Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Скачать с Depositfiles

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

ПО КУРСУ «ГЕОДЕЗИЯ ч.1»

7. И3МЕРЕНИЕ ПЛОЩАДЕЙ ПО ПЛАНУ ИЛИ КАРТЕ

Для решения ряда инженерных задач требуется определить по плану или картеплощади различных участков местности. Определение площадей может бытьпроизведено графическим. аналитическим и механическим способами.

7.1. Графический способ определения площади

Графический способ служит для определения по плану или карте площадейнебольших участков (до 10-15 см 2) и применяется в двух вариантах: а)с разбивкой намеряемого участка на геометрические фигуры; б) о помощью палеток.

В первом варианте площадь участка разбивают на простейшие гео-метрическиефигуры: треугольники, прямоугольники, трапеции (рис. 19, а), измеряютсоответствующие элементы этих фигур (длины оснований и высоты) и по геометрическимформулам вычисляют площади этих фигур. Площадь всего участка определяется каксумма площадей отдельных фигур. Разбивку участка на фигуры следует выполнять такимобразом, чтобы фигуры были возможно больших размеров, а их стороны повозможности ближе совпадали о контуром участка.

Для контроля площадь участка разбивают на другие геометрические фигуры иповторно определяют площадь. Относительное расхождение в результатах двукратныхопределений общей площади участке не должно превышать 1: 200.

Для малых участков (2-З см 2) с резко выраженными криволинейными границамиопределение площади целесообразно производить с помощью квадратной палетки (рис. І9, б). Палетку можно изготовитьна кальке, расчертив ее сеткой квадратов со сторонами 2-5 мм. Зная длину сторони масштаб плана, можно вычислить площадь квадрата палетки I KB .

Для определения площади участка палатку произвольно накладывают на план и подсчитывают число полных квадратов N 1 , расположенных внутри контура участка. Затем оценивают на глаз (в десятых долях) каждый неполный квадрат и находят суммарное число N 2 для всех неполных квадратов на границах контура. Тогда общая площадь измеряемого участка S = s KB *(N 1 + N 2 ). Для контроля палатку разворачивают примерно на 45 а и производят повторное определение площади. Относительная погрешность определения площади квадратной палеткой составляет 1: 50 - 1: 100. При определении площадей несколько более крупных участков (до 10 см 2) можно использовать линейную палетку (рис. 19, в), которую можно изготовить на кальке, проводя через равные промежутки (2-5 мм) ряд параллельных линий. Палетка накладывается на данный участок таким образом, чтобы крайние точки участка (точки m и n на рис. 19, в) разместились посредине между параллельными линиями палетки. Затем измеряют с помощью циркуля-измерители и масштабной линейки длины линий l 1 , l 2 ….., l n , являющиеся средними линиями трапеции, на которые оказывается разбитой с помощью палетки площадь данного участка. Тогда площадь участка S = a (l 1 + l 2 +……+ l n ), где a - шаг линейной палетки, т.е. расстояние между параллельными линиями. Для контроля палетку расчерчивают на 60-90 о относительно первоначального положении и повторно определяют площадь участка. Относительная погрешность определения площади линейной палаткой зависит от ее шага и составляет 1: 50 - 1: 100
7.2. Аналитический способ определения площади Если по контуру площади измеряемого участка набрать достаточно точек, чтобы с требуемой точностью аппроксимировать данный участок многоугольником, образованным этими точками (рис. 19, а), а затем измерить на карте координаты х и у всех точек, то площадь участка можно определить аналитическим способом. Для многоугольника о числом вершин n при их оцифровка по ходу часовой стрелки площадь будет определяться по формулам Для контроля вычисления производит по обеим формулам. Точность аналитического способа зависит от густоты набора точек по контуру измеряемого участка. При значительном числе точек целесообразно вычисления проводить с использованием компьютеров или микрокалькуляторов= 7.3. Механический способ определения площади с помощью планиметра Планиметром называется механический прибор для измерения площади. В инженерно-геодезической практике с помощью планиметра по планам или картам измеряют площади достаточно больших участков. Из многочисленных конструкций планиметров наибольшее распространение получили полярные планиметры. Полярный планиметр (рис. 20) состоит из двух рычагов - полюсного 1 и обводного 4. В нижней части груза 2, закрепленного на одном из концов полюсного рычага, имеется игла - полюс планиметра. На втором конце полюсного рычага находится штифт с шарообразной головкой, которая вставляется в специальное гнездо в каретке 5 обводного рычага. На конце обводного рычага имеется линза 3, на которой нанесена окружность с обводной точкой в центре. Каретка 5 имеет счетный механизм, состоящий из счетчика 6 целых оборотов счетного колеса и самого счетного колеса 7. Для отсчетов по очетному колесу имеется специальное устройство - верньер 8. При ообводе контура участка обводной линзы 3 ободок счетного колеса и ролик 9 катится или скользит по бумаге, образуя вместе с обводной точкой три опорные точки планиметра. В современных планиметрах каретка со счетным механизмом может перемещаться вдоль обводного рычага, изменяя тем самым его длину, и фиксироваться я новом положении. Окружность