68391

Применение топографических карт при изучении местности

Лекция

География, геология и геодезия

Изображение рельефа способом горизонталей предоставляет широкие возможности для всестороннего изучения рельефа – особенностей его морфологического строения, количественных характеристик, условий хозяйственного использования местности.

Русский

2014-09-21

501 KB

4 чел.

PAGE  15

Лекция №1.8 Застосування топографічних карт при вивченні місцевості.

План

1.8.1. Изучение рельефа местности  по топографической карте.

1.8.2. Изображение социально-экономических объектов.

1.8.3. Применение топографических карт при изучении местности.

1.8.1. Изучение рельефа местности по топографической карте.

Изображение рельефа способом горизонталей предоставляет широкие возможности для всестороннего изучения рельефа особенностей его морфологического строения, количественных характеристик, условий хозяйственного использования местности.

По топографическим картам определяют тип рельефа, слагающие его формы, абсолютные и относительные высоты точек, крутизну скатов. По ним можно определить границы речных бассейнов, площади затопления при строительстве гидроузлов, наметить трассы с крутизной, не превышающей заданную, и решить другие задачи.

В начале работы с картой из подписи под южной рамкой выясняют принятую высоту сечения, затем при необходимости определяют направления скатов, используя бергштрихи, подписи высот точек и горизонталей. Высоту неподписанной горизонтали узнают по высоте сечения рельефа, подписям высот других горизонталей, урезам воды реки или озера, утолщенным горизонталям.

Абсолютная высота точки, лежащей на горизонтали, равна высоте этой горизонтали. Абсолютную высоту точек, расположенных между горизонталями, получают интерполяцией высот соседних горизонталей. На рисунке 1.8.1 h– высота сечения рельефа, Hниж – отметка ближайшей к точке нижней горизонтали, d – заложение ската на карте между двумя соседними горизонталями, где лежит точка А с искомой высотой, d1 – расстояние от точки А до нижней горизонтали, НА – отметка точки А.

НА = Нниж+∆h, где ∆h – превышение точки А над нижней горизонталью, ∆h = h*d1/d. Измерив два отрезка d и d1, определяют превышение и суммируют его с высотой нижней горизонтали.

Рис. 1.8.1. Определение по карте отметки точки путем интерполяции между горизонталями. Справа — схематический разрез участка склона между двумя горизонталями и положение заданной точки.

Превышения точек, лежащих в разных частях карты, вычисляют тем же путем, т. е. по разности абсолютных отметок.

Крутизна ската определяется углом наклона между направлением ската и горизонтальной плоскостью. Крутизна выражается в угловых мерах и в уклонах. Как известно, на крутых участках горизонтали на карте сближены и заложения скатов меньше, чем на пологих склонах. Чем круче склон, тем меньше его заложение. Для измерения крутизны скатов на топографических картах среди элементов дополнительного оснащения под южной рамкой дается график заложений, рис. 1.8.2. На горизонтальной оси графика написаны значения углов наклона, а на вертикальных прямых отложены соответствующие этим углам заложения при данной высоте сечения и масштабе. Концы отрезков соединены плавной кривой, позволяющей определять промежуточные значения углов. При работе с картой заложения по заданному направлению снимают измерителем (или на полоску бумаги) и переносят на вертикальные линии графика, подбирая отрезок, соответствующий измеренному заложению. На горизонтальной оси читают значение угла наклона. 

Рис. 1.8.2. Определение крутизны скатов на заданных участках путем переноса заложений с карты на график заложений а1= 1°20'; а2 = 3°10'

График заложений строится для определенной карты с учетом масштаба карты и высоты сечения рельефа.

Выделение по топографической карте бассейна водотока или проведение границ водосборной площади является одной из задач гидрологических исследований (при вычислении водного баланса, поверхностного склонового стока и др.). Бассейн реки (озера) – это часть земной поверхности, откуда происходит сток вод (без учета подземного водосбора). Границами бассейна служат водораздельные линии, выявляемые по горизонталям с большой точностью. Водораздельные линии разграничивают склоны противоположных направлений, они проходят вдоль вытянутых изгибов горизонталей, пересекая горизонтали в точках их перегиба. Струи воды (дождь, талые воды) стекают по линиям наибольшей крутизны, т е. по линиям падения ската, нормальным к горизонталям.

