Топографическая карта

1. ПОНЯТИЕ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ  КАРТЫ И ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ

1.1 Топографическая карта в системе классификации карт

  Подробная многолистная общегеографическая карта, единая по содержанию, математической основе и оформлению, передающая размещение и свойства основных природных и социально экономических объектов местности, называется топографической картой. Наука, занимающаяся созданием топографических карт - топография.

  Топографические карты  служат для информирования о  географическом размещении природных  и общественных явлений и устройстве  земной поверхности. Эти карты  дают чёткое представление об  общем характере территории, географических  объектах, форме этих объектов  и их размеров. Они позволяют определить координаты, размеры, изображенных предметов, расстояния между ними и многое другое, что в результате позволяет решить научные и практические задачи различного уровня сложности [4].

  Топографические карты  на огромных территориях издаются  многочисленными сериями, искажения  на данных картах является  незначительным в связи с малым  обхватом территории листом карты.

  Они являются самыми точными общегеографическими картами и издаются в масштабах 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000, 1:200 000, 1:500 000,

1:1 000 000. Карты в масштабах 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000 создаются для специальных целей.  Сравнивая несколько карт разных масштабов, более крупным будет тот, число которого в правой части отношения меньше. Взяв карты масштаба 1: 100 000 (прил.1) и 1: 5 000 будет видно, что масштаб пятитысячной карты является крупнее стотысячной [2, с.12].

  Чем крупнее масштаб карт, тем подробней на ней изображена местность.

По масштабам топографические карты подразделяются на:

-мелкомасштабные ( 1:1 000 000 - 1:500 000 ).

-среднемасштабные ( 1:200 000 - 1:100 000 ).

-крупномасштабные ( 1:50 000 и крупнее ).

1.2 Сферы применения топографических карт

  Топографические карты являются общегосударственными и применяются как при решении народно-хозяйственных задач, так и в области обороны страны.

  Области применения:

1. использование для научных исследований
2. проектирование городов, дорог, морских портов
3. размежевания земельных участков
4. проведения военных учений и боевых действий
5. в краеведческой и туристической деятельности

  Использование топографических  карт даёт возможность оценить  природные характеристики данной  местности: качество земель для строительства, климатические особенности, проходимость местности при дислокации войск,  наличие инфраструктуры и др.

  Топографические карты  служат для командиров и штабов  всех степеней при подготовке, организации и ведению боевых  действий. По данным картам готовятся  марши войск, точно выявляются  координаты своего местоположения, а так же координаты ориентиров  и целей. Поэтому карты широко  используются в вооружённых силах  и служат для целеуказаний  в бою и для топографической  привязки боевых порядков войск.

Топографические карты, используемые в войсках:

1. Карта масштаба 1:1 000 000 

  Карта используется  штабами для изучения физико-географических  условий больших территорий и  для общих, приближённых расчётов  по обеспечению боевых действий  войск при планировании операций.

2. Карта масштаба 1:200 000

  Служит для ориентирования  на местности, проходящих маршей. Данная карта является основной  для сухопутных войск и является  приоритетной при преследовании  противника. Особенно удобна в  качестве дорожной, т.к. наглядно  и достаточно полно для ориентирования  на местности, 

отображает дорожную сеть и характеризует её пригодность  для движения автотранспорта и боевой техники.

3.Карта масштаба 1:100 000

  Считается основной тактической картой в войсках. Получила широкое распространение среди командиров штабов при составление плана боя, ориентирования на местности и командования войсками.

4.Карта масштаба 1:50 000 

  Применяется главным образом в условиях обороны и при наступлении. Она приоритетна при прорывы обороны противника. Так же карта является популярной среди войск воздушного и морского десанта, применяется при штурмах населённых пунктов. Проведение расчётов и измерений по данной карте требует высокой точности в связи с тем, что по её данным происходят артиллерийские  выстрелы и запуск ракет.

5.Карты масштабов 1:25 000 и 1: 10 000 

  Карты применяется в войсках для детального изучения отдельных наиболее важных рубежей и участков местности при преодолении водных преград, десантировании и т.п. Так же используется при расчётах и измерениях в проектировании строительства военно-инженерных сооружений [4].

