2015-10-22
1098
Информации о горизонтальных проекциях контуров и характерных точек местности еще недостаточно для представления об их взаимном расположении, поэтому на картах и планах используют специальный способ выражения формы земной поверхности (рельефа местности).
По картам и планам решают различные прикладные задачи: определяют расстояния между отдельными точками местности, определяют высоты точек, ориентируют линии, определяют углы между заданными направлениями, определяют крутизну склонов, измеряют площади фигур и т.д.
С использованием карт и прежде всего планов и профилей проектируют инженерные сооружения: дороги, мосты, тоннели, аэродромы, гражданские и промышленные объекты, каналы, воздушные и подземные коммуникации и т. д.
Используемые для инженерных целей планы с изображением рельефа и ситуационных особенностей местности называют топографическими. Однако для решения ряда практических задач часто оказывается достаточным иметь информацию только о ситуации местности без рельефа, поэтому такие планы называют ситуационными.
|
|
|
Точность решения тех или иных задач с использованием карт и планов зависит от степени уменьшения объектов и рельефа местности, при этом чем больше степень уменьшения объектов местности, тем меньше деталей на планах и картах можно поместить и тем меньше точность производимых измерений.
На современном этапе начала широкого использования геоинформационных систем (ГИС) и перехода на системное автоматизированное проектирование инженерных объектов (САПР) представления о местности только в графическом виде уже недостаточно. Поэтому последняя должна представляться в той же самой системе координат в памяти ЭВМ и в электронном виде, т. е. в виде электронных карт (ЭК) и цифровых моделей местности (ЦММ). При этом информационная емкость ЭК и ЦММ существенно больше самых подробных карт и планов и часто включает в себя информацию, которая в графическом виде не может быть представлена вообще.
МАСШТАБЫ КАРТ И ПЛАНОВ
Степень уменьшения горизонтальных проекций линий местности при изображении их на карте или плане называют масштабом.
На картах и планах их масштабы могут быть представлены численно или графически. 16
|
| а) 1:10000 200 м 100 0 1 см=100 м 1000 м |
Рис. 3.1. Масштабы: а — линейный; б — поперечный (графический)
Численный масштаб записывают в виде дроби, в числителе которой стоит единица, а в знаменателе — степень уменьшения горизонтальных проекций линий местности (например, 1:500; 1:1000; 1:2000; 1:10 000; 1:25 000). Так, численный масштаб 1:1000 показывает, что все горизонтальные проекции линий местности при переносе их на план уменьшены в 1000 раз, т. е. отрезок в 1 см на плане соответствует расстоянию на местности в 1000 см = 10 м.
|
|
|
При сравнении двух численных масштабов более крупным является тот из них, у которого знаменатель меньше. Так, масштаб 1:500 крупнее, чем масштаб 1:1000, а масштаб 1:25 000 мельче, чем масштаб 1:10 000.
При решении тех или иных инженерных задач используют планы следующих масштабов: 1:200; 1:500; 1:1000; 1:2000 и 1:5000. Масштабы топографических карт в зависимости от решаемых задач используют следующие: 1:10 000; 1:25 000; 1:50 000; 1:100 000; 1:200 000; 1:500 000 и 1:1000 000.
При проектировании инженерных сооружений обычно используют планы и карты масштабов от 1:500 до 1:25 000.
Топографические карты различают крупного, среднего и мелкого масштабов:
крупномасштабные — 1:100 000 и крупнее;
среднемасштабные — от 1:200 000 до 1:1000 000;
мелкомасштабные — мельче 1:1000 000.
Линейный масштаб — это графический масштаб в виде масштабной линейки, разделенной на равные части с подписанными значениями соответствующих расстояний на местности (рис. 3.1, а).
На рис.3.1, а масштабная линейка имеет основание, равное 2 см. Отрезок слева от нуля разделен на более мелкие части, доли которых оценивают на глаз. Горизонтальная проекция длины АВ на карте масштаба 1:10 000, измеренная с помощью линейного масштаба и измерителя, складывается из четырех оснований справа от нуля, каждое из которых соответствует отрезку 200 м на местности, семи малых делений слева, каждое соответствует 10 м на местности и отрезка, оцениваемого на глаз: АВ = = 4x200 м + 7x10 м + 5 м = 875 м.
Линейный масштаб в ряде случаев не позволяет производить по карте или плану измерения с требуемой точностью. Для повышения точности измерений используют поперечный масштаб.
