Космические материалы и их роль в создании, обновлении топокарт

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Челябинский государственный университет»

Кафедра экологии и природопользования

РЕФЕРАТ

По теме: «Космические материалы и их роль в создании, обновлении топокарт»

Выполнил: студент группы ЭПЗ-101

Юмаев В.Р.

Челябинск

2015

Космические снимки позволяют получить объективную информацию об исчезнувшей в наше время гидрографической сети и высохших водоемах. По "небесным" данным на карты нанесены древние долины и дельты Сырдарьи и Амударьи, ряда притоков Амазонки, а так же очертания значительных озер, занимавших некогда замкнутые котловины в Восточном Казахстане, Северо-Западном Китае и Южной Монголии.

Немалое число "старых" наук обрело новые силы, получив эту новую "точку" изучения явлений природы. И что интересно: уход, удаление от объекта наблюдения на сотни километров позволил увидеть истинную сущность природных процессов, выявить их новые свойства.

Количество открытий в науках о Земле, связанных с появлением космонавтики, огромно, эти открытия имеют глобальный характер. Недавно, например, на спутнике были размещены радиотеплокационные приборы, которые принесли на Землю сведения о радиоизлучении ее поверхности. И вот оказалось, что если геологи, географы, почвоведы будут знать электрические свойства песка, глины, различных почв и грунтов, то они смогут по спутниковым данным увидеть картину состояния земной поверхности. Геологи смогут получить сведения о выходах полезных ископаемых, почвоведы получат данные о влажности почвы, о состоянии посевов. И это в масштабах всей планеты!

В конце 1950-х годов в учебниках географии, в разделе о запасах полезных ископаемых в Советском Союзе, говорилось о нефтяных богатствах Азербайджана, Северного Кавказа, о "втором Баку" - Татарии. Здесь же указывалось ,что за Уральским хребтом нефть есть только на острове Сахалин. В эти же годы в Сибирь с берегов Волги был протянут тысячекилометровый нефтепровод. Тогда еще и не предполагали, что в наши дни нефтепромыслы Тюмени станут главной базой страны по добыче нефти и газа и будут давать более трехсот миллионов тонн "черного золота". Нефть непрерывным потоком идет отсюда в промышленные районы европейской части нашей Родины.

В непролазных болотах и топях Западной Сибири долгие годы геологические экспедиции упорно искали залежи нефти и газа. Геологи бурили сотни пробных скважин в различных районах Приобья в надежде обнаружить нефтеносные горизонты. Поиски только в одной Тюменской области, площадь которой составляет один миллион триста шестьдесят три тысячи квадратных километров и равна сорока пяти Бельгиям, было нелегким делом.

И вот в 1960 году близ поселка Шаим Ханты-Мансийского автономного округа наконец наткнулись на первый перспективный пласт. Забил долгожданный нефтяной фонтан !

Но даже этот первый крупный успех геологов только приоткрыл глубоко сокрытые тайны кладовых природы. Для того чтобы получить достаточно полное представление о залежах, сказать о возможности промышленной нефтедобычи, обнаружить, известные сейчас месторождения, потребовались еще многие годы работы разведчиков недр ...

Но пришло время космонавтики ...

Тридцать минут работы советского спутника "Метеор-Природа", семь снимков из космоса и... полная картина состояния огромной поверхности столь труднодоступной территории - космическая фотография всей Западной Сибири готова!

На этом снимке отсутствуют живописные детали ландшафта, на нем не видны холмы, низины, рощи, болота, поселки ...

Снимок со спутника в единый момент времени объединяет обширные территории, позволяет выявить крупные черты строения Земли, он обладает свойством территориального обобщения. Снимок чрезвычайно напоминает геологическую карту. Он приоткрыл нам структуру планеты, строение земной коры.

Затем на космические фотографии были нанесены известные сейчас месторождения нефти и газа этого района. И что же ? Стало ясно, что все эти от стоящие друг от друга на сотни километров нефтеносные пласты размещаются в строго определенных районах: они расположены в местах вертикальных сдвигов и изломов земной коры.

