- •Глава I.
- •§ 1. Географическая карта и ее свойства
- •§ 2. Основные элементы географической карты
- •Географическая карта элементы
- •Дополнительной характеристики
- •§ 3. Виды географических карт.
- •Глава II.
- •§ 4. Свойства топографической карты
- •§ 5. Масштаб. Измерение расстояний и площадей по картам
- •Масштабы топографических карт ссср'
- •§ 6. Разграфка и номенклатура топографических карт ссср
- •§ 7. Рамки листа карты.
- •§ 8. Проекция топографических карт ссср. Прямоугольные координаты
- •2 Пик. Чмч г. Ю. Грюнберг
- •§ 9. Углы направлений
- •§ 10. Географическое содержание топографических карт
- •Изображение рек на топографических картах
- •§ 11. Изображение рельефа
- •§ 12. Изучение рельефа местности по топографической карте
- •§ 13. Изображение социально-экономических объектов
- •§ 14. Применение топографических карт при изучении местности1
- •§ 15. Ориентирование на местности
- •§ 16. Топографические карты шельфа и внутренних водоемов
- •Глава III. Съемки местности
- •§ 17. Виды съемок
- •Высотно-плановые
- •§ 18. Геодезические опорные сети
- •§ 19. Линейные измерения на местности
- •Поправки за наклон линий (м)
- •§ 20. Наземные съемки. Плановые съемки
- •§ 21. Теодолитная съемка
- •§ 22. Плановые съемки простыми приборами
- •§ 23. Высотные съемки
- •§ 24. Геометрическое нивелирование
- •§ 25. Тригонометрическое нивелирование
- •§ 26. Физическое (барометрическое) нивелирование
- •§ 27. Планово-высотные съемки
- •§ 28. Аэрофототопографическая съемка
- •Глава IV.
- •§ 29. Географический глобус
- •§ 30. Масштаб мелкомасштабной карты
- •§ 31. Картографические искажения
- •§ 33. Классификация картографических проекций
- •§ 34. Азимутальные проекции
- •§ 35. Цилиндрические проекции
- •§ 37. Поликонические проекции. Псевдоцилиндрические проекции
- •§ 38. Условные проекции
- •§ 39. Определение (распознавание) проекций. Принципы выбора картографических проекций. Компоновка карт
- •Определитель для распознавания проекций карт восточного и западного полушарий
- •Глава V.
- •§ 40. Картографическая генерализация
- •§ 42. Классификация карт
- •Глава VI.
- •§ 43. Особенности обзорных общегеографических карт
- •§ 45. Изображение рельефа, почвенно-растительного покрова и грунтов
- •§ 46. Изображение населенных пунктов
- •§ 47. Изображение путей сообщения
- •§ 48. Изображение политического и политико-административного деления территории
- •Глава VII. Тематические карты
- •§ 50. Способ ареалов. Способ качественного фона
- •§ 51. Точечный способ. Способ изолиний
- •§ 52. Способ значков.
- •25100 500 1000 10000 50000 100000 Условная непрерывная шнала
- •§ 53. Картодиаграмма. Картограмма
- •§ 54. Способ линейных знаков. Способ знаков движения
- •§ 55. Сравнительная характеристика способов отображения географических явлений на тематических картах
- •Способы картографирования
- •§ 56. Главнейшие виды тематических карт
- •Глава VIII.
- •§ 57. Серии карт
- •§ 58. Географические атласы
- •Глава IX.
- •§ 59. Карта как средство познания
- •§ 60. Анализ и оценка географических карт
- •§ 61. Чтение карты и другие виды ее использования
- •§ 62. Анализ по картам взаимосвязей и динамики явлений
- •Глава XII.
- •§ 69. Роль карты в обучении географии. Целевая установка школьных карт
- •§ 70. Особенности школьных карт
- •§ 71. Классификация школьных карт
- •§ 72. Школьные топографические карты. Особенности их применения в учебной работе
- •§ 73. Особенности содержания и структуры школьных атласов, их анализа и оценки учителем географии
- •§ 74. Особенности содержания и применения карт в школьных учебниках
- •§ 75. Особенности содержания и применения специальных школьных карт
- •§ 76. Школьные глобусы, их виды и возможности использования в обучении географии
- •§ 77. Профили, блок-диаграммы и другие картографические произведения
- •§ 78, Особенности системы картографических знаний в школьной географии
- •§ 79. Изготовление рукописных карт и других картографических пособий в школьных условиях
- •Глава XIII.
