Россия, п. Советский
СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ
Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно
Скидки до 50 % на комплекты
только до
Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой
Организационный момент
Проверка знаний
Объяснение материала
Закрепление изученного
Итоги урока
Была в сети 29.01.2024 12:06
Федоренко Ольга Павловна
Преподаватель спецдисциплин
45 лет
5 551
7 339 
Местоположение
Специализация
Лекция на тему: Топографические карты
Категория:
Прочее
23.10.2018 11:19
Просмотр содержимого документа
«Лекция на тему: Топографические карты»
Тема 1.3 Топографические карты
Топографические карты. Содержание карт и планов. Изображение рельефа горизонталями на топографических планах и картах. Свойства горизонталей. Картографические проекции. Номенклатура и разграфка топографических карт. Особенности сельскохозяйственных карт.
1. Топографические карты
Картой называется уменьшенное обобщенное изображение земной поверхности на плоскости, выполненное по определенному математическому закону и показывающее размещение, сочетания и связи природных и общественных явлений.
Содержанием карты называется совокупность показанных на карте элементов и объектов местности и сообщаемых о них сведений. От других способов передачи сведений о местности (фотоснимков, рисунков, текста и т. д.) карта отличается:
- математическим законом построения, который выражается в использовании определенного масштаба, картографической проекции и включает переход от физической поверхности к математической;
-отбором и обобщением отображаемого содержания (генерализацией)," которые обусловлены назначением карты, ее масштабом и особенностями картографируемой территории;
-изображением всех объектов и явлений с помощью условных обозначений.
Существенными особенностями карты являются ее наглядность, измеримость и высокая информативность.
Наглядность карты - возможность зрительного восприятия пространственных форм, размеров и размещения изображенных объектов. Наиболее важное и существенное в содержании карты выделяют при ее создании на первый план, чтобы оно легко читалось. Карта создает таким образом наглядную зрительную модель картографируемой поверхности.
Измеримость - важное свойство карты, тесно связанное с математической основой, обеспечивает возможность с точностью, допускаемой масштабом карты, определять координаты, размеры и размещение объектов местности, использовать карты при разработке и проведении различных мероприятий народнохозяйственного и оборонного значения, решении задач научно-технического характера. Измеримость карты характеризуется степенью соответствия местоположения точек на карте их местоположению на картографируемой поверхности.
Информативность карты - это ее способность содержать сведения об изображаемых объектах или явлениях. Ни один текстовой или графический материал не может обеспечить так быстро и с такой исчерпывающей подробностью, как карта, получение сведений о расположении и особенностях изображаемых объектов и явлений.
Топографическими называют подробные карты местности, на которых можно определять как плановое, так и высотное положение точек. Их можно получать непосредственной съемкой в поле методами, изучаемыми в геодезии, и камеральным путем — по материалам съемок в более крупных масштабах. Непосредственная съемка в поле предпочтительнее камерального составления, так как при этом исполнитель изображает на бумаге то, что видит в натуре. Однако современные методы камерального составления карт по материалам аэросъемки и с использованием материалов обследований, а также выезды исполнителей на местность позволяют составлять вполне доброкачественные топографические карты. Кроме того, камеральное составление топографических карт экономичнее полевого.
Качество топографических карт, особенно изображение рельефа на них, зависит от умения топографа правильно оценить геоморфологические особенности строения поверхности Земли и правильно изобразить горизонтали.
Составляя карту, топограф или картограф опускает некоторые детали местности. И чем мельче масштаб карты, тем этих опускаемых деталей больше.
Генерализация – это процесс отбора наиболее важных элементов, которые необходимо изобразить при составлении карты. Методикой генерализации должен хорошо владеть каждый, кто составляет карту. Однако читающий карту должен четко представлять, какие детали при этом могли быть опущены.
При изображении рельефа, берегов рек, ручьев, озер особое внимание обращают на те элементы местности, наличие которых ускоряет или замедляет процесс изменения ландшафта. Правильное их изображение на картах помогает правильно решать задачи по устройству водохранилищ, улучшению речного стока, борьбе с водной эрозией и т. д..
Топографическая карта отражает все своеобразие ландшафта изображаемой местности. Для этого надо уметь правильно читать условные знаки и за условными знаками видеть местность. Например, на картах указывают ширину и глубину рек, скорость течения воды в них, места переправ, судоходность и т. д.
Для дороги можно указать ее покрытие, ширину проезжей части, грузоподъемность, длину и ширину мостов и др. Для болот карта указывает тип растительности, проходимость, глубину органического слоя.
На топографических картах очень детально отображается растительный покров, по которому вместе с особенностями рельефа можно выявить почвенные и другие условия местности.
На топографических планах и картах, составленных для проектирования мелиоративных объектов, показывают особыми условными знаками границу мелиорируемой площади, границу затопления весенними паводками, глубину и границу залегания торфа, распространение почв и др.
2. Содержание карт и планов
1. Условные знаки
На топографических картах и планах изображают различные предметы местности, совокупность которых называют ситуацией. При изображении ситуации применяют условные знаки, которые подразделяют на площадные, линейные, внемасштабные, пояснительные и специальные.
Площадные, или масштабные, условные знаки используют, когда предметы местности изображают в масштабе плана или карты согласно их действительным размерам и формам. Границы между изображаемыми объектами вычерчивают тонкими линиями или точечным пунктиром, а сами площадные объекты заполняют условными знаками или закрашивают.
Линейные условные знаки используют для изображения объектов линейного типа: дороги, реки, трубопроводы, линии электропередач и т.п., ширина которых меньше точности масштаба данной карты.
Внемасштабные условные знаки применяют для изображения предметов (колодцы, геодезические знаки, родники, столбы и т.п.), которые в данном масштабе не изображаются на карте. Внемасштабные условные знаки показывают только положение объекта.
Пояснительные условные знаки дополняют другие условные знаки цифровыми данными, пояснительными надписями и т.п., характеризующими предметы местности (грузоподъемность и ширина мостов, порода деревьев, средняя высота, толщина и расстояние между деревьями в лесу, ширина дорог, отметка урезов воды в водоеме и т.п.).
