МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО хозяйства
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Алтайский государственный аграрный университет
Факультет природообустройства
Кафедра геодезии и картографии
Методические указания по выполнению контрольной работы № 1
“Топографические карты”
г. Барнаул 2016 г.
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ВВЕДЕНИЕ.......................................................3
Топографические карты...........................................4
Содержание работы................................................4
Общие сведения о топографических картах...........................4
Задание 1.1 Номенклатура и разграфка топографических карт.........5
Пункт 1.1.1 Определение номенклатуры листа карты.................6
Пункт 1.1.2 Определение номенклатуры соседних листов............10
Задание 1.2. Определение прямоугольных и географических
координат точек по карте..............................11
Пункт 1.2.1 Нанесение точки на карту по координатам X и Y........12
Пункт 1.2.2 Определение координат X и Y точки по карте...........13
Пункт 1.2.3 Нанесение точки на карту по географическим
координатам широте φ и долготе λ....................14
Пункт 1.2.4 Определение широты и долготы точки по карте..........15
Задание 1.3 Измерение расстояний на карте.........................15
Пункт 1.3.1 Измерение расстояния с помощью линейного масштаба....15
Пункт 1.3.2 Измерение расстояния с помощью поперечного масштаба..16
Задание 1.4 Измерение ориентирных углов..........................16
Пункт 1.4.1 Измерение дирекционного угла линии..................17
Пункт 1.4.2 Измерение географического (истинного) азимута.........18
Пункт 1.4.3 Вычисление магнитного азимута.......................19
Пункт 1.4.4 Вычисление румбов линии............................20
Задание 1.5 Передача дирекционного угла на последующую линию.....20
Пункт 1.5.1 Вычисление дирекционного угла последующей линии....20
Задание 1.6 Определение отметок точек.............................20
Пункт 1.6.1 Определение отметки точки по карте...................20
Пункт 1.6.2 Вычисление превышения между точками................21
Пункт 1.6.3 Определение наибольшего угла наклона ската по линии...21
Пункт 1.6.4 Определение уклона линии, соединяющей две точки
с известными отметками..............................22
Задание 1.7 Построение профиля линии.............................22
Пункт 1.7.1 Построение профиля линии 1-2........................22
Задание 1.8 Вычисление площади многоугольника...................23
В В Е Д Е Н И Е
Правила оформления заданий:
- все вычисления следует размещать в таблицах или ведомостях,
- написание цифр должно быть аккуратным и четким, исключающим неоднозначное прочтение; желательно использование шрифтов,
- записи однородных чисел следует располагать столбиками разряд под разрядом; количество значащих цифр и десятичных знаков должно соответствовать правилам техники вычислений,
- исходные данные рекомендуется выделять цветом или подчеркиванием,
- записи в таблицах и ведомостях не должны иметь видимых исправлений; неверно написанную цифру нужно аккуратно удалить и на этом месте написать верную цифру,
- в полевых журналах запрещается исправлять первичные отсчёты, а вычисления можно исправлять, аккуратно зачеркивая неверные цифры и надписывая сверху верные,
- все приращения координат, превышения, невязки и поправки следует писать со знаком ("плюс" или "минус").
Номер варианта N определяется десятками d и единицами e индивидуального шифра студента. Например: шифр 99124, d=2, e=4, номер варианта N=24; шифр 00002, d=0, e=2, номер варианта N=2; шифр 00100, d=0, e=0, номер варианта N=100.
Необходимые чертёжные принадлежности: линейка 40 или 50 см, круговой транспортир на прозрачной основе; циркуль-измеритель; твёрдый карандаш; ластик; шариковые (гелиевые) авторучки двух или трёх цветов.
Выполненные контрольные работы следует оформить в виде типовых ведомостей и необходимого графического материала в тетради в клеточку или на отдельных листах формата А4.
Топографические карты
Содержание работы:
1.1 Номенклатура и разграфка топографических карт;
1.2 Определение прямоугольных и географических координат точек;
1.3 Измерение расстояний;
1.4 Измерение ориентирных углов линий;
1.5 Передача дирекционного угла на последующую линию;
1.6 Определение отметок точек;
1.7 Построение профиля линии;
1.8 Вычисление площади многоугольника.
