Топографія з основами геодезії

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Лекція №1.Вступ до топографії

1. Об'єкт і предмет топографії

Кожна наука має свій об'єкт і предмет. Об'єкт - це певний фрагмент дійсності, що підлягає вивченню. Предмет - це деякі властивості, відносини, сторони об'єкта, чинники його формування, функціонування та розвитку. Об'єкт може бути спільним для багатьох наук, предмет - у кожної свій. Тобто, різні науки досліджують один і той самий об'єкт під певним, притаманним саме їм, кутом зору.

Найбільш загальним об'єктом топографії є земна поверхня. Але вона є одночасно й об'єктом географії, картографії, геодезії. Тому топографія мусила знайти свою «нішу», свій підхід до вивчення. Щоб її знайти, визначають предмет науки. Таким предметом для топографії є теорія й практика знімання та зображення земної поверхні на планах і картах (мапах).

Також доцільно визначити аспект об'єкта топографічних досліджень. Для топографа земна поверхня - це місцевість, тобто поверхня Землі з усіма наявними на ній природними й створеними людиною об'єктами.

2. Мета й завдання топографії

Головною метою топографії є створення топографічних карт для отримання детальної й об'єктивної інформації про вигляд місцевості.

Завданнями топографії є:

- дослідження та вдосконалення організації і способів вимірювань на місцевості;

- вдосконалення конструкції вимірювальнх (топографічних) інструментів;

- вдосконалення методів камеральної обробки результатів вимірювань на місцевості.

3. Методи топографічних досліджень

Методи наукових досліджень поділяються на загальнонаукові (в тому числі філософські), міждисциплінарні та спеціальні. Як і будь-яка наука, топографія залучає до досліджень діалектику, логічні методи пізнання. Серед міждисциплінарних методів особливе значення мають математико-статистичні. Зі спеціальних методів (тобто властивих саме даній науковій дисципліні) найважливішим є топографічне знімання.

Лекція №2.Форма та розміри Землі

1. Історія поглядів на форму і розміри Землі

З давніх-давен народи світу намагалися осягнути й зрозуміти оточуючий їх світ. Відомо, що, наприклад, стародавні індійці уявляти собі Землю у формі квітки лотоса, одна з пелюсток якого ніби і є заселена земна поверхня. Пізніше ті ж індійці вважали, що Земля є диском, що покоїться на трьох слонах, які стоять на черепасі. Найдавніші греки часів Гомера вбачали відомий їм масив суходолу (Ойкумену) єдиним континентом, що з усіх боків оточений Річкою-Океаном.

Пізніше (з 5-го ст. до Хр.) греки дійшли думки щодо кулястості нашої планети. Першим таку ідею висловив Парменід. Згодом (у 4-му ст. до Хр.) Аристотель довів правильність уявлень про кулясту форму Землі. Він спостерігав, як корабель, віддаляючись від берега, зникає за обрієм. Це свідчило про кривизну земної поверхні.

Ще пізніше, у 3-му ст. до Хр., Ератосфен обчислив - і то близько до фактичних величин! - розміри Землі. Він виміряв відстань між містами Сієна (сучасний Асеан) і Олександрія (у Єгипті). Здійснивиши підрахунки, вчений одержав значення довжини меридіана, ненабагато відмінне для справжнього. Розрахунками Ератосфена тривалий час користувалися інші природодослідники, які, знаючи форму й розміри планети, намагалися окреслити кліматичні зони та «домалювати» невідомі в ті часи частини світу. Яскравими прикладами можуть бути «сфрагіди» Гіппарха (своєрідні прототипи кліматичних поясів у сучасній географії) та глобус Кратеса (2-е ст. до Хр.). Останній, цілком відповідно до давньогрецьких естетичних уявлень, невідомі материки накреслив у вигляді симетричних зображень Ойкумени.

За доби Середньовіччя уявлення про кулястість Землі, як і багато проґресивних наукових ідей Античності, в Західній Європі були забуті. Натомість, спадкоємність давньогрецькій традиції землепізнання проявлялася на мусульманському Сході, де жили й творили ал-Хорезмі, ал-Ідрісі та інші вчені.

