Картография в землеустройстве и в формировании кадастра

Картография – наука об особом способе изображения действительности, о методах создания и использования этих изображений в виде особых произведений в виде карт.

Картография – область науки, техники и производства, охватывающая изучение, создание и использование картографических произведений.

В предпроектный период :

• сбор исходной картографической информации для принципиального решения вопроса о проектировании землеустройства;

• съемочные работы в крупном масштабе для детального проектирования объектов землеустройства.

В период строительного производства:

• определение местоположения площадки землеустройства и контроль ее размещения в плане и по высоте;

В период эксплуатации:

• исполнительная съемка для контроля правильности определения границ объекта и выявления отступлений от проекта по землеустройству;

формирование земельного кадастра.

Кадастровые планы и карты с документальной точностью отражают размещение, качественные и количественные характеристики явлений и природных ресурсов, дают их экономическую и социально-экономическую оценку, содержат рекомендации по рациональному использованию и охране природных ресурсов.

Виды кадастровых планов и карт определяются видами поселений (сельских, городских, поселковых) и назначением отраслей производства (полезные ископаемые, сельское , лесное, водное, промысловое хозяйство и др.)

3. Современные представления о форме Земли.

В нулевом приближении можно считать, что Земля имеет форму шара со средним радиусом 6371,3 км. Такое представление нашей планеты хорошо подходит для задач, точность вычислений в которых не превышает 0,5 %. В действительности Земля не является идеальным шаром. Из-за суточного вращения она сплюснута с полюсов; высоты материков различны; форму поверхности искажают и приливные деформации. В геодезии и космонавтике для описания фигуры Земли обычно выбирают эллипсоид вращения или геоид. С геоидом связана система астрономических координат, с эллипсоидом вращения — система геодезических координат.

По определению, геоид — это поверхность, всюду нормальная силе тяжести.^[2] Если бы Земля была целиком покрыта океаном и не подвергалась приливному воздействию других небесных тел и прочим подобным возмущениям, она имела бы форму геоида. В действительности в различных местах поверхность Земли может значительно отличаться от геоида. Для лучшей аппроксимации поверхности вводят понятие референц-эллипсоида, который хорошо совпадает с геоидом только на каком-то участке поверхности. Геометрические параметры референц-эллипсоидов отличаются от параметров среднего земного эллипсоида, который описывает земную поверхность в целом.

На практике используется несколько различных средних земных эллипсоидов и связанных с ними систем земных координат.

4. Принципы классификации карт.

5. Масштаб карт. Классификация по масштабу.

6. Классификация карт по содержанию.

и другие

7. Виды картографических произведений.

8. Цифровые и математические модели местности (ЦММ, МММ).

В последние годы в связи с переходом на автоматизированные методы проектирования кроме топографических планов и карт на бумажных носителях широко используют цифровые и математические модели местности.

Цифровая модель местности (ЦММ) — множество точек с координатами х, у, z и различными кодовыми обозначениями для аппроксимации рельефа местности и других характеристик. В более общем случае используют сочетание цифровых моделей, характеризующих ситуацию, рельеф, гидрологические, инженерно-геологические, технико-экономические и другие показатели.

При решении различных задач на ЭВМ используют математическую интерпретацию цифровых моделей, ее называют математической моделью местности (МММ). ЦММ и МММ используют как исходную информацию автоматизированном проектировании, при этом затраты труда и времени сокращаются в десятки раз по сравнению с использованием для этих целей топографических карт.

При цифровом моделировании местности могут использоваться регулярные, нерегулярные и статистические ЦММ.

Регулярные ЦММ состоят из множества точек с известными координатами, расположенных в узлах геометрических сеток различной формы, чаще в виде сети квадратов (рис. 1.28, а) или равносторонних треугольников. Используют также ЦММ на поперечниках к магистральному ходу.

Если на район работ имеются крупномасштабные карты и планы, то создают ЦММ в виде массива точек, расположенных через определенные интервалы на горизонталях, путем перемещения визира дигитайзера по горизонтали. Для этой же цели могут использоваться стереофотограмметричедкие приборы, когда массив точек формируют в процессе рисовки горизонталм

Кроме того, используют массивы исходных точек, расположенных по характерным точкам рельефа местности, когда между парой соседних точек возможна линейная интерполяция высот.

Статистические ЦММсостоят из массива исходных точек, полученных по законам случайного распределения, близкого к равномерному, с использованием нелинейной интерполяции высот поверхностями второго, третьего и т. д. порядка.

