Цель, состав и порядок выполнения работы

Цель работы: ознакомиться с топографической картой и научиться решать следующие задачи:

1) определение географических координат точек;

2) определение прямоугольных координат точек;

3) решение обратной геодезической задачи;

4) определение высот точек;

5) определение крутизны ската;

6) построение профиля местности по заданному направлению.

Работа выполняется индивидуально каждым студентом. Студент получает методическое пособие и геодезическую карту. Преподаватель задаёт точки на геодезической карте, с которыми студент работает, решая задачи. При сдаче лабораторной работы студент должен уметь отвечать на контрольные вопросы преподавателя.

1.2. Общие сведения о топографических планах
и картах

Чтобы спроектировать линию местности на горизонтальную плоскость, нужно определить её горизонтальное проложение (проекцию линии на горизонтальную плоскость) и уменьшить его до определенного масштаба. Для проектирования на горизонтальную плоскость какого-либо многоугольника (рис. 1) измеряют расстояния между его вершинами и горизонтальные проекции его углов.

Совокупность линейных и угловых измерений на земной поверхности называется геодезической съемкой. По результатам геодезической съемки составляют план или карту.

План – чертеж, на котором в уменьшенном и подобном виде изображается горизонтальная проекция небольшого участка местности.

Картой называется уменьшенное и искаженное вследствие влияния кривизны Земли изображение горизонтальной проекции значительной части или всей земной поверхности, построенное по определенным математическим законам.

На карте при изображении всей поверхности Земли или значительной её части неизбежны искажения длин линий, углов и площадей. Данные искажения порождены невозможностью развернуть сферическую поверхность на плоскость без складок и разрывов.

Рис. 1. Проектирование участка земной поверхности на горизонтальную плоскость

Для проектирования железных, шоссейных дорог, каналов, трасс, водопроводов и других сооружений необходимо иметь вертикальный разрез или профиль местности.

Профилем местности называется чертеж, на котором изображается в уменьшенном виде сечение вертикальной плоскостью поверхности Земли по заданному направлению.

Как правило, разрез местности (рис. 2, а) представляет собой кривую линию ABC...G. На профиле (рис. 2, б) она строится в виде ломаной линии abc...g. Уровенную поверхность при этом изображают прямой линией. Для большей наглядности вертикальные отрезки (высоты, превышения) делают крупнее, чем горизонтальные (расстояния между точками).

Рис. 2. Вертикальный разрез (а) и профиль (б) местности

В строительном производстве планы, карты и профиля используют при разработке проектов строительства. При этом на картах выбирают предварительные варианты размещения сооружений, а окончательный вариант детально прорабатывают на планах и профилях.

Таким образом, и план, и карта – это уменьшенные изображения земной поверхности на плоскости. Различие между ними состоит в том, что при составлении карты проектирование участка местности производят с искажениями поверхности за счет влияния кривизны Земли, а на плане изображение получают практически без искажений.

В зависимости от назначения планы и карты могут быть контурные и топографические. На контурных планах и картах условными знаками изображают ситуацию, т. е. только контуры (очертания) горизонтальных проекций объектов местности (рек, озер, дорог, строений, пашен, лугов, лесов и т. п.).

На топографических картах и планах кроме ситуации изображают ещё рельеф местности.

Рассмотрим фрагменты листа учебной топографической карты в масштабе 1:25 000 (рис. 3).

Сторонами листа карты служат отрезки параллелей и меридианов, которые образуют внутреннюю рамку, имеющую форму трапеции. В углах рамки указываются широта параллелей и долгота меридианов, например (см. рис. 3): в юго-западном угле широта 54°05', долгота 7°7'30", северо-западном – 54°10' и 7°7'30", юго-восточном – 54°05' и 7°15', северо-восточном – 54°10' и 7°15'. Рядом с внутренней рамкой карты расположена минутная с чередующимися черными и светлыми делениями. Одно полное деление минутной рамки соответствует одной минуте широты или долготы. На картах масштаба 1:10 000 наносят ещё дополнительные деления через интервалы в 10".

Минутная рамка карты (1) расположена между внутренней (2) и внешней (3) рамками (см. рис. 3). Её используют для определения географических координат точек (широту j и долготу l) или для нанесения на карту точек по известным координатам. Внешняя рамка (3) нанесена для завершения оформления карты параллельно линиям минутной рамки.

За пределами внешней рамки (3) в центре верхней части карты указывается номенклатура листа карты У-32-63-В-б, в нижней части листа подписывается численный масштаб карты 1:25 000, ниже дается расшифровка масштаба – в 1-м сантиметре 250 метров, вычерчивается график линейного масштаба, и под ним приводится принятая высота сечения рельефа – сплошные горизонтали проведены через 5 метров. Под юго-западным углом рамки указывается склонение магнитной стрелки (западное 3°12'), среднее, в пределах данного листа карты, сближение меридианов (западное 1°28'), и наносится расположение истинного и магнитного меридианов относительно линий координатной сетки (оси абсцисс).

Рис. 3. Фрагмент учебной карты

Под юго-восточным углом рамки строятся графики заложений, которые используются для определения по карте крутизны склонов (скатов). Кроме этого, в нижней части карты под рамкой указываются схема расположения листов карты в комплекте, дата выполнения работ и дата издания карты.

Между внутренней и минутной рамками выписываются абсциссы горизонтальных и ординаты вертикальных линий координатной (километровой) сетки. Расстояние между соседними линиями одного направления равно целому числу километров. Так, для карты масштаба 1:200 000 оно составляет 4 км, для карты масштаба 1:100 000 – 2 км, для карт масштабов 1:50 000,1:25 000 и 1:10 000 – 1 км.

Вдоль западной и восточной сторон внутренней рамки посредством надписей 5997, 98, 99,..., 6000, …, 04, 05, 6006 км указываются абсциссы горизонтальных линий километровой сетки: 5997, 5998, 5999,..., 6000, …, 6004, 6005, 6006 км. Вдоль южной и северной – ординаты вертикальных линий. Надписи 2378, 79, 80, ..., 84, 2385 означают, что ординаты соответствующих километровых линий равны 378, 379, 380, ..., 384, 385 км; цифра 2 является номером шестиградусной зоны системы координат Гаусса–Крюгера, в которой находится данный лист. Значения ординат не превышают 500 км; следовательно, лист расположен к западу от осевого меридиана, долгота которого равна

Изображение рельефа на планах и картах