У Європі про думки стародавніх мислителів щодо кулястості нашої планети згадали тільки в 15-му ст. На те були об'єктивні соціально-політичні та економічні причини, а саме - взяття турками-османами Константинополя, розташованого на березі (тепер - на обох берегах) протоки Босфор, на межі Європи та Азії. Через це завоювання європейські купці більше не могли їздити традиційними шляхами до Китаю й Індії. Довелося шукати інших шляхів, а результатом цих пошуків стали Великі географічні відкриття, зокрема відкриття Америки Х. Колумбом та морського шляху до Індії Васко да Ґамою. Видатне географічне й геодезичне значення мала перша навколосвітня подорож Ф. Маґеллана - Х. Ель-Кано, яка емпірично остаточно підтвердила гіпотезу про кулястість Землі.

2. Геоїд і еліпсоїд обертання. Розміри Землі

Подальші наукові дослідження довели, що насправді Земля - навіть не куля, а сфероїдне тіло, сплюснуте з полюсів (через її осьове обертання). Крім того, на форму планети впливає неоднорідність речовинного складу земної кори, в якій представлені породи різної щільності речовини. Як наслідок, справжня форма Землі є геометрично неправильною. Німецький учений Й.Б. Лістінґ назвав її геоїдом. Математичного вираження він не має. Для визначення кількісних характеристик геоїда Ф. Красовським було запропоновано його ідеальну модель - еліпсоїд обертання. Завдяки точності обчислених показників його називають референц-еліпсоїдом. Його основні параметри: середній радіус - 6371 км, полярний - 6357 км, екваторіальний - 6378 км.

Умовно пласка поверхня Землі, перпендикулярна до напряму сили тяжіння, зветься рівневою. Така поверхня має всюди однакову відстань до центру Землі. Вона відповідає строго встановленому рівневі сили тяжіння, взятої за вихідну, і яка називається нормальною.

Не зважаючи на відсутність геометричного змісту, геоїд має певні фізичні властивості, а саме: 1) його поверхня в кожній окремій її точці перпендикулярна напряму нормальної сили тяжіння; 2) форма уявної поверхні геоїда залежить від розподілу на земній поверхні сили тяжіння, яка, у свою чергу, залежить від розподілу мас важчих і легших гірських порід у надрах пленети; 3) сила тяжіння на рівневій поверхні геоїда постійна (нормальна).

Рівнева поверхня Землі з віддаленням від точки стояння знижуватиметься відносно площини горизонту цієї точки (табл. 1).

Таблиця 1

Залежність величини пониження земної поверхні від дальності

3. Перехід від фізичної поверхні Землі до її зображення на площині

Реальна земна поверхня має назву фізичної поверхні. Для зображення на плані невеликої ділянки місцевості у великому масштабі (1:500 - 1:5000) фізичну поверхню з її складним рельєфом у процесі топографічного знімання проектують на площину без урахування її кривизни. У топографії вважають пласкими, а відтак - зображають без урахування кривизни, ділянки поверхні довжиною до 50-60 км.

Під час знімання зі студентами невеликої ділянки місцевості довжини вимірювальних ліній найчастіше становлять 20-100 м і лише зрідка сягають 200-250 м. Тому при топографічному зніманні під час польових практик поправку на кривизну Землі можна не вносити.

Усі точки й лінії фізичної поверхні Землі, що підлягають зніманню, проектують на рівневу поверхню в напрямі сили тяжіння.

Як визначити довжину проекції на рівневу поверхню відстані на фізичній поверхні? На фізичній поверхні - відстань D між точками А і В. Проекція відрізка АВ на рівневу поверхню - лінія аb. В уяві піднімаємо рівневу поверхню до точки А або В, одержуємо лінію АС (горизонтальне прокладання - d). Знаючи кут похилу земної поверхні (визначаємо екліметром - кутоміром), визначаємо довжину горизонтального прокладання за формулою: d= D · соs н, де D - довжина лінії АВ, соs н - косинус кута похилу місцевості.

Щоб зобразити на плані довжину горизонтального прокладання лінії АВ в заданому масштабі, треба знати напрям із точки А на точку В, тобто магнітний азимут цієї лінії. Його визначають за допомогою компаса або бусолі, що встановлюються на точці А. Якщо кут похилу місцевості становить 2° й менше, горизонтальне прокладання не визначають через надто малу різницю між похилою дальністю та горизонтальним прокладанням.

Лекція №3.Географічні координати і прямокутні системи координат

1. Географічні широта і довгота. Тропіки й полярні кола

Орієнтування за картою й знаходження геооб'єктів на ній неможливе без застосування систем координат. Залежно від характеру карти (передовсім, охоплення території - оглядова чи топографічна карта) використовують різні системи координат. Оглядовим дрібно- й середньомасштабним картам властива сітка географічних координат (широта і довгота).