- •§ 80. Роль и задачи изучения истории карты. Картографические рисунки первобытных народов и карты античного времени
- •§ 81. Картография в эпоху средневековья
- •§ 82. Картография нового времени
- •§ 83. Картография новейшего времени. Зарождение и развитие советской картографии
- •§ 84. Картография новейшего времени за рубежом. Перспективы развития картографии
§ 27. Планово-высотные съемки
Планово-высотные (совместные) съемки осуществляют с целью получения плана, отображающего географическую ситуацию местности и ее рельеф, т. е. съемкой определяется как плановое положение, так и высоты точек местности. С помощью угломерной или углоначертательной съемки получают плановое положение объектов, а отметки высот тригонометрическим, реже барометрическим нивелированием. Совместные съемки проводятся с помощью теодолита-тахеометра,, кипрегеля и мензулы. В полевых географических исследованиях часто используется планшет в сочетании с барометром-анероидом. Планово-высотная съемка подразделяется на тахеометрическую, мензульную и полуинструментальную в зависимости от способа ее проведения. Применение одного из указанных способов совместной съемки зависит от требования степени точности и быстроты составления плана, метеорологических условий и наличия инструментов.
Тахеометрическая съемка выполняется с помощью геодезических приборов — тахеометров «Тахеометрия» (греч.) —
116
117
быстрое измерение. Ее преимущества перед другими видами съемки (например, мензульной) заключаются в непродолжительности процесса съемки, обработке результатов не в полевых, а в камеральных условиях.
Тахеометрические ходы (система ломаных линий) служат для создания съемочных сетей (съемочного обоснования). После создания съемочной сети снимают плановую ситуацию и рельеф. При этом горизонтальные углы измеряются одним полным приемом (см. § 21), расстояния — дальномером. Съемка ведется в основном полярным способом. Направления на точки съемки определяют по горизонтальному кругу теодолита либо его буссоли.
В точках, определяющих важнейшие объекты плановой ситуации и элементы рельефа, ставят дальномерные рейки. По ним измеряют расстояния и берут отсчеты по вертикальному кругу, затем определяют угол наклона и превышение. Вычисления ведут с помощью специальных таблиц. Высоту пикетов получают, суммируя высоту станций и превышения точек.
Современные тахеометры служат для измерения горизонтальных и вертикальных углов, длин линий и превышений и делятся в зависимости от используемых в них дальномеров на ряд типов.
Тахеометры редукционные — оптические теодолиты (например, ТД), устройство которых позволяет автоматически определять превышения и горизонтальные проложения (редуцированные -расстояния) между точками местности.
Электронно-оптические тахеометры автоматически регистрируют на световом табло в цифровом виде и в условном коде на перфоленте, магнитной ленте или на твердом накопителе результаты измерений расстояний светодальномерами, горизонтальных и вертикальных углов, вычисленных приращений, прямоугольных координат, которые затем могут быть использованы непосредственно для обработки на ЭВМ, а обработанная информация может быть выведена на автоматические координатографы и графопостроители (см. § 67) для создания крупномасштабных карт и планов.
К таким тахеометрам относятся тахеометры типа Та. 5, ТЭ, ЭОТ—2000 и др.
Номограммные тахеометры (типа ТН, ТА-2, Дельта 010А и др.) применяются для определения расстояний, редуцированных на горизонтальную плоскость, и установления превышений при помощи специальных номограмм, видимых в поле зрения трубы по вертикальной рейке. Номограмма — график кривых, нанесенных на стеклянную пластинку, расстояние между которыми варьирует в зависимости от значения вертикального угла и фокусного расстояния зрительной трубы прибора.
