Лекция №3.Читают преподаватели кафедры МФОРиТ Благово В.В., Казанцев С.А., Федотов Ю.Н., Шеманаев В.К.

Основы топографии и ориентирования на местности

Слово «ориент» означает восток. Сориентироваться – это значит принять решение в неоднозначной или неопределенной ситуации. Ориентироваться можно везде: в незнакомом городе, в большом магазине, в лесу, в воде, воздухе и в космосе.

Строго говоря, каждая точка на земной поверхности однозначно «привязана» к астрономическим объектам (положению относительно солнца и звезд). Поэтому обнаружить себя в любой точке на земном шаре можно, указав координаты этой точки (по широте и долготе).

На земной поверхности существует сеть заранее выверенных относительно астрономических объектов точек (триангуляционных пунктов), относительно которых составляется карта местности.

В настоящее время координаты любой точки на местности быстро и надежно можно определить с помощью навигационной системы GPS, которая фиксирует координаты местности относительно положения нескольких космических спутников. Пользуясь этой системой при наличии достаточных навыков можно ориентироваться на незнакомой местности, даже не имея карты.

Проблемы ориентирования на местности.

Проблемы, связанные с ориентированием на местности можно описать следующими словесными формулами:

«Где я нахожусь в данный момент»?

«Куда я хочу попасть?»,

«По какому пути нужно пройти (проехать), чтобы попасть в нужную точку в соответствии с заданными критериями: как можно быстрей, как можно точней, как можно короче, как можно меньше затратить физических усилий»?

При реализации намеченного маршрута нужно контролировать направление движения, пройденное расстояние и время и иногда отвечать себе на вопрос «где я нахожусь в данный момент?»

Обычно, проблемы, связанные с ориентированием на местности возникают у людей тогда, когда они оказались на незнакомой местности, например, в лесу в туристском походе, в походе за грибами или ягодами, на туристском слете или на соревнованиях по ориентированию. Могут быть разные ситуации, например:

• есть карта и компас,

• есть карта, но нет компаса,

• есть компас, но нет карты,

• нет ни компаса, ни карты.

В первом случае задача решается сравнительно легко, если умеешь пользоваться картой и компасом.

Во втором случае нужно уметь сориентировать карту по окружающим объектам, или уметь найти направление на север (по солнцу и часам, по полярной звезде, по муравейникам и др.), чтобы сориентировать карту относительно сторон света.

Если есть компас, но нет карты, то тогда нужно при уходе в лес (от железной дороги, от шоссе или населенного пункта), знать в каком направлении идешь, например, на север от железной дороги. Тогда пользуясь компасом можно выйти обратно на дорогу и по ней вернуться домой.

Ситуация может оказаться критической, если вы заблудились, а у вас нет ни карты, ни компаса. В этом случае, трудно дать какие – то точные рекомендации. Нужно постараться выходить к железной дороге или к шоссе. Можно идти по течению ручья, который выведет к реке. В любом случае нужно иметь представление о местности (дорогах, реках, населенных пунктах), чтобы знать куда выходить.

Иногда возникают критические ситуации, даже при наличии карты и компаса. Например, группа в зимнем путешествии идет по тундре. На карте нарисованы, болота, озера, дороги, но зимой их трудно идентифицировать на местности. Приходится надеяться только на компас и идти по направлению. Иногда можно идти несколько дней, не зная точно, где находишься.

Также трудно ориентироваться, например, в предгорьях, где все увалы очень похожи друг на друга, и трудно найти надежные ориентиры, чтобы «привязаться». Ориентирование в горах требует особых навыков и тщательного предпоходного изучения имеющихся карт.

Классификация карт местности

Уменьшенное изображение земной поверхности на бумаге, выполненное услов­ными знаками в определенном масштабе, называется планом.

Изображение, на кото­ром дается значительный участок земной поверхности и при этом учитывается кри­визна 3емли, называется картой.

Отличитель­ный признак карты - сетка географических координат.

Карты по содержанию делятся на обще­географические и специальные.

Общегео­графические карты отображают рельеф, до­роги, населенные пункты и некоторые дру­гие элементы местности.

К специальным картам относятся: геологи

ческие, почвенные, политико –

административные, рельефные, спортивные и т.п.

Полнота и детальность изображения ме­стности на топографических картах зависят от масштаба. Чем крупнее масштаб, тем полнее и детальнее карта; чем больше деталей местности можно отобразить на карте.