Географічна широта - це двогранний кут, вершина якого розташована в центрі Землі, а сторони - між напрямом на екватор і напрямом на об'єкт, координати якого визначаємо. Вимірюється широта у градусах (від 0 до 90). Розрізняють північну та південну широту. О° широти - це екватор, 90° пн. ш. - північний полюс, 90° пд. ш. - південний. Екватор є найдовшою паралеллю (чому дорівнює його довжина?). Решта паралелей коротша за екватор.

Важливими є паралелі 23°27ґ пн. ш. й пд. ш. (відповідно північний та південний тропіки) та 66°33ґ (полярні кола - північне та південне). Лише між тропіками сонце буває в зеніті (над самим тропіком - раз на рік, у день літнього сонцестояння; на решті міжтропічного геопростору - двічі на рік, причому над самим екватором - у дні рівнодень). Полярні кола обмежують геопростір, де панують полярний день і полярна ніч. На самому полярному колі день і ніч тривають добу у дні сонцестоянь; при віддаленні від полярних кіл у бік полюсів тривалість полярного дня та полярної ночі збільшуються. На полюсах полярні день і ніч тривають по півроку.

Географічна довгота - це двогранний кут, вершина якого розташована в центрі Землі, а сторони - між напрямом на початковий меридіан і напрямом на об'єкт, координати якого визначаємо. Вимірюється довгота також у градусах (від 0 до 180). Вирізняють східну та західну довготу. За початковий меридіан умовно, за міжнародною домовленістю, прийнятий меридіан, що проходить через Ґрінвіцьку обсерваторію (біля Лондона). Відповідно, цей меридіан має 0° довготи. Усі меридіани однакові за довжиною. Приблизно через меридіан 180° проходить лінія зміни дат.

2. Умовна система прямокутних координат

У топографії використовують переважно прямокутні системи координат, які є зручними для роботи з топографічними картами, що охоплюють невеликі ділянки місцевості, при зображенні яких кривизною земної поверхні можна нехтувати.

Однією з таких систем є умовна система координат, яка будується в координатній площині з віссю абсцис, що відкладається від екватора по меридіану, та віссю ординат, яка відкладається від початкового меридіана по екватору. Відповідно до такої системи, розташування об'єкта виражається арифметичним знаком «+» або «-». Знак «+» по осі абсцис означає східну довготу, «-» - західну. По осі ординат знак «+» вказує на північну широту, «-» - на південну.

3. Зональна система прямокутних координат Гаусса - Крюґера

Система географічних координат може бути розповсюджена як єдина координатна система на поверхню земного еліпсоїда. Але використання географічної системи координат пов'язане з певними труднощами, серед яких: а) взаємне розміщення пунктів визначається в кутових величинах, а всі відстані на місцевості вимірюють у лінійній мірі; б) значення одних і тих же кутових одиниць відповідає різним лінійним величинам залежно від широти; в) використання географічних координат вимагає складних й трудомістких, навіть для малих відстаней, обчислень. Для зображення на плоскому аркуші паперу земної поверхні використовують метод прямокутних (ортогональних) проекцій. В ортогональних проекціях зображають просторовий об'єкт на площині за допомогою проекційних променів, що перпендикулярні до площини проектування. Земну сферу неможливо розгорнути в площину. Тому для зображення значних ділянок земної поверхні на площині використовують спеціальні проекції, що дозволяють перенести точки поверхні Землі на площину за відповідними математичними законами. В топографії найбільшого поширення набула рівнокутна проекція, оскільки в разі врахування спотворення необхідно вводити практично однакові поправки в довжину ліній в межах окремих ділянок. В Україні прийнята рівнокутна поперечно-циліндрична проекція сферичної поверхні на площині і відповідна до неї система координат Гаусса - Крюґера (Гаусс запропонував цю проекцію, а Крюґер розробив формули для її використання в геодезії).

Система географічних координат може бути розповсюджена як єдина координатна система на поверхню земного еліпсоїда. Але використання географічної системи координат пов'язане з певними труднощами, серед яких: а) взаємне розміщення пунктів визначається в кутових величинах, а всі відстані на місцевості вимірюють у лінійній мірі; б) значення одних і тих же кутових одиниць відповідає різним лінійним величинам залежно від широти; в) використання географічних координат вимагає складних й трудомістких, навіть для малих відстаней, обчислень.

Для зображення на плоскому аркуші паперу земної поверхні використовують метод прямокутних (ортогональних) проекцій. В ортогональних проекціях зображають просторовий об'єкт на площині за допомогою проекційних променів, що перпендикулярні до площини проектування. Земну сферу неможливо розгорнути в площину. Тому для зображення значних ділянок земної поверхні на площині використовують спеціальні проекції, що дозволяють перенести точки поверхні Землі на площину за відповідними математичними законами.