Во время тахеометрической съемки ведут зарисовку плановой ситуации и рельефа — кроки. Рельеф на них отображают схематическими горизонталями, а направление склонов — стрелками. В специальный журнал заносят результаты полевых измерений. Номера одноименных точек в журнале и на кроки должны быть идентичными. На основе полевых данных строят топографический план мест-
118
ности: вначале наносят точки тахеометрического хода, затем по азимутам и расстояниям — реечные пикеты. Высотные отметки точек подписывают рядом с их изображением. Используя кроки и высотные отметки, в карандаше интерполированием строят горизонтали и наносят плановую ситуацию. После проверки на местности план подлежит оформлению тушью.
Мензульная планово-высотная съемка является основным наземным способом создания точных планов местности. Это объясняется тем, что конечный результат съемки — плановое положение географических объектов и рельеф L местности рисуются непо-_ средственно В поле ВО время Рис. 117. Мензульный комплект съемки. Мензульную съемку относят к углоначертатель-ным (графическим) съемкам.
Съемку выполняют мензульным комплектом. В него входят: мензула, кипрегель, ориентир-буссоль и дальномерные рейки. Для вычислений используют таблицы превышений. Результаты некоторых измерений фиксируют в журнале.
Мензула (от латинского mensula — столик) (рис. 117) состоит из мензульного планшета (7) — квадратной деревянной доски размером 60X60 см и подставки (2) с тремя подъемными винтами (3) для приведения планшета в горизонтальное положение. Мензулу ориентируют с помощью ориентир-буссоли. Планшет прикрепляется сверху к подставке винтами, а становой винт (4) соединяет ее снизу со штативом. У кипрегеля-автомата КА-2 мензульная доска крепится к штативу с помощью металлической подставки.
На планшет наклеивают высококачественную чертежную бумагу, на которой строят план. В целях защиты от загрязнения и выгорания планшет покрывают калькой или тонкой бумагой («рубашкой») , в которой во время съемки вырезают окошки для работы на чертежной бумаге.
Кипрегель — прибор, предназначенный для визирования (установления направления на нужную точку местности), прочерчивания направлений на планшете и измерения вертикальных углов. Широко используют два типа кипрегеля: более простой тип КБ и кипрегель-автомат КА-2 (рис. 118).
119
Рис. 118. Поле зрения кипрегеля— Рис. 119. Положение мензулы
автомата КА-2: и рейки при съемке
1 — начальная окружность; 2 — кривые превышений; 3 — кривая горизонтальных про-ложений; 4 — шкала отсчета вертикальных углов
С помощью кипрегеля визируют рейку, установленную в определяемой точке (рис. 119). Съемка производится полярным способом. Дальномером измеряют расстояния и откладывают их в масштабе плана вдоль линейки кипрегеля от изображения станции 1 до соответствующих точек 1, 2, 3... . Изображение ситуации или объектов местности строят на планшете по плановому положению точек Г, 2', 3' ..., соответствующих точкам 1, 2, 3... на местности.
С помощью вертикального круга кипрегеля измеряют вертикальные углы с целью определения превышений методом тригонометрического нивелирования (см. § 25).
Топографические съемки местности в производственных условиях проводятся на основе плановой и высотной сети опорных геодезических пунктов (см. § 18), благодаря которым допустимые ошибки измерений не накапливаются в отдельных местах, а равномерно распределяются по всей площади съемки. При проведении плановой мензульной съемки на небольших территориях возникает необходимость в создании на местности опорной съемочной сети. Она чаще всего не опирается на государственные геодезические пункты, которые могут располагаться далеко от снимаемого участка.
Рабочая основа мензульной съемки — опорная рабочая сеть состоит из небольшого числа точек, равномерно размещенных на снимаемом участке. Их фиксируют на местности колышками и вехами, установленными вплотную к колышкам. Плановое положение точек образует геометрическую сеть.
Точки геометрической сети на планшете определяются преимущественно прямыми засечками. Одна из сторон сети образует базис.
120
Длина линии базиса на плане берется от 5 до 10 см. Линия базиса на местности измеряется дважды. Устанавливают мензулу над точкой А, служащей одним из концов базиса АВ (рис. 120).
С помощью подъемных винтов подставки по уровню планшет приводят в горизонтальное положение. На «рубашке» планшета чертят прямую, изображающую направление магнитного меридиана, приложив к ней ориентир-буссоль, вращают планшет в горизонтальном направлении до совмещения направления меридиана на местности с прочерченной линией меридиана. Такое положение достигается, когда магнитная стрелка оказывается против нулевых делений шкалы ориентир-буссоли.
