Тема 3. Топографічна карта та її властивості Суть, властивості топографічної карти та сфери її використання

 

 

Топографічна карта – детальна крупномасштабна (1:200 000 і крупніше) загальногеографічна карта, яка відображає розміщення та властивості основних природних та соціально-економічних об’єктів і дає можливість визначити їхнє планове та висотне положення.

Топографічні карти створюються (складаються) головним чином на основі: а) обробки аерофотознімків території, рідше – б) шляхом безпосередніх вимірювань і знімань об’єктів місцевості, а також – в) картографічними методами за вже наявними картами крупніших масштабів. Основними методами топографічного знімання є польовий та камеральний (лабораторний).

Як і будь-яка інша географічна карта, топографічна карта є зменшеним, узагальненим і образно-знаковим зображенням місцевості. Вона створюється за певними математичними законами, які зводять до мінімуму спотворення, що неминуче виникають при перенесенні поверхні земного еліпсоїда на площину, і, разом із тим, забезпечують максимальну її точність, на відміну від інших картографічних творів.

Елементами карти, її складовими є: математична основа, яка визначає особливості побудови топографічних карт; картографічне зображення, або зміст топографічних карт, що створюється за допомогою певної системи умовних позначень; допоміжне оснащення та додаткові дані.

Математична основа топографічної карти – сукупність елементів, що визначають математичний зв’язок між зображеною поверхнею і картою. Ними є масштаб, геодезична основа та картографічна проекція. Математична основа, яка визначає геометричні закони побудови і геометричні властивості картографічного зображення, забезпечує широкі можливості проведення карто- і морфометричних робіт та отримання різних характеристик.

Державні топографічні карти видаються у масштабах 1:10 000 і крупніше. Вони (а також оглядово-топографічні карти) складають єдиний стандартний масштабний ряд: 1:1 000 000, 1:500 000, 1:200 000, 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000, 1:10 000. Масштабний коефіцієнт 2,0-2,5 забезпечує їхню співрозмірність, спрощує їхнє зіставлення та зведення в єдину систему.

Згідно із загальною класифікацією, топографічні карти масштабу 1:200 000 і крупніше відносяться до великомасштабних, карти масштабу 1:500 000-1:1 000 000 вважаються середньомасштабними. У військовій топографії карти масштабу 1:1 000 000-1:500 000 віднесені до дрібномасштабних, 1:200 000-1:100 000 – до середньомасштабних, 1:50 000-1:25 000 – до великомасштабних.

Геодезична основа топографічної карти – сукупність геодезичних даних, що необхідні для створення карти. До них належать розміри земного еліпсоїда, система координат, опорна геодезична мережа (сітка). В Україні за основу для проведення топографо-геодезичних та картографіічних робіт прийнято еліпсоїд Красовського із розмірами: велика (екваторіальна) піввісь a=6 378 245 м, полярна (мала) піввісь (співпадає з віссю обертання Землі) b=6 356 863 м, різниця півосей a-b=21 382 м, стиснення Землі m=a-b/a=1/298,3. Початковим пунктом, відносно якого обчисляють геодезичні координати інших пунктів, є центр круглої зали Пулковської обсерваторії (під Санкт-Петербургом), а висоти точок визначають Балтійській системі висот. При побудові карт для спрощення розрахунків Землю приймають за кулю із середнім радіусом R_e=6 371,1 км.

Картографічна проекція, в якій створюються топографічні карти, повинна відповідати таким вимогам: спотворення зображення на карті не повинні бути практично відчутними і впливати на точність вимірів за нею. Сферичну поверхню практично неможливо перенести на площину без спотворень, а тому топографічним картам все ж властиві деякі спотворення.

Для побудови топографічних карт в Україні використовують поперечну циліндричну рівнокутну проекцію Гаусса-Крюгера. Вона дає змогу одержати зображення досить великих ділянок земного еліпсоїда, яке практично не має спотворень і забезпечує можливість побудови на такій площі системи плоских прямокутних координат. Ця особливість системи зумовила надзвичайно широке її використання в топографо-геодезичних роботах.

З певною детальністю й точністю, що визначається масштабом, на топографічних картах зображаються елементів змісту – води, рельєф, рослинний покрив і ґрунти, населені пункти, шляхи сполучення і засоби зв’язку, елементи політико-адміністративного поділу, елементи економіки та соціальної сфери.

До елементів оснащення топографічної карти належать умовні позначення, записи масштабу (у трьох видах), три рамки, координатна (кілометрова) сітка, графік (шкала) закладин, дані про кутові величини, система позначень аркуша (номеклатура).

Серед властивостей топографічної карти слід назвати такі, як наочність і вимірність. Наочність карти забезпечує зорове сприйняття образу земної поверхні або окремих її ділянок, їхні характерні риси та особливості. Вимірність розуміється як можливість отримувати за допомогою карти кількісні характеристики зображених на ній об’єктів шляхом вимірювань.

