Построение продольного профиля местности по заданной линии

При решении ряда планировочных задач в качестве гео­дезической основы используются профили (разрезы) мест­ности вертикальной плоскостью. Профили составляются по карте (плану), а также по данным полевых измерений (более точное изображение). Ниже приведено описание процесса составления профиля по карте.

Горизонтальный масштаб профиля принимается равным масштабу карты, а вертикальный масштаб — в 10 раз круп­нее. Построение профиля выполняется на миллиметровой бумаге. На рис. 17 показан участок топографической карты масштаба 1: 10 000 и обозначена линия СD, ниже проведен профиль по линии СD, составленный в масштабах: горизон­тальный — 1:10 000, вертикальный —1:1 000.

При построении профиля в графу «Горизонтальные рас­стояния» переносят с помощью циркуля-измерителя точки пересечения линии СD с горизонталями, а также характер­ные точки рельефа: берега реки, бровки обрыва и др. Значе­ния горизонтальных расстояний между точками определя­ются по карте и вписываются в соответствующую графу. Около каждой точки в графе «отметки» указывается отметка данной точки.

Построение точек профиля по их отметкам выполняется от линии условного горизонта. Отметка линии условного го­ризонта выбирается с таким расчетом, чтобы точка с мини­мальной отметкой располагалась выше данной линии не ме­нее, чем на 1см. Отметку линии условного горизонта жела­тельно принять кратной 10м.

В рассматриваемом примере отметка уреза воды в реке — 157,3 м — является минимальной. Поэтому удобно принять отметку линии условного горизонта равной 150 м.

От линии условного горизонта строится перпендикуляр в каждой точке с известной отметкой и откладываются раз­ности отметок точек и линии условного горизонта. Точки, полученные в результате построения, соединяют прямыми

линиями. Полученная ломаная линия является продольным профилем местности по линии СВ.

Определение крутизны склонов

Мерой крутизны склонов является угол наклона склона к горизонту — v и уклон г — тангенс угла наклона склона к горизонту — рис. 18.

где h — превышение или разность отметок концов склона, Л — горизонтальное проложение (горизонтальная проекция склона).

Уклон выражается в виде десятичной дроби, а также в процентах (сотых долях) и в промилях (тысячных долях). Например, i = 0,025 = 2,5% = 25%о.

Уклон отрезка тп между соседними горизонталями (рис. 19) подсчитывается по формуле:

Уклоны и углы наклона склонов можно определять с по­мощью масштабов заложений в уклонах и в углах наклона (рис. 20 а, б). По вертикали откладываются соответствую­щие значения заложений в масштабе данного плана (карты).

Масштабы заложений в уклонах (углах наклона) распо­лагаются под южной рамкой листа плана (карты).

Пусть требуется определить уклон склона между сосед­ними горизонталями — тп (рис. 19). С помощью циркуля — измерителя отрезок тп укладывается на вертикальной оси графика, тогда по горизонтальной оси считывается значение уклона. На рис. 20 а угол наклона склона к горизонту для отрезка тп равен: V = 2 ° 30 '. На рис. 20 б уклон отрезка тп равен: I = 0,045 = 4,5%.

В ряде случаев требуется определить среднее значение уклона склона местности между двумя точками (рис. 21). Задача решается в следующей последовательности:

1 — определяются отметки концов склона путем интерпо­
ляции между соседними горизонталями (см. выше): Н_А и Н_в;

2 — измеряется по плану и подсчитывается с учетом мас­
штаба горизонтальная проекция склона — <1_АВ в метрах;

3 — подсчитывается средняя величина уклона линии АВ:

Проведение линии заданного уклона

Задается начальная точка, примерное направление ли­нии и уклон. По заданному уклону г вычисляется величина заложения </₀, соответствующая данному уклону: г/₀=/2_сечД где /г_сеч — высота сече ния рельефа. Уклон задается в виде десятичной дроби. Величину заложения для заданного укло­на можно определить по масштабу заложений в уклонах.

Линия заданного уклона проводится следующим обра­зом: из начальной точки ^ (рис. 22), расположенной на гори­зонтали, в направлении конечной точки засекается точка р на соседней горизонтали так, чтобы расстояние ^р было рав­но 4). Затем из точки р до соседней горизонтали откладыва-

ется расстояние — заложение d ₀ и определяется следующая точка — е и т.д. Линия заданного уклона получается в виде ломаной. На рис. 22 показана линия q реf, уклон которой ра­вен 0,018.

Измерение площади участка местности по карте (плану)

При определении границ землепользовании необходимо знать площади участков местности. Площади могут быть оп­ределены по данным полевых геодезических измерений, по материалам аэрокосмических съемок, а также по картам и планам. Точность определения площадей землевладений имеет большое значение на городских территориях, где сто­имость земли особенно высока. Чем крупнее масштаб плана, тем выше точность измерения площади. Наибольшая точ­ность обеспечивается при непосредственном измерении пло­щади на местности.