счетного колеса разделена на 100 частей, каждый десятый штрих оцифрован. Отсчет по планиметру состоит из четырех цифр: первая цифра - ближайшая к указателю меньшая цифра счетчика оборотов (тысячи делении планиметра), вторая и третья цифры – сотни и десятки делении на счетном колесе, предшествующие нулевому штриху верньера; четвертая цифра - номер штриха верньера, совпадающего с ближайшим штрихом счетного колеса (единицы делении). Перед измерением площади участке планиметр устанавливают на карте так, чтобы его полюс располагался вне измеряемого участка, в полюсный и обводной рычаги образовывали примерно прямой угол. При этом место закрепления полюса выбирают с расчетом, чтобы во время обвода всей фигуры угол между обводным и полюсными рычагами был не менее 30° и не более 150 °. Совместив обводную точку планиметра с некоторой исходной точкой контура участка, снимают по счетному механизму начальный отсчет n o и плавно обводят весь контур по ходу часовой стрелки. Вернувшись в исходную точку, берут конечный отсчет n . Разность отсчетов (n -n o ) выражает величину площади фигуры в делениях планиметра. Тогда площадь измеряемого участка Где µ-цена деления планиметра, т.е. площадь, соответствующая одному делению планиметра. Для контроля и повышения точности результатов измерений площадь участка измеряют при двух положениях полюса планиметра относительно счетного механизма: "полюс лево" и "полюс право". Перед измерением площадей необходимо определить цену деления планиметра µ . Для этого выбирают фигуру, площадь которой Ѕ о известна заранее (например, один или несколько квадратов координатной сетки). С целью получения более высокой точности данную фигуру обводят по контуру 4 раза: 2 раза при положении "полюс право" и 2 раза при положении "полюс лево". При каждом обводе берут начальный и конечный отсчеты и вычисляют их разность (n i - n oi ) . Расхождения между значениями разностей при "полюсе право" и "полюсе лево" не должны превышать 2 делении при площади фигуры до 200 делении, 3 делений - при площади фигуры от 200 до 2000 делении и 4 делений - при площади фигуры свыше 2000 делении планиметра. Если расхождения не превышают допустимых, то рассчитывают среднюю разность отсчетов (n - n o ) ср и вычислят цену деления планиметра по формуле / (n - n o ) ср Цену деления вычисляют с точностью до 3-4 значащих цифр. В таблице (с. 39) приведен пример записи результатов измерений цены деления планиметра и определения площади участка на карте. Точность определения площадей полярным планиметром зависит от размеров измеряемых участков. Чем меньше площадь участка, тем больше относительная погрешность ее определения. Планиметром рекомендуется измерять площади участков на плане (карта) не менее 10-12 см 2 . При благоприятных условиях измерений относительная погрешность определения площадей с помощью планиметра составляет примерно 1: 400. 8. ОПИСАНИЕ КАРТЫ При проведении инженерно-геодезических изысканий составление технической документации требует от исполнителя хорошего знания условных знаков и основных закономерностей размещений природных объектов (например, взаимной согласованности рельефа, гидрографии, растительности, населенных пунктов, дорожной сети и т.д.). Часто при этом возникает необходимость в описании тех или иных участков карты Для выполнения описания участка карты рекомендуется использовать следующую схему. І. Название (номенклатура) карты. 2. Выходные данные: 2.1. Где, когда и кем составлена и издана карта. 2.2. По каким картографическим материалам изготовлена. 3.1. Масштаб карты. 3.2. Долготы и широты рамок карты. 3.3. Километровая сетка, частота ее линий и их оцифровка. 3.4. Расположение на карте описываемого участка. 3.5. Геодезическая основа на описываемом участие карты (виды опорных знаков, их количество). 4. Физико-географические элементы: гидрографии (моря, реки, озера, каналы, оросительные и осушительные системы); рельеф, его характер, господствующие высоты и самые низкие места, их отметки; растительный покров. 5. Социально-экономические элементы: населенные пункты, пути сообщения, средства связи, промышленность, сельское и лесное хозяйство, элементы культуры. В качестве примера приводится следующее описание одной из участков карты масштаба 1: 25 000. І. Карта У-34-37-В-в (Снов). 2. Выходные данные: 2.1. Карта подготовлена к изданию в 1981 г. ГУГК и отпечатана в 1982 г. Снимал Иванов А.П. 2.2. Карта составлена по материалам аэрофототопографической съемки 1980 г. 3. Математические элементы карты: 3.1. Масштаб карты 1: 25 000. 3.2. Лист карты ограничен по долготе меридианами 18 о 00’ 00’’ (на западе) и І8°07’"З0’’ (на востоке) и по широте – параллелями 54 o 40’ 00’’ (на юге) и 54°45’00’’ (на севере). 3.3. На карте нанесена километровая сетка прямоугольных координат (через 1 км). Квадраты сетки имеют на карте размеры сторон 40 мм (в масштабе карты 1 см соответствует 250 м на местности). На листе карты нанесены 9 горизонтальных линий километровой сетки (от х = 6065 км на юге до х= 6073 км на севере) и 8 вертикальных линий сетки (от у = 4307 км на западе до у = 4314 км на востоке). 3.4. Описываемый участок карты занимает четыре квадрата километровой сетки (от х 1 = 6068 км до х 2 = 6070 км и от у 1 =4312 км до у 2 = 4314 км) к востоку от центрального участка карты. Определение площади участка планиметром