Цифровое и математическое моделирование существенно изменило методы изысканияи проектирования строительных объектов.

Рис. 1.28. Схемы цифровых моделей местности

9. Метод проекций (виды проекций). Определения: план, карта.

План – уменьшенное изображение земной поверхности выполненное в ортогональной проекции: без искажения расстояний и углов; имеет место подобие геометрических фигур; первое представление людей о форме Земли.

Карта - уменьшенное изображение земной поверхности выполненное в специальной картографической проекции: искажаются либо расстояния либо углы; отсутствует подобие геометрических фигур; второе или третье представление людей о форме Земли.

Виды: проекций

Цилиндрические проекции (псевдоцилиндрические): продольные, поперечные, косые;

Конические проекции (псевдоконические) продольные, поперечные, косые;

Азимутальные проекции (псевдоазимутальные) продольные, поперечные, косые;

10. Равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция Земной поверхности (проекция Гаусса-Крюгера).

Проекция Гаусса-Крюгера — поперечная цилиндрическая равноугольная картографическая проекция, разработанная немецкими учёными Карлом Гауссом и Луи Крюгером. Применение этой проекции даёт возможность практически без существенных искажений изобразить довольно значительные участки земной поверхности и, что очень важно, построить на этой территории систему плоских прямоугольных координат. Эта система является наиболее простой и удобной при проведении инженерных и топографо-геодезических работ

11. Разграфка, номенклатура, рамка и зарамочное оформление.

Разграфка – система деления многолистной карты на листы. Чаще всего применяется два вида разграфки карт: трапецивидная и прямоугольная.

12. Системы координат: географическая, геодезическая, астрономическая.

Географическаясистема координат - это метод описания местоположений на поверхности Земли с использованием сферических измерений широты и долготы. Это измерения углов (в градусах) из центра Земли до точки на земной поверхности, когда форма Земли принимается за сферу.

С геодезической системой координат связывают понятия геодезической широты, долготы и высоты. Геодезическая широта есть угол, под которым пересекается нормаль к поверхности эллипсоида с плоскостью экватора. Долгота - двугранный угол между плоскостью нулевого меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через заданную точку.

Астрономической широтой точки называется угол, отсчитываемый от плоскости экватора в плоскости астрономического меридиана до отвесной линии в этой точке, или дуга астрономического меридиана от экватора до точки.
Астрономической долготой точки называется двугранный угол, отсчитываемый от плоскости гринвичского астрономического меридиана до плоскости астрономического меридиана данной точки, или дуга экватора между этими меридианами. Прямоугольная зональная система координат.

13. . Прямоугольная зональная система координат.

Плоские прямоугольные координаты обеспечивают максимальную простоту выполнения полевых геодезических работ и математической обработки результатов измерений. Но при проецировании контуров со сферической поверхности эллипсоида на плоскость неизбежны искажения их формы и размеров. Для ограничения искажений проекции до допустимых величин прямоугольные координаты на большие территории применяют по частям.

Для территории бывшего СССР государственная зональная система прямоугольных координат была создана с применением картографической проекции Гаусса-Крюгера (немецкие ученые – Ф. Гаусс разработал данню проекцию, Л. Крюгер вывел рабочие формулы для 6-градусных зон) по следующей схеме. Границы зон очерчены меридианами на поверхности земного эллипсоида от Северного до Южного полюсов (рис. 1.5, а). Зоны пронумерованы с 1-й по 60-ю от Гринвичского меридиана на восток. Каждая сферическая зона математически проецируется на плоскость (рис. 1.5, б, в). На рис. 15, г показана схема проекции на плоскость северной части отдельной 6-градусной зоны

В формулы проекции Гаусса-Крюгера заложено условие конформности, согласно которому на бесконечно малых плоских площадках проекциизображения меридианов и параллелей пересекаются под прямым углом (как и на поверхности эллипсоида), а осевой меридиан каждой зоны изображается на плоскости прямой линией с постоянным масштабом 1 : mо = 1 и принимается за ось абсцисс Х с началом в точке О пересечения с осью ординат Y, которая представляет изображение отрезка экватора (рис. 1.5, б). При этом масштаб проекции вдоль оси Y получается переменным – увеличивается при удалении от оси Х. Положительное направление оси Х – северное, в северном полушарии все абсциссы положительны.
Изображения восточной и западной частей зоны симметричны относительно осевого меридиана (см. рис. 1.5, г). В восточной части зоны ординаты положительны, в западной – отрицательны. Плоские прямоугольные координаты х и у точек проекции вычисляются по их сферическим координатам – геодезическим широте В и долготе L согласно формулам проекции. В примере рис. 15, д на плоскости в проекции Гаусса-Крюгера точка К находится на пересечении изображений параллели широтой ВК и меридіана долготой LК .

