Лекции. Система геотехнологий

Подождите немного. Документ загружается.

Между географическим азимутом А линии и ее дирекционным углом α

существует зависимость: А = α + γ. Сближение меридианов γ

считается положительным для точек, лежащих к востоку от осевого

меридиана, и отрицательным — для точек, расположенных к западу от него.

Величина сближения меридианов может быть вычислена по приближенной

формуле: γ = L sinВ, где L — разность долгот осевого и географического

меридианов данной точки, В — геодезическая широта точки. Дирекционный

угол α заданного направления называется прямым, а противоположного

направления — обратным α',

На рис. 7 видно, что α ' = α + 180°.

Магнитные азимуты. При решении ряда практических задач

целесообразно пользоваться магнитными азимутами, так как они легко

определяются с помощью простых приборов; таких как компас и буссоль,

главной частью которых является магнитная стрелка.

Приведем некоторые сведения об элементах магнитного поля Земли.

Вертикальная плоскость, проходящая через концы магнитной стрелки,

называется плоскостью магнитного меридиана; угол,

который она составляет с плоскостью географического меридиана, называется

магнитным склонением, обозначаемым через δ (рис. 9).

Склонение отсчитывается от севера к востоку и к западу; в первом

случае

оно называется восточным и считается положительным, во втором —

западным и отрицательным.

Рис. 9. Магнитное склонение

+δ – восточное, –δ – западное

Магнитные азимуты А

отсчитываются так же, как и географические —

по ходу часовой стрелки от 0 до 360°, но от магнитного меридиана.

Из изложенного следует, что

А = А

+ δ

(с учетом знака магнитного склонения).

Величина магнитного склонения не остается постоянной в точках

земной поверхности; она имеет вековые, годичные и суточные периодические

изменения, значительные по величине.

Сведения о величине магнитного склонения в данном районе: можно

получить на метеостанциях, где ведутся систематические наблюдения за

изменением магнитного склонения. Внизу, под южной рамкой топографических

планов и карт, приводится среднее значение склонения для изображенной

территории. Кроме того, имеются магнитные карты, на которых приведены линии с

одинаковыми значениями отдельных элементов земного магнетизма и, в частности,

склонения — изогоны.

Связь между дирекционным углом и магнитным азимутом определяется,

если даны γ и δ; имеем.

A ,

−

откуда

)(

−

(с учетом знаков сближения меридианов и магнитного склонения).

Вследствие вариации магнитных склонений во времени, влияний местного

характера и других причин направление магнитного меридиана определяется

приближенно. Это надо учитывать при ориентировании линий.

3 ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ И ПЛАНЫ

3.1 Топографические планы

Ортогональная проекция — изображение

пространственного объекта на плоскости посредством проектирующих лучей,

перпендикулярных к плоскости проектирования. В геодезии эту проекцию

применяют с известным обобщением: точки физической поверхности Земли

проектируют на поверхность эллипсоида лучами, направленными по нормали

к последней.

Топографическим планом называют уменьшенное и

подобное изображение ортогональной проекции участка местности, в

пределах которого кривизна уровенной поверхности не учитывается.

Длина ортогональной проекции линии на горизонтальную плоскость

называется горизонтальным проложением.

Отношение длины линии на плане к длине горизонтального

проложения этой линии на местности называется численным

масштабом топографического плана. Его обычно представляют в виде

правильной дроби, числитель которой равен единице, а знаменатель —

некоторому числу N, показывающему, во сколько раз расстояние на плане ab

уменьшено по сравнению с соответствующим горизонтальным проложением

линии местности. Так, при ab = 5 см и A

= 250 м имеем

М = 1/N = 5/25 000 = 1/5000.

При сравнении численных масштабов различных планов употребляют

термины: «мельче» и «крупнее». Если N

< N

, т. е. знаменатель первого

масштаба меньше знаменателя второго, то говорят, что первый масштаб

крупнее второго, или второй масштаб мельче первого.

Для удобства численный масштаб часто записывают в виде

именованного масштаба, например: "в 1 сантиметре 50 метров"

(рис. 10).

1: 5000

В 1 сантиметре 50 метров

Рис. 10. Масштаб численный

Рис. 11. Масштаб линейный

Рис. 12. Масштаб поперечный

Линейный масштаб используют для измерения с небольшой

точностью длин отрезков на плане. Он представляет собой прямую линию,

разделенную на равные отрезки (рис. 11). Длина одного отрезка называется

основанием масштаба. Она соответствует определенному числу метров на

горизонтальном проложении. На рис. 11 основание принято равным 2 см, что

при численном масштабе 1 : 5000 соответствует 100 м на горизонтальном

проложении. Левое крайнее основание линейного масштаба разделено на

более мелкие деления.

