Топографические планы и карты КАРТА l Карта

Топографические планы и карты

КАРТА l Карта чертеж содержащий в уменьшенном и подробном виде изображение участка земной поверхности, с учетом кривизны уровневой поверхности.

Фрагмент карты

План l План это чертеж, содержащий в уменьшенном и подобном виде изображение участка земной поверхности, без учета кривизны уровневой поверхности. l Планы, на которых изображена только ситуация местности, называются контурными (ситуационными). l Планы, на которых кроме предметов местности изображен еще и рельеф, называются топографическими.

Топографический план

Ситуационный план

Профиль местности l Профиль местности это линия пересечения физической поверхности земли с вертикальной плоскостью, проходящей через заданную линию.

Разновидности карт. • Ø Ø По своему содержанию карты подразделяются на: Общегеографические; Тематические; • К общегеографическим картам относят географические карты, на которых отображается совокупность основных элементов местности без выделения каких-либо из них. Подробность изображения рельефа, гидрографии, растительного покрова, населенных пунктов, дорожной сети и других топографических элементов местности на общегеографических картах зависит от их масштаба. К тематическим картам относят карты, основное содержание которых определяется отображаемой конкретной темой. На них с большей детальностью отображаются отдельные элементы местности или наносятся специальные данные, не показанные на общегеографических картах. Тематические карты подразделяются на: Ø - Карты планировочной структуры; Ø - Природные карты (метерологические, геологические и т. д); Ø - Социально-экономические карты (демографическая обстановка и т. д); •

Устройство топографической карты 1 - вертикальная километровая линия, 2 - цифровые обозначения горизонтальных линий координатной сетки, 3 - цифровые обозначения вертикальных линий координатной сетки, 4 - внутренняя рамка, 5 - рамка с минутами, 6 - горизонтальная километровая линия, 7 – внешняя рамка.

Устройство топографической карты l За рамкой листа топографической карты помещают его номенклатуру, название соответствующей политикоадминистративной единицы и главного населенного пункта, численный и линейный масштабы, сведения о системах координат и высот, сечении рельефа, методе и годе изготовления. Кроме того, на зарамочных полях обзорнотопографических карт дают условные знаки к данному листу, шкалу ступеней высот. l На планах масштабов 1: 5000 – 1: 500, построенных с прямоугольной разграфкой, линии параллелей и меридианов и минутная рамка отсутствуют. Линии сетки прямоугольных координат проводятся через 10 см. Их выходы за внутреннюю рамку подписывают в километрах (для масштабов 1: 5000 и 1: 2000) или в метрах (для масштабов 1: 1000 и 1: 500).

Разграфка и номенклатура топографических карт России. Разграфка и номенклатура карт России основана на использовании проекции Гаусса – Крюгера и строится на основе листа международной карты масштаба 1: 1000 000, границами любого листа которой являются меридианы с разницей долгот 6º и параллели с разницей широт в 4º. l Для получения карты масштаба 1: 1000 поверхность земного эллипсоида делят параллелями и меридианами на ряды и колонны. l Ряды– это полосы между двумя соседними параллелями, проведенными через 4 градуса по широте к северу и к югу от экватора. Ряды обозначаются буквами латинского алфавита. l Колонны – это двуугольники между двумя соседними меридианами, проведенными через 6 градусов, колонны нумеруются арабскими цифрами с запада на восток от меридиана с долготой 180º. Таким образом, Гринвичский меридиан разграничивает 30 и 31 колонны. l

Разграфка и номенклатура топографических карт России.

Разграфка и номенклатура топографических карт России. l На основе деления листа миллионной карты на 4 части средним меридианом и средней параллелью получаются листы карт масштаба 1: 500 000, а номер складывается из номера листа миллионной карты и заглавной буквы русского алфавита, обозначающей одну из четырех полученных частей: А, Б, В, Г, например: N 37 Г;

Разграфка и номенклатура топографических карт России. l Делением миллионной карты на 36 частей получают листы карт масштаба 1: 200 000, а в номере после обозначения исходного листа миллионной карты добавляют римскую цифру. Например: О 36 ΧΧV l Путем деления листа миллионной карты на 144 части получаются листы карт масштаба 1: 100 000, в номере после обозначения миллионной карты ставят арабскую цифру, например: О 36 133. Затем, карты более крупных масштабов 1: 50 000, 1: 25 000, 1: 10 000 получают путем деления на 4 части листа каждой предыдущей карты и обозначения полученных листов соответственно заглавными буквами русского алфавита, строчными буквами и арабскими цифрами.