    В архитектурно-планировочном проектировании топографическая карта является основным исходным материалом. При решении задач различного типа, на топографической карте можно получить координаты объектов, их расстояния, размеры, уклоны на выбранных участках, которые в обычных условиях определить весьма сложно и что составляет большие проблемы.

  Карты масштаба 1:100 000 используется  при проектировании больших территориальных  систем и районов, для схематической  разработки генеральных планов  и комплексной оценки территории  применяют карты

1:50 000 - 1:25 000 масштаба. При разработке генеральных планов городов используют планы 1: 5 000 и 1: 2 000 масштаба. Для разработки чертежей и технических проектов задействуют планы масштаба 1: 1 000.

Планы 1: 500 является основным масштабом для составления исполнительных генеральных планов застроенной территории.

  Незаменимое значение топографическая  карта имеет при подготовке  и проведении туристических походов.  Чаще используются карт масштаба

1:100 000, но наиболее значимыми являются 1: 50 000 [4].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. СИСТЕМА ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ  РФ

2.1 Математическая основа карт

  Известно, что Земля является шарообразной, но на самом деле она не обладает формой идеального шара. Земля сплюснута у полюсов и имеет множество выпуклостей и вогнутостей. Фигура нашей планеты, ограниченная уровенной поверхностью мирового океана, называется - геоидом. При картографировании, неровную и сложную фигуру геоида заменяют более удобной и простой - эллипсоидом.

  Эллипсоид – геометрическое тело, образованное в результате вращения эллипса вокруг своей малой оси (рис.1). Характеризуется тремя показателями:

1. полярное сжатие.

2.  большая экваториальная полуось.

3.  малая полярная полуось.

  В разные времена и в  разных странах были приняты  разные эллипсоиды. В 1940 году в  СССР был принят эллипсоид  Красовского, в Центральном научно-исследовательский институте геодезии, аэросъёмки и картографии советским геодезистом А. А. Изотовым на основании исследований, проведённых под общим руководством Ф.Н. Красовского. Данный эллипсоид служит по сегодняшнее время в российской картографии. Эллипсоид Красовского характеризуется следующими величинами : 

1.большая полуось - 6 378 245м.

2.малая полуось - 6 356 863м.

3.полярное сжатие - 1: 298,300

  При решении задач  на эллипсоиде, используют большие  и сложные формулы. В связи  с этим, когда точность позволяет, эллипсоид или его часть заменяют сферой. В процессе замены необходимо выбрать подходящий радиус сферы и прейти от широт и долгот эллипсоида к широтам и долготам сферы.

  В процессе решения поставленной задачи, средним радиусом Земли является величина 6 371км. Сфера данного радиуса, по размерам является наиболее приближенным к площади поверхности и объёму земного эллипсоида. 

  В качестве широты  и долготы сферы, служит широта  и долгота эллипсоида.    Построенная через одинаковые значения широт и долгот сетка параллелей и меридианов на земном эллипсоиде или шаре называется географической сеткой, а ее изображение на карте в избранной проекции – картографической.

  Поверхность эллипсоида невозможно развернуть на плоскости без нарушения исходного изображения. Если модель земного шара разрезать по меридианам и разложить на плоскости, то на изображении будут наблюдаться многочисленные разрывы и перекрытия. Чтобы заполнить эти разрывы по меридианам и параллелям необходимо провести растяжение и сжатие разрезанных полосок сферы.

  Впоследствии этого,  на картографическом изображении  возникают искажения форм, длин, площадей, углов. Чем больше изображаемая  территория, тем больше будет  искажение.  В пределах одной карты искажения возрастают с удалением от центра к краям карты, причем скорость нарастания меняется по разным направлениям [5].   Размеры искажений определяет - эллипс искажений.

  Эллипс искажений - бесконечно малый эллипс на карте, соответствующий бесконечно малому кругу на глобусе (рис.3). Размеры и степень вытянутости этого эллипса по сравнению с окружностью отражают все виды искажений, свойственные карте в этом месте. Радиусы эллипса соответствуют частным масштабам в данной точке. Наибольший масштаб в эллипсе искажений совпадает с направлением большой оси эллипса, а наименьший – с направлением малой оси [6].

