1. Топографические карты и планы

1.1. Топографические карты и планы. Общие сведения.

На топографических картах изображают значительные поверхности Земли.

Сферическую поверхность Земли невозможно изобразить на плоской бумаге без искажений, поэтому с целью минимизации искажений при составлении карт применяют картографические проекции. В нашей стране топографические карты составлены в равноугольной поперечно – цилиндрической проекции Гаусса – Крюгера. В этой проекции поверхность Земного эллипсоида проектируют на плоскость по частям или по шестиградусным или трехградусным зонам.

Для этого весь Земной эллипсоид разделяют меридианами на шестиградусные зоны, простирающиеся от северного до южного полюса. Всего зон - шестьдесят.

Зоны являются абсолютно одинаковыми и поэтому достаточно рассчитать проектирование на плоскость лишь одной зоны. Зону проектируют сначала на поверхность цилиндра, а затем последнюю развертывают на плоскость. Средний (осевой) меридиан зоны изображается на плоскости прямой линией. За начало координат в каждой зоне принимается пересечение изображений осевого меридиана и экватора, образуют прямоугольную координатную сетку.

Искажения длин линий на топографических картах возрастают по мере удаления от осевого меридиана и их максимальные значения будут на краю зоны. Величина искажений длин линии в проекции Гаусса – Крюгера выражается формулой

, (1.1)

где – величина искажений длин линий; Y – ордината (расстояние от осевого меридиана до середины данной линии); R – радиус Земли, принимаемый равным приближенному значению 6371 км.

При трассировании железных дорог вблизи края зоны линий следует вводить поправки, вычисляемые по формуле (1.1), при этом следует иметь в виду, что длины линий на карте несколько преувеличены и их значения на эллипсоиде будут меньше, то есть поправку следует вводить со знаком минус.

Система координат в каждой зоне одинаковая. Для установления зоны, к которой относится точка с данными координатами, к значению ординаты слева подписывают номер зоны. Нумерацию зон ведут от Гринвичского меридиана на восток, то есть первая зона будет ограничена меридианами с широтой 0 и 6. Чтобы не иметь отрицательных ординат, точкам осевого меридиана условно подписывается ордината, равная 500 км. Так как ширина зоны для наших широт составляет примерно 600 км, то от осевого меридиана к востоку и западу, все точки будут иметь положительную ординату.

Таким образом, картой называется уменьшенное, обобщенное и построенное по определенным математическим законам изображение значительных участков поверхности Земли на плоскости. Существуют обзорные карты, составляемые в мелких масштабах. Для решения инженерных задач применяют крупномасштабные карты, имеющие масштабы – 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000, 1:10 000. Отметим, что на всю территорию Российской Федерации составлены карты масштаба 1:25 000. Карты более крупных масштабов составлены на отдельные участки местности, например на территории крупных городов, на месторождения полезных ископаемых и на другие объекты.

Топографическим планом называется уменьшенное и подобное изображение на плоскости горизонтальных проекций контуров и форм рельефа местности без учета сферичности Земли. Предметы и контуры местности изображаются условными значками, рельеф горизонталями. Отношение длины отрезка линии на плане к его горизонтальному проложению на местности называют масштабом. Масштаб выражают дробью, числитель которой единица, например или . На плане масштаб постоянен, а изображение контуров сохраняет подобие с их расположением на местности, по всей площади плана. Иногда составляют планы без изображения рельефа местности, такие планы называют ситуационными или контурными.

Участок местности, для которого можно составлять планы, то есть не учитывать кривизну Земли, составляет 22 км 22 км 500 км².

Обычно планы составляют в масштабах 1:500, 1:1000, 1:2000,1:5000.