Общие сведения о топографических картах

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО хозяйства

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Алтайский государственный аграрный университет

Факультет природообустройства

Кафедра геодезии и картографии

Методические указания по выполнению контрольной работы № 1

“Топографические карты”

г. Барнаул 2006 г.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

ВВЕДЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

Топографические карты.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

Содержание работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

Общие сведения о топографических картах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

Задание 1.1 Номенклатура и разграфка топографических карт. . . . . . . . .5

Пункт 1.1.1 Определение номенклатуры листа карты. . . . . . . . . . . . . . . . .6

Пункт 1.1.2 Определение номенклатуры соседних листов. . . . . . . . . . . .10

Задание 1.2. Определение прямоугольных и географических

координат точек по карте. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

Пункт 1.2.1 Нанесение точки на карту по координатам X и Y. . . . . . . .12

Пункт 1.2.2 Определение координат X и Y точки по карте. . . . . . . . . . .13

Пункт 1.2.3 Нанесение точки на карту по географическим

координатам широте φ и долготе λ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

Пункт 1.2.4 Определение широты и долготы точки по карте. . . . . . . . . .15

Задание 1.3 Измерение расстояний на карте. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Пункт 1.3.1 Измерение расстояния с помощью линейного масштаба. . . .15

Пункт 1.3.2 Измерение расстояния с помощью поперечного масштаба. .16

Задание 1.4 Измерение ориентирных углов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Пункт 1.4.1 Измерение дирекционного угла линии. . . . . . . . . . . . . . . . . .17

Пункт 1.4.2 Измерение географического (истинного) азимута. . . . . . . . .18

Пункт 1.4.3 Вычисление магнитного азимута. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

Пункт 1.4.4 Вычисление румбов линии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Задание 1.5 Передача дирекционного угла на последующую линию. . . . .20

Пункт 1.5.1 Вычисление дирекционного угла последующей линии. . . .20

Задание 1.6 Определение отметок точек. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Пункт 1.6.1 Определение отметки точки по карте. . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Пункт 1.6.2 Вычисление превышения между точками. . . . . . . . . . . . . . . .21

Пункт 1.6.3 Определение наибольшего угла наклона ската по линии. . .21

Пункт 1.6.4 Определение уклона линии, соединяющей две точки

с известными отметками. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Задание 1.7 Построение профиля линии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Пункт 1.7.1 Построение профиля линии 1-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Задание 1.8 Вычисление площади многоугольника. . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

В В Е Д Е Н И Е

Правила оформления заданий:

- все вычисления следует размещать в таблицах или ведомостях,

- написание цифр должно быть аккуратным и четким, исключающим неоднозначное прочтение; желательно использование шрифтов,

- записи однородных чисел следует располагать столбиками разряд под разрядом; количество значащих цифр и десятичных знаков должно соответствовать правилам техники вычислений,

- исходные данные рекомендуется выделять цветом или подчеркиванием,

- записи в таблицах и ведомостях не должны иметь видимых исправлений; неверно написанную цифру нужно аккуратно удалить и на этом месте написать верную цифру,

- в полевых журналах запрещается исправлять первичные отсчёты, а вычисления можно исправлять, аккуратно зачеркивая неверные цифры и надписывая сверху верные,

- все приращения координат, превышения, невязки и поправки следует писать со знаком ("плюс" или "минус").

Номер варианта N определяется десятками d и единицами e индивидуального шифра студента. Например: шифр 99124, d=2, e=4, номер варианта N=24; шифр 00002, d=0, e=2, номер варианта N=2; шифр 00100, d=0, e=0, номер варианта N=100.

Необходимые чертёжные принадлежности: линейка 40 или 50 см, круговой транспортир на прозрачной основе; циркуль-измеритель; твёрдый карандаш; ластик; шариковые (гелиевые) авторучки двух или трёх цветов.

Выполненные контрольные работы следует оформить в виде типовых ведомостей и необходимого графического материала в тетради в клеточку или на отдельных листах формата А4.

Топографические карты

Содержание работы:

1.1 Номенклатура и разграфка топографических карт;

1.2 Определение прямоугольных и географических координат точек;

1.3 Измерение расстояний;

1.4 Измерение ориентирных углов линий;

1.5 Передача дирекционного угла на последующую линию;

1.6 Определение отметок точек;

1.7 Построение профиля линии;

1.8 Вычисление площади многоугольника.

Общие сведения о топографических картах

Картой называется уменьшенное изображение горизонтальной проекции участка местности в принятой картографической проекции. Масштабом карты называется отношение длины отрезка на карте к длине горизонтальной проекции этого же отрезка на местности (в одних и тех же единицах длины). Общегеографические карты масштаба 1 : 1 000 000 и крупнее называются топографическими картами.

