Способы изображения рельефа.

Вариант 6.

 

1. Что такое рельеф? Основные типы и формы рельефа. Как изображается рельеф на топографических планах и картах?

2. Как с помощью теодолита построить заданный горизонтальный угол?

3. В чём суть способов выноса на местность основных точек сооружения (полярный, прямоугольный и засечек)?

4. Геодезическое сопровождение при сооружении кирпичных зданий.

 

Задача.

Определить координаты последующей точки (т.2) через координаты предыдущей (т.1) по следующим данным:

Координаты первой точки – Х₁ = 3280м; Y₁ = 8150м

Расстояние до следующей точки L_1-2 = 280,70м

Направление линии 1-2 (её дирекционный угол) = 177° 30'

 

Х1

Х2

Y1

Y2

∆Х

∆Y

Y

Х

 

Вопрос 1. Что такое рельеф. Основные типы и формы рельефа. Как изображается рельеф на топографических планах и картах?

Рельеф – Совокупность неровностей поверхности Земли изображается на топографических картах горизонталями (коричневые линии). Рельеф является важнейшим элементом местности, определяющим ее тактические свойства. Изображение рельефа на топографических картах дает полное и достаточно подробное представление о неровностях земной поверхности, форме и взаимном расположении, превышениях и абсолютных высотах точек местности, преобладающей крутизне и протяженности скатов.

Основные формы рельефа образованы геологическими процессами.

Мелкие формы рельефа образовываются в ходе внешних процессов (водных, ветровых).

По величине и количеству неровностей рельеф подразделяется на:

Равнинный типпредставляющий собой обширные пространства суши со спокойным, плоским или слабо холмистым рельефом, с малыми колебаниями высот, с медленно текущими реками. На суше равнины занимают 65% поверхности.

Горный тип рельефа – значительные участки суши, высоко поднятые над уровнем моря с резкими колебаниями высот (подразделяется на: хребты, цепи, кряжи и горные страны).

По форме рельеф подразделяется на положительные формы и отрицательные формы.

Положительные –(выпуклые): гора, хребет, холм, увал, плато, бугры, курганы.

Отрицательные – (вогнутые): ущелье, овраг, лощина, балка, долина, котловина.

Основные формы рельефа.

Гора (или холм) – это возвышенность конусообразной формы. Она имеет характерную точку – вершину, боковые скаты (или склоны) и характерную линию – линию подошвы. Линия подошвы – это линия слияния боковых скатов с окружающей местностью . На скатах горы иногда бывают горизонтальные площадки, называемые уступами.

Котловина– это углубление конусообразной формы. Котловина имеет характерную точку – дно, боковые скаты (или склоны) и характерную линию – линию бровки. Линия бровки – это линия слияния боковых скатов с окружающей местностью.

Хребет – это вытянутая и постепенно понижающаяся в одном направлении возвышенность. Он имеет характерные линии: одну линию водораздела, образуемую боковыми скатами при их слиянии вверху, и две линии подошвы.

Лощина – это вытянутое и открытое с одного конца постепенно понижающееся углубление. Лощина имеет характерные линии: одну линию водослива (или линию тальвега), образуемую боковыми скатами при их слиянии внизу, и две линии бровки.

Седловина – это небольшое понижение между двумя соседними горами; как правило, седловина является началом двух лощин, понижающихся в противоположных направлениях. Седловина имеет одну характерную точку – точку седловины, располагающуюся в самом низком месте седловины.

Существуют разновидности перечисленных основных форм, например, разновидности лощины: долина, овраг, каньон, промоина, балка и т.д. Иногда разновидности основных форм характеризуют особенности рельефа конкретного участка местности, например, в горах бывают пики – остроконечные вершины гор, ущелья, теснины, щеки, плато, перевалы и т.д.

Вершина горы, дно котловины, точка седловины являются характерными точками рельефа;линия водораздела хребта , линия водослива лощины, линия подошвы горы или хребта, линия бровки котловины или лощины являются характерными линиями рельефа.

Способы изображения рельефа.

Способ изображения рельефа должен обеспечивать хорошее пространственное представление о рельефе местности, надежное определение направлений и крутизны скатов и отметок отдельных точек, решение различных инженерных задач.

