Номенклатура карты масштаба 1 1000000. Топографические карты. Разграфка и номенклатура. Инварианты напряженного и деформированного состояний грунтовой среды

Раздел 1. Топографические и специальные карты

§ 1.1.1. Некоторые сведения о движении небесных тел

Согласно современным научным представлениям Вселенная, т.е. весь окружающий мир, состоит из миллиардов галактик. В свою очередь, каждая галактика является гигантской гравитационно-связанной системой из звёзд и звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, а также тёмной материи. Наша Солнечная система входит в состав так называемого Млечного Пути - большой спиральной галактики, содержащей примерно 100 миллиардов звёзд.

Солнечная система является планетной системой, включающей в себя центральную звезду - Солнце - и все естественные космические объекты, обращающиеся вокруг него. Солнце является типичной звездой, относится к классу желтых карликов и состоит, в основном, из водорода и гелия. Средний диаметр Солнца составляет 1,4 миллиона километров (или 109 диаметров Земли), средняя масса – 2x10 30 кг (или 333 000 масс Земли), температура на поверхности – около 6000 градусов С. Интересный факт: каждую секунду на Солнце сгорает около 700 миллиардов тонн водорода, однако, несмотря на такие огромные потери вещества, энергии звезды хватит еще на 5 миллиардов лет (примерно столько же лет Солнцу от рождения).

В составе Солнечной системы 8 планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун), они имеют круговые орбиты, располагающиеся в пределах почти плоского диска - плоскости эклиптики. Четыре внутренние планеты (или планеты земной группы): Меркурий, Венера, Земля и Марс, состоят в основном из силикатов и металлов. Четыре внешние планеты (или газовые гиганты): Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, в значительной степени состоят из водорода и гелия и намного массивнее, чем планеты земной группы. Помимо указанных планет в Солнечной системе существуют еще и карликовые планеты - Плутон, Эрис, Церера, Макемаке и Хаумеа. Шесть планет из восьми и три карликовые планеты окружены естественными спутниками.

Земля - третья от Солнца планета Солнечной системы, крупнейшая по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы. Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 150 миллионов километров - свет проходит его за 8 минут (для сравнения - следующая ближайшая к Земле звезда Проксима Центавра находится на расстоянии четырех световых лет).

Земля образовалась из Солнечной туманности около 4,5 миллиардов лет назад. Масса Земли составляет около 6?10 24 кг, средний радиус - 6 371 км. Жизнь появилась на Земле около 3,5 миллиардов лет назад. С тех пор биосфера планеты значительно изменила атмосферу и прочие абиотические факторы, обусловив количественный рост аэробных организмов, а так же формирование озонового слоя, который вместе с магнитным полем Земли ослабляет вредную солнечную радиацию, тем самым сохраняя условия для жизни.

Кора Земли разделена на несколько сегментов (или тектонических плит), которые постепенно мигрируют по поверхности за периоды во много миллионов лет. Приблизительно 71% поверхности планеты занимает Мировой океан, остальную часть занимают континенты и острова. Внутренние области Земли достаточно активны и состоят из мантии (толстого, относительно твёрдого слоя вещества), которая покрывает жидкое внешнее ядро (источник магнитного поля Земли) и внутреннее твёрдое железное ядро.

Земля обращается вокруг Солнца и делает вокруг него полный оборот примерно за 365,26 солнечных суток. Ось вращения Земли наклонена на 23,4° относительно перпендикуляра к её орбитальной плоскости, это вызывает сезонные изменения на поверхности планеты с периодом в один тропический год (365,24 солнечных суток).

У Земли существует единственный естественный спутник - Луна - масса которой составляет примерно 7X10 22 кг, а средний радиус – 1 737 км. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны – 390 000 км. Луна - второй по яркости объект на земном небосводе Земли после Солнца.

Изучение образцов грунта Луны привело к созданию теории Гигантского столкновения: 4,36 миллиарда лет назад протопланета Земля (Гея) столкнулась с протопланетой Тейя. Удар пришёлся под углом, почти по касательной, в результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту и, объединившись, образовали прото-Луну. Земля, в результате удара, получила резкий прирост скорости вращения и заметный наклон оси вращения. Реальная траектория движения Луны в пространстве достаточно сложна и определяется множеством факторов: сплюснутостью Земли, влиянием Солнца, которое притягивает Луну в 2,2 раза сильнее, чем Земля и т.д. Однако в первом приближении можно считать, что относительно Земли Луна двигается по эллиптической орбите. Следует отметить, что гравитационное взаимодействие Луны и Земли является причиной приливов, которые, в свою очередь, оказывают влияние на скорость собственного вращения Земли.

Между вращением Луны вокруг собственной оси и ее обращением вокруг Земли существует различие: вокруг Земли Луна обращается с переменной угловой скоростью, а вокруг собственной оси - равномерно. Интересный факт: хотя Луна и вращается вокруг своей оси, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной, то есть вращение Луны вокруг Земли и вокруг собственной оси синхронизировано. Совокупность этих факторов позволяет наблюдать с Земли только около 59% лунной поверхности.

Угол между Землей, Луной и Солнцем постоянно меняется вследствие сложного взаимного движения. Поскольку Луна не светится сама, а лишь отражает солнечный свет (полная Луна отражает всего 7% падающего на нее солнечного света), то с Земли видна только освещённая Солнцем часть лунной поверхности, площадь которой постоянно меняется – это явление лежит в основе цикла лунных фаз. Освещенная сторона Луны всегда указывает в сторону Солнца, даже если оно скрыто за горизонтом. Период времени между последовательными новолуниями составляет около 29,5 дней.

Для решения астрометрических задач было введено понятие небесной сферы, т.е. воображаемой сферы произвольного радиуса, на которую проецируются небесные тела. За центр небесной сферы принимается глаз наблюдателя, при этом наблюдатель может находиться как на поверхности Земли, так и в других точках пространства, например, он может быть отнесен к центру Земли. Каждому небесному светилу соответствует точка небесной сферы, в которой ее пересекает прямая, соединяющая центр сферы с центром светила. Для наземного наблюдателя вращение небесной сферы воспроизводит суточное движение светил на небе. Участки, на которые разделена небесная сфера для удобства ориентирования на звездном небе, называются созвездиями.

