Тема 6. Горизонтальные углы направления на топографической карте

План:

1. Ориентирование на местности и на карте. Земной магнетизм.

2. Определение дирекционного угла по топографической карте.

3. Азимут истинный, азимут магнитный, румб.

4. Решение задач с горизонтальными углами.

Для осуществления движения по местности на основе топографической карты или плана необходимо уметь ориентироваться, т.е. определять стороны горизонт, а затем необходимо уметь определять горизонтальные углы направления.

Определение сторон горизонта на местности можно осуществить относительно истинного (географического) и относительно магнитного меридианов или относительно местных предметов. Основные стороны горизонта - север, восток, юг и запад, промежуточные – северо-восток, юго-восток, юго-запад и северо-запад. Направление географического меридиана, идущего от северного до южного полюса, показывает полуденная линия. В полдень, когда Солнце находится в южной стороне небосвода, тень от предметов (она при этом самая короткая) падает строго на север. Ночью можно ориентироваться по Полярной звезде, которая находится почти над точкой Северного полюса. Полярная звезда входит в созвездие Малой Медведицы. Найти направление на Север в лесу можно по надписям на квартальных столбах у пересечения просек. Меньшие номера кварталов написаны на северной стороне столба, большие значения – на южной. В городе определить направление север – юг можно по крестам на православных храмах – у нижней косой перекладины поднятый край показывает на север, а опущенный – на юг.

Но надежнее и удобнее в любую погоду ориентироваться по компасу, синяя стрелка которого указывает на север. Определение сторон горизонта относительно магнитного меридиана осуществляется с помощью приборов, имеющих намагниченную стрелку, таких как компас и буссоль. Намагниченная стрелка этих приборов покажет направление магнитного меридиана, соединяющего северный и южный магнитные полюса Земли. Магнитные меридианы – это силовые линии реально существующего магнитного поля Земли.

Магнитный и географический меридианы обычно не совпадают, та как не совпадают магнитный и географический полюса Земли (Рисунок 15).

Рисунок 15. Положение северного географического и магнитного полюсов Земли

На местности обычно определяют направление магнитного меридиана и движутся от точки к точке по магнитным азимутам. На мелкомасштабной карте же ориентируются в основном по направлению истинного (географического) меридиана и вычисляют истинные азимуты. На топографической карте удобнее всего прокладывать маршруты, пользуясь дирекционным углом. Ввиду того, что на топографической карте всего два истинных меридиана, а магнитных нет вовсе, проведение измерения азимутов затруднительно.

Дирекционный угол (Д) – это угол между северным направлением ВЛКС и направлением на предмет, измеряется по часовой стрелке от 0º до 360º. Но измеренные на топографической карте дирекционные углы не могут быть использованы для движения на местности. Зная Д сначала нужно вычислить азимут истинный, а на основе его уже вычислить азимут магнитный (Рисунок 16).

Рисунок 16. Схема для определения горизонтальных углов на карте

Для перевода дирекционного угла в истинный азимут используют угол сближения меридианов (γ) – гамма, это угол между северным направлением истинного меридиана и северным направлением осевого меридиана зоны Гаусса – Крюгера. Если осевой меридиан отклоняется от истинного к востоку, сближение меридианов считается положительным и записывается со знаком «+», если отклоняется к западу, соответственно – отрицательным, записывается со знаком «-».

А ист. – это угол между северным направлением истинного меридиана и направлением на предмет, измеряется по часовой стрелке от 0º до 360º.

А маг. – угол между северным направлением магнитного меридиана и направлением на предмет, измеряется от 0º до 360º по часовой стрелке. Истинный и магнитный меридианы не совпадают, между ними образуется угол магнитного склонения (δ) – сигма. Если магнитный меридиан отклоняется от истинного к востоку, то склонение называют восточным и записывают со знаком «+», если магнитный меридиан отклоняется к западу, склонение называют западным и записывают со знаком «минус» (Рисунок 17).

 Рисунок 17. Магнитное склонение

В морской навигации и метеорологии используются углы, называемые румбами.

  Румб – это острый угол, измеряемый от ближайшего конца меридиана до направления на предмет, как по часовой стрелке, так и против нее в пределах от 0º до 90º.

