книги / Топографические карты (решение типовых задач)
..pdfМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ (решение типовых задач)
Методические указания
Издательство Пермского национального исследовательского
политехнического университета
2021
1
Составитель Л.Б. Кошкина
УДК 528.2 Т58
Рецензенты:
д-р техн. наук, профессор С.Г. Ашихмин (Пермский национальный исследовательский политехнический университет);
канд. техн. наук, доцент, директор В.Б. Замотин (ООО «Центр экспертизы “Недра Урала”», г. Пермь)
Т58 Топографические карты (решение типовых задач) : метод. указания / сост. Л.Б. Кошкина. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2021. – 43 с.
Приведены теоретические сведения о топографических картах и представлены задания для лабораторных работ по теме «Топографические карты, решение задач по топографическим картам», предусмотренных рабочей программой и учебным планом при изучении теоретическогокурсадисциплины«Геодезия».
Изложены пути решения задач, связанных с изображением земной поверхности, ситуации и рельефа, приведены примеры решения представленных лабораторных работ. Предназначено для самостоятельной работы студентов, изучающих дисциплину «Геодезия», «Инженерная геодезия».
УДК 528.2
♥ ПНИПУ, 2021
2
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение................................................................................................ |
5 |
1. Лабораторные работы 1 и 2. |
|
Решение задач по топографической карте......................................... |
6 |
1.1. Топографические планы и карты............................................. |
6 |
1.1.1. Масштабы планов и карт.................................................... |
7 |
1.1.2. Элементы общегеографических карт................................ |
9 |
1.1.3. Содержание планов и карт............................................... |
11 |
1.2. Задание для работы 1. Определение геодезических |
|
и прямоугольных координат точек........................................ |
13 |
1.3. Указания к выполнению лабораторной работы 1................. |
13 |
1.3.1. Определение геодезических координат |
|
заданных точек.................................................................. |
13 |
1.3.2. Определение прямоугольных координат |
|
заданных точек.................................................................. |
16 |
1.3.3. Определение углов ориентирования............................... |
17 |
1.3.4. Прямая и обратная геодезические задачи |
|
на плоскости...................................................................... |
19 |
1.3.5. Пример решения прямой геодезической задачи ............ |
20 |
1.3.6. Пример решения обратной геодезической задачи......... |
21 |
1.4. Задание для работы 2. |
|
Определение высот точек и крутизны ската......................... |
22 |
1.5. Указание к выполнению работы 2 ......................................... |
22 |
1.5.1. Определение высот точек по горизонталям ................... |
22 |
1.5.2. Определение крутизны ската........................................... |
23 |
1.5.3. Построение профиля местности...................................... |
24 |
1.5.4. Построение линии с заданным уклоном......................... |
27 |
2. Номенклатура.................................................................................. |
28 |
2.1. Разграфка и обозначение листов карт.................................... |
28 |
2.2. Определение номенклатуры листа карты |
|
по широте и долготе................................................................ |
31 |
2.2.1. Определение номенклатуры листа карты |
|
масштаба 1:1 000 000........................................................ |
31 |
3
2.2.2. Определение номенклатуры листа карты |
|
масштаба 1:100 000........................................................... |
33 |
2.2.3. Определение номенклатуры листа карты |
|
масштаба 1:50 000............................................................. |
33 |
2.2.4.Определение номенклатуры листа карты |
|
масштаба 1:25 000............................................................. |
35 |
2.2.5. Определение номенклатуры листа карты |
|
масштаба 1:10 000............................................................. |
35 |
Список литературы............................................................................. |
37 |
Приложение 1 ..................................................................................... |
38 |
Приложение 2 ..................................................................................... |
39 |
Приложение 3 ..................................................................................... |
40 |
4
ВВЕДЕНИЕ
Методические указания ориентированы на студентов, изучающих дисциплину «Геодезия», «Инженерная геодезия». Основная цель – познакомить студентов с терминами, используемыми в теме «Топографические карты», и способами изображения объектов на земной поверхности, дать возможность самостоятельно выполнить лабораторные работы по заданной теме.
Основным методом изучения дисциплин «Геодезия», «Инженерная геодезия», независимо от формы обучения, является самостоятельная работа студента. Приведенный теоретический материал дает возможность учащимся самостоятельно выполнить указанные в данном издании лабораторные работы.
При изложении теоретического материала ставилась задача дать представление о терминах и определении этих понятий. Основная теоретическая часть дисциплины излагается в лекционном материале, что не исключает работу с литературой.
Лабораторные работы выполняются на стандартных листах бумаги формата А4 (297×210 мм) с оставлением полей: слева – 25 мм, справа – 10 мм, сверху и снизу – 20 мм. Рамка не чертится.
Проверенная работа предъявляется к защите после внесения исправлений. Защита работы включает ответы на вопросы, помещенные в конце методических указаний.
При защите работ преподаватель выясняет теоретическую подготовку студента по данной теме. При слабой теоретической подготовке студента назначается повторная защита. При положительной защите студенту засчитывается тема.
