Географическая карта
Географическая карта - это уменьшенное, обобщенное, условно-знаковое изображение.
Географическая карта –уменьшенное обобщенное изображение поверхности Земли или ее частей на плоскости при помощи условных знаков.
Географическая карта - изображение земной поверхности, на котором показано размещение, состояние и взаимосвязь природы и общества, их изменение во времени, развитие и перемещения.
Географическая карта - уменьшенное и обобщенное изображение земной поверхности на плоскости, построенное в той или иной картографической проекции, географические объекты которой переданы условными знаками.
Картографическая проекция – математический способ изображения земного шара на плоскости.
Отбор и обобщение изображенных на карте явлений должны соответствовать назначению и масштабу карты, а также особенностям территории.
(от франц. general – общий, главный) – представляет собой выделение более важных элементов, процессов и связей на определенной территории.
Картографическая генерализация - отбор и обобщение изображаемых на карте объектов соответственно назначению, масштабу и особенностям картографируемой территории.
Для изображения географических объектов на картах используют условные знаки : масштабные (площадные - леса, болота, озера; линейные - реки, дороги); внемасштабные (объекты, не учитываемые в масштабе карты); пояснительные (стрелки, рисунки деревьев).
Перечень всех используемых на карте условных знаков и объяснения содержит легенда к карте.
Виды карт
По охвату территории различают карты мировые и полушарий; материков, океанов и их частей; государств и их частей.
На общегеографических карта х все изображаемые объекты равноправны, в основном это рельеф, реки, озера, населенные пункты, дороги и т.д.
В общегеографическихкартах выделяют математическую основу (проекция, масштаб, геодезическая основа) и непосредственно картографические изображения (гидрография, рельеф, растительность и почвы, населенные пункты, коммуникации, инфраструктура, политико-административное деление, экономика и культурные объекты).
Тематические карты с большей подробностью передают один или несколько определенных элементов, в зависимости от темы карты.
Карты растительности, например, изображают распространение и состав растительного мира, отдельных материков и стран. Есть также карты полезных ископаемых, карты лесов, карты рельефа, синоптические карты, карты промышленности, которые изображают крупные города – промышленные центры, их специализацию. Все эти карты характеризуют географические объекты и явления на определенную тему: растительность, рельеф, промышленность. В этой связи их называют тематическими.
В тематическихкартах выделяют картографические изображения (географическая основа, т.е. гидрография, границы, населенные пункты, пути сообщения; тематическое содержание) и пояснительные условные знаки (условные знаки, текстовые пояснения, таблица). Математической основы в тематических картах нет.
В социально-экономических картах показывают уровень развития экономики, количество, плотность и распределение населения по регионам, трудовые ресурсы и др.
По назначению : справочные, учебные, туристские, сельскохозяйственные и др.
По масштабу :
крупномасштабные (масштаб от 1:200 000 и крупнее);
среднемасштабные (от 1:200 000 до 1:1 000 000) и
мелкомасштабные (мельче 1:1 000 000)
Крупномасштабные карты являются основными, поскольку предоставляют информацию, используемую потом при составлении карт средних и мелких масштабов. К ним относятся топографические карты масштаба крупнее 1:250 000. На них показывают транспортные магистрали, населенные пункты, политические и административные границы, набор дополнительной информации (например, распространение лесов, болот, незакрепленные песчаные массивы и пр.) зависит от назначения карт и характерных черт местности. Рельеф на крупномасштабных картах обычно показывается при помощи изогипс, или горизонталей, что позволяет определить угол наклона, относительные превышения.
Среднемасштабные карты издаются для нужд регионального планирования и навигации. Они обычно выпускаются комплектами. Наиболее распространенный их масштаб 1:1 000 000. Содержание среднемасштабных карт в основном соответствует содержанию топографических карт, но отличается большей генерализацией.
Большинство карт атласов имеет мелкий масштаб , причем тематически они могут быть очень разными. Их масштаб 1:10 000 000. На них показывается вся поверхность земного шара или значительная ее часть.
По объекту : материковые, морские, астрономические, планетарные.
По методу фиксации изображения : наземные, аэрокосмические, подводные.
Самой подробной является географическая карта бывшего СССР, созданная учеными в 1987 г. в масштабе 1: 25 000, то есть в одном сантиметре 250 метров. Такой подробнейший «портрет» огромного региона создан впервые, подобного масштаба карты мировая практика не знает.
