Робота з топографічними картами.

Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 3205

Фізіологія людини. Вільям Ф.Ганонг. Перекл.з англ.-Львів: Бак, 2002.-С.207-216,291-424.

ЗМІСТ

Передмова. . . . . . . . 4

Робота №1. Визначення координат точок за топографічною картою . . . . . . . 5

Робота №2. Рішення інженерних задач за топографічною картою 24

Робота №3. Вимірювання площ на топографічній карті полярним планіметром . . . . . . 36

Робота №4. Орієнтування ліній на топографічній карті . 46

Робота №5. Будова і перевірки нівелірів . . . 57

Робота №6. Побудова поздовжнього і поперечного профілів лінійної споруди . . . . . 69

Робота №7. Нанесення проектної лінії на профіль . . 82

Робота №8. Геометричне нівелювання . . . 88

Робота №9. Будова теодоліта. Вимірювання кутів . . 94

Робота №10. Перевірки теодоліта 2Т30 . . . 106

Робота №11. Обчислення координат точок теодолітного ходу 112

Робота №12. Камеральна обробка матеріалів тахеометричного знімання. Складання топографічного плану . . 121

Робота №13. Тригонометричне нівелювання . . 129

Література . . . . . . . 134

ПЕРЕДМОВА

Лабораторний практикум з інженерної геодезії за змістом і послідовністю викладення в ньому матеріалу відповідає програмі курсу інженерної геодезії.

Практикум містить вказівки з виконання практичних і розрахунково-графічних робіт, в ньому наведені основні відомості і вказівки з виконання польових робіт, що дозволяє використовувати даний посібник при проходженні навчальної геодезичної практики.

Суттєву увагу в практикумі приділено будові, перевіркам і юстуванням геодезичних приладів. В кінці кожної лабораторної роботи наведені відповідні завдання на виконання роботи, а також контрольні питання для самостійного опрацювання матеріалу студентами, що дозволяє їм орієнтуватись в обсязі знань потрібних для успішного виконання практичних робіт і їх захисту.

Основне призначення практикуму – закріплення теоретичних знань і активація творчої самостійної роботи студентів при виконанні практичних та розрахунково-графічних робіт, а також учбової практики. Особливу увагу звернено на рішення найбільш поширених в будівельній практиці інженерно-геодезичних завдань.

Достатню увагу приділено організаційній частині проведених занять. З цією метою після завдань кожної роботи наводиться перелік необхідних приладів і пристосувань, що дозволяє студентам більш ретельно підготуватись до занять.

Практикум віддзеркалює досвід проведення практичних і розрахунково-графічних робіт на базі Будівельного коледжу ЖНАЕУ. Комп’ютерний набір та верстка практикуму виконано викладачем першої категорії В.Г.Дроздом.
Практичні роботи 1, 2. (4 год)

Робота з топографічними картами.

Практична робота №1.

1.1. Знайомство з топографічними картами і планами.

1.2. Масштаби планів і карт.

1.3. Визначення за картою відстані між точками.

1.4. Побудова профілю між точками.

Практична робота №2.

2.1Визначення прямокутних координат точок.

2.2Побудова точки за заданими координатами.

2.3 Визначення географічних координат.

2.4 Вимірювання азимутів, магнітних азимутів і дирекційних кутів.

Прилади і обладнання: топографічна карта масштабу 1:25000, калькулятор, вимірник, геодезичний транспортир (лінійка поперечного масштабу), лінійка, олівець, гумка.

1.1. За результатами геодезичних вимірів на земній поверхні виготовляють графічні зображення земельних ділянок і існуючої ситуації або всієї Землі на папері, які поділяють на топографічні карти і топографічні плани.

Картою називається зменшене, узагальнене, вимірне зображення на площині поверхні Землі, побудоване за певними математичними законами. Карти складаються на значні території, в межах яких рівневу поверхню не можна рахувати площиною. Тому при їх складанні враховуються поправки в довжини ліній за кривизну Землі.

Планомназивається зменшене, узагальнене, вимірне зображення невеликої ділянки місцевості (розміром до 20×20 км) на площині, яке побудоване без врахування кривизни Землі.