Специальные условные знаки используют при составлении специальных карт и планов. Например, на картах и планах сельскохозяйственного назначения изображают границы землепользований, наименование угодий и т.п.
Условные знаки по своему изображению должны напоминать вид и характер изображаемых предметов, давать четкое представление об объектах местности и позволять легко и однозначно читать географические карты и планы. На рис. 1 приведены условные знаки различных типов.
3. Изображение рельефа горизонталями на топографических планах и картах.
Физическая поверхность Земли неровная, на ней имеются возвышения, углубления и сравнительно плоские участки. Совокупность этих неровностей составляет рельеф земной поверхности. Различают рельеф горный, холмистый, равнинный.
Из всего многообразия отдельных форм неровностей земной поверхности выделяют основные формы рельефа: гору, котловину, хребет, лощину, седловину и др. (рис. 2).
Гора — куполообразное или конусообразное возвышение с ясно выраженным основанием — подошвой.
Котловина — замкнутое чашеобразное углубление.
Хребет — вытянутая возвышенность. Линию, идущую вдоль хребта и соединяющую наиболее возвышенные его точки, называют водораздельной линией.
Лощина — вытянутое понижение, имеющее с трех сторон пологие склоны с общим наклоном дна в одну сторону, благодаря чему имеется сток воды. Линию, по которой стекает вода, называют водотоком или тальвегом. Лощины с пологими склонами называют долинами, балкам и; с крутыми, отвесными стенками — ущельями, оврагами.
В результате действия текущей воды часто вдоль склонов образуются промоины, которые впоследствии могут превратиться в овраги.
Седловина — небольшая площадка, к которой с двух противоположных сторон подходят возвышенности, а в две другие стороны спускаются лощины.
Рис. 2. Формы рельефа
Рельеф местности на топографических планах и картах изображают горизонталями. На картах более мелких масштабов для большей наглядности при изображении рельефа применяют отмывку штриховку.
Горизонталями называют линии на земной поверхности соединяющие точки с одинаковыми высотами.
Расстояние h по высоте между соседними секущими плоскостями или одной горизонтали от другой называют высотой сечения рельефа; горизонтали проектируют на плоскость плана или карты. На верхней половине рис. 2, а изображен участок поверхности земли в перспективе; в нижней части получена проекция этого участка на горизонтальную плоскость; здесь рельеф изображен горизонталями.
Чтобы на планах и картах можно было отличить положительную форму рельефа от отрицательной, на горизонтали, перпендикулярно к ней, в сторону понижения склона ставят маленький штрих — скат-штрих. Кроме того, высоты горизонталей подписывают так, чтобы низ подписи был обращен к низу склона.
Отрезки АС, СК, ...,DB— наклонные линии на поверхности, а отрезки аc, сk, ..., db — проекции этих наклонных на горизонтальную плоскость. Из рис. 2 видно, что при одинаковой высоте сечения рельефа расстояния на плане между горизонталями больше у пологого склона и меньше у крутого; эти расстояния называют заложением.
4. Свойства горизонталей
Из определения горизонталей вытекают следующие их свойства:
- все точки, лежащие на одной горизонтали, имеют одинаковую (высоту на местности;
- горизонтали — непрерывные линии, своим начертанием обозначают формы рельефа местности;
- горизонтали не пересекаются между собой; в местах крутых обрывов они на плане сливаются;
- на склонах одинаковой крутизны заложения одинаковы;
- по величине заложения можно определять крутизну склона.
Если высота сечения рельефа h, заложение d, то для любого отрезка на поверхности земли можно определить угол его наклона v, или уклон i, т.е.
h /d= tg v = i
Так на всех топографических картах и планах высоту сечения указывают, а расстояние можно определить по масштабу, то по имеющимся планам и картам с горизонталями можно определить крутизну линий местности. С этой целью для удобства пользования планом на основании формулы строят график углов наклона и график уклонов, которые помещают внизу планов и карт. Если местность понижается, знак угла наклона и уклона отрицательный.
Рис.3 График крутизны скатов
5. Математическая основа карт.
5.1. Геодезическая основа картографических произведений
Для изображения земной поверхности на карте необходимо верно перенести ее на плоскость, имея для этого форму и размеры Земли. Эта информация составляет геодезическую основу, полученную методами геодезии. При перенесении на карту физической поверхности Земли, точки и линии ее проецируют по параллелям на поверхность эллипсоида, поэтому взаимное положение точек на карте зависит от принятых размеров эллипсоида. Так в СССР в 1942 году был принят эллипсоид Красовского Ф.И. с размерами:
а=6 378 245м,
b=6 356 863м,
α=1/298,3.
На картах, изображающих большие территории, истинные размеры земной поверхности уменьшены в млн. раз, поэтому для создания карт принимают Землю в виде шара с R=6371,1 км.
Для картографирования и решения различных задач вводят геодезические системы координат: общеземные, международные, межгосударственные – для всей планеты и референцные, используемые в регионах или государстве.
Общеземную систему координат используют для картографирования и решения глобальных задач (фигуры Земли, движения полюсов, спутников Земли и др.) Она представляет геоцентрическую Гринвическую прямоугольную систему координат, ее начало совмещено с центром масс Земли, ось Z направлена на северный полюс, ось Х совмещена с плоскостью Гринвического меридиана, оси Х и У лежат в плоскости экватора. Для закрепления этой системы на поверхности Земли создается сеть геодезических пунктов, по измерениям которой получают их координаты. В СССР, используя размеры референц-эллипсоида Красовского была принята система координат 1942 года. Используя американскую систему глобального спутникового позиционирования, в 1984 году принята международная геодезическая система WGS-84.
В России принята в 1990 г. геодезическая референцная система ПЗ-90 на основе наблюдений спутников ГЛОНАСС, а с 1995 года референцная система СК-95.
5.2. Картографические проекции.
5.2.1. Определение.