Поперечный масштаб применяют для более точных

измерений длин

ЛИНИЙ на планах (рис. 12). Его гравируют на специальных

металлических линейках, называемых масштабными. Он позволяет измерять

расстояния с точностью цены наименьшего деления. Она равна основанию l

поперечного масштаба, деленному на произведение двух чисел m · n, где n — число

делений основания масштаба, а m — число линий, параллельных ему.

Поперечный масштаб, в котором: l = 20 мм,

т= n = 10, называют

нормальным; цена его наименьшего деления 0,2 мм. Действительно:

АВ = l = 20 мм; DE = l: 10 = 2 мм; далее

de = DE·Be/BE=2·1/m= 0,2 мм.

Опытный специалист с помощью измерителя может откладывать и измерять

расстояния с точностью до 1/2 цены наименьшего деления поперечного масштаба.

Точность масштаба топографического плана — длина

горизонтального проложения линии местности, соответствующая на плане отрезку в

0,1 мм. Так, для плана масштаба 1/5000 точность масштаба будет 0,1 · 5000 =

0,5 м.

Масштабы планов различного назначения. В

Украине топографические планы создают обычно в масштабах: 1 : 10 000, 1 : 5000,

1 : 2000, 1 : 1000, 1 : 500 и 1 : 200. Применение того или иного масштаба

определяется назначением топографического плана, характером ситуации на

местности и технико-экономическими показателями. Как правило, выбор

масштаба топографического плана регламентируется обязательными для всех

предприятий, организаций и учреждений Положениями, которые содержат

наименования проектов или отдельных проектных решений и соответствующие

им масштабы планов. Например, проекты и рабочую документацию малоэтажной

застройки составляют на планах масштаба 1 : 1000, многоэтажной — на планах

масштаба 1 : 500, для решения специальных архитектурных задач (составление

проекта подземных сетей, проектов памятников и т. д.) требуются планы в

масштабе 1 : 200.

3.2 Топографические карты

3.2.1 Понятие о топографической карте

Картой называется уменьшенное обобщенное изображение земной

поверхности на плоскости, построенное по определенным математическим законам.

Для изображения объектов на ней применяется система условных знаков. Карта

является наглядной и измеримой моделью местности, дающей ясное представление

о ее характере и свойствах.

Топографическая карта — это подробная карта местности,

позволяющая определять как плановое, так и высотное положение точек. По ней

можно измерить расстояния, направления, площади, измерение которых в натуре

представляет подчас сложную и трудоемкую задачу.

Назначение карт, их масштабы. Карты географические,

отображающие Землю в целом или ее части, по своему содержанию подразделяются

на общегеографические, имеющие универсальное назначение (на них

показывают гидрографию, рельеф, населенные пункты, дорожную сеть,

растительный покров и т. п.), и тематические, имеющие специальное

назначение, например карты дорожные, содержащие более детальную

характеристику дорожной сети.

Масштабы карт обусловливают их содержание и использование.

Действительно, чем масштаб крупнее, тем подробнее и точнее можно

изобразить на карте детали местности.

Общегеографические карты в масштабах 1 : 10 000—

1 : 1 000 000 называют топографическими картами, их условно подразделяют

на крупномасштабные (1:10 000, 1 : 25 000 и 1 : 50 000), среднемасштабные

(1 : 100 000 и 1 : 200 000) и мелкомасштабные (1 : 500 000 и 1 : 1 000 000).

Все эти карты (кроме 1 : 1 000 000) строят в равноугольной проекции Гаусса

и все они многолистные, т. е. вся поверхность Земли изображается на многих

листах.

3.2.2 Разграфка и номенклатура карт и планов

Для удобства пользования картой размер одного листа в обычных

условиях принят близким к квадрату со сторонами порядка, 40— 50 см,

причем границами листа карты служат меридианы и паралели, долготы и

широты которых выбраны так, чтобы обеспечивался указанный выше размер

листа карты.

В Украине в основе разграфки и номенклатуры топографических карт,

т. е. системы деления карт на отдельные листы и их обозначения, лежит

карта масштаба 1 : 1 000 000 (используется разграфка листов как в СССР).

Листы этой карты по параллелям образуют четырехградусные ряды, а по

меридианам — шестиградусные колонны. Ряды обозначаются

заглавными буквами латинского алфавита, начиная с буквы А от экватора

(рис. 13), а колонны — арабскими цифрами с нумерацией с запада на восток,

считая первой колонну с меридианом 180° от Гринвича.

Рис. 13. Разграфка листов карты масштаба 1 : 1 000 000

Номенклатура листа карты 1 : 1 000 000 состоит из буквы ряда и номера

колонны, соединенных чертой, например, лист на район г. Киева

обозначается М-36. Каждый лист карты масштаба 1 : 1 000 000 делится на

четыре листа карты масштаба 1 : 500 000 с обозначениями А, Б, В, Г рис. 14,

М-36 М-36-106 (1 : 100 000)

Рис. 14. Номенклатура листов карт: заштрихованы трапеции листа карты

М-36-106 (1 : 100 000), листа карты М-36-106-Б-г-3 (1 : 10 000)

на 36 листов карты масштаба 1 : 200 000, которые нумеруются римскими

цифрами I, II, ..., XXXVI, на 144 листа карты масштаба 1 : 100 000,

обозначаемыми арабскими цифрами 1, 2, ..., 144, следующими за

номенклатурой миллионного листа. Лист масштаба 1 : 100 000 делится

меридианами и параллелями на четыре листа А, Б, В, Г карты масштаба

1 : 50 000 (рис. 14), каждый из которых в свою очередь делится на четыре

листа карты масштаба 1 : 25 000, обозначаемых а, б, в, г; одному листу карты

масштаба 1 г 25 000 соответствуют четыре листа (1, 2, 3, 4) карты масштаба

1:10 000. Образцы номенклатур указанных карт приведены в табл. 2.

Основой номенклатуры топографических планов масштаба 1 : 5 000

служит лист карты масштаба 1 : 100 000, который делится на 256 частей (1, 2,

..., 256). Номенклатура листа плана масштаба 1 : 5 000 складывается из

номенклатуры листа масштаба 1 : 100 000 с добавлением в скобках

порядкового номера листа масштаба 1 : 5 000. В одном листе плана масштаба

1 : 5 000 содержится 9 листов масштаба 1 : 2000, обозначаемых а, б, в, г, д, е,

ж, з, и (см. табл. 2); номенклатура последнего из таких листов будет

M-36-106-(136-и). Для топографических планов участков площадью менее

20 км

применяется квадратная разграфка, не связанная с

общегосударственной номенклатурой. Инструкцией по топографо-геоде-

знческим работам при инженерных изысканиях для промышленного,

сельскохозяйственного, городского и поселкового строительства

рекомендуются следующие размеры рамок: 40 x 40 см для листов планов в

масштабе 1 : 5 000 и 50 x 50 см — для листов планов в масштабах 1 : 2 000,

1 : 1 000 и 1 : 500.

Таблица 2

Масштаб Номенклатура

Размеры рамок

по широте по долготе

1 : 1 000 000

1 : 500 000

1 : 200 000

1 : 100 000

1 : 50 000

1 : 25 000

1 : 10 000

1 : 5 000

1 : 2 000

М-36

М-36-В

М-36-XI

М-36-106

М-36-106-Г

М-36-106-Б-а

М-36-106-Б-г-3

М-36-106-(136)

М-36-106-(136-ж)

4°

2°

40'

20'

10'

2' 30"

1' 15"

25"

6°

3°

60'

30'

15'

7' 30"

3' 45"

1' 52.5"

37.5"

За основу разграфки принимается лист плана в масштабе 1 : 5 000,

обозначаемый условно арабской цифрой. В пределах этого листа

располагаются четыре листа плана масштаба 1 : 2 000: А, Б, В, Г (рис. 15).

Рис. 15. Разграфка топографических планов масштаба 1 : 5 000

Каждый из них содержит по четыре листа масштаба 1 : 1 000 (I, II, III, IV)

или по 16 листов масштаба 1 : 500 (1, 2, ..., 16). Примеры номенклатуры

изображенных на рис. 15 листов приведены в табл. 3.

Таблица 3

Масштаб Номенклатура Размеры рамок, см

1 : 5 000

1 : 2 000

1 : 1 000

1 : 500

3-Б

3-Б-III

3-Г-11

40 х 40

50 х 50

Координатные линии на листах

топографических карт. Стороны листа топографической карты

являются отрезками меридианов и параллелей и образуют внутреннюю рамку

этого листа. Рядом с внутренней расположена минутная; рамка карты (рис. 16),

деления которой соответствуют одной минуте широты и долготы. На листах

топографических карт, начиная с масштаба 1 : 500 000 и крупнее, нанесена

координатная сетка — совокупность вертикальных и горизонтальных линий,

параллельных осевому меридиану и экватору соответственно. Она служит для

графического определения координат точек плана. Линии сетки,

параллельные осевому меридиану, образуют с географическим меридианом

угол сближения меридианов, значение которого для средней точки листа карты

указывают за его южной рамкой. Там же приводится и магнитное склонение.

Рис. 16. Рамка топографической карты

3.2.3 Содержание планов и карт

Условные знаки планов и карт

Местные предметы на топографических планах и картах изображаются

условными топографическими знаками. Изображаемые на планах объекты

местности можно разбить на две группы. Одна группа по своим размерам

может выражаться в масштабе данной карты или плана, как, например,

пашни, луга, леса, огороды, моря, озера и т. п. Предметы другой группы по

своим размерам не могут быть выражены в масштабе карты, например,

ширина дорог, малых рек, ручьев, мосты, указатели дорог, километровые

столбы, колодцы, родники, геодезические знаки, различные ориентиры и т. д.

Условные знаки для первой группы предметов называются

масштабными, или контурными, для второй группы — вне-

масштабными.