Основой разграфки и номенклатуры топографических карт является лист карты масштаба 1 : 1 000 000. Порядок получения миллионных листов и их номенклатуры понятен из рисунка 1. Ряды миллионных листов, ограниченные параллелями через 4⁰, обозначаются латинскими буквами от A до W. Колонны миллионных листов, ограниченные меридианами через 6⁰, нумеруются порядковыми арабскими числами от 1 до 60 (первая зона Гаусса от 0⁰ до 6⁰ восточной долготы изображается на миллионных листах 31-й колонны). Номенклатура миллионного листа складывается из буквы ряда и номера колонны, написанных через дефис, например, N-47.

На рисунке 2 показана схема получения листов карт стандартного ряда масштабов путём деления одного листа карты исходного масштаба на несколько листов карты более крупного масштаба меридианами и параллелями, проведёнными внутри исходного листа.

Вверху каждого листа карты помещается его номенклатура; если первая буква номенклатуры – русская “У” (учебная карта), то её следует заменить латинской буквой, обозначающей нужный ряд миллионных листов; для этого нужно по широте любой точки карты определить букву ряда с помощью миллионной разграфки на рисунке 1.

Внизу листа карты подписан численный масштаб карты; строчкой ниже приводится его расшифровка ( в 1 см 250 метров - для масштаба 1:25 000). Ниже помещается линейный масштаб; ещё ниже – информация о высоте сечения рельефа.

Справа от линейного масштаба располагается график заложений; слева – схема взаимного расположения трёх меридианов – географического (истинного), осевого (параллельно линиям координатной сетки) и магнитного.

Внешняя рамка листа карты – это декоративная рамка (чёрная линия толщиной около 1 мм). Следующая рамка называется минутной рамкой; каждая минута отмечается заливкой или отсутствием заливки линии; минуты можно подписать. Внизу и вверху листа располагаются минутные рамки долготы; слева и справа листа – минутные рамки широты. Между минутной и декоративной рамками могут находиться точки, делящие каждую минуту широты и долготы на шесть частей; одна часть соответствует 10”.

Границами листа карты являются два меридиана – с запада и с востока, - и две параллели – с юга и с севера. Широта граничных параллелей подписана слева и справа от углов листа карты; долгота граничных меридианов подписана снизу и сверху от углов листа.

Внутри листа карты проведены линии координатной сетки X и Y, образующие квадраты размером: 10 х 10 см для листа карты масштаба 1:10 000 (1 км на местности); 4 х 4 см – для масштаба 1:25 000 ( 1 км на местности); 2 х 2 см – для масштаба 1:50 000 (1 км на местности); 2 х 2 см – для масштаба 1:100 000 (2 км на местности).

Все линии координатной сетки подписаны: слева и справа от каждой линии X=Const четырёхзначными числами подписана координата X в км; снизу и сверху от каждой линии Y=Const четырёх- или пятизначными числами подписана координата Y в км. Каждый квадрат координатной сетки имеет своё обозначение, которое образуется из десятков и единиц километров координат X и Y юго-западного угла квадрата, например 45-78 (рисунок 5).

На некоторых листах карт снаружи декоративной рамки могут находиться выходы координатной сетки соседней зоны Гаусса.

Задание 1.1. Номенклатура и разграфка топографических карт.

Определить номенклатуру листов карт масштабов 1:1 000 000, 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000, на которых находится точка с заданными географическими координатами: широта φ и долгота λ. Нарисовать схему разграфки этих листов. Варианты задания приведены в таблице 1.

Определить номенклатуру и нарисовать схему расположения восьми листов карт масштаба 1:25 000, соседних с листом карты этого масштаба, на котором находится точка с заданными координатами.

Пункт 1.1.1. Определение номенклатуры листа карты.

Решение этой задачи заключается в выборе листа карты нужного масштаба по широте и долготе граничных параллелей и меридианов листа и по заданным координатам точки. Решение оформляется в виде пары рисунков: слева – группа листов, справа – искомый лист.

- По рис. 1 определить номенклатуру листа карты масштаба 1:1 000 000;

- По рис. 2 наметить путь от листа карты масштаба 1:1 000 000 к листу карты масштаба 1:25 000;

Таблица 1 – Варианты задания 1.1

Для выполнения задания №1 каждый студент выбирает себе вариант по своему номеру в списке группы