Сферическую поверхность развернуть на плоскости без разрывов и складок невозможно, то есть ее плановое изображение на плоскости нельзя представить без искажений, с полным геометрическим подобием всех ее очертаний. Полного подобия спроектированных на уровенную поверхность очертаний островов, материков и различных объектов можно добиться лишь на шаре (глобусе). Изображение поверхности Земли на шаре (глобусе) обладает равномасштабностью, равноугольностью и равновеликостью.
Эти геометрические свойства одновременно и полностью сохранить на карте невозможно. Построенная на плоскости географическая сетка, изображающая меридианы и параллели, будет иметь определенные искажения, поэтому будут искажены изображения всех объектов земной поверхности. Характер и размеры искажений зависят от способа построения картографической сетки, на основе которой составляется карта.
Картографическая проекция – это математический способ перехода с поверхности эллипсоида на плоскость, что позволяет установить связь между географическими и прямоугольными координатами на плоскости, т.е.
x=f1 (φ,λ);
y=f2 (φ,λ).
Проектируя земную поверхность на вспомогательную геометрическую поверхность (цилиндр, конус, плоскость), параметры которых известны, получают изображение на плоскости в определенной системе координат (Например, проекция Гаусса-Крюгера). В зависимости от поставленных условий перехода на плоскость применяются разные проекции.
5.2.2. Классификация картографических проекций.
Картографические проекции классифицируют по характеру искажений, виду изображения меридианов и параллелей (географической сетке) и некоторым другим признакам.
По характеру искажений различают следующие картографические проекции:
- равноугольные, сохраняющие равенство углов, между направлениями на карте и в натуре. На рис.4 показана карта мира, на которой картографическая сетка сохраняет свойство равноугольности. На карте сохранено подобие углов, но искажены размеры площадей. Например, площади Гренландии и Африки на карте почти одинаковы, а в действительности площадь Африки примерно в 15 раз больше площади Гренландии.
Рис.4 Карта мира в равноугольной проекции.
- равновеликие, сохраняющие пропорциональность площадей на карте соответствующим площадям на земном эллипсоиде. На рис.5 показана карта мира, составленная в равновеликой проекции. На ней сохранена пропорциональность всех площадей, но искажено подобие фигур, то есть отсутствует равноугольность. Взаимная перпендикулярность меридианов и параллелей на такой карте сохраняется только по среднему меридиану.
Рис.5 Карта мира в равновеликой проекции.
- равнопромежуточные, сохраняющие постоянство масштаба по какому-либо направлению;
- произвольные, не сохраняющие ни равенства углов, ни пропорциональности площадей, ни постоянства масштаба. Смысл применения произвольных проекций заключается в более равномерном распределении искажений на карте и удобстве решения некоторых практических задач.
И так:
- равновеликие, (сохраняется равенство площадей)
- равноугольные, (сохраняется форма контуров или горизонтальные углы)
-равнопромежуточные, (сохраняется главный масштаб по одному из направлений: по меридиану или параллели)
- произвольные (характерно наличие всех видов искажений).
Во всех проекциях без исключения искажаются длины линий.
В зависимости от вида геометрической поверхности, которую используют для получения проекции их подразделяют на:
- азимутальные,
- цилиндрические,
- конические.
В зависимости от вида нормальной сетки проекции также бывают:
- псевдоцилиндрические (параллели прямые, меридианы кривые, симметричные относительно среднего (осевого) прямолинейного меридиана;
- псевдоконические (параллели – дуги концентрических окружностей, а меридианы кривые, симметричные относительно среднего прямолинейного меридиана);
- поликонические, параллели которых - дуги концентрических окружностей с центрами на среднем, прямом меридиане, а меридианы - кривые, симметричные относительно среднего меридиана.
Кроме основных перечисленных проекций используются также другие. Например, в экваториальной части Земли используются поперечные картографические сетки, когда весь цилиндр лежит в плоскости экватора, а плоскость лежит между полюсом и экватором.
В названии каждой проекции включают слова, относящиеся к каждой классификации, например: равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция Гаусса-Крюгера. Компьютерное моделирование позволяет быстро разрабатывать ту или иную проекцию с заданными параметрами, а автоматические графопостроители вычерчивают соответствующую сетку меридианов и параллелей.
Геометрическая сущность конических и цилиндрических проекций заключается в том, что сетка меридианов и параллелей проектируется на боковую поверхность конуса или цилиндра с последующим развертыванием этих поверхностей в плоскость. Геометрическая сущность азимутальных проекций заключается в том, что сетка меридианов и параллелей проектируется на плоскость, касательную к шару в одном из полюсов или секущую по какой-либо параллели.
Картографическую проекцию, наиболее подходящую по характеру, величине и распределению искажений для той или иной карты, выбирают в зависимости от назначения, содержания карты, а также от размеров, конфигурации и географического положения картографируемой территории. Благодаря картографической сетке все искажения, как бы велики они ни были, сами по себе не влияют на точность определения по карте географического положения (координат) изображаемых на ней объектов. В то же время картографическая сетка, являясь графическим выражением проекции, позволяет при измерениях по карте учитывать характер, величину и распределение искажений. Поэтому любая географическая карта представляет собой математически определенное изображение земной поверхности.
На рис.6. приведены виды нормальной сетки в разных картографических проекциях.
5.2.3. Цилиндрические проекции.
Каждое семейство картографических проекций представляется математическими уравнениями. Например, уравнения цилиндрических проекций имеет вид:
Где с – коэффициент пропорциональности.
Рис.6. Виды нормальной сетки: а – цилиндрическая проекция; б – коническая; в-азимутальная; г –псевдоцилиндрическая; д –псевдоконическая; е-поликоническая; ж – псевдоазимутальная.
Рис.7. Цилиндрические проекции: а) нормальная; б) нормальная проекция на секущем цилиндре; в) поперечная на касательном цилиндре; г) косая на касательном цилиндре.
Схема получения основных цилиндрических проекций представлена на рис.7.