Так определялись области, перспективные на нефть и газ. Поисковые партии, направленные в эти места , обнаружили новые , неизвестные ранее залежи нефти и газа, подтвердили прогнозы, сделанные с помощью космической техники.

Снимок с орбиты практически помог выяснить богатства недр этого района.

Условие частого, многократного общения для улучшения хорошего знакомства с нашей планетой предоставляет нам космонавтика. За одни сутки искусственный спутник много раз совершает кругосветное космическое путешествие, при этом число витков вокруг Земли зависит от высоты его орбиты.

Спутнику открываются картины состояния планеты в их чередовании. Явления природы предстают при этом в их развитии, в динамике. Последовательно брошенные взгляды из космоса на один и тот же район планеты позволяют определить сущность многих земных явлений. Ученым становится ясным суточный и сезонный ход изменения ритмических процессов в природе. Появляется возможность фиксировать состояние облачных систем, перенос воздушных масс в атмосфере, исследовать земную поверхность, морские течения, определять состояние ледового покрова.

Все четырнадцать морей, омывающих территорию бывшего Советского Союза, в различной степени замерзают на некоторый период. Кратчайший путь из Европу в Японию, Канаду и США лежит, как известно, вокруг нашей страны, через Северный морской путь . Увы , путь этот через арктические моря закрыт льдами в течении почти всего года. Мощные атомные ледоколы прокладывают дорогу караванам судов. Растет поток грузов в районы Дальнего Востока и Крайнего Севера. Все больше и больше вовлекаются эти районы в экономику нашей страны. Продлеваются сроки навигации...

Ледовая обстановка на море быстро меняется . Под действием ветров и течений, приливов и отливов в море возникают пространства , свободные ото льда, ими можно воспользоваться для проводки судов. Однако определить с капитанского мостика оптимальный, самый удобный курс во льдах - задача не простая. Прямой путь из одной точки в другую не всегда является самым быстрым и самым коротким.

Оперативные карты, передаваемые российскими метеорологическими спутниками Земли, дают подробную картину ледовой ситуации, сообщают о сплоченности льда . Радиолокационные спутниковые измерения несут информацию и о структуре ледяного покрова. Морские льды, оказывается, совсем неодинаковы по своей толщине. Космические приборы позволяют выбирать слабые льды, наиболее подходящие для ледокольной проводки маршруты . Северное управление Государственного комитета РФ по метеорологии и контролю природной среды уже несколько лет составляет рекомендации для проводки судов в арктических морях. На первом этапе не все доверяли метеослужбе... Так, сомалийское судно "Дана" в конце мая 1969 года приняло решение следовать напрямик через сплошные льды от Архангельска до открытой воды. Оно затратило на переход десять суток. Суда, следовавшие рекомендованным курсом, преодолели этот путь менее чем за двое суток!

Спутниковые наблюдения - взгляд из космоса - продлили сроки навигации.

В "доспутниковую" эпоху для приема телепередач на больших расстояниях приходилось через каждую сотню километров сооружать ретрансляторы. Спутники обеспечивают уверенный прием на расстояниях в тысячи и десятки тысяч километров. Не все телезрители в наших отдаленных северных районах знают, что телевизионное изображение из Москвы к ним передается через специальный спутник, "неподвижно висящий" над Индийским океаном на высоте 36 тысяч километров.

С помощью спутников решена казавшаяся неразрешимой проблема одновременного комплексного изучения процессов на суше, в океанах, атмосфере и даже в глубинах Земли. Снята с повестки дня проблема составления крупномасштабных карт всего земного шара. Диапазон открытий с помощью спутников - от вихревых структур на суше до неизвестных ранее, затопленных ныне океаном древних пирамид.