Например, на рисунке 1.8.3 видно, что из точки А вода будет стекать на юг, из точки В – на север, из точки С– на юго-запад, из точки D – на юго-восток в ручей 1. Вода, текущая от точек А, B, Е, F, не попадает в данные водотоки 1 и 2. От точек G, K, L вода попадает в ручей 2.

Рис.  1.8.3.  Оконтурирование на карте бассейнов водотоков (1 и 2) и склона (3) к главной реке.

Построение профилей по картам необходимо при разнообразных исследованиях природных условий территории, для решения научных и практических задач. Профиль – изображение разреза местности вертикальной плоскостью по заданному направлению. Он дает наглядное представление о строении рельефа земной поверхности по избранной линии. Специальными обозначениями на профиле могут быть показаны геологическое строение, почвенный покров, растительность и другие элементы, что способствует выявлению закономерностей размещения и взаимосвязей между компонентами природной среды.

По заданной линии, прочерченной на карте, определяют максимальную и минимальную отметки точек и превышение между ними (высоту профиля). Выбирают масштабы профиля: горизонтальный, часто равный масштабу карты, и вертикальный – в кратное количество раз крупнее (5-10 и более раз) –для лучшего отражения особенностей рельефа. Вычертив две взаимно перпендикулярные координатные оси, в начальной точке на горизонтальной оси подписывают отметку горизонтали, лежащей несколько ниже самой низкой точки профиля. По вертикальной оси откладывают отрезки, равные высоте сечения в избранном вертикальном масштабе, и подписывают высоты горизонталей.

На горизонтальную ось последовательно переносят с карты расстояния от начальной точки профиля до горизонталей, пересекающих линию профиля, и из полученных точек восстанавливают перпендикуляры, длина которых соответствуют отметкам горизонталей на карте и на вертикальной оси. Концы перпендикуляров соединяют плавной кривой. Над линией профиля указывают его азимут, снятый с карты, название начальной и конечной точек профиля, его масштабы (рис. 1.8.4).

Рис. 1.8.4.   Построение   профиля   по   заданному   направлению   на   основе горизонталей карты

С помощью построения профилей определяют поля невидимости, т. е. закрытые участки местности, непросматриваемые с пунктов наблюдения. На карте из точки наблюдения по направлению возможных препятствий проводят прямые линии и строят по ним соответствующие профили.

На каждом профиле из точки наблюдения (с учетом ее высоты над земной поверхностью) прочерчивают прямую, касательную к верхней части первого препятствия, до встречи с линией профиля. Касательные отсекают на профилях видимые и невидимые от точки наблюдения участки.

Их границы переносят на соответствующие линии профилей на карте и, соединяя аналогичные точки, получают на карте участки, невидимые от точки наблюдения, выделяя их закрашиванием или штриховкой (рис. 1.8.5).

Горизонтальный масштаб 1:25000

Вертикальный  масштаб 1:2 000

Рис.   1.8.5.   Определение   полей   невидимости   построением   профилей

1.8.2. Изображение социально-экономических объектов

Населенные пункты – один из важнейших элементов содержания топографической карты.

Населенные пункты различают по типу поселения, числу жителей и политико-административному значению. Эти признаки отображаются с помощью шрифтов и размеров подписей названия, а также путем добавления сокращенных подписей «РС» и «СС» (для районного центра и сельского совета). Прежде под названием сельских поселений подписывали число домов. По типу поселения выделяют города, поселки городского типа (рабочие, курортные), поселки сельского типа и дачные, поселки при промышленных предприятиях и др. Названия городов подписывают прямым шрифтом без выделения заглавной буквы, поселков городского типа – наклонным шрифтом, сельских населенных пунктов – прямым шрифтом с выделением заглавной буквы.

