Условные знаки топографических карт и планов.

Участок суши со всеми находящимися на ней неперемещающимися предметами называется местностью, которая состоит из двух основных элементов - местных предметов и рельефа. Совокупность контуров местных предметов принято называть ситуацией, для изображения последней на картах и планах используются условные знаки, которые не только обозначают различные предметы, но также показывают их качественные и количественные характеристики.

Местные предметы отличаются большим разнообразием и по своему характеру и назначению могут быть разделены на группы:

опорные (геодезические) пункты и ориентиры;

населенные пункты;

промышленные, сельскохозяйственные и социально-культурные объекты;

пути сообщения, средства связи и ограждения;

воды и переправы;

угодья.

Число условных знаков, применяемых в нашей стране, довольно велико - только для карт и планов масштаба 1:1 000 их свыше 400.

Различают следующие виды условных знаков:

Линейные картографические условные знаки (линейные знаки), применяемые для изображения объектов линейного характера, длина которых выражается в масштабе карты, а ширина большей частью изображается увеличенно. К ним, например, относятся автомобильные дороги и другие вытянутые объекты.

Площадные картографические условные знаки (площадные знаки), применяемые для заполнения площадей объектов, выражающихся в масштабе карты. К ним относятся условные знаки лесов, сельскохозяйственных угодий и т.п.

Внемасштабные картографические условные знаки (внемасштабные знаки), применяемые для изображения объектов, которые по своим размерам не выражаются в масштабе данного плана или карты. Например, геодезические пункты, опоры связи и энергосистем и т.д.

Для более полной характеристики изображаемых объектов используются пояснительные подписи на карте. Полностью подписываются наименования населенных пунктов, рек, озёр, гор и т.п. Сокращенные подписи используются для дополнительной характеристики объектов. Например, рядом с заводом подпись "кирп." означает - кирпичный завод. Цифровые обозначения применяются для количественной характеристики объектов. Так, подпись у моста обозначает высоту моста над водой, его ширину и грузоподъемность.

Для большей выразительности карты раскрашивают. Например, болота окрашивают в желто-зеленую краску, поверхности рек, озёр и морей - в голубой цвет, горько-солёные озёра, в отличие от пресных - в лиловый и т.д.

В зависимости от масштаба на карте показывают местные предметы с различной подробностью. Так, например, если на плане масштаба 1:2 000 показаны в населенном пункте не только отдельные дома, но и их форма, то на карте масштаба 1:50 000 будут показаны только кварталы, а на карте масштаба 1: 1 000 000 весь населенный пункт будет обозначаться в виде небольшого кружка. Это обобщение при переходе от более крупных масштабов к более мелким называют генерализацией карт.

Изображение рельефа на топографических картах и планах.

Под рельефом понимают совокупность неровностей земной поверхности, многообразных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития.

Современный рельеф формировался в течение длительного периода под воздействием двух противоположных по характеру воздействия процессов:

эндогенных (внутренних);

экзогенных (внешних).

Эндогенные процессы как результат тектонической деятельности приводят к возникновению исходных (первичных) форм рельефа. Такой рельеф принято считать тектоническим.

Экзогенные процессы направлены на сглаживание контрастных форм поверхностей, так как под воздействием атмосферных процессов и водных потоков возвышенности разрушаются, впадины заполняются сносимым материалом. Воздействие экзогенных факторов происходит непрерывно.

Формы рельефа могут быть положительными (выпуклыми, возвышающимися над окружающей местностью) и отрицательными (вогнутыми, понижающимися относительно окружающей местности). В зависимости от величин форм (амплитуд колебаний высот отдельных точек) различают рельеф нескольких порядков:

мегарельеф (материковые выступы, ложе океана, горные системы, равнинные страны);

макрорельеф (горные хребты и впадины между ними, возвышенности, низменности);

мезорельеф (невысокие горы - холмы, овраги и др.);

микрорельеф (небольшие возвышения разной формы, карстовые воронки, степные блюдца и др.);

нанорельеф (мельчайшие западины, пахотные борозды, кочки и др.).

Однако это деление рельефа довольно условно, поскольку количественные критерии между указанными категориями точно не установлены.