Общие сведения о топографических картах
Картой называется уменьшенное изображение горизонтальной проекции участка местности в принятой картографической проекции. Масштабом карты называется отношение длины отрезка на карте к длине горизонтальной проекции этого же отрезка на местности (в одних и тех же единицах длины). Общегеографические карты масштаба 1: 1 000 000 и крупнее называются топографическими картами.
Основой разграфки и номенклатуры топографических карт является лист карты масштаба 1: 1 000 000. Порядок получения миллионных листов и их номенклатуры понятен из рисунка 1. Ряды миллионных листов, ограниченные параллелями через 40, обозначаются латинскими буквами от A до W. Колонны миллионных листов, ограниченные меридианами через 60, нумеруются порядковыми арабскими числами от 1 до 60 (первая зона Гаусса от 00 до 60 восточной долготы изображается на миллионных листах 31-й колонны). Номенклатура миллионного листа складывается из буквы ряда и номера колонны, написанных через дефис, например, N-47.
На рисунке 2 показана схема получения листов карт стандартного ряда масштабов путём деления одного листа карты исходного масштаба на несколько листов карты более крупного масштаба меридианами и параллелями, проведёнными внутри исходного листа.
Вверху каждого листа карты помещается его номенклатура; если первая буква номенклатуры – русская “У” (учебная карта), то её следует заменить латинской буквой, обозначающей нужный ряд миллионных листов; для этого нужно по широте любой точки карты определить букву ряда с помощью миллионной разграфки на рисунке 1.
Внизу листа карты подписан численный масштаб карты; строчкой ниже приводится его расшифровка (в 1 см 250 метров - для масштаба 1:25 000). Ниже помещается линейный масштаб; ещё ниже – информация о высоте сечения рельефа.
Справа от линейного масштаба располагается график заложений; слева – схема взаимного расположения трёх меридианов – географического (истинного), осевого (параллельно линиям координатной сетки) и магнитного.
Внешняя рамка листа карты – это декоративная рамка (чёрная линия толщиной около 1 мм). Следующая рамка называется минутной рамкой; каждая минута отмечается заливкой или отсутствием заливки линии; минуты можно подписать. Внизу и вверху листа располагаются минутные рамки долготы; слева и справа листа – минутные рамки широты. Между минутной и декоративной рамками могут находиться точки, делящие каждую минуту широты и долготы на шесть частей; одна часть соответствует 10”.
Границами листа карты являются два меридиана – с запада и с востока, - и две параллели – с юга и с севера. Широта граничных параллелей подписана слева и справа от углов листа карты; долгота граничных меридианов подписана снизу и сверху от углов листа.
Внутри листа карты проведены линии координатной сетки X и Y, образующие квадраты размером: 10 х 10 см для листа карты масштаба 1:10 000 (1 км на местности); 4 х 4 см – для масштаба 1:25 000 (1 км на местности); 2 х 2 см – для масштаба 1:50 000 (1 км на местности); 2 х 2 см – для масштаба 1:100 000 (2 км на местности).
Все линии координатной сетки подписаны: слева и справа от каждой линии X=Const четырёхзначными числами подписана координата X в км; снизу и сверху от каждой линии Y=Const четырёх- или пятизначными числами подписана координата Y в км. Каждый квадрат координатной сетки имеет своё обозначение, которое образуется из десятков и единиц километров координат X и Y юго-западного угла квадрата, например 45-78 (рисунок 5).
На некоторых листах карт снаружи декоративной рамки могут находиться выходы координатной сетки соседней зоны Гаусса.
Задание 1.1. Номенклатура и разграфка топографических карт.
Определить номенклатуру листов карт масштабов 1:1 000 000, 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000, на которых находится точка с заданными географическими координатами: широта φ и долгота λ. Нарисовать схему разграфки этих листов. Варианты задания приведены в таблице 1.
Определить номенклатуру и нарисовать схему расположения восьми листов карт масштаба 1:25 000, соседних с листом карты этого масштаба, на котором находится точка с заданными координатами.
Пункт 1.1.1. Определение номенклатуры листа карты.
Решение этой задачи заключается в выборе листа карты нужного масштаба по широте и долготе граничных параллелей и меридианов листа и по заданным координатам точки. Решение оформляется в виде пары рисунков: слева – группа листов, справа – искомый лист.