Чем мельче масштаб карты, тем существеннее искажения.
Причем географические карты имеют важные особенности: изображение поверхности уменьшается, с уменьшением упрощается, применяются условные знаки (рис. 3).
Рис. 3. Физическая карта Ленинградской области.
Задание 3. Внимательно рассмотрите физическую карту Ленинградской области. Изучите условные знаки. Что мы можем узнать, рассмотрев карту? Какую полезную информацию можем получить?
Кто, по-вашему, может использовать эту карту и для каких целей?
Домашнее задание. Прочтите параграф.
1. Составьте рассказ о местоположении и природных особенностях Ленинградской области, используя рисунки 2 и 3.
2. Представьте, что вы встречаете иностранных друзей, они хотят познакомиться с природой нашего края. Составьте небольшой рассказ о природе вашей местности «Красоты родного края».
3. Найдите на карте Европы государства, у которых площадь примерно равна или меньше площади Ленинградской области.
Немного о географической карте
История зарождения карты уходит в далекое прошлое, когда люди еще не знали письменности, но уже изображали земную поверхность. Ученые обнаружили древние схемы на камнях, коже, костяных и глиняных пластинках, дереве и даже шелковой ткани (рис. 4).
Задание 1. Внимательно рассмотрите рисунки древних карт. Подумайте и постарайтесь ответить: с какой целью люди составляли карты? Какие материалы использовали люди для создания карт?
Родина современных карт - Древняя Греция. Древнегреческий ученый Птолемей создал лучшую для своего времени карту мира (рис. 5). В своем сочинении «География» он указал, как нужно составлять карты, какие объекты нужно отмечать.
Многие средневековые карты поражают нас своим необычным видом, тем не менее моряки ориентировались по этим картам достаточно успешно (рис. 6).
Рис. 6. Арабская карта Каспийского моря (А), испанские морские карты (Б) портоланы и карта Меркатора (В).
В Средние века некоторые карты были выполнены настолько искусно, что висели на стенах жилищ как украшение. Особенно научными и подробными были карты Герарда Меркатора. В 1838 году им была создана карта мира, удобная для мореплавателей и путешественников.
Русские цари с большим вниманием относились к созданию карт нашей страны. Карты уточнялись, исправлялись благодаря труду многих ученых и путешественников, осваивающих наши земли (рис. 7).
Рис. 7. Карта Санкт-Петербурга, век.
Современные карты детально отображают лик нашей Земли. Особенно интересны в этом отношении компьютерные карты, где можно по желанию увеличивать и уменьшать изображение земной поверхности, как бы удаляясь и приближаясь к ней. Однако чтобы поместить материки, страны и города на листы бумаги или экран компьютера, изображение поверхности приходится уменьшать.
Масштаб - число, показывающее величину уменьшения изображения местности на карте.
Масштаб всегда надписывается на карте и может быть разного вида (рис. 8).
Виды масштаба:
Задание 2. Под руководством учителя изучите схему и масштабы карт (рис. 1, 2, 3, 8, 9). Научитесь различать виды масштабов.
Решим географические задачи.
Задача. Перед вами две карты: одна - масштаб: 1: 500 000, другая - масштаб:
1: 10 000 000. У какой карты больше уменьшение?
Совет! Посмотри на рисунке 8!
Ответ: уменьшение больше у первой, в 10 000 000: 500 000 = 20 раз.
Задача. Как по численному масштабу узнать именованный?
Ответ: зачеркнув пять последних нулей у численного масштаба, получим число километров в 1 см, два нуля - число метров в 1 см.
Задание 3. Выполните задания:
1. Выразите численный масштаб именованным и линейным: 1: 250 000; 1: 1000; 1: 50
2. Выразите именованный масштаб численным и линейным: в 1 см - 100 м; в 1 см - 900 км; в 1 см - 1 км.
3. Начертите прямоугольник 15 км на 30 км в масштабе в 1 см - 5 км.
Домашнее задание. Внимательно прочтите параграф.
Решите задачи:
1. Определите масштаб плана, если дорога длиной 5 км на карте имеет длину 10 см.
2. Чему на местности равно расстояние, выраженное на карте масштаба 1: 10 000 000 отрезком в 1 мм.
3. Подготовьте сообщение о видах географических карт.