Картографічне зображення місцевості в масштабах 1:500-1:5000 називають планами, а в масштабах 1:10000 і дрібніше – картами.

Карта (план) являє собою наглядну графічну модель фізичної поверхні Землі, за якою можна виконувати різноманітні виміри і вирішувати багато геодезичних задач. Серед основних задач, які можна вирішити за допомогою карти варто виділити наступні:

- визначення віддалей між точками;

- визначення прямокутних координат точки х, у;

- визначення географічних координат точки φ, λ;

- нанесення точки на карту за прямокутними та географічними координатами;

- визначення висоти точки Н;

- визначення крутизни схилу;

- побудова проектної лінії заданого ухилу;

- побудова профілю місцевості за заданою лінією;

- визначення площ ділянок місцевості;

- визначення кутів орієнтування ліній та горизонтальних кутів між лініями.

Класифікація карт.

Географічні карти, як правило, класифікуються за змістом та масштабами.

За змістом вони діляться на загальногеографічні та тематичні.

За масштабами:

а) оглядові (дрібніші 1:1000000);

б) оглядово-топографічні (1:200000-1:500000);

в) топографічні (1:500-1:100000).

Тобто, можна дати наступне визначення: топографічна карта – загальногеографічна карта масштабу 1:100000 або крупніше, виконана в проекції Гаусса-Крюгера, і яка містить елементи ситуації і рельєфу. Якщо на карті показана лише ситуація, без зображення рельєфу, то її називають контурною або ситуаційною.

Ситуація – це сукупність контурів і нерухомих предметів місцевості. Для зображення ситуації на планах і картах використовують умовні знаки. Умовні знаки поділяються на контурні (масштабні), позамасштабні, лінійні та пояснювальні.

Контурні (масштабні) умовні знаки (рис. 1.1) слугують для зображення предметів, які виражаються в масштабі карти (ліс, луки, будинки). При цьому на карті зберігається подібність форми контуру та його орієнтування.

Рис. 1.1. Приклад контурних (масштабних) умовних знаків для масштабу 1:500 та 1:1000

Позамасштабні умовні знаки (рис. 1.2) слугують для зображення предметів, які не виражаються в масштабі карти. Тільки окрема точка в кожному з таких умовних знаків відповідає положенню предмета на місцевості, наприклад середина геометричної фігури (пункти державної геодезичної мережі, оглядові колодязі), вершина прямого кута в основі нижньої геометричної фігури (бензоколонки, кілометрові стовпи), середина нижньої геометричної фігури (ліхтарі електричні на стовпах, заводи і фабрики з трубами).

Рис. 1.2. Приклад позамасштабних умовних знаків для масштабу 1:500 та 1:1000

Слід відмітити, що одні і ті ж предмети на картах крупних масштабів можуть бути виражені масштабним умовним знаком, а на картах дрібних масштабів – позамасштабним.

Лінійні умовні знаки (рис. 1.3) слугують для зображення лінійних об’єктів – річок, доріг, ліній зв’язку, ЛЕП, огорож, трубопроводів, меж. Масштаб вздовж осі лінійного умовного знаку відповідає масштабу карти, а ширина показується в декілька разів більшою.

Рис. 1.3. Приклад лінійних умовних знаків для масштабу 1:500 та 1:1000

До пояснюючих умовних знаків належать різноманітні підписи, які слугують для додаткової характеристики об’єктів.

Схема карти.

Загальна схема оформлення карти показана на рисунку 1.4.

Рис. 1.4. Схема оформлення карти (плану)

1 - система координат;

2 - назва республіки й області, територія яких зображена на даному листі карти;

3 - назва відомства, що підготувало і видало карту;

4 - назва найбільш значного населеного пункту на зображеній території;

5 - гриф карти;

6 - номенклатура листа карти;

7 - рік видання карти;

8 - номенклатура сусідніх листів карти;

9 - внутрішня рамка;

10 - зовнішня рамка;

11 - рік і вид знімання за даними якого складена карта;

12 - виконавці;

13 - графік закладень;

14 - числовий масштаб;

15 - словесний масштаб;

16 - лінійний масштаб;

17 - висота перерізу рельєфу;

18 - система висот;

19 - схема взаємного розташування осьового, істинного та магнітного меридіанів;

20 - дані про схилення магнітної стрілки та зближення меридіанів в будь-якій точці на даній карті.

