Лекции по топограф. черчению (ЗиК). Лекция Определение топографического черчения как науки и учебной дисциплины
 Скачать 0.56 Mb.
|
|
Лекция 1. Определение топографического черчения как науки и учебной дисциплины. Связь предмета с другими геодезическими дисциплинами: геодезией, картографией, геоинформатикой. Топография (от греч. tоpos — место и grafo-описываю), научно-техническая дисциплина, занимающаяся географическим и геометрическим изучением местности путём создания топографических карт на основе съёмочных работ (наземных, с воздуха, из космоса). Т. — самостоятоятельный раздел картографии , охватывающий проблемы детального общегеографического картографирования территории, Т. — раздел геодезии , посвященный проблемам измерений на земной поверхности и по аэроснимкам для определения положения, формы и размеров снимаемых природных и социально-экономических объектов. Термин «топография» впервые был введен Птолемеем во II в. н.э. В современном понимании это наука, изучающая характерные особенности земной поверхности, для изображения её на плоскости в виде планов и карт. Основная задача – получение точных данных о формах земной поверхности (рельефе), а также расположении на ней природных и созданных человеком географических объектов. В сферу Т. входят вопросы классификации, содержания и точности топографических карт, методики их изготовления и обновления и получения по ним различной информации о местности. Топографическое черчение - наука, изучающая приемы графического оформления топографических карт, планов, чертежей. Предметом изучения данной дисциплины является теория и методы графического оформления картографических материалов, используемых в землеустройстве, картографии, геодезии и т.д. Основной метод изучения земной поверхности в топографии – топографическая съемка. Это комплекс работ, выполняемых как на местности, так и в помещении. Работы, выполняемые непосредственно на местности, называют полевыми, а в помещении – камеральными. Конечный результат полевых и камеральных работ, которые включают изучение земной поверхности, измерения на ней и графические построения на бумаге – топографическая карта. Выделяют наземную, аэро- и космическую съемки. Наземная съёмка применяется преимущественно на таких участках, картографирование которых нерентабельно другими средствами из-за их малой площади или затруднительно по характеру территории (например, гористая или сильно пересеченная местность). Аэрофотосъёмка на сегодня является наиболее распространенным приемом создания топографических карт. Существует два ее вида: комбинированная съемка и стереотопографическая. 1) при комбинированной съёмке не только аэрофотосъёмочные, но и все топографические работы – выполняются непосредственно на местности; 2) при стереотопографической съёмке в полёте производят аэрофотографирование и работы по созданию съёмочного каркаса карты, дешифрируют эталонные участки и инструментально наносят не отобразившиеся на аэроснимках объекты; остальные же процессы изготовления карты (построение фотограмметрических сетей, стереоскопическую рисовку рельефа и дешифрирование изображений) – осуществляют в ходе камеральных работ. Материалы космической съёмки находят применение при изготовлении обзорно- топографических и мелкомасштабных топографических карт преимущественно для неосвоенных и малоизученных территорий Методы создания карт: 1. По материалам полевых съемок (крупномасштабные геологические, почвенные, лесные) 2. Камеральная обработка (мелкомасштабные) 3. Обработка стационарных наблюдений (гидрологические, климатические карты) 4. Данные переписей и материалов текущего учета (карты населения) 5. Данных народно-хозяйственной статистики и экономических обследований (экономические карты) 6. Аэроснимки (карты использования земель и т.д.) Карта - картографическое произведение; построенное в картографической проекции, уменьшенное, обобщенное изображение поверхности Земли, поверхности другого небесного тела или внеземного пространства, показывающее расположенные на них объекты (предметы и явления) в определенной системе условных знаков. Географическая карта – уменьшенное обобщённое изображение земной поверхности на плоскости в определенной проекции, с учетом кривизны поверхности, показывающие размещение, сочетания и связи природных и общественных явлений, отбираемых и характеризуемых в соответствии с назначением данной карты. Основные свойства карт: 1) Возможность зрительного охвата всей отображаемой земной поверхности 2) Способность передавать пространственные изменения явлений во времени Особенности карт: 1) Особый математический закон построения (картографические проекции), позволяющий получать по картам данные о положении, плановых размерах и форме изображаемых земных объектов. 