Проще всего определить площадь земельного участка по карте путем разбивки этого участка на геометрически пра­вильные фигуры, квадраты, треугольники, трапеции и др. Площади таких фигур вычисляются по известным матема­тическим формулам, при этом необходимые измерения сто­рон фигур выполняются по карте (плану). Общая площадь участка местности получается в результате суммирования площадей составляющих этот участок геометрически пра­вильных фигур.

При определении площадей участков применяется так­же палетка, которая представляет собой нанесенную на про­зрачную основу сетку квадратов. Палетка накладывается на карту или на план, подсчитывается число полных квадратов, площади неполных квадратов определяются на глаз.

Для измерения площадей участков имеется специальный геодезический прибор — полярный планиметр.

Если земельный участок представляет собой замкнутый многоугольник, его площадь вычисляется аналитически по координатам вершин. Для многоугольника с числом вер­шин — n площадь § на основании известной математической зависимости равна:

где XI, у} — прямоугольные координаты вершин многоугольни­ка.

Координаты вершин многоугольника можно определить графически по карте или плану. Более точный результат по­лучается при определении координат точек непосредствен­но на местности путем геодезических измерений.

2.3. Использование старых карт и планов. Российские единицы измерения длин

В процессе исторических изысканий и исследований при проведении реставрационных работ большую роль играют старые карты и планы местности. Такими картами пользу­ются архитекторы, археологи, историки-искусствоведы и др. Только обладая большим количеством документальных ма­териалов, сопоставляя картографические изображения раз­ных временных периодов, анализируя информацию, полу­ченную из других источников, можно создать качественный проект реставрации памятника архитектуры.

Карты являются важнейшими свидетельствами истории, они отображают поступательное развитие территорий, харак­тер застройки, изменения внутригородского районирования и географических названий. Старые карты и атласы — это подлинные памятники культуры, их оформление свидетель­ствует о высоком уровне изобразительного искусства Рос­сии. По старым картам исследователи- историки создают ретроспективные карты, на которых как бы восстанавлива­ется ситуация, существовавшая на определенный период вре­мени.

Старые карты и атласы хранятся в архивах, музеях, биб­лиотеках. Например, большой фонд карт России имеется в Российской Государственной библиотеке в г. Москве.

Следует иметь в виду, что старые карты и планы России составлены до введения в нашей стране метрической систе­мы мер в 1918 г.

При проведении измерительных и разбивочных работ в России использовались различные меры длины.

Документы XV—XVI в. содержат данные об измерениях с целью составления «писцовых книг», где давалось описа­ние населенных пунктов с размерами, т.е. велась паспортиза­ция земли, прообраз кадастровых съемок.

Первые измерения связаны с межеванием пахатных зе­мель. Слово «верста» означает поворот плуга или длину бо­розды от поворота до поворота. Единицы измерения: вер­шок, локоть, сажень, верста, поприще присутствуют уже в самых древних документах. Точное значение версты устано­вить трудно, иногда приводились сравнительные отношения весты к другим единицам меры длины: миле, поприщу, ста­дию, сажени, причем верста упоминалась равной 500, 700 и 1000 саженей.

Известно несколько десятков различных саженей: госу­дарева, печатная, береговая, городовая, трубная, мостовая. В Новгороде при археологических раскопках обнаружена часть инструмента XIII в. для измерения длин — «линейно-кругового мерила». Этот инструмент, устанавливая соотношение между четырьмя видами саженей, позволял древнерусским зодчим размечать сложные строительные сооружения. Та­ким образом достигалась удивительная гармония пропорций сооружений.

В разных княжествах употреблялись свои значения мер длины.

Старая русская мера длины — сажень, определялась рас­стоянием от концов пальцев вытянутых рук. Сажень с XI до XVII вв. встречалась в 152 и 176 см. Так называемая «косая сажень» равнялась расстоянию от конца пальцев ноги и вытя­нутой руки (по диагонали) и имела значение 216 и 248 см. С 1835 г. размер сажени определен в 7 английских футов или 84 дюйма. Это соответствовало 3 аршинам или 48 вершкам, что равнялось 213,36 см (старая русская мера длин). 1 вершок пер­воначально был равен длине фаланги указательного пальца.

Русская мера площади — десятина, это площадь прямо­угольника 30 х 80 саженей. Площадь десятины равна 2400 квадратных саженей или 1,0925 га.

В табл. 6 приведены соотношения различных единиц измерения длин. На Руси, в древности, результаты измерений

Таблица 6. Соотношение единиц измерений расстояний и площадей Мера расстояния
1 сантиметр	0,378 дюйма
1 метр	1,09 ярдов
1 км	0,6 мили
1 вершок	4,445 см (13/4 дюйма)
1 аршин	71,12 см (16 вершков)
1 сажень (Петровская)	2,1336 м (3 аршина)
1 верста	1,0668 км
1 пядь	22,3 см (4 вершка)
1 дюйм	2,54 см
1фут	30,48 см
1 миля (сухопутная)	1,609 км
1 миля (морская — равна 1' дуги меридиана)	1,852 км
Мера площади
1 десятина	10925,4 м2
1 акр	4047 м2

фиксировались в писцовых и дозорных книгах, а уже позднее появляются графические изображения — чертежи (в конце XV века). Уже в XVI веке чертеж — карта становится основ­ным средством изображения местности: государств, городов, сооружений.