Зональна система плоских прямокутних координат Гаусса-Крюгера.

Цю систему координат використовують при великомасштабних зображеннях значної частини земної поверхні на площині. Для великомасштабного картографування необхідна проекція, яка забезпечувала б збереження подібного зображення фігур (рівнокутна або конформна проекція) при переході з поверхні кулі на площину. Таким вимогам відповідає прийнята в Україні (з 1928 року) поперечно-циліндрична рівнокутна проекція Гаусса-Крюгера.

Для зображення поверхні земної кулі на площині в проекції Гаусса-Крюгера, поверхню розмічують меридіанами на зони шириною 3° або 6° по довготі (рис. 1.5). Середній меридіан кожної зони називається осьовим. Осьові меридіани зон і лінія екватору є прямолінійні, а всі інші меридіани і паралелі – криві. Спотворення розмірів контурів поблизу осьових меридіанів мінімальні і збільшуються по мірі віддалення від них.

За вісь абсцис (Ох) приймають вісь осьового меридіана, яка має додатній напрямок на північ, а за вісь ординат (О_У) приймають лінію екватора, яка має додатній напрямок на схід. Чверті нумеруються за рухом годинникової стрілки, починаючи від додатного напрямку осі x (рис. 1.6). За початок відліку координат в кожній зоні приймається перетин осьового меридіана і екватора. Система координат в кожній зоні однакова. Для території України, яка знаходиться у північній півкулі, абсциси завжди додатні. Для того, щоб і ординати були додатніми, початок відліку ординат зміщують на захід від осьового меридіану на 500км (рис. 1.7).

Рис. 1.5. Зональна система плоских прямокутних координат Гаусса-Крюгера

Рис. 1.6. Система прямокутних координат

Перетворена ордината починається з номера зони. Наприклад, якщо точка знаходиться в 12 зоні на захід від осьового меридіану на 78366 м, то перетворена ордината матиме значення y=12421634 м (т.А на рис. 1.7). У випадку, коли точка знаходиться на схід від осьового меридіану на 78366м, то її перетворена ордината матиме значення y=12078366 м (т.В на рис. 1.7).

Рис. 1.7. Відлік координат в системі Гаусса-Крюгера

Для зручності користування системою координат на листах топографічних карт наноситься координатна сітка, яку називають кілометровою, оскільки здебільшого лінії проводять через цілу кількість кілометрів. Вона являє собою систему взаємно перпендикулярних ліній, паралельних до осьового меридіана зони (вертикальні лінії), та екватора (горизонтальні лінії).

Поле карти обмежене внутрішньою рамкою. Лінії кілометрової сітки продовжені за поле карти, де біля них підписані значення x та y в кілометрах. Біля крайніх ліній кілометрової сітки підписують повні значення координат, наприклад на рис. 1.8 – x_пд=5840 км, y_сх=2634 км. На проміжних лініях підписують скорочені значення координат – лише десятки та одиниці кілометрів.

Лінії внутрішньої рамки карти паралельні до географічного меридіана (вертикальна лінія рамки) та паралелі (горизонтальна). В кутах рамки підписують географічні координати (на рис. 1.8 φ_пд=52°40', λ_сх=11°00'). За полем рамки, на віддалі 7 мм від ліній внутрішньої рамки, побудована мінутна рамка, яка являє собою дві паралельні лінії розділені на мінутні інтервали (за широтою і довготою). Кожен мінутний інтервал крапками розбито на шість частин по десять секунд кожна (рис. 1.8).

У місцях виходу за поле карти доріг розміщують назву найближчого міста чи селища, куди веде дана дорога, із зазначенням відстані в кілометрах від рамки до цього населеного пункту.

Поряд з мінутною рамкою побудована зовнішня рамка – суцільна потовщена лінія. З кожного боку листа карти, по середині ліній зовнішньої рамки, в розриві, підписується номенклатура сусіднього листа.

Рис. 1.8. Зображення на картах прямокутних та географічних координат

Номенклатура.