Ν варианта	Координаты точки
широта φ	долгота λ
	11 0 56’	12 0 01’
	15 0 57’	18 0 08’
	19 0 58’	24 0 17’
	23 0 59’	30 0 29’
	27 0 56’	36 0 36’
	31 0 57’	42 0 43’
	35 0 58’	48 0 49’
	39 0 59’	54 0 57’
	43 0 56’	61 0 04’
	47 0 57’	67 0 10’
	51 0 58’	73 0 20’
	55 0 59’	79 0 28’
	59 0 56’	85 0 36’
	63 0 57’	91 0 40’
	67 0 58’	97 0 50’
	71 0 59’	103 0 57’
	75 0 56’	110 0 05’
	7 0 57’	116 0 13’
	11 0 58’	122 0 16’
	15 0 59’	128 0 27’
	19 0 56’	134 0 39’
	23 0 57’	140 0 44’
	27 0 58’	146 0 50’
	31 0 59’	152 0 58’
	35 0 56’	159 0 04’
	39 0 57’	165 0 12’
	43 0 58’	171 0 20’
	47 0 59’	177 0 29’
	51 0 56’	9 0 35’
	52 0 07’	95 0 11’
	38 0 13’	1050 34’
	18 0 28’	66 0 53’

Рисунок 1 – Разграфка листов карты масштаба 1:1 000 000

1 : 1 000 000 Δλ = 60 Δφ = 40

N - 44

4 листа 36 листов 144 листа

		1 : 200 000 Δλ =10 Δφ = 40’
	1 : 500 000 Δλ =30 Δφ = 20

N – 44 – А, Б, В, Г N – 44 – I, II, …XXXYI N – 44 – 1, 2, …144

4 листа 256 листов

	1 : 50 000 Δλ =15’ Δφ =10’
		1 : 5 000 Δλ =1’52,5” Δφ =1’15”

N - 44 - 1 - А, Б, В, Г

N - 44 - 1 – (1, 2, ….256)

4 листа 9 листов

	1 : 25 000 Δλ =7’30” Δφ = 5’
		1 : 2 000 Δλ =37,5” Δφ =25”

N - 44 - 1 – А – а, б, в, г

4 листа N - 44 - 1 – (1 – а, б, …. и)

	1 : 10 000 Δλ =3’45” Δφ =2’30”

N - 44 - 1 – А – а – 1, 2, 3, 4

Рисунок 2 - Сводная схема разграфки и номенклатуры

D - 37

160

200

36 37 38

Рисунок 3 – Пример выполнения пункта 1.1.1 (φ=12⁰ 23’ λ=36⁰06’)

- Выполнить разграфку найденного миллионного листа карты на листы карты масштаба 1:100 000 и определить номенклатуру листа карты масштаба 1:100 000;

- Выполнить разграфку найденного листа карты масштаба 1:100 000 на листы масштаба 1:50 000 и определить номенклатуру листа карты масштаба 1:50 000:

- Выполнить разграфку найденного листа карты масштаба 1:50 000 на листы масштаба 1:25 000 и определить номенклатуру листа карты масштаба 1:25 000.

Пример выполнения пункта 1.1.1 приведён на рисунке 3.

Пункт 1.1.2 Определение номенклатуры соседних листов.

- Нарисовать 9 прилегающих один к другому прямоугольников;

- В центральном прямоугольнике написать номенклатуру листа карты масштаба 1:25 000, найденного при выполнении пункта 1.1.1;

- В соответствии с разграфкой листа карты масштаба 1:50 000 в трёх соседних прямоугольниках написать номенклатуру ещё трёх листов карты масштаба 1:25 000 (на рисунке 3 – это соседние листы: с севера (а), с востока (г), с северо-востока (б);

- В соответствии с разграфкой листа 1:50 000 определить последнюю букву номенклатуры остальных пяти соседних листов (на рисунке 4 – это буквы: а – с юга, б – с юго-востока, г – с запада, б – с северо-запада, б – с юго-запада;

- В соответствии с раграфкой листа карты масштаба 1:100 000 определить вторую с конца букву номенклатуры пяти соседних листов, (Г – с запада и с северо-запада, Б – с юго-запада, А – с юга и с юго-востока);

- Аналогично определяются остальные элементы номенклатуры пяти соседних листов (номер стотысячных листов, номер колонны и буква ряда миллионных листов).

Пример выполнения пункта 1.1.2 показан на рисунке 4.

Рисунок 4 – Пример выполнения пункта 1.1.2

Задание 1.2. Определение прямоугольных и географических координат точек по карте.

Нанести на карту две точки (номера 1 и 2) по их прямоугольным координатам X и Y и две точки (номера 3 и 4) – по их географическим координатам φ и λ. Значения координат по вариантам приведены: для карт масштаба 1:25 000 – в таблице 2 и 3.

Определить φ и λ точек 1 и 2 и X и Y точек 3 и 4.

Пункт 1.2.1. Нанесение точки на карту по координатам X и Y.