Поперечный масштаб — это графический масштаб в виде номограммы (рис.3.1, б), построение которой основано на пропорциональности отрезков параллельных прямых, пересекающих стороны угла. На горизонтальной линии поперечного масштаба отложены одинаковые отрезки по 2 см (основания масштаба). Параллельно нижней линии проведены еще 10 линий с одинаковым интервалом друг от друга, а из концов каждого основания восстановлены перпендикуляры. Первые основания на нижней и верхней линиях разделены на 10 частей по 2 мм и концы малых делений соединены наклонными линиями так, что начало каждого малого деления нижней линии соединяется с концом того же деления верхней (см. рис. 3.1, б).
Прежде чем пользоваться поперечным масштабом, необходимо рассчитать его элементы применительно к заданному численному масштабу.
Так, для масштаба 1:5000 основание поперечного масштаба равно 100 м, малое деление 10 м, а расстояния между наклонной линией и вертикалью, соответственно, 1, 2, 3,..., 9, 10 м. Тогда расстояние АВ, измеренное на плане с помощью измерителя по поперечному масштабу, составит АВ = = 284,5 м.
Точностью масштаба карты или плана называют отрезок на местности, соответствующий 0,1 мм в масштабе данной карты или плана.
Минимальный отрезок на карте или плане, соответствующий диаметру укола иглы ножки измерителя, который человек может различить не- 18
вооруженным глазом, составляет 0,1 мм. Поэтому точность плана масштаба 1:1000 равна 0,1 м, а карты масштаба 1:25 000—2,5 м.
Электронные версии карт и планов ЭК и ЦММ представляют в памяти ЭВМ всегда в масштабе 1:1.
НОМЕНКЛАТУРА ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ И ПЛАНОВ
Изображения значительных территорий в виде карт состоят из многих листов.
Систему взаимного расположения листов карт различных масштабов называют разграфкой.
Систему обозначения отдельных листов топографических карт называют номенклатурой (рис. 3.2).
Расположение и обозначение многолистных карт различных масштабов осуществляют в соответствии со специальной сборной таблицей, в основу которой положена государственная карта масштаба 1:1000 000.
|
|
|
|
| Рис. 3.2. Разграфка и номенклатура листов карт масштаба 1:1000 000 |
Деление сборной таблицы на листы осуществляют следующим образом. Вся земная поверхность делится меридианами, проводимыми через 6°, на 60 колонн. Колонны нумеруют арабскими цифрами, при этом счет ведут от меридиана с долготой 180° (см. рис. 3.2).
| 42е |
| 36° |
| \52 |
| 36° | 42 | |||||
| - | А | Б | ||||
| В | Г | |||||
| >о | ||||||
| -*— | 6 |
1:500000
Г
| 1 / | и | III | N | V | п\ |
| VII | хп | ||||
| Ш | ххш\ | ||||
| XIX | XXIV] | ||||
| \т | XXX | ||||
| \Ш1 | XXXII | ш///|ш/у | XXXV | хххщ |
\52°
1:200000
| 36е | § | ц | щ | 42* о | |||||||
| р | Л24 | ||||||||||
| к | ~р | т | |||||||||
| № | Щ | ||||||||||
| Г* | -к*. | мл | |||||||||
| В1 | П7Я | ||||||||||
| \7Э | Н | ||||||||||
| Р | М | ||||||||||
| Г | I | л | |||||||||
| Щ | В | я | |||||||||
| щ | № | ||||||||||
| ЕЗЙЗФзазЙЗЯЗЙЗДНОЦЛ^^^^» |
1:100000
Рис. 3.3. Разграфка и обозначение листов карты: масштаба 1:500 000; масштаба 1:200 000; масштаба 1: 100 000
Колонны разделяют на ряды параллелями, проводимыми через 4°. Ряды обозначают заглавными буквами латинского алфавита и счет ведут от экватора к Северному и Южному полюсам. Пересекаясь, меридианы и параллели образуют рамки каждого листа карты в рядах и колоннах масштаба 1:1000 000.
Номенклатура листа карты складывается из обозначений ряда и колонны, в которых расположен данный лист. Так, например, N-37 — номенклатура листа, на котором находится Москва.
Одному листу карты масштаба 1:1000 000 соответствуют 4 листа карты масштаба 1:500 000, обозначаемые заглавными буквами русского алфавита Л, Б, 5, Г, 36 листов карты масштаба 1:200 000, обозначаемые римскими цифрами I — XXXVI; 144 листа карты масштаба 1:100 000, обозначаемые арабскими цифрами 1—144 (рис. 3.3).
|
|
|
Номенклатуру карт соответствующих масштабов определяют добавлением указанных обозначений к соответствующей номенклатуре карты масштаба 1:1000 000, в пределы которой попадает искомый планшет. Данные этой разграфки для листа карты N-37 даны в табл. 3.1.
