Реферат на тему карта план профиль

Обновлено: 07.07.2024

Картой называют уменьшенное изображение на плоскости значительных по площади участков земной поверхности, построенное по определенным математическим законам с учетом кривизны Земли.

План является уменьшенным подобным изображением небольших участков поверхности Земли, построенным в ортогональной проекции без учета кривизны Земли.

Все карты делятся на две основные группы: научно-технические карты и карты общего использования.

Картами общего использования являются всевозможные учебные карты, туристические карты, карты прогноза погоды, карты-схемы и т. п.

К научно-техническим картам относятся топографические карты, мелкомасштабные географические карты, тематические карты и др.

Топографические карты, в свою очередь, делятся на топографические карты суши и топографические карты шельфа и внутренних водоемов. Основными из них являются топографические кары суши.

Шельф - это мелководная зона подводной окраины материков, распространяющаяся от береговой линии до резкого перегиба поверхности дна. Средний угол наклона шельфа составляет 7 угловых минут. Ширина шельфа колеблется от нескольких десятков метров до тысячи и более километров. Топографическая поверхность суши (береговой зоны) на картах шельфа передается с топографических карт суши. Другими элементами содержания карт шельфа являются математическая основа, ориентиры (в том числе навигационные), рельеф дна, берега, донные отложения (грунты), подводная растительность и донные организмы.

Топографические карты являются универсальными и могут использоваться в различных отраслях хозяйственной деятельности человека и в обороне страны. Они являются подробными картами, позволяющими определять как плановое, так и высотное положение точек на земной поверхности, а также характеристику и взаимосвязь объектов местности. Для топографических карт принят единый ряд масштабов: 1: 1000000; 1: 500000; 1: 200000; 1: 100000; 1: 50000; 1: 25000; 1: 10000; 1: 5000; 1: 2000. Условно их делят на три группы:

- крупномасштабные (от 1: 2000 до 1: 50000);

- среднемасштабные (1: 100000 и 1: 200000);

- мелкомасштабные (1: 500000 и 1: 1000000).

Кроме того, поверхность Земли изображают и в более крупном масштабе: 1: 1000 и 1: 500. Топографические изображения в масштабах от 1: 10000 до 1: 1000000 называют топографическими картами, а в масштабах от 1: 500 до 1: 5000 - топографическими планами. Отнесение масштабов 1: 2000 и 1: 5000 одновременно к топографическим картам и планам зависит от того, каким образом получены для них рамки: если рамки являются параллелями и меридианами, то данные изображения относят к картам; если рамки являются линиями сетки прямоугольных координат, то их относят к планам.

Поскольку топографические карты составляют на значительные по площади территории, то с геометрической точки зрения они представляют собой более или менее искаженное изображение земной поверхности. При этом большие по размерам территории получают и большие искажения в положении отображенных на карте объектов. Существует понятие частного масштаба карты в каждой конкретной ее точке и по направлениям, исходящим из этой точки. Под частным масштабом понимается отношение длины бесконечно малого отрезка на карте к длине соответствующего отрезка на поверхности эллипсоида или шара, которые используются в геодезии для описания формы Земли. На самой карте указывают главный масштаб, который отличается от частного масштаба тем, что он показывает степень уменьшения линейных размеров эллипсоида или шара при изображении на горизонтальной плоскости. В отличие от карты топографические планы составляют в ортогональной проекции без учета кривизны Земли, в связи с чем масштаб плана будет постоянным по всему изображению.

От масштаба изображения зависит та или иная степень детализации в представлении того или иного объекта. При графических работах погрешность измерений на карте (плане) или нанесения на нее информации может быть определена величиной в 0, 1 мм (предельная погрешность составляет 0, 2 мм), что примерно соответствует уколу циркуля-измерителя. При использовании топографической карты масштаба 1: М погрешность составит (0, 1М) мм или (0, 1М): 1000 м. Так, для карты масштаба 1: 10000 эта погрешность будет равна (0, 1 х 10000) мм или 1 м, а для плана масштаба 1: 500 - 50 мм или 0, 05 м.

Крупномасштабные топографические карты используются при детальном планировании и проектировании инженерных сооружений, производстве точных картометрических работ, при детальном изучении местности.

Среднемасштабные топографические карты используются для предварительного проектирования средних инженерных сооружений, при различных изысканиях в строительстве линейных сооружений и др. Указанные карты являются основой для создания карт обзорного вида.

Мелкомасштабные топографические карты значительно уступают в подробности изображения картам средних и крупных масштабов. Они используются для общего изучения местности, при производстве предварительного проектирования крупных инженерных сооружений, при анализе состояния больших площадей на территории государства, а также для составления обзорных тематических карт более мелкого масштаба.

На топографических картах независимо от их масштабов обязательно изображаются следующие объекты:

- пункты Государственной геодезической сети;

- отдельные строения, сооружения и предметы, являющиеся ориентирами (заводские и фабричные трубы, церкви, отдельно стоящие деревья, крупные камни и т. п. );

- объекты промышленности, сельскохозяйственные и социально-культурные объекты;

- дорожная сеть и сооружения, относящиеся к ней;

- объекты гидрографии и сооружения, относящиеся к ней;

- растительный покров и грунты;

- границы и ограждения;

- в населенных пунктах (на топографических планах) объекты подземных и наземных коммуникаций.