План и карты. Условные знаки
У каждой карты есть свое предназначение, своя задача. Все карты делятся на мелкомасштабные, обзорные, такие карты дают общее представление о странах, материках и океанах. Их масштаб мельче чем 1: 1 000 000.
Карты среднемасштабные имеют масштаб от 1: 500 000, обладают большей точностью и меньшей степенью обобщений. И, наконец, крупномасштабные (1: 200 000) карты или планы подробно описывают земную поверхность.
Задание 1. Сравните изображения центральной части города Санкт-Петербурга на картах разного масштаба. Подумайте и постарайтесь ответить: какие задачи можно решить с помощью этих карт?
Рис. 8. Карты Санкт-Петербурга. А - крупномасштабная, Б - мелкомасштабная
Изучая природу родного края, мы будем использовать тематические карты, позволяющие изучать живую и неживую природу и климатические условия нашей области.
Задание 2. Просмотрите карты, изображенные на рисунке 3 и в атласе.
Выпишите масштабы карт в тетради. Разделите их по величине масштаба.
Сравните содержание карт: 1) цели; 2) обобщенность; 3) условные знаки.
Для путешествий по своей родной местности нам понадобятся топографические планы.
Топографический план - изображение на местности небольшого участка земной поверхности в уменьшенном виде при помощи условных специальных знаков (рис. 9).
Рис. 9. Топографический план и условные обозначения.
Задание 3. Выпишите условные обозначения, встречающиеся в топографических планах. С их помощью изучите план вашей местности. Узнайте эту местность и впишите недостающие объекты.
Домашнее задание. Прочтите параграф. Вспомните определение географической карты. Расскажите об особых свойствах карт.
1. Составьте топографический диктант и в тетради изобразите его в виде плана.
2. Попытайтесь объяснить стихотворные строчки М. Ю. Лермонтова:
«Тамбов на карте генеральной кружком отмечен не всегда...»
Почему не отмечен Тамбов, как вы думаете?
3. Подготовьте сообщение «об истории компаса» или о правилах работы с этим прибором.
Поверхность Земли изображают на плоскости в виде планов, карт и профилей.
При составлении планов сферическую поверхность Земли проецируют на горизонтальную плоскость и полученное изображение уменьшают до требуемого размера. Как правило, в геодезии применяют метод ортогонального проецирования (рис. 10).
Сущность его состоит в том, что точки местности переносят на горизонтальную плоскость по отвесным линиям, параллельным друг другу и перпендикулярным горизонтальной плоскости.
Рис. 10. Ортогональное проецирование местности
Точки а, b, с, d, е –являются ортогональными проекциями точек А, В, С, D, Е местности на плоскости Н.
Например точка А местности проецируется на горизонтальную плоскость Н по отвесной линии Аа, точка В – по линии Вb и т.д., точки а и b являются ортогональными проекциями точек А и В местности на плоскости Н. Полученное на плоскости изображение участка земной поверхности уменьшают с сохранением подобия фигур.
Глава 2. ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ И ПЛАНЫ
2. 1. Понятие и содержание карт и планов
Для различных инженерно – строительных, хозяйственных и технических целей на небольшие участки местности составляют планы.
План местности – уменьшенной подобное изображение горизонтальной проекции участка поверхности Земли с находящимися на ней объектами.
В зависимости от назначения составляют планы контурные (рис. 11 а) и топографические (рис. 11 б). На контурных планах условными знаками изображают только контуры (очертания) горизонтальных проекций местных предметов (дорог, строений, пашен, лугов, лесов и т.п.). Совокупность местных предметов, нанесенных на план, называют ситуацией плана .
На топографических планах, кроме ситуации, условными знаками изображают рельеф местности (горы, лощины, обрывы и т.п.). По такому плану легко прочитать рельеф и ситуацию местности. Для целей изысканий и проектирования железных дорог используют чаще топографические планы, чем контурные.
В отличие от плана на значительные по размеру площади в пределах района, области, страны и на весь земной шар составляют карты.
Карта – это изображение Земли на плоскости, уменьшенное и искаженное вследствие кривизны поверхности.
Рис. 11. Планы:
а – контурный; б – топографический
На плане контуры местных предметов имеют подобный вид, на карте точного подобия нет, так как сферическую поверхность Земли невозможно развернуть на плоскость без искажений. При составлении карт сначала по определенному закону наносят на бумагу сетку меридианов и параллелей, а затем по ней – контуры местности. Внешне карта отличается от плана тем, что на ней имеется сетка меридианов и параллелей.
