Топографические карты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Курсовая работа 22 с., 12 рис., 5 источников.

ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ, ЭЛЕМЕНТЫ И СОДЕРЖАНИЕ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ, РАССТОЯНИЯ, ПЛОЩАДИ, ОБЪЕМЫ, УГЛЫ ОРИЕНТИРОВАНИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЛЬЕФА, ОПИСАНИЯ МЕСТНОСТИ ПО КАРТЕ.

Объектом исследования являются топографические карты, а также задачи, решаемые по ним.

Цель работы - рассмотреть элементы и содержание топографических карт; измерение расстояний, площадей, объемов; определение углов ориентирования, характеристик рельефа и составление описаний местности по карте.

Рассмотрены топографические карты и изучены элементы, входящие в топографические карты, а также их содержание. Рассмотрено измерение расстояний, площадей и объемов на топографической карте; определение углов ориентирования, а также характеристики рельефа и описание местности по карте.



Содержание

Реферат

Содержание

Введение

1. Элементы и содержание топографических карт

1.1 Топографические карты

1.2 Элементы топографических карт

1.3 Содержание топографических карт

2. Измерение расстояний, площадей, объемов

2.1 Измерение расстояний

2.2 Измерение площадей на топографической карте

2.3 Определение объемов различных земляных работ

3. Определение углов ориентирования

3.1 Определение истинного азимута, магнитного азимута, дирекционного угла и румба

4. Определение характеристик рельефа

4.1 Основные формы рельефа

4.2 Изображение рельефа на топографических картах

5. Составление описаний местности по карте

5.1 Описание гидрографических объектов

5.2 Описание рельефа

5.3 Описание растительности

5.4 Описание дорожно-транспортных сетей

5.5 Описание урбанистических данных

Заключение

топографический карта азимут рельеф



Введение

Современная планировка и застройка населенных мест, проектирование и строительство жилых домов, культурно-бытовых зданий, заводов, электростанций, нефтепроводов и газопроводов, водопроводных и тепловых сетей, других инженерных сооружений требует от инженеров-строителей глубоких знаний по инженерной геодезии. Особенно важны знания по топографии, ведь по топографическим картам инженерам приходится работать очень часто, если не постоянно.

Топография - наука, изучающая географическое и геометрическое состояние земной поверхности путем создания топографических карт на основе наземных, воздушных и космических съемок. Основные научные и практические задачи топографии заключаются в разработке и совершенствовании методов создания топографических карт, способов изображения на них объектов природы и человеческой деятельности, в использовании карт для решения научных и практических задач.

На сегодняшний день, большинство топографических карт периодически обновляется. В зависимости от особенностей района применяют обновление периодическое (от 2-3 до 12-15 лет) или непрерывное; в обоих случаях оно должно базироваться на аэрофотосъемке и, так называемых, материалах картографического значения (лесные планы, ведомости инвентаризации зданий в городах, линейные графики дорог, схемы линий электропередач и др.). Дополнения и исправления при обновлении карт необходимы главным образом по социально-экономическим объектам ландшафта - населённым пунктам, дорогам, обрабатываемым угодьям. Обновленные карты должны иметь такую же точность, что и новые карты, полученные при съемке в данном масштабе. Поэтому на сегодняшний день изучение топографических карт актуально и требует к себе должного внимания. Для того, чтобы изучить топографические карты должным образом, я поставил цель, которой постоянно следовал. Целью моей работы было рассмотрение элементов и содержание топографических карт; рассмотрение измерений расстояний, площадей, объемов; определение углов ориентирования, характеристик рельефа и составление описаний местности по карте.



1. Элементы и содержание топографических карт

1.1 Топографические карты

Топографические карты - основной источник информации местности и объектов на ней. Они широко используются при решении многих задач в народном хозяйстве, научных исследованиях и изысканиях, а также в военном деле. Карты являются источником информации, широко применяются при проектировании и строительстве объектов народного хозяйства, путей сообщения, при мелиорациях, для ведения сельского и лесного хозяйства.

Картами называют уменьшенное и обобщенное изображение по определенным математическим законам - законам картографических проекций - всей земной поверхности или отдельных ее частей на плоскости.

1.2 Элементы топографических карт

Основные элементы содержания топографических карт:

Социально-экономические - населенные пункты, пути сообщения, политико-административное деление;

Природные - гидрография, рельеф, почвенно-растительный покров.