Используемая литература: В.Н. Попов, С.И. Чекалин. Геодезия: Учебник для вузов.- М.: "Горная книга", 2007.

Планом называют чертеж, на котором в уменьшенном и подобном виде изображена горизонтальная проекция небольшого участка земной поверхности. Величину участка, изображаемого планом, ограничивают такими размерами, за пределами которых ошибка за общую кривизну Земли начинает оказывать заметное влияние на точность составления плана и вместе с неизбежными ошибками полевых измерений и нанесения точек на бумагу будет выходить за пределы допусков, определяемых инструкциями.

Содержание работы

Файлы: 1 файл

Основы геодезии.doc

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Филиала ГОУ ВПО

Филиал в г. Орске

Форма обучения: Заочное

2013 г.
Содержание

2. Задачи и виды нивелирования…………………………………………… ………. 4

3. Геодезические разбивочные работы……………………………………………..…7

1. План, карта, профиль (вопрос №7)

Если на плане изображена только ситуация, его называют контурным. Если кроме ситуации на план нанесен и рельеф, такой план называют топографическим. Масштаб плана во всех точках одинаковый.

Картой называют чертеж, на котором по определенным математическим правилам с учетом кривизны общей фигуры Земли может быть изображена поверхность всей Земли или любой ее части в обобщенном и уменьшенном виде.

Составляемые карты можно различать по содержанию: сельскохозяйственные, мелиоративные, экономические и т. д. - это так называемые специальные карты, на них показывают контуры и специальную нагрузку. Карты, на которых кроме контуров ситуации изображен рельеф земной поверхности, называют общегеографическими. Такие карты, составляемые в крупных масштабах (от 1:1 000000 и крупнее, т.е. до 1:10000,1:5000), называют топографическими, они служат основой для составления всех других карт. Теоретически масштаб во всех точках карты различен. Практически на топографических картах он всюду одинаков. Для обозначения предметов местности на карте разработаны условные знаки. Употребление одинаковых условных знаков обязательно для всех ведомств. Вертикальный разрез поверхности Земли по заданному направлению называют профилем.

2. Задачи и виды нивелирования (вопрос №17)

Для составления карт и планов, а также для проектирования и выноса в натуру инженерных сооружений и для решения многих других научных и прикладных задач необходимо знать высоты точек местности. С этой целью на местности выполняется комплекс геодезических работ, который называется нивелированием.

Как правило, высоты вычисляются через превышения между точками. Собственно под нивелированием и понимают определение превышений. Сначала определяют превышения одних точек над другими, а затем по известной высоте исходной точки вычисляют высоты всех остальных точек над принятой уровенной поверхностью. Если речь идет об абсолютных высотах, то уровенная поверхность походит через нуль Кронштадтского футштока неподалеку от С-Петербурга, который принят за средний уровень Балтийского моря. (Футшток – рейка с делениями, установленная на водомерном посту для наблюдений за уровнем воды в море , реке или озере). Именно в Балтийской системе высот в нашей стране идет счет абсолютных высот.

Нивелирование может быть произведено как в дополнение к плановой (горизонтальной) съемке и тогда получают топографический план, так и независимо от нее, когда надо получить информацию о рельефе снимаемой территории, тот есть дать высотную характеристику местности.

Нивелирование может быть организовано с целью построения профилей по заданным направлениям, с целью наблюдения за деформациями сооружений , за изменениями высотного положения чего бы то не было , например, отдельных геологических структур. В этом случае нивелирование проводится периодически, чтобы через некоторое время судить о возможных вертикальных смещениях пластов горных пород.

Превышение может быть вычислено различными способами и соответственно различают разные виды нивелирования. Способ нивелирования выбирается исходя из технического задания в зависимости от физико-географических условий измерений, масштаба съемки, характера рельефа, требуемой точности, имеющихся в наличии приборов.

Физические методы нивелирования основаны на использовании физических законов и измерении соответствующих физических величин.

1) Барометрическое нивелирование - основано на использовании зависимости между атмосферным давлением и высотой точек местности. Применяется в горной местности, когда требования к точности не высоки.

При этом одновременно измеряется атмосферное давление в двух точках Р1 и Р2, которые подставляются в барометрические формулы, куда входит также температура воздуха в этих же точках 1 и 2:

Для измерения атмосферного давления применяют барометры. В полевых условиях – переносные барометры-анероиды. Для контроля нивелирование выполняют в виде замкнутых ходов или двойных ходов (туда - обратно). Современные приборы позволяют определить превышение точек с точностью около 0,5 м. При этом должны соблюдаться условия хранения при переноске и погода должна быть благоприятной для выполнения измерений.

2) Гидростатическое нивелирование - основано на принципе сообщающихся сосудов, то есть на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаться на одном уровне. Этот метод позволяет измерять превышения с высокой точностью – до десятых и даже сотых долей миллиметра. К достоинствам метода можно отнести не только высокую точность, но и возможность измерения превышений при отсутствии взаимной видимости между точками.

3) Механическое нивелирование - применяют для быстрого нивелирования невысокой точности. При этом нивелирные системы - высотомеры монтируются на каком-либо транспортном средстве – на велосипеде либо на автомашине. Высотомеры - самописцы автоматически вычерчивают профиль местности или показывают отметки отдельных высот. Такие приборы были поставлены на советских луноходах. Автоматы позволили определить профили некоторых трасс на Луне и наклоны местности по ходу трассирования.