Внутренняя рамка, т.е. рамка, ограничивающая картографический материал, на топографических картах представляет собой трапецию, в углах которой подписаны географические координаты – широта и долгота (рис. 12).
Рис. 12. Топографическая карта
Между внешней (оформительской) и внутренней рамкой помещена минутная рамка, позволяющая определять географические координаты точек. На листе карты нанесена координатная сетка, линии которой параллельны осям координат (линиям осевого меридиана и экватора). Координатная сетка подписана и позволяет определять прямоугольные геодезические координаты точек. Размер стороны квадрата координатной сетки соответствует 1 километру в масштабе данной карты.
Над верхней рамкой листа карты указывают номенклатуру листа, название наиболее значительного населенного пункта и систему координат карты. Под нижней рамкой приводят данные о склонение магнитной стрелки, сближении меридианов, схему взаимного положения вертикальной линии сетки и истинного и магнитного меридиана, численный и линейный масштабы, график заложения и указывается год издания карты (рис. 13).
Рис. 13. Топографическая карта
В инженерной геодезии чаще всего пользуются топографическими картами. Их составляют в масштабах 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000 и 1:100 000. Границами листов таких карт служат меридианы и параллели.
2. 2. номенклатура карт и планов
Номенклатурой называется система обозначений (нумераций) отдельных листов топографических карт (планов).
В основу номенклатуры топографических карт различных масштабов положена карта масштаба 1:1 000 000, которая является многолистной. Для получения одного листа карты этого масштаба весь земной шар делят (рис. 14) меридианами и параллелями на колонны и ряды (пояса).
Рис. 14. Номенклатура карт
Меридианы проводят через каждые 6° на восток и на запад, начиная от Гринвичского меридиана, а параллели – через каждые 4°, к северу и к югу, начиная от экватора. В результате этого размеры каждого листа такой карты будут равны 4° по широте (ряды) и 6° по долготе (колонны). Номенклатура каждого листа карты 1:1 000 000 состоит из двух индексов: большой буквы латинского алфавита, которая определяет широтный ряд – пояс, и числа, соответствующего номеру колонны. Так, Москва находится на листе N – 37.
Для получения карты масштаба 1:500 000 лист миллионной карты делят на четыре части и обозначают прописными буквами русского алфавита А, Б, В, Г (рис. 15). Лист карты масштаба 1:200 000 получают делением листа миллионной карты на 36 частей: I – XXXVI. Для получения листа карты масштаба 1:100 000 каждый лист карты масштаба 1:1 000 000 делят на 144 части: 1 – 144.
Рис. 15. Образование листов карт масштаба 1: 500 000, 1: 200 000, 1: 100 000
Листы карт масштабов 1:50 000, 1:25 000 и 1:10 000 получают из листа карты масштаба 1:100 000 последовательным делением листа карты предыдущего более мелкого масштаба на четыре части и обозначают для масштаба 1:50 000 – буквами А, Б, В, Г; для масштаба 1:25 000 – а, б, в, г и для масштаба 1:10 000 – цифрами 1, 2, 3, 4. На рисунке 16 и в таблице 1 приведены номенклатура и размеры трапеций листов карт масштабов 1:1 000 000 – 1:10 000.
Рис. 16. Образование листов карт масштаба 1: 50 000, 1: 25 000, 1: 10 000 и 1: 5 000
Таблица 1
Трапецию масштаба 1:5 000 получают путем деления каждого листа карты масштаба 1:100 000 на 256 частей и обозначают их арабскими цифрами от 1 до 256 (рис. 16). Для получения трапеций масштаба 1:2 000 каждую трапецию масштаба 1:5 000 делят на 9 частей и обозначают буквами русского алфавита а, б, в, г, д, е, ж, з, и. Номенклатура трапеции масштаба 1:5 000 складывается из названия соответствующего листа масштаба 1:100 000 с указанием в скобках порядкового номера трапеции масштаба 1:5 000, например М-38-25 (232); номенклатура трапеции масштаба 1:2 000 получается из названия трапеции 1:5 000 с добавлением в скобках соответствующей буквы трапеции масштаба 1:2 000, например, М-38-5 (232-б).
