Лекции (геодезия). Лекция 1 введение
 Скачать 0.55 Mb.
|
|
тематические, имеющие специальное назначение (дорожные, содержащие более детальную характеристику дорожной сети). Общегеографические карты в масштабах 1: 10 000 – 1: 1 000 000 называют топографическими картами. Условно их подразделяют на крупномасштабные (1: 10 000, 1: 25 000, 1: 50 000), среднемасштабные (1: 100 000, 1: 200 000), мелкомасштабные (1: 500 000, 1: 1 000 000). Мелкомасштабные карты мельче 1: 1 000 000 – это карты обзорного характера и в геодезии практически не применяются. Масштабный ряд заканчивается топографическими планами масштабов 1: 5 000, 1: 2 000, 1: 1 000, 1: 500. Лекция 4 ОФОРМЛЕНИЕ ЛИСТА ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ КАРТЫ Стороны листа карты являются отрезками меридианов и параллелей и образуют внутреннюю рамку этого листа, имеющую форму трапеции. В каждом углу рамки указывается его широта и долгота. Рядом с внутренней расположена минутная рамка карты, деления которой соответствуют одной минуте широты и долготы. На некоторых картах деления образуют интервалы в 10 Между внутренней и минутной рамками выписываются ординаты вертикальных и абсциссы горизонтальных линий координатной (километровой) сетки. Расстояние между соседними линиями одного направления равно целому числу километров. Надпись 11704,05 означает, что ордината данной километровой линии равна 704 км, цифра 11 является номером зоны системы координат Гаусса-Крюгера, в которой находится данный лист. Значения ординат превышают 500 км, следовательно, лист расположен к востоку от осевого меридиана. Вдоль западной и восточной сторон внутренней рамки выписываются абсциссы горизонтальных линий километровой сетки (например, 5601). Оцифровкой километровых линий пользуются для приближенного определения положения точек, заданных на карте. Для этого указывают две последние цифры значений координат километровых линий (сокращенные координаты) юго-западного угла квадрата, в котором находится определяемая точка. При этом вначале указывается сокращенная абсцисса (вместо 5601 указывают 01), а затем сокращенная ордината (вместо 704 указывают 04). В тех случаях, когда лист карты расположен на границе двух зон, на его внешней рамке обозначают выходы километровых линий соседней зоны. В разрывах всех четырех сторон минутной и примыкающей к ней внешней рамки карты указывается номенклатура четырех смежных листов того же масштаба. Номенклатура данного листа подписывается более крупным шрифтом над северной стороной внешней рамки. Под серединой южной стороны рамки указывается числовой масштаб и вычерчивается соответствующий ему линейный масштаб карты. Ниже приводится принятая высота сечения рельефа. В пояснительной надписи под юго-западным углом рамки содержатся данные о склонении магнитной стрелки, сближении меридианов. В дополнение к этому взаимное расположение истинного, осевого и магнитного меридианов представляется на специальном графике слева от масштаба. Под юго-восточным углом рамки строится график заложений, указывается год съемки, год выпуска карты. НОМЕНКЛАТУРА КАРТ И ПЛАНОВ Для удобства издания и практического пользования топографическую карту большой территории делят на листы. Каждый лист ограничен меридианами и параллелями, длина дуг которых зависит от масштаба карты. Разделение многолистной карты на листы по определенной системе называется разграфкой, система обозначения листов многолистной карты называется номенклатурой. 9 В основу номенклатуры положена международная разграфка листов карты масштаба 1: 1 000 000. Листы карты этого масштаба ограничены меридианами и параллелями по широте 4°, по долготе 6°. Каждый лист занимает только ему принадлежащее место. Ряды обозначают заглавными буквами латинского алфавита: А – от экватора, а колонны – арабскими цифрами с нумерацией с запада на восток, считая первой колонну с западным меридианом 180° от Гринвича. Номенклатура листа карты масштаба 1: 1 000 000 состоит из буквы ряда и номера колонны, например N-37 (лист карты, на котором находится Москва). Каждый лист карты масштаба 1: 1 000 000 делят на 4 листа карты масштаба 1: 500 000, нумеруемых прописными буквами А, Б, В, Г русского алфавита; на 36 листов карты масштаба 1: 200 000 с нумерацией римскими цифрами I, II … XXXVI; на 144 листа карты масштаба 1: 100 000 с нумерацией 1, 2 … 144. Номенклатуры листов карт этих масштабов получают путем приписки