4) Аэрорадионивелирование. Превышения определяются с помощью радиовысотомера или лазерного высотомера, установленного на борту летательного аппарата, когда дается оценка времени прохождения луча электромагнитного излучения до земной поверхности и обратно. Зная скорость волн, можно рассчитать высоты над точками, а значит и превышения.

5) Стереофотонивелирование позволяет путем обработки стереопары снимков одного и того же места, то есть двух снимков, сделанных из разных точек, определять превышения между точками. При этом на снимках делаются определенные измерения, результаты которых подставляются в фотограмметрическую формулу превышений. Этот метод рассматривается в стереофотограмметрии, которая выделилась в отдельную науку в связи с широким применением аэро- и космических методов съемки.

6) Спутниковое нивелирование получает распространение в связи с использованием глобальных спутниковых систем - GPS и ГЛОНАСС. При этом определяются не только плановые координаты – широта, долгота или прямоугольные координаты, но и высоты точек относительно уровня моря. По трассе перемещения с приемником – навигатором можно получить даже профиль участка местности. Точность определения различается в зависимости от применяемых технологий и класса (стоимости) приемника. Можно измерить с точностью до 1м, а можно с точностью и до нескольких сантиметров.

7) Тригонометрическое нивелирование - нивелирование наклонным лучом визирования с помощью теодолита или тахеометра.

8) Геометрическое нивелирование - нивелирование горизонтальным лучом визирования нивелира либо теодолита с применением отвесно установленных нивелирных реек на точках местности.

3. Геодезические разбивочные работы (вопрос №24)

Задачей разбивочных работ является определение положения на местности проектных точек, линий плоскостей. Сводятся разбивочные работы к откладыванию на местности углов и длин линий. После закрепления проектных элементов на местности осуществляется контроль путем измерения всех величин. Перед началом разбивочных работ выполняют геодезическую подготовку проекта разбивочных работ, т.е. определяют те элементы, которые будут откладывать на местности.

Геодезическая подготовка данных осуществляется следующими способами:

1. Графически, т.е. все необходимые элементы (углы, расстояния, координаты, отметки) определяют графически по плану, точность зависит от масштаба.

2. Графо–аналитически – в этом случае часть данных определяется с плана графически (например, координаты), а остальные данные вычисляются при помощи обратной геодезической задачи (вычисляют откладываемые расстояния и дирекционные углы; по разности дирекционных углов вычисляют откладываемые горизонтальные углы).

3. Аналитический – все необходимые данные вычисляют (самый точный способ).

Вынос проектных элементов осуществляется от пунктов геодезических сетей (опорные, съемочные, сгущения). Геодезическая подготовка завершается составлением разбивочной схемы, на которой изображаются пункты ГС, элементы которые будут выносить на местность, а также данные угловых и линейных измерений, которые будут выполняться на местности. Кроме того, могут быть указаны размеры сооружений, отметки и т.п.

Способы разбивочных работ:

1. Способ перпендикуляров применяется в тех случаях, когда геодезической основой является строительная (эксплуатационная) сетка.

2. Способ полярных координат.

3. Прямая угловая засечка.

4. Обратная угловая засечка. На местности определяется приближенное положение точки А = А', устанавливают над ней теодолит и измеряют углы β₁ и β₂. Вычисляют координаты точки А':

Порядок разработки карты, плана, профиля; детальное ориентирование линий по истинному меридиану. Организация теодолитной съемки, используемые приборы. Лицензирование деятельности по проведению проектно-изыскательских работ, по использованию земель.

Рубрика	Геология, гидрология и геодезия
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	07.02.2011
Размер файла	1,1 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Содержание

27. Понятие о карте, плане, профиле
34. Детальное ориентирование (ориентирование линий)
44. Организация теодолитной съемки
74. Лицензирование деятельности по проведению проектно-изыскательских работ, связанных с использованием земель
Литература

27. Понятие о карте, плане, профиле

Главное отличие плана от карты заключается в том, что при изображении участков земной поверхности на плане горизонтальные проекции соответствующих отрезков наносят без учета кривизны Земли. При составлении карт кривизну Земли приходится учитывать.

Практические потребности в точности изображения участков земной поверхности различны. При составлении проектов строительных объектов они значительно выше, чем при общем изучении территории района, геологических обследованиях и т.д.

Известно, что с учетом допустимой погрешности при измерении расстояний ДS = 1 см на 10 км участок сферической поверхности Земли диаметром в 20 км можно принимать за плоскость, т.е. кривизну Земли для такого участка можно не учитывать.

Соответственно создание плана схематически можно представить следующим образом. Непосредственно на местности (см. рис. 1, а) измеряют расстояния АВ, ВС, горизонтальные углы в1; в2 и углы наклона линий к горизонту н1, н2.

Затем от измеренной длины линии местности, например AB, переходят к длине ее ортогональной проекции а'b' на горизонтальной плоскости, т.е. определяют горизонтальное проложение этой линии по формуле

и, уменьшая в определенное число раз (масштаб), откладывают отрезок а'b' на бумаге. Вычислив аналогичным путем горизонтальные проложения других линий, получают на бумаге многоугольник (уменьшенный и подобный многоугольнику а'b'c'd'е'), который является планом контура местности АВСDЕ.

План - уменьшенное и подобное изображение на плоскости горизонтальной проекции небольшого участка земной поверхности без учета кривизны Земли.