Положение полюса		Номер			Отсчеты				Разность r=n- n 0			Средняя r cp			Относительная ошибка (r пп - r пл )/ r cp		Цена деления µ= s o / r cp	Площадь контура S = µ * r cp
					n 0		n
1. Определение цены деления планиметра (S o =4км 2 =400га)
ПП			2	0112 0243		6414 6549				6302 6306			6304		1:3152 0,06344 га/дел.
ПЛ			2	0357 0481		6662 6788				6305 6307			6306
2. Определение площади участка
ПП ПЛ	2				0068 0106			0912 0952			846					1:472 0,06344 га/дел. 59,95га

3.5. На описываемом участке карты имеется один пункт геодезической сети, установленный на горе Михалинской. 4. Физико-географические элементы. В северо-восточном углу описываемого участка протекает река Соть шириной свыше 250 м. Направление ее течения с северо-запада на юго-восток, скорость течения 0,1 м/с. На западном берегу реки установлен постоянный знак береговой речной сигнализации. Берега реки заболоченные, покрытые луговой растительностью. Кроме того, на восточном берегу реки имеются отдельные кустарники. В реку Соть на описываемом участке впадают два ручья, протекающие по дну оврагов, выходящих к реке. Кроме указанных оврагов, к раке выходит еще один овраг и в юго-западной части участка находятся два оврага, покрытые сплошной растительностью. Рельеф местности холмистый, с перепадами высот свыше 100 м. Господствующими высотами являются гора Большая Михалинская с отметкой вершины 213,8 м в западной части участка и гора Михалинская с отметкой вершины 212,8 м в южной части участка. От этих высот рельеф поднимается к реке (с отметкой уреза воды около 108,2 м). На северном участке берег обрывистый (с высотой обрыва до 10 м). Наблюдается также некоторое понижение рельефа от указанных высот к юго-западу. В южной части участка находится лес Северный, занимающий около 0,25 км 2 и расположенный в седловине между указанными высотами и к востоку от седловины. Преобладающая порода деревьев в лесу- сосна, высота деревьев в среднем около 20 м, средняя толщина деревьев 0,20 м, расстояние между деревьями 6 м. В южной части участка к лесу Северном примыкает участок редколесья и вырубленного леса. На западном склоне горы Михалинской имеется отдельно стоящее дерево, имеющее значение ориентира. 5. Социально-экономические элементы. На описываемом участке нет населенных пунктов, но сразу за его пределами на юго-западе имеется населенный пункт Михалино, насчитывающий 33 дома. На площадь участка попадают частично сады этого населенного пункта. На участке имеется три грунтовых (проселочных) дороги. Одна из них проходит с запада на юго-запад участка, другая идет с юго-запада на север и переходит на самом краю участка в полевую дорогу. В точке этого перехода дорога разветвляется и с севера на юго-восток идет третья грунтовая (просе- лочная) дорога. От этой третьей дороги на юго-востоке отходит в южном направлении еще одна половая дорога. Других социально-экономических элементов на данном участке карты нет.
9. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА Отчет о лабораторных работах по топографической карте состоит из пояснительной записка и графических документов. Пояснительная записка содержит списание выполненных лабораторных работ, объяснение полученных результатов. Пояснительнаязаписка оформляется на отдельных листах писчей бумаги (стандартного формата 210 х 297 мм). Каждая лабораторная работа должна иметь наименование и сведения о карте, по которой она выполнялась, и дату выполнения работы. Пояснительная записка должна иметь титульный лист, на котором необходимо указать наименование факультета, группы, фамилию студента, выполнившего работы, фамилию преподавателя, выдавшего задание и проверяющего работу, дату выполнения работы. Графические документы представляют собой копию и топографический профиль. Эти документы вкладываются в пояснительную записку. Копия карты вычерчивается тушью на кальке, при этом копирует зарамочное оформление карты (оформительскую и градусную рамки, подписи), километровую сетку. На копию карты на кальке делают также выкопировки тех участков карты, которые необходимы для иллюстрации решения той или иной задачи, например, при проектировании линии заданного уклона, при определении границ водосборной площади, при описании участка карты. Топографический профиль вычерчивают тушью на миллиметровой бумаге, причем линия профиля должна быть обязательно показана на копии карты и должны быть скопированы на ней горизонтали, непосредственно прилегающие (по 1 см в каждую сторону) к линии профиля. Другие графические схемы и рисунки, иллюстрирующие решение задач по топокарте, допускается помещать в текст пояснительной записки. Все чертежи должны быть выполнены аккуратно, без помарок, с соблюдением размеров, условных знаков и шрифтов. Страницы пояснительной записки должны быть пронумерованы, а сама записка должна иметь оглавление. Отсчет сдается на проверку преподавателю, после чего на занятии он защищается студентом.

Местность на карте всегда изображается в уменьшенном виде. Степень уменьшения местности определяется масштабом карты.

Масштаб показывает во сколько раз длина линии на карте меньше соответствующей ей длины на местности. Масштаб указан - на каждом листе карты под южной (нижней) стороной рамки в числовом и графическом виде.

Численный масштаб обозначается на картах в виде отношения единицы к числу, показывающему, во сколько раз уменьшены длины линий на местности при изображении их на карте.

Пример : масштаб 1:50000 означает, что все линии местности изображены на карте с уменьшением в 50000 раз, т. е. 1 см на карте соответствует 50000 см на местности.

Количество метров (километров) на местности, соответствующее 1 см на карте, называется величиной масштаба. Она указывается на карте под численным масштабом.

Полезно запомнить правило : если в правой части отношения зачеркнуть два последних нуля 1:50000, то оставшееся число покажет, сколько метров на местности содержится в 1 см на карте, т. е. величину масштаба.

При сравнении нескольких масштабов более крупным будет тот, у которого число в правой части отношения меньше. Чем крупнее масштаб карты, тем подробнее и точнее на ней изображена местность.

Линейный масштаб - графическое изображение численного масштаба в виде прямой линии с делениями (в километрах, метрах) для непосредственного отчета расстояний, измеряемых на карте.

Способы измерения расстояний по карте.

Расстояние по карте измеряют, пользуясь численным или линейным масштабом.

Расстояние на местности равно произведению длины отрезка, измеренного на карте в сантиметрах на величину масштаба.

Расстояние между точками по прямым или ломаным линиям измеряют обычно при помощи линейки, умножая это значение на величину масштаба.

Пример 1: по карте 1:50000 (СНОВ) измерить длину дороги от мукомольного завода в свх. Беличи (6511) до пересечения с железной дорогой.

Длина дроги на карте - 4, 6 см

Величина масштаба - 500 м

Длина дороги на местности 4,6х500 = 2300 м

Пример 2 : по карте 1:50000 (СНОВ) измерить длину полевой дороги от Воронихи (7419) до моста через реку Губановку (7622). Длина дороги по карте равна 2 см + 1 см + 2, 3 см + 1, 4 см + 0,4 см = 7, 1 см. длина полевой дороги на местности 7, 1 х 500 = 3550 м.

Небольшие прямолинейные участки измеряют, пользуясь линейным масштабом без всяких вычислений. Для этого достаточно отложить циркулем расстояние между заданными точками на карте и, приложив циркуль к линейному масштабу, снять готовый отсчет в метрах или километрах.

Пример 3: по карте 1:50000 (СНОВ) определить длину озера Камышовое (7412) при помощи линейного масштаба.

Длина озера - 575 м.

Пример 4 : пользуясь линейным масштабом определить длину реки Воронка от плотины (6717) до впадения в реку Соть.

Длина реки Воронка - 2175 м.

Для измерения кривых и извилистых линий используют либо циркуль-измеритель, либо специальный прибор - курвиметр.

При использовании циркуля - измерителя необходимо установить раствор циркуля, соответствующий целому числу метров (километров), а также соизмеримый с кривизной измеряемой линии.

Этим раствором проходят измеряемую линию, считая «шаги». Затем, пользуясь величиной масштаба, находят длину линии.

Пример 5 : по карте 1:50000 (СНОВ) измерить длину участка реки Андога от железнодорожного моста до места впадения Андоги в реку Соть.

Выбранный раствор циркуля - 0,5 см.

Количество шагов - 6.

Остаток - 0,2 см.

Величина масштаба - 500 м.