- Определить квадрат координатной сетки, внутри которого находится точка; для этого нужно взять десятки и единицы километров координаты Χ и через тире приписать к ним десятки и единицы координаты Y; все построения точки следует выполнять внутри найденного квадрата;

- С помощью линейного масштаба установить на циркуле-измерителе расстояние ΔX, равное сотням, десяткам и единицам метров координаты X, и отложить его от основания квадрата вверх на обоих сторонах квадрата; соединить полученные точки тонкой линией карандашом;

- С помощью линейного масштаба установить на циркуле-измерителе расстояние ΔY, равное сотням, десяткам и единицам метров координаты Y, и отложить его от западной стороны квадрата вправо на обоих основаниях квадрата; соединить полученные точки тонкой линией карандашом;

- Обвести точку пересечения линий окружностью диаметром 2 – 3 мм и подписать название (номер) точки.

Примечание: Если длина отрезков ΔX или ΔY на карте меньше 4 мм, то удобнее откладывать их дополнения до 1000 м от противоположной стороны квадрата.

Пример выполнения этого пункта приведён на рисунке 5.

Рисунок 5 – Нанесение точки с координатами: X=6045380 м; Y=4378760 м;

(квадрат 45 – 78; ΔX = 380 м; ΔY = 760 м).

Таблица 2 - Варианты задания 1.2 ( для карт масштаба 1:25 000).

Номенклатура листа карты	К О Р Д И Н А Т Ы Т О Ч Е К 1 И 3
Координаты точки 1	Координаты точки 3
X (м)	Y (м)	широта φ	долгота λ
Снов У-34-37-В-в	6066000- - 100 d	4312000 + + 200 .e	540 40’ 30”- - 2”. d	180 06’50” + + 2”. e

Координаты точек 2 и 4 вычисляются по формулам

Точка 2

X2 = X1 + 300м – 25м ^. e

Y2 = Y1 +825м -50м ^. e

Точка 4

φ4 = φ3 - 1" ^. e

λ4 = λ3 - 40"- 2" ^. e

Пункт 1.2.2 Определение координат X и Y точки по карте.

- Записать координату X (в км) юго-западного угла квадрата, в котором располагается точка;

- С помощью циркуля-измерителя и линейного масштаба измерить расстояние ΔX в метрах (сотни, десятки и единицы) от точки до основания квадрата и приписать его к записанной координате;

- Записать координату Y (в км) юго-западного угла квадрата, в котором располагается точка;

- С помощью циркуля-измерителя и линейного масштаба измерить расстояние ΔY в метрах (сотни, десятки и единицы) от точки до западной стороны квадрата и приписать его к записанной координате;

Пример выполнения пункта 1.2.2 приведён на рисунке 6.

Примечание: Если длина отрезков ΔX или ΔY на карте меньше 4 мм, то удобнее измерять их дополнения до 1000 м от противоположной стороны квадрата и вычитать их.

Рисунок 6 – Определение прямоугольных координат X и Y по карте

(X =6045 км + 470 м = 6045470 м; Y=4378 км + 720 м = 4378720 м).

Пункт 1.2.3. Нанесение точки на карту по географическим координатам широте φ и долготе λ.

- Отложить на западной и восточной минутных рамках значение широты точки с точностью до секунды;

- Соединить полученные точки тонкой прямой линией (через всю карту) – это будет параллель точки;

- Отложить на южной и северной минутных рамках значение долготы точки с точностью до секунды;

- Соединить полученные точки тонкой прямой линией (через всю карту) – это будет меридиан точки;

- Обвести точку пересечения параллели и меридиана точки окружностью диаметром 2 – 3 мм и подписать название (номер) точки.

Пример выполнения пункта 1.2.3 приведён на рисунке 7.

Рисунок 7 – Нанесение на карту точки 4 по её широте (φ= 54⁰ 41’ 48”)

и долготе (λ= 18⁰ 08’ 24”);

Определение широты и долготы точки 1 (φ= 54⁰ 41’ 24”;

λ= 18⁰ 09’ 18”);.

Пункт 1.2.4. Определение широты и долготы точки по карте.

- Используя минутные рамки широты, провести две параллели через 10” так, чтобы точка оказалась между ними;

- Отсчитать широту точки с точностью до секунд (секунды определяются на глаз);

- Используя минутные рамки долготы, провести два меридиана через 10” так, чтобы точка оказалась между ними;

- Отсчитать долготу точки с точностью до секунд (секунды определяются на глаз.

Пример выполнения пункта 1.2.4 приведён на рисунке 7.

Пример выполнения задания 1.2 приведён в таблице 3.

Таблица 3 – Пример выполнения задания 1.2

Масштаб карты 1:50 000

Номер Точки	Прямоугольные координаты	Географические координаты
X (м)	Y (м)	широта φ	долгота λ
	6 644 000	7 363 000	590 53’ 09”	360 33’ 11”
	6 643 200	7 367 600	590 52’ 49”	360 38’ 08”
	6 639 870	7 366 430	590 51’ 00”	360 37’ 00”
	6 639 400	7 362 460	590 50’ 40”	360 32’ 50”