Разграфка и номенклатура топографических карт России.

МАСШТАБ l Масштабом топографических карт называется отношение длины линии на карте к длине горизонтальной проекции соответствующей линии местности. l Масштаб указывается под южной рамкой листа карты в виде отношения чисел (численный масштаб), а также в виде именованного и линейного (графического) масштабов.

МАСШТАБ Численный масштаб (М) выражается дробью, где в числителе единица, а в знаменателе число, показывающее степень уменьшения: М =1/m. Так, например, на карте в масштабе 1: 100 000 длины уменьшены сравнительно с их горизонтальными проекциями (или с действительностью) в 100 000 раз. l Именованный масштаб — пояснение, указывающее соотношение длин линий на карте и на местности. При М= 1: 100 000 1 см на карте соответствует 1 км. l

МАСШТАБ l Линейный масштаб служит для определения по картам длин линий в натуре. Это прямая, разделенная на равные отрезки, соответствующие «круглым» десятичным числам расстояний местности. Отрезки a, откладываемые вправо от нуля, называются основанием масштаба. l Для повышения точности определения расстояний крайний слева отрезок линейного масштаба делится на более мелкие части b, называемые наименьшими делениями линейного масштаба l

МАСШТАБ

Устройство топографической карты

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ И ПЛАНОВ В АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНОМ И ИНЖЕНЕРНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ. Топографические карты и планы являются основными исходными данными на всех этапах архитектурно планировочного и инженерного проектирования. l Они позволяют проанализировать и оценить как природные особенности района: пригодности земель, намечаемых для строительства, характера рельефа, наличие неблагоприятных физико геологических явлений и др. , так и экономические условия: пути сообщения, наличие воды для питья и промышленных целей, строительных материалов, энергетической базы и т. д. l С помощью измерений по картам можно получить координаты изображенных объектов, расстояния между ними, размеры и ряд других параметров, измерение которых в натуре представляет подчас трудоемкую задачу. l

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ И ПЛАНОВ В АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНОМ И ИНЖЕНЕРНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ И ПЛАНОВ В АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНОМ И ИНЖЕНЕРНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ. Вертикальная планировка перекрестка улицы Схема вертикальной планировки

ТИПЫ И ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА l l l Рельеф – совокупность неровностей суши, дна океанов и морей, разнообразных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Основными формами рельефа являются: гора, котловина, хребет, лощина и седловина. Кроме перечисленных форм, рельеф имеет детали, например: овраги, промоины, курганы, насыпи, выемки, уступы, каменоломни и т. д. Все разновидности форм и деталей рельефа состоят из элементов. Основными элементами рельефа являются: основание (подошва), склон (скат), вершина (дно), высота (глубина), крутизна и направление ската, линии водораздела и водосбора (тальвег).

ТИПЫ И ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА

ТИПЫ И ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА Горой называют куполообразную или конусообразную возвышенность земной поверхности. Самую высокую точку горы называют вершиной, от которой во все стороны местность понижается. Остроконечную верхнюю часть горы называют пиком, а плоскую – плато. Боковая поверхность горы называется скатом или склоном. Основание горы, являющееся линией перехода скатов в окружающую ровную поверхность, называется подошвой горы. Ø Небольшую гору, высотой до 200 м, называют холмом. Ø Насыпной холм называют курганом. l

ТИПЫ И ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА Котловина представляет собой замкнутое углубление земной поверхности конусообразной формы. Нижнюю часть котловины называют дном, боковую поверхность – скатом, линию перехода боковой поверхности в окружающую местность – бровкой. Ø Небольшую котловину называют ямой, воронкой или впадиной. l

ТИПЫ И ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА l Хребет – это вытянутая в одном направлении возвышенность с двумя противоположными скатами. Линию пересечения его скатов, проходящую по самым высоким точкам хребта, называют водоразделом, от которого вода и атмосферные осадки скатываются вниз по двум скатам.