2) использование картографических знаков как особого языка карты, даёт возможность: а) изображать земную поверхность с желательным уменьшением (т. е. в масштабе), чтобы охватить единым взглядом необходимую часть или даже земную поверхность, воспроизводя при этом на карте те объекты, которые вследствие уменьшения не выражаются в масштабе карты, но по своему значению должны быть показаны; б) показывать на карте рельеф земной поверхности (например, при помощи горизонталей), т. е. передавать неровности местности в плоском изображении; в) не ограничиваться отображением на географической карте поверхности предметов, а указывать их внутренние свойства (например, на карте моря можно показать физико- химические свойства воды, течения, рельеф и грунты морского дна, и др.); г) показывать распространение явлений, не воспринимаемых непосредственно органами чувств (например, магнитное склонение, аномалии силы тяжести и т. п.), и делать наглядными недоступные непосредственному восприятию связи и отношения (например, между источниками сырья и предприятиями по его переработке); д) исключать менее значимые стороны, частности и детали, свойственные единичным объектам, и выделять их общие и существенные признаки (например, характеризовать населённые пункты по численности населения и административному значению, отказываясь от передачи их планировки), т. е. прибегать к абстракции. 3) Картографическая генерализация – отбор, обобщение, выделение главных типических черт объекта на карте, обобщение качественных и количественных показателей изображаемых объектов, упрощение очертания, объединение контура, выполняемое в соответствии с нормами отбора. Виды карт: А. общегеографические карты, на которых главным предметом изображения служит земная поверхность с объектами, расположенными на ней. Б. тематические, передают с большей полнотой и обстоятельностью элемент, входящий в содержание общегеографической карты (рельеф земной поверхности), или показывают явления, отсутствующие на общегеографических картах, геологическое строение местности, климатические условия и т. п., в связи, с чем различают виды тематических карт – геологические, климатические, почвенные и т. д. Тематические карты образуют два основных класса: а) карты природных явлений, или физико-географические; б) карты общественных явлений, или социально-экономические Многоотраслевые (комплексные) карты показывают одновременно (совмещают) несколько явлений, каждое в своих показателях, с учётом взаимных связей явлений. Синоптические карты, показывающие совместно все основные метеорологические элементы. Специальные карты: морские навигационные карты, полётные, проектные и др. На практике широко используется классификация географических карт по территориальному признаку, различающая карты мира в целом, карты океанов и морей, материков, их крупных частей, государств, областей, районов. Топографические карты – подробные, единые по содержанию, оформлению и математической основе географические карты, на которых изображаются природные и социально-экономические объекты местности с присущими им качественными и количественными характеристиками и особенностями размещения. (с подробным изображением поверхности, позволяющим определить как плановое, так и высотное положение точек) Топографический план — картографическое изображение на плоскости в крупном масштабе ограниченного участка местности, в пределах которого кривизна уровненной поверхности не учитывается (рельеф). Топографи́ческая съёмка — совокупность работ по созданию топографических карт или планов местности посредством измерений расстояний, высот, углов и т. п. с помощью различных инструментов (наземная съёмка), а также получение изображений земной поверхности с летательных аппаратов (аэрофотосъёмка,космическая съёмка). Наземные съемки бывают плановые, высотные и комбинированные. При Плановой (теодолитной) получается топографическая карта, но без учёта рельефа, т.