Методмческие указания по выполнению КР№1. Решение инженерногеодезических задач на топографических картах и планах для студентов, обучающихся по направлению 653500 Строительство
 Скачать 28.66 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ижевский государственный технический университет» МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению контрольной работы №1 студентами заочной формы обучения , обучающимися по полной программе по дисциплине «Инженерная геодезия» на тему «Решение инженерно-геодезических задач на топографических картах и планах» для студентов, обучающихся по направлению 653500 «Строительство»  Ижевск Издательство ИжГТУ 2011 УДК 528.49 Невзорова А А Методические указания для студентов заочной формы обучения , обучающихся по направлению 653500 «Строительство» к выполнению контрольной работы №1 по дисциплине «Инженерная геодезия» на тему «Решение инженерно – геодезических задач на топографических картах и планах» . Издание второе, исправленное и дополненное. Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2011. – 36 с. Печатается по решению методического совета инженерно – строительного факультета протокол №------ от января 2011 г. Методические указания предназначены для выполнения контрольной работы №1 студентами, обучающимися по направлению 653500 «Строительство», по дисциплине «Инженерная геодезия» на тему «Решение инженерно-геодезических задач на топографических картах и планах» заочной формы обучения. Основная цель данной работы – научить студентов уверенно читать топографические планы и карты; производить простейшие измерения по определению длин линий, прямоугольных координат, углов ориентирования, высот точек, площадей, а также освоить приемы камерального трассирования линейных сооружений и составления профиля местности, определения границы водосборной площади. Большое внимание уделяется работе с графическими масштабами. ВВЕДЕНИЕ Методические указания “Решение инженерных задач на топографических картах и планах” предназначены для студентов заочной формы обучения, обучающихся по направлению «Строительство» при изучении дисциплины “Инженерная геодезия”. Для выполнения задания студентам выдается ксерокопия части топографической карты масштаба 1:25 000 или1:10 000 с нанесенными преподавателем исходными данными. Все построения и измерения производятся на карте, а решения выполняются в рабочей тетради или на листах бумаги формата А4 и, при необходимости, дополняются графическими приложениями, которые вычерчиваются в соответствии с условными знаками и шрифтами. Студенты должны иметь: измеритель, линейку, карандаши Т, ТМ, 2М, транспортир, резинку, чертежную и миллиметровую бумагу, гелевые ручки различных цветов, калькулятор для инженерных расчетов (с тригонометрическими функциями). Выполненная работа представляется на проверку преподавателю в сроки, предусмотренные календарным планом учебных занятий. При положительной оценке студентом производится защита работы. Часть задач помечены ссылкой для любознательных, это означает, что студент может пропустить их решение, но теоретическую часть изучить обязан.
Для создания топографического плана на заданный участок земной поверхности его ортогонально проецируют на горизонтальную плоскость и уменьшают в определенное число раз. Таким образом топографическим планом называют уменьшенное и подобное изображение на бумаге отдельных небольших участков земной поверхности. Совокупность предметов местности называют ситуацией, а совокупность различных неровностей земной поверхности – рельефом. План местности, составленный без изображения рельефа, называют контурным. Таким образом, план – это чертеж, состоящий из горизонтальных проложений отрезков местности, полученных ортогональным проецированием их на горизонтальную плоскость. Топографический план может быть издан или в бумажном варианте, или в электронном в виде математической модели местности. Большие по размерам участки земной поверхности отобразить на плоскости невозможно без искажений, т.е., с сохранением полного подобия, в силу сферичности Земли. Такие участки сначала ортогонально проецируют на поверхность эллипсоида, а затем с поверхности эллипсоида по определенным математическим законам, называемым картографическими проекциями, переносят на плоскость. В результате получают карту. Следовательно, картой называют уменьшенное и закономерно искаженное изображение всей земли или отдельных частей ее поверхности на плоскости. Степень уменьшения горизонтальных отрезков местности при перенесении их на бумагу называется масштабом плана (карты). Масштабы бывают численные и графические. Численным масштабом называют отношение длины отрезка на карте или плане к длине соответствующей горизонтальной проекции линии на местности, записанной в виде аликвотной дроби, т.