Таблица 3.1
| Масштаб карты | Число листов в одном листе карты масштаба | Номенклатура последнего листа | Размеры рамки | |
| по ширине | по долготе | |||
| 1:500 000 | 1М-37-Г | 22° | 3° | |
| 1:200 000 | Ы-37-ХХХУ1 | 40' | 1° | |
| 1:100 000 | N-37-144 | 20' | 30' |
Лист карты масштаба 1:100 000 служит основой для разграфки и обозначения карт более крупных масштабов. Одному листу карты масштаба 1:100 000 соответствуют 4 листа карты масштаба 1:50 000, которые обозначают прописными буквами русского алфавита 4 Б, В, Ги присоединяют к номенклатуре стотысячного листа (рис. 3.4).
| 41 45' |
| 5?20' |
| 52° 10' |
N•37-144
41°30> 41°45' 42"0'
52°20\
52° 10'
N-37-144 41°52'30"
1 \ 2 \
— •---------- б
3 4
В г
'52°10'
\52°5
| 52°0' |
| 52"0' |
1:50000
Рис. 3.4. Разграфка и обозначение карты масштаба 1:50 000
52 О'
41"45' 41с52*30" 42°0'
И 1:10000
Рис. 3.5. Разграфка и обозначение карт масштаба 1:25 000 и 1: 10 000
Лист карты масштаба 1:50 000 служит основой для разграфки и обозначения карт масштаба 1:25 000, которые обозначают строчными буквами русского алфавита а, б, в, г и присоединяют к номенклатуре карт масштаба 1:50 000 (рис. 3.5).
Лист карты масштаба 1:25 000 служит основой для разграфки и обозначения карт масштаба 1:10 000, которые обозначают арабскими цифрами 1, 2, 3, 4 и присоединяют к номенклатуре карт масштаба 1: 25 000 (см. рис. 3.5).
Данные для разграфки карт крупных масштабов представлены в табл. 3.2.
Таблица 3.2
| Масштаб | Число листов в одном листе предыдущего масштаба | Номенклатура последнего листа | Размеры листа | |
| карты | по ширине | по долготе | ||
| 1:100 000 | - | N-37-144 | 20' | 30' |
| 1:50 000 | М-37-144-Г | 10' | 15' | |
| . 1:25 000 | М-37-144-Г-Г | 5' | 7,5' | |
| 1:10 000 | Ы-37-144-Г-Г-4 | 2,5' | 3,75' |
Лист карты масштаба 1:100 000 служит также основой для разграфки и обозначения планов масштаба 1:5000 и 1:2000.
Одному листу карты 1:100 000 соответствует 256 (16x16) листов плана масштаба 1:5000, которые обозначают арабскими цифрами 1,2,..., 256, заключаемыми в скобки. Тогда номенклатура последнего листа плана 1:5000, для листа карты N-37-144, соответственно будетN-37-144-(256).
Одному листу плана масштаба 1:5000 соответствуют 9 листов плана масштаба 1:2000, которые обозначают строчными буквами русского алфавита а, б, в, г, д, е, ж, з, и, которые также заключают в скобки. Тогда номенклатура последнего листа масштаба 1:2000, для листа N-37-144-(256), будет Ы-37-144-(256-и).
ИЗОБРАЖЕНИЕ РЕЛЬЕФА НА КАРТАХ И ПЛАНАХ
Рельефом называют совокупность неровностей земной поверхности. Знание рельефа местности необходимо при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений: дорог, мостов, тоннелей, аэродромов, гидромелиоративных систем и гидротехнических сооружений.
Традиционным представлением о рельефе местности на топографических картах и планах является его изображение горизонталями. Этот способ нагляден и дает однозначное представление о рельефе местности, позволяет быстро получать количественные характеристики рельефа и решать различные прикладные задачи.
Если мысленно рассечь физическую поверхность Земли равноотстоящими между собой уровенными поверхностями, то следами такого пересечения на поверхности участка местности будут некоторые линии, все точки каждой из которых имеют одинаковые высоты над уровнем моря (рис. 3.6).
Линии равных высот, проходящие друг от друга через определенный интервал по высоте, называют горизонталями.
Спроектировав горизонтали на поверхность эллипсоида (для изображения их на карте) или на плоскость (для изображения их на плане) и уменьшив полученную проекцию до требуемого масштаба карты или плана, можно получить изображение рельефа горизонталями.