Топографические карты - подробные, единые по содержанию, оформлению и математической основегеографические карты , на которых изображаются природные и социально-экономические объекты местности с присущими им качественными и количественными характеристиками и особенностями размещения. Предназначены для многоцелевого хозяйственного, научного и военного применения.

Топографические карты строятся по законам проектирования физических тел на плоскость, имеютопорную геодезическую сеть и стабильную систему обозначений, что в совокупности обусловливает возможность получения по ним наглядной, точной и сопоставимой (для различных масштабов, районов и лет съемки) общегеографической информации о местности. Документальность топографических карт позволяет использовать их как источник детальных данных о той или иной территории и надежное средство ориентирования в натуре, вести по ним изучение местности и многих проявлений естественных процессов и человеческой деятельности, устанавливать содержание, границы и площади угодий, плановое и высотное положение точек, расстояния и уклоны между ними и выполнять другие измерения и расчеты (см. Картометрия ). Топографические карты неооходимы для проведения различных исследований и инженерных изысканий и как основа при нанесении их результатов, для составления отраслевых тематических карт (см. Картография) и проектов преобразования территории, для рационального ведения хозяйства и охраны природы.

В нашей стране топографические карты составляются в поперечно-цилиндрической равноугольной проекции Гаусса-Крюгера .

Топографические карты разделяются на обзорно-топографические, топографические и топографические планы . По каждой из данных групп масштабы карт, их проекции, содержание и точность в различных странах в основном сходны. В России к первой группе относят карты масштабов 1:1000000, 1:500000, ко второй - 1:200000, 1:100000 (мелкомасштабные) 1:50000, 1:25000 (среднемасштабные), 1:10000, 1:5000 (крупномасштабные), к третьей - 1:2000, 1:1000, 1:500. Обзорно-топографические карты создаются преимущественно методами картосоставления по топографическим картам более крупных масштабов; для тех же целей начато использование материалов высотной аэросъемки и космической съемки. Собственно топогорафические карты изготовляют или обновляют в основном аэрофототопографическими методами (см. Топография ), а топографические планы - как этими же методами, так и с применением наземной, в особенности тахеометрической съемки .

Топографические карты составляют в таких картографических проекциях , которые позволяют получать полное геометрическое подобие очертаний местности и практически сохранять по любым направлениям постоянство масштаба. Обусловлено это тем, что искажения за счет проектирования остаются в данном случае за пределами возможной точности измерений по картам. В России для топографических карт принята равноугольная поперечноцилиндрическая проекция Гаусса-Крюгера, вычисленная по элементамэллипсоида Красовского (исключение - карта масштаба 1:1000000, которая во всем мире строится в видоизмененной поликонической проекции, используемой как многогранная). Применительно к созданию обзорно-топографических и собственно топографических карт поверхность Земли проектируют по шестиградусным зонам, топографических планов - по трехградусным, в каждой из которых строят самостоятоятедьную систему прямоугольных координат, имеющую в качестве осей средний меридиан зоны и экватор. Соответственно на топографических картах, в отличие от других географических карт, дается не только градусная сетка долгот и широт, но и километровая квадратная сетка. Геодезической опорой современной топографической карты являются в плановом отношении пункты триангуляции и полигонометрии в единой системе координат 1942 года, в высотном отношении пункты нивелирования в Балтийской системе высот (от нуля Кронштадтского футштока). При изготовлении топографических карт эту опору развивают инструментальными методами, принятыми в геодезии и фотограмметрии, и создают так называемую планово-высотную основу карт. Величины средних и предельных ошибок в положении точек этой основы относительно пунктов геодезической опоры, а также в положении контуров и местных предметов, отметок высот и горизонталей относительно ближайших к ним точек самой планово-высотной основы являются критериями точности карт. Допустимые ошибки различны для топографических карт разных масштабов и разных территорий (например, открытых и залесённых).