Топографічні карти є багатолистними, оскільки територія країни зображається на них частинами на окремих листах. Розміри листів вибирають таким чином, щоб ними було зручно користуватися. Листи топографічних карт різних масштабів об’єднані єдиною системою розграфки і номенклатури.

Номенклатурою називають систему позначення (нумерації) окремих листів топографічних карт різних масштабів. Система їх взаємного розташування встановлюється прийнятою розграфкою.

Основою розграфки і номенклатури топографічних карт є міжнародна розграфка листів карт масштабу 1:1000000. Вона проводиться шляхом умовного ділення поверхні земної кулі паралелями, починаючи від екватора до північного і південного полюсів через 4°, та меридіанами, починаючи від меридіану з довготою 180° на схід через 6°. Схема такої розграфки приведена на рис. 1.6.

Рис. 1.9. Міжнародна розграфка листів карт масштабу 1:1000000

1.2.Горизонтальні проекції ліній місцевості на картах і планах зображують з деяким зменшенням. Ступінь зменшення ліній місцевості при перенесенні їх на папір називається масштабом. Масштаб– відношення довжини відрізка на карті до його горизонтального прокладення на місцевості.

Масштаб топографічної карти можна представити відношенням:

, (1.1)

де d – довжина відрізка на карті,

D – горизонтальна проекція цього відрізка на місцевості.

Масштаби можна умовно поділити на крупні та дрібні. Чим більший знаменник масштабу, тим дрібнішим вважається масштаб, і навпаки, чим менший знаменник масштабу, тим крупнішим є масштаб.

Відстань на місцевості, яка відповідає 0,1 мм в масштабі карти, називають граничною точністю цього масштабу, або просто точністю масштабу. Так, при масштабі 1:25000 точність масштабу дорівнюватиме 2,5 м. Виходячи з цієї величини, можна зробити висновок: при складанні карти в масштабі 1:25000 на місцевості треба вимірювати відрізки (або предмети) довжиною не менше 2,5 м, оскільки менші розміри при цьому масштабі на карті показати неможливо.

Маштаб виражають у числовій, словесній та графічній формі:

· числовий масштаб являє собою дріб, у якого чисельник є одиниця, а знаменник – число, яке показує, в скільки разів зменшений відрізок місцевості, наприклад: 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, (рис. 1.10, а);

· словесний (мовний) масштаб – на планах і картах поряд із числовим масштабом також вказується скільком метрам на місцевості відповідає 1 см плану, наприклад при числовому масштабі 1:2000, словесний матиме вигляд: в 1 сантиметрі 20 метрів (рис. 1.10, б);

· лінійний масштаб – являє собою шкалу у вигляді відрізку прямої, яка розділена на рівні частини (рис. 1.10, в). Такі рівні частини називають основами. Довжина основи може бути будь-якої величини, але найчастіше вона дорівнює 2 см. Першу зліва основу (її називають головкою масштабу) поділяють на 10 рівних частин. Після цього лінійний масштаб підписують залежно від числового масштабу.

Рис. 1.10. Масштаби:

а) числовий; б) словесний; в) лінійний

Недоліком лінійного масштабу є його невисока точність. Вона дорівнює половині значення малої поділки головки масштабу.

Масштаб підписують знизу по центру листа карти (позиції 14-16 на рис. 1.4). На картах вказують числовий, словесний та лінійний масштаби (в такому порядку як показано на рис. 1.10), а на планах лише числовий та словесний масштаби.

Для підвищення точності робіт на карті застосовують поперечний масштаб (рис. 1.11).

Рис. 1.11. Поперечний масштаб

1.3. Віддаль АВ (горизонтальне прокладення на місцевості між точками А та В) на карті можна визначити використовуючи різні способи:

· за числовим масштабом: міряємо лінійкою віддаль між точками АВ на карті в см (l_АВ) і обчислюємо віддаль між точками на місцевості за допомогою знаменника числового масштабу М (щоб отримати віддаль на місцевості в метрах потрібно значення М підставляти в метрах, для цього знаменник числового масштабу ділиться на 100, наприклад для масштабу 1:2000 – М=20м) за формулою:

. (1.2)

Наприклад: на плані масштабу 1:2000 довжина лінії становить 3,4 см, тоді віддаль, згідно формули (1.2) L_АВ =3,4×20=68 м.