Дать определение топографической карты и плана. Топографические карты и планы

Лабораторная работа 1 Тема: Топографические карты и планы. Масштабы. Условные знаки. Линейные измерения на топографических картах и планах Цель: Ознакомиться с топографическими картами и планами, масштабами, видами условных знаков. Освоить измерение и построение отрезков с помощью графических масштабов План работы: 1.Топографический план и топографическая карта 2.Условные знаки 3.Масштабы, точность масштаба 4.Линейные измерения на топографических планах и картах 5.Построение отрезков заданной длины с помощью поперечного масштаба 6.Измерение длины ломанных и криволинейных отрезков 7.Домашнее задание (Индивидуальная расчетно-графическая работа)

1.Топографический план и топографическая карта Топографический план – это уменьшенное и подобное изображение на бумаге в условных знаках горизонтальных проекций контуров объектов и рельефа небольшого участка местности без учёта сферичности Земли. По содержанию планы бывают двух видов: контурные (ситуационные) – на них изображены только местные объекты; топографические – изображены местные объекты и рельеф.

1.Топографический план и топографическая карта По содержанию карты бывают следующих видов: общегеографические – на них земная поверхность показана во всём её многообразии; специальные разного назначения (карта почв, карта торфяных месторождений, карта растительности и т.д.), на которых с особой полнотой изображены отдельные элементы – почвы, торфяные месторождения, растительность и т. д. По масштабам карты условно делят на три вида: мелкомасштабные (мельче 1:); среднемасштабные (1: – 1:); крупномасштабные (масштаб от 1: до 1:10 000); Масштабы планов – крупнее 1: Топографическая карта – уменьшенное обобщенное изображение в условных знаках на бумаге горизонтальных проекций контуров искусственных и естественных объектов и рельефа значительного по размеру участка Земли с учётом её сферичности.

2. Условные знаки Условные знаки, которые используются для обозначения на планах и картах различных предметов местности являются едиными для всей России и по характеру изображения подразделяются на 2 группы. Масштабные (площадные) условные знаки служат для изображения объектов, занимающих значительную площадь и выражающихся в масштабе карты или плана. Площадной условный знак состоит из знака границы объекта и заполняющих его значков или условной окраски. При этом предметы местности изображают с соблюдением масштаба, что дает возможность определить по плану или карте не только местоположение предмета, но и его размеры, форму. Внемасштабными называются такие условные знаки, которыми предметы местности изображаются без соблюдения масштаба карты или плана, что указывает только на характер и положение объекта в пространстве по его центру (колодцы, геодезические знаки, родники, столбы и т.п.). Эти знаки не позволяют судить о размерах изображаемых местных предметов. Например, на крупномасштабной карте город Томск представлен в виде контура (масштабно); на карте России в виде точки (внемасштабно).

2. Условные знаки По способу изображения на карте условные знаки делят на 3 подгруппы: А. Графические условные знаки – линии различной конфигурации (сплошные, пунктирные, штрихпунктирные…), а также комбинации их в виде геометрических фигур. Графические условные знаки используют для изображения объектов линейного типа: дороги, реки, трубопроводы, линии электропередач и т.п., ширина которых меньше точности масштаба данной карты. Б. Цветовые условные знаки: отмывка цветом по контуру объекта; линии и объекты различного цвета. В. Пояснительные условные знаки – дополняют другие условные знаки цифровыми данными, пояснительными надписями; ставятся у различных объектов, чтобы охарактеризовать их свойство или качество, например: ширина моста, порода деревьев, средняя высота и толщина деревьев в лесу, ширина проезжей части и общая ширина дороги и т.п. На топографических картах условные знаки указываются в строго определённой последовательности: Пояснения к условным знакам приводятся всегда справа и только на учебных картах.

3. Масштабы, точность масштаба Горизонтальные проекции отрезков при составлении карт и планов изображают на бумаге в уменьшенном виде, т.е. в масштабе. Масштаб карты (плана) – отношение длины линии на карте (плане) к длине горизонтальной проекции линии местности:. (1) Масштабы бывают численные и графические. Численные 1)В виде простой дроби:, (2) где m – степень уменьшения или знаменатель численного масштаба. 2)В виде именованного соотношения, например: в 1 см 20 м, в 1см 10 м При помощи масштабов можно решать следующие задачи. 1. По длине отрезка на плане заданного масштаба определить длину линии на местности. 2. По длине горизонтальной проекции линии определить длину соответствующего отрезка на плане масштаба.

3. Масштабы, точность масштаба Для того чтобы избежать вычислений и ускорить работу, а также повысить точность измерений на картах и планах, пользуются графическими масштабами: линейным (рис. 1.2) и поперечным (рис). Линейный масштаб – графическое изображение численного масштаба в виде прямой линии. Для построения линейного масштаба на прямой линии откладывают ряд отрезков одинаковой длины. Исходный отрезок называется основанием масштаба (О.М.). Основание масштаба это условно принятая длина отрезков откладываемых по линейному масштабу от нуля в правой части линейного масштаба и одного деление в левой части, которое в свою очередь делится на десять равных частей. (М = 1:10000). Линейный масштаб позволяет оценить отрезок с точностью в 0,1 доли основания точно и до 0,01 доли основания на глаз (для данного масштаба) м 200 основание

3. Масштабы, точность масштаба Для более точных измерений пользуются поперечным масштабом, имеющем на линейном масштабе дополнительное построение по вертикали. Поперечный масштаб После откладывания необходимого количества оснований масштаба (обычно длиною 2 см, и тогда масштаб называется нормальным) восстанавливают перпендикуляры к исходной линии и делят их на равные отрезки (на m частей). Если основание разделено на n равных частей и точки деления верхнего и нижнего основания соединены наклонными линиями так, как показано на рисунке, то отрезок. Поперечный масштаб позволяет оценить отрезок точно в 0,01 доли основания, и до 0,001 доли основания – на глаз. основание А e g 3 р 1 2 f d 0 В m n n с

3. Масштабы, точность масштаба Поперечный масштаб гравируют на металлических линейках, которые называются масштабными. Перед применением масштабной линейки следует оценить основание и его доли по следующей схеме. Пример: Пусть численный масштаб 1:5000, именованное соотношение будет: в 1 см 50 м. Если поперечный масштаб нормальный (основание 2 см), то: одно целое основание масштаба (о.м.) – 100 м; 0,1 основания масштаба – 10 м; 0,01 основания масштаба – 1 м; 0,001 основания масштаба – 0,1 м.