В течение мировой истории наблюдатели выделяли различное число созвездий. До XIX века под созвездиями понимались не замкнутые области неба, а группы звезд, которые нередко перекрывались. При этом получалось, что некоторые звезды принадлежали сразу двум созвездиям, а некоторые бедные звездами области неба не относились к какому-либо созвездию вовсе. В начале XIX века между созвездиями были проведены границы, ликвидировавшие «пустоты» между созвездиями, однако их четкого определения по-прежнему не было, и разные астрономы определяли их по-своему. В 1922 году решением Международного астрономического союза был окончательно утвержден список из 88 созвездий, на которые было поделено звездное небо, а в 1928 году были приняты четкие и однозначные границы между этими созвездиями. В течение пяти лет в границы созвездий вносились уточнения и, наконец, в 1935 году границы были окончательно утверждены и больше изменяться не будут.

Из 88 созвездий только 47 являются древними, известными западной цивилизации уже несколько тысячелетий. Они основаны в основном на мифологии Древней Греции и охватывают область неба, доступную наблюдениям с юга Европы. Остальные современные созвездия были введены в XVII-XVIII веках в результате изучения южного неба в эпоху великих географических открытий и заполнения «пустых мест» на северном небе. Названия этих созвездий, как правило, не имеют мифологических корней. 12 созвездий традиционно называют зодиакальными - это те, через которые проходит Солнце (исключая созвездие Змееносца).

К вопросу о происхождении названия нашей галактики: поскольку Солнечная система находятся внутри галактического диска, наполненного поглощающей свет пылью, то Млечный Путь на ночном небосклоне выглядит как клочковатая, напоминающая сгустки молока, полоса звезд. В северном полушарии Млечный Путь пересекает созвездия Орла, Стрелы, Лисички, Лебедя, Цефея, Кассиопеи, Персея, Возничего, Тельца и Близнецов, а в южном - Единорога, Кормы, Парусов, Южного Креста, Циркуля, Южного Треугольника, Скорпиона и Стрельца (в Стрельце находится галактический центр).

Важным объектом небесной сферы северного полушария является Полярная звезда (альфа Малой Медведицы, или Киносура), располагающаяся на расстоянии около 430 световых лет от Земли. В настоящую эпоху Полярная звезда находится менее чем в 1° от Северного полюса мира, и поэтому почти неподвижна при суточном вращении звездного неба (полюс мира - точка на небесной сфере, вокруг которой происходит видимое суточное движение звезд из-за вращения Земли вокруг своей оси). Полярная звезда вследствие ее расположения на небосклоне очень удобна для ориентирования - направление на нее практически совпадает с направлением на север, а ее высота над горизонтом равна географической широте места наблюдения. В южном полушарии подобной яркой полярной звезды нет.

В астрономии широко используется термин «прецессия», обозначающий явление, при котором момент импульса тела меняет свое направление в пространстве под действием момента внешней силы. Подобное движение совершает ось вращения Земли, причем полный цикл земной прецессии составляет около 26 000 лет. Из-за прецессии земной оси положение Северного полюса мира постепенно меняется. Поэтому в разное время ближайшими к полюсу мира становятся разные звезды. Так, 5 000 лет назад такой звездой была альфа Дракона, в начале нашей эры ярких звезд у полюса мира вообще не было. Через 2 000 лет ближайшей к полюсу Мира станет гамма Цефея, а через 12 000 лет - Вега (альфа Лиры). Что касается Полярной звезды, то ближе всего она подойдет к полюсу мира около 2100 года - на расстояние приблизительно 30". Интересный факт: предположительно, именно с прецессией связано периодическое изменение климата Земли.

§ 1.1.2. Земной эллипсоид, основные точки и линии на нем

В топографии под формой планеты Земля подразумевается не физическая ее поверхность со всеми неровностями - низменностями, горами и т.д., а некая воображаемая поверхность океанов и открытых морей, мысленно продолженная под всеми материками. Эта воображаемая поверхность среднего уровня океана, как бы покрывающая всю планету, называется уровенной поверхностью , а фигура Земли, ограниченная этой поверхностью, - геоидом (от древнегреческого слова «Гея», что значит Земля).

По своей форме геоид хотя и является неправильной геометрической фигурой, однако весьма мало отличается от эллипсоида вращения – правильного геометрического тела, образуемого вращением эллипса вокруг его малой оси. Единых, общепринятых во всех странах размеров земного эллипсоида до настоящего времени не установлено. В РФ и в ряде других стран ближнего и дальнего зарубежья за основу при создании топографических карт принят эллипсоид Красовского (Ф.Н.Красовский – выдающийся русский ученый-геодезист, под руководством которого были получены данные о размерах земного эллипсоида).

Концы земной оси, вокруг которой происходит суточное вращение Земли, называют северным и южным географическими полюсами . Плоскость, перпендикулярная к оси вращения нашей планеты, проходящая через ее центр, называетсяплоскостью земного экватора . Эта плоскость пересекает земную поверхность по окружности, называемой экватором . Плоскость экватора делит Землю на северное и южное полушария . Линии пересечения земной поверхности плоскостями, параллельными плоскости экватора, называются параллелями , а линии пересечения поверхности Земли вертикальными плоскостями, проходящими через земную ось – меридианами (рис.1.1).

Сетка, образованная пересекающимися меридианами и параллелями, называется географической (картографической, градусной) сеткой .

§ 1.1.3. Понятие географических координат

Для того чтобы однозначно определять положение любой произвольной точки на земном эллипсоиде были введены так называемые географические координаты.

Географические координаты (широта и долгота) - угловые величины, определяющие положение объек­тов на земной поверхности и на карте. Их подразде­ляют на астрономические, полученные из астрономиче­ских наблюдений, и геодезические, полученные из гео­дезических измерений на земной поверхности (геодезия - наука, исследующая размеры и форму Земли, а также её гравитационное поле).

На топографических картах применяются геодези­ческие координаты. На практике при работе с картами их обычно называют географическими. Географические координаты какой-либо точки М - это ее широта В и долгота L (рис.1.2).

Широта (В ) точки - угол, составленный плоскостью экватора и нормалью к поверхности земного эллипсоида, проходящей через данную точку. Счет широт ведется по дуге меридиана от экватора к полюсам от 0 до 90°; в северном полушарии широты называют север­ными (положительными), в южном - южными (отрица­тельными).

