Глава 2. Способы изображение рельефа на топографически картах
Для изображения рельефа местности на планах и картах применяют условные изображения, которые давали бы представление о формах рельефа земной поверхности, крутизне скатов, высотах точек и превышениях. Существуют несколько способов изображения и обозначения рельефа, из которых одни удовлетворяют всем только что указанным требованиям, другие не удовлетворяют им полностью.
Способ изображения рельефа должен обеспечивать:
хорошее пространственное представление о рельефе местности,
надёжное определение направлений и крутизны скатов и отметок отдельных точек,
решение различных инженерных задач.
За время существования геодезии было разработано несколько способов изображения рельефа на топографических картах. Перечислим некоторые из них:
1. Способ горизонталей.
2. Гипсометрический способ.
3. Способ отмывки.
2.1. Способ горизонталей
Способ горизонталей (или способ изогипс) – наиболее распространенный способ изображения рельефа на топографических планах и картах. Он дает однозначное пространственное представление о рельефе местности, позволяет быстро и просто получить количественные характеристики рельефа и решать на плане или карте ряд инженерно-технических задач [1].
Горизонталь – это след, получающийся от сечения земной поверхности уровенной поверхностью. Другими словами, горизонталью называется линия на земной поверхности (чаще всего воображаемая), проходящая через точки с одинаковыми высотами [6].
Горизонтали подразделяются на:
основные (сплошные) - соответствующие высоте сечение рельефа;
утолщенные - каждая пятая основная горизонталь; выделяется для удобства чтения рельефа;
дополнительные горизонтали (полугоризонтали) - проводятся прерывистой линией при высоте сечения рельефа, равной половине) основной;
вспомогательные - изображаются короткими прерывистыми тонкими линиями, на произвольной высоте [1].
При изображении рельефа местности горизонталями воображается, что уровенные поверхности, рассекающие земную поверхность, отстоят одна от другой на одном и том же расстоянии, называемом высотой сечения рельефа [2].
Горизонтали (или, по-другому, изогипсы) проектируются на горизонтальную плоскость для изображения их на плане (или на поверхность эллипсоида для изображения их на карте). Они характеризуются следующими свойствами:
Все точки, лежащие на одной и той же горизонтали, имеют одинаковую высоту [1].
Рассмотрим рисунок 2.1.
Рисунок 2.1 - Фрагмент топографической карты [1]
На рисунке показан небольшой фрагмент плана местности. Можно заметить, что некоторые горизонтали имеют подписи, а другие нет. К примеру, на горизонтали, обозначенной отметкой 125 м все точки, принадлежащие этой горизонтали, имеют абсолютную высоту 125 м. Аналогично можно сказать и о других точках, принадлежащих к той или иной горизонтали.
Замкнутые в пределах карты или плана горизонтали обозначают холм или котловину [1].
Рисунок 2.2 - Холм и котловина [1]
На рисунке 2.2 изображены холм и котловина, показанные при помощи способа горизонталей. Посмотрев на рисунок, можно сказать, что гора и котловина показываются на топографических картах и планах при помощи замкнутых кривых. Отличить их друг от друга позволяют бергштрихи (или скатштрихи), которые проводятся от одной или нескольких горизонталей в сторону понижения ската.
Горизонтали на плане или карте должны быть непрерывными линиями. Они могут прерываться лишь в оврагах, откосах и обрывах [1].
Если взглянуть на топографическую карту, то сразу можно заметить, что горизонтали являются непрерывными линиями. Прерываться они могут только в оврагах, которые представляют собой лощину с узкими обрывистыми берегами (рис. 2.3).
Рисунок 2.3 - Изображение оврага на топографической карте [1]
Горизонтали не могут пересекаться и разветвляться. Исключение может составлять случай, когда горизонталями изображается нависший утёс. Поэтому для изображения на картах скал (в том числе и нависших утёсов) установлен специальный условный знак [1].
Расстояние между горизонталями в плане (заложение) характеризует крутизну ската.
Рассмотрим рисунок 2.4.
Как следует из рисунка 2.4 угол наклона ν1 линии местности АВ, которой соответствует заложение Ab, больше угла наклона ν2 линии AС, заложение которой Ас > Ab; следовательно, при данной высоте сечения рельефа h крутизна линии тем больше, чем меньше ее заложение.
Заложение, нормальное к горизонталям и являющееся кратчайшим, называется заложением ската. Заложению Ab = d соответствует линия местности AB наибольшей крутизны, называемая линией ската, которая принимается за направление ската в данной точке А.
Рисунок 2.4 - Крутизна ската (а – план, б – разрез) [1]
Отношение высоты сечения рельефа к заложению называется уклоном линии ската. Он выражается в процентах, либо в промилле и определяется по формуле:
i= tgν = h/d
Линии водоразделов и водотоков (водосливов) пересекаются горизонталями под прямыми углами [1].
Горизонтали имеют отметки, кратные высоте сечения рельефа.
Например, при высоте сечения рельефа h = 1м горизонтали будут иметь отметки 120 м, 121 м, 122 м и т. д.; при h = 2,5 м – 120 м, 122,5 м, 125 м и т. д.
При чтении карты или плана, а также при их составлении следует помнить, что все горизонтали, бергштрихи, подписи высот и другие условные знаки, относящиеся к рельефу, изображаются коричневой тушью (сиеной жженой) [1].
Основным достоинством способа горизонталей для изображения рельефа местности на карте или плане является возможность решать целый ряд измерительных задач. Поэтому и настоящее время на всех топографических картах и планах рельеф изображается исключительно горизонталями.
Недостатком способа горизонталей является малая наглядность изображения рельефа по сравнению с перспективным изображением его или изображением штрихами. Для облегчении чтения рельефа, изображенного горизонталями, у некоторых из них проводят короткие черточки в направления понижении скатов. Эти черточки называются бергштрихами. Распознаванию понижения скатов помогают также подписи отметок горизонталей: основания цифр всегда направлены, и сторону понижения местности [2].
Следует отметить, что способ горизонталей применяется в основном на крупно- и среднемасштабных картах (до 1:500000) [1].