3. Масштабы, точность масштаба Точность масштаба даёт возможность определить, какие предметы местности можно изобразить на плане, а какие нет из-за их маленьких размеров. Решается и обратный вопрос: в каком масштабе надо составить план, чтобы предметы, имеющие, например, размеры 5 м, были изображены на плане. Для того чтобы в конкретном случае можно было принять определённое решение, вводится понятие точности масштаба. При этом исходят из физиологических возможностей человеческого глаза. Принято, что измерить расстояние, пользуясь циркулем и масштабной линейкой, точнее, чем 0,1 мм, в данном масштабе невозможно (таков диаметр кружка от остро отточенной иглы). Поэтому под предельной точностью масштаба понимают длину отрезка на местности, соответствующую 0,1 мм на плане данного масштаба. Практически принимается, что длина отрезка на плане или карте может быть оценена с точностью ± 0,2 мм. Горизонтальное расстояние на местности, соответствующее в данном масштабе 0,2 мм на плане, называется графической точностью масштаба. Следовательно, в этом масштабе (1:2000) наименьшие различия, которые можно выявить графически, составляют 0,4 м. Точность поперечного масштаба совпадает с точностью графического масштаба.

4. Линейные измерения на топографических картах и планах Отрезки, длину которых определяют по карте или плану, могут быть прямолинейными и криволинейными. Определить линейные размеры объекта на карте или плане возможно с помощью: 1. линейки и численного масштаба; Измеряя отрезок линейкой получим, например, 98 мм, или в масштабе –980 м. Оценивая точность линейных измерений следует учесть, что линейкой можно измерить отрезок длиной не менее 0,5 мм – это величина погрешности линейных измерений при помощи линейки 2. циркуля-измерителя и линейного масштаба; 3. циркуля-измерителя и поперечного масштаба.

4. Линейные измерения на топографических картах и планах циркуля-измерителя и линейного масштаба; Измерение отрезков с помощью линейного масштаба проводят в следующем порядке: взять в раствор циркуля-измерителя отрезок, который необходимо измерить; приложить раствор циркуля к основанию линейного масштаба, при этом его правую ножку совместить с одним из штрихов основания так, чтобы левая ножка поместилась на основании влево от нуля (на дробном основании); посчитать количество целых и десятых долей основания масштаба:

4. Линейные измерения на топографических картах и планах циркуля-измерителя и поперечного масштаба оцифровывают поперечный масштаб (нормальный) в масштабе карты (в данном случае 1:10000): Рис Измерение отрезка с помощью поперечного масштаба Запись ведём в следующем виде 974,2 м 0,0 7 о. м. 0,001 о.м. 0,8 о.м о.м.

5. Построение отрезков заданной длины с помощью поперечного масштаба Пусть требуется отложить на карте масштаба 1:5000 отрезок, длина которого составляет 173,3 м. 1.Сделать роспись в соответствии с масштабом карты (1:5000): 2. Высчитать количество целых, десятых, сотых и тысячных долей оснований масштаба. 3.Набрать на циркуле-измерителе с помощью поперечного масштаба высчитанное количество целых, десятых, сотых и тысячных долей оснований масштаба. 4.Оформить отрезок на бумаге - проколоть лист бумаги и обвести полученные две точки кружками. Диаметр кружков составляет 2-3 мм. Длина отрезка Рис. 6. Оформление отрезка заданной длины на бумаге

6. Измерение длины ломаных и криволинейных отрезков Измерение ломаных отрезков проводится по частям или способом наращивания (рис. 7): установить ножки измерителя в точках а и б, уложить линейку по направлению б-в, переместить ножку измерителя из точки а в точку а1, добавить отрезок б-в и т.д. а а1а1 а3а3 в д г б а2а2 Рис. 7. Измерение длины ломаных отрезков способом наращивания Измерение криволинейных отрезков возможно несколькими способами:. 1.с помощью курвиметра (приблизительное); 2.способом наращивания; 3.измерителем с постоянным раствором.

7. Решение задач 1.Известна длина линии на карте (2,14 см) и на местности (4280,0 м). Определить численный масштаб карты. (2,48см; 620 м) 2.Написать именованный масштаб, соответствующий численному 1:500, 1: (1:2000, 1:10000) 3.На плане М 1:5000 отобразить объект, длина которого на местности - 30 м. Определить длину объекта на плане в мм. 4.Определить предельную и графическую точность масштаба 1:1000; 1: При помощи циркуля-измерителя и нормального поперечного масштаба отложить на листе бумаги отрезок 74,4 м в масштабе 1:2000. (1415 м в масштабе 1:25000) 6.Определить с помощью поперечного масштаба расстояния между абсолютными отметками точек – 129,2 и 122,1 (квадрат учебной карты). (141,4 и 146,4 (квадрат 67-12). 7.Измерить длину ручья (до р. Голубая) (квадрат 64-11) с помощью курвиметра и циркулем-измерителем с раствором 1 мм. Сравнить результаты. 8.Горизонтальное проложение между двумя точками на плане М 1:1000 составляет 2 см. Определить расстояние между этими точками на местности.

Список литературы 1.Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Геодезия и топография» для студентов дневного обучения направления «Геофизические методы поиска и Разведки месторождений полезных ископаемых» и «Геофизические методы исследования скважин». – Томск: изд. ТПУ, 2006 – 82 с. 2.Основы геодезии и топографии: учебное пособие / В.М. Передерин, Н.В. Чухарева, Н.А. Антропова. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, с. 3.Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500/Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР. – М.: Недра, с.