В настоящее время на топографических картах применяют способ горизонталей в сочетании со способом отметок, причем на одном квадратном дециметре карты подписывают, как правило, не менее пяти отметок точек.

Способ горизонталей. Сущность способа горизонталей можно понять из рис.5.6.

Рис.5.6

Рис.5.7

Мысленно рассечем участок местности горизонтальной плоскостью на высоте H. Линия пересечения этой плоскости с поверхностью Земли называется горизонталью. Горизонталь на местности – это замкнутая кривая линия, все точки которой имеют одинаковые отметки. Уменьшенное изображение на карте горизонтальной проекции горизонтали местности также называют горизонталью.

Для того, чтобы изобразить горизонталями рельеф участка местности, нужно рассечь его не одной, а несколькими горизонтальными плоскостями, расположенными на одинаковом расстоянии по высоте одна от другой. Это расстояние называется высотой сечения рельефа и обозначается буквой h. На местности горизонтали не пересекаются, так как они лежат в разных параллельных плоскостях; на карте они тоже, как правило, не пересекаются.

Все основные формы рельефа имеют свой рисунок горизонталей; при этом и гора и котловина изображаются системами замкнутых горизонталей (рис.5.7). Чтобы различить эти формы рельефа, а также для некоторых других целей на карте принято показывать направление скатов вниз; для этого применяются бергштрихи – короткие штрихи, перпендикулярные горизонталям и направленные по скату вниз.

Основные горизонтали имеют отметки, кратные высоте сечения рельефа h, начиная от нуля счета высот. Для выражения характерных особенностей рельефа рекомендуется проводить полугоризонтали и четвертьгоризонтали; они проводятся штриховыми линиями через половину и четверть сечения рельефа на отдельных участках карты (где расстояние между основными горизонталями слишком большое).

Каждая пятая основная горизонталь при h = 1, 2, 5, 10 м и каждая четвертая при h = 0.5 и 2.5 м утолщаются (жирные горизонтали). Отметки некоторых горизонталей на карте подписывают, ориентируя основания цифр вниз по склону.

Крутизна и направление скатов. На рис.5.6 видно, что расстояние d между горизонталями на горизонтальной проекции участка зависит от крутизны ската. При одинаковой высоте чем меньше расстояние между горизонталями, тем круче скат. Крутизна ската характеризуется углом наклона ν:

tg(ν) = h/d.

Тангенс угла наклона называется уклоном и обозначается буквой i; уклон обычно выражают в процентах % или промилле ‰ (промилле – это тысячная часть целого).

Рассечем скат горы горизонтальными плоскостями при высоте сечения h (рис.5.8); на участке BC скат имеет угол наклона ν 1, на участке CD – угол наклона ν2. Расстояние d₁ – это горизонтальное проложение линии ската BC; оно называется заложением.

Рис.5.8

Рис.5.9

Заложение ската – это горизонтальная проекция линии наибольшей крутизны ската в данной точке; оно принимается за направление ската. Измерив на карте отрезок d и зная высоту сечения рельефа h, по формуле (5.4) h/d можно вычислить тангенс угла наклона, а затем и сам угол наклона ν.

График заложений. Для быстрого определения угла наклона по карте пользуются специальным графиком, который называется графиком заложений. Он строится следующим образом (рис.5.9):

Вычисляют заложение ската по заданной высоте сечения рельефа для разных углов наклона 0.5°, 1°, 2° и т.д..
Проводят прямую линию и откладывают на ней равные отрезки длины, которые подписывают в градусах угла наклона,
перпендикулярно этой линии откладывают в масштабе карты заложения ската, вычисленные для каждого значения угла наклона.
Соединяют полученные точки плавной кривой.

Если теперь требуется определить угол наклона для конкретного заложения ската a, раствором циркуля, равным a, находят соответствующее место на графике и считывают угол наклона (на рис.4.9 ν = 4o 30′).

Аналогично можно построить график заложения для уклонов i.

График заложения помещается внизу листа карты справа.

Чтение рельефа по карте –умение определять по рисунку горизонталей на карте формы рельефа, представлять общий характер неровностей местности, оценивать крутизну склонов и подъёмов, форму склонов.