Масштабом называется отношение дли­ны линии на карте к длине соответствующей линии на местности, выраженное в одина­ковых мерах длины. Численный масштаб за­писывается в виде дроби, числитель кото­рой - единица, а знаменатель - число, по­казывающее степень уменьшения на карте линий местности. Например, 1:1000000 или 1:15000. В зависимости от вида путешествия нужно выбирать наиболее подходящий масштаб карты.

Так, для пешеходного или горного похода предпочтительнее карты масштаба 1:50000 или 1:100000 (карты масштаба 1:100000 часто называют «километровка­ми», поскольку 1 см карты соответствует 1 км на местности). Для велосипедных или автомобильных путешествий лучше карты более мелкого масштаба: 1:500000 или 1:1000000.

Считается, что карты можно условно под­разделить на: крупномасштабные, средне­масштабные и мелкомасштабные. Крупномасштабные карты имеют в одном сантиметре карты до 1000 метров на местности. Та­ковыми, например, являются все спортив­ные карты. Среднемасштабные - имеют в одном сантиметре карты от одного до 5-ти километров на местности. Мелкомасштаб­ные карты являются обзорными и сравнительно редко используют­ся в путешествиях, так как имеют в од­ном сантиметре карты более 5 км на мест­ности.

Кроме числового масштаба, на картах используют линейный масштаб, где определенная длина линии на карте соответствует определенным указан­ным на этой линии расстояниям на местно­сти. Линейный масштаб удобен в примене­нии, так как не требует вычислений. Кроме того, он незаменим в условиях внемасштаб­ного копирования карты, когда числовой масштаб на копии искажается, а линейный остается без изменений.

Содержательная информативность карты.

В зависимости от предназначения, карты имеют различное содержание, которое несет информацию, необходимую пользователю. Например, для экскурсий по городу составляют специальные городские карты, на которых выделены экскурсионные объекты. Современная техника позволяет показывать эти объекты даже в трехмерном изображении.

Для географических карт, которыми обычно пользуются туристы, основную информацию несут «компоненты ландшафта». Под этим термином понимают основные слагаемые ландшафта, или составляющие его части: рельеф, скалы и камни, гидрография, растительность, искусственные сооружения. Все эти элементы отображаются на карте в виде условных знаков, причем одни и те же элементы местности на картах различного назначения могут отображаться разными условными обозначениями. Например, система условных обозначений на географических картах, отличается от таблицы условных обозначений, разработанной международной федерацией спортивного ориентирования (ИОФ) для спортивных карт.

Все многообразие условных знаков, можно систематизировать по разным признакам:

• по цвету изображения;

• по геометрическим признакам;

• по отнесенности к естественным или искусственным объектам.

Карты обычно бывают пяти или шести цветные.

Черным цветом изображают камни, скалы и искусственные сооружения: дороги, постройки и т.п.

Коричневым цветом изображают, главным образом, рельеф и естественные формы местности.

Синим цветом изображают элементы гидрографии,

Желтым цветом изображают открытые пространства (поля, луга. и т.п )

Лес на спортивных картах обозначают белым цветом, а зеленым цветом отображают градации проходимости. Чем темнее зеленый цвет, тем хуже проходимость.

На географических картах все лесные угодья обозначают зеленым цветом, а открытые места – белым. Кроме этого, на географических картах применяют большое количество «заполняющих» знаков, отображающих: породы леса, вырубки, пашни и пр. В картах для спортивного ориентирования заполняющие знаки не применяются, но там есть другая система обозначения, позволяющих повысить информативность карты.

По геометрическим признакам условные знаки можно разделить на:

• точечные (внемасштабные объекты: ямки, бугорки, камни);

• линейные. (дороги, просеки, тропы, канавы, ручьи, реки, ЛЭП и проч);

• площадные (озера, болота, поляны, застроенные территории).

Наиболее трудным для чтения и восприятия на карте является рельеф.

Трехмерные формы рельефа отображают на плоскости карты с помощью горизонталей. ( рис. 1 ). Горизонтали проведены на карте с учетом высоты сечения рельефа. Высота сечения указывается за обрезом карты. Например, при высоте сечения Н-5 метров, гора, обозначенная двумя горизонталями, имеет высоту более 10, но менее 15 метров. Для того, чтобы различать положительные и отрицательные формы рельефа, на горизонталях ставят бергштрихи. Бергштрих ставят в сторону понижения склона (говорят по направлению стока воды). На спортивных картах бергштрих ставят только на отрицательных формах рельефа.

Рис. 1 Изображение рельефа местности

Различают «элементы» рельефа и «формы» рельефа.