Населенные пункты на топографических картах характеризуются весьма подробно, с передачей их конфигурации, планировки, материала застройки. Однако только при масштабах крупнее 1:10000 возможно точное изображение ширины улиц и всех размеров плановых очертаний отдельных строений. На картах более мелкого масштаба ширина проездов несколько преувеличена, очертания строений упрощены. На картах масштаба 1:25000 и 1:50000 стремятся в городах показать все строения, но при большой плотности застройки производится отбор с условием сохранения особенностей планировки. При этом застроенные участки объединяют в кварталы с отображением преобладающего материала построек: оранжевой окраской – из огнестойких материалов (кирпич, камень, железобетон); желтой окраской – с преобладанием деревянных и других неогнеупорных строений. Среди кварталов показывают выдающиеся огнестойкие здания и дают их высоту, а также наносят промышленные объекты, учреждения культуры, школы, больницы, вокзалы, учреждения связи и т. д.

На карте масштаба 1:100 000 все кварталы изображают черным цветом независимо от материала застройки.

Поселки сельского типа отличаются от городов меньшими размерами, небольшим числом жителей, менее плотной застройкой, относительно простой планировкой. В сельских населенных пунктах различается застроенная часть и приусадебные земли. Для сельских поселений в равнинных местностях наиболее характерна рядовая планировка, а в горных – бессистемная. На планировку поселений в сельской местности заметное влияние оказывают наличие значительных транспортных путей (трактовый тип), особенности рельефа местности (овражно-балочный, долинный, водораздельный и другие типы), заболоченность территории, характер водоемов (прибрежный тип планировки), а иногда история развития.

При  изображении населенных пунктов по возможности сохраняют соотношение застроенных и незастроенных площадей (плотность застройки), выделяют основные улицы и проезды путем преувеличения их ширины, кварталы объединяют, сохраняя характер планировки.

Промышленные объекты: фабрики, заводы, шахты, карьеры, нефтяные и газовые скважины, нефте- и газопроводы, электростанции и линии электропередач, водонапорные башни и т. д. изображаются на картах внемасштабными условными знаками с качественной характеристикой в виде пояснительной подписи. Например, около знака завода показывают вид производства: мук.– мукомольная мельница, бум.– бумажная фабрика и т. д. Рядом со знаком карьера дают глубину карьера и название полезного ископаемого: пес.– песок, изв.– известняк и т. д.

Специализация сельскохозяйственных предприятий и их тип отображаются пояснительной надписью под названием населенного пункта (зерн.– зерновой, овц.– овцеводческий и т. д.). Особо показывают пасеки, загоны для скота, скотомогильники.

Из средств связи на карты наносят радиостанции, радио- и телемачты, линии связи, телевизионные центры, вне населенных пунктов – телефонные и радиотелефонные конторы.

К социально-культурным объектам относятся вузы, школы, научно-исследовательские учреждения, метеостанции, обсерватории, больницы, санатории, дома отдыха, спортивные сооружения, памятники, сооружения культа, кладбища, крепости и пр. Многие из них показывают знаком строения с соответствующей пояснительной надписью: шк.– школа, бол.– больница и т. д. Четкое изображение названных объектов на картах необходимо также и потому, что многие из них хорошо выделяются на местности и могут служить ориентирами.

Наземные пути сообщения (железные и автомобильные дороги) имеют чрезвычайно важное значение для экономики и обороны страны.

На топографических картах передают расположение, густоту, эксплуатационное состояние дорог, отражают их пропускную способность, показывают придорожные сооружения.

Дороги изображают линейным знаком, в виде одной или нескольких линий разного рисунка, часто с окраской полосы между ними. Ширина знака дорог всегда преувеличена, и ею отображают тип дороги, а не ее действительную ширину.

Рельсовые (железные) дороги подразделяют на картах по числу путей (одно-, двух- и многопутные); по ширине колеи (широко и узкоколейные); по характеру тяги (электрифицированные, с дизельной и паровой тягой); по состоянию (действующие, строящиеся, разобранные).

Особыми знаками показывают связанные с дорогами сооружения – здания, мосты, насыпи, выемки, трубы и другие транспортные объекты. Сюда относятся станции, вокзалы, разъезды, блокпосты, депо, водонапорные башни, казармы, будки, светофоры и семафоры, показываемые полностью на картах масштабов 1:25 000 и 1:50 000 и с отбором – на карте масштаба 1:100 000. Глубина выемок, высота насыпей даются цифровыми показателями.

