный масштаб (обычно для большей наглядности в 10 раз крупнее горизонтального масштаба, т.е. масштаба карты). В каждой из точек А, 1, 2. …,В на линии MN восстанавливают перпендикуляры (рис. 18, б) и на них в принятом вертикальном масштабе откладывают отметки этих точек. Соединив полученные точки А´, 1´, 2´, …,В´ плавной кривой, получают профиль местности по линии АВ.