е. только ситуация (совокупность объектов местности). Топографическая (тахеометрическая) съёмка, особенно крупных масштабов, является наиболее востребованным видом геодезических работ. Потребности в ней могут возникнуть при изысканиях, обновлении топокарт, составлении генпланов, составления рабочих чертежей, для решения вертикальной планировки и проектировании ландшафтного дизайна. На основе топографической съёмки возможно построить цифровую модель местности. При Высотной (нивелирной) съемке выполняется определение высотного (вертикального) положения характерных точек рельефа и конструктивных элементов зданий. Лекция 2 Специфические особенности топографического черчения. Способы копирования. Современные требования, предъявляемые к графическому качеству оригиналов топографических карт. Съемочный оригинал выполняется в результате проведенных топографо-геодезических работ (мензульной и аэрофототопографической съемок). Основным методом создания топографических карт в настоящее время является аэрофотосъемка; она проводится в тех случаях, когда необходимо создать карту на большую территорию. При съемках небольшого участка выполняется мензульная съемка, так как в этих случаях аэрофотосъемка экономически нецелесообразна. Всю рисовку местности в карандаше выполняют непосредственно на точке, с которой производится съемка. Объекты местности изображают в соответствующих условных знаках, причем точка условного знака, обозначающая местоположение предмета, должна совпасть с наколом. Реки и ручьи, изображаемые в одну линию, вычерчиваются в карандаше с постепенным утолщением. При изображении населенных пунктов в карандаше шрафировка площадей кварталов делается более разреженной (масштаб 1 : 25ООО и 1 : 50ООО), чем при выполнении ее тушью, или выполняется окраска голубым и розовым карандашом (масштаб 1:10 000). Окраска делается бледной, чтобы ее можно было снять мягкой резинкой. Отдельные строения, которые в дальнейшем должны быть залиты черной тушью, слегка затушевываются графитным черным карандашом. Все дороги вычерчиваются соответствующими условными знаками. При вычерчивании шоссейных дорог в две линии обе линии вычерчиваются тонкими. При вычерчивании условных знаков насыпей и выемок вычерчиваются тонкие штрихи. Дополнительные и вспомогательные горизонтали при карандашной рисовке должны быть хорошо различимы. Для этого длина штрихов звеньев полугоризонталей увеличивается, а вспомогательных — уменьшается. При вычерчивании в карандаше условных знаков почвенно-растительного покрова и грунтов вспомогательная разграфка не делается — значки расставляются на глаз. Все подписи выполняют остовными шрифтами, располагать их нужно так, чтобы не возникало сомнения в принадлежности подписи к тому или иному объекту. На съемочном оригинале зеленым цветом (вместо голубого, данного в таблицах условных знаков) вычерчиваются все элементы гидрографии: береговая линия морей, рек, озер; реки и ручьи, изображаемые в одну линию; колодцы, родники, урезы вод, изобаты, численные характеристики всех водных объектов и их собственные названия, штриховка болот и их численная характеристика. Штриховка болот на съемочном оригинале может выполняться голубым цветом, так как не каждый топограф или картограф может выполнить рисунок болот качественно и красиво, сохранив тот рисунок, который дан в условных знаках. При дальнейшем фотографировании съемочного оригинала голубая штриховка не воспроизводится, тем самым голубая копия, полученная с полевого оригинала, получается более качественной, т. е. участки, занятые рисунком болот, не затемнены. На издательском оригинале опытный чертежник-оформитель выполнит рисунок болот в соответствии с условными знаками. Коричневой тушью на съемочном оригинале вычерчивают горизонтали и их подписи, скалы, осыпи, овраги, обрывы, промоины и их численные характеристики, пески, каменистые и бугристые поверхности и т. п., т. е. все те условные знаки, которые е таблицах условных знаков даны коричневым цветом. Красной тушью вычерчиваются отдельные знаки растительности в соответствии с таблицами условных знаков и граница, обозначающая постепенный переход одного вида растительности в другой. Все остальные элементы содержания на съемочном оригинале вычерчиваются черным цветом (населенные пункты, дорожная сеть, границы, растительность и т. д.). Рассмотрим порядок и некоторые особенности вычерчивания