Каждый лист топографической карты представляет собой ограниченную выпрямленными дугами меридианов и параллелей трапецию, размер которой обусловлен масштабом карты и широтой местности. Топографические карты издают, как правило, многолистными сериями, имеющими ту или иную схему разграфки и порядкового обозначения листов (так называемую номенклатуру ). В качестве основы этих схем принят лист карты масштаба 1:1000000 в международной разграфке (с размерами: 4° - по широте, 6° - по долготе), обозначаемый буквой латинского алфавита и арабской цифрой. Для листов карт более крупных масштабов на ту же территорию, в соответствии с разделением листа более мелкого масштаба на определенное число частей, к исходной номенклатуре добавляют другие буквенные и цифровые значки. По схеме, действующей в России, топографическим картым присвоены, например, такие обозначения: лист карты масштаба 1:1000000 - N-37, 1:500000 - N-37-Г, 1:200000 - N-37-XXXVI, 1:100000 - N-37-144, 1:50000 - N-37-144-Г, 1:25000 - N-37-144-Г-г, 1:10000 - N-37-144-Г-г-4, 1:5000 - N-37-144(256). По номенклатуре обзорно-топографических и собственно топографических карт всегда можно определить не только их масштаб, но также географическое положение и площадь территории, изображенной на данном листе. Применительно к перечисленным листам она составляет в км2 : 175000, 43780, 4860, 1220, 305, 76, 19 и 4,8. Топографические планы, изготовляемые на ограниченные участки, в отличие от остальных топографических карт, принято давать с разграфкой не на трапеции, а на стандартные квадраты 50x50 см. Для их обозначения в качестве исходного берётся лист карты масштаба 1:5000, разделяемый на 4 части; затем так же делятся эти соответствующие части и т.д. В результате топографические планы получают, например, такую номенклатуру: 1:2000 - 1-Г, 1:1000 - 1-Г-IV, 1:500 - 1-Г-16.

Топографическая карта и топографический план хоть и представляют собой уменьшенное изображение на плоскости бумаги проекций участков местности, однако между ними имеются существенные различия. Так, масштаб в пределах плана есть величина постоянная; на карте масштаб изменяется от точки к точке и по направлениям. Установленный для данной карты масштаб соблюдается только по одному из направлений (по одному меридиану или параллели), этот масштаб называется главным. В остальных частях карты масштабы отличаются от главного и называются частными.

Содержание топографических карт, то есть совокупность сведений о местности, выражаемая топографическими условными знаками, в целом характеризуется высокой степенью унификации. Однако оно имеет и ряд частных особенностей, определяющихся масштабом карты, конкретным ее назначением и типом местности. На этих картах показываются: гидрографическая сеть и приуроченные к ней природные образования (мели, наледи и др.), выходы подземных вод, рельеф поверхности - горизонталями, отметками высот и дополнительными обозначениями (для обрывов, бровок, промоин и др.), растительность - древесная, кустарниковая, травянистая - с подразделением по сомкнутости покрова, грунты каменистые, песчаные и др., ледники и снежники, болота и солончаки с показом их проходимости, основные с.-х. угодья (пашни, плантации, сады и др.), населенные пункты с передачей их структуры, типа (город, рабочий посёлок и др.), политико-административные значения и численности населения, различные строения и сооружения, геодезические пункты и местные предметы-ориентиры, железные и автогужевые дороги, линии проволочных передач, трубопроводы и ограждения, границы разных рангов. На топографических картах даются также числовые характеристики объектов, пояснительные надписи и географические наименования. Детальность изображения местности регулируется специальными цензами; особое значение из них имеют принятые для воспроизведения рельефа. Применительно к передаче контуров также разработана система их отбора и обобщения, то есть выделения наиболее существенных элементов за счет исключения подробностей, упрощения начертания, замены группы знаков одним общим, объединения ряда характеристик и т.д. Например, на карте масштаба 1 : 5000 в городах выделяется каждое здание, 1 : 25 000 - застроенная часть квартала, 1 : 100 000 - квартал в целом, 1 : 500 000 - общий контур и основная планировка города (см. также Генерализация картографическая ). В России требуемое содержание топокарт обеспечивается единой системой их редактирования, выполняемого на всех основных этапах создания или обновления карт, начиная от составления проекта аэросъемки данного участка и кончая редакционным контролем издательских оттисков.