2.1. Элементы топографической карты

Топографическая карта - подробная крупномасштабная общегеографическая карта, отражающая размещение и свойства основных природных и социально-экономических объектов, дающая возможность определить их плановое и высотное положение.

Топографические карты создаются, главным образом, на основе:

обработки аэрофотоснимков территории;
путем непосредственных измерений и съемок объектов местности;
картографическими методами с уже имеющимися планами и картами крупных масштабов.

Как и любая другая географическая карта, топографическая карта является уменьшенным, обобщенным и образно-знаковым изображением местности. Ее создают по определенным математическим законам. Эти законы сводят к минимуму искажения, неизбежно возникающие при переносе поверхности земного эллипсоида на плоскость, и, вместе с тем, обеспечивают максимальную ее точность. Изучение и составление карт требуют аналитического подхода, разделения карт на составляющие ее элементы, умения понимать смысл, значение и функции каждого элемента, и видеть связь между ними.

Элементы карты (составные части) включают:

картографическое изображение;
математическую основу;
легенду;
вспомогательное оснащение;
дополнительные данные.

Главным элементом любой географической карты является картографическое изображение - совокупность сведений о природных или социально-экономических объектах и явлениях, их размещение, свойства, связи, развитие и т.д.. На топографических картах изображают водные объекты, рельеф, растительный покров, почвы, населенные пункты, пути сообщения и средства связи, некоторые объекты промышленности, сельского хозяйства, культуры и т.д..
Математическая основа топографической карты - совокупность элементов, определяющих математическую связь между реальной поверхностью Земли и плоским картографическим изображением. Она отражает геометрические законы построения карты и геометрические свойства изображения, обеспечивает возможность измерения координат, нанесения объектов по координатам, достаточно точные картометрические определения длин, площадей, объёмов, углов и др. Благодаря этому карту иногда называют графоматематической моделью окружающего мира.

К математической основе относят:

проекцию карты;
координатные сетки (географические, прямоугольные и иные);
масштаб;
геодезическое обоснование (опорные пункты);
компоновку, т. e. размещение всех элементов карты в пределах её рамки.

Масштаб каты может иметь три вида: числовой, графический (линейный) и пояснительную подпись (именованный масштаб). От масштаба карты зависит степень подробностей, с которой можно нанести картографическое изображение. Более детально масштабы карт будут рассмотрены в Теме 5.
Картографическая сетка представляет собой изображение градусной сетки Земли на карте. Вид сетки зависит от того, в какой проекции составлена карта. На топографических картах масштабов 1:1 000 000 и 1:500 000 меридианы имеют вид прямых линий, сходящихся в определенной точке, а параллели - дуги эксцентрических окружностей. На топографические карты более крупного масштаба наносят только две параллели и два меридиана (рамка), ограничивающие картографическое изображение. Вместо картографической сетки на крупномасштабные топографические карты наносят координатную (километровую) сетку, которая имеет математическую связь с градусной сеткой Земли.
Рамкой карты называют одну или несколько линий, ограничивающих карту.
К опорным пунктам относятся: астрономические пункты, пункты триангуляции, пункты полигонометрии и марки нивелирования. Опорные пункты служат геодезической основой для съемки и составления топографических карт.

2.2. Свойства топографической карты

Топографическим картам присущи следующие свойства: наглядность, измеримость, достоверность, современность, географическое соответствие, геометрическая точность, полнота содержания.
Среди свойств топографической карты следует выделить наглядность и измеримость . Наглядность карты обеспечивает зрительное восприятие образа земной поверхности или отдельных ее участков, их характерные черты и особенности. Измеримость позволяет получать с помощью карты количественные характеристики изображенных на ней объектов путем измерений.

Наглядность и измеримость обеспечиваются:

математически определенной связью между многомерными объектами окружающей среды и их плоским картографическим изображением. Эта связь передается с помощью картографической проекции;

степенью уменьшения размеров изображенных объектов, которое зависит от масштаба;

выделением типичных черт местности путем картографической генерализации;

применением для изображения земной поверхности картографических (топографических) условных знаков.

Чтобы обеспечить высокую степень измеримости, карта должна обладать достаточной для конкретных целей геометрической точностью, под которой понимается соответствие местоположения, очертаний и размеров объектов на карте и в действительности. Чем меньше изображаемый участок земной поверхности при сохранении размеров карты, тем выше ее геометрическая точность.
Карта должна быть достоверной , т. е. сведения, составляющие ее содержание на определенную дату, должны быть правильными, должна быть также современной , соответствовать современному состоянию изображенных на ней объектов.
Важное свойство топографической карты - полнота содержания , которая включает объем содержащихся в ней сведений, их разносторонность.

2.3. Классификация топографических карт по масштабу

Все отечественные топографические карты, в зависимости от их масштаба, условно разделены на три группы:

Мелкомасштабные карты (масштабов от 1:200 000 до 1:1 000 000), как правило, используются для общего изучения местности при разработке проектов и планов развития народного хозяйства; для предварительного проектирования крупных инженерных сооружений; а также для учета естественных ресурсов поверхности земли и водных пространств.
Среднемасштабные карты (1:25 000, 1:50 000 и 1:100 000) являются промежуточным звеном между мелкомасштабными и крупномасштабными. Высокая точность, с которой изображаются все предметы местности на картах данного масштаба, позволяет широко применять их в различных целях: в народном хозяйстве при строительстве различных сооружений; для проведения расчетов; для геологических поисковых работ, землеустройства и т. д.
Крупномасштабные карты (1:5 000 и 1:10 000) находят широкое применение в промышленности и коммунальном хозяйстве; при проведении детальных геологических разведок месторождений полезных ископаемых; при проектировании транспортных узлов и сооружений. Важную роль играют крупномасштабные карты в военном деле.