Планы принято подразделять по содержанию и масштабу. Если на плане изображены только местные объекты, то такой план называют контурным (ситуационным). Если дополнительно на плане отображен рельеф, то такой план называют топографическим.

Стандартные масштабы планов 1:500; 1:1000; 1:2000; 1:5000.

Карты обычно разрабатывают для обширной части земной поверхности, при этом приходится учитывать кривизну Земли. Изображение участка эллипсоида или шара нельзя перенести на бумагу без разрывов. В то же время соответствующие карты предназначаются для решения конкретных задач, например для определения расстояний, площадей участков и т.д. При разработке карт задача состоит не в полном устранении искажений, что невозможно, а в уменьшении искажений и математическом определении их значений с тем, чтобы по искаженным изображениям можно было вычислить действительные величины. Для этого применяют картографические проекции, дающие возможность изображать на плоскости поверхность сфероида или шара по математическим законам, обеспечивающим измерения по карте.

Различные требования к картам определили наличие многих картографических проекций, которые подразделяют на равноугольные, равновеликие и произвольные. В равноугольных (конформных) проекциях сфероида на плоскость сохраняются углы изображаемых фигур, но масштаб при переходе от точки к точке изменяется, что приводит к искажению фигур конечных размеров. Однако небольшие участки карты, в пределах которых изменения масштаба не имеют существенного значения, можно рассматривать и использовать как план.

В проекциях равновеликих (эквивалентных) сохраняется отношение площадей любых фигур на сфероиде и на карте, т.е. масштабы площадей везде одинаковы (при отличающихся масштабах по различным направлениям).

В произвольных проекциях не соблюдается ни равноугольность, ни равновеликость. Они применяются для мелкомасштабных обзорных карт, а также для специальных карт в тех случаях, когда карты обладают каким-либо специфическим полезным свойством.

Карта - построенное по определенным математическим законам, уменьшенное и обобщенное изображение поверхности Земли на плоскости.

Карты принято подразделять по содержанию, назначению и масштабу.

По содержанию карты бывают общегеографические и тематические, по назначению - универсальные и специальные. Общегеографические карты универсального назначения отображают земную поверхность с показом всех ее основных элементов (населенные пункты, гидрография и т.д.). Математическая основа, содержание и оформление специальных карт подчиняются их целевому назначению (карты морские, авиационные и многие другие сравнительно узкого назначения).

По масштабам карты условно делят на три вида:

крупномасштабные (1:100 000 и крупнее);

среднемасштабные (1:200 000 - 1:1 000 000);

мелкомасштабные (мельче 1:1 000 000).

Карты, подобно планам, бывают контурными и топографическими. В Российской Федерации государственные топографические карты издают в масштабах 1:1 000 000 - 1:10 000.

В тех случаях, когда карты или планы используют для проектирования инженерных сооружений, для получения оптимального решения особое значение приобретает наглядность в отношении физической поверхности Земли по какому-либо направлению. Например, при проектировании линейных сооружений (дорог, каналов и т.д.) необходимы: детальная оценка крутизны скатов на отдельных участках трассы, ясное представление о почвенно-грунтовых и гидрологических условиях местности, по которой проходит трасса. Такую наглядность, позволяющую принимать обоснованные инженерные решения, обеспечивают профили.

Профиль - изображение на плоскости вертикального разреза земной поверхности по заданному направлению. Чтобы неровности земной поверхности были более заметными, вертикальный масштаб следует выбирать крупнее горизонтального (обычно в 10-20 раз). Таким образом, как правило, профиль является не подобным, а искаженным изображением вертикального разреза земной поверхности.

34. Детальное ориентирование (ориентирование линий)

Ориентирование линий. На местности оно заключается в определении положения линии относительно исходного направления, в качестве которого принимают: истинный (географический) меридиан, осевой меридиан, магнитный меридиан (направление свободно подвешенной магнитной стрелки).

Направление линии местности определяют также горизонтальными углами: азимутами (истинными и магнитными), дирекционным углом и румбами.

Ориентирование линии по истинному (географическому) меридиану. Направление истинного, или географического, меридиана (рис. 2, а) остается в каждой точке земной поверхности неизменным, и на картах и планах его условились показывать всегда параллельно боковым рамкам карты, причем так, чтобы север был наверху карты, тогда юг будет внизу, восток -- справа, а запад -- слева.

Рис. 2. Азимут: а -- истинный; б -- линии; в -- прямой и обратный линии ВС

Истинным азимутом (А) называется горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного направления географического меридиана до заданного направления Р₁Р₂.

Азимуты изменяются от 0 до 360° (см. рис. 2, а).

На рисунке 2, б угол NMB -- азимут линии MB; азимут линии МС -- угол А₁, азимут MB -- угол А₂.

В геодезии принято различать прямое и обратное направление линии местности.

Говоря об азимуте линии, надо различать, откуда и куда идет линия.

Если направление линии Р₁Р₂ считать прямым, то Р₂Р₁ будет обратным направлением той же линии. В соответствии с этим угол А₁ является прямым азимутом линии Р₁Р₂ в точке Р₂, а угол А₂ -- обратным азимутом той же линии в точке Р₂.

Азимут линии в направлении от В к С будет в точке М равен А, а в направлении от С к В --А' (см. рис. 2, в).