Рисунок 18. Румбическое кольцо (Роза ветров)

Название румба состоит из буквенного обозначения названия четверти горизонта, в котором находится ориентируемая линия, и числового значения угла. Румбы могут измеряться и от истинного и от магнитного меридианов, т.е. могут быть и истинными и магнитными. (Схема перевода азимутов в румбы и наоборот).

Для контроля точности измерения углов проводят измерение в прямом и обратном направлениях. Углы, измеряемые в начальной точке называются прямыми, а измеряемые в противоположном направлении – обратными.

При определении по карте горизонтальных углов направления необходимо придерживать следующей последовательности действий:

 1.Определить по топографической карте дирекционный угол (Рисунок 19).

 

Рисунок 19. Порядок определения по карте дирекционного угла

2. Выписать из картометрической схемы значения угла сближения меридианов и магнитного склонения.

3. Определить величину азимута истинного по формуле: Аист. = Д±γ.

4. Затем вычислить азимут магнитный по формуле: А маг. = А ист ±δ.

5. Далее вычисляют значения обратных углов: Д, Аист., А маг., которые отличаются от прямых на ±180º. В заключение находят значение румба истинного и румба магнитного (Рисунок 20).

Рисунок 20. Схема обозначения румбов

Горизонтальные углы на карте взаимосвязаны, но их определение при западном или восточном магнитном склонении, как и при положительном и отрицательном угле сближения меридианов имеют разные алгоритмы (Рисунок 21).

Рисунок 21. Углы направления и их взаимосвязь на топографической карте

Тема 7. Географическое содержание топографических карт

План:

1. Изображение рельефа. Определение абсолютных высот точек.

2. Изображение гидрографии, растительности и грунтов.

3. Изображение дорожной сети и средств связи.

4. Изображение населенных пунктов.

5. Значение шрифтов и цвета условных знаков на топографической карте.

Географическое содержание карт передается с помощью типовых условных знаков, которые указывают вид объекта, его качественные и количественные характеристики, отражают форму и размеры. Объекты, занимающие значительные площади (леса, луга и т.п.) изображают масштабными знаками, объекты, приуроченные к точкам (мосты, церкви, дворы и т.п.) – внемасштабными знаками, линейные объекты (реки, дороги и т.п.) – линейными условными знаками.

Наиболее важным элементом содержания топографических карт является рельеф, т.к. он определяет характер местности: направление и скорость течения водотоков, положение озер, болот, оврагов, степень хозяйственной освоенности территории.

Рельеф – это совокупность пространственных форм (неровностей) земной поверхности. Изображение объемных трехмерных форм рельефа на плоской карте весьма трудная задача, т.к. при этом необходимо учитывать следующие требования:

1. метричность, т.е. способ изображения рельефа должен давать возможность проводить измерения абсолютных высот точек, углов наклона, превышений и т.п.:

2. пластичность – изображение форм рельефа на карте должно передавать объем, быть пластичным, наглядным:

3. морфологическое соответствие – на карте должны быть правильно переданы местоположение, размеры и простирание форм рельефа.

Тип рельефа местности определяется по величине абсолютных высот точек, относительным превышениям и крутизне склонов.

Основные типы рельефа

Тип рельефа	Абсолютные высоты, м	Превышения, м	Крутизна склона
1. Равнинный	До 300 м	Не более 25 м	До 1º
2. Холмистый	До 500 м	25 – 200 м	2º - 3º
3. Низкогорный	До 1000 м	200 – 500 м.	5º - 10º
4. Среднегорный	До 2000 м.	500 – 1000 м.	10º - 25º
5. Высокогорный	Более 2000 м.	Более 1000 м	Круче 25º

 

Степень пересеченности рельефа определяется по среднему расстоянию между соседними балками, лощинами или оврагами. Если среднее расстояние между балками меньше 2 км, рельеф считается сильнопересеченным, при расстоянии от 2 до 7 км – среднепересеченный, и при расстоянии более 7 км – слабопересеченный.

Все формы рельефа делятся на две группы: положительные и отрицательные.

Положительные формы рельефа выдаются над окружающей земной поверхностью:

- холм или гора – это локальное куполообразное или конусообразное возвышение с выраженным основанием (подошвой), вершиной и склонами. Искусственный холм называется курган;

- хребет – возвышение, вытянутое в одном направлении. Линия, разделяющая противоположные склоны называется водораздел:

- увал – вытянутый выступающий отрог холма или хребта.

