совмещают с точками на карте, между которыми требуется определить расстояние. Затем раствор измерителя, равный расстоянию между заданными точками на карте масштаба 1:25000, прикладывают к линейному масштабу и снимают отсчет в метрах или километрах. На рисунке 1.14 измеренное расстояние равно 1070 м.
Рисунок 1.14 – Измерение на карте расстояний циркулем-измерителем по линейному
масштабу
Точность определения расстояний по карте зависит от масштаба карты.
1.6. Определение отметок точек
Отметкой (высотой) точки называется расстояние от данной точки на земной поверхности по отвесной линии до уровенной поверхности.
В Российской Федерации в качестве уровенной поверхности по многолетним наблюдениям принят средний уровень Балтийского моря.Отчет высотвыполняется от нуля Кронштадтского футштока, представляющего собой уровнемер в виде рейки с делениями.Высоты называются абсолютными.
21
Разность высот двух точек земной поверхности называется
превышением.Значения превышениймогут быть положительными и отрицательными. Если конечная точка по отношению к начальной расположена выше, то превышение будет положительным; если ниже – отрицательным.
По топографическим картам (планам) можно определить отметки точек земной поверхности.Эта задача решается с помощью горизонталей,
изображенных на каждой топографической карте (плане). Положение горизонталей получают от сечения воображаемыми горизонтальными плоскостями, расположенными на равном удалении друг от друга. След сечения горизонтальных плоскостей с поверхностью Землиобразуетзамкнутые кривых линии, называемыегоризонталями(рис. 1.15).
Горизонталь – плавная линия, соединяющая точки с одинаковыми отметками. Направление скатов указывается на горизонталях бергштрихами
(рис. 1.15).
Рисунок 1.15 – Сущность изображения рельефа местности горизонталями
Например, бергштрих на рисунке 1.16буказывает, что это холм, вершина холма имеет отметку 78,4 м. Зная высоту сечения рельефа h = 2,5 м, можно определить отметку точки А, которая будет равна75,0 м.
Расстояние между горизонтальными секущими плоскостями по вертикали
(h) называется высотой сечения рельефа(рис. 1.15),а расстояние между соседними горизонталями (d) на плане – заложением[2].
22
Горизонтали имеют следующие свойства:
каждая горизонталь соединяет точки с одинаковыми отметками;
горизонтали никогда не пересекаются;
значения отметок горизонталей всегда кратны высоте сечения
рельефа;
При решении задач на картеважным моментом является определение направления ската. Этот вопрос решается на основе следующих признаков (рис.
1.16):
по направлению бергштрихов (рис. 1.16, б, е);
по подписи горизонтали, верх цифры, указывающей отметку горизонтали, направлен в сторону повышения ската (рис. 1.16, в);
по подписям высот точек (верх цифры указывает в сторону повышения рельефа), например, на рис. 1.16, г видно, что скат направлен от точки 2 к точке 1;
по объектам гидрографии, местность понижается к рекам, озерам
(рис. 1.16, д);
по форме оврагов и промоин (начало оврага (узкое место) всегда выше) (рис. 1.16, а).
А
Рисунок 1.16 – Определение направления скатов
23
Рассмотрим определение отметок точек, расположенных между горизонталями.Сначала определяют отметки горизонталей, между которыми расположена заданная точка. Затем через точку проводят прямую, нормальную к горизонталям (кратчайшее заложение) (рис. 1.17), масштабной линейкой измеряют длину отрезков а и b (см. рис. 1.17, точка В) и подставляют в выражение
HB |
70 |
a |
h; HB |
70 |
5 |
5 72,08м, |
|
|
|||||
a b |
5 7 |
где H B –отметка точки В; a,b –длины отрезков;h – высота сечения рельефа.
Рисунок 1.17 – Определение отметок точек на карте
1.7. Построение профиля по заданному направлению на карте
Профилем местности называют вертикальный разрез местности по заданному направлению в определенном масштабе.
Пусть требуется построить профиль местности по линии DE, указанной на карте (рис. 1.18).