Длина участка реки Андоги на местности (0,5 х 6) х 500 + (0,2 х 500) = 1500 м + 100 м = 1600 м.

Для измерения кривых и извилистых линий используют также специальный прибор - курвиметр . Механизм этого прибора состоит из измерительного колесика, соединенного со стрелкой, которая движется по циферблату. При движении колесика вдоль измеряемой по карте линии стрелка передвигается по циферблату и указывает пройденное колесиком расстояние в сантиметрах.

Для измерения кривых линий курвиметром следует предварительно установить стрелку курвиметра на «0», а затем прокатить его по измеряемой линии, следя за тем, чтобы стрелка курвиметра двигалась по направлению движения часовой стрелки. Умножив показания курвиметра в см на величину масштаба, получают расстояние на местности.

Пример 6: по карте 1:50000 (СНОВ) при помощи курвиметра измерить длину участка железной дороги Мирцевск - Бельцово ограниченного рамкой карты.

Показания стрелки курвиметра - 33 см

Величина масштаба - 500 м

Длина участка железной дороги Мирцевск - Бельцово на местности составляет: 33х500 = 16500 м = 16, 5 км.

Точность измерения расстояния по карте.

Точность измерения расстояний по карте зависит от ее масштаба, погрешностей в составлении самой карты, помятости и деформации бумаги, рельефа местности, измерительных приборов, зрения и аккуратности человека.

Предельная графическая точность в топографии принята 0,5 мм 5% от величины масштаба карты.

Измеренные по карте расстояния получаются всегда несколько короче действительных. Это происходит потому что, по карте измеряются горизонтальные проложения, в то время как соответствующие им линии на местности наклонные, т. е. длиннее своих горизонтальных проложений.

Поэтому при расчетов приходится вводить соответствующие поправки на наклон линий.

Наклон линий — 10° поправка - 2% от длины линии

Наклон линий — 20° поправка - 6% от длины линии

Наклон линий — 30° поправка - 15% от длины линии

Измерение площадей по карте.

Площади объектов чаще всего измеряют подсчетом квадратов координатной сетки. Каждому квадрату сетки карт 1:10000 - 1:50000 на местности соответствует 1 км, 1:100000 - 4 км, 1:200000 - 16 км.

При измерении больших площадей по карте или аэрофотоснимку применяется геометрический способ, который заключается в измерении линейных элементов участка и последующем вычислении его по формулам.

Если участок на карте имеет сложную конфигурацию, его делят прямыми линиями на прямоугольники ((а+в) х 2), треугольника ((ахв) : 2) и вычисляют площади полученных фигур, которые затем суммируют.

Площади небольших участков удобно измерять офицерской линейкой, имеющей специальные вырезы прямоугольной формы.

Площадь радиоактивного заражения местности рассчитывают по формуле для определения площади трапеции:

где R - радиус круга заражения, км

а - хорда, км.

Понятие системы координат.

Координатами называются линейные или угловые величины, определяющие положение точки на плоскости или в пространстве.

Системой координат называется совокупность линий и плоскостей, относительно которых определяют положение точек, объектов, целей и т.п.

Существует множество систем координат, которые находят применение в математике, физике, технике, военном деле.

В военной топографии для определения положения точек (объектов, целей) на земной поверхности и на карте применяются географические, плоские прямоугольные и полярные системы координат.

Географическая система координат.

В этой системе положение любой точки на наземной поверхности определяется двумя углами - географической широтой и географической долготой, относительно экватора и начального (нулевого меридиана).

Географическая широта (В) - это угол, образованный плоскостью экватора и ответственной линией в данной точке земной поверхности.

Широты отсчитываются по дуге меридиана к северу и к югу от экватора от) 0° на экваторе до 90° у полюсов. В северном полушарии - южные широты.

Географическая долгота (L) - угол, образованный плоскость начального (нулевого) меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через данную точку.

За начальный меридиан принят меридиан, проходящий через астрономическую обсерваторию в Гринвиче (около Лондона). Все точки на земном шаре, расположенные к востоку от начального меридиана имеют восточную долготу от 0° до 180° а к западу - западную долготу, также от 0° до 180°. Все точки, лежащие на одном меридиане имеют одинаковою долготу.

Разность долгот двух точек показывает не только их взаимное расположение, но и разницу во времени в этих точках. Каждые 15° по долготе соответствует 1 час, т. к. поворот Земли на 360° совершается на 24 часа.

Таким образом, зная долготу двух пунктов, легко определить разность местного времени в этих пунктах.

Географическая сетка на топографических картах.

Линии, соединяющие точки земной поверхности одинаковой широты, называется параллелями.

Линии, соединяющие точки земной поверхности одинаковой долготы, называются меридианами.

Параллели и меридианы являются рамками листов топографических карт.

Нижняя и верхняя стороны рамки являются параллелями, а боковые стороны - меридианами.

Широты и долготы рамки подписываются на углах каждого листа кары (прочитать и показать на карте и плакате). На крупномасштабных и среднемасштабных топографических картах стороны рамок разделены на отрезки, равные одной минуте. Минутные отрезки оттенены через один черной краской и разделены точками на части по 10 секунд.

Кроме того, непосредственно на карте показывается пересечения средних параллелей и меридианов и дается их оцифровка в градусах и минутах, а по внутренней рамке показываются штрихами 2-3 мм выходы минутных делений.

Это позволяет прочерчивать параллели и меридианы на карте, склеенной из нескольких листов.

Чтобы определить географические координаты, какой либо точки по топографической карте, нужно через эту точку провести линии параллели и меридиана. Для чего из этой точки опустить перпендикуляры на нижнюю (верхнюю) и боковую стороны рамки карты. После этого произвести расчеты градусов, минут и секунд по шкалам широт и долгот на сторонах рамки карты.

Точность определения географических координат по крупномасштабным картам составляет около 2-х секунд.

Пример : географические координаты условного знака аэродрома (7407) на карте СНОВ будут соответственно:

B = 54 45’ 23” - северной широты;

L = 18 00’ 20” - восточной долготы.

Система плоских прямоугольных координат.

Плоскими прямоугольными координатами в топографии называются линейные величины:

Абсцисса Х,

Ордината У.

Эти координаты несколько отличаются от принятых в математике декартовых координат на плоскости. За положительное направление осей координат принято для оси абсцисс (осевой меридиан зоны) направление на север, для оси ординат (экватора эллипсоида) на восток.