Для цилиндрических проекций частные масштабы являются функцией широты, поэтому изоколы у них совпадают с параллелями.
По характеру искажений цилиндрические проекции могут быть:
-равноугольными,
-равновеликими,
- равнопромежуточными вдоль меридианов, тогда как вдоль параллелей они быть не могут, т.к. проекция длины дуг параллелей – функция лишь долготы, а на эллипсоиде и долготы, и широты.
В цилиндрических проекциях меридианы и параллели изображаются взаимно перпендикулярными прямыми. Цилиндрические проекции отличаются друг от друга лишь способами изображения параллелей.
Простая нормальная цилиндрическая проекция.
В ней меридианы изображаются без искажений, масштаб m=1. Параллели расположены на равных расстояниях, пропорциональных принятой разности широт, масштаб по параллелям n=secφ. Проекция равнопромежуточная по меридиану; равнопромежуточная, равноугольная и равновеликая на экваторе. Масштаб на экваторе m=1; n=1, в других точках в виде эллипса, вытянутого по параллелям (m=1; n=secφ). Полюс – прямая линия, сетка – квадратная.
Нормальная равноугольная цилиндрическая проекция была разработана в 1569 г. фламандским картографом Меркатором (m= n=secφ, р= sec2φ, ω=0) и преимущественно использовалась в навигации, когда расстояние между точками изображается прямыми, называемыми локсодромией (линия, пересекающая все меридианы под постоянным углом). Картографическая сетка прямоугольная. Расстояния между параллелями возрастают от экватора. Проекция Меркатора имеет значительные искажения длин и площадей в высоких широтах.
Равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция Гаусса-Крюгера. Проекция равноугольная, симметричная относительно осевого меридиана и экватора, равнопромежуточная и равновеликая на осевом меридиане m=n=1; в других точках только равноугольная:
где у – ордината точки, R – радиус кривизны.
5.2.4. Конические проекции.
Схемы создания конических проекций представлены на рис. 8.
В конических проекциях вершина конуса S является центром проекции, φ0 – широта параллели касания, φ1 и φ2 – широты параллелей сечения. z –угол наклона оси конуса.
В конических проекциях меридианы изображаются прямыми, которые сходятся в полюсе проекции S под углом:
,
где с – коэффициент пропорциональности,
– разность долгот.
Параллели изображаются дугами концентрических окружностей с радиусом: 
, зависящими от широты сечения.
Из конических проекций наиболее известны нормальная равнопромежуточная проекция Птолемея, нормальна проекция Красовского, нормальная равнопромежуточная проекция Каврайского, равноугольная проекция Ламберта.
Рис.8. Конические проекции: а - нормальна касательная, б - нормальная секущая, в – поперечная, г - косая.
В простой конической проекции локальный масштаб по меридиану m=1, так как проекция равнопромежуточная. Локальный масштаб по параллели в точках касания φ0 n=1. Во всех других сечениях параллелей n1 и возрастает с удалением от параллели φ0 на север и юг, т.е. т≠п, деформации изображаются эллипсом, вытянутым по параллели. Основной недостаток простой конической проекции – большие деформации углов.
Если касательный конус заменить секущим, деформации уменьшаются: по меридиану m=1; по параллелям в секущих плоскостях φ1 и φ2 m=n=1; а между этими сечениями n, за пределами сечений n1. Данная проекция подходит для территорий вытянутых с запада на восток, секущей (касательной) параллелью принимают ту, что проходит через геометрический центр данной территории.
В нормальной равноугольной проекции локальный масштаб по меридиану и параллели равен m=n.
5.2.5. Азимутальные проекции.
Азимутальные проекции выражаются уравнениями:
x=ρ cos a;
y= ρ sin a,
где ρ=f(z) ,
z и a – полярные сферические координаты.
Их применяют для создания мелкомасштабных карт. В этом случае поверхность Земли или другого небесного тела принимают за шар. Полюс системы координат, которая применяется, размещают, как правило, в центре территории картографирования.
Азимутальная равновеликая проекция Ламберта, равнопромежуточная проекция Постеля.
В проекции Ламберта p=a˙b=const=1. Она может быть представлена в трех вариантах картографической сетки: нормальном, поперечном и косом. В зависимости от варианта масштаб искажений на краю карты может меняться от 1 до 0,7 или от 1 до 1,4.
Равнопромежуточная проекция Постеля также может быть представлена в трех вариантах картографической сетки: нормальном, поперечном и косом. В этой проекции масштабы длин по радиусам от точки нулевых искажений не изменяются, а по перпендикулярным к ним направлениям возрастают от центра к краям примерно в 1,5 раза. Изменение площадей от 1 в центре до 1,57 на краю карты.
5.2.6. Распознавание проекций.
Под распознаванием проекций подразумевают установление ее названия и принадлежности к соответствующему виду.
Нормальные проекции распознаются по виду меридианов и параллелей. Чтобы выявить их равноугольность, равновеликость или равнопромежуточность, необходимы специальные измерения на карте. В начале устанавливают форму рамки, определяют, как изображаются полюса, потом измеряют расстояния между соседними параллелями вдоль по меридиану, площади соседних клеток сетки, углы пересечения меридианов и параллелей, характер их кривизны и т.д. Существуют таблицы, по которым ведется распознавание проекций для карт мира, полушарий, материков и океанов. Выполнив необходимые измерения по сетке, можно найти в таблице название проекции, чтобы получить информацию о ее свойствах.
5.3. Проекция топографических карт России.
Важным требованием, предъявляемым к топографическим картам, является установление единой картографической проекции, в которой должны составляться по возможности топографические карты всех масштабов. Это связано с тем, что использование топографических карт, составленных в разных проекциях, создает большие неудобства в работе.
Выбор картографической проекции для топографических карт зависит от размеров картографируемой территории и ее географического положения. Большинство стран мира для составления топографических карт используют равноугольные проекции, сохраняющие равенство углов между направлениями на карте и на местности и подобие бесконечно малых фигур.
