авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 12 |
-- [ Страница 1 ] --

Ю. А. ФЕДОРОВ

С ОСНОВАМИ

ИНЖЕНЕРНОЙ ГРАФИКИ

Р е к о м е н д о в а н о Г о с у д а р с т в е н н ы м ко-

митетом Российской Федерации по

высшему образованию в качестве

учебника д л я студентов высших учеб-

ных заведений, о б у ч а ю щ и х с я по на-

п р а в л е н и ю „ Г и д р о м е т е о р о л о г и я ", спе-

циальности „ Г и д р о л о г и я ".

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ 1995 У Д К 528.0(075.3) + Рецензенты: д-р геогр. наук проф. А. Г. Иваненко (Одесский гидрометеороло гический институт), д-р техн. наук проф. В. А. Коугия (банкт-Петербургский государственный университет путей сообщения) Приведены основные сведения о геодезии и ее значении в гидрометеороло гических исследованиях;

рассмотрены работы с топографическими картами и планами;

виды геодезических измерений, их методика и оценка точности ре зультатов;

теория и устройство геодезических приборов;

вопросы создания гео дезического обоснования и производства топографических съемок местности раз личными способами;

выделены особенности производства геодезических работ при съемке речных бассейнов, озер и водохранилищ;

изложены правила графи ческого оформления чертежей и топографических планов в соответствии с ГОСТами.

Учебник предназначен д л я студентов гидрометеорологических институтов и государственных университетов по специальности «Гидрология» и д л я инженер но-технических работников, выполняющих топографо-геОдезические работы.

The h a n d l i n g of t o p o g r a p h i c charts and maps, the types of geodesic measure m e n t s a l o n g with m e t h o d o l o g y and m e a s u r e m e n t accuracy, Theory and Design of geodesic a p p a r a t u s with M e t h o d s of their tests and calibration, Control and Carry ing out the t o p o g r a p h i c survey by v a r i o u s means, the geodesic w o r k s in the river basins, the lakes and the reservoirs, the m e e t i n g n a t i o n a l s t a n d a r d s rules for a n execution of the technical d r a w i n g s and the t o p o g r a p h i c a l c h a r t s are presented.

P " 7 "'( К ' T »

Издание выпущено в счет дотации, выделенной Комитетом РФ по печати. 1802020000- 089(02)-95 объявл. © Ю. А. Федоров, 1995 г, Светлой, п а м я т и -матери моей Елены Тимофеевны Федоровой посвящается.

ПРЕДИСЛОВИЕ Дисциплина «Геодезия и инженерная графика», изучаемая сту дентами-гидрологами гидрометеорологических вузов и университе тов страны, является необходимой базой для усвоения ими теоре тических и практических основ геодезии как науки, приобретения необходимых навыков и умений в организации и производстве ра бот, связанных с геодезическим и графическим обеспечением тео рии и практики гидрологических исследований.

В данном учебнике рассмотрены геодезические приборы и чер тежные инструменты с описанием их конструкций, исследований, поверок и юстировок, а также методы производства топографо геодезических и картографических работ при водных исследова ниях и натурных изысканиях для проектирования, строительства и эксплуатации гидрометеорологических станций, постов и других инженерных объектов. Описаны методы камеральной обработки результатов геодезических измерений с оценкой их точности и со ставления на их основе графических документов в виде топогра фических планов, продольных и поперечных профилей местности, цифровых моделей рельефа и местности в целом.

Отдельными разделами в книге выделены основы аэрофотото пографии и картометрии в объеме, необходимом гидрологам для дешифрования материалов аэрофотосъемок и составления по ним топографических карт, а также производства различных измере ний на картах и планах.

Вопросы использования материалов космических съемок мест ности при создании карт и производстве гидрологических иссле дований подробно изложены в недавно изданных учебных посо биях автора [43, 46], поэтому в настоящем учебнике не рассмот рены.

Вопросы оформления, технической документации в соответствии ' с требованиями ГОСТов, способы изображения предметов на чер теже, правила пользования' стандартными картографическими шрифтами при выполнении технических чертежей, схем и профи лей, методы составления, вычерчивания и подготовки топогра фических карт к изданию отражены в разделе учебника, посвя щенном основам инженерной графики.

Учебник написан в соответствии с программой дисциплины «Геодезия и инженерная графика», утвержденной учебно-методи 1* з ческим объединением (УМО) гидрометеорологических специально стей. Он основан на курсе лекций, прочитанных автором в течение нескольких лет в Российском государственном гидрометеорологи ческом институте, и на сведениях, взятых из научных монографий, научно-технических журналов, обзоров и сборников статей.

Автор в ы р а ж а е т искреннюю признательность рецензентам кни ги: коллективу кафедры водных исследований, гидравлики и гео дезии Одесского гидрометеорологического института и ее заведую щему доктору географических наук профессору А. Г. Иваненко и доктору технических наук, профессору В. А. Коугия за ценные за мечания, направленные на улучшение с о д е р ж а н и я учебника.

Автор благодарит заслуженного деятеля науки Р С Ф С Р, докто ра географических, наук профессора С. А. Чечкина за помощь в работе над книгой.

Раздел I. Геодезия ВВЕДЕНИЕ Предмет и задачи геодезии. Ее с;

вязь с другими науками. Геоде з и я — наука о методах.определения формы и размеров Земли, а т а к ж е об измерениях-на, земной поверхности в'целях, отображе ния всей-поверхности или отдельных ее частей на картах, или пла нах и решения различных специальных инженерных задач.

Формально,: можно считать, что термин «геодезия» означает землеразделение в соответствии с греческими словами «ге»— зем л я и «дейзо» — разделяю. Но для решения задачи, разделения зе мель на участки уже в древности существовали методы практиче ской геометрии, и едва ли требовалось создавать д л я этого новую научную • дисциплину. По всей вероятности, геодезия выделилась из геометрии и обособилась в отдельную отрасль знаний при появ лении принципиально новых задач, которые уже нельзя было ре шить с помощью, существующих в то §рем;

я наук. ч К одной из таких задач относится, например, определение ра диуса земного шара, имевшее во времена Аристотеля, безусловно, большое познавательное и практическое значение..Для решения этой задачи потребовалась разработка соответствующих научных принципов и постулатов. Несомненно, что главным, содержанием и основным предметом геодезии издревле было не только землеизме рение в практических целях, но и определение размеров Земли как планеты.

В настоящее время область геодезических знаний делится на ряд самостоятельных разделов.

Предметом высшей геодезии является, определение фигуры, размеров и гравитационного поля Земли на основе современной теории и методов измерения силы тяжести. Д а н н ы е о фигуре, раз мерах и гравитационном поле Земли имеют главенствующее зна чение для физико-математических расчетов, связанных с запуском ракет, космических кораблей^ искусственных, спутников Земли, (ИСЗ) и с изучением космического пространства в целом. Полу чение этих данных базируется на, совокупности астрономических и геодезических (так называемых градусных) измерений, которые приводят к геометрическим методам.решения.задачи. Эти методы рассматриваются- в таких основных геодезических дисциплинах, как геодезическая астрономия и геодезическая гравиметрия. С по мощью первой дисциплины определяются опорные пункты д л я ориентирования геодезических сетей и для изучения гравитацион ного поля. С помощью второй разрабатываются методы деталь ного изучения гравитационного поля Земли й других планет.

Современные методы изучения фигуры и гравитационного поля Земли (физические или динамические) основаны на измерении ускорения силы тяжести и наблюдениях за движением И С З. З а пуск И С З положил начало развитию космической, или спутнико вой геодезии, позволяющей быстро передавать координаты на рас стояние в несколько тысяч ;

километров и делать геодезические построения в абсолютной системе координат, отнесенных к цен тру масс Земли.

Предметом высшей геодезии является т а к ж е изучение теорий и методов выполнения геодезических работ самой высокой точ ности при построении опорной плановой и высотной геодезической сети, необходимой для производства топографических съемок мест ности и решения различных научных и практических задач гео дезии.' 1 ' ' - • ;

р..

Геодезия т а к ж е рассматривает методы, технические средства и организацию измерений на сравнительно небольших участках зем ной поверхности в целях получения карты» плана или профиля местности. Этот раздел' геодезии часто называют топографией:

С 30-х гг. XX века широкое развитие получила аэрофотогеоде зия — геодезическая дисциплина, занимающаяся разработкой методов и средств создания топографических и специальных карт и планов по материалам аэрофотосъемки. В настоящее время д л я этой цели широко используются т а к ж е космические фотоснимки, получаемые с И С З й ;

пилотируёмых космических кораблей.

В последние десятилетия точные измерения расстояний на зем ной поверхности производятся с помощью радио- и светодально меров. Вопросы теории метода, разработки соответствующих при боров изучаются радиогеодезией.

Новым разделом геодезии является морская геодезия, предме том которой является изучение методов и технических средств производства топографо-геодезических работ, связанных с карто графированием дна морей, озер и водохранилищ, континенталь ного шельфа и Мирового океана. В вопросы этого раздела входит разработка наземных радиогеодезйческих и спутниковых систем для определения планового положения судна в момент измерения глубин и отбора проб донного грунта, гидролокаторов бокового обзора для получения гидролокационных снимков морского дна, а т а к ж е методики производства комплексных исследований мор ских акваторий, приемов и методов обработки результатов изме рений.

Методы геодезических работ, выполняемых при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации гидротехнических и других сооружений, а т а к ж е вопросы применения геодезии в раз личных отраслях науки и техники изучаются инженерной, или прикладной геодезией.

З а м е т н у ю роль играют геодезические работы при водных иссле дованиях. Они позволяют определять форму русел водотоков, ха рактер их берегов, изменения уровня воды и плотность речной се ти, озерность и заболоченность речных бассейнов. Геодезические методы широко используются в гидрометрии при определении на правления и скорости течения водотока и расходов воды. Кроме того, при открытии гидрометеорологических станцийки постов не обходимо иметь : топографические планы занимаемых ими участков., •.;

••.;

Много видов геодезических работ выполняется при изучении р е ж и м а и динамики грунтовых вод верхнего водоносного горизон та, при создании сети контрольно-наблюдательных скважин и по стов на болотах., ",'(-•!.•, ' й. н, :.