Элементы рельефа – это простейшие его части, из которых строятся его формы. Элементы рельефа также можно систематизировать по геометрическим признакам:

• характерные точки: вершина, седловина, слияние (лощин), дно ямы;

• структурные линии: подошва, бровка, тальвег, хребет (водораздел);

• простейшие пространственные элементы: бугор, гряда, выступ, ребро, терраса, яма, ступень, проход, седловина, перемычка, лощина, промоина, монотонный склон, обрыв.

Характеристики спортивных карт.

«Спортивная карта – это крупномасштабная специальная карта, предназначенная для спортивного ориентирования и выполненная в специфических условных знаках, специальное содержание которой составляют показ проходимости местности и информативность изображения ее объектов. Основными понятиями, которыми оперируют при предъявлении требований к спортивной карте, являются:

• Масштаб. В официальных соревнованиях по ориентированию обычно применяются карты масштабов М 1: 15000, М 1: 10000, М 1: 7500, М 1: 5000

• Точность – это величина максимально допустимых погрешностей изображения точек на карте относительно их истинного расположения на местности. Для спортивной карты важна, прежде всего, точность взаимного расположения точек, как по расстоянию, так и по азимуту.

• Объективность. Обычно составлением спортивных карт занимаются сами спортсмены - ориентировщики, и поэтому бывает трудно избежать некоторого субъективизма в оценке, например, градаций проходимости леса или при выборе величины камней, наносимых на карту. Важно, чтобы объекты, наносимые на карту, не только соответствовали общепринятым обозначениям, но и были одинаковыми в пределах листа карты.

• Читаемость карты. Генерализация. Минимально допустимые размеры. Требование к читаемости карты можно сформулировать следующим образом: спортсмен, обладающий нормальным зрением, должен иметь возможность в соревновательных условиях свободно различать содержание карты при дневном освещении без помощи лупы. Читаемость карты обеспечивается точным соблюдением конфигурации и размеров условных знаков, обоснованным выбором масштаба и высоты сечения, выборочной и графической генерализаций, соблюдением минимально допустимых размеров.

• Оформление карты соревнований.

Обычно спортивная карта – это цветная копия, на которой кроме основного содержания, присутствует зарамочное оформление, где указывается масштаб и высота сечения, а также различные служебные надписи, включая фамилии авторов – составителей карты. На карту, выдаваемую участникам соревнований, наносится дистанция, а иногда и таблица с «легендами» контрольных пунктов. Если есть возможность, то на лицевой стороне карты (или на обратной стороне) размещают логотипы проводящей организации и спонсоров соревнований.

В последние время карты соревнований издают методом цифровой печати или печатают на цветном лазерном принтере. Этот метод дает возможность планировать дистанции и готовить файл карты вместе с нанесенной дистанцией и «легендами» для каждой группы отдельно, не зависимо от количества участников в группе.

Характеристики спортивных компасов

Компас – это техническое устройство, позволяющее определять направление на север (а, следовательно, и на другие части света). С помощью компаса можно, сориентировав карту относительно севера, установить направление на нужный объект.

Со времен изобретения компаса в Китае, этот прибор претерпел значительные конструктивные изменения, хотя основной элемент – намагниченная стрелка, показывающая направление на север, остался.

В нашей стране самым распространенным компасом долгое время оставался компас Андрианова. Конструктивно этот компас выполнен в виде круглой коробочки, в центре которой закреплена игла. На этой игле свободно вращается намагниченная стрелка, которая всегда разворачивается вдоль линий магнитного поля земли. Тот конец стрелки, который показывает на север, обычно бывает окрашен в красный цвет. Специальный стопор позволяет зафиксировать положение стрелки, когда компас находится в нерабочем состоянии. Сверху коробочка компаса закрыта прозрачным стеклом. Специальный лимб, с помощью которого можно устанавливать азимут на объект, имеет шкалу, разбитую на 360 делений. Поскольку стрелка вращается в воздушной среде, то главным недостатком этого компаса является долгая стабилизация стрелки.

Не смотря на столь существенный недостаток, компас Андрианова находился на «вооружении» у туристов, у ориентировщиков, в армии и даже у космонавтов до конца шестидесятых годов.

В настоящее время производством специальных компасов для спортивного ориентирования занимается несколько фирм. Наиболее популярны у российских и зарубежных ориентировщиков компаса фирмы «Московский Компас».

Спортивные компаса можно классифицировать по следующим признакам.

• Конструктивное исполнение.