Оси координат делят шестиградусную зону на четыре четверти, счет которых ведется по ходу часовой стрелки от положительного направления оси абсцисс Х. Положение любой точки, например точки М, определяется кратчайшим расстоянием до осей координат, то есть по перпендикулярам.

Ширина любой координатной зоны составляет на экваторе примерно 670 км, на широте 40 - 510 км, на широте 50 - 430 км. В северном полушарии Земли (I и IV четверти зон) знаки абсцисс положительные. Знак ординаты в IV четверти отрицательный. Чтобы не иметь отрицательных значений ординат при работе с топографическими картами, в точке начала координат каждой зоны величина ординаты принята равной 500 км, а ордината точки расположенной к западу от осевого меридиана зоны, будет всегда положительной и по абсолютному значению меньше 500 км, а ордината точки, расположенной к востоку от осевого меридиана, будет всегда больше 500 км.

При создании топографических карт, спроецированные на уровенную поверхность линейные размеры всех объектов местности уменьшают в определенное количество раз. Степень такого уменьшения называется масштабом карты. Масштаб карты может быть выражен в численной форме (численный масштаб) или в графической (линейный, поперечный масштабы), в виде графика.

Расстояния по карте измеряют, пользуясь обычно численным или линейным масштабом. Более точные измерения выполняются с помощью поперечного масштаба.

На шкале линейного масштаба оцифрованы отрезки, соответствующие расстояниям на местности в метрах или километрах. Это облегчает процесс измерения расстояний, так как не требуется производить вычисления.

Определение по карте расстояний и площадей.Измерение расстояний.

При пользовании численным масштабом расстояние, измеренное на карте в сантиметрах, умножают на знаменатель численного масштаба в метрах.

Например, расстояние от пункта ГГС отм. 174,3 (кв. 3909) до развилки дорог (кв. 4314) на карте составляет 13,96 см, на местности оно будет: 13,96 х 500 = 6980 м. (карта масштаба 1: 50 000 У-34-85-А).

Если расстояние, измеренное на местности надо отложить на карте, то его надо разделить на знаменатель численного масштаба. Например, расстояние, измеренное на местности, равно 1550 м., на карте масштаба 1: 50 000 оно будет 3,1 см.

Измерения по линейному масштабу выполняют с помощью циркуля-измерителя. Раствором циркуля соединяют две контурные точки на карте, между которым надо определить расстояние, затем прикладывают к линейному масштабу и получают расстояние на местности. Криволинейные участки определяют по частям или при помощи курвиметра.

Определение площадей.

Площадь участка местности определяют по карте чаще всего подсчетом квадратов координатной сетки, покрывающих этот участок. Величину долей квадратов определяют на глаз или с помощью специальной палетки. Каждый квадрат, образуемый линиями координатной сетки, соответствует: 1: 25 000 и 1: 50 000 - 1 км.кв., 1: 100 000 - 4 км.кв., 1: 200 000 - 16 км.кв.

Полезно помнить, следующие соотношение 2 х 2 мм., соответсвуют для масштабов:

1: 25 000 - 0,25 га = 0,0025 км.кв.

1: 50 000 - 1 га = 0, 01 км.кв.

1: 100 000 - 4 га = 0, 04 км.кв.

1: 200 000 - 16 га = 0, 16 км.кв.

Определение площадей отдельных участков проводится при отчуждении земельных участков для Министерства обороны.

Точность определения расстояний по карте. Поправка в длину маршрута.

Точность измерения линий, площадей по топографической карте. Приобрести седельные тягачи и грузовики по самым лучшим ценам, вы сможете на сайте auto-holland.ru. Все грузовые автомобили прошли предпродажную подготовку и инспекционный контроль (инструментальный, компьютерный и визуальный).

Точность измерения линий и площадей, в первую очередь, зависит от масштаба карты. Чем крупнее масштаб карты, тем точнее определяются по ней длины линий и площади. При этом точность зависит не только от точности измерений, но и от погрешности самой карты, неизбежно при ее составлении и печати. Ошибки могут достигать для равнинных районов 0, 5, а в горах до 0, 7 мм. Источником ошибок измерений также является деформация карты и сами измерения.

Абсолютно с такой же погрешностью определяются плоские прямоугольные координаты по топографическим картам вышеперечисленных масштабов.

Поправка в расстояние за наклон линии.

Например, расстояние между двумя пунктами, измеренное по карте, на местности с углом наклона 12 градусов равно 9270 м. Действительное же расстояние между этими пунктами будет 9270 х 1.02 = 9455 м. Таким образом, при измерении расстояний по карте, необходимо вводить поправки за наклон линий (рельеф).

Прямолинейные расстояния большой протяженности в одной шестиградусной зоне могут быть рассчитаны по формуле:

Этот способ определения расстояния используется в основном при подготовке стрельбы артиллерии и при пуске ракет по наземным целям.

Инструкция

Зайдите в поисковик Google и нажмите на слово «Карты», которое находится в верхней части поисковика.С правой стороны вы увидите карту, а с левой две кнопочки: «Маршруты» и «Мои места». Нажмите на «Маршруты». Под ней появятся два окошка “А” и “В”, то есть начальная и конечная точки отсчета.Допустим, вы находитесь в Уфе, и вам необходимо узнать, сколько времени займет дорога в Пермь. В таком случае в окошко “А” впишите «Уфа», а в окошко “В” - «Пермь». Снова нажмите на кнопку под окнами «Маршруты».На карте появится трасса, а под окнами “А” и “В”, сколько километров от одного города до другого, а также сколько времени необходимо потратить, чтобы доехать на машине.Если вас интересует пешая прогулка, нажмите на кнопку с изображением пешехода, которая находится над окнами “А” и “В”. Сервис перестроит маршрут и автоматически подсчитает расстояние и ожидаемое время в пути.

В том случае, когда необходимо расстояние от пункта “А” до “В”, находящихся в одном населенном пункте, следует действовать по вышеописанной схеме. Различие состоит лишь в том, что к названию местности необходимо добавить улицу и, возможно, номер дома через запятую. (Например, “А”: Москва, Тверская 5 и “В”: Москва, Цветной бульвар, 3).