Р я д необходимых данных д л я описания реки (ширины и глуби ны русла, высоты! обрывов,, бровок, террас и д р. ) ;

м о ж н о получить с помощью аэрофотоснимков, измеряя по ним различные пара метры..•.. •,'-.. ;

Таким образом, гидрологу в своей производственной и науч ной деятельности постоянно приходится либо непосредственно,:,вы полнять геодезические работы;

либо использовать результаты гео дезических измерений в виде карт, планов, профилей, аэрофото снимков, фотопланов и фотосхем.

Наукой, родственной геодезии,, является картография. Она изу чает вопросы составления и издания карт.

Геодезия тесно связана с математикой, физикой (особенно оп тикой), радиоэлектроникой,,'астрономией, ;

географией, геофизикой, геоморфологией и др. • • •.. ;

Краткая история развития геодезии. Многочисленные памят ники истории и материальной культуры свидетельствуют о том, что геодезия к а к наука зародилась еще в глубокой древности. Она возникла в связи.с необходимостью производить те или. иные из мерения на земной поверхности д л я решения различных хозяйст венных и инженерных задач. В античную эпоху геодезия играла в а ж н у ю роль в вопросах землепользования и инженерного, строи тельства в Египте,. Китае, Греции и Д р е в н е м Риме,, Н а протяжении Средневековья, когда развитие наук замедли лось из-за господства церковной схоластики, геодезия т а к ж е не имела заметных успехов, хотя время от времени и появлялись отдельные работы по определению радиуса З е м л и и усовершенст вованию методов геодезических измерений. В эпоху Возрождения и позднее под влиянием великих географических открытий, разви тия мореплавания и з а р о ж д е н и я промышленного производства на ука постепенно освобождалась от догматических взглядов на при роду.. Это способствовало успехам в развитии математики, астро номии, механики, физики, геодезии, а т а к ж е других наук о З е м л е В'ЦеЛОМ. V •. V •-.,;

В конце;

XVII века И с а а к Пыотон открыл закон всемирного тяготения и обосновал идею' о том, что фигура З е м л и сплюснута в направлении ее полюсов и имеет вид сфероида. Одними из ре шающих доказательств этих открытий стали первые р е з у л ь т а т ы определения радиуса экватора и полярного сжатия Земли, полу ченные к середине X V I I I - в е к а с помощью астрономо-геодезических измерений.

Историю развития геодезии в нашей стране условно можно подразделить на пять этапов:

— эпоху Древней Руси, — эпоху становления Московского государства, — эпоху Петра I и всего XVIII века, — XIX век, — период научно-технической революции XX века.

В 1792 г. при разборке к а з а к а м и старой турецкой крепости Фанагории вблизи Тамани была найдена мраморная плита, на ко торой древнерусскими буквами высечена надпись: «В лето 6576 ин дикта 6 Глеб князь мерил море по леду от Т м у т а р а к а н я до Кор чева 14 000 сажен». Д л я перехода к современному летоисчислению следует отнять 5508 лет от «сотворения мира». Получается, что у ж е в 1068 г. у русского народа была своя мера длины — сажень, которая в данном случае использовалась д л я определения расстоя ния между городами Таманью ( б ы в ш а я Тмутаракань) и Керчью (бывшая Корчёв): по льду Керченского пролива.

В 70-е гг. нашего века в Черкасской области найден один из древнейших чертежей местности, вырезанный на бивне мамонта.

Археологами установлено, что э т о. изображение относится к XIII тысячелетию до нашей эры. И хотя, с современной точки зрения, оно крайне примитивно и в нем совершенно не соблюдены соотношения размеров, тем не менее следует признать, что ри сунок па бивне представляет одну из древнейших карт, с по мощью которых наши предки пытались передать свое представле ние о местности. '.' ' *• •:

Н а ч а л о отечественной картографии относится к концу XVI ве ка, когда был составлен «Чертеж московских земель». В 1598 г.

была составлена первая карта всего Московского государства в масштабе 1 : 1 800 000, н а з в а н н а я «Большой чертеж». Состав ленная в единственном экземпляре, она До нашего времени н е дошла, но по сохранившемуся приложению к ней, названному «Книга к Большому Чертежу», можно судить об ее содержании.

Н а «Большом Чертеже» были довольно подробно изображены все наиболее значительные населенные пункты, основные дороги, а т а к ж е реки и озера. П р и составлении «Большого Ч е р т е ж а » ис пользовались т а к н а з ы в а е м ы е писцовые книги, Содержащие сведе ния о составе и площади земельных владений, полученные в ре зультате выполнения землемерных работ. Кроме писцовых книг использовались «подорожники», представляющие собой схемати ческие карты сухопутных и речных путей сообщений с указанием расстояний м е ж д у населенными пунктами. «Большой Ч е р т е ж »

постоянно через определенные промежутки времени обновлялся и служил основой д л я составления в XVII веке карт русского госу дарства.

В эпоху Петра I получили мощное развитие торговля, морепла вание, военное дело, строительство заводов и фабрик. Это потре бовало создания более ^точных карт и предъявило новые требо вания к геодезическим измерениям для целей картографирования.

По указанию Петра I были подготовлены и изданы пособия по геодезии «Геодезия— словенски землемерие» и по гидрографии «Книга о способах, творящих водохождение рек свободное». Д л я подготовки кадров в 1701 г. в Москве была открыта Навигацкая школа с шестилетним, сроком обучения, которая готовила и выпус к а л а первых русских геодезистов, астрономов и гидрографов.

Первые инструментальные съемки для картографирования России начались в 20-х гг. XVIII века и велись на Дону и Иртыше.

В 1721 г. была составлена первая русская инструкция по топогра фическим съемкам и картографическим работам под названием «Пункты, каким образом сочинять ландкарту». Выполненные л а н д к а р т ы позволили уже в 1734 г. издать первый «Атлас Всерос сийской империи», состоящий из генеральной карты России и 14 карт отдельных ее областей.

В 1739 г. был учрежден Географический департамент Россий ской Академии наук, ведавший, всеми картографическими рабо тами в стране. Этот департамент много сделал для дальнейшего развития геодезических и картографических работ в России. Под •его руководством в 1745 г. Российской Академией наук был издан «Атлас Российский», состоящий из 13 карт европейской части России и 6 карт территорий Сибири, расположенных исключитель н о вдоль.главных ее рек.

К первой половине XVIII века относится начало изготовления в России геодезических приборов: ;

сначала в мастерской при Ака.демии наук, а затем в организованной мастерской при военно-то пографической службе. Д л я измерения румбов линий изготавли вались феодолиты (астролябии), а для измерения их длин —30- и 10-саж.енные.мерительные цепи. С помощью этих инструментов с 1765 г. более 100 лет проводились большие ра б о т ы по генеральному межеванию землевладений. Д л я подготовки высококвалифицированных землемеров в 1779 г. в Москве было со з д а н о землемерное училище, впоследствии преобразованное в Ме жевой институт — ныне Московский государственный университет геодезии и картографии (МосГУГК). Это крупнейшее в настоящее время в нашей стране высшее учебное заведение по подготовке •специалистов в области астрономии, геодезии, картографии,и кос мического природопользования, г.

Конец XVIII века ознаменовался крупным научным достиже нием мировой геодезической науки. В течение 6 лет с 1792 по 1797 г. французские математики и астрономы измеряли длину Па рижского меридиана между городами Дюнкерк и Монжуй (близ Б а р с е л о н ы ). Результаты этих градусных измерений послужили не -только созданию очень стройной и удобной новой метрической си стемы мер, но и подтвердили приплюснутость Земли у полюсов.

В XIX веке появляются новые угломерные приборы — теодоли ты с микроскопами и микрометрами в качестве отсчетных уст ройств, базисный прибор Едерина — высокоточный прибор д л я измерения расстояний подвесными проволоками. Это позволило русским ученым В. Я. Струве и К. И. Теннеру в 1816-—1850 гг. вы полнить высокоточные геодезические работы, п р о к л а д ы в а я триан гуляционный ряд п о ' м е р и д и а н у от Северного Ледовитого океана до устья р. Дунай. Триангуляция, состоящая из 258 треугольни ков с 10 базисами, позволила вычислить длину дуги меридиана протяжением около 3000 км с погрешностью 12 м, что д л я того времени было крупным научным 1 и практическим достижением геодезии. Результаты этого градусного измерения были использо ваны д л я определения размеров Земли..

Картографические работы этого периода получили большое развитиё после Отечественной войны 1812 г., когда было образо вано Воённо-топографичёское депо, преобразованное в 1822 г.

в Корпус военных топографов. С л у ж а щ и е этого корпуса д е л а л и съемки в европейской части России, в Крыму, на Кавказе и в З а б а й к а л ь е. При топографических съемках применялся мензуль ный комплект, спёциально сконструированный д л я этих целей в мастерских Главного 1 ш т а б а Русской армии. Но эти съемки про изводились, как правило, в пограничных районах, а для огромной площади внутри 1 страны совсем не было- точных топографических •карт. - • ••."..•.' •••;

•• ••, ' :

Этот пробел частично возместили топографо-геодезические ра боты : ведомственного' х а р а к т е р а 1 при инженерных изысканиях -и строительстве дорог, населенных пунктов, в горном и лесном деле. В 70-х гг. XIX вёка началось планомерное производство пла 'ново-высотных съемок водных путей- сообщения.' Составляемые по результатам i этих Съемок топографические и лоцманские карты широко использовалйс'ь при''изучении русловых процессов и. дру: :

гих гидрологических исследованиях. ^• ^• - '.•-.