За рамкой листа топографической карты помещают его номенклатуру, название соответствующей политико-административной единицы и главного населенного пункта, численный и линейный масштабы, сведения о системах координат и высот, сечении рельефа, методе и годе изготовления. Кроме того, на зарамочных полях обзорно-топографических карт дают условные знаки к данному листу, шкалу ступеней высот, схему границ; собственно топографических карт - схему сближения меридианов и магнитного склонения, шкалу заложений, дополнительные обозначения объектов; топографических планов - название площадки, схему всего участка съемки и тексты о назначении плана, увязке урезов вод и т.п. Для обзорно-топографических, мелко- и среднемасштабных карт предусмотрено многоцветное полиграфическое издание, крупномасштабных - многоцветное и одноцветное, топографических планов - размножение в нескольких экземплярах фотографическим, электрографическим или др. упрощённым способом. космический снимок гидрографический карта

В Российской Федерации обзорно-топографические карты используются для общегеографического изучения крупных районов страны, генерального планирования мероприятий промышленного значения по освоению природных ресурсов и хозяйственному строительству. Собственно топографические карты необходимы для всех стадий проектно-изыскательских работ, выполняемых в целях обеспечения таких отраслей, как мелиорация, сельское и лесное хозяйство (устройство и учет земель и лесов), геологическая разведка, разработка полезных ископаемых (горнодобывающая и нефтегазодобывающая промышленность), планировка и застройка населенных пунктов, промышленное, энергетическое, сельское, транспортное и другое строительство. По топографическим планам составляют рабочие чертежи и ведут разбивку участков, разработку недр и различные строиельные, работы.

Любая карта читается при помощи условных обозначений. Они разделяются на группы:

1) Рельеф - коричневым цветом

2) Скалы и камни - черным

3) Гидрография - голубым

4) Растительность (как правило, зеленый, белый)

5) Искусственные сооружения (красный, оранжевый, черный)

Рельеф - совокупность неровностей земной поверхности.

Способов изображения рельефа достаточно много:

1) Горизонтали - линии, соединяющие точки с одинаковой абсолютной высотой над уровнем моря. Подразделяются на: основные горизонтали, утолщенные (каждая пятая горизонталь), дополнительные - между основными, изображаются штриховой линией. Бергштрих - показывает направление стока воды. На картах указано, через сколько метров проведены горизонтали. Чем чаще проведены горизонтали, тем круче склон.

2) Дополнительные специальные знаки - для обозначения ям, воронок, обрывов, скал и т.д. На турсхемах используются общепринятые знаки для обозначения вершин, хребтов, перевалов.

3) Послойная окраска. Используется вместе с горизонталями. Каждый последующий слой закрашивается все более темным цветом (горы: от желтого до темно-коричневого, равнины: от желтого до темно-зеленого (низменности))

4) Отмывка - оттенение скатов неровностей (тень накладывается серой краской обычно на восточные и южные склоны)

Элементы рельефа - наиболее объективные и достоверные ориентиры, наиболее стабильные, их очертания остаются неизменными долгое время.

Для определения крутизны склонов по карте используется шкала заложений (заложение - расстояние на карте между двумя горизонталями) Вдоль нижнего основания этой шкалы указаны цифры, которые обозначают крутизну скатов в градусах. На перпендикулярах к основанию отложены соответствующие величины заложений в масштабе карты. В левой части шкала заложений построена для основной высоты сечения, в правой - при пятикратной высоте сечения. Для определения крутизны склона, надо взять циркулем расстояние, отложить на шкале заложений и прочитать крутизну склона.