2.4. Топографический план

Топографический план - крупномасштабный чертеж, изображающий в условных знаках на плоскости (в масштабе 1:10 000 и крупнее) небольшой участок земной поверхности, построенный без учета кривизны уровенной поверхности и сохраняющий постоянный масштаб в любой точке и по всем направлениям. Топографический план обладает всеми свойствами топографической карты и является ее частным случаем.

2.5. Проекции топографических карт

При изображении больших территорий земной поверхности проектирование производится на уровенную поверхность Земли, по отношению к которой отвесные линии являются нормалями.

Картографическая проекция - способ изображения на плоскости поверхности земного шара при составлении карт .

Невозможно развернуть на плоскости сферическую поверхнность без складок и разрывов. По этой причине на картах неизбежны искажения длин, углов и площадей. Лишь в некоторых проекциях сохраняется равенство углов, но из-за этого значительно искажаются длины и площади, или сохраняется равенство площадей, но значительно искажаются углы и длины.

Проекции топографических карт масштаба 1:500 000 и крупнее

Большинство стран мира, в том числе и Украина, для составления топографических карт используют равноугольные (конформные) проекции, сохраняющие равенство углов между направлениями на карте и на местности. Швейцарский, немецкий и российский математикЛеонард Эйлер в 1777 г. разработал теорию конформного изображения шара на плоскости, а знаменитый немецкий математик Иоганн Карл Фридрих Гаусс в 1822 г. обосновал общую теорию конформного изображения и использовал конформные плоские прямоугольные координаты при обработке триангуляции (метод создания сети опорных геодезических пунктов). Гаусс применил двойной переход: с эллипсоида на шар, а затем с шара на плоскость. Немецкий геодезист Иоганнес Генрих Луис Крюгер разработал метод решения возникающих в триангуляции условных уравнений и математический аппарат конформной проекции эллипсоида на плоскость, получившей название проекции Гаусса-Крюгера.
В 1927 г. известный российский геодезист, профессор Николай Георгиевич Келль впервые в СССР применил систему координат Гаусса в Кузбассе и по его инициативе с 1928 г. эта система была принята в качестве единой системы для СССР. Для вычисления координат Гаусса в СССР применяли формулы профессора Феодосия Николаевича Красовского, которые точнее и удобнее формул Крюгера. Поэтому в СССР не было оснований давать проекции Гаусса название «Гаусса-Крюгера».
Геометрическую сущность этой проекции можно представить следующим образом. Весь земной эллипсоид делят на зоны и для каждой зоны в отдельности составляют карты. При этом устанавливают такие размеры зон, чтобы можно было каждую из них развернуть в плоскость, то есть изобразить на карте, практически без заметных искажений.
Для получения картографической сетки и составления карты в проекции Гаусса поверхность земного эллипсоида разбивают по меридианам на 60 зон по 6° каждая (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Деление поверхности Земли на шестиградусные зоны

Чтобы представить, как получается на плоскости изображение зон, вообразим цилиндр, который касается осевого меридиана одной из зон глобуса (рис.2.2).

Рис. 2.2. Проекция зоны на цилиндр, касательный к земному эллипсоиду по осевому меридиану

Зону спроектируем по законам математики на боковую поверхность цилиндра так, чтобы при этом сохранилось свойство равноугольности изображения (равенство всех углов на поверхности цилиндра их величине на глобусе). Затем спроектируем на боковую поверхность цилиндра все остальные зоны, одну рядом с другой.

Рис. 2.3. Изображение зон земного эллипсоида

Разрезав далее цилиндр по образующей АА1 или ВВ1 и развернув его боковую поверхность в плоскость, получим изображение земной поверхности на плоскости в виде отдельных зон (рис. 2.3).
Осевой меридиан и экватор каждой зоны изображаются прямыми линиями, перпендикулярными друг к другу. Все осевые меридианы зон изображаются без искажения длин и сохраняют масштаб на всем своем протяжении. Остальные меридианы в каждой зоне изображаются в проекции кривыми линиями, поэтому они длиннее осевого меридиана, т.е. искажены. Все параллели также изображаются кривыми линиями с некоторым искажением. Искажения длин линий увеличиваются по мере удаления от осевого меридиана на восток или запад и на краях зоны становятся наибольшими, достигая величины порядка 1/1000 длины линии, измеряемой по карте. Например, если вдоль осевого меридиана, где нет искажений, масштаб равен 500 м в 1 см, то на краю зоны он будет равен 499,5 м в 1 см.
Отсюда следует, что топографические карты имеют искажения и переменный масштаб. Однако эти искажения при измерениях на карте очень незначительны, и потому считают, что масштаб любой топографической карты для всех ее участков является постоянным .
Для съемок масштаба 1:25 000 и крупнее разрешено применение 3 градусных и даже более узких зон. Перекрытие зон принято 30" к востоку и 7",5 к западу от осевого меридиана.

Основные свойства проекции Гаусса:

осевой меридиан изображается без искажений;

проекция осевого меридиана и проекция экватора являются прямыми линиями, перпендикулярными друг к другу;

остальные меридианы и параллели изображаются сложными кривыми линиями;

в проекции обеспечивается сохранение подобия малых фигур;

в проекции обеспечивается сохранение горизонтальных углов и направлений на изображении и местности.

Проекция топографической карты масштаба 1:1 000 000

Проекция топографической карты масштаба 1:1 000 000 - видоизмененная поликоническая проекция , принятая в качестве международной. Ее основные характеристики: проектирование земной поверхности, охватываемой листом карты, производится на отдельную плоскость; параллели изображаются дугами окружностей, а меридианы - прямыми линиями.
Для создания топографических карт США и стран Северного Атлантического Альянса используется Универсальная поперечная проекция Меркатора , или UTM. В своей конечной форме система UTM использует 60 зон, каждая - 6 градусов по долготе. Каждая зона расположена от 80º ю.ш. до 84º с.ш. Причина асимметрии в том, что 80º ю.ш. очень удачно проходит в южном океане, юге Южной Америки, Африки и Австралии, но необходимо подняться на 84º с.ш., чтобы достичь севера Гренландии. Зоны считают, начиная от 180º, с увеличением чисел на запад. Совместно эти зоны покрывают почти целую планету, исключая только Северный Ледовитый океан и Северную и Центральную Антарктику на юге.
Система UTM не использует «стандарт», базирующийся на поперечной проекции Меркатора - касательную. Вместо нее используется секущая , которая имеет две линии сечения, расположенные приблизительно в 180 километрах по обе стороны центрального меридиана. Зоны карты в проекции UTM отличаются друг от друга не только в позициях их центральных меридианов и линий искажений, но также и в модели Земли, которую они используют. Официальное определение системы UTM определяет пять других сфероидов для использования в различных зонах. Все зоны UTM в Соединенных Штатах основаны на сфероиде Clarke 1866.