Долгота (L ) точки - двугранный угол между плоскостью начального (Гринвичского) меридиана и плоскостью меридиана данной точки. Счет долготы ведется по дуге экватора или параллели в обе стороны от на­чального меридиана, от 0 до 180°. Долготу точек, расположенных к востоку от Гринвича до 180°, называют восточной (положительной), к западу - западной (отрицательной).

Интересный факт: Гринвичский меридиан или Главный меридиан нулевой долготы - это воображаемая линия, условно соединяющая северный и южный полюса земного шара. Она была проведена через двор Гринвичской Королевской Обсерватории и территорию прилегающего к ней парка, и условно разделяет земной шар на восточное и западное полушарие. Решение о нулевом меридиане в качестве начала отсчёта географических долгот было принято в 1983 году на Вашингтонском Международном Географическом Конгрессе. В 1884 году этот меридиан был помечен на территории внутреннего двора металлической пластиной. Желающие всегда могут постоять на этой пластине, либо поставить ступни обеих ног по обе стороны от неё, как бы воображая в тот момент, что «оседлали» обе половины земного шара. В 1884 году было установлено и время по Гринвичу - стандартное английское время, применяемое в астрономии как всемирное или мировое время.

§ 1.1.4. Картографические проекции и геодезическая основа карт

Из курса стереометрии (раздел геометрии, в котором изучаются фигуры в пространстве) известно, что сферические поверхности не развертываются на плоскости без складок и разрывов, соответственно на двухмерной карте земного эллипсоида неизбежны искажения реальных длин, углов, площадей и форм. Поэтому при создании топографических карт применяются различные картографические проекции (равноугольные, равновеликие, конические, цилиндрические и т.д.), минимизирующие искажения очертаний и размеров изображаемых на ней объектов.

Рис. 1.3 6-градусная зона проекции Гаусса, развернутая в плоский лист

Картографическая проекция – это математический способ построения на плоскости картографической сетки, на основе которой на карте изображается поверхность земного шара.

В России, а также во многих иностранных государствах для топографических карт применяется равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция Гаусса.

Сущность поперечно-цилиндрической проекции Гаусса состоит в том, что эллипсоид Красовского изображается не сразу, а отдельными полосами – зонами - шириной в 6° по долготе, вытянутым от Северного полюса до Южного полюса (рис.1.3).

Каждая зона, а их всего 60 (360°/6°=60), проектируется на внутреннюю бо­ковую поверхность воображаемого цилиндра, который касается эллипсоида по среднему меридиану зоны. «Поворачивая» эллипсоид Красовского вокруг оси, шестиградусные зоны проектируют последовательно одну за другой, за­тем поверхность цилиндра развертывают в плоскость.

В итоге этих преобразований спроектированные зоны изобразятся на плоскости одна рядом с другой. Между собой они будут соприкасаться лишь в одной точке - на экваторе (рис.1.4).

Рис. 1.4 Принцип создания топографической карты

Границами зон служат меридианы с долготой, кратной 6-и. Счет зон ведется от Гринвичского меридиана на восток и от экватора – на север или юг. В пределах зоны наносится километровая сетка, где вертикальные линии параллельны меридианам, а горизонтальные - параллелям.

Геодезическую основу топографических карт составляют пункты государственной геодезической сети. Они представляют собой надежно закрепленные и обозначенные на местности специальными сооружениями точки земной поверхности, координаты и высоты которых определены из геодезических измерений, отнесенных к поверхности земного эллипсоида. Сооружениями на геодезических пунктах являются деревянные или металлические вышки (сигналы, пирамиды); под ними заложены бетонные монолиты с обозначенной точкой, к которой относятся координаты и высота пункта. В СССР высоты определяли от нуля Кронштадтского футштока, отнесенного к среднему уровню Балтийского моря (Балтийская система высот).

Геодезическая сеть - система геодезических пунктов на земной поверхности, взаимное положение которых определено в единой системе координат. Геодезические сети подразделяют на государственные и специальные. Государственные геодезические сети служат плановой и высотной основой для топографических съемок и составления карт, развития специальных геодезических сетей, а также для решения военных и инженерных задач, требующих точных измерений на местности. Специальные геодезические сети создаются на основе государственной геодезической сети. Они используются войсками для топогеодезической привязки элементов боевого порядка и определения положения целей.

Геодезическая сеть , картографическая проекция и масштаб составляют математическую основу карты.

§ 1.1.5. Классификация и назначение топографических карт

Географическая карта – это уменьшенное обобщенное изображение земной поверхности на плоскости, построенное в определенной картографической проекции.

По своему содержанию географические карты делятся на общегеографические и специальные (тематические). На общегеографических картах изображаются с полнотой, зависящей от масштаба карты, все основные элементы местности без особого выделения каких-либо из них. На тематических картах с большей детальностью отображаются некоторые элементы местности или наносятся специальные данные, не показанные на общегеографических картах. К специальным (тематическим) картам относятся исторические, экономические, геологические, дорожные и другие.

Топографические карты – это общегеографические карты масштабов 1:1000000 и крупнее, подробно изображающие местность.

Топографические карты служат основным источником информации о местности и используются для ее изучения, определения расстояний и площадей, дирекционных углов, координат различных объектов и решения других измерительных задач. Они широко применяются при управлении войсками, а также в качестве основы для боевых графических документов и специальных карт. Топографические карты - преимущественно карты масштабов 1:100000 и 1:200000 - служат основным средством ориентирования на марше и в бою.

Используемые в войсках топографические карты подразделяются на крупномасштабные (1:25000, 1:50000), среднемасштабные (1:100000, 1:200000) и мелкомасштабные (1:500000, 1:1000000):

• карта масштаба 1:25000 предназначается для детального изучения отдельных участков местности (при форсировании водных преград, десантировании и в других случаях), выполнения точных измерений, а также для расчетов при строительстве военно-инженерных сооружений и военных объектов;
• карты масштаба 1:50000 и 1:100000 предназначаются для детального изучения местности и оценки ее тактических свойств при планировании и подготовке боевых действий, управления войсками в бою, целеуказания и ориентирования на поле боя, определения координат огневых (стартовых) позиций, средств разведки, целей и выполнения необходимых измерений и расчетов;
• карта масштаба 1:200000 предназначается для изучения и оценки местности при планировании и подготовке боевых действий всех родов войск, управления войсками в операции (бою), планирования передвижения войск и ориентирования на местности при совершении марша;
• карты масштаба 1:500000 и 1:1000000 для изучения и оценки общего характера местности при подготовке и ведении операций, а также используются авиацией в качестве полетных карт.