Бывают ситуации, когда вас интересует расстояние между объектами «напрямую»: через поля, леса и реки. В этом случае нажмите на иконку зубчатого колечка в верхнем углу страницы. В появившемся развернутом меню выберите «Лаборатория Карт Google» и включите инструмент для измерения расстояния, сохраните изменения. В левом нижнем углу карты появилась линейка, кликните по ней. Обозначьте на отсчета, а затем конечную точку. Между этими точками на карте появится линия красного цвета, а на панели с левой стороны будет показано расстаяние.

Полезный совет

Вы можете выбрать одну из двух единиц измерений: километры или мили;
- нажимая на несколько пунктов на карте, вы можете определить расстояние между многими точками;
- если вы входите на сервис используя свой профиль, карты Google запомнят ваши установки в Лаборатории Карт Google.

Источники:

• измерить расстояние на карте

Отправляясь в летнее туристическое путешествие пешком, на автомобиле или байдарке, желательно заранее знать то расстояние, которое потребуется преодолеть. Чтобы измерить длину пути, не обойтись без карты. Но по карте легко определить прямое расстояние между двумя объектами. А как быть, к примеру, с измерением длины извилистого водного маршрута?

Вам понадобится

• Карта местности, циркуль, полоска бумаги, курвиметр

Инструкция

Прием первый: использование циркуля. Установите подходящий для измерения длины раствор циркуля, иначе именуемый его шагом. Шаг будет зависеть от того, насколько извилиста , подлежащая измерению. Обычно шаг циркуля не должен превышать одного сантиметра.

На одну ножку циркуля поместите в начальную точку измеряемой длины пути, вторую иглу – в направлении движения. Последовательно поворачивайте циркуль вокруг каждой из игл ( будет напоминать шаги по маршруту). Длина предполагаемого пути будет равняться числу таких «шагов», умноженному на шага циркуля с учетом масштаба карты. Остаток, меньший, чем шаг циркуля, можно измерить линейно, то есть по прямой линии.

Второй способ предполагает наличие обычной полоски бумаги. Поставьте полосу бумаги на ребро и совместите и линией маршрута. В тех местах, где линия изгибается, соответствующим образом изогните и полоску бумаги. После этого останется измерить длину получившегося отрезка пути по полоске, конечно, опять же с учетом масштаба карты. Этот способ годится лишь для измерения длины небольших отрезков пути.

Тема 7. ИЗМЕРЕНИЕ РАССТОЯНИЙ И ПЛОЩАДЕЙ ПО ТОПОГРАФИЧЕСКИМ КАРТАМ

7.1. ТЕХНИКА ИЗМЕРЕНИЯ И ОТКЛАДЫВАНИЯ РАССТОЯНИЙ НА КАРТЕ

Для измерения расстояний по карте используют миллиметровую или масштабную линейку, циркуль-измеритель, а для измерения кривых линий - курвиметр.

7.1.1. Измерение расстояний миллиметровой линейкой

Миллиметровой линейкой измерить расстояние между заданными точками на карте с точностью 0,1 см. Полученное число сантиметров умножить на величину именованного масштаба. Для равнинной местности результат будет соответствовать расстоянию на местности в метрах или километрах.
Пример. На карте масштаба 1: 50 000 (в 1 см - 500 м ) расстояние между двумя точками равно 3,4 см . Определить расстояние между этими точками.
Решение . Именованный масштаб: в 1 см 500 м. Расстояние на местности между точками будет 3,4 × 500 = 1700 м .
При углах наклона земной поверхности более 10º необходимо ввести соответствующую поправку (см. далее).

7.1.2. Измерение расстояний циркулем-измерителем

При измерении расстояния по прямой линии иглы циркуля устанавливают на конечные точки, затем, не изменяя раствора циркуля, по линейному или поперечному масштабу отсчитывают расстояние. В том случае, когда раствор циркуля превышает длину линейного или поперечного масштаба, целое число километров определяется по квадратам координатной сетки, а остаток - обычным порядком по масштабу.

Рис. 7.1. Измерение расстояний циркулем-измерителем по линейному масштабу.

Для получения длины ломаной линии последовательно измеряют длину каждого ее звена, а затем суммируют их величины. Такие линии измеряют также наращиванием раствора циркуля.
Пример . Чтобы измерить длину ломаной АВС D (рис. 7.2, а ), ножки циркуля сначала ставят в точки А и В . Затем, вращая циркуль вокруг точки В . перемещают заднюю ножку из точки А в точку В ", лежащую на продолжении прямой ВС .
Переднюю ножку из точки В переносят в точку С . В результате получают раствор циркуля В"С =АВ +ВС . Переместив аналогичным образом заднюю ножку циркуля из точки В" в точку С" , а переднюю из С в D . получают раствор циркуля
С"D = В"С + СD, длину которого определяют с помощью поперечного или линейного масштаба.

Рис. 7.2. Измерение длины линии: а - ломаной ABCD; б - кривойA1B1C1;
B"C" - вспомогательные точки

Длинные кривые отрезки измеряют по хордам шагами циркуля (см. рис. 7.2, б). Шаг циркуля, равный целому числу сотен или десятков метров, устанавливают с помощью поперечного или линейного масштаба. При перестановке ножек циркуля вдоль измеряемой линии в направлениях, показанных на рис. 7.2, б стрелками, считают шаги. Общая длина линии А 1 С 1 складывается из отрезка А 1 В 1 , равного величине шага, умноженной на число шагов, и остатка В 1 С 1 измеряемого по поперечному или линейному масштабу.

7.1.3. Измерение расстояний курвиметром

Кривые отрезки измеряют механическим (рис. 7.3) или электроннным (рис. 7.4) курвиметром.

Рис. 7.3. Курвиметр механический

Сначала, вращая колесико рукой, устанавливают стрелку на нулевое деление, затем прокатывают колесико по измеряемой линии. Отсчет на циферблате против конца стрелки (в сантиметрах) умножают на величину масштаба карты и получают расстояние на местности. Цифровой курвиметр (рис. 7.4.) - это высокоточный, удобный в использовании прибор. Курвиметр включает архитектурные и инженерные функции и имеет удобный дисплей для чтения информации. Этот прибор может обрабатывать метрические и англо-американские (футы, дюймы, и т.д.) значения, что позволяет работать с любыми картами и чертежами. Можно ввести наиболее часто используемый вид измерений, и прибор автоматически будет переводить масштабные измерения.