Вопросы и задания для самоконтроля

Дайте определения: «Топография», «Геодезия», «Топографическая карта».
С какими науками связана топография? Объясните на примерах эту связь.
Какими способами создают топографические карты?
Для каких целей предназначены топографические карты?
Чем отличается топографический план от топографической карты?
Из каких элементов состоит карта?
Дайте характеристику каждому элементу топографической карты.
Какой вид имеют параллели и меридианы на топографических картах?
Какие элементы определяют математическую основу топографической карты? Дайте краткую характеристику каждому элементу.
Какие свойства присущи топографическим картам? Дайте краткую характеристику каждому свойству.
На какую поверхность производится проектирование изображений больших территорий Земли?
Дайте определение картографической проекции.
Какие искажения могут образоваться при развертывании сферической поверхности на плоскости?
Какие проекции использует большинство стран мира для составления топографических карт?
В чем заключается геометрическая сущность построения проекции Гаусса?
Покажите на чертеже, как производят проектирование шестиградусной зоны с земного эллипсоида на цилиндр.
Как изображены меридианы, параллели и экватор в шестиградусной зоне Гаусса?
Как изменяется характер искажений в шестиградусной зоне Гаусса?
Можно ли считать масштаб топографической карты постоянным?
В какой проекции выполнена топографическая карта масштаба 1:1 000 000?
Какая картографическая проекция используется для создания топографических карт в США, и в чем ее отличие от проекции Гаусса?

Проводит комплекс работ по подготовке инженерно-топографических планов всех масштабов. Район работ- Москва и все Подмосковье. Обращайтесь к нам- и Вы не пожалеете!

Составление топографического плана является неотъемлемой частью любого строительства или благоустройства на земельном участке. Конечно, поставить сарай на своем участке можно и без него. Расположить дорожки и посадить деревья тоже. Однако, начинать более сложные и объемные работы без топоплана нежелательно, а зачастую и невозможно. В этой статье поговорим именно о самом документе, как таковом- зачем нужен, как выглядит и т.д.

По прочтении для себя нужно понять- действительно ли топоплан Вам необходим, и если да, то что он из себя представляет.

Что такое топографический план земельного участка?

Не будем Вас загружать официальным определением, которое нужно больше для профессионалов (хотя они и так знают суть). Главное понять суть этого плана и отличие его от других (например поэтажного плана, и т.д). Чтобы его составить, необходимо провести . Итак, топоплан -это чертеж элементов ситуации, рельефа местности и прочих объектов с их метрическими и техническими характеристиками, выполненное в утвержденных условных знаках. Главная особенность- это его высотная составляющая. То есть в любом месте топографического плана можно определить высоту изображенного там объекта. Помимо высоты, на топоплане можно измерить координаты и линейные размеры объектов, учитывая , конечно. Все эти данные можно получить как с бумажной копии, так и с цифровой. Обычно подготавливаются оба варианта. Поэтому топографический план, помимо наглядного изображения местности, является отправной точкой для проектирования и моделирования.

Еще топоплан часто называют геоподосновой и наоборот. По сути это два одинаковых понятия с небольшими оговорками. Геоподоснова может содержать несколько топографических планов. То есть это собирательное понятие для всей территории исследуемого объекта. На геоподоснове обязательно должны указываться подземные коммуникации, в отличие от топоплана (там подземка указывается при необходимости). Но несмотря на тонкости эти понятия все же можно приравнять.

Кто составляет и что используется для изготовления топографического плана?

Топографические планы составляют инженеры-геодезисты. Однако сейчас нельзя просто закончить ВУЗ, получить диплом, купить приборы и начать заниматься топосъемками. Еще необходимо работать в составе организации, которая имеет членство в соответствующем СРО (сапорегулируемая организация). Это стало обязательно с 2009 года и призвано увеличить ответственность и подготовленность инженеров-геодезистов. Наша компания имеет все необходимые , разрешающие инженерно изыскательскую деятельность.

Мы применяем передовое оборудование () для успешной работы в любых условиях и направлениях геодезических изысканий. В частности , электронные рулетки и пр. Все приборы прошли аттестацию и имеют .

Обработка всех материалов и измерений ведется на специализированном лицензионном программном обеспечении.

Для чего необходим топографический план?

Зачем же топоплан нужен рядовому собственнику земельного участка, или большой строительной организации? По сути этот документ является предпроектным для любого строительства. Топографический план земельного участка нужен в следующих случаях:

Мы написали полноценную статью на эту тему- если интересно, жмите .

Документы необходимые для заказа топографического плана

В случае, если Заказчик физическое лицо- достаточно просто указать местоположение объекта (адрес или кадастровый номер участка) и устно объяснить цель работ. Юридическим лицам этого будет недостаточно. Все-таки взаимодействие юрлицом подразумевает обязательное составление договора, акта сдачи-приемки и получение от Заказчика следующих документов:

Техническое задание на производство топографо-геодезических работ
-Ситуационный план объекта
-Имеющиеся данные о ранее произведенных топографических работах, или иные документы, содержащие картографические данные об объекте

После получения всех данных наши специалисты немедленно приступят к работе.

Как выглядит топографический план?