Установив мензулу, прикладывают линейку кипрегеля к изображению точки А и визируют на второй конец базиса на точку В (рис. 120), после чего прочерчивают по линейке направление аЬ. Откладывают по этому направлению тщательно измеренное расстояние АВ в масштабе съемки и получают на планшете точку Ь. Из точки А визируют на остальные точки опорной сети (С, D), прочерчивают на планшете эти направления и подписывают их за рамками планшета.
Затем мензулу устанавливают во вторую точку базиса В, ориентируют планшет по линии базиса Ьа и прочерчивают направление из точки В на остальные точки геометрической сети С и D. На планшете в точках пересечения прочерченных направлений получают изображения точек cud. Таким образом, способом прямой засечки получают проекции опорных точек геометрической сети на плане.
Рис. 120. Съемка опорной геометрической сети мензулой
121
Геометрическая сеть может быть создана на планшете также на основе теодолитных ходов (см. § 21). Для этого, по данным журнала полевых работ, на планшете заранее строят план хода в принятом для мензульной съемки масштабе.
■Я
В закрытой (занятой лесом или строениями) местности, где построение геометрической сети невозможно, прокладывают мензульные ходы, начальными и конечными точками которых служат точки съемочного обоснования или геодезической сети.
Мензулу устанавливают в начальной точке хода и ориентируют по буссоли. Первую точку А накалывают на плане так, чтобы весь снимаемый участок разместился на планшете. Дальномерная рейка по направлению хода устанавливается в максимально удаленную точку N, видимую из точки А. От точки а на планшете визируют точку В и по дальномеру определяют до нее расстояние. Полученное расстояние в масштабе плана откладывают вперед по ходу от точки b на плане.
С точки А переходят с мензулой в точку В, ориентируют ее по буссоли и по вехе в точке А, еще раз для контроля измеряют расстояние В—А. Далее с точки В визируют рейку, установленную в точке С, и т. д. Подобные действия проводятся на всех точках хода. Аналогичная работа производится при проложении замкнутого мензульного хода на всех точках полигона, пока ход не замкнется. При этом на планшете последняя и первая точка хода редко совпадают.
Линейная невязка (расстояние между этими точками) не должна превышать 1/200 длины (периметра) хода. Допустимая невязка увязывается способом параллельных линий (см. § 21).
Съемка ситуации производится после окончания работ по построению геометрической сети с пунктов съемочного обоснования. Съемка местности осуществляется в основном полярным способом. Мензулу устанавливают в опорной точке и приводят в рабочее положение (центрируют, приводят в горизонтальное положение и ориентируют). Линейку кипрегеля придвигают вплотную к изображению этой точки на плане и последовательно визируют рейку, устанавливаемую в точках местности, определяющих элементы рельефа, в углах и изгибах контуров, выражающихся в масштабе съемки.
Поочередно по дальномеру определяют расстояния до реечных точек и откладывают их в масштабе вдоль края линейки кипрегеля от накола станции по направлению визирования. После накола местоположения реечных точек на планшет наносят ситуацию (контуры объектов) условными знаками, не сходя с данной точки. Местность как бы «рисуют с натуры», что обеспечивает достаточно достоверный уровень съемки.
Определение превышений характерных точек рельефа при мензульной съемке производится методом тригонометрического нивелирования (см. § 25). План создается прямо в поле, вычисления производят одновременно со съемкой, горизонтали рисуют на планшете, не покидая станцию.
При съемке производится также отбор и обобщение картографируемых объектов. Съемщик прямо в поле решает все вопросы, связанные с процессом генерализации изображения (детально ли будут на плане показаны, например, извилины русла реки, поляны, овраги или обобщенно).
122
В журнал заносят следующие данные: начальная станция и ее абсолютная (или условная) отметка, номера реечных точек, их горизонтальные приложения D, превышения по кривым превышений П1 и Пг, и высотные отметки точек, найденные алгебраическим суммированием превышений с отметкой станции.
Процесс мензульной планово-высотной съемки ускоряется применением кипрегелей-автоматов, позволяющих по дальномерной рейке определять горизонтальные проложения и превышения точек, значения которых читаются со шкал без каких-либо дополнительных вычислений.