Если известны азимуты двух линий при данной общей их точке, то известен и угол, составленный этими линиями. Так, угол в между линиями MB и МС (рис. 3.45) определяют по формуле

т. е. угол между линиями равен разности их азимутов.

Меридианы разных точек не параллельны между собой, поэтому азимут линии в каждой ее точке имеет разное значение.

Угол между направлениями двух меридианов в данных двух точках называют сближением меридианов и обозначают г.

Зависимость между прямым и обратным азимутом линии Р₁Р₂ выражают формулой (см. рис. 2, в)

Рис. 3. Связь между азимутами линий и углом, составленным этими линиями

Угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного конца магнитного меридиана до направления линии местности, называется магнитным азимутом (А_М) (рис. 4, а).

Изменяется магнитный азимут от 0 до 360°.

Определение магнитного азимута на местности при помощи компаса на какой-либо местный предмет (например, на отдельно стоящее дерево) показано на рисунке 4, б.

Рис. 4. Магнитный азимут (а) и его определение по компасу (б)

Прежде всего, нужно встать лицом к объекту, придать компасу горизонтальное положение и отпустить тормоз магнитной стрелки. Когда стрелка успокоится, совмещают нулевой штрих шкалы с северным концом стрелки. В этом положении компас будет ориентирован, т. е. буква С на шкале укажет направление на север. Затем, поворачивая крышку компаса, установим ее так, чтобы прорезь была направлена к глазу наблюдателя, а мушка -- точно в сторону объекта. Отсчет против указателя у мушки покажет значение азимута на данный предмет. Так, на рисунке 4, б азимут на дерево равен 330°.

Если в точке В (см. рис. 4, а) провести истинный меридиан, то получим угол между истинным и магнитными меридианами, который называют склонением магнитной стрелки д.

Дирекционным углом называют угол, отсчитываемый от северного направления осевого меридиана или линии, ему параллельной, по ходу часовой стрелки до направления линии местности (рис. 5).

карта план профиль теодолитный

Дирекционный угол изменяется от 0 до 360°.

Обратный дирекционный угол отличается от прямого на 180°.

Так как углы увеличиваются по ходу часовой стрелки, то счет четвертей в топографии также возрастает по ходу часовой стрелки.

Таблицы тригонометрических функций, применяемые при геодезических вычислениях, содержат обычно значения этих функций для углов первой четверти от 0 до 90°. Поэтому в топографии наряду с азимутами и дирекционными углами применяют и их румбы.

Румбом (r) называют угол между ближайшим северным или южным направлением меридиана и направлением данной линии (рис. 6). Румб изменяется от 0 до 90° и сопровождается названием четверти. Связь между азимутами и румбами показана в таблице.

Тема 1. Введение в геодезию

Лекция 1.

План:

1.1.1. Цель и задачи геодезии.

1.1.2. Форма и размеры земли.

1.1.3. Карта, план, профиль.

1.1.4. Геодезические съемки.

1.1.5. Масштабы картографических материалов.

Геодезия – это наука и учебная дисциплина, изучающая форму и размер Земли.

Это ее цель, для достижения которой необходимо выполнять последовательно следующие задачи:

1) провести необходимые измерения;

2) обработать результаты измерений;

3) построить карты, планы, профили;

4) использовать графические материалы по назначению.

Геодезия разделяется на несколько дисциплин – высшая геодезия, космическая геодезия, топография, картография, фотограмметрия, инженерная геодезия, маркшейдерия.

Четких границ между этими дисциплинами не существует. Так, топография включает элементы высшей геодезии и картографии, а инженерная геодезия использует разделы практически всех остальных геодезических дисциплин.

Геодезия в своем развитии опирается на достижение математики, физики, астрономии, гоефизики, тесно связана с географией, геологией, геоморфологией, почвоведением, земледелием, землеустройством, геоботаникой, мелиорацией и широко используется в сельском хозяйстве.

Особо большая роль принадлежит геодезии при ведении земельного кадастра, направленного на организацию эффективного использования земли и ее охраны.

Общая площадь поверхности Земли составляет 510 млн. км2, из которых 149 млн км2 (29%) занимает суша и 361 млн. км2 (71%) – водная поверхность (океаны, моря, реки, озера и т. д.).

Так горы достигают 8 км, а океанические впадины – 11 км, формы Земли в геодезии определяют, как тело с уровенной (осредненной) поверхностью, называется геоидом. В каждой точке поверхности земного геоида перпендикулярна отвесной линии и центру Земли.

Форма и размер земного эллипсоида определяется по формуле:

α=

Где: α – степень сжатия эллипса;

А – большая полуось;

В – малая полуось.

При А = 6378245 м и В = 6356863 м α = 1/298,3.

В виду небольшой разницы между большой и меньшей полуосями земного геоида (около 21 км), фигуру Земли условно принимают за шар с радиусом

Земную поверхность условно можно выразить в виде глобуса, или в виде карт и планов.

Для решения инженерных задач более удобны и карты и планы.

На картах обычно изображают поверхность Земли, либо больших ее частей (материков, стран, областей и т. д.). чем больше территория, изображенная на карте, тем с большим искажением получается изображенные на нем объекты.

Карта – это уменьшенное, закономерно искаженное изображение Земли, или ее частей.

Карты делятся: по масштабу, по содержанию, по назначению.