В топографії найбільшого розповсюдження отримала рівнокутна проекція, оскільки в разі врахування спотворення необхідно вводити практично однакові поправки в довжину ліній в межах окремих ділянок.

В Україні прийнята рівнокутна поперечно-циліндрична проекція сферичної поверхні на площині і відповідна до неї система координат Гаусса-Крюґера (Гаусс запропонував цю проекцію, а Крюґер розробив формули для її використання в геодезії).

Лекція №4.Елементи місцевості. Методи та види знімання

Місцевість - земна поверхня з усіма наявними на ній природними та створеними людиною об'єктами (об'єкт топографії).

Природні об'єкти - ліси, річки, болота тощо; штучні (антропогенні) - дороги, будинки, мости й ін. топографія земля карта рельєф

Характер місцевості виражається рельєфом і просторовим розміщенням на ній природних і антропогенних об'єктів.

Форми рельєфу можуть бути додатніми й від'ємними.

Усі об'єкти, розташовані на місцевості, - місцеві об'єкти. Їхня сукупність становить ситуацію.

Вимірювання на місцевості, в результаті якого одержують географічне зображення території, - знімання. Розрізняють знімання рельєфу та ситуації. Точка, з якої проводиться знімання, - станція (на місцевості позначається забитим у землю кілочком). На станції встановлюються в робоче положення топографічні інструменти.

Місцеві об'єкти можуть мати вигляд точок, ліній або площин. Кожна лінія і контур складаються з кількох характерних точок, сполучених відрізками. Під час знімання контурів досить зняти характерні точки та сполучити їх прямими або кривими лініями. Так одержують зображення об'єктів.

Знімання рельєфу - вертикальне (нівелювання). Результат знімання - зображення рельєфу місцевості в заданому масштабі за допомогою горизонталей і відміток. Тобто, одержуємо план місцевості з горизонталями. Характерні знімальні точки - пікетні (вершини, тальвеґи тощо). Після визначення висот їх наносять на аркуш паперу в заданому горизонтальному й вертикальному масштабах і одержують профіль рельєфу.

Знімання ситуації - знімання в горизонтальній площині (планове, контурне). Результат - контурний план (пласке зображення місцевості на аркуші паперу в заданому масштабі).

Зображення рельєфу й ситуації в заданому масштабі - топографічний план.

Наземні знімання залежно від призначення (характер кінцевої продукції - план, топографічний план, профіль тощо) поділяють на горизонтальні (планові), вертикальні (нівелювання) та висотно-планові.

Залежно від методу вимірювання горизонтальних кутів (азимутів і румбів) горизонтальне знімання поділяють на кутовимірювальне та кутонакреслювальне.

При кутовимірювальному зніманні напрям на об'єкт, що знімається, зі станції вимірюють у градусах і минутах від напряму північного кінця магнітного меридіана до лінії візування за допомогою горизонтального лімба компаса або бусолі.

При кутонакреслювальному зніманні над станцією встановлюють планшет (майбутній план), який орієнтують за напрямом магнітного меридіана. Зі станції, позначеної точкою, за допомогою візирної лінійки проводять лінію візування на об'єкт.

В обох випадках лінія візування на об'єкт та сама, але методи її нанесення на план різні. При кутовимірювальному зніманні її наносять за допомогою транспортира в камеральних умовах, при кутонакреслювальному - безпосередньо в полі завдяки виміряній відстані від станції до об'єкта.

Кутовимірювальні знімання - теодолітне, тахеометричне, бусольне, екерне, кутонакреслювальне - мензульне та окомірне.

Висотне знімання (нівелювання) здійснюють для визначення абсолютних висот точок і об'єктів, а також зображення рельєфу горизонталями.

Абсолютна висота - висота над рівнем моря, виміряна від Кронштадтського футштока.

Умовна висота - висота від умовної поверхні.

Відносна висота - перевищення.

Нівелювання геометричне, тригонометричне, фізичне (барометричне). При здійсненні фізичного нівелювання висоту називають альтитудою.

При висотно-плановому зніманні знімають одночасно і рельєф, і ситуацію (контурні та пікетні точки). Залежно від головного інструмента - мензульне або тахеометричне. Можливе поєднання окомірного знімання з фізичним нівелюванням.

Лекція № 5.Основні способи знімання ситуації

При проведенні планового знімання - незалежно від використовуваного інструмента - застосовують практично однакові способи безпосереднього знімання характерних точок.