В России для топографических карт масштабов 1:25 000 - 1:1 000 000 принята единая равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция Гаусса. Эта же проекция принята у нас и для обработки результатов полевых геодезических измерений при определении координат геодезических пунктов.
Геометрическую сущность проекции российских топографических карт можно представить следующим образом. Весь земной эллипсоид делят на: зоны и для каждой зоны в отдельности составляют карты. При этом устанавливают такие размеры зон, чтобы можно было каждую из них развернуть в плоскость, то есть изобразить на карте практически без заметных искажений. Для получения картографической сетки и составления по ней карты в проекции Гаусса поверхность земного эллипсоида разбивают по меридианам на 60 зон по 6° каждая (рис.9).
Рис.9 Деление поверхности Земли на шестиградусные зоны.
Чтобы представить, как получается на плоскости изображение зон, вообразим цилиндр, который касается осевого меридиана одной из зон глобуса (рис.10). Зону спроектируем по законам математики на боковую поверхность цилиндра так, чтобы при этом сохранилось свойство равноугольности изображения (равенство всех углов на поверхности цилиндра их величине на глобусе). Затем спроектируем на боковую поверхность цилиндра все остальные зоны, одну рядом с другой. Разрезав далее цилиндр по образующей АА1 или ВВ1 и развернув его боковую поверхность в плоскость, получим изображение земной поверхности на плоскости в виде отдельных зон (рис.11).
Рис.10 Проекция зоны на цилиндр.
Рис.11 Изображение зон земного эллипсоида на плоскости.
Осевой меридиан и экватор каждой зоны изображаются прямыми линиями, перпендикулярными друг к другу. Все осевые меридианы зон изображаются без искажения длин и сохраняют масштаб на всем своем протяжении. Остальные меридианы в каждой зоне изображаются в проекции кривыми линиями, поэтому они длиннее осевого меридиана, то есть искажены. Все параллели также изображаются кривыми линиями с некоторым искажением. Искажения длин линий увеличиваются по мере удаления от осевого меридиана на восток или запад и на краях зоны становятся наибольшими, достигая величины порядка 1/1000 длины линии, измеряемой по карте. Например, если вдоль осевого меридиана, где нет искажений, масштаб равен 500 м в 1 см, то на краю зоны он будет равен 499,5 м в 1 см.
Отсюда следует, что топографические карты имеют искажения и переменный масштаб. Однако эти искажения при измерениях на карте очень незначительны, и поэтому считают, что масштаб любой топографической карты для всех ее участков является практически постоянным.
Благодаря единой проекции все наши топографические карты связаны с системой плоских прямоугольных координат, в которой определяется положение геодезических пунктов, а это позволяет получать координаты точек в одной и той же системе как по карте, так и при измерении на местности.
6. Номенклатура и разграфка топографических карт
6.1. Разграфка и номенклатура топографических карт и планов различных масштабов
Номенклатура – это система обозначения листов карт разных масштабов.
Разграфка – система деления поверхности Земли меридианами и параллелями. Каждый лист ограничен рамкой.
В основу деления карт на листы в нашей стране принята международная разграфка карт масштаба 1:1 000 000 (рис.12).
Рис. 12 Разграфка и номенклатура топографических карт масштаба 1:1000000.
Разбивка на ряды (пояса) параллелями производится от экватора через каждые 4º широты. Ряды обозначают буквами латинского алфавита: A, В, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W. Колонны в своих границах совпадают с 6º зонами проекции Гаусса, но нумерация их ведется от меридиана ±180º на восток. Таким образом, номер колонны отличается от номера зоны на 30 единиц в ту или другую стороны. Колонны обозначаются (по номерам) арабскими цифрами.
Рис. 13. Разграфка и номенклатура топографических
карт стран СНГ масштаба 1:1000000.
Предположим, что номер колонны в международной разграфке обозначен цифрой 47. Тогда номер соответствующей зоны Гаусса будет 47 – 30 = 17. Если номер колонны меньше 30, то для определения номера зоны следует к номеру колонны прибавить 30. Номенклатура листа топографической карты масштаба 1:1 000 000 составлена из латинской буквы ряда и арабской цифры номера колонны. Например, S-47. Для карт южного полушария после номенклатуры в скобках указывают (Ю.П.).
Разграфка листов карты масштаба 1:500 000 производится путем деления средним меридианом и средней параллелью листа карты масштаба 1:1 000 000 на четыре части, которые обозначаются прописными буквами русского алфавита. Номенклатура листов карты масштаба 1:500 000 складывается из номенклатуры листа карты масштаба 1:1 000 000, частью которого он является, и соответствующей буквы.
Разграфка листов карт масштабов 1:200 000 и 1:100 000 производится путем деления каждого листа карты масштаба 1:1 000 000 меридианами и параллелями соответственно на 36 и 144 части (рис. 14). Листы карт масштаба 1:200 000 нумеруются римскими цифрами, а масштаба 1:100 000 – арабскими цифрами по рядам с запада на восток. Номенклатура листов карт указанных масштабов состоит из номенклатуры соответствующего миллионного листа и собственного номера, который у листов карт масштабов 1:200 000 и 1:100 000 указывается справа от номенклатуры миллионного листа.
Рис. 14. Разграфка и номенклатура листов карт масштаба 1:500 000,
1:200 000, 1:100 000 в листе карты масштаба 1:1 000 000
Листы карты масштаба 1:50 000 получают путем деления листов карты масштаба 1:100 000 на четыре части (рис. 15), обозначаемые прописными буквами русского (украинского) алфавита. Размеры листа по широте составляют 10′, по долготе – 15′.
Рис. 15. Разграфка и номенклатура листов карт масштаба 1:50 000, 1:25 000 в листе карты масштаба 1:100 000.
Номенклатура этих листов образуется путем присоединения к номенклатуре листа масштаба 1:100 000 соответствующей буквы, например N-37-4-А. (рис.15)
Листы карты масштаба 1:25 000 получают делением листов карты масштаба 1:50 000 на четыре части (рис. 15), каждая из которых обозначается строчными буквами русского алфавита. Размеры этих листов по широте составляют 5′, по долготе – 7′30″, а номенклатура дополняется соответствующей буквой: N-37-4-В-в.