По масштабу карты бывают мелкомасштабные (1:1000000 и мельче), среднемасштабные (1:200000 – 1:1000000), крупномасштабные (1:500 – 1:200000).

По содержанию Карты бывают общегеографические, тематические (почвенные, лесные, аэронавигационные и т. д.).

По назначению Карты разделяются на учебные, справочные, туристические и т. п.

При построении Карты Точки и линии местности проектируют сначала на поверхности эллипсоида и затем переносят ее (изображают) на горизонтальную поверхность, а для построения Плана точки и линии местности сразу проектируют на горизонтальную поверхность и уменьшают с сохранением подобия фигур.

План – это уменьшенное подобное изображение на плоскости горизонтальной проекции участка земной поверхности.

Длины, углы и площади контуров на плане не искажаются, и масштаб плана является постоянным для всех его частей.

Согласно проведенным исследованиям ошибкой при замене сферической поверхности плоскостью на участках с радиусом до 20 км при построении плана можно пренебречь, т. е. площадь участка, изображаемого на плане, не должна быть больше площади круга с радиусом R = 20 км.

Таким образом, основные различия между Картой и Планом Состоит в следующем:

- Карта – это изображение на плоскости горизонтальной проекции всей Земли или большой ее части с учетом кривизны Земли, а План – это изображение на плоскости гризонтальной проекции небольшого участка земной поверхности без учета кривизны Земли;

- на Карте Искажения длин и углов и площадей неизбежны, а на Плане они не искажаются;

- масштаб карты изменяется не только на переходах между точками, но и в каждой точке (по различным направлениям), а на плане Масштаб - величина постоянная.

Планы как и карты разделяются по масштабу, содержанию, размерам изображаемого участка и назначению.

По масштабу Мелкомасштабные – 1:10000 и мельче; среднемасштабные – 1:1000-1:5000; крупномасштабные – 1:5000 и крупнее.

По содержанию: Контурные (изображают только очертания местных предметов ТопографическиЕ (отображают кроме контуров, и неровности поверхности участков), Специальные (почвенные, лесные и т. п.)

По размерам участка И назначению: планы группы землепользований, хозяйств, частей хозяйств, населенных пунктов и т. д.

В отличии от карт и планов отображающих всю земную поверхность, или ее части, профили имеют более узкую задачу.

Профиль – это уменьшенное изображение вертикального разреза земной поверхности по данному направлению.

На профилях длинных вертикальных разрезов уровненная поверхность изображается прямой линией.

Для большей наглядности вертикальный масштаб рельефа на профиле принимается крупнее горизонтального (обычно в 10 раз).

Разрез местности обычно имеет вид кривой линии, а сам профиль строится в виде ломанной линии, поворотные точки которой представляют собой характерные точки местности, высоты (отметки) которых или измерены на местности, или определены по карте.

Съемка - это комплекс полевых геодезических работ по составлению на бумаге изображения какого-либо участка земной поверхности.

Так как любой снимаемый участок (полигон) обычно имеет криволинейные очертания, все многообразие съемочных работ сводится в основном к измерению Линий и Углов между ними.

Все геодезические съемки делятся на два вида: воздушные и наземные.

Воздушные съемки подразделяются на Аэрофотосъемки и космические съемки, а наземные – на Горизонтальные, вертикальные и топографические (совместные) съемки.

Горизонтальные Съемки охватывают в основном измерения границ полигонов и дают материал для составления контурных планов. К ним относятся Буссольная, теодолитная, и мензульная Съемка.

Вертикальные Съемки предназначены для определения отметок точек местности с последующим построением планов или профилей снимаемого рельефа. Таковыми является Нивелирная съемка.

Топографические Съемки потому и называются совместными, что они включают все перечисленные виды съемок. Они включают съемки как ситуации, так и рельефа и по ним составляются топографические карты и планы.

По способу получения графического изображения местности наземные съемки подразделяются на Графические и аналитические. Первые выполняются непосредственно в поле в один прием, а вторые в два приема – полевые и камеральные работы.

По целям съемки подразделяются на Почвенные, сельскохозяйственные, лесные, военные и т. д.

1) равномерное распределение ошибок по территории съемки;

2) контроль съемочных работ в процессе их производства;

3) ускорение съемки в процессе ее проведения.

Все съемки, кроме мензульной, осуществляются в два этапа: полевые работы, камеральные работы (вычисление результатов, графика).

Основное правило геодезических съемок: нельзя проводить последующие измерения вычисления и графические построения без полной уверенности в правильности выполнения последующих работ.

За единицу линейных измерений в геодезии принят Метр, Угловых – Градус (иногда радиан – ρ = 57,3º), площадь измеряется в м2 (км2, га), отметки точек – в метрах.

Масштаб – это степень линейного уменьшения какого-либо изображения по сравнению с его натуральной величиной, выраженная отношением длины линии на бумаге к ее горизонтальному проложению на местности.

Такое определение масштаба действительно только для планов и профилей, а на картах вместо горизонтального проложения линии на местности берут проекцию линии местности на поверхности эллипсоида.

Масштабы разделяются на Численные и графические.

Численный (числовой) масштаб это дробное число, в числителе которого единица, а в знаменателе – число, показывающее, во сколько раз уменьшено на бумаге горизонтальное проложение линии местности.