справа к номенклатуре соответствующего листа карты масштаба 1: 1 000 000 номенклатуры данного листа. Таблица 1 – Номенклатура карт и планов Масштаб Номенклатура Размер Число делений по широте по долготе К АРТЫ 1: 1 000 000 N-37 4° 6° 1: 500 000 N-37-Г 2° 3° 4 1: 300 000 IX-N-37 1° 20´ 2° 9 1: 200 000 N-37-XXXVI 0° 40´ 1° 36 1: 100 000 N-37-144 0° 20´ 0° 30´ 144 1: 50 000 N-37-144-Г 0° 10´ 0° 15´ 4 1: 25 000 N-37-144-Г-г 0° 05´ 0° 07´ 30´´ 4 1: 10 000 N-37-144-Г-г-4 0° 02´ 30´´ 0° 03´ 45´´ 4 ПЛАН Ы 1: 5 000 N-37-144 (256) 0° 01´ 15´´ 0° 01´ 52,5´´ 256 1: 2 000 N-37-144 (256-и) 0° 00´ 25´´ 0° 00´ 37,5´´ 9 1: 2 000 256-Г - - 4 1: 1 000 256-Г-IV - - 4 1: 500 256-Г-16 - - 16 Одному листу карты масштаба 1: 100 000 соответствуют 4 листа карты масштаба 1: 50 000, обозначаемые буквами А, Б, В, Г. Одному листу карты масштаба 1: 50 000 соответствуют 4 листа карты масштаба 1: 25 000, обозначаемые буквами а, б, в, г. Одному листу карты масштаба 1: 25 000 соответствуют 4 листа карты масштаба 1: 10 000, обозначаемые цифрами 1, 2, 3, 4. Разграфка листов крупномасштабных планов производится двумя способами. Для съемки и составления планов на площади свыше 20 км 2 за основу разграфки принимают лист карты масштаба 1: 100 000, который делят на 256 частей для масштаба 1: 5 000, а каждый лист масштаба 1: 5 000 – на 9 частей для планов масштаба 1: 2 000. Для планов участка площадью менее 20 км 2 используют прямоугольную разграфку с рамками листа для масштаба 1: 5 000 – 40 40 см, а для масштабов 1: 2 000 … 1: 500 - 50 50 см. За основу прямоугольной разграфки принимают лист масштаба 1: 5 000, обозначаемый арабскими цифрами. Листу плана в масштабе 1: 5 000 соответствуют 4 листа в масштабе 1: 2 000, обозначаемые буквами А, Б, В, Г. Листу плана в масштабе 1: 2 000 соответствуют 4 листа в масштабе 1: 1 000, обозначаемые римскими цифрами I, II, III, IV, и 16 листов в масштабе 1: 500, обозначаемые арабскими цифрами 1, 2…16. 10 Лекция 5 ОРИЕНТИРОВАНИЕ НА МЕСТНОСТИ. АЗИМУТЫ, РУМБЫ, ДИРЕКЦИОННЫЕ УГЛЫ И ЗАВИСИМОСТИ МЕЖДУ НИМИ При выполнении геодезических работ на местности, работ с картой или чертежом необходимо определить положение линии (ориентировать линию) относительно сторон света или какого-нибудь направления, принимаемого за исходное. Ориентирование заключается в том, что определяют угол между исходным направлением и направлением данной линии. За исходное направление для ориентирования принимают истинный (географический), магнитный меридианы или ось абсцисс прямоугольной системы координат плана. В качестве углов, определяющих направление линии, служат истинный и магнитный азимуты, дирекционный угол и румбы. Азимут – это угол между северным направлением меридиана и направлением данной линии, измеряемый по направлению часовой стрелки. Изменяется от 0° до 360°. Истинный азимут измеряется относительно истинного меридиана. C C γ А N А 1 М В геодезии принято различать прямое и обратное направления линии. Пример: МN – прямое направление линии, NM – обратное направление линии. А – прямой азимут линии МN, А 1 – обратный азимут линии МN. Меридианы разных точек не параллельны между собой, т.к. они сходятся в точках полюсов. Отсюда азимут линии в разных ее точках имеет разное значение. Сближение меридианов (γ) – угол между направлениями двух меридианов. Зависимость между прямым и обратным азимутами линии МN выражается формулой () А 1 = А + 180° + γ . () Истинные азимуты линий местности определяются путем астрономических наблюдений или с помощью приборов – гиротеодолитов. Иногда для ориентирования линии местности пользуются румбами. Румб – острый угол между ближайшим (северным или южным) направлением осевого меридиана (оси абсцисс) и направлением данной линии. Изменяется от 0° до 90°. Румбы обозначают буквой r с индексами, указывающими четверть, в которой находится румб. Названия четвертей составлены из соответствующих обозначений сторон света. В прямоугольной системе координат ориентирование линии производят относительно оси абсцисс. Дирекционный угол (α) – угол, отсчитываемый по направлению хода часовой стрелки от северного направления осевого меридиана (оси абсцисс) до направления данной линии. Изменяется от 0° до 360°. Дирекционный угол какого-либо направления непосредственно на местности не измеряют, его значение можно вычислить, если для данного направления определен истинный азимут. Зависимость между дирекционным углом и истинным азимутом выражается формулой () (рисунок) α = А – γ. () 11 Различают прямой и обратный дирекционные углы. Пример: α – прямой дирекционный угол линии МN, α 1 – обратный дирекционный угол линии МN. α 1 = α + 180°. ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ ДИРЕКЦИОННЫМИ УГЛАМИ И РУМБАМИ Четверть Дирекционный угол Румб I (СВ) 0° - 90° α II (ЮВ) 90° - 180° 180° - α III (ЮЗ) 180° - 270° α - 180° IV (СЗ) 270° - 360° 360° - α Магнитный меридиан – меридиан, проходящий через магнитные полюса. Совпадает с направлением свободно подвешенной магнитной стрелки. Магнитный азимут (А М ) – угол, отсчитываемый по направлению хода часовой стрелки, между северным направлением магнитного меридиана и направлением данной линии. Изменяется от 0° до 360°. Так как магнитный полюс не совпадает с географическим, направление магнитного меридиана в данной точке не совпадает с направлением истинного меридиана. Склонение магнитной стрелки (магнитное склонение) (δ) – горизонтальный угол между направлениями истинного и магнитного меридианов. В зависимости от того, в какую сторону уклоняется северный конец стрелки от направления истинного меридиана, различают западное и восточное склонение. Перед значением восточного склонения ставят знак плюс, западного – минус. Зависимость между истинным и магнитным азимутами выражается формулой () А = А М + δ. () При использовании этой формулы учитывают знак склонения. Если известно склонениеδ магнитной стрелки и сближение меридиановγ, по измеренному магнитному азимуту А М линии МN можно вычислить дирекционный угол α этой линии по формуле α = А М + (δ – γ), () где γ – δ – поправка на склонение стрелки и сближение меридианов (учитывают при ориентировании топографической карты). В различных точках Земли магнитная стрелка имеет различное склонение. На территории России оно колеблется в пределах от 0º ± 15º. Склонение магнитной стрелки не остается постоянным и в данной точке Земли (различают вековые, годовые и суточные изменения склонений). Больше всего изменяются суточные склонения, колебания которых достигают 15´. Следовательно, магнитная стрелка указывает положение магнитного меридиана приближенно и ориентировать линии местности по магнитным азимутам можно тогда, когда не требуется высокой точности. Лекция 6 РЕЛЬЕФ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И ЕГО ИЗОБРАЖЕНИЕ Рельеф местности – совокупность неровностей земной поверхности. В зависимости от характера рельефа местность подразделяют на равнинную, всхолмленную и горную. Равнинная местность имеет слабовыраженные формы или почти совсем не имеет неровностей; всхолмленная характеризуется чередованием сравнительно небольших по высоте повышений и понижений; горная представляет собой чередование возвышений более 500 м над уровнем моря, разделенных долинами. Наиболее характерные формы рельефа местности: 12 1. Гора (холм, высота, сопка) – возвышающаяся над окружающей местностью конусообразная форма рельефа, наивысшая точка которой называется вершиной. Вершина в виде площадки называется плато, вершина остроконечной формы называется пиком. Боковая поверхность горы состоит из скатов, линия слияния их с окружающей местностью – подошва или основание горы. 2. Котловина (впадина) – углубление в виде чаши. Самая низкая точка котловины – дно. Боковая поверхность ее состоит из скатов, линия слияния их с окружающей местностью называется бровкой. 3. Хребет – возвышенность, постепенно понижающаяся в одном направлении и имеющая два крутых ската, называемых склонами. Ось хребта между двумя склонами - водораздельная линия (водораздел). 4. Лощина – вытянутое углубление местности, постепенно понижающееся в одном направлении. Ось лощины между двумя скатами – водосливная линия (тальвег). Разновидностями лощины являются долина – широкая лощина с пологими склонами и овраг – узкая лощина с почти отвесными склонами. Начальной стадией оврага является промоина. Овраг, заросший травой и кустарником, называется балкой. Расположенные иногда по склонам лощин площадки, имеющие вид уступа или ступени с почти горизонтальной поверхностью, называются террасами. 