Лист карты масштаба 1:25 000 делится на четыре листа карты масштаба 1:10 000,каждый из которых имеет размеры по широте 2′30″, по долготе 3′45″. Они обозначаются арабскими цифрами, которые указываются после номенклатуры листа карты масштаба 1:25 000, частью которого они являются, например N-37-134-Б-в-2.
Разграфка листов карты масштаба 1:5 000 производится путем деления листов карты масштаба 1:100 000 на 256 частей (16 рядов по широте и долготе). Листы нумеруют арабскими цифрами по рядам с запада на восток. Размер каждого листа по широте 1′15″, по долготе 1′53,5″. Номенклатура этих листов образуется путем присоединения к номенклатуре листа карты масштаба 1:100 000 соответствующего номера в скобках, например: N-37-134-(16).
Рис.16. Разграфка листов карты масштаба 1:5 000
Листы карты масштаба 1:2 000 получают путем деления листов карты масштаба 1:5 000 на девять частей и обозначают строчными буквами русского алфавита, например N-37-134-(16-ж). Размер каждого листа по широте 25″, по долготе 37,5″.
Топографические съемки в крупных масштабах на участках площадью менее 20 км2 выполняются в частных системах прямоугольных координат, не связанных с географической системой. Разграфка листов планов в этих случаях производится не меридианами и параллелями, а линиями координатной сетки. Листы имеют форму квадратов с размерами 40 × 40 см для планов масштаба 1:5 000 и 50 × 50 см для планов масштабов 1:2 000 – 1:500. За основу разграфки принимается лист плана масштаба 1:5 000, обозначаемый арабскими цифрами.
Листу плана масштаба 1:5 000 соответствуют 4 листа в масштабе 1:2 000, обозначаемых прописными буквами русского алфавита (рис. 17),.
Лист плана в масштабе 1:2 000 делится на 4 листа планов масштаба 1:1000, обозначаемых римскими цифрами, или 16 листов планов масштаба 1:500, обозначаемых арабскими цифрами (рис. 17).
Рис. 17 Разграфка и номенклатура листов карт масштабов 1:2 000, 1:1 000, 1:500
На рис. 18 представлена общая схема разграфки и номенклатур топографических карт, принятая в России.
Возможны также другие системы обозначения планов крупного масштаба при выполнении съемок различных объектов. В этих случаях за рамками листов планов указываются принятые схемы их разграфки и нумерации.
Рис. 18 Общая схема разграфки и номенклатур топографических карт, принятая в России.
В связи с тем, что при движении к северному или южному полюсу проектируемые на плоскость части земной поверхности по долготе уменьшаются, то листы топографических карт становятся узкими и для практического пользования неудобными. Листы топографических карт для широт 60º – 76º издают сдвоенными по долготе, а для широт 76º – 88º – счетверенными по долготе. Для районов Арктики и Антарктики, расположенных на широтах от 88º до 90º, крупномасштабные карты издают в азимутальной проекции.
Стандартные размеры листов карт различных масштабов указаны в таблице.
| Масштаб карты | Пример номенклатуры листа | Кол-во листов на 1 лист 1:1 000 000 | Размеры листа | На местности соответствует | ||
| по широте | по долготе | длине боковой рамки листа, км | площади листа, кв. км | |||
| 1:2 000 | N-37-144-(256-в) | 2304 (план)* | 25" | 37,5" |
| 1 |
| 1:5 000 | N-37-144-(256) | 256 (план)* | 1'15" | 1'52,5" |
| 4 |
| 1:10 000 | N-37-144-Г-г-4 | 64* | 2'30" | 3'45" |
| 16 |
| 1:25 000 | N-37-144-Г-г | 16* | 5' | 7'30" | 9 | 75 |
| 1:50 000 | N-37-144-Г | 4* | 10' | 15' | 18 | 300 |
| 1:100 000 | N-37-144 | 144 | 20' | 30' | 37 | 1200 |
| 1:200 000 | N-37-XXVI | 36 | 40' | 1° | 74 | 5000 |
| 1:500 000 | N-37-A | 4 | 2° | 3° | 220 | 44000 |
| 1:1 000 000 | N-37 | 1 | 4° | 6° | 440 | 175000 |
* - количество листов дано на 1 лист масштаба 1:100 000.
6.2. Определение географических координат углов рамки листа топографической карты
Система разграфки и номенклатуры листов карт дает возможность определить географические координаты углов рамки любого листа топографических карт всего масштабного ряда, а также по географическим координатам точки находить номенклатуру листа карты любого масштаба, на котором эта точка находится.
Южную широту рамки листа карты масштаба 1:1 000 000 можно определить с помощью таблицы 1.
Номера и обозначения поясов северного полушария Таблица.1
Если нет таблицы обозначения поясов, то вначале определяют порядковый номер латинской буквы пояса (порядковому номеру 1 соответствует латинская буква А, 2 – В, 3 – С, …). Затем номер пояса умножают на 4 и получают значение географической шпроты φ северной параллели листа. Уменьшив это значение на 4. получают широту южной параллели рамки листа.
Для определения долгот меридианов, ограничивающих лист, следует иметь ввиду, что за начало счета долгот принят Гринвичский меридиан, а начало счета колонн идет от меридиана, имеющего долготу 180 . Поэтому для колонн с номерами 31-60 (к востоку от Гринвичского меридиана) номер колонны уменьшают на 30, умножают на 6º и определяют значение географической долготы восточного меридиана листа. Уменьшив это значение на 6º, получают значение долготы западного меридиана листа.
Пример. Для листа карты масштаба 1:1 000 000 с номенклатурой N-37 определить географические координаты (рис. 19).