При зніманні ситуації кожен об'єкт (характерну точку) нумерують арабськими цифрами. Нумерує спостерігач (перший номер), яий знімає зі станції. Якщо точку знімають повторно з іншої станції, її номер не змінюється (він зберігається на весь час знімання). Це дає змогу запобігти плутанині. Мета знімання - визначити положення точки, що знімається, відносно станції, на якій встановлено інструмент. Одну й ту ж саму точу можна зняти в різні способи.

1. Лінійна засічка. Лінійну засічку наносять способом побудови трикутника за трьома відомими величинами - основою й двома прилеглими сторонами. Основою трикутника, його робочою стороною для лінійної засічки буває базис, тобто сторона полігона.

Мірною стрічкою або рулеткою визначають відстань до об'єкта від різних станцій, які є прилеглими сторонами. На аркуші креслярського паперу (майбутньому плані) з попередньо нанесеним полігоном у заданому масштабі відмічають результати вимірювання.

Щоб знайти на плані вершину трикутника, на лінійці з міліметровими поділками відкладають певну відстань, а з першої станції проводять дугу. Другу дугу проводять з останньої станції. Точка перетину двох дуг і буде засічкою - вершиною трикутника і місцем об'єкта на плані.

2. Азимутальна засічка. Теоретичною основою способу азимутальної засічки є геометричний спосіб графічної побудови на плані трикутника, подібного до трикутника на місцевості за основою (базисом) і виміряними азимутами двох прилеглих сторін. Азимутальна засічка може бути прямою і зворотною.

При застосуванні прямої засічки кутовимірювальним інструментом визначається азимут на об'єкт із першої станції, а потім - з останньої.

Щоб визначити місце об'єкта на плані, спочатку на план наносять робочу основу, і на кожній станції креслять напрям меридіана (географічного або магнітного). За допомогою транспортира та лінійки зі станції відкладають азимут і проводять лінію візування на об'єкт. У такий же спосіб з останньої станції також відкладають азимут і проводять другу лінію візування. Точка перетину двох ліній і буде місцем об'єкта на плані.

Для збільшення точності знімання роблять іще одну засічку з найближчої станції. При кресленні на плані третьої лінії візування вона може не пересікти точку, утворену першими двома лініями візування. В такому разі утворюється трикутник погрішностей показників. Точка посередині цього трикутника буде місцем об'єкта.

Спосіб прямих азимутальних засічок широко використовується під час компасного, бусольного та окомірного знімання, бо він не потребує вимірювання довжини ліній, а це прискорює роботу. Крім того, можна легко визначити положення недоступних точок, наприклад, на протилежних берегах водойм.

Для знімання об'єктів способом зворотної азимутальної засічки інструмент установлюють біля об'єкта (тобто, на невідомій точці), а на відомих точках (станціях) встановлюють віхи. Зворотні азимути ліній візування вимірюють із невідомої точки (об'єкти) на відомі (віхи двох станцій). Щоб знайти місце об'єкта на плані, треба одержані зворотні азимути перетворити у прямі. Відкладають на плані прямі азимути, як це роблять при прямій засічці; їх перетин і буде місцезнаходженням на плані об'єкта.

3. Кутова засічка. Кутову засічку (пряму або зворотну) застосовують для знімання недоступних або віддалених об'єктів, відстань до яких недоцільно вимірювати мірною стрічкою або рулеткою.

При прямій кутовій засічці інструментом вимірюють кут між лінією базиса й напрямом на об'єкт. Нульову поділку горизонтального лімба орієнтують не за північним інцем магнітної стрілки, а за віхою станції на протилежному кінці базиса. Тобто, якщо інструмент встановлено на першій станції. то нульова поділка має бути на протилежній.

Вимірюється внутрішній кут між базисом і лінією візування на дерево. На протилежній станції також вимірюють внутрішній кут. Для цього на плані з обох станцій відкладають транспортиром виміряні кути, креслять лінії візування, перегин яких буде місцем об'єкта.

Для визначення місцерозташування об'єкта способом зворотної кутової засічки на першій станції вимірюють внутрішній кут, потім інструмент встановлюють на невідомій точці (біля об'єкта). Нульову поділку орієнтують за віхою на протилежній станції, і вимірюють кут між напрямами на станціях.

Кут між лінією базису та напрямом на об'єкт: в2=180°-(в1+ в). Знаючи величину кутів, можна на плані транспортиром відкласти їх величину, як це роблять при прямій кутовій засічці, і таким чином визначити місце об'єкта.

