«Топографические карты, планы, чертежи» Введение Предмет и задачи геодезии

Раздел 1 «Топографические карты, планы, чертежи» Введение Предмет и задачи геодезии Геодезия - это многогранная наука, решающая научно-технические и инженерные задачи, является одной из древнейших наук о Земле (с греческого – «землеразделение»). Строительство выдающихся инженерных сооружений глубокой древности (каналы, дворцы, храмы, пирамиды в Египте, древние города Индии с их удивительно правильной планировкой, оросительные системы в Японии, Великая китайская стена и т. д.) было немыслимо без глубокого знания основ геодезии и без наличия необходимых геодезических приборов. В России первые геодезические работы, связанные с установлением границ земельных участков, датируются еще XI — XII вв. Методы инженерной геодезии и картографии широко использовались и совершенствовались в период Петровских реформ, а дальнейшее их развитие связано с именем великого русского ученого М.В.Ломоносова, который с 1757 по 1763 годы возглавлял Географический департамент при Российской Академии наук, созданный в 1739 г. В 1743 г. в Географическом департаменте был создан «Атлас Российской империи» с пограничными землями. Геодезия - наука об измерениях на земной поверхности, проводимых для определения формы и размеров Земли, изображение Земной поверхности в виде планов, карт и профилей; создания различных инженерных сооружений. В процессе своего развития геодезия по назначению разделилась на несколько самостоятельных научных дисциплин: 1) высшая геодезия 2) космическая геодезия 3) топография 4) инженерная (прикладная) геодезия 5) морская геодезия 6) фототопография Высшая геодезия – занимается определением фигуры, размеров и внешнего гравитационного поля Земли, а также созданием высокоточных геодезических сетей. Топография предполагает изучение сравнительно небольших участков земной поверхности с целью получения их изображений в виде карт, планов, профилей. Разработкой методов и технологий создания различных карт занимается картография, а извлечением информации, содержащейся на картах, — картометрия. Космическая геодезия служит для измерений на Земле и планетах Солнечной системы с использованием данных, получаемых из космического пространства искусственными спутниками Земли, межпланетными кораблями и орбитальными пилотируемыми станциями. Этот вид геодезии находит все большее применение при исследовании природных ресурсов Земли. Морская геодезия занимается исследованием природных ресурсов континентальных шельфов и картографированием морского дна. Фототопография — наука, изучающая методы создания топографических планов, карт по материалам фото- или цифровой съемки. Она является составной частью фотограмметрии — науки, определяющей формы, размеры и положение объектов по их фотографическим изображениям. Инженерная геодезия рассматривает геодезические работы, выполняемые при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации различных инженерных сооружений и монтаже технологического оборудования. Она использует методы высшей геодезии, топографии, фотограмметрии и материалы всех видов съемок, в том числе и космических. По способу производства работ различают: наземную геодезию, аэрогеодезию, космическую геодезию, подземную геодезию (маркшейдерию) и подводную геодезию. Основные сведения о форме и размерах Земли: Мысль о том, что Земля имеет форму шара, впервые высказал в VI в. до н.э. древнегреческий ученый Пифагор, а доказал это и определил радиус Земли египетский математик Эратосфен живший в III веке до н.э. Точное знание формы и размеров Земли необходимо во многих областях науки и техники и прежде всего в самой геодезии для правильного изображения Земной поверхности на картах. Задача определения формы и размеров Земли включает в себя установление формы и размеров некоторой типичной фигуры - математической поверхности Земли; изучение отступлений физической поверхности от ее математической поверхности. Физическая поверхность Земли состоит из суши и водной поверхности, имеет сложную форму и общую протяженность 510 млн. кВ. км. Мировой океан составляет 71%, суша – 23%. За математическую поверхность Земли принимают уровенную поверхность, которая представляет собой поверхность воды океанов в ее спокойном состоянии, мысленно продолженную под материки. Такая замкнутая поверхность в каждой своей точке перпендикулярна к отвесной линии, т. е. к направлению действия силы тяжести. Уровенная поверхность в геодезии — поверхность, всюду перпендикулярная отвесным