ТИПЫ И ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА Лощина – углубление удлиненной формы. Линию вдоль лощины, проходящую по самым низким точкам, называют водотоком или тальвегом, а бока – скатами, которые заканчиваются бровками. Ø Широкие лощины с пологими скатами называют долинами, а с крутыми и каменистыми – ущельями. l

ТИПЫ И ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА Ø Лощины в виде глубоких промоин в долинах, образующиеся под действием текучих вод, называют оврагами. С течением времени обрывы оврага осыпаются, зарастают травой, древесной растительностью и образуют балки.

ТИПЫ И ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА Седловина – это пониженный участок водораздела между двумя возвышенностями и двумя лощинами, расходящимися от седловины в противоположные стороны. l В горной местности седловину называют перевалом. l

ИЗОБРАЖЕНИЯ РЕЛЬЕФА ГОРИЗОНТАЛЯМИ l На топографических картах рельеф изображается горизонталями, т. е. кривыми замкнутыми линиями, каждая из которых представляет собой изображение на карте горизонтального контура неровности, все точки которого на местности расположены на одной и той же высоте над уровнем моря.

ВИДЫ ГОРИЗОНТАЛЕЙ Для равнинной и холмистой местности высота сечения рельефа на карте величина равна 0, 02 величины масштаба карты (например, на картах масштабов 1: 50 000 и 1: 100 000 высота сечения соответственно равна 10 и 20 м). l На картах же высокогорных районов, чтобы изображение рельефа не затемнялось из-за излишней густоты горизонталей и лучше читалось, высоту сечения принимают в два раза больше нормальной (на карте масштаба 1: 25 000 – 10 м, 1: 50 000 – 20 м, 1: 100 000 – 40 м, 1: 200 000 – 80 м). l На картах плоскоравнинных районов масштабов 1: 25 000 и 1: 200 000 высоту сечения принимают в два раза меньше нормальной, т. е. соответственно 2, 5 и 20 м. l l Горизонтали на карте, соответствующие установленной для нее высоте сечения, проводятся сплошными линиями и называются основными, или сплошными горизонталями.

ВИДЫ ГОРИЗОНТАЛЕЙ

ВИДЫ ГОРИЗОНТАЛЕЙ l В случаях невозможности обозначения важных подробностей рельефа основными горизонталями применяют половинные (полугоризонтали), которые проводятся на карте через половину основной высоты сечения. В отличие от основных, половинные горизонтали вычерчивают прерывистыми линиями. l В отдельных местах, где нужные подробности рельефа не выражаются основными и половинными горизонталями, проводятся между ними еще вспомогательные горизонтали – примерно через четверть высоты сечения. Их вычерчивают также прерывистыми линиями, но с более короткими звеньями. l Для облегчения счета горизонталей при определении высот точек по карте все сплошные горизонтали, соответствующие пятикратной высоте сечения, вычерчивают утолщенной линией (утолщенные горизонтали).

ИЗОБРАЖЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЯМИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ФОРМ РЕЛЬЕФА l Бергштрих — чёрточка, проведённая перпендикулярно горизонталям и указывающая свободным концом направление ската.

УСЛОВНЫЕ ЗНАКИ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЛЬЕФА, НЕ ВЫРАЖАЮЩИХСЯ ГОРИЗОНТАЛЯМИ

Задачи решаемые с помощью карт и планов Определение высот точек на карте Если точка расположена на горизонтали, то ее высоту устанавливают по высоте этой горизонтали. Высоту (отметку) точки, расположенной между горизонталями можно определить, если через нее провести линию ab по кратчайшему расстоянию между горизонталями. l Из подобия треугольников abb 1 и acc 1, учитывая, что h – высота сечения рельефа, d – заложение получим: cc 1= ac×bb 1 / ab или Δh=Δd h/d. Нс = На + Δh. l Величины d и Δd измеряют на карте, а высота сечения рельефа подписана под масштабом карты. l l

Задачи решаемые с помощью карт и планов l l Определение уклона линии Тангенс угла наклона линии называют уклоном линии и обозначают буквой i: Уклон i = 0, 05 показывает, что линия местности повышается или понижается 5 м через каждые 100 м горизонтального расстояния S. l Уклон линии численно можно рассматривать как превышение, приходящееся на единицу горизонтального расстояния. l Измерив на карте длину заложения (расстояние между двумя соседними горизонталями по заданному направлению) и зная высоту сечения, можно найти уклон линии. Уклон также выражают в процентах или промилле (промилле – это тысячная часть целого или 1/10 процента). l