§ 1.1.6. Условные знаки и оформление карт

Условные знаки – графические, буквенные и цифровые обозначения, с помощью которых на карте показывают местоположение объектов местности и передают их качественные и количественные характеристики.

Условные знаки бывают масштабными (контурными), внемасштабными и пояснительными.

Масштабные (контурные) знаки применяются для изображения объектов, площадь которых может быть выражена в масштабе карты. Масштабный знак состоит из контура (внешнего очертания объекта, изображаемого сплошной линией или точечным пунктиром), внутри которого значками или цветом обозначается характер объекта. Положение линейных объектов (дорог, линий электропередачи, границ и т.п.) изображается на карте точно, но ширина некоторых объектов значительно увеличивается. Например, условный знак шоссе на карте масштаба 1:100000 увеличивает его ширину в 5-7 раз.

Рис. 1.5
Положение главных точек внемасштабных условных знаков:

а – геометрический центр фигуры;

б – середина основания знака;

в – вершина прямого угла у основания знака;

г – геометрический центр нижней фигуры

Внемасштабные знаки используются при изображении объектов, плановое очертание которых не может быть выражено в масштабе карты. Местоположение таких объектов определяется главной точкой условного знака (рис.1.5). Главными точками могут быть: геометрический центр фигуры; середина основания знака; вершина прямого угла у основания знака; геометрический центр нижней фигуры.

Пояснительные знаки применяются для дополнительной характеристики объектов местности и представляют собой графические значки, буквенные обозначения и сокращенные пояснительные подписи.

Следует помнить, что:

• подписи названий объектов местности дают разными шрифтами, по размеру и начертанию которых определяется характер объекта - тип населенного пункта, транспортное значение реки и т.п.;
• леса, сады, кустарниковые плантации и заросли показываются зеленым цветом;
• объекты гидрографии, а также болота, солончаки, ледники – сине-белым цветом;
• элементы рельефа и некоторые разновидности грунта - пески, каменистые поверхности, галечники – оттенками коричневого цвета;
• автострады и шоссейные дороги, кварталы населенных пунктов на картах масштабом 1:25000 и 1:50000 с преобладанием огнестойких строений, а на картах масштабов 1:100000 и 1:200000 с населением 50 тысяч жителей и более – оранжевым цветом;
• улучшенные грунтовые дороги и кварталы населенных пунктов с преобладанием неогнестойких строений – желтым (при сокращенной красочности – светло-оранжевым цветом);
• остальные элементы содержания карт печатаются черной краской.

Условные знаки и перечень условных сокращений, применяемых на топографических картах, приведены в приложениях настоящего пособия.

Рамки листов карт . Топографические карты издаются отдельными листами, ограниченными рамками. Сторонами внутренних рамок служат линии параллелей и меридианов, которые делятся на отрезки, равные в градусной мере 1" на картах масштабов 1:25000-1:200000 и 5" на картах масштабов 1:500000 и 1:1000000. Отрезки через один залиты черной краской или заштрихованы. Каждый минутный отрезок на картах масштабов 1:25000-1:100000 делится точками на шесть частей по 10". Напомним, что основной единицей градусной меры измерения углов является градус, причем 1° = 60" (минут ); 1"=60" (секунд ).

Минутные отрезки по северной и южной сторонам рамки листов карты масштаба 1:100000, расположенных в пределах широт 60-76°, делятся на три части по 20", а расположенных севернее параллели 76° - на две части по 30".

Зарамочное оформление топографической карты содержит справочные сведения о данном листе карты; сведения, дополняющие характеристику местности; данные, облегчающие работу с картой. Расположение элементов зарамочного оформления карт масштабов 1:25000-1:500000 показано на рис.1.6. Кроме того, на карте масштаба 1:200000 справа и слева от надписи масштаба даются условные знаки, характеризующие проходимость местности, а на обороте листа печатаются схема грунтов и справка о местности; на карте масштаба 1:500000 справа от надписи масштаба размещаются схема расположения прилегающих листов и схема административного деления, а слева - основные условные знаки. За восточной стороной рамки листа могут быть помещены дополнительные сведения (о геодезической основе, проходимости местности и т.д.), а также ус­ловные знаки, не предусмотренные таблицами.

Расположение элементов зарамочного оформления карт

масштабов 1:25000-1:500000:

1 - система координат;

2 - название республики и области, территория которых изображена на данном листе карты;

3 - наименование ведомства, подготовившего и издавшего карту;

4 - название наиболее значительного населенного пункта;

5 - гриф карты;

6 - номенклатура листа карты (цифровая и буквенно-цифровая);

7 - год издания карты;

8 - год съемки или составления и исходные материалы, по которым составлена карта;

9 - исполнители;

10 - шкала заложений;

11 - численный масштаб;

12 - величина масштаба;

13 - линейный масштаб;

14 - высота сечения;

15 - система высот;

16 - схема взаимно­го расположения вертикальной линии координатной сетки, истинного и магнитного меридианов; величины магнитного склонения, сближения меридианов и поправки направления;

17 - данные о магнитном склонении, сближении меридианов и годовом изменений магнитного склонения

§ 1.1.7. Разграфка и номенклатура топографических карт

Разграфка карт - топографические карты делятся на отдельные листы линиями географических меридианов и параллелей. На районы севернее параллели 60° топографические карты всех масштабов издаются сдвоенными по долготе листами, а севернее параллели 76° - счетверенными, за исключением карты масштаба 1:200000, которая издается строенными листами.

Номенклатура карт - система обозначения (нумерации) отдельных листов. Например, в основу номенклатуры топографических карт СССР была положена карта масштаба 1:1000000.

Номенклатура карты масштаба 1:1000000 (рис.1.7). Вся поверхность Земли делится параллелями через 4° на ряды, а меридианами - через 6° на колонны. Стороны образовавшихся трапеций служат границами листов карты масштаба l:1000000. Ряды обозначаются прописными латинскими буквами от А до V, начиная от экватора к обоим полюсам, а колонны - арабскими цифрами, начиная от меридиана 180° с запада на восток. Номенклатура листа карты состоит из буквы ряда и номера колонны. Например, лист с г.Москва обозначается N-37.