Решение:
порядковый номер буквы N в латинском алфавите 14;
по порядковому номеру определяем широту северной параллели 14 × 4 = 56º
уменьшив значение северной широты на 4 получаем широту южной параллели рамки листа 56º – 4º = 52º
определяем долготу восточного меридиана (37 – 30) × 6º = 42º
уменьшив значение долготы восточного меридиана на 6 получаем значение долготы западного меридиана 42º – 6º = 36º
Рис. 19. Географические координаты углов рамки
листа карты масштаба 1:1 000 000 с номенклатурой N-37
6.3. Определение номенклатуры листов карт по географическим координатам объектов
По географическим координатам точки можно определить номенклатуру любого листа топографической карты, на котором находится эта точка.
Для этого необходимо:
определить номер пояса, в котором находится искомый лист, разделив широту в градусах плюс четыре, на 4.
Внимание! Чтобы в остатке получить целое число градусов, деление следует выполнять без использования калькулятора.
По номеру пояса из таблицы 1 определить обозначение пояса (латинскую букву).
Латинскую букву пояса можно вычислить с помощью компьютера. Для этого в электронных таблицах Microsoft Excel вводим формулу:
=СИМВОЛ(номер пояса+64)
определить номер колонны, разделив долготу в градусах плюс шесть, на 6 и к частному прибавить 30;
по остатку (градусов и минут) определить номенклатуру листов карт более крупного масштаба.
Пример.
Координаты объекта: широта 53°50′с.ш.; долгота 40°30′в .д..
Определить номенклатуру листа карты масштаба 1:500 000.
Решение.
Номер пояса (ряда) (53 + 4) : 4 = 14 целых.
1º в остатке деления и 50′ широты (всего остаток 1°50′) будем использовать для определения номенклатуры листа карты более крупного масштаба.
14 целых это порядковый номер ряда. Цифра 14 соответствует латинской букве N. Символ N соответствует поясу карты масштаба 1:1 000 000.
Номер колонны (40 + 6) : 6 + 30 = 37.
Остаток по долготе 4° + 30' = 4°30'.
Номенклатура листа карты масштаба 1:1 000 000 будет N – 37.
Составляем схему деления листа 1:1 000 000 на равные части по долготе и широте (рис. 20).
Рис 20. Определение номенклатуры листа карты 1: 500 000
Отсчитываем от южной границы схемы 1°50′(остаток по широте) и от западной границы 4°30′(остаток по долготе). Получаем пересечение линий на четверти, обозначенной заглавной буквой Г. Таким образом, искомая номенклатура листа карты масштаба 1:500 000 будет N-37-Г.
Для определения номенклатуры карт масштаба 1:200 000 методика определения номера трапеции такая же, как и для масштаба 1:500 000.
Рис. 21. Определение номенклатуры листа карты 1: 200 000
На пересечении пунктирных линий (рис 21) видим римскую цифру ХХIII. Добавляем римскую цифру к номенклатуре листа 1: 1 000 000 и получаем номенклатуру листа карты масштаба 1:200 000 N-37-ХХIII.
Составляя последовательно схемы деления листов с обозначением их координат можно определить номенклатуру листов карт более крупного масштаба.
6.4. Определение номенклатуры смежных листов карты
Для подбора нужных листов карт служат сборные таблицы – схематические карты мелкого масштаба, на которых показаны разграфка и номенклатуры карт. Чтобы подобрать лист на сборную таблицу соответствующего масштаба наносят заданный маршрут или район и по разграфке, указанной на сборной таблице, выписывают номенклатуры листов, входящих в намеченный участок.
Рис. 22. Фрагмент сборной таблицы листов
карты масштаба 1:100 000
В случае отсутствия сборной таблицы номенклатуру листов карт определяют с помощью схем разграфки, выполненных самостоятельно. При этом возможны два случая. Если известна номенклатура одного или нескольких листов и требуется определить номенклатуры ряда смежных листов, то выполняют схему разграфки карт соответствующего масштаба, на ней отмечают данные листы и выписывают номенклатуру смежных листов.
Если же приходится определять номенклатуру листов карт на новый район, то нужно по какой-либо географической карте определить географические координаты объекта, находящегося в нужном районе, по ним найти его положение на схеме разграфки листов карты масштаба 1:1 000 000 и выписать номенклатуру этого листа. Затем по схеме разграфки листов карты соответствующего масштаба, приняв во внимание широту и долготу углов листа карты масштаба 1:1 000 000, находят положение объекта по его географическим координатам и выписывают номенклатуры нужных листов.
Рис. 23. Подписи по сторонам рамки номенклатур смежных листов карты
Номенклатуру листов, смежных с имеющимся листом карты, можно узнать по подписям на рамке с соответствующей стороны (рис. 23).
Примеры составления схем смежных листов карты приведены на рис. 24, и 25.
Рис. 24. Схема смежных листов карты масштаба 1:100 000.
Заливкой выделены смежные листы.
Рис. 25 Схема смежных листов карты масштаба 1:200 000. Заливкой выделены смежные листы.
6.5. Цифровая номенклатура карт
Цифровая номенклатура карт применяется для учета карт и составления заявок на карты с использованием ЭВМ. Каждая буква, обозначающая пояса, заменена двузначными цифрами. Эти цифры соответствуют порядковому номеру пояса (или буквы в латинском алфавите). Например, А-01, В-02, С-03, D-04, Е-05, F-06.
Цифровая номенклатура листа карты масштаба 1 : 1 000 000 К-38 будет записана 11-38.
Каждый лист карты масштаба 1 : 200 000 обозначается двузначным числом от 01 до 36, а масштаба 1 : 100 000 – тремя цифрами от 001 до 144. Буквы в номенклатурах листов карт масштабов 1 : 500 000, 1 : 50 000 и 1: 25 000 заменяются соответственно цифрами 1, 2, 3, 4.
Цифровая форма записи номенклатур для всех масштабов приведена в табл.2.
Таблица 2.
| | Номенклатура | |
| обычная | цифровая | |
| 1:1 000 000 | К-38 | 11-38 |
К номенклатуре карт Южного полушария к обычной номенклатуре добавляют в скобках буквы ЮП, например М-З6-А(ЮП). Перед цифровой номенклатурой листов карт Южного полушария ставят цифру: 9, например М-36-А (ЮП) имеет вид 9-13-36-1.