В '1888 г. русский военный тео'дезист -A. Aw Тилло издал «Кар ту длин и падения рек Европейской России», а в 1892 г. — «Свод нивелировок рек, их падение и каталог' уровней вод-Европейской России». В самом конце XIX века им ж е были изданы «Гипсомет рическая ;

карта Европейской России» и «Карта бассейнов : водных путей Европейской России с указанием- "на ней пунктов метеоро логических и вОДОйерных наблюдений». Эти научные труды стали большим -вкладом в развитиё ' тематического картографирования в стране п картографии в целом.. ':

- v.

Кроме А. А. Тилло, В. Я. Струве и ' К. И, Теннера много сдела ли для развития астрономо-геодезии' и топографии этого периода астрономы Н. Я. Цпнгер, Д. Д. Гедеонов, старейшина русской то пографии В. В: Витковскйй и'Др. : - ~ Новый этап в развитии геодезии в нашей Стране наступил пос ле 15 марта 1919 г., когда был подписан декрет об учреждении Высшего геодезического управления (ВГУ) при научно-техниче ском отделе Высшего совета народного хозяйства ( В С Н Х ), преоб разованного затем в Главное управление геодезии и картографии (ГУГК) при Совете Министров? С С С Р (ныне — Ф е д е р а л ь н а я служ ба геодезии и картографии России).

Этим декретом на Высшее геодезическое управление возлага лось проведение топографических исследований территории стра ны. ВГУ объединяло и согласовывало геодезическую деятельность всех комиссариатов страны, осуществляло научно-техническое ру ководство общегосударственными и ведомственными геодезиче скими работами. Производственная деятельность ВГУ н а ч а л а с ь с 1923 г., когда его подразделения пополнились первыми советски ми к а д р а м и специалистов. В 1924—1930 гг. ВГУ проделало огром ную работу, устанавливая единую систему отсчета высот от Б а л тийского моря до Тихого океана и распространяя единую систему координат на всю территорию страны. З а сравнительно короткий срок территория страны площадью 22,4 млн. к м 2 была покрыта высокоточной плановой и высотной геодезической сетью, исполь зуемой в качестве опоры д л я создания планово-высотного обосно вания топографических съемок местности.

В 1925 г. при обществе «Добролет» создаются первые произ водственные аэрофотосъемочные : л о д р а з д е л е н и я, выполняющие аэрофотосъемки д л я н у ж д землеустройства, дорожного строитель ства и создания топографических карт. В: 1928 г. были проведены аэрофотосъемочные-работы в гидрологических целях — д л я гидро графического дешифрирования ' болот. Появились первые публика ции, подтверждающие широкие возможности и преимущества аэрометодов в гидрологических исследованиях [43].

Д л я руководства научными и исследовательскими работами геодезического направления в 1928 г. в Москве с о з д а н Централь ный научно-исследовательский институт, геодезии, аэросъемки и картографии ( Ц Н И И Г А и К ), в котором плодотворно трудились его организатор член-корр. А Н С С С Р Ф.. Н / К р а с о в с к и й, чьим- име нем в 1978 г. назван институт, член-корр. АН С С С Р М. С. Моло денский, профессора М. М. Русинов, М. Д. Коншин, Л. П. Пелли нен, А. III. Татевян, А. А. Изотов, Ф. В. Д р о б ы ш е в и многие Другие. •;

V.:;

;

;

. -рл".

В годы Великой Отечественной войны геодезическая и карто графическая с л у ж б ы страны все свои усилия н а п р а в л я л и на обес печение действующей армии топографическими к а р т а м и и геоде зическими данными [33]. Одновременно предприятия ГУГК в слож ных физико-географических (условиях, практически без транспорта выполняли картографирование территории страны. Б л а г о д а р я ге роическим усилиям советских геодезистов, топографов и картогра фов к концу 1945 г. вся территория нашей страны была покрыта топографическими к а р т а м и масштаба 1 : 1 ООО ООО, в 1954 г. — к а р тами м а с ш т а б а 1 : 1 0 0 000, а в 1988 г. — и к а р т а м и м а с ш т а б а 1:25000.

После войны созданы современные геодезические приборы: се рия теодолитов? тахеометров, нивелиров, кипрегелей, радио- и све тодальномеров. При их р а з р а б о т к е использовались новейшие до стижения науки и техники, такие к а к интегральная микрорадио электроника,- лазеры игдр. - Все -большее развитие получаст анто матизадия приборов. Многие современные геодезические приборы:

находятся на уровне лучших мировых образцов (теодолиты Т05,.

ЗТ2, З Т 5 К и др.). В последние годы;

в топографо-геодезическую практику 'широко внедряются аппаратные и программные 1 сред ства автоматизации обработки полевых материалов и создания топографических планов и карт. Например, отечественный про граммный комплекс топографо-геодезических изысканий (ПК ТГИ) выполняет камеральную обработку полевых материалов с созданием топографических планов масштабов 1 : 500, 1 : 1000 и 1 : 2000. Графическая часть П К Т Г И с большим набором услов ных знаков позволяет создавать в среде AutoCAD топографические планы любой сложности и насыщенности с последующим выводом на графопостроитель. Р а з р а б о т а н ы и другие высокопроизводитель ные системы автоматизированного создания топографических пла нов (система G E O D, И Н В Е П Т - Г Р Л Д и др.).

В 1974 г. ГУГК приступило к картографированию ш е л ь ф а я внутренних водоемов. Д л я этого были р а з р а б о т а н ы соответствую щие нормативные документы (руководства, инструкции, руководя щие технические м а т е р и а л ы ), приборы и оборудование (радиогео дезические системы, гидролокаторы бокового обзора, эхолоты, из мерители скорости звука в воде и др.), дополнительные условные знаки для отображения на топографических к а р т а х шельфа морей и внутренних водоемов подводных объектов [3, 15, 41 и др.].

С запуском межпланетных космических кораблей, орбитальных станции и И С З открылись новые возможности д л я развития геоде зии. Появилось такое направление развития геодезии, к а к косми ческая геодезия.. Наличие космических фотоснимков позволило создать топографические карты и фотокарты Антарктиды и труд нодоступных высокогорных районов П а м и р а, а т а к ж е обновить у ж е созданные карты. •••"'. ' - • Аэрокосмйчеекие методы исследований стали широко внедрять ся в гидрологию благодаря концентрации всей спутниковой ин формации в Государственном научно-исследовательском центре использовапия природных ресурсов ( Г О С Н И Ц И П Р ).

В 1919 г. в Ленинграде был Создан Государственный гидроло гический институт ( Г Г И ), в котором в 1975 г. открылась лабора тория аэрокосмических методов, сотрудники которой в пооледние годы р а з р а б о т а л и и внедрили в практику р я д методик гидрологи ческих исследований с помощью спутниковых изображений. К ним относятся методические рекомендации по использованию спутнико вой информации д л я оценки затоплений речных пойм, ледовой обстановки на морях, озерах и водохранилищах, загрязнения снеж ного покрова вблизи промышленных центров, д л я картирования снежного покрова и др. В этой ж е лаборатории на основе исполь зования материалов аэрофотосъемки и аэрогидрометрии р а з р а б о таны способы определения ' поверхностных скоростей течений на реках, методы изучения плановых деформаций речных русел, к а р тографирования наледей подземных вод и др.

В ГГИ постоянно проводятся в рамках многочисленных экспе диций различные виды топографо-геодезических работ на водных объектах. Так, в качестве основы для создания Водного кадастра составлены карты поверхностных вод СССР, крупных озер и не которых морей. В своих наставлениях и методических руководст вах ГГИ четко формулирует указания по производству топографо геодезических;

работ на • гидрометеорологических станциях и пос тах. Кроме ГГИ крупные топографо-геодезические работы выпол няют многие проектные институты, чья деятельность-направлена на проектирование гидротехнических сооружений, каналов, объек тов водного хозяйства. К ним относятся такие институты, как Гид ропроект, Гипроводхоз, Водоканал, Гипроречтранс и др.

В заключение следует сказать, что за годы научно-технической революции XX века геодезическая наука и практика прошли боль шой и сложный путь своего развития и в конечном счете полно стью обеспечили народное хозяйство и оборону страны картами и геодезическими данными.

Инженерная графика и ее роль в подготовке инженера-гидро лога. Инженерная графика, являясь общеинженерной дисципли ной, базируется на основных положениях, известных из геомет рии, тригонометрии, начертательной геометрии и картографии. Не зная эти положения, !а т а к ж е научно обоснованные правила: раз работки требований Единой системы конструкторской документа ции ( Е С К Д ), трудно рассчитывать на грамотное выполнение той или иной инженерной задачи в части графического оформления чертежей и конструкторских документов.

Единообразие графического оформления технических чертежей и топографических планов регламентируется видами и толщинами линий, форматом чертежа или плана, масштабом изображения и чертежными шрифтами. Оно узаконено в виде разработанных стандартов или специальных нормативных документов [40, 41].

Основным содержанием инженерной графики является изуче ние требований стандартов к графическому оформлению чертежей, методов и технических средств выполнения чертежных работ, пра вил и приемов технического и топографического черчения при оформлении соответственно технических чертежей различных кон струкций и топографических планов местности.

Инженер-гидролог в своей практической деятельности постоян но сталкивается с необходимостью камеральной обработки мате риалов экспедиционных исследований, будь то рекогносцировочные или детальные топографические съемки участков расположения будущих гидрологических станций и постов, либо топографо-гео дезические работы по определению направления и поверхностной скорости течения водотока, расходов воды или продольного укло на водной поверхности, либо геодезическая высотная привязка по стовых устройств. Часто требуется оформить вид, разрезы и аксо нометрический чертеж постового устройства на территории гидро логического поста, отдельных узлов и деталей гидротехнических сооружений. Камеральные гидрологические работы, сопровождае мые построением графиков влияния различных факторов на норму стока, кривых обеспеченности годового стока рек и максимальных расходов воды дождевых паводков и др., требуют знаний принци пов обоснования вертикальных и горизонтальных масштабов, пра вил вычерчивания графической документации и оформления ее чертежными шрифтами согласно действующим стандартам.