Рис. 1.7 Разграфка и номенклатура листов карты масштаба 1:1000000

Лист карты масштаба 1:500000 является четвертой частью листа карты 1:1000000 и обозначается номенклатурой листа миллионной карты с добавлением одной из прописных букв А, Б, В, Г русского алфавитa, обозначающих соответствующую четверть (рис.1.8). Например, лист карты масштаба 1:500000 с г.Ря­зань имеет номенклатуру N-37-Б.

Рис. 1.8 Разграфка и номенклатуры листов карт масштабов 1:500000 и 1:200000

Лист карты масштаба 1:200000 образуется деле­нием миллионного листа на 36 частей (рис.1.8); номен­клатура его состоит из обозначения листа карты мас­штаба 1:1000000 с добавлением одной из римских цифр I, II, III, IV, ..., XXXVI. Например, лист с г.Ря­зань имеет номенклатуру N-37-XVI.

Лист карты масштаба 1:100000 получается деле­нием листа миллионной карты на 144 части (рис.1.9); номенклатура его состоит из обозначения листа карты 1:1000000 с добавлением одного из чисел 1, 2, 3, 4, .... 143, 144. Например, номенклатура листа стотысячной карты с г.Рязань будет N-37-56.

Рис. 1.9 Разграфка и номенклатуры листов карты масштаба 1:100000

Лист карты масштаба 1:50000 образуется делением листа карты масштаба 1:100000 на четыре части (рис.1.10); его номенклатура состоит из номенклатуры стотысячной карты и одной из заглавных букв А , Б , В , Г русского алфавита, например N-37-56-A.

Разграфка и номенклатуры листов карт масштабов 1:50000 и 1:25000

Лист карты масштаба 1:25000 получается деле­нием листа карты масштаба 1:50000 на четыре части; номенклатура его образуется из номенклатуры пяти­десятитысячной карты с добавлением одной из строч­ных букв а , б , в , г русского алфавита, например N-37-56-А-б.

К номенклатуре карт на южное полушарие добав­ляют в скобках буквы Ю.П., например А-32-Б (Ю.П.). Номенклатура сдвоенных листов миллионной карты состоит из прописной латинской буквы, обозна­чающей ряд, нечетной и последующей четной цифр, обозначающих две соответствующие колонны. Напри­мер, лист карты масштаба 1:1000000 на район г.Мурманск имеет номенклатуру R-35, 36.

Номенклатура сдвоенных листов карт других мас­штабов образуется аналогично: к номенклатуре за­падного листа приписывается буква или номер восточ­ного листа, например R-35-25,26.

Номенклатура строенных и счетверенных листов карт образуется так же, как и сдвоенных, только к но­менклатуре западного листа приписываются номера или буквы последующих двух или трех листов.

§ 1.1.8. Подготовка карты к работе

Подготовка карты к работе включает ознакомление с картой (оценку карты), ее склеивание, складывание и подъем.

Ознакомление с картой заключается в уяснении ее основных характеристик: масштаба, высоты сечения рельефа, года съемки (составления), номера и года издания, поправки, направления.

По численному масштабу, подписанному внизу листа карты, уясняют его величину (сколько метров или километров на местности соответствует 1 сантиметру на карте) и размер стороны квадрата координатной сетки в километрах. Кроме того, уясняют точность, полноту и детальность карты.

По высоте сечения рельефа, помещенной под чис­ленным масштабом карты, уясняют полноту и деталь­ность изображения рельефа, а также значение крутиз­ны ската, соответствующее расстоянию между горизон­талями 1 мм.

Год съемки или составления карты по исходным ма­териалам, указанный в юго-восточном углу листа, по­зволяет уяснить новизну карты и возможные измене­ния местности. Год издания карты указан в северо-восточном углу (на картах издания до 1973 г. - под номенклатурой листа).

Поправку направления берут из текстовой справки или схемы, помещаемой в юго-западном углу листа. Поправку направления уясняют, если предстоит ра­бота с картой на местности или движение по азимутам.

Склеивание карты (рис.1.11). Перед склеиванием листы карты раскладывают по номенклатурам. Для ускорения раскладки большого количества листов реко­мендуется составить схему их расположения или вос­пользоваться сборной таблицей, очертив на ней склеи­ваемые листы. После этого приступают к обрезке краев соприкасающихся листов: обрезают восточные края (кроме листов крайней правой колонны) и южные (за исключением нижнего ряда). Обрезку произво­дят острым ножом или ножницами точно по внутрен­ней рамке листа. Ножом карту обычно обрезают без линейки на картонной подкладке. Рекомендуется обрезать и часть краев у соседних листов, с тем, чтобы полоса склейки была не более 2 см.

Вначале склеивают листы по рядам или по колон­нам в том направлении, где полоса получится короче, затем склеивают между собой ряды или колонны. Склейку листов в колоннах начинают снизу, а в ря­дах - справа.

При склеивании карты кладут обрезанный лист оборотной стороной на смежный необрезанный и, сбли­зив их по линии склейки, наносят кистью на полосу склейки тонкий равномерный слой клея. Затем, пере­вернув верхний лист, совмещают рамки листов, километровые линии и соответствующие контуры. Место склейки протирают сухой тряпкой (бумагой), делая движение поперек линии склейки в сторону обреза. Небольшое несовмещение может быть исправлено проти­ранием в направлении, противоположном направлению смещения. Таким же порядком склеивают ряды или колонны.

При склеивании длинных полос (рядов или колонн) рекомендуется полосу с обрезанным краем свернуть в рулон, нанести на ее край слой клея, затем, разма­тывая постепенно рулон, совмещать и проглаживать склеиваемые полосы.

Склеивание карты

Складывание карты. Карта – важнейший инструмент, требующий к себе бережного и грамотного отношения. Утеря карты или приход ее в негодность (потертости, утеря фрагментов и т.п.) ставят под угрозу выполнение поставленной задачи либо делают ее невыполнимой. Поэтому перед выполнением задачи на местности карту необходимо подготовить следующим образом: обеспечить водонепроницаемость ее упаковки, определить надежное место ее хранения и переноски, подготовить карту для удобной работы.