Так, численные масштабы 1:1000, 1:2000, 1:5000, 1:10000 показывают, что горизонтальные проложения линий местности на плане, или профиле уменьшены соответственно в 1000, 2000, 5000, 10000 раз, т. е. 1 см на бумаге соответствует 1000, 2000, 5000, 10000 см (или 10, 20, 50, 100 м) на местности.

В геодезии обычно используют численные масштабы 1:200, 1:500, 1:1000, 1:10000 и т. д. Более крупный из них 1:200, более мелкий 1:10000. наносятся они под южной рамкой карты, либо в южной части плана (профиля).

При помощи численного масштаба можно решить две противоположные задачи:

1) по длине линии местности (ее проекции) определить ее назначение на бумаге;

2) по длине линии на бумаге вычислить ее длину на местности;

В первой задаче при D = 367 м в масштабе 1:5000 получим: d = 367 : 50 = 7,34 см, во второй при d = 4,6 см в масштабе 1:1000 получим: D = 4,6*100=460м.

Масштабы делятся на два вида: Численный и графический , а графический в свою очередь, подразделяется на Линейный и поперечный масштабы. Графические масштабы удобны тем, что не требуют никаких вычислений, влекущих за собой возможные ошибки.

Линейный масштаб – это диаграмма для механического перевода длин линий на местности в их длины на бумаге, и наоборот.

Принцип построения линейного масштаба очень простой: на прямой линии ближе к ее левому краю устанавливается место нуля, справа от которого несколько раз откладывается отрезок длиной 1,2 или 2,5 см, называемый Основанием масштаба, а слева это основание делят на 10 равных частей, каждая из которых является наименьшим делением линейного масштаба. С правой стороны от нуля несколько раз последовательно оцифровывают основание масштаба (размерность ставится только в конце масштаба), а с левой стороны доли основания не подписываются. Если основание масштаба 1 см, последовательно число метров на местности будет: 0,100, 200, 300, 400 и т. д. При основании масштаба 2 см это будет: 0, 200, 400, 600, 800 и т. д., при основании 2,5 см получим: 0, 250, 500, 750 и т. д. Основание 2,5 см принимают для крупных масштабов, 2,0 см – для средних и 1,0 см – для мелких.

Пример оцифровки линейного масштаба с основанием 1 см (для масштабов 1:10000 и мельче) приведен ниже.

Рисунок

Две основные противоположные задачи решаются и на линейном масштабе (первая – 460 м : 100 = 4,6 см; вторая – 4,6 см * 100 = 460 м).

Единственным недостатком линейного масштаба является то, что если левый раствор циркуля не попадает в одну из точек наименьших делений слева от нуля, точно измерить линию нельзя.

Для повышения точности измерений линий и решение обоих основных задач применяется поперечный масштаб.

Поперечный масштаб – это подвид графического масштаба, позволяющий проводить измерения на бумаге и построение на местности с максимально высокой точностью.

Поперечный масштаб, как и линейный строится по разным основаниям (1 см, 2 см, 2,5 см) для разных масштабов, но кроме этого справа между отрезками основания масштаба восстанавливают перпендикуляры и строят параллели, а слева от нуля строят косые линии – трансверсали. Полученный чертеж и называют Поперечным масштабом:

Рисунок

Из чертежа поперечного масштаба видно горизонтальные отрезки слева от нуля и вертикальные деления с обоих сторон от нуля равняются десятой части основания масштаба, а отрезки между перпендикуляром 06 и первой трансверсалью на каждой параллели различны.

По подобию треугольников в системе вОа видно, что наименьший отрезок, а1в1, обозначенный (q)1 равняется десятой доли основания масштаба, т. е. сотой доли этого основания, а наибольший отрезок ав равняется десятой доле основания масштаба. И если при основании масштаба 2 см (200 м на местности) а1в1 = q =0,02 см, то а2в2 = 0,04 см, а3в3 =0,06 см, а4в4 = 0,08 см, а5в5 = 0,10 см, а6в6 = 0,12 см, а7в7 = 0,14 см, а8в8 = 0,16 см, а9в9 = 0,18 см, ав =0,20 см, то эти отрезки равняются соответственно 2 м, 4 м, 6 м, 8 м, 10 м, 12 м, 14 м, 16 м, 18 м, 20 м.

Поперечный масштаб с наименьшим делением 1/100 (q = L/100) называется сотенным, или нормальным.

Пример. Оцифровать сотенный поперечный масштаб для численного масштаба 1:10000.

Рисунок

Длина линии LK = 400 + 20 = 420 м на местности.

Длина линии NM = 20 +20 * 3 + 10 = 270 м на местности.

Длина линии SR = 400 + 20 * 3 + 12 = 472 м на местности.

Точность масштаба – это горизонтальное расстояние на местности, соответствующие 0,1 мм на бумаге. Для определения точности разных масштабов их знаменатели делят на 10000 и получают:

1:1000 – 0,1 м, 1:2000 – 2,0 м, 1:5000 – 0,5 м, 1:1000 – 1,0 м, 1:2500 – 2,5 м, 1: 5000 – 5,0 м, 1:10000 – 10,0 м, 1: 20000 – 20,0 м, 1:100000 – 100,0 м.

Чем выше точность масштаба (а она наивысшая при самом мелком масштабе – 1:1000000), тем меньше деталей можно изобразить на плане. Особо важные предметы и контуры обычно изображаются внемасштабными знаками.