съемочного оригинала. Чтобы избежать лишних исправлений и подчисток, а также не пропустить главного при вычерчивании съемочного оригинала тушью, придерживаются следующей последовательности. Сначала вычерчивают линии внутренней рамки оригинала и выполняют окраску зеркала ©оды голубой акварельной краской, кварталов — голубой и розовой (в зависимости от преобладания в них огнестойких или неогнестойких строений). С особой тщательностью и точностью вычерчивают опорные пункты, высотные точки и предметы местности, имеющие значение ориентиров, их числовые характеристики и пояснительные подписи. Еще раз уточняют расположение надписей, выполненных в карандаше. Начертания и размер шрифтов должны соответствовать шрифтам, приведенным в таблицах условных знаков Для более быстрого выполнения надписей можно изготовить трафарет: на небольшом кусочке пластика вырезают отверстия высотой немного больше высоты букв (с учетом толщины остро отточенного карандаша) и длиной, равной самой большой надписи. Вычерчивание населенных пунктов начинают с промышленных, сельскохозяйственных и социально-культурных объектов, их названий и численных характеристик. Все сооружения, показывающиеся внемасштабными условными знаками, ориентируют относительно рамки карты, а не относительно линий кварталов, внутри которых они расположены (см. рис. 49, Затем вычерчивают главные улицы и проезды, выдающиеся здания, прочую внутреннюю застройку, контуры, которые являются внешними контурами населенного пункта, условные знаки садов, парков, огородов и т. д. При вычерчивании дорожной сети прежде всего выполняют железные дороги. Если параллельно железнодорожной линии на близком расстоянии проходит автодорога, то полотно железной дороги вычерчивают по ее действительному положению, а автодорогу сдвигают. Просвет между ними должен быть не менее 0,2 мм. При вычерчивании дорог показывают все сооружения, находящиеся на них, и линии связи, а также отдельные строения, расположенные вне населенных пунктов. Если дорога изображается в две линии, то строение показывают на линии дороги, а если в одну, то на расстоянии 0,2 мм от нее. Вычерчивание гидрографии начинают с урезов вод и пристаней, так как они могут разрывать береговую линию. Затем вычерчивают береговую линию рек, морей, озер и других водоемов, реки и ручьи, изображаемые в одну линию, и, наконец, временные водотоки. После гидрографии вычерчивают рельеф и все численные характеристики, относящиеся к нему, в следующей последовательности: овраги, обрывы, промоины, скалы и другие формы, показываемые специальными условными знаками, затем утолщенные основные, дополнительные и вспомогательные горизонтали. Изображение рельефа дополняется числовыми отметками характерных точек местности, которые выполняют черным цветом. При вычерчивании границы места перегибов фиксируют резкими изломами штрихов или точками знака. В таких случаях длина звена границы и промежутка может быть увеличена или уменьшена. Выступающие детали рисунка оград ориентируют внутрь ограждаемых территорий (в отдельных случаях — в менее загруженную штриховыми элементами сторону). Вычерчивание почвенно-растительиого покрова и грунтов начинают с их границ. Затем выполняют карандашную разграфку для размещения заполняющих условных знаков с помощью синусных линеек, палеток и трафаретов. Если исполнитель имеет определенные навыки и у него хороший глазомер, можно выполнять карандашную разграфку с помощью обычной линейки и треугольника или вычерчивать условные знаки на глаз без вспомогательного построения. Условные знаки растительности и грунтов не следует пересекать изображениями других объектов, так как даже шахматная расстановка может быть нарушена; условный знак может быть немного сдвинут в сторону или вообще опущен. Густота расстановки знаков растительности зависит от площади, занимаемой угодьем: если площадь маленькая, то расстояние меледу знаками может быть уменьшено на одну треть. При выполнении условных знаков лесов, поросли леса, сплошных зарослей кустарников прежде всего в центре площади размещают характеристику древостоя. Если площадь, занимаемая лесом, большая, характеристика дается несколько раз. Если площадь небольшая или представляет узкую полосу, то характеристику древостоя помещают вне контура леса. Еще раз просматривают расположение всех надписей и, если необходимо, их переносят на другое