Итак, прежде всего, необходимо найти укупорку для хранения карты (в настоящее время в специализированных магазинах представлен большой выбор различных прозрачных герметично закрывающихся пакетов, планшетов и т.д.). В том случае, если укупорку заводского производства найти не удалось, можно воспользоваться толстостенным прозрачным полиэтиленовым пакетом. Затем следует произвести сложение карты (фоторяд 1.12 а-е).

При этом карту складывают гармошкой в двух направлениях: вдоль нижней (верхней) стороны рамки листов и в перпендикулярном направлении с обязательно выступающими за линии перегибов полями карты. Линии километровой сетки должны в любом раскладе карты примерно совпадать со своей нумерацией. Размер сложенной карты должен соответствовать размеру укупорки, причем необходимо обеспечить видимость рабочего участка карты и ее полей по вертикали и горизонтали.

В ходе формирования навыков работы с картой важно стремиться к тому, чтобы она вынималась из укупорки только при переходе на новый участок местности. При этом карта переукладывается по вышеописанному алгоритму так, чтобы был виден следующий рабочий участок местности.

Подъем карты применяется, когда необходимо более наглядно показать (выделить) местные предметы и элементы рельефа, которые имеют важное значение для решения задачи. Элементы местности поднимают на карте цветными карандашами путем расцветки, увеличением условного знака, подчеркиванием или уве­личением подписи названия.

Реки, ручьи и каналы поднимают утолщением линий и тушевкой синим цветом. Болота покрывают синей штриховкой линиями, параллельными нижней (верх­ней) стороне карты. Мосты, переправы, броды, гати и т.п. поднимают увеличением условного знака каран­дашом черного цвета. Используемые при ориентирова­нии местные предметы, изображаемые внемасштабными условными знаками, обводят кружками черного цвета.

Рельеф поднимают растушевкой вершин светло-ко­ричневым цветом или утолщением некоторых горизон­талей и их оттенением в сторону понижения. Леса, сплошные кустарники и сады поднимают обводом опушки утолщенной линией, которую подкрашивают зеленым цветом. Дороги поднимают проведением рядом с условным знаком (внизу и справа от него) утолщенной линии, коричневого цвета. Населенные пункты поднимают подчеркиванием или увеличением надписей их названий.

За последние 15...20 лет в результате многочисленных экспериментальных исследований с применением рассмотренных выше схем испытаний получены обширные данные о поведении грунтов при сложном напряженном состоянии. Поскольку в настоящее время в…

Упругопластическое деформирование среды и поверхности нагружения

Деформации упругопластических материалов, в том числе и грунтов, состоят из упругих (обратимых) и остаточных (пластических). Для составления наиболее общих представлений о поведении грунтов при произвольном нагружении необходимо изучить отдельно закономерности…

Описание схем и результатов испытаний грунтов с использованием инвариантов напряженного и деформированного состояний

При исследовании грунтов, как и конструкционных материалов, в теории пластичности принято различать нагружение и разгрузку. Нагружением называют процесс, при котором происходит нарастание пластических (остаточных) деформаций, а процесс, сопровождающийся изменением (уменьшением)…

• Инварианты напряженного и деформированного состояний грунтовой среды

  Применение инвариантов напряженного и деформированного состояний в механике грунтов началось с появления и развития исследований грунтов в приборах, позволяющих осуществлять двух- и трехосное деформирование образцов в условиях сложного напряженного состояния…

• О коэффициентах устойчивости и сопоставление с результатами опытов

  Так как во всех рассмотренных в этой главе задачах грунт считается находящимся в предельном напряженном состоянии, то все результаты расчетов соответствуют случаю, когда коэффициент запаса устойчивости к3 = 1. Для…

• Давление грунта на сооружения

  Особенно эффективны методы теории предельного равновесия в задачах определения давления грунта на сооружения, в частности подпорные стенки. При этом обычно принимается заданной нагрузка на поверхности грунта, например, нормальное давление р(х), и…

  Решений плоской и тем более пространственных задач консолидации в виде простейших зависимостей, таблиц или графиков очень ограниченное число. Имеются решения для случая приложения к поверхности двухфазного грунта сосредоточенной силы (В…

Внимательно ознакомьтесь с таблицей!

При дальнейшем переходе к более крупным масштабам возвращаются к листам карты масштаба 1:100 000. Для получения номенклатуры листа карты масштаба 1:5000 лист карты масштаба 1:100 000 делят на 256 частей (Рис.3.10.), которые номеруют 1, 2, ..., 256.

Рис. 3.11. Номенклатура листов карты масштаба 1:5000.

Лист карты масштаба 1:5000 имеет номенклатуру N-37-25-(240) .

При переходе к масштабу 1:2000 лист карты масштаба 1:5000 делят на девять частей, обозначаемых первыми строчными буквами русского алфавита а, б, в, г, д, е, ж, з, и.

Рис. 3.12. Номенклатура листов карты масштаба 1:2000.

Лист карты масштаба 1:2000 имеет номенклатуру N-37-25-(240-д) .

При крупномасштабной съемке, охватывающей территорию менее 20 кв. км, как правило, применяют квадратную разграфку линиями, параллельными координатным осям. Листы планов масштаба 1:5000 берут размером 40Х40см, что соответствует на местности 2Х2км. Для масштабов 1:2000, 1:1000, 1:500 определяют размер рамок 50Х50см.

Рамками листов планов масштаба 1:5000 являются четные линии километровой сетки местной системы координат.

158. Бурдін В. М. Особливості кримінальної відповідальності непов­нолітніх в Україні. - К: Атіка, 2004. - 240 с.

159. Омельяненко Г. Питання застосування примусових заходів виховного характеру до неповнолітніх осіб. // Юридичний вісник України. – 1997. – № 22. – с. 27-29.

160. Шевченко Я.Н. Правовое регулирование ответственности несовершеннолетних. – К., 1976.

Задачи по определению номенклатуры карт

Задача 1. Определить номенклатуру карты масштаба 1:10000 по географическим координатам точки, расположенной на данном листе карты

В=55 0 26"10" (широта )

L=36 0 57"15" (долгота )

Порядок определения номенклатуры листа карты.

Определяем номенклатуру листов карт масштабов 1:1000 000,

1:100 000, 1:50 000, 1:25 000, на которых находится точка с заданными географическими координатами: широта B и долгота L . Рисуем схему разграфки этих листов (рисунки 10 и 11).