е. дроби, числитель которой равен единице. Например, 1:5 000, 1:2 000, 1:25 000 и т.д.В общем случае 1 : N. Знаменатель этой дроби показывает во сколько раз уменьшены длины горизонтальных отрезков местности при изображении их на топографических планах, картах или профилях. На всех этих материалах подписывают численный масштаб. Зная численный масштаб можно от единиц измерения на карте или плане переходить к единицам измерения на местности и наоборот. Например, если на карте масштаба 1:5 000 длина отрезка равна 2 см, то на местности длина его горизонтального проложения составит D=d*N=2*5000=10000 см=100м. Существенное влияние на точность измерения отрезков по любому чертежу оказывают возможности зрительного восприятия графических элементов. Невооруженный глаз человека не способен на чертеже на расстоянии 20-25 см отличить точку от отрезка, если его длина меньше 0,1 мм. Данный отрезок называют точностью масштаба, т.е. точностью масштаба называют длину горизонтальной проекции линии местности соответствующую 0.1 мм на карте или плане. Для масштабов 1:500, 1:1 000, 1:10 000, 1:25 000 точность масштаба соответственно равна 0,05; 0,1; 1,0; 2,5 м. Наряду с численным масштабом на практике широкое распространение получили графические масштабы,- линейный и поперечный. Пользование линейным масштабом понятно из рис.1  Рис1. Измерение длины линии с помощью линейного масштаба и циркуля измерителя Поперечный масштаб (рис.2) применяется для более точных измерений длин линий на картах. Его гравируют на специальных металлических линейках. Точность измерения расстояния с помощью такого масштаба равна 0,5 цены наименьшего деления. С целью приобретения навыков пользования поперечным масштабом студентам предлагается решить задачи 1 – 4. Задача 1.1. Построить нормальный сотенный поперечный масштаб Для его построения на прямой линии откладывают ряд равных отрезков, которые называют основанием масштаба (2 см). Из концов оснований восстанавливают перпендикуляры произвольной длины. На крайних перпендикулярах измерителем откладывают по десять отрезков одинаковой длины и соединяют их концы. Крайнее левое основание сверху и снизу делят на десять одинаковых частей методом деления  Рис.2. Нормальный сотенный поперечный масштаботрезка на пропорциональные части. Соединяют нулевую точку (0) нижнего основания с первым делением верхнего основания (А) и т.д. Таким образом получают масштабную линейку (рис.2). Для пользования поперечным масштабом необходимо мысленно оцифровать его деления, исходя из масштаба плана или карты. Так, если масштаб плана 1:500, то основание равно 10 м., АВ=1м и наименьшее деление (а1 в1) равно 0.1 м. Измеритель располагают таким образом , чтобы правая игла находилась на одной из вертикальных линий, а левая – на трансверсале (наклонная линия рис.3),но при этом обе иглы должны находиться на одной горизонтальной линии.  Рис.3. Измерение длины линии с помощью поперечного масштаба и циркуля измерителя После чего считают, сколько целых (k), десятых (n) и сотых (m) долей основания содержится между иглами и, исходя из ранее выполненной оцифровки, вычисляют расстояние d=k*(OK)+n*(0.1 OK)+m*(0.01 OK) (1) Для случая, приведенного на рис.3 имеем к=1, п=4, т=3.5, а следовательно d=1 *10+4 * 1+3.5 * 0.1 = 14.35(м). Задача 1.2. Измерить длины сторон трех произвольных по форме треугольников с помощью поперечного масштаба, считая, что первый из них построен в масштабе 1:5 000, второй – 1:10 000 и третий – 1:25 000. Для решения задачи построить три произвольных по форме треугольника, для чего наколоть иглой измерителя вершины, обвести их кружками диаметром 1мм и соединить прямыми линиями (рис.4). Измерения выполнить с помощью измерителя и построенного в задаче 1.1 поперечного масштаба. Значения длин линий, с учетом точности масштаба, записать в метрах у соответствующих им сторон треугольников. Например, при измерении отрезка на плане масштаба 1:500 его длина оказалась равной 15 м. Запись 15 м будет считаться не правильной, так как она не отражает точности масштаба плана. Учитывая, что точность масштаба 1:500 равна 0.05м, результат следует записать в виде 15.00 м. Высота цифр равна 2 мм (шрифт вычислительный).  Рис. 4. Результаты измерения длин сторон треугольников с помощью поперечного масштаба Задача 1.3. По длинам сторон ,заданных преподавателем, построить три треугольника в масштабах 1:500, 1:1 000, 1:2 000. Оформить как показано на рис.5. Для решения данной задачи на прямой отложить с помощью измерителя и поперечного масштаба основание треугольника АВ в соответствующем масштабе. Из концов отрезка засечкой получить положение точки С. Вершины А,В,С треугольника обвести кружками диаметром 1 мм, соединить прямыми и подписать длины сторон в соответствии с точностью масштаба.  Рис.5. Построение треугольников по известным длинам сторонЗадача 1.4. Определить масштаб аэроснимка (для любознательных) Задача выполняется в лаборатории. Для ее решения студент получает в геокамере комплект аэроснимков и топографическую карту масштаба 1:10000. Необходимо на аэроснимке выбрать четыре хорошо опознаваемых контура, образующих геометрическую фигуру близкую к квадрату условно обозначить их буквами а, b, c, d. Измерить расстояние между ними с точностью до 0.1 мм. Результаты записать в табл.1. Таблица 1.Определение масштаба аэроснимка