линиям. С точки зрения механики, уровенная поверхность – поверхность, которая представляет собой фигуру равновесия жидкого или вязкого вращающегося тела, образующегося под действием сил тяжести и центробежных сил. Уровенная поверхность не совпадает с поверхностью ни одной математической фигуры и представляет собой непрерывную форму, которую называют геоидом. а б Рисунок 1.1 – формы земной поверхности а – земной эллипсоид, б - геоид В качестве первого приближения Землю принимают за шар. Более точные исследования показали, что математическая форма земли больше соответствует поверхности эллипсоида, полученного вращением эллипса вокруг его малой оси (рисунок 1а) Земной эллипсоид с определенными размерами и ориентированный определенным образом для части Земли называют референц-эллипсоидом. В нашей стране его размеры были получены под руководством выдающегося геодезиста Ф. Н. Крассовского Параметры – большая полуось а = 6 378 245 м, малая полуось в = 6 356 863 м. Тема 1.1 Общие сведения Определение положения точек земной поверхности, системы пространственных и плоских координат Положение точек на земной поверхности может быть определено в различных системах координат. пространственная система координат Географическая система координат – является единой системой для всех точек Земли. Чтобы определить положение точек на земной поверхности, на ней условно проводят линии – параллели и меридианы, которые образуют систему географических координат. Рисунок 1.2 – Географическая система координат Меридиан – воображаемая линия, образованная секущей плоскостью, проходящей через ось вращения Земли. Параллель – воображаемая линия, образованная на поверхности Земли секущей плоскостью, перпендикулярной оси вращения Земли. Экватор – параллель, образованная плоскостью, проходящей через центр Земли. За начало отсчета в географической системе координат принимают начальный меридиан, проходящий через центр обсерватории в Гринвиче и плоскость образованную экватором (рис) Положение точки на поверхности эллипсоида определится координатами: геодезической широтой и геодезической широтой. Географической долготой называется двугранный угол L, между меридианной плоскостью, проходящей через данную точку, и плоскостью начального меридиана. Она изменяется от 0° до ± 180° и может быть западной (-) или восточной (+). Географической широтой называется угол B, образованный нормалью к поверхности эллипсоида в данной точке и плоскостью экватора. Может быть северной (+) или южной (-). Измеряется от 0° (на экваторе) до ± 90° (на полюсах) плоские системы координат Из плоских систем координат в геодезии наибольшее распространение получили прямоугольные и полярная системы координат. В геодезической практике положение точек часто определяют плоскими прямоугольными координатами. В этой системе плоскость координат совпадает с плоскостью горизонта в данной точке О, являющейся началом этих координат; ось х всегда направлена на север, а ось у – на восток. Северное направление оси абсцисс (х) считается положительным (+), южное – отрицательным (-); направление оси ординат (у) считается положительным на восток (+) и отрицательным на запад (-). Оси координат делят плоскость чертежа на четыре части, которые называются координатными четвертями: I – СВ, II - ЮВ, III - ЮЗ, IV – СЗ Полярная система координат. В полярной системе координат положение любой точки А на плоскости определяется радиусом-вектором r, исходящим из точки О, называемой полюсом, и углом β, отсчитываемым по ходу часовой стрелки от линии OX (полярной оси) до радиуса-вектора. Положение полярной оси на плоскости можно выбирать произвольно; иногда его совмещают с направлением меридиана проходящего через полюс O. Рисунок 1.3 – плоские системы координат а – прямоугольная, б - полярная Высоты точек. Превышения. Балтийская система высот. Расстояние по отвесной линии от уровенной поверхности до точки физической поверхности Земли называется высотой. Высоты делятся на абсолютные, если их отсчет ведется от уровенной поверхности Земли, и условные (относительные), если их отсчет ведется от произвольной уровенной поверхности. За начало отсчета абсолютных высот принимают уровень океана или открытого моря в спокойном состоянии. В России за начало отсчета абсолютных высот принят нуль Кронштадского футштока (футшток – в данном случае медная доска с горизонтальной чертой, замурованная в гранитный устой моста Обводного канала), соответствующий среднему уровню Балтийского моря по данным многолетних наблюдений, поэтому в