Согласно инструкции (инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000, 1:500. М., «Недра», 1973.) для топографических планов, создаваемых на участках площадью менее 20 км 2 , применяется, как правило, прямоугольная разграфка. В основу этой разграфки положен планшет 1:5 000 с размерами рамок 40х40 см, обозначаемый арабскими цифрами (рис. 17). Ему соответствуют 4 листа 1:2 000, каждый из которых обозначается присоединением к номеру масштаба 1:5 000 одной из первых четырех заглавных букв русского алфавита (А, Б, В, Г), например, 4-Б.
Рис. 17. Разграфка топографических планов
Листу масштаба 1:2 000 соответствуют 4 листа масштаба 1:1000, обозначаемых римскими цифрами (I, II, III, IV), и 16 листов масштаба 1:500, обозначаемых арабскими цифрами 1, 2, 3, 4, … , 16.
Номенклатура листов масштабов 1:1 000 и 1:500 складывается из номенклатуры листа масштаба 1:2 000 и соответствующей римской цифры для листа масштаба 1:1 000 или числа из арабских цифр для листа масштаба 1:500.
Для отдельных площадок обозначение листов топографических планов масштабов 1:1 000 и 1:500 устанавливается в техническом проекте (программе работ).
Номенклатура листов масштабов 1:5 000 – 1:500 и размеры их рамок приведены в таблице 2.
Таблица 2
МАСШТАБЫ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ И ПЛАНОВ
Масштабом называют степень уменьшения горизонтальных проложений линий местности на плане.
Различают масштабы численные и графические.
Численным масштабом называют отношение длины, взятой на плане, к горизонтальному проложению той же линии на местности. Представляет собой правильную дробь, у которой числитель равен 1, а знаменатель m показывает, во сколько раз уменьшены линии местности при изображении их на плане (обозначаемый 1/m).
Проекцию линии местности на горизонтальную плоскость называют горизонтальным проложением .
Например , для масштаба 1/100 единице длины на плане соответствует 100 таких же единиц на местности, если 1 см на плане – 100 см (1 м) на местности.
Например , знаменатель масштаба 1/2000 показывает, что длины линий местности уменьшены на плане в 2000 раз.
Зная длину отрезка на плане Sp, можно определить длину линии на местности по формуле:
Зная длину линии на местности, можно вычислить длину отрезка на плане по формуле:
Например № 1 : длина линии на местности 142 м. Найти величину изображения этого отрезка на плане масштаба 1:2000.
S p = 142 м / 2000 = 0,071 м = 7,1 см.
Например № 2 : на плане масштаба 1:500 величина отрезка между двумя точками Sp = 14,6 см. Определить длину этой линии на местности Sm.
S m = 14,6 см · 500 = 7300 см = 73 м.
При решении задач по карте или плану с помощью численного масштаба приходиться выполнять много вычислений. Чтобы избежать этого, используют графические масштабы.
Численный масштаб дает общую характеристику степени уменьшения и не всегда удобен для практических целей. Для построения планов или определения длины отрезков, взятых с плана, применяют линейный или поперечный масштабы, которые являются графическими масштабами .
Изображение земной поверхности на плоскости
В строительной практике геодезические работы производятся на небольших по размеру участках, которые принимают за плоскость. В результате появляются погрешности в определении расстояний и высот точек. Если изображаемый участок земной поверхности не выходит за пределы круга диаметром 20 км, то его можно принять за плоскость.
На план наносят не сами линии местности, которые часто наклонены к горизонту под некоторым углом, а их горизонтальные проекции.
Проекция измеренной наклонной линии на горизонтальную плоскость, называется горизонтальным проложением .
5. Понятие о геодезических планах, картах и чертежах
Небольшой участок местности, изображённый на бумаге в масштабе 1:1 или меньшем, называется планом. При этом не учитывается кривизна земной поверхности: уровенную поверхность принимают за плоскость.
Для изображения на бумаге больших по размеру участков земной поверхности (круг диаметром более 20 км) или всей Земли составляют сначала планы на отдельные небольшие участки. Затем по математическим законам наносят линии в виде сетки и заполняют её контурами местности и рельефом. Такое изображение больших участков земной поверхности называется картой.
При составлении карт контуры местности проектируют не на горизонтальную плоскость, а на сферическую поверхность. Вследствие чего на карте не сохраняется полное геометрическое подобие контуров местности, нет и постоянного масштаба площадей, так как сферическую поверхность нельзя развернуть на плоскость без складок и разрывов. Это составляет главное отличие плана от карты. На плане масштаб в любой части остаётся постоянным.