С другой стороны, по фактическим размерам предметов местности можно установить, какой масштаб плана необходимо выбрать с сохранением подобия контуров. Если, например, на плане необходимо изобразить детали размером 1 м, принимают масштаб с точностью не более 1м м, т. е. не мельче 1: 10000.

Топографические материалы, являющиеся уменьшенными изображениями участков земной поверхности, подразделяются на карты, планы и профили.

Топографическим планом называют уменьшенное и подобное изображение на плоскости (на листе бумаги) в ортогональной проекции местных предметов и рельефа малых по размеру участков земной поверхности, принимаемых за плоскость (размером 20х20 кв. км). Иногда план составляют без изображения рельефа. В этом случае его называют ситуационным или контурным.

Участки земной поверхности изображаются на плане без учёта её кривизны, так как размеры этих участков малы.

Значительные по своим размерам участки земной поверхности невозможно получить непосредственно на плоскости без существенных искажений, т.е. с сохранением полного подобия. Такие участки проектируют ортогонально на поверхность земного эллипсоида, а с неё в какой-либо картографической проекции, переносят на плоскость. Полученное таким образом уменьшенное изображение земной поверхности на плоскости называется картой.

Таким образом, картой называют уменьшенное, подобное изображение земной поверхности на плоскости, построенное в какой-либо картографической проекции.

Участки земной поверхности изображаются на карте с учётом её кривизны вследствие больших размеров этих участков.

Карта, составленная в проекции Гаусса-Крюгера с изображением ситуации и рельефа называется топографической.

Кроме карт и планов к топографическим материалам относят профили.

Профили местности представляют собой уменьшенное изображение вертикального разреза земной поверхности вдоль выбранного или заданного направления. Они являются топографической основой при составлении проектно-технической документации, необходимой при строительстве подземных и наземных трубопроводов, дорог и других коммуникаций.

Масштабы карт и планов

Отношение длины линии на плане или карте к длине горизонтального проложения соответствующей линии местности называется м а с ш т а б о м карты или плана.

Если L – длина линии на местности, а l – длина линии на карте или плане, то масштаб М определяется соотношением

При l = 5 cм, L = 250 м М = 1 : 500.

Масштаб выраженный дробью, числитель которой - единица, а знаменатель - число, показывающее, во сколько раз уменьшены линии и предметы при изображении их на плане или карте, называется численным масштабом. Например, 1:5000.

Невооружённый глаз человека способен рассмотреть на чертеже с расстояния 20-25 см точку размером 0.1 мм и более. Поэтому длину горизонтального отрезка на местности, соответствующую отрезку 0.1 мм на плане или карте, называют точностью масштаба карты (плана) или предельной точностью.

Для удобства численный масштаб часто записывают в виде именованного масштаба, например, в 1 сантиметре 50 метров.

Численный масштаб может быть представлен в виде линейного масштаба ( рисунок 1 ).

100 50 0 100 200 300

Рисунок 1 - Линейный масштаб 1 : 5000

Линейный масштаб представляет собой линию, разделённую на равные отрезки, называемые основанием масштаба. Основание масштаба соответствует определённому числу метров горизонтального проложения на местности. Например, если основание масштаба равно 2 см, то при численном масштабе 1:5000 это соответствует 100 м горизонтального проложения. Левое основание масштаба делится ещё на 10 частей через 2 мм или на 20 частей через 1 мм, что позволяет определять расстояния по карте с учётом точности масштаба. Малое деление основания масштаба называют ценой деления масштаба. Например, для масштаба 1:5000, изображённого на рисунке 1, цена деления масштаба равна 10 м.

Линейный масштаб применяется для измерения длин линии с невысокой точностью. Для более точных измерений применяют поперечный масштаб. Его гравируют на специальных металлических линейках, называемых масштабными. Для построения поперечного масштаба на прямой откладывают основания масштаба, из концов которых восставляют перпендикуляры ( рисунок 2 ).

Рисунок 2 - Поперечный масштаб

Левое верхнее и нижнее основания масштаба и крайние перпендикуляры делят на 10 равных частей и соединяют соответствующие точки прямыми линиями, как показано на рисунке 2. Из подобия треугольников ВДЕ и bde следует de : ДЕ = Вd : BD, или de = DE*Вd / BD. Так как ДЕ = 0.1 АВ, а Вd = 0.1 BD, то de = 0.1AB*0.1BD = 0.01 AB.

Следовательно, наименьшее деление поперечного масштаба соответствует 0.01 основания масштаба.

Номенклатура карт и планов

Для удобства пользования картой размер одного листа принят близким к квадрату со стороной 40-50 см. Границами листа карты служат меридианы и параллели, широты и долготы которых выбраны так, чтобы обеспечивался указанный размер листа.

Деление карт на отдельные листы меридианами и параллелями называется р а з г р а ф к о й. В основе разграфки карт лежит лист карты масштаба 1:1000000. Листы карт этого масштаба получают делением земного эллипсоида меридианами, проводимыми через 6 0 , и параллелями – через 4 0 . После проектирования земного эллипсоида с построенной сеткой меридианов и параллелей на поверхность конуса и разворачивания его в плоскость получим множество листов карт в поликонической проекции масштаба 1:1000000 со сторонами 4 0 по широте и 6 0 по долготе ( рисунок 3 ). При этом каждый лист карты имеет своё обозначение в соответствии с установленной системой.

Читайте также: