Работы со школьниками

ТЕМА 5. ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ

Цель темы. Ознакомить студентов с полевыми топографиче­скими работами — с методами определения превышений и вычис­ления отметок, со способами элементарных глазомерных съемок. Проследить связь между понятиями «местность» и «план местнос­ти как ее образно-географическая модель».

План изучения

1. Абсолютные и относительные высоты точек.

2. Нивелирование — работы по определению высот точек.

3. Понятие о съемках местности.

4. Глазомерные съемки.

Демонстрационные и наглядные пособия: съемоч­ный планшет с компасом, школьный нивелир, эклиметр, таблица условных знаков.

5.1. Определение высот точек

Положение точки на земной поверхности определяется, кроме двух плановых координат X и Y, еще и высотой h. На картах под­писываются отметки характерных точек (вершин, котловин, сед­ловин, пересечения дорог), т. е. их высоты (расстояния по вер­тикали) над поверхностью геоида (уровенной поверхностью) в

метрах.

Так как каждый раз начинать определение высот от уровня моря невозможно, а многие страны вообще не имеют выхода к морю, то на территории страны заранее создается государствен­ная высотная сеть. В нашей стране существует Балтийская сис­тема высот. За 0 принят уровень Балтийского моря, наблюдение за которым ведется в Кронштадте (Кронштадтский футшток). Вы­сотная сеть представляет собой точки, закрепленные на местно­сти; они называются реперами. Их абсолютные отметки опреде­ляются с высокой степенью точности с помощью нивелирных работ и последующих вычислений. Эти отметки служат впослед­ствии исходными данными для вычисления абсолютных высот других точек.

Работы по определению превышений на местности называются

Рис. 44. Принцип геометрического нивелирования

нивелированием. Нивели­рование бывает разных видов в зависимости от тех принципов и инструментов, которые положе­ны в основу измерения превы­шений и определения высот то­чек. Нивелирные работы необходимы при различных ис­следованиях, инженерных рабо­тах, таких, как строительство дорог, водопроводов, электро­линий, зданий, проектирование мелиоративной сети.

По отметкам точек рисуют рельеф на планах, затем строят профили, определяют углы на­клона земной поверхности.

Превышение между двумя точками определяется при гео­метрическом нивелировании.

Для выполнения нивелирования горизонтальным лучом необходим нивелир — прибор с оптической трубой и уровнем при ней (ось тру­бы и ось уровня параллельны) — и две рейки. Рейки представляют собой линейки с сантиметровыми делениями. Длина рейки 3 — 4 м. При нивелировании горизонтальный луч с помощью нивелира визи­руется (проектируется) на две рейки. Разность отсчетов по рейкам от земли до визирного луча дает искомое превышение (h) или вы­соту одной точки над другой (рис. 44).

Определение превышений по линии хода от одной точки до дру­гой осуществляется с помощью проложения нивелирного хода. Ни­велирный ход предполагает последовательное измерение превыше­ний и вычисление по этим данным отметок точек. Отметки точек по ходу вычисляются алгебраически. (Превышение может иметь знак плюс (+) или минус (—), т. е. вторая точка выше или ниже первой.) Отметка первой точки может быть известна либо взята условно (#j). Отметка второй точки Я₂=Я₁+/г₁₂. Отметка послед­ней точки хода равна сумме всех превышений, прибавленной к пер­вой. Подробно методика нивелирных работ будет разобрана во вре­мя летней полевой практики.

Ватерпасовка производится с помощью весьма простых ин­струментов и широко применяется в школьной практике. Для ее выполнения необходимы две легкие рейки и уровень (ватерпас).

Ватерпасовка дает хорошие результаты при нивелировании склонов долин, холмов, при необходимости быстро получить попе­речный профиль рельефа или определить отметки точек, высоту холма и т. п. Сущность и методика выполнения работ понятна из рисунка 45. Превышение одной точки над другой определяется по вертикальной рейке, при этом горизонтальная располагается

Рис. 45. Принцип ватерпасовки: h = h_l+h₂+.+h_n\ D=d_l + d₂ +. + d

Рис. 46. Журнал ватерпасовки

Рис. 47. Школьный нивелир

по уровню; расстояние между двумя точками — по горизон­тальной. Записи ведутся акку­ратно карандашом в полевом журнале (пример на рисунке 46). Школьный нивелир пред­ставляет собой две планки, скрепленные под прямым уг­лом. Расстояние от земли до горизонтальной планки 1 м. Чтобы нивелир установить вертикально, на горизонталь­ной планке посредине закреп­ляется отвес — нитка с грузи­ком, по которой производят установку приспособления в рабочее положение и затем оп­ределяют высоту. Визируют по

Рис. 48. Профиль по данным измерений

верхнему ребру горизонтальной планки и замечают место (точку), куда попадает визирный луч. Эта точка будет выше точки, где сто­ит школьный нивелир, на 1 м. Так продвигаются по ходу нивели­рования, например, до вершины холма (рис. 47).

По полученным результатам можно построить профиль. На про­филе по горизонтальной оси показано расстояние между точками нивелирного хода, а по вертикальной откладываются высоты точек хода. Точки на профиле соединяются между собой плавными или прямыми линиями. Каждая ось имеет свой масштаб: горизонталь­ный и вертикальный соответственно (рис. 48).

5.2. Глазомерные съемки местности

Создание топографических карт — дело сложное. Как правило, исходные карты крупного масштаба создаются в поле¹ путем изме­рения на местности взаимного положения объектов картографиро­вания при помощи различных инструментов. По этим картам в бу­дущем могут быть получены другие карты, более мелкого масштаба.

Сочетание полевых измерений на местности и камеральной обработки результатов измерений 'с целью создания топографи­ческих карт называется топографической съемкой местности. Другими словами, съемки — это комплекс работ, проводимых для создания плана или карты, составляющих единый технологический процесс.

На топографических картах изображается ситуация с помощью условных знаков и рельеф способом горизонталей. Надписями да­ются дополнительные сведения, характеристики, названия объек­тов. Существует множество различных видов съемок. Их разнооб­разие зависит как от способа создания карты, так и от того, что именно изображается на ней.

Если на карте не изображен рельеф способом горизонталей, а изображена лишь ситуация, то такие съемки называются плано­выми. Если, наоборот, изображен лишь рельеф — то высотны­ми. Если изображение полное, то съемки называются планово -высотными.

По способу производства различают съемки инструмен­тальные (т. е. измерения превышений, углов направлений, засе­чек и тому подобных приемов получения изображения выполняют­ся с помощью инструментов) и глазомерные. Геометрическая сущность любых съемок одинакова: определение взаимного поло­жения множества точек земной поверхности на плоскости на лис­те карты и создание графической модели территории.

¹ Полевые работы — это работы, которые выполняются в натуре, в поле; они заключаются в измерениях, наблюдениях, определении исходных параметров и характеристик. <s

Глазомерные съемки иногда называют экспресс-съемками. Уме­ние выполнить глазомерную съемку позволяет достаточно быстро составить карту крупного масштаба на неизвестную территорию, по новому маршруту.

Проведение глазомерной съемки требует наблюдательности, умения выделить главное. Съемка развивает глазомер, умение ори­ентироваться на местности. Глазомерная съемка производится с по­мощью простых приспособлений и приемов. Различают площадные и маршрутные глазомерные съемки.

Для съемок применяется планшет, в одном из углов которого за­крепляется компас, позволяющий ориентировать лист бумаги на планшете по направлению север — юг, и визирная линейка (рис. 49).

Обычно применяют разные способы съемки.

При компасной (угломерной) съемке направление линий мест­ности определяется магнитными азимутами, измеряемыми по ком­пасу; длины линий получают различными способами. Компас и бус­соль служат для определения на местности сторон горизонта и измерения магнитных азимутов. Магнитная стрелка в свободном положении всегда занимает положение в направлении север — юг магнитного меридиана.

Съемка производится или по маршруту (например, вдоль реки), или на участке. Если выполняется площадная съемка на участке, то вся его площадь покрывается съемочными ходами таким обра­зом, чтобы получить непрерывное картографическое изображение территории.

Глазомерная съемка выполняется следующим образом:

1. На первой точке планшет ориентируют с помощью компаса по линии север — юг и на бумагу (будущий план) наносят первую точку стояния.

2. Выбирают находящиеся вокруг объекты, подлежащие съем-

ке: отдельно стоящее дерево (ориен­тир), поворот тропы, электрический столб, угол пашни, куст и т. п. На первый из них производится визиро­вание. Для этого один конец линейки прикладывают к точке стояния, дру­гой направляют на объект. По данно­му направлению по линейке прочер­чивают тонкую линию. Определяют расстояние до объекта и наносят его на карту в масштабе съемки.

3. Затем визируют и проводят на­правление на другой объект, следую­щий и так вокруг точки стояния вы­полняют съемку всех объектов.

4. Намечают следующую точку стояния по ходу, визируют на нее, проводят направление и шагами изме-

Рис. 49. Планшет для глазомерной съемки

Рис. 50. Способы съемки: а — поляр­ный; б — засечками; в — с помощью эккера (90'); г — способ ординат

Рис. 51. Определение ширины реки разбивкой на берегу двух равных пря­моугольных треугольников

ряют расстояние, переходя на данную точку. Шаги с помощью кли­нового масштаба переводят в метры и наносят вторую точку на план.

5. Действия (съемка) повторяются. Некоторые точки, подлежа­щие съемке, наносят с помощью засечек или других способов.

Съемочный ход прокладывается по дорогам, просекам, рекам, линиям связи. Точки поворота хода, как правило, служат точками съемки ситуации вокруг них. Расстояния по линии движения съем­щика измеряют шагами, положение объектов, находящихся в сто­роне от линии хода, определяют разными способами: полярным, за­сечками, ординат, створов и т. д. (см. рис. 50).