Измерение расстояний на местности:

1) Если необходимо измерить расстояние до недосягаемого объекта (ширина реки и т.д.)

a) По угловой величине предмета

b) Мысленное последовательное отложение известного отрезка

c) При помощи спички травинки: стоя на берегу реки найти 2 объекта, попадающие между концами спички, затем её ломают пополам и отходят на такое расстояние, чтобы эти 2 объекта снова попали бы между концами уже обломанной спички, это расстояние равно ширине реки.

d) Наблюдатель - точка А. Выбрав на противоположном берегу какой-нибудь объект (точка Б) идти затем в перпендикулярном АБ направлении (вдоль берега реки) до С, на расстояние явно превышающее ширину реки. Поставив в этой точке шест пройти на расстояние СД, равное АС. Из Д идти под прямым углом к АД, до В, пока шест и объект (точки С и Б) не окажутся в одном створе. Расстояние АБ равно расстоянию АВ, равно ширине реки.

e) По смещению большого пальца вытянутой руки при закрывании одного глаза (посмотреть, на какое расстояние сместился, умножить на 10 - очень приблизительно) ( Основано на том, что расстояние от глаз до вытянутого пальца руки у взрослого человека- 60 см между глазами - 6см, величины могут слегка отличаться , но соотношение 10 как правило остается)

f) Таблицы расстояний (костер может быть виден за 10 км, башенные сооружения - 8-10 км, глаза человека - 100 м., цвет одежды - 600 м, лицо человека - 400 м. Все таблицы - для людей с нормальным зрением), могут быть таблицы определения расстояний по звуку: шум поезда -- ? м

2) Если нужно считывать текущие расстояния на местности это можно делать, например

a) Считая шаги

b) По времени движения

По карте расстояние можно измерить курвиметром (наиболее точно), циркулем- измерителем, установив на нем удобный для пересчета небольшой шаг, линейкой. На очень извилистых участках расстояние можно промерить ниткой, приложив её потом к линейке. Промеренное расстояние умножается на коэффициент извилистости, который для разных районов различен (максимальный - в горах: измеренное на картах расстояние умножается на 1,2 - это коэффициент "горизонтальной" извилистости троп, подъемы и спуски при промере расстояний не учитываются.

Крутизну склонов на местности можно измерить с помощью специальных приборов, (эклиметра), транспортира, сравнением с крутизной известных "склонов" (крутизна эскалатора -- 30(). На практике же определить крутизну можно также такими способами: если человек, приняв на склоне вертикальное положение, дотягивается до склона рукой с ледорубом, вытянутой под углом 90( к телу - крутизна склона 45° (необходимо следить, чтобы человек не ложился на склон), если достает до склона вытянутой рукой -- 50°, если склон выглядит практически отвесом, его крутизна 60-80°, склон, крутизной 90° выглядит нависающим. (для сравнения :тягунок напротив Дворца Пионеров на самом крутом участке около 5°, максимальная крутизна на отдельных участках нигде не превышает 10°, травяной склон, ведущий на перевал Северный Джалпакол - 20-30°). Снизу крутизна склонов всегда кажется больше, чем на самом деле.

Измерение высоты предметов:

1) С помощью собственной тени (измерить длину своей тени и длину тени объекта, зная свой рост несложно составить пропорцию.

2) Лечь ногами к объекту (дереву), поставив в ногах шест определенной высоты (равной росту наблюдателя). Лечь на таком расстоянии, чтобы верхушка шеста и верхушка дерева находились на одной линии наблюдения. Расстояние от дерева до макушки наблюдателя равно высоте дерева.

3) С помощью зеркальца (лужи): отойти на такое расстояние от лужи, чтобы в ней отражалась только верхушка дерева (объекта) . Расстояние от дерева до лужи больше расстояния от лужи до наблюдателя во столько раз, во сколько дерево выше наблюдателя

4) С помощью равнобедренного прямоугольного треугольника.

5) Высоту холма - с помощью эклиметра (угломера, транспортира). Далее строится прямоугольный треугольник с заданными параметрами и проводятся вычисления (существуют специальные таблицы)

Размещено на Allbest.ru