Все технические чертежи и топографические планы д о л ж н ы оформляться грамотно и качественно. В данном случае под гра мотностью следует понимать правильное применение стандартов д л я передачи конкретных конструктивных требований, которые д о л ж н ы найти отражение на чертежах. Высокое качество исполне ния предполагает графическую аккуратность, четкость и соответ ствие стандартам всех линий, условных обозначений и надписей чертежей. При оформлении топографических планов и карт тре буется не только высокое качество вычерчивания условных зна ков объектов местности, но и правильное отражение х а р а к т е р а снимаемой территории, грамотная передача особенностей геогра фии снимаемого л а н д ш а ф т а.

Грамотность и хорошая техника оформления графической доку ментации при гидрологических исследованиях имеют большое зна чение, ибо технические ошибки, нечеткость линий, обозначений и наносимых надписей порой не только затрудняют ее чтение, но и, и с к а ж а ю т смысл чертежа.

ГЛАВА 1;

ПОНЯТИЕ О ФОРМЕ, РАЗМЕРАХ ЗЕМЛИ И СИСТЕМАХ КООРДИНАТ;

ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ГЕОДЕЗИИ 1.1. Форма Земли и ее размеры Геометрическая форма физической поверхности З е м л и доволь но сложна. Поверхность З е м л и общей площадью 510 млн км на 71 % покрыта Мировым океаном и на 29 % — сушей. Большие пространства занимают океанические впадины- глубиной 10 ООО м и более ( К у р и л о - К а м ч а т с к а я —ТО 542 м, Тонга — 10 882 м, Фи л и п п и н с к а я — 10 497 м, Японская — 9985 м ). М а к с и м а л ь н у ю глу бину (11 034 м) имеет М а р и а н с к а я впадина. Суша представляет собой сочетание горных хребтов и речных долин, холмов и рав нин, низменностей и плоскогорий. С а м а я высокая вершина (г. Д ж о м о л у н г м а ) имеет отметку 8 848 м над уровнем океана, еще 13 вершин Г и м а л а е в находятся выше 8 000 м над уровнем океана, а средняя высота суши над уровнем океана составляет 875 м.

В геодезии при определении фигуры и размеров З е м л и исходят из понятия об ее уровенных поверхностях. В к а ж д о й точке таких поверхностей направление нормали к ним совпадает с направле нием силы тяжести.

В среднем возвышение суши над уровнем воды океана очень мало по сравнению с общими р а з м е р а м и Земли, поэтому приня то,- что ее форму определяет фигура, которую образует уровенная поверхность, с о в п а д а ю щ а я с поверхностью воды в океанах и сооб щающихся. с ними морях в;

состоянии полного покоя и равнове сия" и продолженная './под материками. Эта поверхность принята за основную уровеппую поверхность Земли. Тело, образованное, ос новной уровенной поверхностью Земли, по предложению немецкого физика И. Б. Листинга в 1873 г. получило индивидуальное назва ние «геоид» (от греческих' слов ge» — З е м л я и «eido» — вид).

Геоид представляет собой сглаженную фигуру 'Земли. В к а ж дой точке поверхность геоиДа нормальна к направлению отвесной линии, проходящей через эту точку. Н а п р а в л е н и я отвесных линий з а в и с я т ' о т распределения плотностей горных пород, составляющих земную кору. А т а к к а к Пл'бтностй^асЬ в земной коре распреде лены неравномерно, то и геоид геометрически'имеет 1 Сложную и не правильную форму (рис. 1.1). Это обстоятельство не позволяет использовать геоид к а к простую геометрическую фигуру при r e o j дезических и картографических расчетах. Поэтому возникла необ ходимость замены геоида на наиболее близкую к нему вспомога тельную поверхность, хорошо описываемую математически. Н а ос новании теоретических исследований й многочисленных экспери ментальных астрономо-геодезическнх измерений установлено,- что наиболее близко и правильно представляет фигуру геоида-' двух осный эллипсоид'вращения, получающийся в результате вращения эллипса вокруг его пОлярной оси РР\ (рис. 1.2). Поверхность эл липсоида вращения описывается простым уравнением и математи чески хорошо изучена. Эллипсоид вращения называют т а к ж е сфе роидом.

Р а з м е р земного эллипсоида характеризуется длинами его по луосей: большой (экваториальной) а и малой (полярной) Ъ, а так ж е полярным сжатием а, вычисляемым по формуле а = (а — Ь)/а. (1.1) Форма и р а з м е р ы земного эллипсоида определялись неодно кратно по результатам градусных измерений. Измерив длину дуги меридиана в 1° вблизи экватора и около полюса, можно вы числить большую полуось а и сжатие а.

Рис. 1.1. В е р т и к а л ь н ы й разрез Рис. 1.2. Э л л и п с о и д вращения.

земной поверхности.

РР| — полярная ось эллипсоида;

QQt — 1 — физическая поверхность Земли, 2— геодезический экватор;

а — большая геоид (сглаженная поверхность Земли), полуось эллипсоида;

b — м а л а я полу 3 — земной эллипсиод.

ось эллипсоида;

PAPt — меридиан, про ходящий через точку А.

Д о 1946 г. в нашей стране пользовались вычисленными в 1841 г. немецким астрономом Ф. В. Бесселем следующими раз мерами эллипсоида:

а = 6 377 397 м, 6 = 6 356 079 м, а = 1 : 299,2.

В 1940 г. выдающиеся советские ученые Ф. Н. Красовский и А. А. Изотов на основе анализа и обработки множества астроно мо-геодезических работ получили новые параметры земного эллип соида, получившего название «эллипсоида Красовского», а имен но:

а = 6 378 245 м, b = 6 356 863 м, а = 1 : 298,3.

Чтобы пользоваться земным эллипсоидом к а к математической поверхностью при обработке результатов геодезических из мерений, мало знать его параметры. Необходимо еще расположить его в теле З е м л и так, чтобы поверхность эллипсоида максимально совпадала с поверхностью геоида. Уклонения зависят от правиль ности выбора размеров эллипсоида, от точности ориентирования его в теле Земли и от изменения кривизны поверхности геоида.

Д л я изучения формы Земли в целом используется поверхность относимости в виде общего земного эллипсоида, определяемого следующими условиями:

1) минимумом отклонения поверхности эллипсоида от поверх ности геоида в целом, 2) совпадением малой оси эллипсоида со средним положением оси вращения Земли, 3) совпадением центра эллипсоида с центром масс Земли.

Эллипсоид установленных размеров, с определенным поло жением в физическом теле Земли и принятый за исходный при выполнении геодезических, топографических и картографических работ, называется реферещ-эллипсоидом. Постановлением Совета Министров С С С Р № 760 от 7 апреля 1946 г. для всех организаций страны, выполняющих геодезические и картографические работы, в качестве исходного принят референц-эллипсоид Ф. Н. Красов ского.

Современное состояние спутниковой геодезии и гравиметрии выдвигает вопрос о создании общей земной системы координат вместо национальных референц-эллипсоидов. И в этом случае за отсчетную поверхность следует принимать поверхность эллипсоида вращения, по возможности близкую к поверхности геоида, с тща тельно определенными параметрами. Меняется техника измерений, способы и методы определения параметров референц-эллипсоида, уточнение которых остается задачей геодезии и в настоящее время.

Ввиду небольшого сжатия земного эллипсоида в ряде случаев Землю при приближенных расчетах принимают за шар с радиу сом 6371 км. " 1.2. Системы координат и высот, применяемые в геодезии 1.2.1. Астрономические координаты Одной из систем координат, с помощью которых на референц эллипсоиде можно определить плановое положение любой точки земной поверхности, является система астрономических коорди нат. Д л я этого используют линии меридианов и параллелей {рис. 1.3). Астрономическим меридианом данной точки называют линию пересечения поверхности Земли плоскостью" астрономиче ского меридиана, проходящей через отвесную линию в Данной точ ке и через ось вращения Земли, а параллелью — л и н и ю пере сечения поверхности Земли плоскостью, перпендикулярной оси вращения Земли и проходящей через данную точку.

Астрономической широтой ср точки А называется угол между отвесной линией, проходящей через эту точку, и плоскостью эква т о р а — параллелью, равноудаленной от географических полюсов 2 З а к а з Ns 124 Земли (см. рис. 1.3). Астрономические широты считаются от О до 90° к северу и к югу от экватора. Д л я обозначения широты к ее угловому значению Присоединяется название северного или южного полушария, например 59°38' с. ш. (северной широты) или 59°38' ю. ш. (южной широты).

Ры Рис. 1.3. Астрономические координаты.

ф — ш и р о т а ;

X — д о л г о т а ;

РЫ и PS — се верный и ю ж н ы й полюсы З е м л и ;

Р ^ Р $ — оЬь. в р а щ е н и я Земли;

QQ, — экватор;

PNGGoPS — н а ч а л ь н ы й (гринвичский) ме р и д и а н ;

PNAA0PS — астрономический мери д и а н, п р о х о д я щ и й через т о ч к у ' Л, КАТ — п а р а л л е л ь, п р о х о д я щ а я через точку А;

An — отвесная линия, п р о х о д я щ а я через точку А;

0 — центр э л л и п с о и д а в р а щ е н и я ;

Л„ — точка пересечения м е р и д и а н а PNAPS с плоскостью э к в а т о р а ;

G0 — точка пересе чения Гринвичского м е р и д и а н а с плоско стью э к в а т о р а ;

А — точка на поверхности эллипсоида;

G — положение Гринвичской обсерватории на поверхности э л л и п с о и д а.

Астрономической долготой X точки А называется двугранный угол, образованный плоскостью астрономического меридиана, про ходящего через данную точку, с плоскостью начального астроно мического меридиана (см. рис. 1.3). З а начальный астрономиче ский меридиан для отсчета долгот на международной конферен ций 1884 г. принят гринвичский меридиан, проходящий через меридианный зал старейшей в Европе астрономической обсервато рии в Гринвиче (недалеко от Лондона). Долготы отсчитыМются к востоку й к западу от начального меридиана от 0 до 180° и со ответственно называются восточными (в. д.) и западными долго тами (з. д.). Обозначаются они угловым значением с добавлением сокращенного названия полушария, например 173°30' в. д. или 173°30 / з. д.

t.... •.:•'' :, 1.2.2. Геодезические координаты Положение точек земной поверхности, спроектированных на поверхность эллипсоида, характеризуется Их геодезическими ши '"• : • ротой и долготой.