1. Определить номенклатуру миллионного листа карты, на котором расположена точка с данными координатами. По широте лист карты масштаба 1:1000 000 занимает 4 0 . Поэтому 55 0 26"10" делят на 4 0 и узнают номер пояса, а по номеру и букву пояса.

Если 55 0 26"10": 4 = 13 с остатком, т.е. четырнадцатый пояс, а четырнадцатая буква – «N ». По долготе лист карты масштаба 1:1000 000 занимает 6 0 , поэтому значение долготы точки 36 0 57"15": 6 0 = 6 с остатком. Чтобы получить номер колонны нужно к номеру зоны прибавить 30 и получим 7+30=37. номенклатура листа карты масштаба 1:1000 000 будет N-37 .

2. Определить номенклатуру листа карты масштаба 1:100000, на котором находится точка с заданными координатами. Поскольку лист карты масштаба 1:100 000 занимает по широте 20′, то точка с широтой 55 0 26"10", будет находиться в полосе, ограниченной с севера 55 0 40′. а с юга параллелью с широтой 55 0 20′.

Точка с долготой 36 0 57"15", будет находиться в колонке, ограниченной с запада меридианом с долготой 36 0 30′, с востока меридианом 37 0 .

Согласно рисунку 10, номер листа будет 14. Поэтому номенклатура листа карты масштаба 1:100000 будет: N-37-14 .

3. Лист карты масштаба 1:100 000 принят за основу для разграфки карт и планов более крупных масштабов. Одному листу карты N-37-14 масштаба 1:100 000 соответствуют 4 листа карты масштаба 1:50 000, обозначенных буквами А, Б, В и Г. Лист карты масштаба 1:50000 содержит 4 листа карты масштаба 1:25000 (а, б, в, г). Лист карты 1:25000 делится на 4 листа карты масштаба 1:10000 обозначенных цифрами 1,2,3,4 (рис. 11).

Решение этой задачи заключается в выборе листа карты нужного масштаба по широте и долготе граничных параллелей и меридианов листа и по заданным координатам точки. Номенклатура листа карты масштаба 1:10000 будет N-37-14-Г-б-4 . Решение оформляется в виде рисунков: сверху лист 1:1000 000, разделённый на 144 листа 1:100 000, снизу – искомый лист (рисунки 10 и 11).

Рисунок 10. Схема расположения листов карт масштаба 1:1000000

в листе карты масштаба 1:100000

Рисунок 11. Схема расположения листов карт масштабов 1:50 000,

1:25000, 1:10000 в листе карты масштаба 1:100 000

Задача 2. Определить географические координаты углов рамки трапеции по данной номенклатуре:

a) L-41-112 ; б) М-32-А ; в) J-37-13-A-6 .

a) L-41-112 (данная номенклатура масштаба 1:100000)

1. По букве пояса «L » определяем его номер Буква «L » - двенадцатая в латинском алфавите. Размер пояса – 4 0 , 12· 4 0 = 48 0 . Широта северной паралле­ли – 48 0 00". Широта южной параллели – 44 0 00".

2. Номер колонны – 41. Номер зоны – 41-30=11. Колонка по долготе занимает 6 0 , 11·6 0 = 66 0 . Долгота восточного меридиана равна 66 0 00"; долгота западного меридиана – 60 0 00"

Рисунок 12

3. 112-й лист находится в третьем ряду с юга и в четвертой колонке с запада. По широте лист карты масштаба 1:100000 составляет 20´. Поэтому широта северной рамки составит 44 0 00"+20"· 3=45 0 00". Широта же южной рамки составит 44 0 00", долгота восточной рамки составит 60 0 00´+30´·4=61 0 30´

б) М-32-А (масштаб карты 1:500000).

Буква «А » – это верхняя левая часть листа карты масштаба 1:1000000.

1. Аналогично предыдущей задачи определяем широты северной и юж­ной рамок листа карты масштаба 1:1000000 М-32 Буква «М » – тринадцатая, 13· 4 0 =52 0 (широта северной рамки). Широта южной рамки – 48 0 . Номер зоны определяем так: 32–30=2, 2· 6 0 =12 0 . Долгота восточной рамки – 12 0 . Долгота западной рамки – 6 0 .

Рисунок 13.

в) J-37-13-A-б (масштаб 1:25000).

1. Аналогично предыдущих задач определяем географические координа­ты углов рамки трапеции масштаба 1:1000000 (J-37 ) Буква «J » – девятая. 9·4 0 =36 0 (северная рамка). 37–30=7, 7·6 0 =42 0 (восточная рамка).

ВВЕДЕНИЕ

Для удобства пользованием карт или планов, используют определенную систему назначения.

При картографировании больших территорий земной поверхности, карту составляют на нескольких листах. Лист отдельной карты представляет собой трапецию, основанием которых служат отрезки параллелей, а боковыми сторонами отрезки меридиан. Отдельные листы карты, объединенной единой системой обозначений называется номенклатурой, а система деления карт на отдельные листы называется разграфкой.

Согласно Международной классификации, в основу разграфки положены сферические трапеции, полученные на поверхности сфероида, при делении его меридианами через 6˚ на 60 колон. Колонны нумеруются арабскими цифрами с запада на восток, начиная от меридиана с долготой 180˚ (противоположной Гринвичу).

Колонны делятся на параллели и ряды через 4˚ и обозначаются заглавными буквами латинского алфавита от экватора.

В результате такого деления получают единицу разграфки, то есть трапецию миллионного масштаба.

РАСЧЕТ НОМЕНКЛАТУРЫ И ПОСТРОЕНИЕ РАМКИ ЛИСТА КАРТЫ МАСШТАБА 1:10000

Лист карты содержит точку с заданными значениями

B=51º48´30´´

L=65º42´15´´

1.1. По широте и долготе точки определить номенклатуру листа карты масштаба 1:1000000 по схеме международной разграфки карт (рис 1.1).

Рис. 1.1 Схема международной разграфки листов карты масштаба 1:1000000

По широте точки определить букву латинского алфавита, обозначающую ряд, а по долготе - номер колонны N .

Находим букву латинского алфавита, обозначающая ряд, по формуле(1):

Nр= (Bº:4)+1 (1)

где Nр- порядковый номер буквы в латинском алфавите

Bº- широта, данная по условию (здесь берется только градус).

Nр=(51/4)+1=13

Nр =13, такому числу соответствует латинская буква M.