24
45
40
Рисунок 1.18 – Построение профиля по топографической карте
Порядок построения профиля:
1. Прочертить карандашом на карте профильную линию DE,
направление которой задано.
2. Определить максимальную и минимальную высоту по линии профиля.
Hmax = 82,5 м; Нmin = 50,0 м. Разность – 32,5 м. Если разность высот округлить в большую сторону, получаем 7 интервалов по 5 м.
3. Задать горизонтальный и вертикальный масштабы профиля.
Горизонтальной линией профиля является ось расстояний, вертикальной линией – ось высот.
Как правило, горизонтальный масштаб профиля выбирают равным масштабу топографической карты, а вертикальный масштаб принимают в 10
раз крупнее горизонтального. Например, масштаб карты 1:50000.
Следовательно, горизонтальный масштаб профиля равен 1:50000, а
вертикальный масштаб – 1:5000. В нашем примере горизонтали проведены через 5 м. Если взять высоту профиля (без надписей) 7 см, то получим вертикальный масштаб 1:500 (в 1 см5 м).
4. Построить горизонтальную и вертикальную оси координат профиля и
25
оцифровать их в соответствии с выбранными горизонтальным и вертикальным масштабами.
Вертикальная координатная ось – шкала высот начинается с абсолютной отметки, выбранной для основания профиля, так называемой линии (точки)
условного горизонта. Ее значение должно быть меньше минимальной абсолютной отметки по линии профиля и выражено круглым числом. В
зависимости от выбранной точки условного горизонта оцифровывают остальные деления шкалы высот. Работа по построению профиля упрощается,
если оцифровка шкалы высот совпадает со значениями отметок горизонталей на карте. Условный горизонт на рис. 1.18 равен 40 м.
На горизонтальной оси отложить отрезки, соответствующие пересечениям горизонталей с профильной линией, а также точек пересечения линии профиля с объектами ситуации (дорогами, объектами гидрографии,линиями связи и т.п.). Для этого можно воспользоваться полоской бумаги, на которую вначале с карты переносят характерные точки, а затем с полоски бумаги эти точки переносят на горизонтальную линию профиля.
5. Из отмеченных точек на горизонтальной оси восстановить перпендикуляры, соответствующие их абсолютным высотам. Полученные точки соединить плавной линией.
1.8. Определение уклонов по карте
Уклон – отношение превышения между точками к заложению или расстоянию между ними в горизонтальном направлении (рис. 1.19). Уклон обозначается буквой i и вычисляется по формуле:
iАВ |
HB HA |
|
h |
tg , |
d |
|
d |
||
|
|
|
где iАВ – уклон линии АВ; НВ, НА – отметки точек В и А соответственно;h –
превышение между точками А и В; d – заложение (горизонтальная проекция линии АВ); – угол наклона.
26
|
В |
|
h |
А |
ν |
|
|
|
d |
НА |
НВ |
Рисунок 1.19 – Схема определения уклона линии
Уклоны выражаются в безразмерной величине(в тысячных) или в промиллях (‰).
Например, hАВ = 2 м, dАВ = 400 м. Тогда
Если превышение положительное (+h), то уклон положителен (линия направлена вверх на подъем), а когда превышение отрицательное (-h) – уклон отрицателен и линия направлена вниз на спуск.
Уклон линии численно можно рассматривать как превышение,
приходящееся на единицу горизонтального расстояния.
Для определения уклона линии на карте необходимо знать отметки точек или превышение между ними и расстояние.
Для определения уклонов и углов наклона линий по плану или карте на практике пользуются специальными графиками, называемыми графиками заложений – для углов наклона (рис. 1.20а) или для уклонов (рис. 1.20б).
Графики заложений строятся для определѐнной высоты сечения рельефа.
