Использование карт

Серии карт разной тематики удобно анализировать с по­мощью комплексных профилей, на которых вдоль из­бранного направления совмещаются изображения нескольких яв­лений (например, гипсометрический профиль, геологический раз­рез, почвенный профиль, ход гидроклиматических показателей и др.). Комплексные профили применяются для выявления связей между явлениями. Совмещенные профили представляют собой взаимное наложение серии профилей, они создают эффект панорамы без перспективы и удобны для выделения однородных поверхностей, например, одновозрастных поверхностей выравни­вания.

Розы-диаграммы — графическое изображение распределения ориентировки линейных элементов по азимутам. Длина каждого луча Li — розы-диаграммы отражает общую протяженность линей­ных элементов определенного азимута (азимутального интервала) на данном участке карты.

Блок-диаграмма — трехмерный рисунок, совмещающий перс­пективное изображение какой-либо поверхности с продольным и поперечным разрезами. Блок-диаграммы строят по нескольким картам, тематика их различна. Геологические блок-диаграммы отражают устройство земной поверхности в связи со строением земной коры, ландшафтные — показывают соотношение рельефа, почв, растительного покрова и других элементов ландшафта. Су­ществуют также почвенные, геофизические, океанологические и другие тематические блок-диаграммы. Построение блок-диаграмм выполняется в двух основных проекциях — аксонометрической и перспективной. Аксонометрическая проекция (рис. 75), деформи­руя угловые соотношения, сохраняет горизонтальный масштаб таким, каков он на исходной карте, что позволяет проводить на блок-диаграмме измерения в любых направлениях. Перспективные проекции [с одной или двумя точками перспективы (рис. 76)] более наглядны, но имеют перспективные искажения, что затруд­няет выполнение по ним измерений.

Рис. 76. Схема построения пер­спективной блок-диаграммы:

а - с одной точкой перспективы; б— с двумя точками перспективы

Кроме этих двух типов су­ществуют блок-диаграммы, составленные из серий профилей (рис. 77) по одному или двум взаимно перпендикулярным на­правлениям.

Рис. 77. Схема построения блок-диаграммы в виде си­стемы параллельных разрезов

Их построение выполняется на автоматических гра­фопостроителях по цифровым моделям рельефа. При построении блок-диаграмм для увеличения их наглядности применяют раз­личное масштабирование по вертикали и по горизонтальным осям, поворачивают и наклоняют их так, чтобы обеспечить наблюда­телю наиболее выгодный обзор.

Разновидностью блок-диаграмм являются метахронные блок- диаграммы, характеризующие изменения явлений во времени. На них по двум осям откладывают пространственные координаты, а по третьей — время: дни, месяцы, сезоны года и т. д. (рис. 78). Для построения таких изображений используются разновременные карты.

Полярный планиметр

Рис. 80. Полярный планиметр:

1 — полюсный рычаг; 2 — обводной рычаг; 3 — конец полюсного рычага с грузом; 4 — ручка; 5 — острие обводного рычага; 6 — шарнир: 7 — циферблат счетного механизма; S — счетное колесо с верньером; 9 — каретка со счетным механизмом

Измерения площадей по картам осуществляют с помощью пла­ниметров, методом взвешивания и палетками разных конструк­ций. Планиметр — специальный прибор для определения по карте или плану площади участка местности. Наиболее употребителен полярный планиметр (рис. 80), состоящий из двух рычагов: полярного и полюсного, имеющих шарнирное соединение, и каретки со счетным механизмом. Конец полюсного рычага закрепляется неподвижно, а острием обводного рычага проводят по контуру измеряемой площади. Вначале обводное острие помещают в лю­бую точку контура, а рычаги располагают под углом примерно 90° друг к другу. В этом положении берут начальный отсчет т₁ по счетному механизму, затем обводят контур по ходу часовой стрелки и, возвратившись в ту же точку, берут второй отсчет т₂. Площадь Р вычисляют по формуле

Р = С(т_г— т₁),

где С — цена деления планиметра, определяемая нз п промеров из­вестной площади Р_изв., например, нескольких километровых квад­ратов на топографической карте:

Для контроля и повышения точности измерений обвод контура выполняют вторично против хода часовой стрелки, тогда Р = С(т₁—m₂).

Использование планиметра удобно при измерении крупных контуров, порядка 10—15 см². В этих случаях относительная по­грешность измерений составляет около 1 %. Однако при измере­нии мелких контуров точность измерения площадей планиметром невысока.

При способе взвешивания контуры, площадь которых требу­ется определить, переносят на кальку, а затем аккуратно вырезают и взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0001 г. Из той же кальки вырезают и взвешивают эталонный участок, площадь которого известна, что позволяет определить цену еди­ницы веса. Средние относительные погрешности данного способа составляют 1,6—2,2 %, в неблагоприятных условиях погрешности измерения достигают 5 %. Способ взвешивания удобен при не­обходимости определить суммарную площадь множества мелких ареалов (например, при определении общей площади небольших сельскохозяйственных угодий, почвенных выделов и т. п.).

Для измерения площадей применяются разного вида палетки (рис. 81). При пользовании квадратными палетками площадь отыскивается по формуле Р = а²п, где а — сторона квадрата в мас­штабе карты); n—число квадратов, попавших в пределы измеряе­мого контура; неполные доли квадратов оцениваются на глаз. В палетке, состоящей из системы параллельных линий, подсчи­тывают суммарную длину Σl отрезков, отсекаемых контуром из­меряемого участка: P= d Σl, где d—расстояние между линиями палетки. Значения Σl и d выражаются в масштабе карты. Для то­чечной квадратной палетки используется формула Р=a²n, где а — расстояние между точками; n — число точек, попавших в пределы контура. Для гексагональной палетки = 0,866Р²n, где R — расстояние между точками.

Точность определения площадей с помощью палеток не ниже, чем точность планиметрирования и взвешивания, а для малых контуров — даже выше. При использовании достаточно мелких палеток (а = 1,5—2 мм, d = 2—4 мм) относительные погрешности составляют около 1,5—3%. При прочих равных условиях наи­большую точность измерения площадей обеспечивают сетки па­раллельных линий, затем гексагональные и квадратные палетки.

При измерении площадей по мелкомасштабным картам, состав­ленным не в равновеликих проекциях, применяют способ измере­ния по зонам. Для этого сгущают параллели, получая узкие зоны (от 20—30' до 3—4°), в пределах которых колебания масштаба можно считать несущественными. Это можно делать для прямых цилиндрических, конических, азимутальных проекций, где на па­раллелях сохраняется один и тот же масштаб и искажения не зависят от долготы. Затем внутри каждой зоны определяют по­правочный масштабный коэффициент k_i , подсчитывают площади участков p_i по отдельности и суммируют их:

Измерение объемов. Если объект изображен на карте в изо­линиях, то его объем V можно представить как сумму объемов от­дельных слоев v_i , заключенных между плоскостями сечения:

где p_n и p_n+1 — площади верхней и нижней плоскостей, ограничи­вающих слой; h_n — высота слоя; р_nΔh/3 — объем вершины объ­екта, имеющей превышение Δh над самой верхней плоскостью се­чения.

В тех случаях, когда сечение изолиний на карте постоянно, формула для вычисления объемов принимает вид

Приближенное значение объема можно рассчитать, если по карте тем или иным способом измерена площадь объекта Р и опреде­лена его средняя высота (глубина) Н_ср. Тогда V=P∙H_cp.