5
1. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ 1 И 2. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ КАРТЕ
1.1. Топографические планы и карты
При изображении на плоскости земной поверхности значительной по площади проектирование производится на сферическую поверхность. В этом случае участки местности изображаются с определенными искажениями. Для уменьшения этих искажений применяются специальные методы построения изображений, называемые картографическими проекциями. Такое построение будет являться картой.
Картой называется уменьшенное изображение на плоскости участков поверхности Земли, значительных по площади, построенное по определенным математическим законам с учетом кривизны Земли.
Карты строятся в прямоугольной системе координат Гаусса. На карте также присутствует геодезическая система координат.
Топографическими называют группу географических карт масштабов 1:100 000; 1:50 000; 1:25 000; 1:10 000 и крупнее.
При изображении небольшого участка земной поверхности радиусом до 10 км он проектируется на горизонтальную плоскость. Полученное горизонтальное изображение участка в уменьшенном виде наносится на бумагу. Получается план.
Планом называется уменьшенное, подобное изображение ортогональной проекции контуров и рельефа местности, небольшое по площади, построенное без учета кривизны Земли.
Планы строятся в прямоугольной геодезической системе ко-
ординат (местная) в масштабах 1:100, 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, 1:10 000.
Для составления планов и карт приняты определенные стандартные масштабы.
6
1.1.1. Масштабы планов и карт
Масштабом называется отношение длины отрезка на плане к его горизонтальной проекции на местности.
Масштаб записывается в виде дроби с числителем, равным единице, и знаменателем, показывающим, во сколько раз уменьшены на плане длины линий. Например, 1:1000, 1:2000 и т.д. Такая запись называется численным масштабом.
Масштаб можно выразить словесным описанием. Например, «в одном сантиметре 20 метров», что соответствует масштабу 1:2000. Такая словесная форма выражения масштаба называется
именованным масштабом.
Для повышения точности графических построений и определения длин отрезков применяется поперечный масштаб.
Поперечный масштаб
Для построения или измерения на плане отрезков с точностью до десятых долей миллиметра применяется поперечный масштаб (рис. 1 и 3). Поперечный масштаб строится в следующем порядке: на прямой линии несколько раз откладывается основание масштаба (обычно 2 см). Из полученных точек восстанавливаются перпендикуляры, называемые вертикалями. Крайние левая и правая вертикали делятся на 10 равных частей, через полученные точки проводятся линии, параллельные основанию масштаба. Левое крайнее основание (верхнее и нижнее) делится на 10 равных частей. Через полученные точки проводятся параллельные линии наклоненные влево – трансверсали.
Измерение длин линий с помощью поперечного масштаба
Измеряемое расстояние на плане берется в раствор циркуля – измерителя, который устанавливается на поперечный масштаб
(рис. 2).
7
Рис. 1. Поперечный масштаб 1:500. Отрезок ab на плане соответствует длине 37,7 м на местности; отрезок cd – 23,25 м
Рис. 2. Измерение длин линий с помощью поперечного масштаба
Рис. 3. Поперечный масштаб 1:2 000 Отрезок ef соответствует длине 146,4 м на местности; отрезок gh – длине 96,8 м.
8
Правая ножка измерителя ставится на одну из вертикалей, а левая – на одну из трансверсалей. При этом обе ножки должны находиться на одной и той же горизонтальной линии.
Измеренная длина равна сумме расстояний, соответствующих числу охваченных раствором циркуля целых оснований, десятых долей основания и сотых его долей, которые оцениваются по положению ножки циркуля на трансверсали. Отрезок gh на плане соответствует длине 40×2+4×4+0,4×2= 96,8 м на местности.
Карты, показывающие и характеризующие местность, называются общегеографическими. Топографические карты входят в число общегеографических. Масштаб карт оказывает влияние на их содержание и использование. Чем крупнее масштаб карт, тем подробнее и точнее можно изобразить на карте проекции местности.
Карты в зависимости от масштаба условно делят на крупномасштабные и мелкомасштабные.
Сравнивая разные масштабы, более крупным называют тот, у которого знаменатель меньше, а более мелким, у которого знаменатель больше.
1.1.2. Элементы общегеографических карт
Листы топографических карт имеют три рамки: внутреннюю, минутную и внешнюю (рис. 4).
Внутренняя рамка карты: с севера и юга составлена линиями – параллелями; с запада и востока – меридианами.
Между внутренней и внешней рамками помещена шкала. На западной и восточной сторонах находится шкала широт. Одно деление шкалы соответствует одной минуте широты. Эта минута разделена на 6 частей точками, которые находятся между минутной и внешней рамками.
На северной и южной стороне находится шкала долгот, одно деление которой соответствует одной минуте долготы. Минута долготы также разделена на 6 частей с ценой деления 10 секунд.
9
Наличие этих шкал позволяет определять геодезические координаты точек.
В каждом углу рамки подписываются геодезические координаты: широта и долгота соответственно (см. рис. 4).
На карте нанесены линии координатной (иногда ее называют километровой) сетки. Эти линии координатной сетки оцифрованы в соответствии с прямоугольной зональной системой координат Гаусса.
Рис. 4. Часть листа топографической карты
Между внутренней и минутной рамками выписываются ординаты вертикальных и абсциссы горизонтальных линий координатной (километровой) сетки. Эти значения указаны в километрах по умолчанию.
10