Подробным изучением внешнего облика рельефа, происхождения, возраста, истории развития и закономерностей распространения составляющих его форм занимается специальная область науки - геоморфология.

Результаты изучения рельефа имеют огромное значение для решения многих народнохозяйственных научных задач: при инженерно-технических изысканиях и строительстве различных сооружений, инженерно-геологических и геофизических исследованиях, в земледелии, мелиорации, почвоведении, в военном деле и т.д. С этой целью рельеф изображают на топографических картах и планах на основе измерения характерных точек местности.

Самым совершенным методом изображения рельефа на картах и планах в настоящее время является метод горизонталей, позволяющий различать и изображать любые его формы (за исключением редчайших случаев типа нависающих утёсов), а также определять высоту любой точки местности в пределах данной карты или плана.

Метод горизонталей заключается в том, что земная поверхность мысленно рассекается рядом концентрических уровенных поверхностей (для сравнительно небольших площадей - горизонтальными плоскостями), отстоящих друг от друга на определенном равном расстоянии. Тогда горизонталь - след, получающийся от сечения земной поверхности уровенной поверхностью (для небольших площадей - плоскостью).

Расстояние между соседними секущими уровенными поверхностями называется высотой сечения рельефа h. Если спроектировать горизонтали на горизонтальную плоскость Р и изобразить их в масштабе, то получим план в горизонталях. Выбор сечения определяется масштабом карты (плана) и сложностью рельефа. Например, значения h колеблются от 0.5 до 1.0 м (1:1 000 и 1:500); от 2.5 до 5 м (1:10 000); от 5 до 10 м (1:25 000); от 10 до 20 м (1:50 000); от 20 до 40 м (1:100 000).

Чем крупнее масштаб, тем больше горизонталей можно показать и потому тем меньше выбирается высота сечения и, наоборот, чем мельче масштаб карты, тем больше берётся высота сечения.

Чем значительнее и резче колебания рельефа, тем больше приходится принимать высоту сечения. В некоторых случаях оказывается невозможным отразить существенные детали рельефа горизонталями установленного сечения. Тогда проводят дополнительные горизонтали - полугоризонтали или четвертьгоризонтали соответственно с высотой сечения, равной 0.5 h или 0.25 h.

Расстояние на карте (плане) между двумя последовательными горизонталями называется заложением s. Заложение по направлению, перпендикулярному (нормальному) к горизонталям, называется заложением ската. Угол, образованный направлением ската с горизонтальной плоскостью, называется крутизной ската. Уклоном местности называется тангенс угла наклона линии местности к горизонтальной плоскости в данной точке. Вообще в любой данной точке уклон может изменяться от какой-то максимальной величины (характерной для данной местности) до нуля (по направлению простирания горизонтали).

Из определения горизонталей вытекают следующие свойства:

- все точки, лежащие на одной горизонтали, имеют на местности одинаковую высоту;

- все горизонтали, замыкающиеся в пределах плана или карты, обозначают или холм или котловину, которые распознаются по специальным обозначениям (бергштрихам);

- все горизонтали обязаны быть непрерывными как в пределах плана или карты, так и за их пределами. Исключением являются случаи, когда горизонтали подходят к крутым склонам или обрывам, которые обозначаются специальными условными знаками, или обрываются у рамки карты или плана;

- горизонтали не могут пересекаться на плане;

- так как горизонтали находятся по высоте на одинаковом расстоянии друг от друга, расстояния между ними на плане характеризуют крутизну ската (на склонах, имеющих равномерный скат, промежутки между горизонталями одинаковы; на крутых скатах промежутки меньше, чем на пологих);

- самое короткое расстояние между горизонталями - перпендикулярная к ним линия - соответствует направлению наибольшей крутизны;

- водораздельные линии и оси лощин пересекаются горизонталями под прямыми углами;

- горизонтали, изображающие наклонную плоскость имеют вид параллельных прямых.

