Построение продольного профиля местности по заданной линии
При решении ряда планировочных задач в качестве геодезической основы используются профили (разрезы) местности вертикальной плоскостью. Профили составляются по карте (плану), а также по данным полевых измерений (более точное изображение). Ниже приведено описание процесса составления профиля по карте.
При построении профиля в графу «Горизонтальные расстояния» переносят с помощью циркуля-измерителя точки пересечения линии СD с горизонталями, а также характерные точки рельефа: берега реки, бровки обрыва и др. Значения горизонтальных расстояний между точками определяются по карте и вписываются в соответствующую графу. Около каждой точки в графе «отметки» указывается отметка данной точки. Построение точек профиля по их отметкам выполняется от линии условного горизонта. Отметка линии условного горизонта выбирается с таким расчетом, чтобы точка с минимальной отметкой располагалась выше данной линии не менее, чем на 1см. Отметку линии условного горизонта желательно принять кратной 10м. В рассматриваемом примере отметка уреза воды в реке — 157,3 м — является минимальной. Поэтому удобно принять отметку линии условного горизонта равной 150 м. От линии условного горизонта строится перпендикуляр в каждой точке с известной отметкой и откладываются разности отметок точек и линии условного горизонта. Точки, полученные в результате построения, соединяют прямыми
линиями. Полученная ломаная линия является продольным профилем местности по линии СВ. Определение крутизны склонов Мерой крутизны склонов является угол наклона склона к горизонту — v и уклон г — тангенс угла наклона склона к горизонту — рис. 18.
где h — превышение или разность отметок концов склона, Л — горизонтальное проложение (горизонтальная проекция склона). Уклон выражается в виде десятичной дроби, а также в процентах (сотых долях) и в промилях (тысячных долях). Например, i = 0,025 = 2,5% = 25%о. Уклон отрезка тп между соседними горизонталями (рис. 19) подсчитывается по формуле:
Уклоны и углы наклона склонов можно определять с помощью масштабов заложений в уклонах и в углах наклона (рис. 20 а, б). По вертикали откладываются соответствующие значения заложений в масштабе данного плана (карты). Масштабы заложений в уклонах (углах наклона) располагаются под южной рамкой листа плана (карты). Пусть требуется определить уклон склона между соседними горизонталями — тп (рис. 19). С помощью циркуля — измерителя отрезок тп укладывается на вертикальной оси графика, тогда по горизонтальной оси считывается значение уклона. На рис. 20 а угол наклона склона к горизонту для отрезка тп равен: V = 2 ° 30 '. На рис. 20 б уклон отрезка тп равен: I = 0,045 = 4,5%. В ряде случаев требуется определить среднее значение уклона склона местности между двумя точками (рис. 21). Задача решается в следующей последовательности: 1 — определяются отметки концов склона путем интерпо 2 — измеряется по плану и подсчитывается с учетом мас 3 — подсчитывается средняя величина уклона линии АВ:
Проведение линии заданного уклона Задается начальная точка, примерное направление линии и уклон. По заданному уклону г вычисляется величина заложения </0, соответствующая данному уклону: г/0=/2сечД где /гсеч — высота сече Линия заданного уклона проводится следующим образом: из начальной точки ^ (рис. 22), расположенной на горизонтали, в направлении конечной точки засекается точка р на соседней горизонтали так, чтобы расстояние ^р было равно 4). Затем из точки р до соседней горизонтали откладыва-
ется расстояние — заложение d 0 и определяется следующая точка — е и т.д. Линия заданного уклона получается в виде ломаной. На рис. 22 показана линия q реf, уклон которой равен 0,018. Измерение площади участка местности по карте (плану) При определении границ землепользовании необходимо знать площади участков местности. Площади могут быть определены по данным полевых геодезических измерений, по материалам аэрокосмических съемок, а также по картам и планам. Точность определения площадей землевладений имеет большое значение на городских территориях, где стоимость земли особенно высока. Чем крупнее масштаб плана, тем выше точность измерения площади. Наибольшая точность обеспечивается при непосредственном измерении площади на местности. Проще всего определить площадь земельного участка по карте путем разбивки этого участка на геометрически правильные фигуры, квадраты, треугольники, трапеции и др. Площади таких фигур вычисляются по известным математическим формулам, при этом необходимые измерения сторон фигур выполняются по карте (плану). Общая площадь участка местности получается в результате суммирования площадей составляющих этот участок геометрически правильных фигур. При определении площадей участков применяется также палетка, которая представляет собой нанесенную на прозрачную основу сетку квадратов. Палетка накладывается на карту или на план, подсчитывается число полных квадратов, площади неполных квадратов определяются на глаз. Для измерения площадей участков имеется специальный геодезический прибор — полярный планиметр. Если земельный участок представляет собой замкнутый многоугольник, его площадь вычисляется аналитически по координатам вершин. Для многоугольника с числом вершин — n площадь § на основании известной математической зависимости равна:
где XI, у} — прямоугольные координаты вершин многоугольника. Координаты вершин многоугольника можно определить графически по карте или плану. Более точный результат получается при определении координат точек непосредственно на местности путем геодезических измерений. Использование старых карт и планов. Российские единицы измерения длин В процессе исторических изысканий и исследований при проведении реставрационных работ большую роль играют старые карты и планы местности. Такими картами пользуются архитекторы, археологи, историки-искусствоведы и др. Только обладая большим количеством документальных материалов, сопоставляя картографические изображения разных временных периодов, анализируя информацию, полученную из других источников, можно создать качественный проект реставрации памятника архитектуры. Карты являются важнейшими свидетельствами истории, они отображают поступательное развитие территорий, характер застройки, изменения внутригородского районирования и географических названий. Старые карты и атласы — это подлинные памятники культуры, их оформление свидетельствует о высоком уровне изобразительного искусства России. По старым картам исследователи- историки создают ретроспективные карты, на которых как бы восстанавливается ситуация, существовавшая на определенный период времени. Старые карты и атласы хранятся в архивах, музеях, библиотеках. Например, большой фонд карт России имеется в Российской Государственной библиотеке в г. Москве. Следует иметь в виду, что старые карты и планы России составлены до введения в нашей стране метрической системы мер в 1918 г. При проведении измерительных и разбивочных работ в России использовались различные меры длины. Документы XV—XVI в. содержат данные об измерениях с целью составления «писцовых книг», где давалось описание населенных пунктов с размерами, т.е. велась паспортизация земли, прообраз кадастровых съемок. Первые измерения связаны с межеванием пахатных земель. Слово «верста» означает поворот плуга или длину борозды от поворота до поворота. Единицы измерения: вершок, локоть, сажень, верста, поприще присутствуют уже в самых древних документах. Точное значение версты установить трудно, иногда приводились сравнительные отношения весты к другим единицам меры длины: миле, поприщу, стадию, сажени, причем верста упоминалась равной 500, 700 и 1000 саженей. Известно несколько десятков различных саженей: государева, печатная, береговая, городовая, трубная, мостовая. В Новгороде при археологических раскопках обнаружена часть инструмента XIII в. для измерения длин — «линейно-кругового мерила». Этот инструмент, устанавливая соотношение между четырьмя видами саженей, позволял древнерусским зодчим размечать сложные строительные сооружения. Таким образом достигалась удивительная гармония пропорций сооружений. В разных княжествах употреблялись свои значения мер длины. Старая русская мера длины — сажень, определялась расстоянием от концов пальцев вытянутых рук. Сажень с XI до XVII вв. встречалась в 152 и 176 см. Так называемая «косая сажень» равнялась расстоянию от конца пальцев ноги и вытянутой руки (по диагонали) и имела значение 216 и 248 см. С 1835 г. размер сажени определен в 7 английских футов или 84 дюйма. Это соответствовало 3 аршинам или 48 вершкам, что равнялось 213,36 см (старая русская мера длин). 1 вершок первоначально был равен длине фаланги указательного пальца. Русская мера площади — десятина, это площадь прямоугольника 30 х 80 саженей. Площадь десятины равна 2400 квадратных саженей или 1,0925 га. В табл. 6 приведены соотношения различных единиц измерения длин. На Руси, в древности, результаты измерений
