Проекция топографических карт России. Прямоугольные координаты

При создании топографических карт чаще всего применяют равноугольную проекцию Гаусса-Крюгера. В ней поверхность эллипсоида разделяется на сферические двуугольники (зоны) и затем каждый из них изображается на плоскости отдельно. При этом средний (осевой) меридиан зоны и экватор изобразятся взаимно перпендикулярными прямыми без искажений (рис. 12). С удалением от осевого меридиана зоны искажения постепенно возрастают. Чтобы свести их к минимуму, размеры зон ограничивают шестью градусами. Весь земной эллипсоид охватывает 60 шестиградусных зон. Они нумеруются арабскими цифрами, начиная от Гринвичского меридиана к востоку. Границы зон Гаусса-Крюгера совпадают с границами колонн (при разграфке карты масштаба 1:1000 000), но их нумерация отличается на 30 единиц, поэтому №_{колонны} = =№_зоны +30 (рис. 13).

Изображение зоны в проекции Гаусса-Крюгера имеет минимальные искажения и допускает любые измерения. При создании карты зону разбивают на отдельные листы, каждый из которых имеет вид равнобочной трапеции, ограниченной отрезками параллелей и меридианов.

На плоскости в зоне Гаусса-Крюгера применяется система координат, в которой за ось абсцисс Х принят осевой меридиан зоны, за ось ординат, У – изображение экватора. Положительное направление оси Х – на север, оси У – на восток. На территории нашей страны все абсциссы (расстояния от экватора) положительные. Для удобства работы с картами условились значение ординаты У осевого меридиана каждой зоны принимать за 500 км, то есть начало координат как бы вынесли к западу за пределы зоны (рис. 14).

1⁰~ 111 км; 6⁰ ~ 666 км.

Номер зоны указывают впереди ординаты. Например, координаты точек А и В, находящихся в 7 зоне, будут:

Х_А≈ 6230 км; У_А≈7400 км;

Х_В≈4200 км; У_В≈7630 км (рис. 14).

Для нанесения точек по прямоугольным координатам и определения прямоугольных координат точек на топографических картах имеется прямоугольная координатная сетка в виде системы квадратов, образованных линиями, параллельными осям Х и У. Эти линии проводятся на расстоянии 1 или 2 км (взятых в масштабе карты). Их часто называют километровыми линиями, а сетку прямоугольных координат – километровой сеткой. Линии сетки не параллельны рамкам карты. Координаты линий сетки, выраженные в километрах, подписывают у рамок карты (между внутренней и минутной рамками).

Определение прямоугольных координат по карте осуществляется по координатам ближайших к точке линий сетки и приращению координат точек относительно этих линий. Например, координаты т. В таковы:

Х_в= 6132 + ∆Х (км); У_в= 4312 + ∆У (км) (рис. 15)

Приращения измеряют с помощью измерителя и линейного масштаба.

Углы направлений.

Углы направлений измеряют относительно начального направления, за которое могут быть приняты географический (истинный) меридиан, магнитный меридиан и осевой меридиан зоны Гаусса-Крюгера.

В зависимости от принятого начального направления различают азимут географический (истинный), азимут магнитный и дирекционный угол.

Географическим (истинным) азимутом А направления называется угол, измеряемый от северного направления географического меридиана по ходу часовой стрелки до заданного направления в пределах от 0⁰ до 360⁰. Для измерения по карте географического азимута заданного направления в начальной точке линии проводят по линейке географический меридиан (таким же способом, как при определении долготы, совмещая одноименные отсчеты на северной и южной минутных рамках) и транспортиром измеряют угол между меридианом и заданным направлением.

Магнитным азимутом А_м направления называется угол, измеряемый от северного направления магнитного меридиана до определяемого направления по ходу часовой стрелки в пределах от 0⁰ до 360⁰. Магнитные азимуты направлений измеряют на местности с помощью компаса или буссоли. По карте магнитные азимуты могут быть вычислены по измеренному истинному азимуту А и величине магнитного склонения δ (дельта), указанной на полях карты.

Магнитное склонение δ – это угол между истинным и магнитным меридианами. Склонение от истинного меридиана на восток считается восточным – положительным, на запад – западным, отрицательным.

Дирекционным углом α направления называется угол, измеряемый по карте от северного направления осевого меридиана зоны и линий, ему параллельных (вертикальных километровых линий), до заданного направления по ходу часовой стрелки в пределах от 0⁰ до 360⁰.

Все три угла направлений взаимосвязаны. По одному из измеренных углов можно посчитать два оставшихся, используя поправки, данные на полях карты (δ, ɣ) (см. рис. 16, 16а).

Сближение меридианов ɣ - это угол между северным направлением географического меридиана данной точки и севе5рным направлением вертикальных линий километровой сетки. Для точек, лежащих к востоку от осевого меридиана зоны, величина сближения меридианов положительная, а для точек, расположенных в западной части – отрицательная.