Топографический план может быть как бумажным документом, так и ЦММ (цифровой моделью местности). На данном этапе развития технологий и взаимодействий все же необходим в основном бумажный вариант.

Пример топографического плана на обычный частный земельный участок представлен справа⇒.

Что касается нормативных документов по методикам проведения топосъемок и оформления топопланов используются также довольно «древние» СНИПы и ГОСТы:

Все эти документы можно скачать, нажав на ссылки.

Точность топографических планов

В вышеперечисленных нормативных документах подробно указаны допуски по определению плановых и высотных координат положения объектов на топопланах. Но чтобы не углубляться в большое количество технической и, зачастую, ненужной информации, мы приведем основные параметры точности для топографических планов масштаба 1:500 (как самых востребованных).

Точность топоплана- это не единая и нерушимая величина. Нельзя просто сказать, что угол забора определен с точностью, например, 0.2м. Нужно указать, относительно чего. И вот здесь выступают следующие величины.

— средняя ошибка планового положения четких контуров объектов не должна превышать 0.25 м (незастроенная территория) и 0.35м (застроенная территория) от ближайших пунктов геодезической основы (ГГС). То есть это не абсолютная величина- она складывается из ошибок в процессе съемки и ошибок исходных пунктов. Но по сути является абсолютной ошибкой определения точки местности. Ведь исходные пункты считаются безошибочными при уравнивании топографических ходов.

— предельная ошибка взаимного расположения точек четких контуров, отстоящих друг от друга на расстоянии до 50 метров не должна превышать 0.2 м. Это является контролем относительной ошибки местоположения точек местности.

— средняя ошибка планового положения подземных коммуникаций (выявленных трубо-кабелеискателем) не должна превышать 0.35м от пунктов ГГС.

Второй язык географии - картографическое изображение. Карты использовались даже древними мореплавателями. При планировании экспедиции исследователи собирали все доступные картографические материалы на необходимый район. По завершении результаты переносились на бумагу. Так создавался план местности. Это было основой для создания новых карт. Что же такое план местности и в чем его принципиальные отличия от географической карты?

местности?

Самые первые карты в истории человечества являлись планами. Сейчас они используются практически во всех отраслях науки и техники: без них не обходятся в строительстве, сельском хозяйстве, инженерных изысканиях и т. д.

План местности - это изображение крупного масштаба участка земной поверхности, при создании которого используются условные знаки. Как правило, составляются данные картографические изображения для небольших районов с площадями до нескольких квадратных километров. При этом кривизна никак не влияет на изображение.

Чем план отличается от карты?

Нередко в жизни мы встречаем и карту, и план местности. География как наука опирается на эти картографические изображения. Но это не одно и то же.

При создании географической карты используется более мелкий масштаб (то есть охватывается больший район), учитывается характер земной поверхности, то есть используется математический закон построения изображения - проекция. Важнейший элемент географических карт - градусная сетка: она необходима для определения сторон света. Параллели и меридианы зачастую отображаются дугами, а не прямыми. Нанесению на карту подлежат только значимые крупные объекты. Для их составления используются разнообразные материалы, в том числе карты более крупного масштаба, космические снимки.

План местности - это более детальное изображение малого Строится он без учета проекции, так как в силу размера участка поверхность принято считать плоской. Стороны света определяются по направлениям рамок плана. Отображению подлежат абсолютно все элементы местности. Составляют их на основе материалов крупномасштабной аэрофотосъемки или на местности.

Как составляется план?

Для начала выбирается точка на участке, с которой хорошо виден весь подлежащий картографированию район. После этого необходимо выбрать масштаб будущего плана. Следующий шаг - определение направления на север. Сделать это можно при помощи доски-планшетки и ручного компаса. На бумаге нужно обозначить точку, с которой будет проводиться съемка местности, а затем нарисовать все основные ориентиры (углы зданий, крупные деревья, столбы).

Затем с помощью специальных высокоточных приборов измеряются азимуты до каждой точки, которую нужно отразить на плане. Каждый раз азимуты откладываются от главной точки, и от нее проводится вспомогательная линия, на плане отмечается угол. Расстояние от главной до искомых точек местности также замеряется и переносится на бумагу.

Затем в условных знаках отображаются объекты участка, делаются необходимые подписи.

По всей площади картографического изображения плана неизменным остается его масштаб. Масштаб бывает трех видов:

Численный.
Именованный.
Линейный.

Численный выражается как дробь, числителем которой является 1, а знаменателем - М. Это число М показывает степень уменьшения размеров изображения на плане. Топографические планы имеют масштабы 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000. Для землеустроительных работ также используются более мелкие масштабы планов - 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000. Более мелким считается тот масштаб, у которого больше число М, и наоборот.

С именованным масштабом проще - здесь длина линий выражается словесно. К примеру, в 1 см - 50 метров. Это означает, что 1 см расстояния на плане соответствует 50 м на местности.

Масштаб линейного типа - график, изображаемый как отрезок прямой, который разделяется на равные части. Каждая такая часть подписывается числовым значением соразмерной длины местности.

Условные знаки плана местности

Для того чтобы отобразить на топографическом плане какие-либо объекты или процессы, указать их важные качественные или количественные значения, необходимо пользоваться условными знаками или обозначениями. Они дают полное представление о пространственном расположении объектов, а также их характеристику и вид.

Существует четыре типа условных знаков:

Масштабные - линейные и площадные (к примеру, площади государств, дороги, мосты).
Внемасштабные (колодец, родник, столб, вышка и т. д.).
Пояснительные (подписи характеристик объектов, например ширина шоссе, названия субъектов).

В легенде плана все они находят отражение. Исходя из легенды составляется первичное представление об участке.

Итак, план местности - изображение малого участка земной поверхности в большом масштабе. Он используется практически во всех сферах человеческой деятельности. Без него невозможно было бы создавать топографические карты.