Рис. 7.4. Курвиметр цифровой (электронный)

Для повышения точности и надежности результатов рекомендуется все измерения проводить дважды - в прямом и обратном направлениях. В случае незначительных различий измеренных данных за конечный результат принимается среднее арифметическое значение измеренных величин.
Точность измерения расстояний указанными способами с применением линейного масштаба составляет 0,5 - 1,0 мм в масштабе карты. То же самое, но с применением поперечного масштаба составляет 0,2 - 0,3 мм на 10 см длины линии.

7.1.4. Пересчет горизонтального проложения в наклонную дальность

Следует помнить, что в результате измерения расстояний по картам, получают длины горизонтальных проекций линий (d), а не длины линий на земной поверхности (S) (рис. 7.5).

Рис. 7.5. Наклонная дальность (S ) и горизонтальное проложение (d )

Действительное расстояние на наклонной поверхности можно вычислить по формуле:

где d - длина горизонтальной проекции линии S ;
α - угол наклона земной поверхности.

Длину линии на топографической поверхности можно определить с помощью таблицы (табл.7.1) относительных величин поправок к длине горизонтального проложения (в %) .

Таблица 7.1

Угол наклона

Правила пользования таблицей

1. В первой строке таблицы (0 десятков) приведены относительные величины поправок при углах наклона от 0° до 9°, во второй - от 10° до 19°, в третьей - от 20° до 29°, в четвертой - от 30° до 39°.
2. Чтобы определить абсолютную величину поправки, необходимо:
а) в таблице по углу наклона найти относительную величину поправки (если угол наклона топографической поверхности задан не целым числом градусов, то надо относительную величину поправки найти интерполированием между табличными величинами);
б) вычислить абсолютную величину поправки к длине горизонтального проложения (т. е. эту длину умножить на относительную величину поправки и полученное произведение разделить на 100).
3. Чтобы определить длину линии на топографической поверхности, надо вычисленную абсолютную величину поправки прибавить к длине горизонтального проложения.

Пример. На топографической карте определена длина горизонтального проложения 1735 м , угол наклона топографической поверхности - 7°15′. В таблице относительные величины поправок приведены для целых градусов. Следовательно, для 7°15" необходимо определить ближайшую большую и ближайшую меньшую величины кратные одному градусу - 8º и 7º:
для 8° относительная величина поправки 0,98%;
для 7° 0,75%;
разность табличных величин в 1º (60′) 0,23%;
разность между заданным углом наклона земной поверхности 7°15" и ближайшей меньшей табличной величиной 7º составляет 15".
Составляем пропорции и находим относительную величину поправки для 15":

Для 60′ поправка составляет 0,23%;
Для 15′ поправка составляет х %
х % = = 0,0575 ≈ 0,06%

Относительная величина поправки для угла наклона 7°15"
0,75%+0,06% = 0,81%
Затем надо определить абсолютную величину поправки:
= 14,05 м» 14 м .
Длина наклонной линии на топографической поверхности будет:
1735 м + 14 м = 1749 м.

При малых углах наклона (менее 4° - 5°) разница в длине наклонной линии и ее горизонтальной проекции очень мала и может не учитываться.

7.2. ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОЩАДЕЙ ПО КАРТАМ

Определение площадей участков по топографическим картам основано на геометрической зависимости между площадью фигуры и ее линейными элементами. Масштаб площадей равен квадрату линейного масштаба.
Если стороны прямоугольника на карте уменьшены в n раз, то площадь этой фигуры уменьшится в n 2 раз. Для карты масштаба 1:10 000 (в 1 см 100 м) масштаб площадей будет равен (1: 10 000) 2 или в 1 см 2 будет 100 м × 100 м = 10 000 м 2 или 1 га, а на карте масштаба 1:1 000 000 в 1 см 2 – 100 км 2 .
Для измерения площадей по картам применяют графические, аналитические и инструментальные способы. Применение того или иного способа измерений обусловлено формой измеряемого участка, заданной точностью результатов измерений, требуемой быстротой получения данных и наличием необходимых приборов.

7.2.1. Измерение площади участка с прямолинейными границами

При измерении площади участка с прямолинейными границами участок делят на простые геометрические фигуры, измеряют площадь каждой из них геометрическим способом и, суммируя площади отдельных участков, вычисленных с учетом масштаба карты, получают общую площадь объекта.

7.2.2. Измерение площади участка с криволинейным контуром

Объект с криволинейным контуром разбивают на геометрические фигуры, предварительно спрямив границы с таким расчетом, чтобы сумма отсеченных участков и сумма избытков взаимно компенсировали друг друга (рис. 7.6). Результаты измерений будут, в некоторой степени, приближенными.

Рис. 7.6. Спрямление криволинейных границ участка и
разбивка его площади на простые геометрические фигуры

7.2.3. Измерение площади участка со сложной конфигурацией

Измерение площадей участков, имеющих сложную неправильную конфигурацию, чаще производят с помощью палеток и планиметров, что дает наиболее точные результаты. Сеточная палетка представляет собой прозрачную пластину с сеткой квадратов (рис. 9.9).

Рис. 7.7. Квадратная сеточная палетка

Палетку накладывают на измеряемый контур и по ней подсчитывают количество клеток и их частей, оказавшихся внутри контура. Доли неполных квадратов оцениваются на глаз, поэтому для повышения точности измерений применяются палетки с мелкими квадратами (со стороной 2 - 5 мм). Перед работой на данной карте определяют площадь одной ячейки.
Площадь участка рассчитывается по формуле:

Р = а 2 n ,

Где: а - сторона квадрата, выраженная в масштабе карты;
n - число квадратов, попавших в пределы контура измеряемого участка

Для повышения точности площадь определяют несколько раз с произвольной перестановкой используемой палетки в любое положение, в том числе и с поворотом относительно ее первоначального положения. За окончательное значение площади принимают среднее арифметическое из результатов измерений.

Помимо сеточных палеток, применяют точечные и параллельные палетки, представляющие собой прозрачные пластины с награвированными точками или линиями. Точки ставятся в одном из углов ячеек сеточной палетки с известной ценой деления, затем линии сетки удаляют (рис. 7.8).