- По рис. 1 определить номенклатуру листа карты масштаба 1:1 000 000;
- По рис. 2 наметить путь от листа карты масштаба 1:1 000 000 к листу карты масштаба 1:25 000;
Рисунок 1 – Разграфка листов карты масштаба 1:1 000 000
 |
|
N - 44
 |
4 листа 36 листов 144 листа
|  | ||||
| |||||
N – 44 – А, Б, В, Г N – 44 – I, II, …XXXYI N – 44 – 1, 2, …144
 |
4 листа 256 листов
| |||
| |||
N - 44 - 1 - А, Б, В, Г
N - 44 - 1 – (1, 2, ….256)
4 листа 9 листов
| |||
| |||
N - 44 - 1 – А – а, б, в, г
4 листа N - 44 - 1 – (1 – а, б, …. и)
|
N - 44 - 1 – А – а – 1, 2, 3, 4
Рисунок 2 - Сводная схема разграфки и номенклатуры
|
|
|
Рисунок 3 – Пример выполнения пункта 1.1.1 (φ=120 23’ λ=36006’)
- Выполнить разграфку найденного миллионного листа карты на листы карты масштаба 1:100 000 и определить номенклатуру листа карты масштаба 1:100 000;
- Выполнить разграфку найденного листа карты масштаба 1:100 000 на листы масштаба 1:50 000 и определить номенклатуру листа карты масштаба 1:50 000:
- Выполнить разграфку найденного листа карты масштаба 1:50 000 на листы масштаба 1:25 000 и определить номенклатуру листа карты масштаба 1:25 000.
Пример выполнения пункта 1.1.1 приведён на рисунке 3.
Пункт 1.1.2 Определение номенклатуры соседних листов.
- Нарисовать 9 прилегающих один к другому прямоугольников;
- В центральном прямоугольнике написать номенклатуру листа карты масштаба 1:25 000, найденного при выполнении пункта 1.1.1;
- В соответствии с разграфкой листа карты масштаба 1:50 000 в трёх соседних прямоугольниках написать номенклатуру ещё трёх листов карты масштаба 1:25 000 (на рисунке 3 – это соседние листы: с севера (а), с востока (г), с северо-востока (б);
- В соответствии с разграфкой листа 1:50 000 определить последнюю букву номенклатуры остальных пяти соседних листов (на рисунке 4 – это буквы: а – с юга, б – с юго-востока, г – с запада, б – с северо-запада, б – с юго-запада;
- В соответствии с раграфкой листа карты масштаба 1:100 000 определить вторую с конца букву номенклатуры пяти соседних листов, (Г – с запада и с северо-запада, Б – с юго-запада, А – с юга и с юго-востока);
- Аналогично определяются остальные элементы номенклатуры пяти соседних листов (номер стотысячных листов, номер колонны и буква ряда миллионных листов).
Пример выполнения пункта 1.1.2 показан на рисунке 4.
Рисунок 4 – Пример выполнения пункта 1.1.2
Задание 1.2. Определение прямоугольных и географических координат точек по карте.
Нанести на карту две точки (номера 1 и 2) по их прямоугольным координатам X и Y и две точки (номера 3 и 4) – по их географическим координатам φ и λ. Значения координат по вариантам приведены: для карт масштаба 1:25 000 – в таблице 2 и 3.
Определить φ и λ точек 1 и 2 и X и Y точек 3 и 4.
Пункт 1.2.1. Нанесение точки на карту по координатам X и Y.
- Определить квадрат координатной сетки, внутри которого находится точка; для этого нужно взять десятки и единицы километров координаты Χ и через тире приписать к ним десятки и единицы координаты Y; все построения точки следует выполнять внутри найденного квадрата;
- С помощью линейного масштаба установить на циркуле-измерителе расстояние ΔX, равное сотням, десяткам и единицам метров координаты X, и отложить его от основания квадрата вверх на обоих сторонах квадрата; соединить полученные точки тонкой линией карандашом;
- С помощью линейного масштаба установить на циркуле-измерителе расстояние ΔY, равное сотням, десяткам и единицам метров координаты Y, и отложить его от западной стороны квадрата вправо на обоих основаниях квадрата; соединить полученные точки тонкой линией карандашом;
- Обвести точку пересечения линий окружностью диаметром 2 – 3 мм и подписать название (номер) точки.