Каждый элемент содержания карты может быть показан несколькими видами обозначений - площадными, линейными, внемасштабными условными знаками, количественными и качественными характеристиками, дополнительными надписями собственных, пояснительных названий, использованием разных цветов для наглядной карты.

Топографические карты масштабов 1 : 10 000 до 1 : 100 000 издаются в шесть красок, 1 : 200 000 - в восемь красок на лицевой и две краски на оборотной стороне листа карты.

Комплекс элементов карты обусловлен инструкциями и наставлениями для карт разных масштабов и таблицами условных знаков. Математическая основа карты обеспечивает геометрические свойства и возможность проведения измерений картографического изображения.

К элементам оснащения карты относятся: таблицы условных знаков, линейный масштаб, координатная сетка, график заложений, схема магнитного склонения и др.

1.3 Содержание топографических карт

На топографических картах и планах изображают различные предметы местности, совокупность которых называют ситуацией. При изображении ситуации применяют условные знаки, которые подразделяют на площадные, линейные, внемасштабные, пояснительные и специальные.

Площадные или масштабные условные знаки используют, когда предметы местности изображают в масштабе плана или карты согласно их действительным размерам и формам. Границы между изображаемыми объектами вычерчивают тонкими линиями или точечным пунктиром, а сами площадные объекты заполняют условными знаками или закрашивают.

Линейные условные знаки используют для изображения объектов линейного типа: дороги, реки, трубопроводы, линии электропередач и т.п., ширина которых меньше точности масштаба данной карты.

Внемасштабные условные знаки применяют для изображения предметов (колодцы, геодезические знаки, родники, столбы и т.п.), которые в данном масштабе не изображаются на карте. Внемасштабные условные знаки показывают только положение объекта.

Пояснительные условные знаки дополняют другие условные знаки цифровыми данными, пояснительными надписями и т.п., характеризующими предметы местности (грузоподъемность и ширина мостов, порода деревьев, средняя высота, толщина и расстояние между деревьями в лесу, ширина дорог, отметка урезов воды в водоеме и т.п.).

Специальные условные знаки используют при составлении специальных карт и планов. Например, на картах и планах сельскохозяйственного назначения изображают границы землепользований, наименование угодий и т.п.

Условные знаки по своему изображению должны напоминать вид и характер изображаемых предметов, давать четкое представление об объектах местности и позволять легко и однозначно читать географические карты и планы (Рисунок 1).

Рисунок №1



2. Измерение расстояний, площадей, объемов

2.1 Измерение расстояний

Отрезки прямых линий по карте измеряют циркулем-измерителем. Ножки циркуля-измерителя точно совмещают с двумя крайними точками отрезка. Раствор циркуля переносят на линейный или поперечный масштаб и определяют в масштабе карты, какому горизонтальному расстоянию на местности соответствует измеренный отрезок на карте.

Длину криволинейных отрезков участков дорог, рек и т.д. определяют при помощи курвиметра. Курвиметр - прибор для измерения длин отрезков кривых и извилистых линий на топографических планах, картах и графических документах.

При отсутствии курвиметра, длину извилистой линии можно определить циркулем-измерителем, взяв постоянный раствор циркуля 3 - 5 мм. Величина отрезка зависит от степени извилистости линии. Чем более сложная и неровная линия, тем меньше берется раствор циркуля. Этот раствор последовательно откладывается от начала до конца линии. Тогда длина извилистой линии определится произведением длины отрезка на число перестановок циркуля-измерителя.

При определении точного расстояния между двумя значительно удаленными точками на карте пользуются следующими способами, которые зависят от взаимного положения точек.

Рассмотрим два случая: 1) крайние точки измеряемой величины расположены на линиях ординат и абсцисс или вблизи от них, т.е. по направлениям километровой сетки; 2) измеряемая линия расположена под углом к абсциссам и ординатам километровой сетки.

В первом случае длина отрезка AB измеряется суммой целых километров, заключенных между ближайшими к точкам линиями километровой сетки, плюс (минус) приращения ?X или ?Y от ближайших километровых линий до точек.

Например, длина AB = 3 км; + = 3 км + 75,0 + 740,0 = 3815,0 м. Во втором случае, когда карта деформирована, но при этом надо знать точное расстояние между точками A и C, прибегают к вычислению прямоугольных координат точек и определению по координатам расстояния, т.е. используют теорему Пифагора (Рисунок 2).