6.6. Методика подбора карт по сборным таблицам
Подбор необходимых листов карт на заданную координатами точку местности, производится по сборным таблицам.
Сборные таблицы представляют собой бланковый вариант карты мелкого масштаба, на которой обозначена разграфка и номенклатура карт. Для удобства выбора карт на сборные таблицы наносятся крупнее реки, озера, населенные пункты, границы и другие объекты местности.
Для подбора необходимых листов карт на заданную координатами точку местности необходимо по координатам нанести на сборную таблицу эту точку и выписать номенклатуру карт нужного масштаба.
Для подбора карт на заданный район надо на сборную таблицу нанести границы района, а затем выписать номенклатуру необходимых масштабов карт.
При склеивании листов карт в блок необходимо знать номенклатуру листов, прилегающих друг к другу. Для этого пользуются схемой расположения листов, которая помещается под южной рамкой карты. На крупномасштабных картах схема расположения листов не печатается, а номенклатура соседних листов указывается на каждой стороне рамки карты.
По известным координатам точки можно определить номенклатуру листа карты. Для этого сначала надо определить номенклатуру листа карты масштаба
1 : 1 000 000. Пояс искомого листа определяется делением широты точки в градусах на 4. Номер колонки определяется делением долготы точки в градусах на 6. К полученному числу прибавляется 30, В обоих случаях, если при делении получается дробное число, результат надо округлить в большую сторону. Получив номенклатуру листа карты масштаба 1 : 1 000 000, можно легко определить номенклатуру листа карты любого масштаба.
Пример. Даны географические координаты объекта: широта 56°20′,
долгота 70°30'. Определить номенклатуру листа марты масштаба 1 : 1 000 000.
Решение.
1. Определяем номер пояса: 56° : 4 = 14, в остатке 20'. Округляем до целого числа, тогда порядковый номер пояса будет 15, что соответствует букве О латинского алфавита.
2. Определяем номер колонки: 70° : 6 = 11, в остатке 4°30', т. е. искомая колонка будет 12 + 30 = 42.
Номенклатура листа карты масштаба 1 : 1 000 000 будет О-4
7. Особенности сельскохозяйственных карт
Районная сельскохозяйственная планировка представляет собой государственное мероприятие по рациональному размещению производительных сил, созданию организационно-территориальных и хозяйственных предпосылок, способствующих правильному использованию трудовых и материальных ресурсов, природных богатств, достижений науки техники, а также рациональному размещению на территории района поселений и учреждений здравоохранения и культурно-бытового обслуживания.
Вопросы землеустройства, решаемые при районной планировке схематически, в последующем реализуются путем составления проектов межхозяйственного землеустройства.
Среди мероприятий землеустройства, направленных на улучшение использования земли как основного средства производства и на совершенствование руководства сельским хозяйством, большое значение приобретает создание для каждого административного района сельскохозяйственной карты
Достаточно полно и подробно отображающей землепользования, сельскохозяйственные угодья района и их хозяйственное использование в связи с географическими условиями территории.
Карта предназначена также для специалистов сельского хозяйства района и области (агрономов, зоотехников, ветеринарных врачей, механизаторов, почвоведов и др.), руководителей сельскохозяйственного производства.
В практической работе при планировании ими мероприятий, направленных на дальнейшее развитие сельского хозяйства района, сельскохозяйственная карта является одним из основных справочных пособий.
Масштаб сельскохозяйственной карты зависит от ее назначения, полноты содержания, площади района и конфигурации его территории, размеров землепользований и преобладающих размеров контуров сельскохозяйственных угодий.
Содержание карты состоит из следующих элементов: гидрографии, рельефа, сельскохозяйственных угодий, растительного покрова, населенных пунктов, дорожной сети и средств связи, промышленных и социально-культурных объектов, административных границ землепользований, лесничеств, пунктов заготовительной и торговой сети.
Основными источниками для составления районных сельскохозяйственных карт являются топографические карты и картографические материалы органов землеустройства и ряда районных учреждений, а также геодезические и съемочные материалы других ведомств.
Вопросы и задания для самоконтроля
Дайте определения: «разграфка карт», «номенклатура карт».
Как производится разграфка и из каких символов слагается номенклатура карт масштабов: 1:1 000 000, 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000, 1:10 000, 1:5 000, 1:2 000?
Как производится разграфка и из каких символов слагается номенклатура планов масштабов: 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000, 1:500?
Как определить номенклатуру листа карты масштаба 1:500 000, если известны географическая широта и долгота точки (объекта)?
Как найти номенклатуру смежных и примычных (угловых) листов по номенклатуре листа карты масштаба 1:200 000?
Что такое цифровая номенклатура карт?
В чем отличие номенклатуры карт южного полушария от номенклатуры карт северного полушария?
Что представляют собой сборные таблицы?
Как выполняется подбор карт на заданный район по сборным таблицам?
Что такое карта?
Как различают проекции и карты по характеру искажений и какое значение это имеет при пользовании картой?
В какой проекции составляют топографические карты?
Какие карты называют топографическими?
Как узнать направление ската по надписям высот горизонталей?
Для каких целей служит карта масштаба 1 : 1 000 000?
Расскажите о поперечно-цилиндрической проекции Гаусса.
Как построена система нумерации топографических карт в СССР?
Нумерация планов масштаба 1 : 5000 и 1 : 2000.
Какие системы плоских прямоугольных координат используют в геодезии?
Что такое рельеф?
Что такое горизонталь?
Что такое высота сечения рельефа?
В какой проекции вычисляют координаты пунктов государственных геодезическихсетей?
Охарактеризуйте формы рельефа.
16
Вебинар для учителей
Свидетельство об участии БЕСПЛАТНО!
Полезное для учителя
Реализация образовательных программ осуществляется с применением исключительно электронного обучения и ДОТ