Примечание: Если длина отрезков ΔX или ΔY на карте меньше 4 мм, то удобнее откладывать их дополнения до 1000 м от противоположной стороны квадрата.
Пример выполнения этого пункта приведён на рисунке 5.
 |
Рисунок 5 – Нанесение точки с координатами: X=6045380 м; Y=4378760 м;
(квадрат 45 – 78; ΔX = 380 м; ΔY = 760 м).
Таблица 2 - Варианты задания 1.2 (для карт масштаба 1:25 000).
| Номенклатура листа карты | К О Р Д И Н А Т ЫТ О Ч Е К 1 И 3 | |||
| Координаты точки 1 | Координаты точки 3 | |||
| X (м) | Y (м) | широта φ | долгота λ | |
| Снов У-34-37-В-в | 6066000- - 100 d | 4312000 + + 200 .e | 540 40’ 30”- - 2”. d | 180 06’50” + + 2”. e |
Координаты точек 2 и 4 вычисляются по формулам
Точка 2
X2 = X1 + 300 м – 25 м . e
Y2 = Y1 +825 м -50 м . e
Точка 4
φ4 = φ3 - 1" . e
λ4 = λ3 - 40"- 2" . e
Пункт 1.2.2 Определение координат X и Y точки по карте.
- Записать координату X (в км) юго-западного угла квадрата, в котором располагается точка;
- С помощью циркуля-измерителя и линейного масштаба измерить расстояние ΔX в метрах (сотни, десятки и единицы) от точки до основания квадрата и приписать его к записанной координате;
- Записать координату Y (в км) юго-западного угла квадрата, в котором располагается точка;
- С помощью циркуля-измерителя и линейного масштаба измерить расстояние ΔY в метрах (сотни, десятки и единицы) от точки до западной стороны квадрата и приписать его к записанной координате;
Пример выполнения пункта 1.2.2 приведён на рисунке 6.
Примечание: Если длина отрезков ΔX или ΔY на карте меньше 4 мм, то удобнее измерять их дополнения до 1000 м от противоположной стороны квадрата и вычитать их.
 |
Рисунок 6 – Определение прямоугольных координат X и Y по карте
(X =6045 км + 470 м = 6045470 м; Y=4378 км + 720 м = 4378720 м).
Пункт 1.2.3. Нанесение точки на карту по географическим координатам широте φ и долготе λ.
- Отложить на западной и восточной минутных рамках значение широты точки с точностью до секунды;
- Соединить полученные точки тонкой прямой линией (через всю карту) – это будет параллель точки;
- Отложить на южной и северной минутных рамках значение долготы точки с точностью до секунды;
- Соединить полученные точки тонкой прямой линией (через всю карту) – это будет меридиан точки;
- Обвести точку пересечения параллели и меридиана точки окружностью диаметром 2 – 3 мм и подписать название (номер) точки.
Пример выполнения пункта 1.2.3 приведён на рисунке 7.
 |
Рисунок 7 – Нанесение на карту точки 4 по её широте (φ= 540 41’ 48”)
и долготе (λ= 180 08’ 24”);
Определение широты и долготы точки 1 (φ= 540 41’ 24”;
λ= 180 09’ 18”);.
Пункт 1.2.4. Определение широты и долготы точки по карте.
- Используя минутные рамки широты, провести две параллели через 10” так, чтобы точка оказалась между ними;
- Отсчитать широту точки с точностью до секунд (секунды определяются на глаз);
- Используя минутные рамки долготы, провести два меридиана через 10” так, чтобы точка оказалась между ними;
- Отсчитать долготу точки с точностью до секунд (секунды определяются на глаз.
Пример выполнения пункта 1.2.4 приведён на рисунке 7.
Пример выполнения задания 1.2 приведён в таблице 3.
Таблица 3 – Пример выполнения задания 1.2
Масштаб карты 1:50 000
| Номер Точки | Прямоугольные координаты | Географические координаты | ||
| X (м) | Y (м) | широта φ | долгота λ | |
| 6 644 000 | 7 363 000 | 590 53’ 09” | 360 33’ 11” | |
| 6 643 200 | 7 367 600 | 590 52’ 49” | 360 38’ 08” | |
| 6 639 870 | 7 366 430 | 590 51’ 00” | 360 37’ 00” | |
| 6 639 400 | 7 362 460 | 590 50’ 40” | 360 32’ 50” |