место. Установив, что надпись размещена правильно (не пересекается другими объектами), ее вычерчивают тушью. Завершают изготовление съемочного оригинала вычерчиванием внешней рамки и зарамочного оформления. Лекция 3 Чертежные материалы, принадлежности инструменты Графика — это способ отображения окружающей нас действительности на плоскости. Графика вмещает в себя множество способов изображения. Рассмотрим два из них: рисунок и чертеж Рисунок — это графическое изображение, выполненное от руки на глаз, которое дает нам представление только о внешнем виде предмета и не дает представления о внутреннем его устройстве и размерах. Чертеж — это графическое изображение, выполненное при помощи специальных чертежных инструментов и принадлежностей по особым правилам построения изображений, которое дает нам полное представление о внешнем и внутреннем устройстве предмета № о его размерах. Для выполнения чертежей необходимо приготовить следующие принадлежности и чертежный инструмент: бумагу, карандаши, резинку, чертежную доску рейсшину угольники, лекала, транспортир и готовальню. Чертежная бумага предназначена для работы на ней карандашом, тушью и акварелью. Она должна быть достаточно гибкой и не пропускать тушь. Качество графического изображения при выполнении его карандашом в значительной мере предопределяется правильным выбором карандаша. Чертежная бумага – используется для создания карт, отличается хорошей проклейкой, прочностью, белизной. В настоящее время для картографических работ применяется чертежная бумага марки В (высшего качества) и марки О (обыкновенная) – имеет более низкие чертежные свойства. Высшие сорта чертежной бумаги по традиции называются ватманом. Эту бумагу изготовляют в соответствии с ГОСТ 597—56. Для выполнения чертежей, обводимых тушью, можно использовать бумагу с глянцевой поверхностью, однако подготовка чертежа карандашом на ней затруднена. Кальку (ГОСТ 892—70)- прозрачную бумагу - применяют для копировальных работ. В топографическом и строительном черчении, а так же для выполнения расчетно-графических работ применяют миллиметровую (ГОСТ 334—56). Листы чертёжной бумаги, могут быть следующих форматов: А0 - 1189х841мм; А1 - 841х594мм; А2 - 594х420мм; А3 - 420х297мм; Виды: -бумага с синтетическим наполнителем, обладающая малой деформацией (СБ-1 пленочного типа); -специальная бумага с баритовым слоем и желатиновым покрытием или матовая, предварительно отфиксированная фотобумага, наклеенная на жесткую основу. -рисовальная бумага имеет меньшую плотность и прочность. Ее поверхность сильно лохматится от стирательной резинки (ластика) и скальпеля. Поверхность может быть гладкой, шероховатой, бугристой. -миллиметровая бумага – отпечатана цветная сетка квадратов (1мм х 1мм). -фотобумага – применяется для изготовления фотопланов и др.; -пропускная (промокательная) бумага – отличается рыхлой структурой, что способствует быстрому впитыванию влаги – применяется при работе с акварельными красками; -наждачная бумага - для оточки и полировки инструментов; -переводная – для копирования – делается карандашом; -калька (прозрачная бумага) для изготовления копий: бумажная (восковка), полотняная. Сильно деформируется, поэтому используются пластики. Чертежные карандаши имеют шестигранную форму, их удобно держать в руке и они не скатываются с наклонного чертежного стола. Чертежные карандаши выпускаются различной мягкости и твердости, обозначаемой соответствующими цифрами и буквами. Мягкие карандаши 6М, 5М, 4М, 3М, 2М и М; средней твердости: ТМ; твердые: Т, 2Т, 3Т, 4Т, 5Т, 6Т и 7Т. Цифра перед буквой обозначает степень мягкости или твердости карандаша. Резинки применяются для удаления с бумаги лишних и неправильных линий, а также для чистки законченного чертежа. Рейсшина и линейка. Рейсшина — это длинная линейка (обычно из дерева), имеющая на одном конце жестко скрепленную с ней поперечную планку. Для проведения линий под необходимыми углами надо повернуть на заданный угол подвижную поперечную планку и закрепить ее в этом положении гайкой. Угольники, применяемые для чертежных работ бывают двух видов — один с углами 45°, второй — с углами 30 и 60°. Треугольники служат для проведения вертикальных линий, а также наклонных — под углами 30, 45, 60 и 75°. Лекала применяются для проведения кривых линий (так называемых лекальных кривых), т.