Геодезической широтой В точки /1 называется угол между нормалью к поверхности эллипсоида в данной точке и плоскостью экватора. Геодезические широты т а к ж е отсчитываются от 0 до 90° к северу и к югу от экватора и называются северными и юж ными широтами. Обозначаются геодезические широты аналогично 89°58' ю. hi.

астрономическим: В\ - 31°12' с. ш.;

Геодезической долготой L точки А называется двугранный угол между плоскостью геодезического меридиана, проходящего через данную точку, и плоскостью начального геодезического меридиана.

Плоскость геодезического" меридиана проходит через ;

нормаль, проведенную в данной точке к'поверхности эллипсоида вращения, и его малую ось. Линия пересечения этой плоскости с поверхно стью эллипсоида называется геодезическим меридианом. Геодези ческие долготы т а к ж е отсчитываются по обе стороны от началь ного меридиана, имеют значения от 0 до 180° и обозначаются угловым значением с добавлением названия полушария (запад Li = 48°15 / з. д. или Ьг = ного или восточного), например = 176°13' в. д.

1.2.3. Географические координаты Разница между астрономическими и геодезическими коорди натами точки зависит от уклонения отвесных линий от нормалей к поверхности эллипсоида. В среднем уклонения отвесных линий составляют 3—4". Если этим отклонением можно пренебречь без ущерба требуемой точности проводимых геодезических работ, то говорят о географических координатах. Географические координа ты представляют собой обобщение астрономических и геодезиче ских координат. Географические широты и долготы обозначаются теми ж е символами ср и X, что и астрономические. Они применяют ся при составлении мелкомасштабных карт, а т а к ж е в инженерной практике, когда различие между астрономическими и геодезиче скими координатами не имеет значения.

1.2.4i Плоские прямоугольные координаты Наиболее проста и удобна для практического использования система плоских прямоугольных координат. Д л я этого необходимо по определенному математическому закону участок поверхности земного эллипсоида спроектировать на плоскость так, чтобы каж дой точке этого участка с координатами ср и X соответствовала точка с координатами х и у на плоскости. Эту зависимость в об щем виде можно записать так:

х = М Ф, А.). г/ = Ы ф. ^ ). (1-2) где fi и / г — ф у н к ц и и, в ы р а ж а ю щ и е математический закон проек тирования точек с эллипсоида на плоскость.

В геодезии используют систему плоских прямоугольных коор динат Д ё к а р т а с некоторыми изменениями по отношению к обще принятой в математике системе прямоугольных координат, а имен но: различное расположение координатных осей Ох и Оу и проти воположное направление отсчета углов и нумерации квадрантов (рис. 1.4). Различие систем координат чисто внешнее, ибо все формулы, выведенные для одной системы координат, справедливы и для другой [8].

Плоская система координат хороша для участков, которые мо жно развернуть на плоскость почти без искажения. При выполнении геодезических работ на небольших по площа ди локальных участках, например, при съемке территории буду 2* щей гидрометеорологической станции или поста, часто применяют местную систему плоских прямоугольных координат. В этом слу чае начало координат 0 и направление перпендикулярных осей Ох и - 0 у можно выбрать произвольно. Такую систему координат на зывают местной.

X б) у.

IV / п Л,У Л.

0 -х 0 X III И III IV -X -у Рис. 1.4. П р я м о у г о л ь н ы е к о о р д и н а т ы на плоскости, приме няемые в. геодезии (а) и в м а т е м а т и к е ( б ).

1.2.5. Полярные координаты Полярная система координат на плоскости образуется каким либо начальным направлением (ОР) между двумя точками, одна из которых принимается за начало координат (0) и называется полюсом. Плановое положение любой точки в полярной системе Рис. 1.5. П о л я р н а я система ко- Рис. 1.6. С в я з ь полярных о р д и н а т на плоскости. и прямоугольных коорди А и В — произвольные точки. нат.

координат определяется углом ориентирования ({$) на эту точку относительно начального направления и радиус-вектора ( г ) — р а с стояния от полюса системы координат до этой точки (рис. 1.5).

Углы ориентирования в полярной системе координат отсчиты вают от начального направления по ходу часовой стрелки. Радиус векторы откладывают в определенной системе мер длин с учетом принятого масштаба изображения.

Если совместить полюс поляриой системы координат с началом системы плоских 1 прямоугольных координат и обозначить через (р угол между начальным направлением системы полярных коорди нат и Осью Ог/ системы прямоугольных координат (рис. 1.6), т о связь между прямоугольными и полярными координатами любой точки на плоскости выразится следующими соотношениями:

х — г cos ф, г/ = г sin ф, (1.3).

2 2 Г = X + у, tg ф = х/у, где х и у—прямоугольные координаты точки Р.

1.2.6. Системы высот в геодезии Д л я полной характеристики точки на поверхности Земли кро ме планового положения необходимо т а к ж е знать ее высоту.

Различают геодезическую, ортометрическую и нормальную си-г стемы высот. Расстояние A A q ^ H a /(рис. 1.7), отсчитываемое по нормали от точки А на • земной поверхности до поверхности референц-эллипсоида, называется геодезической высотой. Н а местг Р и с. 1.7. С в я з ь г е о д е з и ч е с к о й и н о р м а л ь н о й в ы с о т точки земной поверхности.

1 — физическая поверхность З е м л и, 2 — квазигёоид, 3 — геоид, : 4-г.референцгэллипсоид.' ности определить направление нормали крайне трудно, а: направ ление: отвесной' линии, наоборот, очень легко, поэтому в геодезии распространена ортометрическая система высот. Расстояние A A q, отсчитываемое по направлению отвесной линии от точки А на зем ной поверхности до поверхности геоида, называется: ортометричвг ской высотой и обозначается Hq (см. рис. 1.7).

Высоту геоида над референд-эллипсоидом т а к ж е трудно опре делить. Поэтому в качестве координатной поверхности используют близкую к геоиду вспомогательную поверхность — квазигеоид (от латинского слова « q u a s i » — мнимый,' ненастоящий), введенную в теорию фигуры Земли М. С. Молоденским. Поверхности квази геоида и геоида совпадают в океанах и очень'незначительно рас ходятся на суше (от нескольких сантиметров на равнине до 2 м в горах). Расстояние ААС по нормали от, точки на поверхности З е м л и до поверхности квазигеоида называется нормальной высо той и обозначается Ну (см. рис. 1.7).

Геодезическую высоту Наi т. е. высоту точки земной поверх ности А над референц-эллипсоидом можно представить как НА = Ю + 1, (1.4) где g— высота квазигеоида в точке А относительно референц-эл липсоида, называемая аномалией высоты.

Аномалии высот g можно определить очень точно. Эту задачу решают, выполняя особый вид работ — астрономо-геодезическое нивелирование. Оно заключается в производстве местной (не все мирной) гравиметрической съемки, при которой определяют гра виметрические отклонения отвеса в любой точке изучаемой тер ритории и вычисляют аномалии высот Нормальные высоты то чек земной поверхности (Я 7 ) находят путем геометрического ни велирования (см. гл. 6).

Поскольку высоты квазигеоида относительно референц-эллип соида можно определить строго, то- и--высоты*.точек земной поверх ности относительно референц эллипсоида определяются точно. Вот почему в качестве системы счета высот в нашей стране принята нормальная система высот.

1.2.7. Абсолютные, условные и относительные высоты Абсолютной высотой точки называется расстояние по направле нию нормали или отвесной линии от, точки земной поверхности до принятой отсчетной поверхности (рёференц-эллипсоида", геоида, квазигеоида). В нашей стране для геодезии и гравиметрии за от счетную поверхность принят средний уровень Балтийского моря, а его высота принята за нуль. Этот уровень установлен по много летним наблюдениям по Кронштадтскому футштоку, в месте уста новки которого поверхность квазигеоида совпадает со средним мно голетним уровнем Балтийского моря.

Кронштадтский футшток представляет собой горизонтальную черту на медной пластине, укрепленной в устое моста через Об водный канал в Кронштадте, водомерную рейку (футшток), уста новленную рядом, и автоматический самописец уровня Балтийского моря. Горизонтальная черта на пластине р а с п о л о ж е н а на высоте, соответствующей среднему многолетнему уровню воды Балтий ского моря, измеряемому уже с 1825 г. Поэтому единая система высот нашей страны называется Балтийской, она введена на всей территории с 1946 г.


Численное значение высоты точки называется отметкой.

Условной высотой точки (Яв уел) называется отвесное расстоя ние от нее до отсчетной поверхности, условно принятой за нуле вую. Условные отметки вводят тогда, когда невозможно вычис лить абсолютную высоту (например, в Антарктиде или на удален ных островах) или в этом нет необходимости по характеру ' геодезических работ 4 (небольшие • изолированные площадки' д л я строительства,-территории небольших городов и т. д.). Иногда при значительной удаленности водных Объектов от линйй государст венной нивелирной сети все отметки уровней одного или несколь ких водных объектов можно представить в условной системе высот, единой для данного региона. Часто условную систему высот при меняют для выражения отметок уровней водотоков и водоемов на первой стадии освоения малонаселенных территорий.

Относительной высотой или превышением точки (h) называется высота ее над другой точкой земной поверхности. В гидрологиче ской практике самым распространенным способом представления результатов наблюдений за уровнями воды является их выражение в виде превышений над отметками так называемых «нулей» гид рологических постов, т. е. в относительной системе высот. Отмет ку самого «нуля» поста можно выразить в абсолютной или услов ной системе высот.;

, 1.3. Зональная система плоских ^ г ) прямоугольных координат Д л я обработки результатов геодезических измерений с 1928 г применяют зональную систему плоских прямоугольных координат Гаусса—Крюгера. Первый - из них предложил идею проектирова ния земной поверхности-на/плоскость по отдельным зонам и кон кретный способ ее изображения на плоскости, то есть проекцию.