Для решения задачи определяют X и Y точек A и C (в м):

= 02220.0; = 03620,0; = 09925,0; = 13410,0;

? = - = 1400.0 м.; ? = - = 3485,0 м.

d = = = = = 3755,69

2.2 Измерение площадей на топографической карте

В зависимости от конфигурации площадей, средств, точности и сроков измерения применяют различные способы выполнения работы. Их можно подразделить на графический, аналитический и механический.

Графический способ заключается в том, что площадь участка на карте разбивается на простейшие геометрические фигуры - прямоугольники, трапеции, треугольники.

По формулам геометрии определяют площади отдельных фигур и подсчитывают общую площадь участка. Наилучшим вариантом разбивки является деление участка на равносторонние треугольники. Точность определения площади участка зависит от числа взятых фигур и углов границы участка. Точность измерения повышается в результате повторных измерений и при новой разбивке участка на другие фигуры. За окончательный результат принимают среднее арифметическое из всех измерений.

Быстрый и сравнительно точный результат измерений больших, сплошных площадей участков обеспечивается использованием квадратов километровой сетки на картах. Здесь конечный результат измерения площади складывается из подсчета числа полных квадратов и частей, их заполняющих.

Для измерения площадей небольших участков с криволинейным контуром применяют квадратные или параллельные палетки на прозрачном материале (Рисунок 3).

Квадратная палетка представляет собой квадрат со стороной 1 дм, который разбит на сеть средних квадратов со стороной 1 см, средние квадраты разбиты на сеть малых квадратов со стороной 2-5 мм.

Площадь участка определяется подсчетом больших, средних и малых квадратов, заключенных в фигуре участка. Для повышения точности и контроля измерение площади участка следует производить повторно, меняя положение палетки относительно контура участка.

Недостатком применения квадратных палеток является то, что доли палеток оцениваются на глаз и подсчет числа клеток затруднителен. Этого недостатка можно избежать при применении параллельных палеток (Рисунок 4).

Здесь параллельные палетки проведены на расстоянии 2 мм одна от другой. Палетку накладывают на криволинейный контур участка так, чтобы какие-нибудь две линии палетки касались контура (А и В). В этом случае можно считать, что площадь участка разбивается палеткой на ряд трапеций с основаниями , , … .

Крайние части палетки с точками А и В следует считать трапециями с основаниями, равными нулю. Общая площадь участка S будет равна сумме площадей всех полученных трапеций, каждая из которых имеет постоянную высоту h, т.е. определяется формулой

S = + +…+ .

Механический способ используется при измерении больших площадей участков с криволинейным контуром на топографической карте прибором под названием полярный планиметр. Для измерения площади участка обводная игла прибора ставится над какой-то выбранной точкой контура. Снимается отсчет из четырех цифр (первая - по круговой шкале (циферблату) - число оборотов колеса, вторую и третью - по барабану колесика, четвертую - по верньеру). Затем иглой плавно, не сходя с контура, обводят фигуру до возвращения в начальную точку и записывают конечный отсчет . Тогда площадь измеренного участка составит

= p(- ),

где p - цена деления планиметра.

Такую же операцию выполняют при обводе фигуры в обратном направлении. Получают отсчеты и . Высчитывают площадь

= p(- ).

Из двух величин площади берут среднюю арифметическую площадь. Величина p должна быть известна заранее. Ее определяют, измерив площадь известной величины и делят эту площадь на разность конечного и начального отсчетов планиметра при двукратном измерении.

Аналитический способ применяется, когда измеряемая площадь участка представляет собой многоугольник, известны или легко определимы по карте координаты его вершин и когда необходимо обеспечить высокую точность измерения. Пример определения площади многогранника (Рисунок 5). Для того, чтобы определить площадь пятиугольника 12345, мы будем использовать следующую формулу:

2.3 Определение объемов различных земляных работ

При строительстве различных объектов встает важная задача знать не только площади планировочных работ, но и их объемы. Объемы земляных работ подсчитывают по горизонталям крупномасштабной топографической карты или топографического плана. Объем объекта выражается суммой объемов поясов, заключенных между соседними горизонталями:

.

Объемы нижних поясов определяют приближенно по формулам для вычисления цилиндров

где - площади нижнего и верхнего основания соответственно; h - превышение между соседними горизонталями.