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Мосты и транспортные тоннели»

Б. Г. Чернявский

РЕШЕНИЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ И ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧ

ПО ТОПОГРАФИЧЕСКИМ КАРТАМ И ПЛАНАМ

Методические указания по инженерной геодезии для студентов строительных специальностей

Екатеринбург Издательство УрГУПС

Чернявский, Б. Г.

Ч-49 Решение геодезических и инженерных задач по топографическим картам и планам: метод. указания / Б. Г. Чернявский. – Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2011. – 44 с.

Методические указания предназначены для студентов 1 курса всех форм обучения по направлению подготовки 270800 – «Строительство». Составлены в соответствии с учебным планом и программой по дисциплине «Инженерная геодезия», могут быть использованы как на аудиторных занятиях, так и при самостоятельной работе студентов.

Даны примеры вычисления и графического оформления работ, указан объём задания, приведены контрольные вопросы.

Рецензент : Ф.Е. Резницкий, доцент, канд. техн. наук

Учебное издание

Редактор С.И. Семухина

Подписано в печать 22.11.2011. Формат 60х84/16 Бумага офсетная. Усл. печ. л. 2,6.

Тираж 300 экз. Заказ № 165.

Издательство УрГУПС 620034, Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66

Введение ………………………………………………………………….. 4

1. Масштабы топографических карт и планов, измерение длин линий на картах и планах. Условные знаки для топографических карт и планов ……………………………………………………………………...5

2. Определение геодезических и прямоугольных координат точек,

углов ориентирования линий по топографическим картам и планам ……………………………………………………………………11

3. Изучение рельефа местности по топографическим карте и плану. Проведение горизонталей по цифровой модели рельефа. Определение отметок точек …………………………………………….19

4. Решение инженерных задач по топографическим картам

и планам ……………………………………………..................................25

5. Геодезическая подготовка проекта здания, сооружения для Перенесения его с топографического плана на местность……….……32

6. Измерение площадей участков земной поверхности по картам

и планам с помощью планиметра полярного………………...….……...40

Библиографический список……………………………………………...44

Введение

Топографические карты и планы являются основой для составления проектов различных линейных сооружений (железных и автомобильных дорог, ЛЭП, теплотрасс и др.), промышленных и гражданских зданий, инженерных сооружений (мостов, путепроводов, тоннелей), а также для земельного кадастра.

В результате выполнения работ по шести темам студенты должны уметь решать геодезические и инженерные задачи по картам и планам, выполнять геодезическую подготовку проекта, включающую составление разбивочного чертежа для выполнения работы по определению на местности проекта здания, сооружения, а также определять площади участков земной поверхности.

1. Масштабы топографических карт и планов. Измерение длин линий на картах и планах.

Условные знаки для топографических карт и планов

1. Ознакомиться с топографическими картами и планами, их масштабами и условными знаками.

2. С помощью циркуля-измерителя и шкалы линейного масштаба измерить на карте масштаба 1:10 000 длины линий.

3. Вклеить в тетрадь выданный график поперечного масштаба с основанием 2 см и произвести оцифровку его для масштаба 1: 2000. Отложить на графике несколько линий заданной длины.

4. Вычертить с основанием 5 см график поперечного масштаба для плана масштаба 1:2000. На графике отложить несколько линий заданной длины.

5. Вычертить таблицу условных знаков.

6. Составить отчет по выполненной работе.

1.1. Общие сведения о картах и планах, их масштабах

Картой называется уменьшенное изображение на плоскости значительных по площади участков земной поверхности с учетом кривизны Земли. Карте присущи искажения, поскольку эллипсоидальную поверхность, на которую проецируют земную поверхность, развернуть в плоскость без искажений нельзя. Для уменьшения и учета этих искажений применяют картографические проекции.

Карты масштабов 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000 и 1:10 000 носят назва-

ние топографических. В России топографические карты составляют в проекции Гаусса. На картах определенных масштабов элементы местности изображаются примерно с одинаковой точностью и подробностью.

Планом называется уменьшенное и подобное изображение на плоскости небольших участков местности (до 320 км2 ), в пределах которых кривизной Земли можно пренебречь. Топографические планы создают в масштабах

1: 5000, 1: 2000, 1: 1000 и 1: 500.

Точки земной поверхности проецируют на математическую поверхность – эллипсоид или плоскость по нормалям, т.е. ортогонально (рис. 1).

Рис. 1. Проецирование точек земной поверхности на плоскость:

D – наклонное расстояние; ν – угол наклона линии; d – горизонтальное проложение; Р – горизонтальная плоскость

Масштабом карты, плана называется степень уменьшения горизонтальных проекций – проложений линий местности (10 – 20 ) при изображении их на плоскости или, иными словами, отношение изображенной линии (1′ -2′ ) на карте или плане к ее горизонтальному проложению на местности:

где М – знаменатель масштаба.

Например, масштаб 1: 2000 означает: одному сантиметру длины линии на плане соответствует 2000 сантиметров на местности по горизонтальному проложению. Запись масштаба в виде дроби с числителем, равным единице, называется численным масштабом.

На топографических картах, например масштаба 1:10 000, приводится еще и запись в виде фразы: «в 1 сантиметре 100 метров» – именованный масштаб.

На картах и планах под южной стороной листа указывают численный и именованный масштабы. Кроме того, на карте приводится линейный масштаб в виде шкалы, деления которой подписаны (оцифрованы) в соответствии с численным масштабом.

Точностью масштаба плана, карты называется горизонтальное расстояние на местности, соответствующее 0,1 мм на плане, карте.

1.2. Методические указания к выполнению работы «Масштабы топографических карт и планов. Измерение длин линий на картах и планах»

Графические построения на бумаге при создании планов или карт ведут с точностью до 0,1 мм. Для получения такой точности откладывания или измерения длин линий используют графики поперечных масштабов, выгравированные на специальной металлической масштабной линейке или на линейке геодезического транспортира.

Для построения такого графика на прямой линии откладывают несколько раз отрезок АВ , называемый основанием масштаба (рис. 2). Обычно отрезок АВ = 2 см. Затем от этой линии вверх проводят на одинаковом расстоянии еще 10 линий, параллельных основанию.