Второй разработал предложенную К. Ф. Гауссом равноугольную т поперечно-цилиндрическую проекцию для практического приме нения в геодезии..

(_уть системы координат Гаусса—Крюгера в том, что весь зем ной шар разбит на 60 меридиональных зон протяженностью 6° по долготе, простирающихся от одного полюса до другого. З а п а д ным меридианом первой зоны является гринвичский. Зоны прону мерованы с запада на восток. Н а территорию нашей страны по п а д а е т 29 зон: с 4-й по' 32-ю включительно. Поверхность земного шара вписывается в цилиндр, ось которого расположена в плос кости экватора. Внутренняя поверхности цилиндра касается по верхности каждой зоны по ее среднему меридиану, называемому осевым (рис. 1.8). Если развернуть цилиндр на плоскости, то.

вдоль каждого осевого меридиана на проекций отражаются все точки земной поверхности, а: изображения осевых меридианов зон будут перпендикулярны экватору (рис. 1.9). Это позволяет ис пользовать изображения осевого меридиана зоны и экватора в ка честве осей зональной системы плоских прямоугольных коорди нат' с началом в точке пересечения осевого меридиана с эква ';

тором. '"''''"" С изображением осевого меридиана совмещена ось абсцисс.

К сёверу от экватора абсциссы положительны, к Югу от него - от рицательны. Таким образом, все точки северного' полушария будут 23»

иметь положительные значения. С изображением экватора совме щ е н а ось ординат, имеющая положительное значение к востоку •от осевого меридиана и отрицательное к западу от него.

Рис. 1.8. Р а с п о л о ж е н и е зон на земном шаре.

1 — э к в а т о р, 2 — осевые м е р и д и а н ы зон.

Чтобы однозначно определять плановое положение точек на земной поверхности и исключить отрицательные значения ординат зональной системе координат, в нашей стране принято сле в дующее:

1) перед каждой ординатрй в ее значение введен номер зоны;

2) начало системы координат в каждой зоне перенесено на •500 км к западу от осевого меридиана (рис. 1.10).

+х. +х' Километровая А сетка t Осевые \ меридианы зон + У -у о' 500км \ N •X -X' Рис. 1.10. З о н а л ь н а я система плоских Рис. 1.9. Р а с п о л о ж е н и е зон и эква прямоугольных координат.

т о р а на плоскости.

Усовершенствованные таким образом ординаты точек называ ются приведенными.

П р и м е р. П р и в е д е н н а я о р д и н а т а точки р а в н а 1 2 3 1 1 449,76 м. Требуется!

определить значение о р д и н а т ы в зональной системе координат.

Р е ш е н и е. Точка н а х о д и т с я в 12-й зоне, и её ордината в этой зоне р а в н а г 311 449,76 — 500 000,00 = — 188 520,24 м.

Точка р а с п о л о ж е н а в 188,5 км к з а п а д у от осевого м е р и д и а н а 12-й з о н ы В нашей стране протяженность зоны в проекции Гаусса по дол готе установлена,6 и 3°. В проекции Гаусса без искажений изо бражается только, осевой меридиан, а все остальные линии по мере удаления от осевого меридиана зоны все более искажаются, поэтому размер зоны зависит от требуемой точности результатов геодезических измерений. Если искажения длин выходят за пре делы требуемой точности линейных измерений, то применяют размер зоны, равный 3°.

К а ж д а я зона представляет собой систему координат. З н а я но мер зоны, можно вычислить долготы граничных и осевого мери дианов этой зоны по формулам:

L 3 = 6 (п — 1), L B = 6«, (1-5)»

L0 = Qn — 3, где L 3 — долгота западного меридиана зоны, L B — долгота восточ ного меридиана зоны, L 0 — долгота осевого меридиана зоны, п-— номер зоны., Долготы осевых меридианов трехградусных зон определяются по формуле L 0 = 3 n — 1,5. (1.6) Принимая за ось абсцисс в зоне изображение осевого меридиа на, для решения геодезических задач в системе плоских прямо угольных координат необходимо ввести понятия дирекционного угла, (от латинского слова directio — направление) и румба на правления. " ч Дирекционным углом (а) линии (направления), ;

называется;

угол между северным направлением проекции осевого меридиана зоны (оси абсцисс), или линии,, параллельной этой проекции, и н а правлением данной линии. Дирекционный угол отсчитывается от северного направления проекции осевого меридиана по ходу часо вой стрелки и изменяется от 0 до 360°.

Румбом линии (г) называется острый угол между ближайшим направлением (северным или южным) проекции осевого меридиана и направлением линии. Значения румбов колеблются от 0 до 90° и сопровождаются сокращенными буквами обозначения сторон:

света, например: г = ЮВ : 47°15'.

Связь между румбами и дирекционными углами линий в пря моугольной геодезической системе координат показана на рис. 1.11. Формулы их связи по четвертям представляют собой сле 25т дующие зависимости:

I четверть: г = а,, II четверть: г = 1 8 0 ° — а, (1.7) III четверть: г = а — 180,° IV четверть: г — 360° — а.

Эти формулы связи широко применяют в геодезии при решении на плоскости прямой и обратной геодезической задач.

///(юз) Рис. 1.11. Связь м е ж д у дирекционны ми углами и румбами линий.

1.4. Прямая и обратная геодезические задачи Решение прямой геодезической задачи заключается в вычисле нии координат точки 2 (х 2, г/г), если известны координаты точки (Xi, уi), дирекционный угол линии 1—2 (ai-z) и длина этой линии di-2 (рис. 1.12):

х2 =.Xi + (х2 — х,) = Xi.-i-Л.Х,:

(1.8) у 2 = Ух + (Уе— Уг) = У\ + А у, где Ах и А у — разности координат начальной и конечной точек, называемые приращениями координат.

Приращения координат являются проекциями линии 1—2 на соответствующие оси координат и вычисляются по формулам:

Ах = d i - 2 cos а,_ 2, (1-9) Ay == ii_2 sin а!_ 2 Тогда с учетом (1.8) получим:

-2»

(1. х ДхЧ х,- Рис. 1.12. П р я м а я и о б р а т н а я геодези ческие з а д а ч и, Обратная геодезическая задача состоит в определении длины и.

направления линии по координатам ее концов. Перепишем фор мулы (1.9) : в следующем: виде:

х2 — Xi = cos АЛ;

= ' '' (1.11) Ay — у 2 — У\— dt_2 sin а,_ 2.

Из рис. 1.12 видно, что (1.12) t g а,_ 2 = \ у 2 —у\)1(х2 — x t ) = Ay/Ax.

Так как тангенс — функция;

:двухзначная, необходимо опреде лить четверть.: Найдя значение дирекционного угла линии, легко вычислить длину линии по формуле di_2'=A^/sinai;

i2==A^/tosa1_2.

'. (1.13) Длину линии можно вычислить и по теореме Пифагора:

d ~ * = л/Л^ 2 + Ау 2. :

- (1.14) Прямую и обратную геодезические задачи легко решить с по мощью микрокалькуляторов (Б3-34, МК-56, МК-61 и др.)..

ГЛАВА 2. ПЛАН И КАРТА 2.1. Влияние кривизны Земли на горизонтальные расстояния и высоты точек местности Наиболее простым уменьшенным изображением Земли являет с я глобус, на котором видна;

сразу вся ее поверхность. Однако при всех своих достоинствах глобусы очень неудобны д л я производ ства различных измерений, точность которых к тому ж е очень низкая.

Можно получить уменьшенное изображение поверхности Земли или отдельных ее частей на плоскости. В геодезии это достигается в два этапа. На первом из них точки физической поверхности Зем л и проецируются отвесными линиями на поверхность референц-эл липсоида по определенному математическому закону. Проекции этих точек образуют контуры местности в виде сферических мно гоугольников на уровенной поверхности Земли — референц-эллип •Соиде. На втором этапе решается задача перехода от проекций на поверхности эллипсоида (или шара) к проекции на плоскости.

Развернуть эллипсоид Земли на плоскость без разрывов и искажений нельзя. Поэтому необходимо выполнять условные по строения д л я перевода изображения местности с эллипсоида на плоскость, называемые картографическими проекциями. Неболь шие участки местности, размер которых позволяет принимать по верхность референц-эллипсоида за плоскость, проецируют на по верхность референц-эллипсоида отвесными линиями. Поскольку в этом случае отвесные линии практически параллельны и пересе кают плоскую поверхность референц-эллипсоида под прямым уг лом, образуется горизонтальная проекция участка местности.


Рассмотрим вопрос о размерах участков уровенной поверхно сти Земли, которые можно было бы принять за плоскость, не используя картографические проекции и не пренебрегая одновре менно требуемой точностью геодезических измерений. Предполо ж и м, что Земля представляет собой шар с радиусом R, поверх ность которого обозначим через Q (рис. 2.1). Отрезок Л В = 5 яв ляется в этом случае дугой большого круга земного шара, на ко торый опирается центральный угол а (в р а д и а н а х ). Отрезок AB0 = d— касательная линия, проведенная к окружности в точке А, а плоскость Р — горизонтальная плоскость, т а к ж е касательная к сфере в точке А. Отрезок СБ — абсолютная высота точки С на физической поверхности Земли.

Сопоставляя сферическую поверхность Q, ограниченную малым кругом со сферическим радиусом S, с плоскостью Р, касательной к ней в точке А, можно определить искажения в положении точ ки В как в плановом, так и высотном отношении, а именно:

A S = d — S, (2Л) № — ВС — В0С.

Из : рис. 2.1 вытекает, что:

d = R tga, (2.2) S = Ra.