5. Седловина – пониженная часть местности между двумя вершинами. Через седловины в горах часто проходят дороги; в этом случае седловина называется перевалом. Вершина горы, дно котловины и самая низкая точка седловины являются характерными точками рельефа. Водораздел и тальвег – характерные линии рельефа. Характерные точки и линии рельефаоблегчают распознавание отдельных форм его на местности и изображение их на карте и плане. Способ изображения рельефа на картах и планах должен давать возможность судить о направлении и крутизне скатов, а также определять отметки точек местности. Вместе с тем он должен быть наглядным. Известны различные способы изображения рельефа: перспективное, штриховка линиями разной толщины, цветной отмыв, подписи отметок точек, горизонтали. Наиболее совершенные с инженерной точки зрения способы изображения рельефа – горизонталями в сочетании с подписью отметок характерных точек и цифровой. Горизонталь - это линия на карте, соединяющая точки с равными высотами. Если представить сечение поверхности Земли горизонтальными плоскостями, то линия пересечения этих плоскостей, ортогонально спроецированная на плоскость и уменьшенная до размера в масштабе карты или плана, и будет горизонталью. Если секущая плоскость расположена на высоте Н от уровенной поверхности, принятой за начало отсчета абсолютных высот, то любая точка на этой горизонтали будет иметь абсолютную отметку, равную Н. Изображение в горизонталях рельефа всего участка местности можно получить в результате сечения поверхности этого участка рядом горизонтальных плоскостей Р 1 , Р 2 , … , расположенных на одинаковом расстоянии h друг от друга. В результате на карте получают горизонтали с отметками Н + h, Н + 2h и т.д. Расстояние h между секущими горизонтальными плоскостями называется высотой сечения рельефа. Ее значение указывается на плане или карте под линейным масштабом. В зависимости от масштаба карты и характера изображаемого рельефа высота сечения различна. Расстояние между горизонталями на карте или плане называется заложением. Чем больше заложение, тем меньше крутизна ската на местности и наоборот. Горизонтали никогда не пересекаются за исключением нависшего утеса, естественных и искусственных воронок, узких оврагов, крутых обрывов, которые не выражаются горизонталями, а обозначаются условными знаками. Основные формы рельефа изображаются горизонталями Изображения горы и котловины, также как хребта и лощины сходны между собой. Чтобы отличить их друг от друга, у горизонтали указывают направление ската. На некоторых горизонталях подписывают отметки характерных точек, причем так, чтобы верх цифр был направлен в сторону повышения ската. Если при данной высоте сечения рельефа некоторые характерные особенности его не могут быть выражены, проводят дополнительные полу- и четвертьгоризонтали соответственно через 13 половину или четвертую часть принятой высоты сечения рельефа. Дополнительные горизонтали вычерчивают пунктирными линиями, иногда в виде отрезков. Чтобы облегчить чтение горизонталей на карте, некоторые из них утолщают. При высоте сечения 1, 5, 10 и 20 м утолщают каждую пятую горизонталь с отметками, кратными соответственно 5, 10, 25 и 50 м. При высоте сечение через 2,5 м утолщают каждую четвертую горизонталь с отметками, кратными 10 м. ИЗМЕРЕНИЯ И ПОСТРОЕНИЯ В ГЕОДЕЗИИ Измерение – это процесс сравнения какой-либо величины с другой однородной величиной, принимаемой за единицу. Геодезические измерения подразделяются на три вида: - линейные (на местности определяются расстояния между заданными точками); - угловые (определяются значения горизонтальных и вертикальных углов между направлениями на заданные точки); - высотные (нивелирование) (определяются разности высот отдельных точек). За единицу линейных и высотных измерений в геодезии принят метр, представляющий собой длину жезла – эталона, изготовленного из платино-иридиевого сплава в 1889 г., и хранящегося в Международном бюро мер и весов в Париже. Копия № 28 этого жезла находится в НИИ метрологии им Д.И. Менделеева в Санкт-Петербурге. В качестве эталона более высокой точности в настоящее время служит метр, определенный как длина пути, пройденная светом за 1/299 792 548 долю секунды. Единицей для измерения углов служит градус, представляющий 1/360 долю окружности. Градус содержит 60 угловых минут, минута делится на 60 угловых секунд. В некоторых странах применяют градовую систему (1 град = 1/400 доли окружности, градовая минута = 1/100 град, градовая секунда = 1/100 градовой минуты). В современных автоматизированных угломерных приборах единицей измерений служит гон, равный 1 град или 54 угловым минутам; 1/1000 гона = 3,24 угловых секунд - |