Рис. 2. График поперечного масштаба

Из концов отрезков основания восстанавливают перпендикуляры. Затем нижнее и верхнее основание масштаба АВ делят на 10 равных частей и через точки деления проводят наклонные линии так, как показано на рис. 2.

В зависимости от масштаба плана или карты выполняют специальную оцифровку графика (см. рис. 2, оцифровка для масштаба 1:2000), но в любом случае в точке В ставят «ноль». Полученное построение называется графиком поперечного масштаба.

Линия АС является шкалой линейного масштаба, которой пользуются для измерения линий на картах. Наименьшее деление ef графика поперечного масштаба составляет 0,01 основания АВ . График с основанием АВ = 2 см называется нормальным, поскольку отрезок ef равен 0,2 мм (ef =0,01 АВ =0,01 2 см = 0,2 мм) и его можно разделить пополам. Поэтому точность графических построений на бумаге принимают равной 0,1 мм.

Точность измерения или откладывания длин линий на картах, планах определяется формулой:

t = 0,1 мм М, где М – знаменатель масштаба карты или плана.

Для определения горизонтального проложения линии на плане (карте) берут эту линию в раствор циркуля-измерителя и переносят на нижнюю линию графика так, чтобы правая игла измерителя совмещалась с одним из перпендикуляров, а левая попала на основание масштаба АВ . Перемещая измеритель вверх так, чтобы правая игла оставалась на перпендикуляре, замечают положение, когда левая игла коснется наклонной линии. При этом обе иглы должны находиться на одной горизонтальной линии. Искомая длина получится суммированием уложившихся между иглами целых оснований масштаба, их десятых и сотых долей.

На рис. 2 длина линии d mn , взятая с плана масштаба 1: 2000, имеет дли-

d mn = 80 м + 5 х 4 м + 7 х 0,4 м = 102,8 м.

Точность измерения 0,2 м.

График поперечного масштаба с основанием 2 см нанесен на линейку геодезического транспортира и оцифрован для масштаба 1:500. На специальной масштабной линейке нанесены четыре графика поперечного масштаба с основанием 1, 2, 4 и 5 см. С помощью такой линейки измерение или откладывание длин линий производится без вычислений, так как все деления графиков кратны 0,1 м; 1 м; 10 м; 100 м длины линии на местности для всех стандартных масштабов.

1.3. Методические указания к выполнению работы «Условные знаки для топографических планов». Общие сведения

Объекты ситуации и рельефа местности изображаются на топографических планах условными знаками, которые приводятся в специальных таблицах книги «Условные знаки для топографических планов масштабов

1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500». – М. Недра, 1989.

Условные знаки делятся на площадные (контурные), линейные и внемасштабные.

Площадными (контурными) условными знаками изображаются объекты местности, имеющие размеры контуров, площадь которых выражается в масштабе данного плана. Внутри контура размещают условный знак или пояснительную надпись, раскрывающую содержание объекта. Границей (контуром) объектов местности может служить точечный пунктир или сплошная линия.

Линейные условные знаки применяются для изображения линейных объектов. В масштабе плана у таких объектов выражается только длина. Это дороги, линии электропередачи и связи, трубопроводы и т.п.

Внемасштабными условными знаками изображаются объекты местности, не выражающиеся в масштабе плана. Так изображаются геодезические пункты, сооружения при железных и автомобильных дорогах, столбы линий электропередач и связи, колодцы и т.д. К внемасштабным относятся пояснительные условные знаки: надписи, цифры, знаки видов растительности. Большую часть надписей на планах размещают горизонтально – параллельно южной стороне рамки.

Для отделки планов применяют краски. Черный цвет используется для показа элементов ситуации и надписей. Розовый и желтый (оранжевый) цвета используются для показа поверхностей с твердым покрытием (поверхности дорог, тротуаров и т.п.). Зеленым цветом закрашиваются площади, занятые лесами и кустарниками, голубым цветом показывается гидрография, коричневым – рельеф.

Задание на выполнение графической работы

Познакомившись в читальном зале университета с книгой «Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500», студенты изучают и вычерчивают в карандаше или, по желанию, в цвете (тушь, гель) на листе формата А4 следующие условные знаки для планов масштаба 1:2000, которые будут использованы при выполнении графической работы по составлению топографического плана (знаки 5.1; 12; 13.2; 16.1; 115.5; 136; 155; 174.1; 193.1; 310; 314.2; 330.1; 366.1; 367.2; 368; 395.1; 401; 417; 475). Условные знаки вычерчивают согласно размерам. Сами размеры тоже указывают на чертеже.

Размеры букв и цифр в условных знаках принимают по табл. 116-118 книги (знаки 493, 494, 495). Правила начертания условных знаков приведены в пояснениях на с. 121 - 254.

Для правильного размещения подписи работы студенты изучают образец оформления планов по табл. 87 вкладыша книги. Высоту строчных букв в подписи этой и всех последующих графических работ принимают равным 2 мм, прописных букв и цифр – 3 мм.

1.4. Отчетом по работе являются:

– вычерченный график поперечного масштаба с основанием 5 см для масштаба 1:2000;

– таблица условных знаков;

– ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Что называется масштабом карты и плана?

2. В каком виде приводится масштаб на картах и планах?

3. Что называется точностью масштаба карты, плана?

4. Как определить точность измерения длин линий на карте или плане?

5. Какова последовательность работы при измерении длины линии на карте с помощью циркуля-измерителя и шкалы линейного масштаба?

6. Как строится график поперечного масштаба?

7. Какова последовательность работы при измерении длины линии на карте (плане) с помощью измерителя и масштабной линейки?

8. Какова последовательность работы при откладывании длины линии на бумаге с помощью циркуля-измерителя и масштабной линейки?

9. В чем особенности графиков поперечных масштабов с основанием 2 см и 5 см?

10. Приведите примеры площадных, линейных и внемасштабных условных знаков.