Самый верхний слой находят по формуле для вычисления объема конуса или купола:



3. Определение углов ориентирования

3.1 Определение истинного азимута, магнитного азимута, дирекционного угла и румба

В понятие «ориентирование линии на местности» входит определение ее направления (угла) относительно какого-то исходного направления.

В картографии за исходные направления для ориентирования принимают истинный меридиан, магнитный и осевой меридиан зон (Рисунок 7).

В зависимости от выбранного исходного меридиана для ориентирования углы направлений подразделяют на географический (истинный) азимут, магнитный азимут, дирекционный угол, румбы.

Истинный азимут - это горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки (0 - 360?) от северного направления истинного меридиана до направления на данную точку. Различают при этом прямой и обратный истинные азимуты (Рисунок 8).

Прямым направлением линии считают 1-2, а обратным 2-1, - прямой азимут, - обратный азимут.

Угол г, образованный меридианами 1 и 2, называют сближением меридианов. Прямой и обратный азимут связаны зависимостью:

Магнитный азимут - горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360? от северного направления магнитного меридиана до направления на данную точку.

В каждой точке земной поверхности истинный и магнитный меридианы образуют между собой угол д (Рисунок 9), называемый склонением магнитной стрелки. Истинный и магнитный меридианы связаны соотношением

Дирекционный угол - горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360? от северного направления осевого меридиана зоны (линий координатной сетки) до направления на данную точку.

В геодезии при производстве точных работ используют дирекционные углы. Прямой б и обратный б? дирекционные углы одной и той же линии 1-2 разнятся между собою на 180 (Рисунок 10).

б? = б 180

Румб - горизонтальный угол, отсчитываемый (от 0 до 90?) от ближайшего направления истинного, магнитного или осевого меридиана (линий координатной сетки) до направления на данную точку.

4. Определение характеристик рельефа

4.1 Основные формы рельефа

Существует огромное многообразие форм рельефа, но из всего множества можно выделить пять основных:

Гора (холм) - куполообразная или конусообразная форма рельефа, возвышающаяся над окружающей местностью. Наивысшая точка - вершина, боковые поверхности - скаты или склоны. Линии скатов с окружающей местностью образуют основание горы или подошву.

Котловина (впадина) - форма рельефа, представляющая замкнутое углубление земной поверхности. Самая низкая точка - дно. Боковые поверхности состоят из склонов и их слияние с окружающей местностью - бровка котловины.

Хребет - вытянутая возвышенность, понижающаяся в одном направлении. Имеет два ската, линия их слияния - ось хребта.

Лощина - вытянутое постепенное понижение местности в одном направлении. Два ската лощины образуют водосливную линию.

Седловина - место, образуемое слиянием двух хребтов и началом двух лощин, расходящихся в противоположных направлениях (Рисунок 11).

4.2 Изображение рельефа на топографических картах

Для изображения рельефа на картах и планах наиболее удобным является способ горизонталей. Сущность этого способа заключается в следующем. Поверхность участка Земли через равные промежутки h мысленно рассекают горизонтальными плоскостями (Рисунок 12).

Пересечения этих плоскостей с поверхностью Земли образуют кривые линии, которые называют горизонталями. Полученные горизонтали проектируются на плоскость, а затем их наносят на карту или план в соответствующем масштабе. Расстояние между соседними горизонталями ab = d называют заложением. Для лучшего восприятия карты, к некоторым горизонталям по направлению ската ставят черточки, называемые бергштрихами. Кроме того, надписи на горизонталях, указывающих их отметки, делаются так, чтобы верх цифры всегда был направлен в сторону повышения.

Особенности рельефа не всегда можно отобразить горизонталями основного сечения. Поэтому там, где не хватает высоты основного сечения рельефа для передачи его микроформ и высотности, применяют дополнительные и вспомогательные горизонтали, равные соответственно половине и одной четверти основного сечения. С помощью дополнительных и вспомогательных горизонталей изображают мелкие детали рельефа, существенные в данном масштабе, но не отображенные основными горизонталями.

Расстояние между секущими плоскостями h называется высотой сечения. За нормальную высоту сечения берут величину, соответствующую 0.2 мм в масштабе плана. Эта высота сечения может быть увеличена или уменьшена в зависимости от характера рельефа.