4. Полярна засічка. Теоретичною основою знімання ситуації способом полярної засічки є спосіб полярних координат, який використовують у математиці для визначення положення точки на площині. Точка, відносно якої визначають координати, - полюс. З полюса в напрямі початку відліку проводять полярну вісь (вісь координат). Положення будь-якої точки на площині визначають двома величинами - полярним кутом, утвореним полярною віссю (магнітним меридіаном), і напрямом на точку. що знімається, а також відстанню від полюса до точки, що знімається; це - радіус-вектор.

Спосіб полярних координат застосовують під час знімання ситуації на відкритій, слабко розчленованій та доступній для вимірювання місцевості мірною стрічкою. Полюсом знімання є центр інструмента, встановленого на станції. За полярну вісь беруть північний напрям магнітного меридіана або напрям на віху передньої станції. Якщо за початок відліку (полярну вісь) взято напрям північного кінця магнітного меридіана, то полярними кутами на точки будуть магнітні азимути. Відстані від центру інструмента до точок - це радіуси-вектори, довжина яких вимірюється мірною стрічкою або рулеткою.

Полярну засічку, що визначає місце точки, яка знімається на плані, можна дістати, якщо на лінії візування, проведеній зі станції за допомогою транспортира та лінійки, відкласти в заданому масштабі виміряну відстань до точки, яку знімають.

Якщо зі станції (полюса) накреслити напрями (радіуси-вектори) до точок навколо станції, то будуть одержані зображення, що нагадуватиме сітку меридіанів на карті Арктики, які відходять від Північного географічного полюса. Тому цей спосіб і зветься полярним.

Іноді під час знімання відритої й доступної місцевості застосовують спосіб полярної засічки як самостійний вид знімання. В такому випадку посередині ділянки, що знімається, за робочу основу береться станція (полюс), на якій встановлюється компас. Ситуація знімається способом полярної засічки, тобто на кожну точку (об'єкт), яка знімається, визначаються магнітний азимут і відстань.

5. Спосіб перпендикулярів. Інакше його називають способом прямокутних координат, оскільки теоретичною основою є система прямокутних координат.

У такому разі положення точки, яка знімається (координати), визначаються не відносно станції, а відносно базису. За відомими координатами знаходять місце точки на плані.

Способом перпендикулярів найчастіше знімають точки (об'єкти), розташовані на невеликій відстані від полігона.

Щоб визначити координати об'єкта, треба за допомогою екера від зображення об'єкта до абсциси опустити перпендикуляр, який буде ординатою, потім виміряти рулеткою довжину абсциси від однієї зі станцій до основи перпендикуляра і довжину ординати - від абсциси до об'єкта.

Треба пам'ятати правило: координати Х усіх точок, що підлягають зніманню, вимірюють лише від початкової точки абсциси. Ситуацію на план накладають графічною побудовою в такий же самий спосіб, яим була знята дана точка ситуації.

Лекція №7.Розграфлення та номенклатура топографічних карт

Карту будь-якої ділянки земної поверхні в масштабі 1:1 000 000 практично неможливо зобразити на одному аркуші. Тому було запроваджено особливу систему поділу такої карти на окремі аркуші, тобто розграфлення. Для орієнтації в численних аркушах були встановлені правила їхнього найменування, тобто номенклатура.

В основі розграфлення аркушів топографічних карт лежить географічна сітка. Зазначимо, що в аркуші карти певного масштабу містяться чотири аркуші більшого. Наприклад, у рамці аркуша карти масштабу 1:1 000 000 зосереджені чотири аркуші карти масштабу 1: 50 000, один аркуш якої складається з чотирьох аркушів масштабу 1:25 000.

Кожний аркуш топографічної карти має три рамки - внутрішню, минутну й зовнішню. Внутрішню рамку, одержану в результаті розграфлення, позначають тонкими суцільними чорними лініями. Вона має вигляд трапеції, бічні сторони якої - меридіани, а верхня й нижня основи - паралелі. Отже, внутрішня рамка аркуша топографічної карти обмежовує поле аркуша і складається з паралелей і меридіанів, позначених відповідною величиною широти та довготи. Щоб не переплутати значення широти і довготи, градуси широти підписують вище від продовження паралелі (між внутрішньою та минутною рамками), а минути й секундри широти - під паралеллю. Відповідно, градуси довготи зазначають ліворуч від продовження меридіанів (після перетину з паралеллю, внаслідок чого утворюється кут рамки), а минути й секунди довготи - праворуч від меридіана.