Из рисунка 16а видно: А_1-2= α_1-2- ɣ = А_м1-2+ δ;

А_м1-2= α_1-2- ɣ- δ = А_1-2- δ; α_1-2= А_м1-2+ δ + ɣ = А_1-2 + ɣ;

А_3-4= α_3-4- ɣ = А_м3-4+ δ;

А_м3-4= α_3-4- ɣ- δ = А_3-4- δ; α_3-4= А_м3-4+ δ + ɣ = А_3-4 + ɣ.

Румбом r называется угол направления, не превышающий 90⁰. Он отсчитывается от северного или южного направления меридиана по ходу или против хода часовой стрелки. Различают румбы географические (отсчитываемые от географического меридиана), магнитные (отсчитываемые от магнитного меридиана) и румбы, отсчитываемые от вертикальных километровых линий. Румб сопровождается указанием четверти горизонта, где лежит данная линия. Связь румбов с азимутами видна из рисунка 17:

r₁СВ = А₁

r₂ЮВ = 180⁰ – А₂

r₃ЮЗ = А₃ - 180⁰

r₄СЗ = 360⁰ – А₄

Для контроля измеряют углы в прямом и обратном направлениях.

Углы, измеренные в начальной точке линии, называются прямыми, а углы, измеренные в конечной точке направления – обратными.

Дирекционный угол прямой линии постоянен во всех точках (в пределах одной зоны), поэтому α_обр = α_пр + 180⁰. Например, α_обр1-2 = α_пр1-2 + 180⁰; α_обр3-4 = α_пр3-4 - 180⁰ (рис.18).

Меридианы не параллельны друг другу, между ними образуется угол, называемый сближением меридианов ɣ. Отсюда: А_обр = А_пр + 180⁰ + ɣ. Например, А_обр1-2 = А_пр1-2 +180⁰ + ɣ; А_обр3-4 = А_пр3-4 - 180⁰ - ɣ (рис. 19).

11. Географическое содержание топографических карт.

Географическое содержание топографических карт передается с помощью условныхзнаков, которые указывают вид объекта, дают его качественные и количественные характеристики, отражают плановые формы и размеры.

Объекты местности отображаются на картах с помощью масштабных, внемасштабных и линейных условных знаков.

Масштабными условными знаками изображаются объекты, горизонтальные размеры которых могут быть выражены в масштабе карты. Например, лес, озеро, пашня и т.п.

Внемасштабными условными знаками показывают на картах объекты, занимающие на местности небольшую площадь, не выражающуюся в масштабе карты. Их положение фиксируется точкой. Например, колодец, дерево, камень и т.п.

Линейные знаки применяются для изображения протяженных объектов, имеющих малую ширину, не выражающуюся в масштабе карты. Например, дороги, границы, линии связи и т.п.

Группы однородных или тесно связанных друг с другом объектов показывают на карте определенными цветами. Водным объектам присвоен голубой цвет, растительности – зеленый, рельефу земной поверхности – коричневый цвет.

Изображение рельефа.

Рельефом называют совокупность неровностей земной поверхности. На топографических картах рельеф изображают с помощью горизонталей, которые дополняются указанием высот характерных точек местности.

Горизонталь – это воображаемая линия на физической поверхности Земли, все точки которой имеют одинаковую высоту над уровнем моря. Разность высот двух соседних горизонталей называется высотой сечения рельефа. Горизонтали проводятся сплошными тонкими коричневыми линиями. Абсолютные высоты горизонталей (их отметки) подписываются в специальных разрывах горизонталей. На картах для наглядности утолщается каждая пятая горизонталь. Иногда на пологих склонах проводят полугоризонтали прерывистыми линиями. Они проходят между основными горизонталями через половину высоты сечения рельефа. Бергштрихи – это короткие черточки, перпендикулярные горизонталям и направленные в сторону понижения.

Высотными отметками называются подписи абсолютных высот местности. Отметки даются для высших точек вершин, низших точек впадин и для ориентиров (перекрестки дорог, отдельные здания и др.). Абсолютная высота зеркала воды в реке или озере называется урезом воды.

Для показа ряда форм рельефа, не выражающихся в масштабе карты, применяют специальные условные обозначения. Так изображаются курганы, отдельно лежащие камни, оползни, овраги, промоины, обрывы и др.

Рельеф земной поверхности слагается склонами различной формы и крутизны. При встрече двух скатов возникают линии перегиба рельефа: водораздельная и водосборная линии, бровка и подошва ската.

Водораздельная линия образуется на выпуклой форме рельефа при встрече двух склонов противоположного направления. На ней происходит переход от подъема к спуску.

Водосборная линия или тальвег – это линия перегиба склонов противоположного направления на вогнутой форме рельефа, на ней происходит переход от спуска к подъему.

Бровка – это линия стыка горизонтальной площадки или пологого ската с более крутым скатом.

Подошва – это линия перехода от более крутого склона к менее крутому или к горизонтальной площадке.

Несложные сочетания скатов образуют простые формы рельефа:

а) положительные формы, возвышающиеся над окружающей местностью (гора, холм, хребет);

б) отрицательные формы (впадина, долина, балка).

Формы рельефа обычно сочетаются друг с другом, образуя комплексы форм. Например, когда в хребет с двух сторон врезаются две долины, на водоразделе образуется перегиб, называемый седловиной.