  Обеспечивают математически определенное отображение поверхности эллипсоида (или сферы) на плоскость карты – картографические проекции. Суть проекций связана с тем, что фигуру Земли - эллипсоид, не развертываемый в плоскость, заменяют на другую фигуру -развёртываемую.

  Топографические карты России создаются в поперечно-цилиндрической проекции Гаусса. Проектирование земной поверхности на плоскость в проекции Гаусса производится по зонам, вытянутым от северного полюса до южного. Границами зон служат меридианы с долготой, кратной 6° (всего 60) .

  В пределах каждой зоны земная поверхность проецируется на плоскость путем преобразования географических координат точек земной поверхности в прямоугольные координаты на плоскости.

  Длины линий сохраняются только вдоль осевого меридиана, в остальных местах они несколько преувеличены. Искажения расстояний при графических измерениях на топографических картах не обнаруживаются; они учитываются только при выполнении специальных задач, связанных с использованием больших дальностей. Углы в пределах небольшого участка не искажаются; очертания контуров на местности и карте практически подобны.

  Искажения любых направлений на листе карты масштаба 1:100 000 не превышают 40". Все листы карт любого масштаба в пределах одной зоны могут быть склеены в один блок без каких-либо складок и разрывов. 

  Плоское изображение  сети линий на земном шаре, построенное в выбранной для карты проекции называется – координатной сеткой. Сетка служит для построения картографического изображения. Она необходима для ориентирования, нанесения новых объектов по их координатам и снятия с карты координат объектов, вычисления масштабов и искажений в любом месте карты. Самой распространенной координатной сетью является картографическая сетка -  изображение с заданной частотой линий меридианов и параллелей. Меридианы соответствуют направлению «север – юг»,

параллели – «запад –  восток». Отсчёт параллелей (широт) всегда ведут от экватора, а меридианов (долгот) – от начального Гринвичского меридиана. При всех достоинствах картографических сеток практические задачи решаются с относительной простотой только на картах, составленных в нормальных цилиндрических проекциях, в которых линии меридианов и параллелей образуют систему взаимно перпендикулярных параллельных линий. В других проекциях картографическая сетка имеет сложный вид, вследствие чего приходится  бегать к вспомогательным графическим построениям и вычислениям. В результате этого, на современных топографических картах даются сетки прямоугольных координат.

  Сетка прямоугольных координат – состоит из стандартной системы взаимно перпендикулярных линий, проведённых через равные расстояния (рис.4).  Вертикальные линии этой сетки проходят параллельно осевому меридиану геодезической зоны, а горизонтальные параллельно экватору [7].

2.2 Система разграфки и номенклатуры

  Деление топографической карты по определённой системе на отдельные листы называется разграфкой карты, а обозначение листа многолистной

карты – номенклатурой (рис.5).

  Самой распространенной  системой разграфки в картографии  является разграфка по линиям  меридианов и параллелей. Эта  система является приоритетной  в связи с тем, что положение  каждого листа  карты на  земной поверхности точно определено значениями географических координат углов рамки и положением ее линий. Данная система является универсальной и наиболее удобной для изображения любой территории на земном шаре, за исключением полярных областей.

  При знании номенклатуры  карт и её построения, можно определить масштаб карты и географические координаты углов рамки листа, то есть определить, к какой части земной поверхности относится данный лист карты.

   В основе разграфки и номенклатуры лежит международная разграфка и номенклатура листов карты масштаба 1: 1 000 000 (рис.6). Листы данной карты по параллелям образуют пояса, каждый по 4° широты, а по меридианам - колонны, каждая по 6° долготы. Пояса карты обозначаются буквами латинского алфавита (от A до V) от экватора к югу и северу. Колоны обозначаются цифрами (от 1 до 60), начиная от 180 меридиана с запада на восток.

 

Схема листов карты масштаба 1: 1 000 000

  В листе карты масштабом  1: 1 000 000 содержится 4 карты масштабом

1: 500 000 обозначаемые заглавными буквами A,Б,В,Г. 

  В карте  масштабом  1: 200 000 содержится 36 листов, которые обозначаются от I до XXXVI .

  Карта масштабом 1: 100 000 составляет 144 листа. Лист данной карты состоит из 4 листов карты масштабом 1: 50 000 обозначающиеся заглавными буквами А,Б,В,Г.