Для удобства чтения, при высоте сечения 1, 2 и 5 м утолщается каждая пятая горизонталь с отметками, кратными 5, 10 и 25 м соответственно. При высоте сечения 0.25; 0.5 и 2.5 м утолщается каждая четвертая горизонталь с отметками, кратными 1, 2 и 10м



5. Составление описаний местности по карте

5.1 Описание гидрографических объектов

Описание любой карты начинается с анализа гидрографической сети, т.е. с описания всех водных объектов. К ним относят реки, озера, пруды, водохранилища, каналы, колодцы и родники. При описании рек необходимо указать расположение данного объекта на листе карты (в какой части карты расположена река), направление течения, судоходность (и другое хозяйственное использование данного гидрографического объекта). Так же нужно указать тип речного питания, пресность, является ли река постоянной или пересыхающей. При описании других гидрографических объектов достаточно просто указать их расположение на листе карты, пресность или соленость, среднюю площадь. В конце анализа гидрографии, нужно указать обеспеченность данной местности пресноводными ресурсами.

5.2 Описание рельефа

Следующий этап - описание рельефа. На этом этапе определяют самые высокие точки, перечисляют их и дают характеристику общему рельефу (плоскогорье, низкие горы, равнины ит.д.). Определяют направление уклона местности и максимальный перепад высот. Если на карте имеются крупные овраги или карьеры, то дают информацию об их расположении на карте. Далее переходят к описанию более мелких форм рельефа, таких как ямы, скопления камней. При описании рельефа нужно сообщить о пересеченности рельефа пешеходными тропами.



5.3 Описание растительности

Следующим пунктом анализа любой карты (плана) местности идет описание растительности. Указывают тип растительности, примерную площадь покрытия насаждениями. Указывают крупные естественные (леса и заповедники) и культурные (сады и плантации) насаждения.

5.4 Описание дорожно-транспортных сетей

При описании любой карты нужно обратить особое внимание на дорожно-транспортную сеть. Необходимо указать протяженность и направление автомобильных и железнодорожных дорог областного, регионального или же федерального значения. Затем описываются наиболее протяженные трассы и шоссе местного значения. При необходимости проводят анализ пешеходных грунтовых дорог. В конце подводят итог и указывают густоту дорог различного назначения и делают вывод о проходимости данной территории.

5.5 Описание урбанистических данных

Последний этап - это описание урбанистических данных. Перечисляют наиболее крупные населенные пункты, примерную численность, социально-экономические постройки (заводы, места разработки добычи полезных ископаемых и т.д.), указывают наиболее важные социальные построения (театры, музеи, памятники регионального или областного значения).



Заключение

В данной работе передо мной стояла задача изучить задачи, решаемые по топографическим картам. Нужно было рассмотреть:

1) элементы и содержание топографических карт

2) измерение расстояний, площадей, объемов

3) определение углов ориентирования

4) определение характеристик рельефа

5) составление описаний местности по карте.

Все стоящие передо мной задачи были рассмотрены в моей работе. Некоторые задачи были разбиты мною на более мелкие, чтобы можно было более глубоко описать элементы каждой задачи. Так, например, при исследовании описаний местности по топографическим картам я получил результаты по описанию гидрографических объектов, рельефа, растительности, дорожно-транспортных сетей и описание урбанистических данных. При исследовании элементов и содержания топографических карт были получены результаты по топографических картам, их элементам и содержанию. При исследовании измерения расстояний, площадей и объемов были отдельно исследованы измерения расстояний, измерения площадей и определения объемов различных земляных работ. Исследование углов ориентирования дало результаты по определению истинного азимута, магнитного азимута, дирекционного угла и румба. Исследование характеристик рельефа позволило описать основные формы рельефа и изображение рельефа на топографических картах.



Список использованных источников

1. В.С. Южанинов «Картография с основами топографии». ГУП «Издательство «Высшая школа», г. Москва, 2001. 300 с.

2. И.Ф. Куштин, В.И. Куштин «Инженерная геодезия». издательство «Феникс», г. Ростов н/Д, 2002. 425 с.

3. Д.А. Кулешов, Г.Е. Стрельников «Инженерная геодезия для строителей». издательство «НЕДРА», г. Москва, 1990. 258 с.

4. Г.А. Уставич, А.Г. Малков, Е.И. Пашнин «Геодезическое инструментирование. Устройство, поверки и исследования теодолитов и нивелиров» - Учебное пособие, г. Новосибирск, 2003. 68 с.

5. Топографические карты [Электронный ресурс] // - 2010. - Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/140407/%D0%A2%D0%BE%D0%BF%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5.

Размещено на Allbest.ru

...