Для облегчения чтения рельефа на карте даются указатели направления скатов – бергштрихи.

У положительных форм рельефа горизонтали обращены выпуклостями в сторону понижения рельефа. У отрицательных форм рельефа выпуклости горизонталей обращены в сторону повышения склона. При этом надо помнить, что рельеф всегда понижается в сторону реки или ручья.

Вопрос 2. Как с помощью теодолита построить заданный горизонтальный угол.

 

Вынос на местность проектного горизонтального угла β с вершиной в точке 1 (см. рис.) выполняют при двух положениях вертикального круга: при «круге лево» (КЛ) и «круге право» (КП).

Построение проектного угла.

Теодолит устанавливают в рабочее положение в вершине проектного угла, выполняют наведение на опорную точку 2 и берут на неё отсчёт 2(КЛ) по шкале горизонтального круга.

В точке 2 при необходимости может быть установлена на штативе визирная цель с устройством для её центрирования и горизонтирования.

К полученному отсчёту прибавляют (если угол откладывается по часовой стрелке) или отнимают от него (если угол откладывается против часовой стрелки) значение проектного угла β_ПР

А(КЛ)=2(КЛ)±β_ПР ±360° (формула 9.1)

и устанавливают полученный отсчёт на шкале горизонтального круга сначала грубо, затем – точно наводящим винтом при закрепленной колонке.

Положение направления на искомую точку А при «круге лево» по команде наблюдателя фиксируют шпилькой на местности.

Меняют положение круга, берут отсчёт 2(КП) на опорную точку 2, вычисляют отсчёт на точку А

А(КП)=2(КП)±β_ПР ±360° (формула 9.2)

и устанавливают полученное значение на шкале горизонтального круга, как и в предыдущем случае.

Положение направления на точку А при «круге право» фиксируют второй шпилькой на местности рядом с первой шпилькой.

В случае расхождений в положении зафиксированных направлений за окончательное принимают среднее направление.

Затем построенный угол измеряют теодолитом двумя-тремя полными приёмами. Если расхождения в значениях измеренного и проектного углов соответствуют заданной точности построения, то задача считается выполненной. В противном случае необходимо заново построить угол.

В формулах (9.1) и (9.2) ± 360° используют при отрицательных отсчётах и отсчётах, больших 360°.

Уточнение направления 1-А , соответствующее проектному углу, можно выполнить следующим способом.

Вычисляют значение

Δβ=β_ИЗМ-β_ПР (формула 9.3)

и соответствующую линейную поправку l в угол β_ИЗМ

l=d(Δβ″⁄ρ″), (формула 9.4)

где d – расстояние от точки 1 до точки А (при построениях); ρ″=206265″.

Полученное значение l откладывают в соответствующем направлении в точке А перпендикулярно к линии 1-А. Шпильку из точки А переносят в точку А' и для контроля двумя-тремя полными приёмами измеряют построенный угол.

Вообще говоря, указанным способом можно строить проектные углы точнее, чем это позволяют возможности используемого теодолита. Например, при использовании теодолита Т30 проектный угол можно построить с точностью до 10".

Пример 9.1. Построение проектного угла теодолитом Т2.
Заданная точность построения проектного угла 5". Значение проектного угла β_ПР = 73°36′20′′. Расстояние 1-А = d = 70 м.

Решение.
Отсчёт на точку 2 при КЛ: 2(КЛ)=117°42′45′′.
Отсчёт на точку А при КЛ: А(КЛ)=117° 42′45′′+73°36′20′′=191°22′05′′.
Отсчёт на точку 2 при КП: 2(КП)=297°43′15′′.
Отсчёт на точку А при КП: А(КП)=297°43′15′′+73°36′20′′=11°19′35′′.
Измеренное значение построенного проектного угла β_ИЗМ = 73°36′28′′.
Разность Δβ = 73° 36′28′′−73° 36′20′′=+8′′, что превышает необходимую точность построения угла.
Линейная поправка l=70000мм(8′′⁄206265′′)=2,7мм . Полученная поправка откладывается в сторону уменьшения угла.
Новое измеренное значение построенного угла составило 73°36′22′′, что является допустимым.