. Тогда AS = R (tg a — a). (2.3) Разложив tg a в ряд и ограничившись вследствие его малости только двумя первыми членами, имеем:

t'g a = a + а 3 /3 +....

:' (2.4) Из выражений (2.4) и (2.3) получаем:

AS = Я (a + a 3 /3 — a) = Ra3/3. (2.5) С учетом того, что a = S/R, окончательно имеем:

AS = S3/(3R*).

- (2.6) ;

- Таблица 2.1 С Погрешности, возникающие при, замене участка у р о в е н н о й поверхности плоскостью сС Во AS см 5 км AS/S 1 0,001 1 : 4 800 000 ООО / R 0,82 1 : 1 200 50 1 : 4 9 aJ 100 814 1 : 12 п Рис. 2.1, Определение искажений в.

положении точек на Земле: из-за её кривизны. ;

Абсолютное искажение длины отрезка при проецировании его со сферы на плоскость мало о, чем говорит. В геодезии принято характеризовать точность линейных измерений относительной по грешностью, которая является отношением абсолютной погрешно сти к длине измеренной линии. Относительная погрешность выра жается в виде дроби с единицей в числителе. В этом случае фор мулу (2.6) можно выразить в виде:, AS/S = 1/[3 (R/s)2]: (2.7) Приняв R = 6371 км, вычислим относительные, погрешности (искажения), различных длин отрезков при замене уровенной по верхности Земли плоскостью (табл. 2.1).

Относительная погрешность искажения отрезка длиной 10 км,, равная 1 : 1 200 ООО, меньше погрешности самых точных современ ных линейных измерений на местности. Поэтому в пределах уча стка местности, представляющего собой круг радиусом 10 км, всег да можно заменять соответствующую часть уровенной поверхности касательной к ней плоскостью, т. е. пренебречь кривизной Земли.

При меньшей точности измерений этот радиус можно увеличить,, например до 50 км, так как и в этом случае A S / S = 1 : 49 000 и т а к ж е значительно меньше допустимой погрешности при обычйых.

линейных измерениях.

Если предположить, что минимальная возможная погрешность измерения расстояний характеризуется значением не более 1 : 1 000 000, то можно считать, что изображение участка земной;

поверхности в виде круга диаметром 20 км будет плоским, а сле довательно, и подобным.

Иначе обстоит дело с влиянием кривизны уровенной поверхно сти Земли на высоту точек.. Угол ВАВ0 между касательной и хор дой равен 0,5а (ем. рис. 2.1). Из-за малости этого угла можно рассматривать погрешность высоты точки С (Ah) как дугу с ра диусомS:

Ah = Sa/2.,... „7 „(2.8) Тогда, используя формулу (2.2), получим:

ih = S2/(2R): (2.9) При 5 = 1 0 км погрешность Ah = 7,85 м, т. е. влияние кривизны уровенной поверхности Земли на высоты точек очень велико и его всегда надо учитывать. Д а ж е при 5 = 1 км эта погрешность со ставляет 8 см, что явно превышает обычную точность определения высот с погрешностью порядка 2—5 см на 1 км высотного хода.

Уменьшенное и подобное изображение небольших участков по верхности Земли с находящимися на ней объектами на плоскости горизонтальной Проекции называется планом местности.

Построенное в картографической проекции, уменьшенное и обобщенное изображение всей поверхности Земли или ее значи тельных участков или поверхности другого небесного тела на плос кости, показывающее расположенные на них объекты в определен ной системе условных знаков, называется картой.

Н а картах больших территорий в качестве основной нагрузки вместе с изображением географических объектов всегда присутст вует сетка меридианов и параллелей (картографическая сетка).

Н а планах местности из-за малости площади изображаемой на них части земной поверхности картографической сетки в виде меридианов и параллелей нет. Поэтому на них строят координат ную сетку квадратов с определенной длиной стороны, с л у ж а щ у ю д л я графического определения прямоугольных координат точек плана.

2.2. Масштабы карт и планов Чтобы составить карту или план местности, необходимо/изме ренные на местности длины линий и размеры географических объектов уменьшить'в несколько раз. :

Отношение длины линии на карте к горизонтальной;

проекции этой ж е линии на местности называется масштабом карты. Мас штаб карты выражается отношением:

\jm = dl/dL, (2.10) где m — знаменатель масштаба;

dl — некоторый отрезок на карте;

4 L — горизонтальная проекция этого отрезка на местности.

Масштаб карты или плана определяет степень уменьшения земной поверхности при изображении ее на плоскости. Приняты т р и вида указания масштаба на карте: численный, именованный и графический.

Масштаб, который изображается дробью с числителем, равным единице, ' называется числеШым масштабом. Например, если \Jm = dl/dL =•= (dt: dl)/(dL : dl) = 1/50 000, (2.11) то 50 000 — число, показывающее, во сколько раз уменьшены дли ны линий и размеры объектов местности при их изображении на карте.

Численный масштаб представляет собой отвлеченное число и обозначается на карте в виде:

1 : 10 000, 1 : 50 000 и т. д. :

Чем меньше "знаменатель численного масштаба, "тем м а с ш т а б карты крупнее, и наоборот: чем больше знаменатель численного масштаба, тем масштаб карты мельче. Например,. масштаб 1 : 10 000 в 5 раз крупнее масштаба 1 : 50 000.

Есл'и dl — 20 см, a dL = l0 км, то численный масштаб карты равен " ".

1 / т =-- 20/1 000 000 = 1/50 000.

Если известны длина линии на карте и численный масштаб карты, то можно легко найти горизонтальное проложение этой ли нии,на местности. 'Н;

:

Численный масштаб карты указывается под ее южной рамкой.

Под численным 1 масштабом на карте указывается именованный масштаб, который поясняет численный масштаб и показывает, ка к а я длина отрезка на местности, в ы р а ж а е м а я в метрах, соответст вует единице длины в принятой линейной мере на карте (обычно это сантиметр). Например, для численного масштаба 1 : 50 ф О да ется надпись: «В одном сантиметре 500 метров» или «1 см на карте соответствует 500 м на местности». ;

.

;

;

Графический масштаб представляет собой простейщийграфик, с помощью которого можно делать.измерения на карте или плане.

" Разд « а с а,т аба Ва Иц е 7 Ве * *** °СЦ •{i,ui)iao=(«/его) К д а Ш о ! ifVZ) :«Э9ИИ ferz) и (ers) «инэхвёна е г?/ = № (2VZ) У, HWOCTb n o :

(r.r^ я- е • ос н о в а • jib'1Га известном из геометрии правиле деления сторон углг параллельными линиями н;

соответственно равные отрезка юоо Отложив на горизонтально % г-линии в масштабе 1 : 2 5 750 S некоторый отрезок, наприме 1500 м, получим точку.

(рис. 2.4).- Отложив на восст новленном в этой точке пе пендикуляре этот ж е отрез в масштабе 1 : 2 1 ООО, получ С;

(35/ ~0 250 500 750 ® 1000 1250 150а 1-25 00Q, Рис. 2.4. Клиновой масштаб точку е. Отрезок Ое является гипотенузой построенного треу ника. Разделив горизонтальную линию на ряд равных отрез восстановив в их концах перпендикуляры до пересечения с тенузой, получаем график клинового масштаба. Отрезку аэрофотоснимке будет соответствовать отрезок Ос в ма 1 : 25 ООО, выраженный в метрических мерах.

На многих картах (например, на топографических) у все три масштаба: численный, именованный и линейный. Н?

масштабных картах, изображающих большие территории, • вило, дан только численный масштаб, а на школьных i только именованный.

2.3. Классификация географических ккрт и их использование в гидрологии Географические карты классифицируются по м а с ш т а б у изобра ж е н и я земной поверхности, своему содержанию, охвату террито рии, назначению и другим признакам.

По масштабу и з о б р а ж е н и я карты делятся на три группы:

1) крупномасштабные (масштаб 1 : 200 ООО и крупнее) ;

2) среднемасштабные (масштаб 1 : 300 ООО — 1 : 1 ООО ООО);

3) мелкомасштабные (масштаб мельче 1 : 1 000 000).

По содержанию географические карты подразделяются на об щегеографические и специальные, н а з ы в а е м ы е т а к ж е тематиче скими.

Н а общегеографических к а р т а х универсального назначения от р а ж е н а о б щ а я физико-географическая и социально-экономическая характеристика территории. Н а них изображены основные при родные объекты (реки, озера, болота, леса, рельеф) и объекты, являющиеся результатом деятельности человека (населенные пун кты, дороги и пр.). Общегеографические карты в свою очередь де лятся на топографические, имеющие м а с ш т а б 1 : 200 000 и круп нее, обзорно-топографические — масштабом до 1 : 1 000 000, обзор ные общегеографическйе карты масштабом мельче 1 : 1 000 000.

К специальным (тематическим) к а р т а м Относятся карты, на которых один или несколько элементов содержания общегеографи ческих карт выдвинут на передний план по сравнению с другими элементами. Например, на гипсометрических к а р т а х основным эле ментом содержания является рельеф местности. Кроме того, к спе циальным к а р т а м относятся такие, на которых д л я характеристи ки какого-либо явления или выделения тематики карты наносятся специальные данные (карты экономические, полезных ископаемых и др.).

По охвату территории карты подразделяются на карты мира, полушарий, океанов, материков, морей, отдельных,,регионов, госу дарств, республик, областей, городов и др.

По назначению карты делятся на морские, полетные, дорож ные, туристские, военные, справочные, учебные и др.

Часто карты подразделяются по числу красок (одно- и много красочные), числу листов (одно- и многолистные), характеру поль зования (настенные и настольные), исполнению (рельефные и плоские, цифровые и электронные).

В гидрологии широко применяют общегеографические к а р т ы масштабов 1 : 1 000 000—1 : 10 000 и топографические планы мас штабов 1 : 5000—1 :2000. К а р т ы м а с ш т а б а 1 : 1 000000 используют при аэровизуальных наблюдениях водных объектов во время уста новления ледяного покрова и его схода, а т а к ж е во время павод ков и половодий д л я предварительной оценки площади затоп лений.