14. Ориентирование линий на Земной поверхности

Ориентировать линию – это значит определить ее направление относительно исходного, заданного или известного направления. В качестве исходных направлений используют направления: истинного (географического) меридиана, магнитного меридиана, осевого меридиана зоны.

15. Истинный и магнитный азимут, дирекционный угол, румб.

истинным азимутом называют –угол, образованный северным направлением истинного меридиана и заданным направлением. Отсчитывается по ходу часовой стрелки в пределах от 0° до 360°.

Измеренные углы от северного направления магнитной стрелки по ходу часовой стрелки до заданного направления называютмагнитным азимутом.Диапазон измерений от 0° до 360°.

Дирекционный угол — горизонтальный угол, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0° до 360°, между северным направлением осевого меридиана зоны прямоугольных координат и направлением на ориентир

Румб отсчитывается от ближайшего конца меридиана – северного или южного, до заданной линии. Румбы принимают значения от 0° до 90° и обозначаются буквой r.

16. Склонение магнитной стрелки. Связь между истинным и магнитным азимутами.

Отклонение намагниченной стрелки буссоли от северного направления истинного меридиана называют склонение магнитной стрелки: Если стрелка отклоняется на запад – западное склонение; Если стрелка отклоняется на восток – восточное склонение;

17. Истинный азимут и дирекционный угол. Сближение меридианов.

Дирекционный угол — угол α, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между северным направлением вертикальной линии координатной сетки и направлением на определяемый объект (рис. 24).

Дирекционные углы направлений измеряются преимущественно по карте или определяются по магнитным азимутам.

Истинный азимут—угол А, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между северным направлением истинного (географического) меридиана и направлением на определяемую точку (рис. 24). Значения истинного азимута и дирекционного угла отличаются одно от другого на величину сближения меридианов.

Сближение меридианов у (гамма) - это угол в данной точке между ее меридианом и линией, параллельной оси абсцисс или осевому меридиану (рис.1). Направлению геодезического меридиана на топографической карте соответствуют боковые стороны ее рамки, а также прямые линии, которые можно провести между одноименными минутными делениями долгот.

18. Понятие о картографической семиотике.

На стыке картографии и семиотики — лингвистической науки, исследующей свойства знаков и знаковых систем, сформировался особый раздел картографическая семиотика (карто-семиотика), в рамках которой разрабатывается общая теория систем картографических знаков как языка карты. В ней изучается довольно обширный круг проблем, касающихся происхождения, классификации, свойств и функций картографических знаков и способов картографического изображения. Семиотика включает три основных раздела: синтактику, семантику и прагматику, соответственно эти разделы существуют и в картографической семиотике: - картографическая синтактика — изучает правила построения и употребления знаковых систем, их структурные свойства, грамматику языка карты; - картографическая семантика — исследует соотношения условных знаков с самими отображаемыми объектами и явлениями; - картографическая прагматика — изучает информационную ценность знаков как средства коммуникации и особенности их восприятия читателями карты.

19. Язык карт и условные знаки.

20. Способы изображения рельефа на картах. Горизонтали.

21. Цифровые модели рельефа (ЦМР).

22. Понятие о картографической топонимике. (Надписи на карте.)

23. Понятие о картографической генерализации.

24. Способы определения площадей по карте.

Аналитический способ. Если участок представляет собой замкнутый многоугольник, то, сняв с плана прямоугольные координаты его вершин, площадь участка вычисляют по формуле:

,

где i - номера вершин многоугольника, пронумерованных по ходу часовой стрелки. По этой же формуле можно вычислить площадь с криволинейными границами, если координаты точек границы сняты так часто, что отрезки между точками можно считать прямыми. В последнем случае съём координат выполняют с помощью специального прибора – дигитайзера, а вычисления выполняют на ЭВМ.

Графические способы.Участок на плане разбивают на простые геометрические фигуры (обычно – треугольники), элементы которых измеряют с помощью измерителя и поперечного масштаба, а площади вычисляют по известным формулам и суммируют.

Разбиение площади на простые фигуры выполняют также, применяя палетки.

Полярный планиметр. Планиметрами называются приборы для измерения площадей. Наиболее распространён полярный планиметр.