Рис. 7.8. Точечная палетка

Вес каждой точки равен цене деления палетки. Площадь измеряемого участка определяют путем подсчета количества точек, оказавшихся внутри контура, и умножают это количество на вес точки.
На параллельной палетке награвированы равноотстоящие параллельные прямые (рис. 7.9). Измеряемый участок, при наложении на него палетки, окажется разделенным на ряд трапеций с одинаковой высотой h . Отрезки параллельных линий внутри контура (посредине между линиями) являются средними линиями трапеций. Для определения площади участка с помощью этой палетки необходимо сумму всех измеренных средних линий умножить на расстояние между параллельными линиями палетки h (с учетом масштаба).

P = h ∑ l

Рис 7.9. Палетка, состоящая из системы
параллельных линий

Измерение площадей значительных участков производится по картам с помощью планиметра .

Рис. 7.10. Полярный планиметр

Планиметр служит для определения площадей механическим способом. Широкое распространение имеет полярный планиметр (рис. 7.10). Он состоит из двух рычагов - полюсного и обводного. Определение площади контура планиметром сводится к следующим действиям. Закрепив полюс и установив иглу обводного рычага в начальной точке контура, берут отсчет. Затем обводной шпиль осторожно ведут по контуру до начальной точки и берут второй отсчет. Разность отсчетов даст площадь контура в делениях планиметра. Зная абсолютную цену деления планиметра, определяют площадь контура.
Развитие техники способствует созданию новых приборов, повышающих производительность труда при вычислении площадей, в частности - использование современных приборов, среди которых - электронные планиметры .

Рис. 7.11. Электронный планиметр

7.2.4. Вычисление площади многоугольника по координатам его вершин
(аналитический способ)

Данный способ позволяет определить площадь участка любой конфигурации, т.е. с любым числом вершин, координаты которых (х,y ) известны. При этом нумерация вершин должна производиться по ходу часовой стрелки.
Как видно из рис. 7.12, площадь S многоугольника 1-2-3-4 можно рассматривать как разность площадей S" фигуры 1у-1-2-3-3у и S" фигуры 1y-1-4-3-3у
S = S" - S".

Рис. 7.12. К вычислению площади многоугольника по координатам.

В свою очередь каждая из площадей S" и S" представляет собой сумму площадей трапеций, параллельными сторонами которых являются абсциссы соответствующих вершин многоугольника, а высотами - разности ординат этих же вершин, т. е.
S" = пл. 1у-1-2-2у + пл. 2у-2-3-3у,
S" = пл 1у-1-4-4у + пл. 4у-4-3-3у
или:

2S " = (х 1 + х 2) (у 2 – у 1) + (х 2 + x 3 ) (у 3 - у 2)
2 S " = (х 1 + х 4) (у 4 – у 1) + (х 4 + х 3) (у 3 - у 4).
Таким образом,
2S = (х 1 + х 2) (у 2 – у 1) + (х 2 + x 3 ) (у 3 - у 2) – (х 1 + х 4) (у 4 – у 1) - (х 4 + х 3) (у 3 - у 4).

Раскрыв скобки, получаем
2S = х 1 у 2 – х 1 у 4 + х 2 у 3 - x 2 у 1 + х 3 у 4 - х 3 у 2 +х 4 у 1 - х 4 у 3

Отсюда
2S = х 1 (у 2 - у 4) + х 2 (у 3 - у 1)+ х 3 (у 4 - у 2 )+х 4 (у 1 - у 3 ) (7.1)
2S = y 1 (х 4 - х 2) + y 2 (х 1 - х 3 )+ y 3 (х 2 - х 4 )+ y 4 (х 3 - х 1 ) (7.2)

Представим выражения (7.1) и (7.2) в общем виде, обозначив через i порядковый номер (i = 1, 2, ..., п) вершины многоугольника:
2S = (7.3)
2S = (7.4)

Следовательно, удвоенная площадь многоугольника равна либо сумме произведений каждой абсциссы на разность ординат последующей и предыдущей вершин многоугольника, либо сумме произведений каждой ординаты на разность абсцисс предыдущей и последующей вершин многоугольника.

Промежуточным контролем вычислений является удовлетворение условий:
= 0 или = 0

Значения координат и их разности обычно округляются до десятых долей метра, а произведения - до целых квадратных метров.
Сложные формулы по расчету площади участка можно легко решить с помощью электронных таблиц MicrosoftXL . Пример для многоугольника (полигона) из 5 точек приведен в таблицах 7.2, 7.3.
В таблицу 7.2 вводим исходные данные и формулы.

Таблица 7.2.

				y i (x i-1 - x i+1)
	Двойная площадь в м 2			СУММ(D2:D6)
	Площадь в гектарах

В таблице 7.3 видимрезультаты вычислений.

Таблица 7.3.

				y i (x i-1 -x i+1)
	Двойная площадь в м 2
	Площадь в гектарах

7.3. ГЛАЗОМЕРНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ НА КАРТЕ

В практике картометрических работ широко используют глазомерные измерения, которые дают приблизительные результаты. Однако умение глазомерно определить по карте расстояния, направления, площади, крутизну склона и другие характеристики объектов способствует овладению навыками правильного понимания картографического изображения. Точность глазомерных определений повышается с приобретением опыта. Глазомерные навыки предупреждают грубые просчеты в измерениях приборами.
Для определения длины линейных объектов по карте следует глазомерно сравнить величину этих объектов с отрезками километровой сетки или делениями линейного масштаба.
Для определения площадей объектов как своеобразную палетку используют квадраты километровой сетки. Каждому квадрату сетки карт масштабов 1:10 000 – 1:50 000 на местности соответствует 1 км 2 (100 га), масштабу 1:100 000 – 4 км 2 , 1:200 000 – 16 км 2 .
Точность количественных определений по карте, с развитием глазомера, составляет 10-15% измеряемой величины.

Вопросы и задания для самоконтроля

Объясните порядок измерения на карте прямой линии.

Объясните порядок измерения на карте ломаной линии.

Объясните порядок измерения на карте кривой извилистой линии с помощью циркуля-измерителя.

Объясните порядок измерения на карте кривой извилистой линии с помощью курвиметра.

Как глазомерно по топографической карте можно определить длину линейного объекта?

Какой площади на местности соответствует один квадрат координатной сетки карты масштаба 1:25 000?