Задачи решаемые с помощью карт и планов Определение крутизны ската с помощью графика заложений Мерою крутизны склона служит уклон, или тангенс угла наклона линии местности к плоскости горизонта. Расстояние между горизонталями (заложение) может быть разное, а превышение (вертикальное расстояние) между горизонталями в любом случае одно и то же. Следовательно, линия, соответствующая меньшему заложению, имеет больший уклон. l Для графического определения углов наклона v по заданному значению заложения а, масштабу 1: М и высоте сечения h строят график заложения. Вдоль прямой линии основания графика намечают точки, соответствующие значению углов наклона. По перпендикуляру к основанию графика от этих точек откладывают отрезки (в масштабе карты), равные соответствующим заложением, а именно a = h / tgv. Концы этих отрезков соединяют плавной кривой. l График помещают под южной рамкой топографических карт и планов. Для определения уклона с карты раствором циркуля измерителя берут заложения между двумя горизонталями по данному скату, затем по графику находят то место, где расстояние между кривой и горизонтальной прямой равно этому заложению. Для найденной таким образом ординаты определяют значение ν или i по горизонтальной прямой. l l

Задачи решаемые с помощью карт и планов Графики заложения: а – для углов наклона; б – для уклонов

Задачи решаемые с помощью карт и планов l l l 1. 2. Построение профиля местности по данным топографической карты Профиль — это вертикальный разрез рельефа местности по заданному направлению. Порядок построения профиля: Прочертить карандашом на карте профильную линию; Оценить максимальную и минимальную высоту по линии профиля.

Задачи решаемые с помощью карт и планов 3. 4. 5. Задать горизонтальный и вертикальный масштабы профиля. Горизонтальной линией профиля является ось расстояний, вертикальной линией – ось высот. Обычно горизонтальный масштаб профиля равен масштабу топографической карты, а вертикальный в 10 раз крупнее. Построить горизонтальную и вертикальную оси координат профиля и оцифровать их в соответствии с выбранными горизонтальным и вертикальным масштабами. Вертикальная координатная ось начинается с абсолютной отметки, выбранной для основания профиля, так называемой линии условного горизонта. Ее значение должно быть меньше минимальной абсолютной отметки по линии профиля и выражено круглым числом. Работа по построению профиля упрощается, если оцифровка шкалы высот совпадает со значениями отметок горизонталей на карте. На горизонтальной оси требуется отложить отрезки, соответствующие пересечениям горизонталей с профильной линией, а также точек пересечения линии профиля с объектами ситуации (дорогами, линиями связи, объектами гидрографии, границами лесов и т. п. ). Из отмеченных точек на горизонтальной оси восстановить перпендикуляры, соответствующие их абсолютным высотам. Полученные точки соединить плавной линией.

Задачи решаемые с помощью карт и планов Построение на карте (плане) линии заданного уклона Задача построения линии заданного уклона часто встречается в практике при проектировании трассы дороги, трубопровода и т. д. l Допустим, что из точки М на топографической карте с высотой сечения рельефа 5 м требуется провести кратчайшую ломаную линию по направлению к точке N так, чтобы уклоны отдельных участков ее не превышали 5 %. l l l Так как горизонтали проведены на плане через 5 м, то при соблюдении требования 5% уклона расстояние между смежными горизонталями должно быть 100 м. Поэтому, взяв в раствор циркуля измерителя по масштабу плана 100 м, засекаем этим раствором циркуля из точки М горизонталь с высотой 35 м в двух точках с и е. Из этих точек тем же раствором 100 м засекаем точки на горизонтали с высотой 40 м и т. д. В итоге получим два варианта положения на плане линии заданного уклона. Вариант Mс. N извилистее и длиннее, направление Me. N менее извилисто, короче по длине и может быть принято за окончательное.