Опознать те же самые контуры на топографической карте, измерить с помощью поперечного масштаба их длины линий и результаты также записать в табл. 1 в графуdk.Тогда знаменатель масштаба аэроснимка равен: MCH=(dk/dCH)MK. (2) Результаты записать в таблицу и найти среднее значение. Вопросы для самоконтроля. 1.Что называется топографическим планом? 2. Что называется топографической картой? 3. В чем отличие карты от плана? 4. Что такое масштаб? 5. Что принято за точность масштаба? 6. Что такое численный масштаб? 7. Как построить нормальный сотенный поперечный масштаб? 2. Номенклатура топографических карт В нашей стране топографические карты составляются в масштабах: 1:1 000 000, 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000, 1:10 000. Все эти карты строятся в поперечно-цилиндрической проекции Гаусса и являются многолистными. По формату листы близки к квадратам с размерами сторон 40-50см.. Для того, чтобы каждый лист карты имел только одному ему принадлежащий номер, принята международная система нумерации, - номенклатура (рис.6). В основу разграфки и номенклатуры топографических карт положена карта масштаба 1:1 000 000, которая образуется в результате деления земного шара параллелями на 4-х градусные ряды (начиная от экватора) и меридианами на 6-ти градусные колонны (начиная от Гринвича). Ряды обозначаются заглавными буквами латинского алфавита, а колонны – арабскими цифрами нумерацией с запада на восток, считая первой колонну с меридиана 180° от Гринвича (рис 6). Таким образом номенклатура листа карты масштаба 1:1 000 000 состоит из буквы ряда и номера колонны. Например:N-37,O-39 и т.д. Каждый лист карты масштаба 1:1 000 000 делится меридианами и параллелями на 144 листа карты масштаба 1:100 000, обозначаемыми арабскими цифрами 1,2,3,4…,144, следующими за номенклатурой листа 1:1 000 000. Например: N-37-1, O-39-144 и т.д.  Рис.6. Международная разграфка листов карт масштаба 1:1 000 000 Лист карты масштаба 1:100 000 делится меридианами и параллелями на 4 листа А,Б,В,Г карты масштаба 1:50 000. Номенклатура листа карты этого масштаба состоит из номенклатуры карты масштаба 1:100 000 и присоединенной одной из 4-х букв русского алфавита N-37-1-А, O-39-144-Г и т. д. Каждый из листов карт масштаба 1:50 000 делится на 4 листа, обозначаемых буквами а,б,в,г. Таким образом номенклатура карты масштаба 1:25 000 имеет вид: N-37-1-А-а, O-39-144-Г-б. Разделив лист карты масштаба 1:25 000 меридианами и параллелями на 4 части и пронумеровав их 1,2,3,4, получим номенклатуру листа карты масштаба 1:10 000. N-37-1-А-а-2, O-39-144-Г-б-3. Задача 2.1. найти номенклатуру листа карты масштаба 1:10 000, на котором находится точка с географическими координатами B,L(для любознательных) Порядок решения этой задачи рассмотрим на примере с исходными данными B=56°18´13´´ и L=43°53΄23΄΄ По схеме международной разграфки карты масштаба 1:1 000 000 (рис 6) имеем номенклатуру О-38 Выносим этот лист на отдельный рисунок 7. Разделив этот лист на 144 части ( 12 частей по широте и 12 частей по долготе) и пронумеровав их арабскими цифрами, находим номер листа карты масштаба 1: 100 000 в соответствии с заданными географическими координатами его номер равен 136. Следовательно, номенклатура искомого листа будет равна О-38-136. Выносим этот лист на отдельный чертеж (рис 8) и после разделения его на 4 части, по географическим координатам находим номенклатуру листа карты масштаба 1:50000. Она равна О-38-136-Б. Аналогично получаем номенклатуру листа карты масштаба 1:25000, а затем и масштаба 1:10000 Она имеет вид О-38-136-Б-б-1.  Рис. 7.Схема разграфки листов карты масштаба 1 : 100000  Рис.8. Схема разграфки листов карт масштабов 1:50000, 1:25000 и1:10000 Ответ: Номер листа карты масштаба 1:10000 для точки с географическими координатами B=56°18´13´´ и L=43°53΄23΄΄ равен О-38-136-Б-б-1. Вопросы для самоконтроля
3. Условные топографические знаки Местные предметы на топографических картах и планах изображаются условными знаками. Они подразделяются на масштабные, внемасштабные, линейные, пояснительные и специальные. |