Наочність та вимірність забезпечуються: 1) математично визначеним зв’язком між багатовимірними об’єктами навколишнього середовища та їхнім плоским картографічним зображенням; цей зв’язок передається за допомогою картографічної проекції; 2) ступенем зменшення розмірів зображених об’єктів, яка залежить від масштабу; 3) виділенням типових рис місцевості шляхом картографічної генералізації; 4) застосуванням для зображення земної поверхні картографічних (топографічних) умовних знаків.

Топографічні карти повинні мати такі властивості: наочність, вимірність, достовірність (подані на карті відомості повинні відповідати стану місцевості на час створення карти), сучасність (відповідність змісту карти сучасному стану місцевості), географічну відповідність (правильне відображення головних типових рис місцевості), геометричну точність (відповідність місцеположення, обрисів, розмірів об’єктів на карті й на місцевості) та достатню для вирішення наукових та практичних завдань повноту змісту.

Топокарти призначені для задоволення потреб господарства, науки й оборони країни. Вони мають загальнодержавне значення.

Топографічні карти в Україні, як в інших країнах СНД і Прибалтики, вдаються на основі єдиних норм, настанов і стандартів, які забезпечують їхній високий науково-технічний рівень. Для всіх топокарт, що видаються в Україні під егідою Укргеодезкартографії, елементи змісту, система умовних позначень, принципи генералізації є спільними. Залежно від масштабу карти та особливостей зображеної території вони можуть коливатися в певних межах.

Топографічні карти поділяються на карти суші та карти шельфу і внутрішніх водоймищ.

Близькі до топографічних карт оглядово-топографічні карти (або середньомасштабні). Вони створюються в масштабах 1:1 000 000-1:500 000 за крупномасштабними картами методами картоскладання, а не шляхом знімань. Вони менш детальні, ніж топографічні. Багато об’єктів зображаються на них позамасштабними знаками. Один аркуш такої карти охоплює значні території. Карти подібних масштабів служать для огляду значних територій: для попередніх розрахунків великих споруд та як основа при створенні тематичних карт.

Топокарти на великі території видаються багатоаркушевими серіями. На кожному такому аркуші зображується невелика ділянка поверхні земного еліпсоїда, в рамках якої поверхня земного еліпсоїда майже тотожна площині. Це свідчить про те, що спотворення в межах аркуша незначні, що дає можливість проводити вимірювання довжин, площ та кутів із досить високою точністю. Такі властивості топографічної карти забезпечили їй надзвичайно широке застосування в різних сферах людської діяльності;

1) при проектуванні та будівництві – промисловому, сільськогосподарському, транспортному, житловому, енергетичному, гідротехнічному; для забезпечення меліоративних робіт, в зрошенні та осушенні земель, закріпленні пісків, рекультивації кар’єрів, природоохоронних заходах;

2) в лісо- та землевпорядних роботах, проведенні різних заходів в лісовому та сільському господарстві;

3) польових наукових (географічних, геологічних, ґрунтових, геоботанічних, а також соціально-економічних) дослідженнях, будучи основним джерелом інформації про територію;

4) вони широко використовуються при орієнтуванні на місцевості, являють собою документ для фіксації певних даних;

5) вони є основою для складання тематичних та спеціальних карт;

6) надзвичайно широке застосування топографічних карт у військовій сфері – для вивчення та оцінки місцевості, для організації і планування бойових дій, переміщення військ, орієнтування, підготовки та проведення бойових стрільб артилерії та запуску ракет, складання графічної документації та спеціальних карт;

7) широко відоме використання карт у навігації – для проведення кораблів, літаків, космічних апаратів;

8) топографічна карта є невід’ємною частиною шкільного курсу географії; вона дає, поруч із топографічним планом, найбільш конкретне зображення земної поверхні, а тому вони найбільш доступні для розуміння учнів; вони є тим містком, який полегшує учням перехід від ”читання місцевості“ до ”читання дрібномасштабних карт“, яким властивий високий ступінь генералізації.

Топографічні плани – зображення на площині обмеженої ділянки місцевості в ортогональній проекції. План дає детальне зображення місцевості, його масштаб постійний у всіх точках. Створюються топоплани в масштабах 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000, 1:500, інколи 1:100. Вони використовуються при підготовці проектів, інженерно-геодезичних вишукувальних роботах, будівництві інженерних споруд, в житлово-комунальному господарстві, при пошуках та розробці кориснх копалин.

При необхідності створюються спеціалізовані топографічні карти (так звані народногосподарські їх варіанти), які використовуються при проектуванні меліоративних заходів, розвідці й видобуванні корсних копалин, гідроенергетичному і транспортному будівництві тощо. Залежно від призначення карти залежить її зміст; в одних випадках спрощується, в іншх – доповнюється необхідним деталями. Прикладом подібних карт є серія топографічних карт масштабу 1:200 000 для облестей України та АР Крим, топографічні карти масштабу 1:100 000 (всього 286 аркушів) для території України із прилеглими до неї територіями сусідніх країн, які відповідають стандартному розграфленню. Вони видані Київською військово-картографічною фабрикою в кінці 1990 – 2003 роках.