На відстані 6-7,5 мм від внутрішньої рамки розташована минутна рамка з двох паралельних ліній. Дві вертикальні (бічні) сторони минутної рамки поділені на минути широти, а дві горизонтальні (верхня й нижня) - на минути довготи. При цьому минути широти й довготи рамки послідовно (через одну) позначаються двома паралельними лініями й однією жирною суцільною лінією.

Зовнішня рамка позначається товстими чорними лініями, паралельними минутній рамці. Вона надає аркушеві карти закінченого вигляду й ніби ізолює її поле від зарамкового оформлення (написів, графіків тощо).

У наш час використовують топографічні карти, на яких кожна минута широти й довготи поділені точками на 6 частин, по 10?? у кожній. Ці точки утворюють своєрідну додаткову секундну рамку, що дає змогу точно визначити географічні координати об'єктів.

За основу розграфлення й номенклатури топографічних і оглядово-топографічних карт усіх масштабів узято розграфлення й номенклатуру аркушів міжнародної мільйонної карти. Її рамки - трапеції, утворені паралелями й меридіанами, проведеними відповідно через 4° широти та 6° довготи. Причому паралелі, що утворюють верхню й нижню сторони рамок, проведені від екватора через кожні 4° широти; меридіани рамок є одночасно меридіанами зон. Таким чином, північна половина кожної зони (від екватора до полюса) поділяється на 22 трапеції, сторони яких є рамками мільйонної карти. Вертикальні рамки мільйонної карти утворюють колони, що збігаються з шестиградусними зонами, а горизонтальні - ряди, або пояси. Колони позначаються арабськими цифрами із заходу на схід від меридіана 180°. Ряди позначають літерами латинського алфавіту, починаючи від екватора й до кожного з полюсів.

Номери колон і рядів лежать в основі номенклатури аркушів мільйонної карти. Спочатку зазначають літеру ряду, потім - через тире - номер колони. Наприклад, аркуш міольйонної карти з містами Київ і Умань має номенклатуру М-36. Номенклатуру аркуша карти 1:1 000 000 зазначають праворуч над верхньою рамкою карти.

За основу розграфлення й номенклатури оглядово-топографічних і топографічних карт узято розграфлення й номенклатуру мільйонної карти. Так, для створення рамки карти масштабу 1:500 000 рамку аркуша мільйонної карти поділяють середнім меридіаном і середньою паралеллю на 4 частини та позначають кожну частину великими літерами української абетки А, Б, В, Г. Збільшивши лінійний масштаб удвічі, одержують рамку аркуша п'ятсоттисячної карти розміром 2° по широті й 3° по довготі (наприклад, М-36-А).

Для створення рамки аркуша карти масштабу 1:300 000 аркуш мільйонної карти поділяють на 9 частин, які послідовно позначають римськими цифрами. Отримуємо рамку аркуша карти розміром 1°20? по широті й 2° по довготі. Номенклатура аркуша трьохсоттисячної карти складається з номенклатури аркуша мільйонної карти та номера аркуша трьохсоттисячної карти, що позначається спереду (наприклад, V-М-36).

Для створення рамки аркуша карти масштабу 1:200 000 аркуш мільйонної карти поділяють на 36 частин, які послідовно позначають римськими цифрами. Отримують рамку аркуша двохсоттисячної карти розміром 40? по широті й 1° по довготі. Номенклатура аркуша такої карти ставиться після номенклатури аркуша мільйонної карти (наприклад, М-36-Х).

Для розграфлення й визначення номенклатури карти масштабу 1:100000 рамку аркуша мільйонної карти розміром 4° по широті й 6° по довготі поділяють на 144 трапеції (кожна розміром по широті 20? та по довготі 30?) та перетворюють їх у трапеції (аркуші) масштабу 1:100 000, збільшивши лінійний масштаб мільйонної карти в 10 разів. Як результат, рамка стотисячної карти збільшиться лінійно в 10 разів як по широті, так і по висоті. Номенклатура стотисячної карти складається з номенклатури аркуша мільйонної карти та порядкового номера маленької трапеції, що позначається арабськими цифрами (наприклад, М-36-144).

Для створення рамки аркуша топографічної карти масштабу 1:50 000 рамку аркуша стотисячної карти поділяють на 4 частини й одержують 4 трапеції розміром по 10? по широті й 15? по довготі, які позначають початковими літерами української абетки. Лінійний масштаб збільшують удвічі та отримують рамки аркушів п'ятдесятитисячної карти, які є за величиною майже такими само, як і рамки стотисячної. Номенклатура п'ятдесятитисячної карти складається з номенклатури стотисячної карти й літери аркуша, взятого нами після розграфлення (наприклад, М-36-144-Г).