Задачи решаемые с помощью карт и планов l l Построение орографической схемы рельефа местности Орографическая (греч. oros гора и grapho пишу, описываю) схема является одним из видов носителей информации о местности. Это изображение местности с прорисовкой хребтов и долин. По таким схемам легко ориентироваться в горах. Орографическая схема рельефа местности получается в результате проведения по карте линий водоразделов и тальвегов. Водоразделы проходят по точкам, от которых линии скатов расходятся в разные стороны, тальвеги – по точкам, в которых линии скатов сходятся. Размещаются такие точки в местах наибольшей кривизны горизонталей. Положение водоразделов и тальвегов, определяемое по горизонталям (а) и образуемая ими орографическая схема (б)

Задачи решаемые с помощью карт и планов Определение формы ската Скаты могут иметь равномерную (постоянную) кривизну, тогда форма (экспозиция) такого ската называется ровной; промежутки между горизонталями (заложения) здесь будут одинаковыми. l Но чаще можно встретить скаты, крутизна которых меняется. Если крутизна по направлению спуска увеличивается (заложения уменьшаются), то такой скат называют выпуклым, и, наоборот, при уменьшении крутизны по направлению спуска скат называют вогнутым. На волнистых склонах чередуются выпуклые и вогнутые участки; эти скаты имеют горизонтали, расположенные на различном удалении одна от другой. l l

Цифровые карты Цифровая карта (цифровая модель карты) создается путем цифрования аналоговой информации (карт, планов), фотограмметрической обработки материалов дистанционного зондирования ДЗЗ, цифровой регистрации полевых съемок. l Цифровая карта создается с полным соблюдением нормативов и правил картографирования, точности картографирования карт, генерализации, системы условных обозначений. l Цифровая карта служит основой для изготовления обычных бумажных, и электронных карт. Она входит в состав картографических баз данных, составляет один из важнейших элементов информационного обеспечения ГИС и одновременно может быть результатом функционирования ГИС. l

Преимущества цифровых карт над бумажными Возможность постоянного внесения изменений и корректировок (обновления карт); l Возможность объединения в единой системе картографической и некартографической информации и различных взаимосвязей между ними; l Возможность оперативного обращения к ЦК как путем ввода запросов через клавиатуру, так и путем непосредственного указания на экране монитора интересующих пользователя картографических объектов; l Возможность создания по требованию пользователя любых нужных ему карт – требуемой тематики, масштабов и степени детализации как в электронном виде, так и на твердых носителях; l

Электронная карта l В отличие от цифровой карты электронная карта является картографическим изображением, визуализированным с использованием программных и технических средств в заданной проекции, размерности, системы условных знаков на дисплее компьютера на основе данных цифровых карт или баз данных ГИС. При необходимости электронная карта может быть трансформирована и дополнена новыми данными, например текущей оперативной информацией.

Геоинформационные системы l Геоинформационная система - это информационная система, предназначенная для сбора, хранения, обработки, отображения и распространения данных, а также получения на их основе новой информации и знаний о пространственно-координированных объектах и явлениях. l Совокупность тематических слоев образует интегрированную основу графической части ГИС, в которых объединяющей основой (подложкой) являются цифровые и электронные карты.

Геоинформационные системы

Цифровые и математические модели местности l l l Цифровой моделью местности (ЦММ) называется совокупность точек местности с координатами x, y, H различными обозначениями для аппроксимации местности с ее природными характеристиками, условиями и объектами. Математическую интерпретацию цифровых моделей для решения конкретных инженерно технических задач на ЭВМ называют математической моделью местности (МММ). Общая модель местности представляет собой сочетание отдельных цифровых моделей: ситуации, рельефа, почвенно грунтовых, гидрогеологических, инженерно геологических, технико экономических показателей и других характеристик местности. ЦММ используют для выбора оптимальных вариантов проектных решений: выбор трассы дорог, каналов и других линейных сооружений, составление проектов вертикальной планировки, расчеты искусственных сооружений и т. д. При проектировании инженерных сооружений чаще всего используют цифровую модель ситуации и цифровую модель рельефа. Цифровая модель ситуации создается обычно на застроенные территории; все здания, сооружения и другие элементы ситуации задаются координатами характерных точек (центров, углов, пересечением осей и т. п. ), определяющими положение ситуации на местности.

Цифровые и математические модели местности

Цифровые и математические модели местности

Цифровые и математические модели местности