Нанесенные на планшет объекты показывают условными зна­ками. В случае необходимости показывают отдельные формы рель­ефа либо условными знаками, либо схематично горизонталями.

Вся глазомерная съемка выполняется в поле, окончательное оформление плана производится камерально.

Определение труднодоступных расстояний при съемке (ширины реки) показано на рисунке 51.,>

5.3. Представление об аэрофотосъемке ^!

и дешифрировании

Аэрофотосъемкой называется фотографирование земной поверхности с летательного аппарата, предпринимаемое для создания топографических карт (рис. 52).

Аэрофотосъемка дает возможность получить изображения труд­нодоступных районов. Отрасль топографии, занимающаяся теорией

Рис. 52. Аэроснимок

и практикой аэрофотосъемки, называется аэрофототопографией. К области аэрофототопографии относятся и космические съемки.

Два соседних аэроснимка с определенной долей перекрытия на­зываются стереопарой. Оставляя в стороне специальные вопросы, коротко остановимся на дешифрировании аэроснимков.

Дешифрирование — это раскрытие содержания, расшиф­ровка изобразившихся на аэроснимке объектов. Дешифрирова­ние имеет важное значение в любом исследовании, поэтому край­не разнообразно по целевому назначению, методам и приемам, выходящим далеко за пределы топографического дешифрирования.

Использование аэрофотоснимков для составления топографиче­ских карт предполагает дешифрирование по ним объектов, подле­жащих съемке. Оно может быть полевое и камеральное.

При полевом дешифрировании изображение на аэроснимке сравнивается с оригиналом (объектом на местности) путем отож-

дествления того и другого в натуре. При камеральном дешифриро­вании изучаются районы без непосредственного посещения каждого из них. Изображение анализируется по дешифрованным призна­кам на ключевых участках. Дешифровочные признаки позволяют установить характер объекта. Они могут быть прямыми и косвен­ными. Прямые — форма, размеры, строение и тон фотоизображе­ния. Косвенными признаками являются расположение данного объ­екта относительно других, логически причинные связи между фотоизображениями объектов. Самым существенным косвенным признаком является тень, она связана с формой и размером объ­екта. Наибольшая достоверность изображения достигается при од­новременном комплексном использовании всех признаков.

Результаты дешифрирования топограф оформляет тушью в ус­ловных знаках на материалах аэросъемки.

Особое значение аэрофотосъемка имеет для географии, предо­ставляя в ее распоряжение ценный, доступный, объективный мате­риал о формах земной поверхности, растительности, ландшафтах, режиме увлажнения территории, типах населенных пунктов и т. п.

Понятия: полевые работы, нивелирование, превышение, высота абсолютная и относительная, ватерпасовка, топографическая съемка, аэрофотосъемка. На память:

Расстояние, определяемое на глаз

высокие башни	16 — 21 км	переплеты в окнах	530 м
деревни, большие дома	9 км	части одежды	270 м
отдельные домики	5 км	цвета	170 м
окна в домах	4 км	пуговицы	160 м
отдельные деревья и люди		лица людей
километровые и	2 км	глаза	60 м
другие столбы	1 км	белки глаз	20 м ы кn

ТЕМА 6. МЕЛКОМАСШТАБНЫЕ КАРТЫ

Цель темы. Получить представление о физико-географиче­ских и специальных картах, понять их отличие от топографичес­ких. Знать математическую основу мелкомасштабных карт — гео­дезическую основу, масштаб, проекции. Освоить способы изображения содержания физико-географических и специальных карт.

План изучения

1. Математическая основа мелкомасштабных карт.

2. Главный и частный масштабы. Искажения на картах.

3. Картографические проекции.

4. Изображение рельефа на картах.

5. Специальные карты и способы создания картографического изображения явлений на них.

Демонстрационные и наглядные пособия: карта ми­ра, карта полушарий, карта Антарктиды, геологическая или почвен­ная карта, ландшафтная карта, атлас Псковской области (или лю­бой региональный, научно-справочный).

Мелкомасштабные карты отличаются от топографических преж­де всего внешним видом, а именно типом графического изображе­ния и соответственно графическим образом. Он формируется не с помощью условных знаков и изолиний, а с помощью других при­емов, о которых будет рассказано ниже.

Математическая основа мелкомасштабных карт, каковыми яв­ляются физико-географические и специальные карты, также отли­чается от математической основы топографических карт. В первую очередь это связано с тем, что на плоскости необходимо изобра­зить в мелком масштабе земной эллипсоид или его часть, что, как известно, невозможно выполнить, не исказив изображение за счет разрывов и складок, образующихся при развертке сферической по­верхности на плоскости.

6.1. Математическая основа карты

Математическая основа карты, как известно, представлена тре­мя составляющими: геодезической основой, масштабом, проекцией.

Дата добавления: 2015-06-04