Формы рельефа можно представлять в виде сочетания наклонных поверхностей - скатов. По форме скаты разделяются на ровные, выпуклые, вогнутые и смешанные, которые отличаются различным характером угла наклона ската к горизонту - крутизной ската. В частности, ровный скат на всём своём протяжении имеет одну и ту же крутизну, горизонтали располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга. При выпуклом скате крутизна больше к подошве, расстояния между горизонталями у подошвы меньше, чем у вершины. Для вогнутого ската, наоборот, крутизна увеличивается к вершине и горизонтали располагаются чаще, чем у подошвы. Смешанный скат - скат, у которого наблюдаются ровные, выпуклые и вогнутые участки в каком-либо сочетании. Направления скатов на карте отмечаются короткими штрихами - бергштрихами, которые ставятся перпендикулярно к горизонталям в направлении стока воды.

Из всего многообразия форм рельефа можно выделить семь основных форм, которыми можно классифицировать любой вид земного рельефа:

положительные формы

равнина - плоская поверхность земли, горизонтальная или слабонаклонная, в зависимости от средней абсолютной отметки различают низменности (до 200 м над уровнем моря) и плоскогорья (свыше 200 м); изображается равнина почти параллельными горизонталями, располагающимися на значительных расстояниях друг от друга;

гора, холм - выпуклые куполообразные возвышенности земной поверхности; самая высокая часть горы или холма называется вершиной, от вершины во все стороны идут склоны или скаты; линия перехода скатов горы в равнину называется подошвой; гора от холма отличается размерами (холм - менее 200 м) и крутизной скатов; изображаются горы и холмы замкнутыми горизонталями с бергштрихами, направленными от горизонтали к подошве;

хребёт - вытянутая в одном направлении возвышенность; линия, идущая вдоль хребта, от которой в обе стороны отходят скаты и которая определяет направление стока воды, называется водоразделом; хребет изображается выпуклыми горизонталями, причём выпуклости направлены к понижению;

седловина - участок земной поверхности, расположенный на хребте между двумя соседними вершинами; от этого участка в обе стороны в поперечном к водораздельной линии направлении идут понижения - лощины; изображение седловины образуется горизонталями, обращенными своими выпуклостями к ней; в горной местности седловины совпадают с перевалами;

уступ или терраса - площадка на скате, получающаяся в местах резкого перехода от крутого склона к пологому; линия, отделяющая крутой скат от пологого, называется бровкой; уступы и террасы изображаются горизонталями; очень крутые, отвесные склоны называются обрывами и изображаются специальным условным знаком.

отрицательные формы

котловина - замкнутая чашеобразная впадина земной поверхности; самая нижняя точка котловины называется дном; от неё во все стороны поднимаются склоны; верхний край котловины называется бровкой; котловина, так же как и гора, изображается замкнутыми горизонталями, но бергштрихи при этом направлены от горизонтали ко дну котловины;

лощина - вытянутое в одном направлении углубление земной поверхности с дном, постепенно понижающимся в этом направлении; по дну лощины проходит линия водослива, от которой в обе стороны поднимаются склоны; широкая выположенная лощина называется долиной; глубокие и узкие лощины в горной местности с крутыми, обычно каменистыми склонами называются ущельями; узкие с обрывистыми незадернованными берегами лощины, образующиеся на склонах гор и долин под действием текучих вод, называются оврагами; лощины и долины изображаются вогнутыми горизонталями, причём вогнутости направлены к понижению местности.

Горизонтали вычерчиваются коричневой тушью тонкими сплошными, а полугоризонтали - прерывистыми. При этом каждая пятая горизонталь для выразительности утолщается. В разрывах каждой десятой горизонтали подписываются их высоты таким образом, чтобы верх цифр был обращен в сторону повышения рельефа.

По карте с горизонталями можно определить высоту любой точки на местности, уклон линии и крутизну скатов.

Если какая-либо точка находится на горизонтали, то её высота совпадает с отметкой горизонтали.

Для определения высоты точки, расположенной между горизонталями, высота её вычисляется из соответствующей пропорции по отметкам близрасположенных горизонталей и расстояний точки до них по кратчайшему направлению.

Уклон какой-либо линии по карте может быть определён из соотношения высоты сечений, принятых для данной карты, и горизонтальных проложений данной линии:

i = tg n = h/s ,

где h - высота сечения; s - горизонтальное проложение.

Уклон часто выражают в процентах или в тысячных долях (промилях). Для облегчения процедуры определения углов наклона и уклонов линий строят специальные графики, называемые графиками заложений. Обычно они печатаются на картах.