фиксировались в писцовых и дозорных книгах, а уже позднее появляются графические изображения — чертежи (в конце XV века). Уже в XVI веке чертеж — карта становится основным средством изображения местности: государств, городов, сооружений. Первые планы были весьма условны. Сохранились описи русских чертежей из архивов. Так, например, имеется «роспись» чертежей, принадлежащих Ивану Грозному. Известна также «Книга Большому чертежу», составленная в 1627 г. при «постановлении Большого чертежа всего Московского государства». В «Книге Большому чертежу» дается описание городов, монастырей, рек, озер, урочищ, указываются расстояния между некоторыми населенными пунктами. К сожалению, сам «Большой чертеж» не сохранился. В XVII веке планы Москвы составляются европейскими путешественниками. Так называемый «Сигизмундов план» был составлен в 1610 г. по заказу польского короля Сигизмунда для нападения и захвата Москвы. На рис. 23 приведен план Москвы из атласа Адама Олеа-рия (1500-е годы), на котором изображение застройки дано в
Рис. 23. План г. Москвы из книги А. Олеария (фрагмент) 1530-е годы
Выдающуюся роль в деле активного освоения огромного региона Сибири сыграла созданная С.У.Ремизовым «Чертежная книга Сибири 1701 г.». Этот атлас состоит из 23 геодезических чертежей и предисловий. Изображения населенных пунктов, растительности и рельефа даны в аксонометрии. Работы по картографированию территории России проводились по инструкции Петра I «Пункты каким образом сочинять ландкарты» (1721 г.). В 1734 году был издан первый Атлас Всероссийской империи. Он состоял из генеральной карты и 14 карт отдельных губерний. В 1739 году составляется «Мичуринский» план Москвы под руководством архитектора Н. Мичурина, который принято считать первым геодезическим планом города. В1849—1851 гг. выполняется съемка Москвы в масштабе 1:2 100 (в одном дюйме 25 саженей), застроенная часть города напечатана на 154 листах. На плане показаны строения, уличная сеть, гидрография и обозначены землевладения (указаны номера). Рельеф не показан. В России систематическое картографирование территории велось двумя ведомствами: корпусом военных топографов (карты мелких и средних масштабов) и межевым ведомством (планы масштаба 1:8 400). С середины XIX в. усилия двух ведомств были объединены, в результате были составлены карты масштаба 1:42 000 восьми губерний центра России (более 1 000 листов). В 1865—1872 гг. составлена «Специальная карта Европейской России с прилегающей к ней частью Западной Европы и Малой Азии» под редакцией И. А. Стрельбицкого в масштабе 1:420 000 (десятиверстная карта), на которой были нанесены даже небольшие населенные пункты в 3—5 дворов. Основной характеристикой плана является масштаб. Наиболее распространенные масштабы старых отечественных топографических карт и русских метрических мерах приведены в табл. 7 (из В. Кусова «Карту создают первопроходцы» М., Недра, 1983 г.). До 1917 года в России употреблялись такие названия карт: «двухверстка» (масштаб 1:84 000) и «трехверстка» (масштаб 1:126 000). Карты межевания земель в России составлялись в масштабе 1:8400 (без изображения рельефа). На карте Москвы издания 1917 г. масштаба 1:8 400 (сто саженей в одном дюйме) показаны все существовавшие до революции храмы (Московский путеводитель изд. Братьев Сабашниковых). При работе со старыми картами часто приходится сопоставлять старую и современную градостроительную ситуацию, выявлять изменения и переносить изображений объекта на новый план. Такую работу проще всего выполнить на компьютере. Вначале изображения старого и нового планов сканируются, а затем, используя метод итераций, по сохранившимся элементам ситуации совмещают оба изображения. Можно выполнить аналогичную работу вручную с помощью переходного или клинового масштаба. Для построения переходного масштаба необходимо опознать 2 точки на обоих планах и измерить расстояние между ними. Одно из расстояний откладывается на горизонтальной линии, например, отрезок аb, измеренный на современном плане (рис. 25). В конце отрезка восстанавливается перпендикуляр, на котором откладывается тот же отрезок, измеренный на старом плане — а' V. Левый конец горизонтального отрезка аb и верхний конец вертикального отрезка точка b ' соединяются, получается «клин". Для перенесения любого расстояния со старого плана на новый величина отрезка откладывается по вертикали с' d ', а на горизонтальной оси получается его значение (сd) на новом плане.
|
Горизонтальный масштаб профиля принимается равным масштабу карты, а вертикальный масштаб — в 10 раз крупнее. Построение профиля выполняется на миллиметровой бумаге. На рис. 17 показан участок топографической карты масштаба 1: 10 000 и обозначена линия СD, ниже проведен профиль по линии СD, составленный в масштабах: горизонтальный — 1:10 000, вертикальный —1:1 000.
ния рельефа. Уклон задается в виде десятичной дроби. Величину заложения для заданного уклона можно определить по масштабу заложений в уклонах.
аксонометрии. На рис. 24 дан фрагмент карты России с планом Москвы, составленный Паоло Джовио и Дмитрием Герасимовым в 1525 г.