з* Карты масштаба 1 : 500 000 применяют при аэровизуальных ис следованиях водных объектов и предварительном проектировании крупных гидроэнергетических объектов.

Карты масштаба 1 : 200 000 используют при рекогносцировоч ных гидрографических исследованиях и д л я определения площа дей бассейнов крупных рек.

На картах масштаба 1 : 100 000 достаточно подробно изобра жены ситуация и рельеф местности. В гидрологии эти карты ис пользуют при составлении технических проектов создания плано вого и высотного обоснования проводимых водных исследований на реках и озерах, для измерения длин больших рек и площадей водоемов, для ледовых наблюдений и при рекогносцировочных ра ботах.

Карты масштаба 1 : 50 000, как правило, используют в качестве топографической основы при водных исследованиях и составлении схематических планов участков гидрометеорологических станций и постов.

Более детальные карты масштаба 1 : 25 000 широко применяют при проектировании каналов, гидроузлов и водохранилищ для ус тановления площади затопления, а т а к ж е при обновлении схем ис пользования водных объектов.

Карты масштаба 1 : 10 000 используют при детальном проекти ровании гидроузлов и мест расположения гидрометеорологических станций и постов, инженерных изысканиях на реках, озерах и во дохранилищах, при составлении проектов мелиорации земель. Эти карты позволяют достаточно точно определять различные пара метры изображенных на картах водных объектов суши.

Топографические планы масштабов 1 :5000 и 1 : 2 0 0 0 служат для проектирования мелиоративных систем, размещения различ ных производственных объектов на участках гидрометеорологиче ских станций и постов, при исследованиях деформаций речных ру сел и др.

2.4. Разграфка и номенклатура топографических карт и планов Топографическими картами называют единые по содержанию, оформлению, математической основе географические карты.

Полнота и подробность изображения ситуации и рельефа местное сти на этих картах позволяет решать с их помощью разнообраз ные научно-технические задачи. В нашей стране все топографиче ские карты составляют в равноугольной поперечной цилиндрической проекции К. Ф. Гаусса (см. гл. 9), вычисленной по элементам эллипсоида Ф. Н. Красовского и в Балтийской си стеме высот.

При картографировании больших территорий необходимо иметь множество листов карт, каждый из которых ограничен меридиана m ми и параллелями,, протяженность дуг которых зависит от мас штаба карты. Дуги.параллелей и меридианов образуют сфероиди ческие трапеции. Принятое обозначение отдельных листов, карт р а з л и ч н ы х м а с ш т а б о в называется номенклатурой карт.

В основу разграфки и номенклатуры топографических карт в нашей стране положена разграфка и номенклатура, принятые д л я Международной карты мира в масштабе 1 : 1 ООО ООО. Листы этой карты по параллелям образуют ряды, а по меридианам — ко лонны. Каждый лист Международной карты масштаба 1 : 1 ООО ООО соответствует сфероидической трапеции протяженностью 4° по ши роте и 6° по долготе. Ряды листов карт, ограничиваемые парал лелями через 4°, обозначаются заглавными буквами латинского алфавита по направлению от экватора к полюсам, а колонны, ограничиваемые меридианами с постоянной разностью долгот 6°,— арабскими цифрами, начиная от колонны, ограниченной 180 и 174° з. д.

Номера колонн возрастают в направлении против хода часовой стрелки. Первая колонна от Гринвича имеет номер 31, а всего колонн 60 (рис. 2.5).

Каждый лист карты масштаба 1 : 1 ООО ООО в общей системе расположения листов (разграфке) этой карты занимает только ему принадлежащее место и обозначается буквой ряда (пояса) и номера колонны, составляющих номенклатуру этого листа. На пример, номенклатура листа карты масштаба 1 : 1 000 000, в пре делах которой расположен г. Санкт-Петербург, обозначается О-Зб. В дополнение к номенклатуре над северной рамкой листа карты подписывают или название главнейшего населенного пунк та, или важнейшего географического объекта, находящегося в пре делах территории, изображенной на данном листе, например, К- (Ташкент) или L-43 (оз. Б а л х а ш ).

Д л я территорий севернее 60-й параллели листы карт масшта бов 1 : 1 000 000—1 : 10 000 издают сдвоенными по долготе, а се вернее 76-й — счетверенными. Например, для пояса или ряда V но менклатура издаваемой карты масштаба 1 : 1 000 000 обозначена как V-37, 38, 39, 40, а для пояса ряда R — как R = 37,38.

Чтобы определить географические координаты углов рамок тра пеции масштаба 1 : 1 000 000, необходимо умножить порядковый номер ряда от экватора на 4° и получить географическую широту параллели, ограничивающей данный лист карты с севера, а номер колонны, из которого вычтено 30 (выход на начало отсчета дол г о т ), — н а 6° и получить долготу меридиана, ограничивающего лист этой карты с востока. Вычтя из этих значений соответственно 4 и 6°, получим значения широты параллели южной рамки трапе ции и долготы меридиана западной рамки трапеции. Д л я трапе ции карты масштаба 1 : 1 000 000 0 - 3 7 порядковый номер ряда с обозначением латинской буквой О равен 15, следовательно, ши рота параллели северной р а м к и равна 60°00' с. ш., а ю ж н о й — 56°00' с. ш. Номер колонны от Гринвича равен 37 — 30 = 7, поэто му меридианы, ограничивающие лист карты с востока и с запада, имеют долготы соответственно 42°00 / и 36°00' в. д.

Аналогично можно решить и обратную задачу, т. е. по геогра фическим координатам углов рамок трапеции или какой-либо точ ки определить номенклатуру листа карты. Поскольку вся терри Рис. 2.5. Р а з г р а ф к а и н о м е н к л а т у р а листов к а р т м а с ш т а б о в 1 : 1 ООО ООО.

тория нашей страны расположена к северу от э к в а т о р а и к восто ку от Гринвичского меридиана, широты всех точек нашей терри тории являются северными, а долготы — восточными. Поэтому обозначения полушарий при оцифровке углов рамок трапеций мо жно опускать.

Одному листу карты м а с ш т а б а 1 : 1 ООО ООО соответствуют че тыре листа карты м а с ш т а б а 1 : 500 ООО. Н о м е н к л а т у р а листа карты масштаба 1 : 500 ООО складывается из номенклатуры листа ' карты масштаба 1 : 1 ООО ООО с присоединением одной из четырех заглавных букв русского алфавита, например, 0-37-Г (рис. 2.6 а ).

Лист карты масштаба 1 : 300 ООО составляет 1/9 часть листа карты масштаба- 1 : 1 000 000 и обозначается римскими цифрами от I до IX, расположенными перед обозначением листа карты а) б) IX-0- 0-57-Г 60° 00 60° 00', II III / Б А. • 58°W / IV VI V 58°00' г JJ ы 57°20' в в VII VIII 56°00' Зв°ООг 40°00' 36°00' 42°оо' зеРоо' ь?оо' 39°00'...в) 0 -37-XXXVI и 2 3 4 5 6 7 8 9 / II. III IV V VI 13 —• 59° 30 XII г VII VIII IX X XI 37 • Ж- 58° W XIII XIV XV XVI XVII XVIII / В1 66 58°00 58°00' 73 XIX XX XXI XXII XXIII XXIV \85 •57°20' ]97 102 57° XXVIII XXIX XXX XXV XXVIXXVII 56%0' т 41 _ - КВ 56%0' л У/У/. 1121 XXXVI 56°20' 1133 135 137 139 141 XXXI XXXIIXXXIII XXXIVXXXV 34 136 13В 140 142 т /ууу, * 5в°00' о о о о C С С. оS 5 ог ooo oS-jcs о s^ оо О о^ i (Г^ сз о о з о о p Р да » о ООО COtoN. си С, V.,. J.' Ь St- С Ч ч Сз -V tO - f-oiv^fo vj vt Э 8? Sj. sb ^ Рис. 2.6. Разграфка, номенклатура и географиЗейше координаты углов рамок трапеции карт различного масштаба.

а — 1 : 500 000, б — 1 : 300 000, а — I : 200 000, 1 : 100 000., J?

масштаба 1 : 1 000 000, например, IX-0-37 (см. рис. 2.6 6). С кон ца 80-х гг. карты масштаба 1 : 300 000 не издаются.

В одном листе карты масштаба 1 : 1 000 000 расположены 36 листов карты масштаба 1 : 200 000, которые обозначаются рим скими цифрами от I до XXXVI и подписываются за обозначением листа масштаба 1 : 1 000 000, например, 0-37-XXXVI (см.

рис. 2.6 в).

Чтобы получить лист карты масштаба 1 : 100 000, необходимо лист карты масштаба 1 : 1 000 000 разделить на 144 части и обо значить их арабскими цифрами от 1 до 144. При обозначении ли 807" ста карты масштаба 1 : 100 ООО добавляют его порядковый номер к номенклатуре листа карты масштаба 1 : 1 ООО ООО, например, 0-37-144 (см. рис. 2.6г).

Листы карт более крупных масштабов получают уже путем деленйя листа карты масштаба 1 : 100 000 на более мелкие части, а не путем деления листа карты масштаба 1 : 1 000 Д л я получения карты масштаба 1 : 50 000 лист карты масшта ба 1 : 100 000 делится ^ а четыре части и обозначается своей но менклатурой с добавлением прописных букв русского алфавита А, Б, В и Г, напрщмер^ 0-37-144-А (рис. 2. 7 а ).

0-37-144-(220) 56 б в а 56 Ш г е д WM 56°10' ж шл - 56°05';

U й 56°02, S5 ! о ЧО 56°0О'г Who'V I W t Рис. 2.7. ^ а ^ г р а ф к а, номенклатурах и географические координаты углов i V a M 0 K трапеций карт и планов различного масштаба.

а — 1 : 50 000, 1 : 25 000. 1 : 10 000, 1 : 5000, 6— 1: 5000, 1 : 2000.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 12 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.