е кривых, которые нельзя провести циркулем. Готовальня — набор чертежных инструментов. Готовальни в зависимости от их назначения бывают разных типов, отличающихся друг от друга количеством находящихся в них инструментов. Для чертежных работ рекомендуется пользоваться готовальнями №10 и №14. Разметочный циркуль (измеритель) предназначен для измерения и откладывания линейных размеров. При смыкании ножек измерителя иглы должны соприкасаться остриями без перекоса и иметь одинаковую длину, примерно 8... 10 мм. Не рекомендуется ножки измерителя раздвигать больше, чем на 60°, так как из-за большого наклона игл получается неточный размер. Разметочный кронциркуль предназначен для измерения и откладывания небольших линейных размеров. Расстояние между ножками кронциркуля регулируется раздвижным винтом. При откладывании большого количества одинаковых смежно расположенных отрезков необходимо предварительно проверить точность установки размера. Для этого на черновике на проведенном отрезке делается 5...6 уколов, затем складывается их величина, полученный отрезок измеряется и сравнивается с суммой всех отрезков заданного размера. При оформлении карт к изданию удобно пользоваться деколями - изображениями цифр, букв, символов условных знаков, заливок и сеток (Отечественные предприятия пока изготавливают деколи с цифрами, буквами и символами) на специальной пленке, с которой их можно перенести на бумагу или пластик. Прозрачная пленка деколя накладывается клеящим слоем с изображением на бумагу; с обратной стороны пленку трут твердым предметом, например деревянной палочкой, и изображение переходит на бумагу. В картографическом производстве широкое распространение получили прозрачные и полупрозрачные пластики. На них чертят составительские и издательские оригиналы, гравируют последние. Они незаменимы для полевых работ при корректировке спортивных карт, ибо позволяют чертить простым карандашом в дождливую погоду. Применяется несколько видов отечественных и импортных пластиков: 1) химически модифицированные природные полимеры: целлулоид, ацетатные пленки, целлофан; 2) пластики, полученные полимеризацией на основе хлористого винила, полиэтилена: винипроз, астралон. Остальные пластики этой группы - астрофойл, акрилат, полиэтилен, дайрайт, новафойл - близки по свойствам к винипрозу и астралону; 3) пластики, полученные путем поликонденсации из полиэфирных, полиамидных и эпоксидных смол: отечественный пластик-лавсан, импортные - хостафан (ФРГ), майлар (США) и др. Пластики выпускают листами и рулоном, толщиной от 0,1 до 1 мм, с гладкой и матированной поверхностью. Лекция 4 Картографические шрифты для топографических карт и планов: общее понятие, классификация, элементы и параметры построения Шрифтом называется графическое начертание букв и цифр. В зависимости от техники исполнения различают следующие виды шрифтов: рукописный, написанный от руки пером или другим инструментом на бумаге или другом материале; рисованный, нанесенный кистью или другим инструментом на тот или иной предмет и материал и применяемый для художественных надписей; гравированный, вырезанный или высеченный на твердом материале (камне, металле, дереве и т.д.) и используемый на памятниках, архитектурных сооружениях и т.п.; типографский, с рельефными буквами и знаками, из которых составляются (набираются) тексты для печатания на бумаге. Шрифты, которые применяются на топографических планах и картах, называются картографическими. В зависимости от ряда графических признаков, картографические шрифты подразделяются на группы: - по наклону букв – прямые (обыкновенные) и курсивные с наклонами вправо и влево; - по ширине букв – узкие, нормальные и широкие; - по светлоте – светлые, полужирные и жирные; - по наличию подсечек. По характеру шрифта, его рисунку, размеру, наклону и по другим его особенностям на карте можно давать качественную и количественную характеристику объекта. Надписи на топографических картах букв и цифр часто выполняют функции условных знаков, например А – асфальтовое покрытие дороги, и т.д. Таким образом, все надписи, выполненные на топографических картах определенными шрифтами, являются: собственными названиями географических объектов; географическими названиями объектов; условными знаками; пояснительным текстом; числовыми характеристиками. Все картографические шрифты объединены в Альбом картографических шрифтов 1956 г. |