План – уменьшенное подобное изображение проекции контуров небольшого участка местности на горизонтальную плоскость.
Карта – уменьшенное подобное изображение проекции контуров местности на горизонтальную плоскость с учётом кривизны Земли.
Планы, на которых изображена только ситуация местности, называются ситуационными или контурными.
Планы, на которых кроме предметов местности изображён ещё и рельеф, называются топографическими.
Все существующие карты по назначению делятся на общегеографические и специальные.
Общегеографические карты в зависимости от масштаба иполноты изображения делятся на обзорные (масштаб мельче 1:1 000 000) и топографические.
Топографические карты являются наиболее подробными. По ним можно выполнять точные измерения при проектировании инженерных сооружений, а также при решении различных инженерных задач. В практике проектирования и строительства зданий и сооружений наиболее широкое применение получили карты масштаба 1:10 000 и крупнее. Их можно использовать как планы.
Профиль – уменьшенное изображение вертикального сечения земной поверхности по какому-либо направлению местности.
Разрез – уменьшенное изображение вертикального сечения верхнего слоя земной коры.
В строительном производстве планы, карты и профили используют при разработке проектов строительства.
План, на котором изображён проект размещения всего комплекса сооружений и коммуникаций объекта, называется генеральным планом объекта.
По мере завершения отдельных этапов строительства или отдельных сооружений объекта, результаты строительства наносятся условными обозначениями на генеральный план. Этот документ называется исполнительным генеральным планом. Он служит для оперативного управления строительством объекта.
Рис. 1.3. Абсолютные, условные и относительные высоты
тальная черта на медной пластине, прикрепленной к устою моста через обводной канал в г.Кронштадте). Условной высотой , например НВусл , называется отвесное расстояние от точки земной поверхности до условной уровенной поверхности - любой точки, принятой за исходную (нулевую).
Относительной высотой, или превышением, hточки называется высота ее над другой точкой земной поверхности (например, точки Внад точкой А).
1.2. Изображение земной поверхности на плоскости (план, карта, профиль)
Поверхность Земли изображают на плоскости в виде планов, карт, профилей.
При составлении планов сферическую поверхность Земли проецируют на горизонтальную плоскость и полученное изображение уменьшают до требуемого размера. Как правило, в геодезии применяют метод ортогонального проецирования (рис. 1.4). Сущность его состоит в том, что точки местности переносят на горизонтальную плоскость по отвесным линиям, параллельным друг другу и перпендикулярным горизонтальной плоскости. Например, точка А местности (перекресток дорог) проецируется на горизонтальную плоскостьН по отвесной линииАа, точкаВ -
по линии ВЬ и т.д., точкиа иb являются ортогональными проекци-
Рис. 1.5. Изображения местности:
а - разрез; б - профиль
Полученное на плоскости изображение участка земной поверхности уменьшают с сохранением подобия фигур. Такое уменьшенное изображение называется планом местности . Следовательно, план местности - это уменьшенное подобное изображение горизонтальной проекции участка поверхности Земли с находящимися на ней объектами.
Однако план нельзя составить на очень большую территорию, так как сферическая поверхность Земли не может быть развернута в плоскость без складок или разрывов. Изображение Земли на плоскости, уменьшенное и искаженное вследствие кривизны поверхности, называют картой.
Таким образом, и план, и карта - это уменьшенные изображения земной поверхности на плоскости. Различие между ними состоит в том, что при составлении карты проецирование производят с искажениями поверхности за счет влияния кривизны Земли, а на плане изображение получают практически без искажения.
Профилем местности называется уменьшенное изображение вертикального разреза земной поверхности по заданному направлению. Как правило, разрез местности (рис. 1.5,а) представляет собой кривую линиюABC ...G. На профиле (рис. 1.5,б) она строится в виде ломаной линииabc...g , а уровенную поверхность изображают прямой линией. Для большей наглядности вертикальные отрезки (высоты, превышения) делают крупнее, чем горизонтальные (расстояния между точками).
1.3. Измерения и построения в геодезии
Под измерениями понимают процесс сравнения какой-либо величины с другой однородной величиной, принимаемой за единицу. При всем многообразии геодезических измерений все они сводятся в основном к трем видам:
линейные - определяются расстояния между заданными точками;
угловые - определяются значения горизонтальных и вертикальных углов между направлениями на заданные точки;
высотные (нивелирование) - определяются разности высот отдельных точек.