Отрицательные формы рельефа – это углубления на земной поверхности. Различают:

- котловина – замкнутое со всех сторон локальное понижение с четко выраженными бровкой, склонами и дном;

- балка (лощина, овраг) – вытянутое углубление, понижающееся в одном направлении. Линия, к которой направлены скаты балки, называется водосборной или тальвегом;

- седловина – понижение между двумя холмами, похожее на седло. Самая низкая точка седловины называется перевал (Рисунок 22).

Рисунок 22. Типичные формы рельефа

Для топографических карт наиболее важно, чтобы изображение рельефа позволяло проводить измерения высот, амплитуд и углов наклона. Для этой цели более всего подходит способ горизонталей.

Горизонталь – это воображаемая линия на карте, соединяющая точки с одинаковой абсолютной высотой над уровнем Моря. Горизонталь – это проекция сечения земной поверхности горизонтальными плоскостями, равноотстоящими друг от друга по высоте (Рисунок 23).

Рисунок 23. Изображение рельефа способом горизонталей

Расстояние между двумя соседними секущими плоскостями называется высота сечения рельефа, она постоянна для каждого масштаба: для 1: 100 000 – 20 метров, 1: 50 000 – 10 м, 1: 25 000 – 5 м, 1: 10 000 – 2,5 м.

Для удобства работы на карте используют разные виды горизонталей:

Основные – это сплошные тонкие линии коричневого цвета, проведенные в соответствии с высотой сечения рельефа, характерной для этого масштаба.

Утолщенные – это каждая пятая горизонталь (кратная масштабу), которые выглядят как утолщенные линии коричневого цвета. Служат для удобства вычисления абсолютных высот на крутых склонах.

Дополнительные полу-горизонтали и четверть-горизонтали – это тонкие коричневые пунктирные линии, которые проводятся через половину или четверть высоты сечения для того, чтобы показать подробности рельефа, не попавшие в секущие плоскости.

Для показа направления понижения склона используют бергштрихи – короткие черточки, которые от горизонтали направляют вниз по склону. Определить направление падения склона можно и по подписи абсолютной высоты горизонталей – цифры пишутся в разрывах горизонталей «головой» вверх по склону (Рисунок 24).

Рисунок 24. Элементы рельефа

Расстояние между двумя соседними горизонталями на карте называется заложение. Чем меньше заложение, тем круче склон и наоборот. Для определения крутизны склона в градусах пол картографическим изображением помещают график заложений по которому циркулем-измерителем можно определить эту величину.

Абсолютные высоты точек, лежащих на горизонтали равны высоте, указанной на этой горизонтали. Абсолютную высоту точек, расположенных между горизонталями на топографической карте находят методом интерполяции высот соседних горизонталей. (схема)

Превышения точек или амплитуду высот точек, лежащих в разных частях карты, вычисляют по разности их абсолютных высот.

Крутизна скатов определяется углом наклона между направлением ската и горизонтальной плоскостью и выражается в угловых мерах. На крутых участках склонов горизонтали на карте сближены и заложения меньше, чем на пологих склонах. Существует зависимость – чем круче склон, тем меньше заложение. Крутизну склонов определяют с помощью циркуля-измерителя и графика заложений. На горизонтальной оси графика написаны значения углов наклона, а на вертикальных прямых отложены соответствующие этим углам заложения при данной высоте сечения рельефа и масштабе. Концы отрезков соединены плавной кривой, позволяющей определять промежуточные значения углов. Используя шкалу заложений на карте можно прокладывать маршруты с определенной крутизной (Рисунок 25).

Рисунок 25. Определение по карте крутизны склона

Выделение границы бассейна реки или иного водотока является одной из задач гидрологических исследований. Бассейн водотока или озера – это часть земной поверхности, откуда в этот водоем стекают поверхностные воды. Границами бассейна служат водораздельные линии, которые проходят перпендикулярно рисунку горизонталей в точках их перегиба и разграничивают склоны противоположных направлений. Струи воды стекают по линиям наибольшей крутизны. Т.е. по линиям падения ската, перпендикулярным к горизонталям.

Построение профилей по карте необходимо для выполнения разнообразных исследований природных условий территории, для решения хозяйственных задач и т.п. Профиль – это изображение разреза земной поверхности вертикальной плоскостью по заданному направлению. Профиль дает наглядное представление о строении рельефа земной поверхности.