Первые планы были весьма условны. Сохранились описи русских чертежей из архивов. Так, например, имеется «рос­пись» чертежей, принадлежащих Ивану Грозному. Известна также «Книга Большому чертежу», составленная в 1627 г. при «постановлении Большого чертежа всего Московского госу­дарства». В «Книге Большому чертежу» дается описание го­родов, монастырей, рек, озер, урочищ, указываются расстоя­ния между некоторыми населенными пунктами.

К сожалению, сам «Большой чертеж» не сохранился. В XVII веке планы Москвы составляются европейскими путе­шественниками. Так называемый «Сигизмундов план» был составлен в 1610 г. по заказу польского короля Сигизмунда для нападения и захвата Москвы.

На рис. 23 приведен план Москвы из атласа Адама Олеа-рия (1500-е годы), на котором изображение застройки дано в

Рис. 23. План г. Моск­вы из книги А. Олеария (фрагмент) 1530-е годы

аксонометрии. На рис. 24 дан фрагмент карты России с пла­ном Москвы, составленный Паоло Джовио и Дмитрием Ге­расимовым в 1525 г.

Выдающуюся роль в деле активного освоения огромного региона Сибири сыграла созданная С.У.Ремизовым «Чертеж­ная книга Сибири 1701 г.». Этот атлас состоит из 23 геодези­ческих чертежей и предисловий. Изображения населенных пунктов, растительности и рельефа даны в аксонометрии.

Работы по картографированию территории России про­водились по инструкции Петра I «Пункты каким образом сочинять ландкарты» (1721 г.). В 1734 году был издан пер­вый Атлас Всероссийской империи. Он состоял из генераль­ной карты и 14 карт отдельных губерний.

В 1739 году составляется «Мичуринский» план Москвы под руководством архитектора Н. Мичурина, который при­нято считать первым геодезическим планом города.

В1849—1851 гг. выполняется съемка Москвы в масштабе 1:2 100 (в одном дюйме 25 саженей), застроенная часть горо­да напечатана на 154 листах. На плане показаны строения, уличная сеть, гидрография и обозначены землевладения (указаны номера). Рельеф не показан.

В России систематическое картографирование террито­рии велось двумя ведомствами: корпусом военных топогра­фов (карты мелких и средних масштабов) и межевым ведом­ством (планы масштаба 1:8 400). С середины XIX в. усилия двух ведомств были объединены, в результате были состав­лены карты масштаба 1:42 000 восьми губерний центра Рос­сии (более 1 000 листов).

В 1865—1872 гг. составлена «Специальная карта Евро­пейской России с прилегающей к ней частью Западной Ев­ропы и Малой Азии» под редакцией И. А. Стрельбицкого в масштабе 1:420 000 (десятиверстная карта), на которой были нанесены даже небольшие населенные пункты в 3—5 дворов.

Основной характеристикой плана является масштаб. Наиболее распространенные масштабы старых отечествен­ных топографических карт и русских метрических мерах приведены в табл. 7 (из В. Кусова «Карту создают первопро­ходцы» М., Недра, 1983 г.).

До 1917 года в России употреблялись такие названия карт: «двухверстка» (масштаб 1:84 000) и «трехверстка» (масштаб 1:126 000). Карты межевания земель в России составлялись в масштабе 1:8400 (без изображения рельефа). На карте Моск­вы издания 1917 г. масштаба 1:8 400 (сто саженей в одном дюйме) показаны все существовавшие до революции храмы (Московский путеводитель изд. Братьев Сабашниковых).

При работе со старыми картами часто приходится сопос­тавлять старую и современную градостроительную ситуацию, выявлять изменения и переносить изображений объекта на новый план. Такую работу проще всего выполнить на компь­ютере. Вначале изображения старого и нового планов скани­руются, а затем, используя метод итераций, по сохранившим­ся элементам ситуации совмещают оба изображения. Можно выполнить аналогичную работу вручную с помощью переходного или клинового масштаба. Для построения переходного масштаба необходимо опознать 2 точки на обоих планах и из­мерить расстояние между ними. Одно из расстояний откла­дывается на горизонтальной линии, например, отрезок аb, из­меренный на современном плане (рис. 25). В конце отрезка восстанавливается перпендикуляр, на котором откладывает­ся тот же отрезок, измеренный на старом плане — а' V. Левый конец горизонтального отрезка аb и верхний конец вертикаль­ного отрезка точка b ' соединяются, получается «клин". Для перенесения любого расстояния со старого плана на новый величина отрезка откладывается по вертикали с' d ', а на гори­зонтальной оси получается его значение (сd) на новом плане.