Nз= (Lº:6)+1 (2)

где Nз - номер шестиградусной зоны

Lº- долгота, данная по условию (здесь берется только градус)

Nз=(65:6)+1=11

Находим номер колонны по формуле(3):

Nк=Nз+30 (3)

где Nк- номер колонны

Nз- номер зоны

Nк=11+30=41

1.2 Определить номенклатуру листа карты масштаба 1:100000. Для этого лист карты масштаба 1:1000000 надо разделить на 144 листа карты масштаба 1:100000 и вычислить интерполированием широты и долготы разделительных параллелей и меридианов.

Интерполирование листа карты масштаба 1:1000000 происходит таким образом: узнаем разницу между северной и южной широтами и умножаем на количество минут, которые входят в один градус, затем делят на 12.

(4º*60´)/12=20´,

следовательно интерполирование широты листа карты масштаба 1:1000000 идет через каждые 20 минут. Аналогично делают интерполирование с долготами миллионного масштаба.

(6º*60´)/12=30´,

интерполирование долготы листа карты миллионного масштаба идет через каждые 30 минут.

Рис. 1.2 Деление трапеции масштаба 1:1000000

Для рассматриваемого примера, искомая номенклатура М-41-12 .

1.3 Определить номенклатуру листа карты масштаба 1:10000. Для этого по схеме (рис 1.3) лист карты масштаба 1:100000 разделим в последовательности по схеме:

4 листа 4 листа 4 листа

1:100000 → 1:50000 → 1:25000 → 1:10000

А, Б, В, Г а, б, в, г 1, 2, 3, 4

Вычислить интерполированием широты и долготы рамок трапеции масштаба 1:10000 и по заданным значениям широты и долготы установить искомую номенклатуру.

После того, как мы проинтерполировали лист карты масштаба 1:100000, переходим к интерполированию листа для масштаба 1:50000. Вычерчиваем отдельно квадрат числа 12 и в каждом углу квадрата подписываем географическою координату. Затем мы его снова интерполируем. По широте листа карты интерполяция будет проходить через 10 минут, а по долготе через 15 минут. На рис.1.3 видно, что наши исходные координаты попадают в квадрат В. Теперь у нас искомая номенклатура М-41-12-В для масштаба 1:50000.

1.3 Деление трапеции масштаба 1:100000

Теперь переходим к интерполированию листа карты для масштаба 1:25000. Точно такими же действиями, как написано выше, мы делаем интерполяцию. Здесь она по широте будет проходить через 5 минут, а по долготе через 7 минут и 30 секунд. На рис.1.4 наши исходные координаты попадают в квадрат б. Искомая номенклатура М-41-12-В-б для масштаба 1:25000

1.4 Деление трапеции масштаба 1:50000

Теперь переходим к интерполированию листа карты масштаба 1:10000. Вычерчиваем квадрат б , где в каждом его углу указываем географическую координату. По широте интерполирование проходит через 2 минуты и 30 секунд, по долготе- 3 минуты и 15 секунд. На рис. 1.5 наши исходные координаты попадают в квадрат 2.

1.5 Деление трапеции масштаба 1:25000

Искомая номенклатура М-41-12-В-б-2 для масштаба 1:10000.

1.4 Вычислить прямоугольные координаты и сближение меридианов в проекции Гаусса-Крюгера для углов рамки трапеции масштаба 1:10000.

Сначала по специальным таблицами Гаусса-Крюгера находим координаты и сближение меридианов углов рамки трапеции масштаба 1:25000, в которую входит трапеция масштаба 1:10000. Выбор данных из таблиц Гаусса-Крюгера производят по широте В и отклонению угла рамки от осевого меридиана

l=L-Lo (9)

где l- отклонение угла рамки от осевого меридиана

Lо- осевой меридиан

L- западная либо восточная долгота трапеции масштаба 1:25000

lв=65º45´-63º00´00´´=2º45´

lз=65º37´30´´-63º00´00´´=2º37´30´´

Найденные значения выписать на схему (рис.1.6.) При расположении трапеции западней осевого меридиана ординаты и сближение меридианов будут иметь отрицательные значения. Затем вычислить прямоугольные координаты и сближение меридианов для углов рамки трапеции масштаба 1:10000 линейным интерполированием между соответствующими значениями для углов рамки трапеции масштаба 1:25000. Результаты интерполирования выписать на схему (рис.1.6).

Рис. 1.6 Схема вычисления прямоугольных координат углов трапеции масштаба 1:10000.

Найденные значения для трапеции масштаба 1:10000 занести в табл. 1.1. предварительно преобразовав ординаты (прибавив 500 км) и указав впереди номер зоны.

Таблица 1.1

1.5 Определить линейные размеры сторон трапеции масштаба 1:10000 в проекции Гаусса-Крюгера по таблицам Гаусса-Крюгера. Размеры выбрать по широте северной и южной сторон трапеции с учетом поправок за отклонение осевого меридиана lср.

ас-длина северной рамки трапеции =43,08 см

аю-длина южной рамки трапеции =43,12 см

с- длина боковых сторон трапеции =46,36 см

D- диагональ трапеции =63,27 см

1.6 Выполнить графическое построение рамки трапеции масштаба 1:10000.

На чертежной бумаге форматом А-1 разбить координатную сетку (километровую) сетку с помощью линейки Дробышева. Для симметричного расположения наносимой в дальнейшем трапеции начальную линию и точку разбиваемой сетки наметить с учетом размеров рамки трапеции и координат ее углов. Сетку оцифровать для масштаба 1:10000.

Правильность построения сетки проверить обычной линейкой, отклонения фактических размеров сетки от их номинального значения не должны превышать 0,2 мм.

Нанести углы рамки трапеции по их координатам с контролем. Выполнить контроль построения рамки трапеции измерением всех ее сторон и диагоналей нормальной линейкой или штангенциркулем. Расхождение фактических размеров от их теоретического значения не должны превышать 0,3 мм.

1.7 Выполнить зарамочное оформление нанесенной трапеции.

Нанести минутную рамку с разбивкой через 10 секунд. Для этого вычислить линейные размеры частей минутной рамки, соответствующие размерам в угловой мере 1´, 45´´, 30´´, 10´´ с учетом установленных линейных размеров сторон трапеции (рис 1.7). Полученные значения поместить в табл. 1.2