Безрельсовые дороги различают по их техническому устройству и покрытию.

На картах показывают автомагистрали (автострады), автомобильные дороги с усовершенствованным покрытием, автодороги с покрытием (шоссе), автодороги без покрытия (улучшенные грунтовые дороги), грунтовые (проселочные дороги, полевые и лесные дороги, зимние дороги, караванные пути и тропы в малообжитых районах).

Все постоянные дороги изображают на картах масштабов 1:25000 и 1:50000; на картах масштаба 1:100000 проселочные дороги и особенно полевые и лесные нередко наносят с большим отбором. Линии дорог на картах обычно обобщаются весьма незначительно, за исключением горных участков, где производится некоторое обобщение извилин дороги, но с сохранением и выделением характерных поворотов.

Для суждения о пропускной способности дорог и их технических возможностях в разрыве условного знака дороги сокращенно указывают вид искусственного покрытия дороги (А – асфальтобетон, Ц – цементобетон, Б –  булыжник и т. д.), ширину проезжей части и количество полос движения, например 7,5 X 2 Ц. Для автодорог без покрытия указывается их ширина. Знак дороги сопровождается обозначениями труб для стока воды, насыпей, выемок, автозаправочных станций, обсадок, километровых столбов и указателей дорог, а также средств переправы через водные рубежи. Для ряда названных объектов приводится их количественная характеристика: длина, ширина, грузоподъемность и материал мостов; высота насыпей; глубина выемок и др.

На топографических картах отображают границы государственные, союзных республик, автономных республик, краев, областей и автономных областей, национальных округов с максимальной точностью прерывистыми линиями различного рисунка. Если граница не совпадает с каким-либо линейным объектом местности, ее вычерчивают на всем протяжении.

Если она идет вдоль реки, просеки, канала, ее показывают на карте в местах резких поворотов и отдельными отрезками с той стороны контура, где она в действительности проходит.

В случае совпадения границы с осевой линией какого-либо объекта (например, реки) ее вычерчивают поочередно вдоль одной и другой стороны этой линии. На крупномасштабных картах изображают также каменные и кирпичные стены, металлические ограды, легкие ограждения и искусственные валы. Границы государственных заповедников даются на топографических картах всех масштабов.

1.8.3. Применение топографических карт при изучении местности

Топографические карты привлекают к решению широкого круга практических и научных задач. Применение карт как особых моделей географической действительности для познания изображенных на них явлений называется картографическим методом исследования. При этом используются многочисленные приемы и способы, которые группируются в несколько главных направлений: визуальный анализ, картометрия и морфометрия, графический анализ и математический анализ. Обычно различные способы применяются совместно в зависимости от цели исследования, особенностей местности и используемых картографических материалов.

Топографические карты, отображающие основные элементы местности в комплексе – на одном листе, помогают читателю карты создать целостный картографический образ территории, исследовать взаимосвязи и взаимообусловленности целого ряда явлений. Визуальный анализ и описание по картам используют для общего ознакомления с местностью, для разработки плана дальнейших исследований на предварительном этапе работ, а затем, после разностороннего изучения и фиксации изученных явлений на карте, на заключительной стадии визуальный анализ необходим для осмысления полученных результатов и выявления географических закономерностей.

Любое исследование по карте начинается с чтения карты, в процессе которого читатель сообразно с поставленной целью просматривает карту, уясняет ее графические элементы (условные знаки), особенности их размещения и взаимного расположения, создает в сознании частные, единичные картографические образы; затем постепенное сопоставление единичных образов друг с другом приводит к обобщенным представлениям и закреплению их в сознании. Тогда читатель приступает к истолкованию образов, раскрытию их взаимосвязей, причин возникновения и т. п. Все эти действия совершаются быстро, практически одновременно.

Направление, глубина и порядок чтения карты зависят от цели исследования, подготовленности читателя, географических особенностей территории и свойств используемой карты.

Примером элементарного чтения служит получение по карте справки о местоположении объекта, его виде, некоторых характеристиках, данных о расстоянии между пунктами, направлении дорог и т. п. Сопоставление этих данных, привлечение географических знаний помогают читателю постепенно создать в сознании представление об облике территории и взаимных соотношениях ее элементов. При детальном изучении местности карту анализируют в зависимости от цели исследования по отдельным элементам (гидрографическая сеть, рельеф, населенные пункты и т. д.) или по определенным участкам.