Для построения графика заложений углов наклона проводят горизонтальную линию. Затем эту линию делят на равные отрезки произвольной длины и подписывают значения углов наклона у концов отрезков. Далее для каждогозначения угла наклона при принятой высоте
27
сечения рельефа вычисляют заложения по формуле: d |
h |
. |
|
||
|
tg |
|
Полученные значения заложений приводят в соответствие с масштабом карты и откладывают на перпендикулярах к горизонтальной линии против соответствующих углов наклона. Полученные точки соединяют (рис. 1.20, а).
Если вместо углов наклона подписать уклоны, то получают график уклонов
(рис. 1.20, б).
Для определения угла наклона (рис. 1.20 а) или уклона (рис. 1.20 б) с
плана берут в раствор циркуля соответствующее заложение горизонталей,
переносят его на график заложений так, чтобы одна ножка циркуля располагалась на основании, другая – на кривой. Обе ножки измерителя должны быть при этом на одном перпендикуляре к основанию.
Углы наклона, ν° |
Уклоны, i |
Рисунок 1.20 – График заложения углов наклона (а) и уклона линии (б)
В рассматриваемом примере ν=1,5°; i=0,025.
1.9. Определение границ водосборной площади
Водосборной площадью называется территория, с которой вода атмосферных осадков стекает к данному пункту водосбора.
Определение водосборной площади необходимо, например, при проектировании дороги для расчѐта отверстия моста или трубы.
28
Рисунок 1.21 – Определение границ водосборной площади
В соответствии со свойствами отображения местности горизонталями граница водосбора проходит в обе стороны от крайних точек дамбы а и б перпендикулярно к горизонталям (по линиям наибольшего ската) до линий водоразделов (точки в и г) и далее по этим линиям до вершин холмов (рис.
1.21). Между вершинами холмов эта граница проходит по водораздельным линиям, соединяющим вершины с отметками58,2 м и 56,8 м с серединой седловины (отметка53,8 м).
По самым низким точкам лощины синим цветом (карандашом, тушью или др.) наносят линию водослива (водотока).
Границами водосборной площади служат водораздельные линии,
выявляемые по горизонталям с большой точностью. Водораздельные линии разграничивают склоны противоположных направлений, они проходят вдоль вытянутых изгибов горизонталей, пересекая горизонтали в точках их перегиба.
Струи воды (дождь, талые воды) стекают по линиям наибольшей крутизны, т.е.
по линиям направления ската.
1.10. Измерение площади планиметром
Измерение площадей на планах (картах) механическим способом выполняется с помощью планиметра. Наиболее распространѐн полярный планиметр (рис. 1.22).
29
Рисунок 1.22 – Схема полярного планиметра
1 – полюсный рычаг; 2 – массивный цилиндр с иглой; 3 – шпиль; 4 – обводной рычаг;
5 – циферблат; 6 – каретка счетного механизма с мерным колесиком; 7 – верньер счетного механизма; 8 – шарнир.
Он состоит из двух рычагов – полюсного 1 и обводного 4, соединяемых шарниром 8. Полюс планиметра (массивный цилиндр 2 с иглой, втыкаемой в бумагу) в процессе измерения площади остается неподвижным. На конце длинного плеча обводного рычага укреплен шпиль 3 (или лупа с маркой в виде креста в ее центре), которым обводят контур измеряемой площади. На коротком плече обводного рычага крепится каретка счетного механизма с мерным колесиком 6, опирающимся на поверхность бумаги. Когда обводной шпиль 3 (или марка) перемещается по линии контура перпендикулярно рычагу,
мерное колесико 6 катится по бумаге. При перемещении обводного шпиля по бумаге вращение колесика передается на циферблат5. По ободу колесика нанесено 100 делений. Отсчеты по шкале обода берут с помощью верньера 7[2].
Отсчѐт состоит из 4-х цифр. Первая цифра – младшая на циферблатеотносительно его указателя(на рисунке 1.23 – цифра 6), вторая и третья – целое количество десятков иполных единиц на счѐтном ролике относительно нуля верньерногоустройства(цифры 4 и 2). Четвѐртая цифра берѐтся по штриху верньера (его номеру),который совпадает с любым делением счѐтного ролика(цифра 2). На рис. 1.23 отсчѐт – 6422.
30