В аналогічний спосіб розграфлюють і встановлюють номенклатуру карт масштабів 1:25 000 і 1:10 000. Так, для створення рамки двадцятип'ятитисячної карти рамку карти п'ятдесятитисячної поділяють на 4 частини, позначаючи кожну з них малими літерами української абетки (наприклад, М-36-144-Г-а). Для створення рамки десятитисячної карти рамку карти двадцятип'ятитисячної поділяють також на 4 частини, позначаючи кожну з них арабськими цифрами (наприклад, М-36-144-Г-а-2).

Для розграфлення й номенклатури топографічної карти масштабу 1:5000 трапецію карти масштабу 1:100 000 поділяють на 256 частин. Лінійний масштаб збільшують у 20 разів і отримують 256 трапецій розміром 1?15?? по широті й 1?52,5?? по довготі. Номенклатура складається з номенклатури аркуша стотисячної карти й порядкового номера маленької трапеції, утвореної внаслідок поділу аркуша на 256 частин, наприклад: М-36-144 (206). Порядковий номер аркуша масштабу 1:5000 зазначають у дужках.

Отже, внутрішня рамка будь-якої топографічної карти являє собою рівнобічну трапецію, в якої бічні сторони - відрізки географічних (дійсних) меридіанів, а основи є відрізками паралелей. Інших паралелей і меридіанів на аркушах топографічних карт не наносять.

Внаслідок зближення меридіанів зовнішній вигляд внутрішньої рамки топографічних карт змінюється. На картах із зображенням південних районів рамка має вигляд трапеції (прямокутника) з широкою основою. На картах територій середніх широт рамка має формк квадрата, а півнчних - вузької трапеції - прямокутника з меншою стороною в основі.

Тому для районів, розташованих вище 60° широти, топографічні карти всіх масштабів видають аркушами, здвоєними по довготі, а для районів, розташованих вище 76°, їх видають по чотири аркуші, складені по довготі. Це робиться для зручності в користуванні. Номенклатура складених удвоє та вчетверо аркушів складається з номенклатури лівого одинарного аркуша та кінцевого індексу (літери або цифри) номенклатури решти аркушів (східних). Наприклад, для здвоєного аркуша карти масштабу 1:100 000 номенклатура буде Р-36-101-102.

Розграфлення й номенклатура топографічних і оглядово-топографічних карт має чітку побудову. Аркуші будь-якої топокарти точно перекриваються певною кількістю аркушів карт більшого масштабу.

Номенклатура аркуша карти дає змогу швидко визначити її масштаб і географічні координати. Наприклад, номенклатура аркуша М-36-77-А чітко означає, що масштаб карти 1:50 000, аркуш розташований у 6-й зоні, обмеженій меридіанами 30° і 36°, а також у поясі М, що займає 13-е місце від екватора між паралелями з широтами 48° і 52°. Аркуш 77 стотисячної карти займає місце в лівій нижній чверті. Аркуш А п'ятдесятитисячної карти займає північно-західну частину 77-го аркуша.

Можна й навпаки - за географічними координатами об'єктів визначати їхні прямокутні координати в системі Гауса - Крюґера та їхнє розташування на аркушах оглядово-топографічних і топографічних карт різних масштабів.

Підбір аркушів топографічних карт для потрібного району здйснюється за спеціально виданими збірними таблицями у вигляді бланкових карт дрібного масштабу з малим загальногеографічним навантаженням. На такій збірній таблиці-карті нанесене розграфлення оглядово-топографічних і топографічних карт і показана номенклатура аркушів (див. посібник Матусевичів).

На сторонах зовнішньої рамки аркуша топокарти зроблений у середині кожної сторони розрив довжиною 12-20 мм. У цих розривах зазначена номенклатура аркушів карт, які мають бути приклеєні до сторін узятого нами аркуша при склеюванні карти потрібного нам району, площа якого складається з певної кількості окремих аркушів. Наприклад, у додатку показано південно-західну частину топографічної карти масштабу 1:25000 У-34-37-В-в (Снов). У розриві східної сторони зовнішньої рамки дається номенклатура аркуша У-34-37-В-г, у розриві південної сторони зовнішньої рамки - номенклатура аркуша У-34-49-А-а, а на західній стороні має бути номенклатура У-34-36-Г-г.

Размещено на Allbest.ru