Компас на прямоугольной плате, снабженный шнурком для крепления на руке. При пользовании этим компасом, спортсмен вначале устанавливает азимут по шкале на компасе. Для этого нужно приложить край платы компаса к линии, соединяющей исходную и конечную точки на карте и повернуть колбу компаса так, чтобы линия на дне колбы совпала с направлением север – юг, а особая метка на этой линии была повернута на север. Далее, удерживая компас в ладони так, чтобы осевая линия на плате компаса показывала направление прямо перед ним, спортсмен разворачивается и при этом стрелка компаса должна совместиться с линией на дне колбы, а северный конец стрелки компаса - с указателем севера. При движении необходимо чтобы стрелка компаса все время оставалась параллельной линии на колбе, и тогда край платы будет указывать направление соответствующее установленному азимуту. При этом карту спортсмен держит в одной руке, а компас в другой.

Компас «на палец». Этот компас выполнен таким образом, что его можно одеть на большой палец (правой или левой руки) и при этом край платы сложной конфигурации, будет указывать направление движения. Компас накладывают на карту, так чтобы этот край был установлен между двумя точками на карте по направлению движения, а спортсмен должен развернуться таким образом, чтобы стрелка компаса был ориентирована вдоль линий С - Ю на карте. Все действия здесь делаются как бы автоматически и не требуют дополнительных операций с компасом.

• Быстрота установки стрелки. Есть конструкции компасов, в которых стрелка устанавливается очень быстро, но она чутко реагирует на дрожание руки. Другая конструкция имеет более стабильную стрелку, которая медленно реагирует на незначительные повороты компаса.

• Стоимость. Компаса, в зависимости от конструктивного исполнения различаются по стоимости. Для начинающих спортсменов достаточно иметь простые и более дешевые компаса.

Ориентирование на местности

При ориентировании на местности с помощью карты необходимо, чтобы карта всегда была развернута таким образом, чтобы верхний (северный) край карты был повернут на север. При этом также необходимо иметь в виду, что на любой карте все надписи, обо­значающие названия населенных пунктов, штриховка болот, а также зарамочное оформление сде­ланы слева направо или с запада на восток.

Стороны горизонта на местности можно определить по компасу, небесным светилам, местным и различным признакам. При необходимости точного определения направления на заданный объект нужно «взять азимут».

Азимут – это угол между магнитным меридианом и направлением на объект, отсчитанный по часовой стрелке. Нужно знать, что на топографических картах линии север – юг совпадают с географическим меридианом, в то время как стрелка компаса всегда разворачивается вдоль магнитного меридиана. Между географическим и магнитным меридианами существует некоторый угол, называемый «магнитным склонением». Его величина мо­жет достигать в наших широтах до 8 градусов. Ины­ми словами, стрелка компаса указывает не на Северный полюс, а на магнитный полюс, расположенный восточнее на 3-8 градусов. Кроме того, не следует забывать, что вблизи линий электропередач, железных дорог, металли­ческих предметов показания компаса иска­жаются. Следует отметить, что на картах для спортивного ориентирования всегда обозначен магнитный меридиан и поэтому здесь нет необходимости при «взятии азимута» учитывать магнитное склонение.

В специальной литературе нередко приводятся различные способы определения сторон горизонта и даются практические советы для людей, которые оказались в лесу без компаса.

Определить стороны све­та или сориентироваться на местности еще полдела. Нужно после этого знать, куда дви­гаться дальше. Чтобы не заблудиться в лесу, даже если вы пошли на прогулку или соби­рать грибы и ягоды, дадим несколько про­стых советов.

• Прежде чем углубиться в лес, надо все­гда обратить внимание на солнце, запом­нить, с какой стороны, оно расположено. Если солнце справа, то при выходе в том же направлении из леса нужно, чтобы оно ока­залось слева.

• При задержке в лесу свыше 1 часа необ­ходимо помнить, что вследствие вращения Земли Солнце окажется сместившимся впра­во. Поэтому, выходя из леса по Солнцу, при­ходится дополнительно уклоняться влево примерно на 15 градусов в час

• В солнечные дни. ориентирами могут служить тени от деревьев. Можно также ори­ентироваться по направлению движения облаков, запомнив, в какую сторону они двигались, когда вы вошли в лес.

• Передвигаясь по лесу, необходимо все время представлять свое местоположение, т.е. запоминать по возможности свой путь, замечая по дороге предметы, которые мо­гут служить ориентирами: вывороченный пень, поваленное характерной формы де­рево, мелкие озера, песчаные карьеры и т.п.