Рассмотрим устройство кипрегеля-автомата КА-2 (рис. 118) и приемы работы с ним. Оптика КА-2 системой призм передает изображение кривых, характеризующих горизонтальное проложение (D) и превышения (Пi и ГЬ), а также дугу «начальной окружности» (Я) (нанесенных на поверхность лимба) в окуляр зрительной трубы на Г-образную полоску призмы-сетки. Наблюдатель через окуляр одновременно рассматривает изображения этих кривых и изображение рейки. На призме-сетке зрительной трубы, кроме кривых D, ГЬ и П2, а также Н (с оцифрованными делениями через 1°), видны три коротких дальномерных штриха, два крайних из которых нанесены, как и кривая D, из расчета коэффициента дальномера 100 (см.
§ 19).
На Г-образной полоске видны кривые превышений с подписанными соответствующими им коэффициентами: ±10, ±20, ±100, которые появляются в поле зрения окуляра в зависимости от угла наклона визирной оси. Их знак ( + ) показывает повышение рельефа относительно станции, а (—) — понижение. При съемке применяют раздвижные рейки с сантиметровыми делениями, позволяющие установить нуль рейки на уровне высоты инструмента.
Кипрегель КА-2 устанавливают на планшете и наводят зрительную трубу при «круге лево» на нуль рейки, установленной на одной из точек. Дугу «начальной окружности» Н совмещают с начальным штрихом рейки, после чего отсчитывают число делений рейки /, укладывающееся между начальной окружностью Н и кривой горизонтальных проложении D по вертикальной грани Г-образной полоски. Горизонтальное проложение D будет равно коэффициенту дальномера 100, умноженному на полученный отсчет в сантиметрах (/), т. е. D = 100/, как видно из рисунка, £) =
= 19,2 см X 100=19,2 м.
Для определения превышения отсчитывают число делений (л) рейки, т. е. число сантиметров между «начальной окружностью» Н и кривой превышений П| и Пг и умножают его на коэффициент, указанный у кривой. Если считать по кривой П|, то П1=34,3 см и тогда п=—20X34,4 см=—6,88 м. Контрольный отсчет по кривой П2 должен совпадать или быть близким к отсчету по Пи в нашем примере h= — 100Х Хб,9см=6,9 м. Как видно, в обоих случаях получены близкие результаты. Если пользоваться крайними дальномерными штрихами для измерения расстояний, необходимо иметь в виду, что дальномерный коэффициент равен 100 и при этом определяется наклонное расстояние, а не его горизонтальное проложение.
Глазомерная съемка в сочетании с барометрическим нивелированием является наиболее быстрым видом планово-высотной съемки, но она менее точна по сравнению с тахеометрической или мензульной съемкой. Она широко применяется при полевых географических исследованиях, в частности ландшафтных, так как дает возможность охватить совместной съемкой значительную территорию и отобразить за короткий срок ее плановую ситуацию и характерные черты рельефа.
Барометрические наблюдения (см. § 26) ведутся на станциях одновременно с глазомерной съемкой (см. § 22), создающей контурный план местности. На плане фиксируются положения баромет-
123
Рис.
123. Указание кода и даты съемки.
Изображение координатных меток,
чабэв и уровня на аэрофотоснимке.
В точке пересечения прямых,
соединяющих попарно координатные
метки, находится главная точка
снимка О.
125
Съемка ведется по замкнутому маршруту с тем, чтобы на начальной станции дважды взять отсчеты по анероиду и термометру-пращу (в начале и конце хода) для исключения влияния изменения давления атмосферы, которое могло произойти во время проведения работ. Полученная невязка (разность давления) разбрасывается пропорционально времени, отмеченному на каждой станции.
Для уменьшения погрешностей за счет суточного хода атмосферного давления барометрическое нивелирование можно проводить в более короткие промежутки времени отдельно от ранее проведенной глазомерной съемки в утренние или вечерние часы. Отсчеты по анероиду и термометру-пращу привязываются к соответствующим точкам глазомерной съемки. Вычислив превышения и высотные отметки точек, наносят их на план. По высотам методом интерполирования строят горизонтали с учетом направления скелетных линий рельефа.