нашей стране система высот получила название Балтийской системы высот. Рисунок 1.4 – Абсолютные и условные высоты Спроектируем точку А физической поверхности Земли по направлению отвесной линии на уровенную поверхность. Высота На этой точки будет абсолютной, а На’, измеряемая от произвольной уровенной поверхности – условной. Относительной высотой (превышением) точки, называется высота ее над другой точкой земной поверхности, т. е. разность двух точек. Обозначается ha. Например, превышение точки А над точкой В составит: ha = Ha – Hb. (1.1) где ha – превышение Ha – высота точки А Hb – высота точки В Численное значение высоты называется отметкой точки Метод проекций в геодезии Физическая поверхность земли представляет собой совокупность различных пространственных форм (горы, впадины, хребты и тп.) Для определения положения характерных точек земной поверхности на плоскости в геодезии принят метод проекций. При изображении небольшого участка местности соответствующую ему часть уровенной поверхности можно принять за горизонтальную плоскость. В этом случае точки физической поверхности Земли проектируются перпендикулярами, параллельными друг другу, на горизонтальную плоскость. Ортогональная проекция Пусть многогранник ABCDE представляет собой часть земной поверхности. Возьмем плоскость PQ и опустим из каждой вершины многоугольника перпендикуляры (отвесные линии, которые являются нормалями) на эту плоскость. Основания этих перпендикуляров обозначим соответственно а, b, c, d, e. Полученные на плоскости точки называются ортогональными (прямоугольными) проекциями точек пространства; линии ab, bc – называются ортогональными проекциями линий AB, ВС, а углы abc, bcd – ортогональными проекциями углов ABC, BCD. Таким образом, плоский многоугольник abcde является ортогональной проекцией пространственного многоугольника ABCDE. Рисунок 1.5 – Ортогональная проекция Другая имеющая важное значение в геодезии проекция называется центральной (проекция на уровенную поверхность). Суть ее заключается в следующем. Возьмем произвольную точку О и соединим ее со всеми вершинами многоугольника ABCDE, находящегося на земной поверхности. Полученные в пересечении с горизонтальной плоскостью PQ точки a, b, c, d, e и будут центральными проекциями точек А, B, C, D, E. Плоский многоугольник abcde называется центральной проекцией многоугольника ABCDE. Рисунок 1.6 – Центральная проекция Изображение земной поверхности на плоскости Поверхность земли изображают на плоскости в виде планов, карт и профилей. План - чертеж, дающий в уменьшенном и подобном виде изображение горизонтальной проекции небольшого участка местности (кривизна уровенной поверхности при этом не учитывается). На плане могут изображаться ситуация и рельеф. Если на плане изображается только ситуация, то такой план называется ситуационным или контурным. Если кроме ситуации на плане изображается рельеф, то такой план называется топографическим. Имея топографический план, можно составить профиль, т. е. изображение вертикального разреза местности по заданному направлению. Карта - уменьшенное изображение значительных территорий земной поверхности на плоскости (кривизна Земли при этом учитывается). Тема 1.2 Масштабы топографических планов, карт. Картографические условные знаки. Определение масштаба. Масштаб – отношение длины линии на плане/чертеже/карте к соответствующей проекции этой линии на местности. Численный масштаб – дробь, числитель которой есть единица, а знаменатель – число, показывающее во сколько раз горизонтальные проекции линий местности уменьшены на плане или карте. В геодезии наиболее часто применяются следующие масштабы: Для планов – 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 Для карт – 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000, 1:200 000, 1:300 000, 1:500 000, 1:1 000 000. Графические масштабы Для построения планов или определения длины отрезков, взятых с плана, применяют графические масштабы: а. Линейный масштаб - графическое изображение численного масштаба в виде прямой линии с делениями для отсчета расстояний (рис). Основание линейного масштаба. - ряд отрезков одинаковой длины а (например а = 2 см) Предельная точность масштаба. Горизонтальное расстояние на местности, соответствующее в данном масштабе 0,1 мм (0,01 см) на плане, tпред = 0,01 см * М/100, м (1.2) б. Поперечный масштаб является разновидностью линейного масштаба, используется для более точного построения плана или определения длин отрезков. Для его построения на отрезке прямой АВ несколько раз откладывают основание масштаба, равное обычно 2 см. В полученных точках ставят перпендикуляры к линии АВ, произвольной, но равной длины. Два крайних перпендикуляра делят на m равных частей и через одноименные точки проводят линии, параллельные прямой АВ. Левые нижнее АО и верхнее CD основания делят на n равных частей; точку О нижнего основания соединяют наклонной линией с первой точкой Е верхнего основания CD, а через все остальные точки проводят линии, параллельные ОЕ (трансверсали) Каждая линия, откладываемая на плане или карте с помощью поперечного масштаба, слагается из 3х частей: - числа целых оснований, взятых от нулевого перпендикуляра до правой ножки циркуля - числа малых делений (десятых долей основания), взятых от нулевого перпендикуляра до левой ножки циркуля. - сотых долей основания, расположенных между вертикальной линией и трансверсалью. Рисунок 1.7 – Графические масштабы а – линейный; б - поперечный Классификация условных знаков. Важнейшим показателем качества топографических карт и планов наряду с точностью является их наглядность. Она достигается применением условных знаков, с помощью которых на картах и планах изображаются ситуация и рельеф местности. Условные знаки, изображающие ситуацию местности, подразделяются на масштабные (площадные), внемасштабные, линейные и пояснительные. Площадные или масштабные, условные знаки служат для изображения объектов, занимающих значительную площадь в масштабе карты или плана. Они позволяют найти расположение объекта и оценить его линейные размеры, площадь. Внемасштабными называются такие условные знаки, которыми предметы местности изображаются без соблюдения масштаба карты или плана (отдельное дерево, колодец, мельница) Линейными условными знаками называются знаки, изображающие протяженные объекты на местности (например, железные дороги, шоссе, ручьи). Пояснительные условные знаки служат для дополнительной характеристики изображаемых на карте местных предметов (например длина, ширина, грузоподъемность моста, ширина и характер покрытия дорог) Рисунок 1.8 – Типы условных знаков

Похожие:

	Календарно тематическое планирование 7 класс. № п/п Знать предмет изучения географии; части света; карты материков. Уметь читать и анализировать географические карты		1. Введение в учебную дисциплину: основные понятия, предмет, методы,... Тема Введение в учебную дисциплину: основные понятия, предмет, методы, задачи и система курса «Таможенное право»
	1. Введение в учебную дисциплину: основные понятия, предмет, методы,... Тема Введение в учебную дисциплину: основные понятия, предмет, методы, задачи и система курса «Таможенное право»		Новые поступления февраль 2014 Г. Содержание кулинария 2 рукоделие 3 медицина 6 социология 6 Биргитта Ганнофер, Гельмут Вайс; карты и планы: Сибилла Рахфалль, Томас Вильман; оформ.: В. Барль]. Москва : Аякс-Пресс, 2012. 108...
	Введение. Предмет, цели и задачи курса Статус дисциплины: общепрофессиональный цикл, национально-региональный (вузовский) компонент		Планы проведения семинарских и практических занятий семинарское занятие... Раскройте содержание операционального алгоритма психотехнологии рекламной стратегии по позициям
	Рабочая программа по дисциплине Основы геодезии ...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... ...
	Московский Колледж Геодезии и Картографии Работу выполнил Комосов... В результате деятельности человека, а также вследствие природных процессов облик поверхности земли непрерывно меняется. Это приводит...		Реферат Пояснительная записка к проекту Программы развития геодезии и картографии на основе Пл «Центральный ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии им. Ф. Н. Красовского»
	«Роль женщины в современном мире» Введение (аннотация, актуальность, проблема, цель и задачи, предмет и объект исследования, гипотеза и методы исследования)		1. Введение. Предмет и задачи курса Тема Современные международные деловые коммуникации. Специфика процесса деловой коммуникации с представителями разных культур
	Программа курса. I. Введение в курс. Предмет и научные задачи всеобщей... ...		2. Теория сестринского дела. Сестринский процесс ...
	1 Предмет и задачи нейропси ГМ. Объект: пациент, показатели функционирования которого выходят за пределы нормы. Предмет: симптомы, т е комплексы расстройств...		1. Организационно-правовое обеспечение образовательной деятельности Колледж геодезии и картографии миигаиК является структурным подразделением федерального государственного бюджетного образовательного...