Картометрический анализ включает измерение и исчисление по картам количественных характеристик явлений: определение координат, расстояний, размеров, высот, площадей, углов.

Картометрические данные служат базой для вычисления относительных показателей, характеризующих не единичный объект, а картину размещения однотипных объектов – расчлененность поверхности, извилистость линий, т.е. для получения морфометрических показателей.

В результате карто- и морфометрического анализа изображения рельефа горизонталями получают многостороннюю характеристику рельефа: степень горизонтального и вертикального расчленения земной поверхности, максимальный размах высот, овражность, закарстованность и т. п.

При гидрологических исследованиях по картам изучают форму и размеры гидрографических объектов: извилистость рек и береговых линий, определяют размеры и форму озер, форму бассейнов, динамику берегов водохранилищ, а также вычисляют объемы осадков и стока по бассейнам и другие показатели.

По карте изучают особенности расселения (типы и размещение населенных пунктов, плотность населения), густоту железнодорожной сети, распаханность, лесистость территории.

Графический анализ – исследование территории с помощью профилей, блок-диаграмм и других графических построений. По топографической карте строится профиль физической поверхности Земли на изучаемом участке и по линии профиля условными знаками отмечают природные особенности, социально-экономические объекты, выясняя таким образом их связи с рельефом и между собой. Такое сопоставление разных элементов карты позволяет в ряде случаев проводить предварительное районирование территории.

Математические методы в картографии применяются для получения по картам разнообразных количественных характеристик и для создания, изучения и отображения в картографической форме пространственных математических моделей явлений или процессов. Если методы измерений по картам достаточно разработаны и принципиально не сложны, то математическое моделирование и другие математические способы отличаются большой сложностью и нуждаются в применении электронно-вычислительной техники.

Данные, получаемые в результате применения названных способов картографического анализа, способствуют выявлению часто скрытых, не отраженных на карте свойств объектов, а также закономерностей их размещения и взаимосвязей. При этом по изображенным на карте явлениям обнаруживают новые свойства и особенности местности, таким образом информация о местности расширяется и углубляется в процессе работы с картой.

Например, при неотектонических исследованиях по топографическим картам визуально выделяют участки с большой и малой извилистостью рек. На выделенных участках измеряют величины извилистости и по ним выявляют аномальные участки, которые затем объединяют в зоны аномальных падений рек, приуроченные обычно к местным геологическим структурам.

По рисунку и взаимному расположению горизонталей, абсолютным и относительным высотам составляют представление о типе рельефа (эрозионный, моренный и др.) и обнаруживают зависимость между ним и характером планировки и размещения сельских поселений: приуроченность к тем или иным формам рельефа и элементам гидрографии. Резкие различия в степени сельскохозяйственной освоенности территории – плотность населенных пунктов, уровень распаханности, густота дорожной сети в районах Нечерноземного центра часто свидетельствуют о значительных природных (ландшафтных) различиях этих районов. Так, среди облесенных территорий с редкими поселениями выделяются безлесные, почти сплошь распаханные местности с густым сельским населением, так называемые ополья – Касимовское, Подольское, Мещовское и др. Почвы ополий (разновидности серых лесных) значительно плодороднее дерново-подзолистых почв, окружающих ополья моренно-зандровых равнин. Территории ополий издавна освоены человеком. На карте, таким образом, возможно разграничение природных ландшафтов.

Суждение о динамике развития объектов и явлений получают путем сравнения и анализа карт, составление которых разделено некоторым промежутком времени. В результате выявляются изменения природных компонентов, например рост овражности, обмеление рек, высыхание болот, смена древесных пород в лесу, усиление эрозионных процессов или их затухание, а также изменения в хозяйственной освоенности территории, развитии городов, сети путей сообщения и др.

С целью детального, углубленного изучения какого-либо явления на основе топографических карт создаются производные карты, отображающие новые характеристики объектов и явлений. Примером может служить серия карт, составляемых камеральным путем при изучении эрозионно опасных участков: карты углов наклона со специально выбранными градациями углов; густоты и глубины расчленения рельефа; экспозиции и длины склонов.

Сопоставление серии карт природных явлений с группой карт хозяйственного использования земель (процент распашки, виды сельскохозяйственных культур, применяемая агротехника и др.) открывает связи явлений и в какой-то мере делает возможным прогнозирование процессов их развития.

Топографические карты имеют разностороннее применение на всех этапах полевых экспедиционных исследований. При составлении плана полевых работ после общего ознакомления с литературными и картографическими материалами намечают маршруты, места стоянок, рассчитывают длительность отдельных этапов работы и т. д. Во время полевых исследований карты служат для ориентирования на местности, для точной локализации площадок и точек наблюдений, а также для привязки изученных объектов к топографической основе, т. е. к изображенным на карте рекам, элементам рельефа, контурам растительного покрова, населенным пунктам и другим четким ориентирам. Местоположения объектов на местности определяются глазомерно, простейшими приемами или геодезическими методами. По данным полевых наблюдений, например геологических, почвенных, геоботанических, ландшафтных, экономико-географических, на топографической основе создаются в дальнейшем тематические карты.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

14706. Изучение спектров поглощения воды в оптических материалах 156.95 KB
  Лабораторная работа №2 Изучение спектров поглощения воды в оптических материалах Цель работы: Измерить зависимости интенсивности от длины волны для лампы и образца; Получить спектр поглощения ниобата лития. Схема опыта: Ход работы: ...
14707. Оценка качества систем регулирования 47.5 KB
  Лабораторная работа №1 Тема: Оценка качества систем регулирования Цель работы: Изучение косвенных оценок качества переходных процессов в системе регулирования по амплитудночастотной характеристике замкнутой системы. Передаточная функция замкнутой системы...
14708. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ЗВУКА В ГАЗАХ И ПОКАЗАТЕЛЯ АДИАБАТЫ МЕТОДОМ СТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ 519 KB
  Лабораторная работа №7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ЗВУКА В ГАЗАХ И ПОКАЗАТЕЛЯ АДИАБАТЫ МЕТОДОМ СТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ Цель работы Определение скорости звука и показателя адиабаты для воздуха методом стоячей волны. Описание экспериментальной ус...
14709. Исследования температурной зависимости электропроводности невырожденных полупроводников 91.04 KB
  Лист ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 4 Исследования температурной зависимости электропроводности невырожденных полупроводников по дисциплине Физика твердого тела Цель работы Изучение физических явлений и закономерностей в невыр...
14710. Измерение удельного заряда электрона методом магнетрона 38 KB
  ОТЧЕТ По лабораторной работе №28 Измерение удельного заряда электрона методом магнетрона 1.Расчетная формула для определения удельного заряда электрона с пояснениями смысла величин входящих в нее. Ua – разность потенциалов между катодом и анодом. L длина соле...
14711. Определение ёмкости конденсатора при помощи баллистического гальванометра 131 KB
  Отчет по лабораторной работе № 18в Определение ёмкости конденсатора при помощи баллистического гальванометра. 1. Расчетные формулы: среднее значение баллистической постоянной; ёмк
14712. Изучение магнитного поля соленоида баллистическим методом 50.5 KB
  ОТЧЕТ по лабораторной работе № 18б Изучение магнитного поля соленоида баллистическим методом Расчетные формулы: где k – баллистическая постоянная гальванометра; С – постоянная; N2 – число витков катушки L2; R2=RкRмRг – сумма соп
14713. Определение ЭДС источника тока компенсационным методом 33.5 KB
  ОТЧЕТ по лабораторной работе №13 Определение ЭДС источника тока компенсационным методом 1. Расчётная формула для определения величины x где ЭДС эталонного источника тока; компенсирующие длины реохорда. 2. Схема электрической цепи 3. Средств...
14714. Определение сопротивления проводников методом моста Винтстона 60.5 KB
  ОТЧЕТ по лабораторной работе № 12 Определение сопротивления проводников методом моста Винтстона 1. Расчетные формулы: Формулы для расчёта величина Rx: Rx = R2 ; где R2 – известное сопротивление подбираемое для каждо...