За единицу линейных и высотных измерений (расстояний, высот и превышений) в геодезии принят метр, представляющий собой длину жезла - эталона, изготовленного из платино-иридиевого сплава в 1889 г. и хранящегося в Международном бюро мер и весов в Париже. Копия №28 этого жезла находится в НИИ метрологии им. Д. И. Менделеева в Санкт-Петербурге. В качестве эталона более высокой точности в настоящее время служит метр, определенный как длина пути, пройденного светом за 1/299792548 доли секунды.
Единицей для измерений углов (горизонтальных и вертикальных) служит градус, представляющий 1/90 прямого угла или 1/360 окружности. Градус содержит 60 угл. мин, минута делится на 60 угл. с. В некоторых странах применяют градовую систему, в которой 1 град составляет 1/400 окружности, градовая минута - 1/100 град, а градовая секунда - 1/100 град мин.
В современных автоматизированных угломерных приборах единицей измерений служит гон, равный 1 град или 54 угл. мин; тысячная его доля, равная 3,24 угл. с, называется миллигон.
Измерения называют прямыми , если их выполняют с помощью приборов, позволяющих непосредственно сравнить измеряемую величину с величиной, принятой за единицу, икосвенными , когда искомую величину получают путем вычислений на основе результатов прямых измерений. Так, угол в треугольнике можно непосредственно измерить угломерным прибором (прямое измерение) или вычислить по результатам измерения трех сторон треугольника (косвенное измерение).
Необходимыми условиями любого измерения являются: объект измерения; субъект измерения - лицо, производящее измерение; мерный прибор, которым выполняют измерения; метод измерения - совокупность правил и действий, определяющих процесс измерения; внешняя среда, в которой выполняют измерения.
Обозначенные на местности точки, от которых выполняют геодезические измерения, называются исходными. Точки, положение которых на местности необходимо определить, называютопределяемыми.
Исходные и определяемые точки могут располагаться в горизонтальной плоскости в плане (плановые точки) и вертикальной - по высоте (высотные точки).
Рассмотрим шесть основных геодезических способов построения, применяемых для определения положения точки в плане.
Требуется определить положение точки С относительно обозначенных на местности исходных точек А иВ.
1. Положение точки С (рис. 1.6, а) можно определить, если опустить из этой точки перпендикуляр на прямую АВ, а затем измерить расстояние / от точкиА до основания перпендикуляра и Длину перпендикуляраd. Отрезки / иd будут координатами точки С. Такое построение называютспособом перпендикуляров.
Рис. 1.6. Схемы (а...е) к способам определения положения точки в плане
Если прямую АВ принять за ось абсцисс прямоугольной системы координат, то перпендикуляр d будет ординатой определяемой точки, а расстояние / - ее абсциссой. Поэтому способ называют такжеспособом ординат.
2. Положение точки С (рис. 1.6, б) определяется, если измерить на точке А угол а и длинуА С - г. Такой способ называютспособом полярных координат : полярные координаты точки С - а и г, угол а - полярный, точка А - полюс, прямая АВ - полярная ось, отрезок г - радиус-вектор.
3. в) относительно прямойАВ достаточно измерить углы а и р на точкахА иВ. Этот способ называютпрямой угловой засечкой (прямаяАВ - базис засечки).
4. Положение точки С (рис. 1.6, г) определяется, если измерить угол а на точкеА и угол у на определяемой точке С(способ боковой засечки).
5. Для определения положения точки С (рис. 1.6, д) можно измерить длину линийАВ =b иВС = а (способ линейной засечки).
6. Точка С (рис. 1.6, е) находится на линииАВ (в створеАВ) и на расстоянии / от точкиА (способ створной засечки).
Эти построения выполняют, если расстояния между точками сравнительно невелики и есть непосредственная видимость между
исходными и определяемыми точка- |
|
ми. Когда расстояния между исходны- |
|
ми точками значительны или требу- |
|
ется найти положение нескольких то- |
|
чек, пользуются более сложными по- |
|
строениями. |
|
Рис. 1.7. Схема к способу оп- | Положение определяемой точки С |
ределения положения точки | по высоте (рис. 1.7) находят, измерив |
по высоте | ее превышение h над исходной точ- |
