Тема 9. Основні вимоги до топографічних карт.

Спеціальні карти і плани

 

Вид заняття: лекція

Час: 2 години

 

Навчальні питання:

 

1. Повнота, вірогідність і точність топографічних карт. Точність вимірів по картах.

2. Спеціальні карти та плани міст.

3. Топографічні карти шельфу.

4. Підготовка карти до роботи.

 

 

Література

1. Артамонов Б.Б., Штангрет В.П. Топографія з основами картографії: Навчальний посібник. – Львів: Новий Світ-2000, 2006. –248 с.

2. Грюнберг Г.Ю. Картография с основами топографии. М: – Просвещение, 1991, 367 с.

3. Картография с основами топографии, Часть II. Под. ред. А.В. Гедымина, М: - «Просвещение», 1973, 247 с.

4. Барановський В.А. Екологічна географія і екологічна картографія. – Національна академія наук України. Рада по вивченню продуктивних сил України. Київ: - Фітосоціоцентр. 2001, 250 с.

5. Шмаль С.Г. Військова топографія: Підруч. для слухачів і курсантів вищ. військ. навч. закл. – К.: Вид. ПАЛИВОДА А.В., 2003. – 280 с.

 

1. Повнота, вірогідність і точність топографічних карт. Точність вимірів по картах

 

Повнота змісту карт забезпечується дотриманням інструктивних вказівок по їхньому створенню, а вірогідність - методами створення, які забезпечують одержання необхідних даних безпосередньо на місцевості або за допомогою фотозображення. Кількість відомостей, переданих картою, їхня подробиця визначаються в основному масштабом і діючими умовними знаками.

Пояснимо це на прикладі зображення населених пунктів на топографічних картах різних масштабів. Форма й розміри окремих будівль, ширина вулиць на картах крупніше масштабу 1:10 000 передаються у своїх планових обрисах. У більше дрібних масштабах ширина вулиць поступово збільшується, спрощуються обриси будов. Подальше зменшення розмірів поселень приводить до об’єднання окремих будов у квартали, показу тільки головних вулиць і проїздів. На великомасштабних картах будови класифікуються на житлові й нежитлові, вогнестійкі й не вогнестійкі. Як правило, на картах масштабу 1:100 000 і крупніше показуються всі населені пункти, на картах більшедрібних масштабів неминуча генералізація кількості зображуваних поселень.

Точність топографічних карт (геометрична точність) визначається їхнім масштабом, ступенем генералізації зображення. Істотний вплив на точність роблять можливості зорового сприйняття графічних елементів карти. Відомо, що 0,1 мм - це найменша графічна побудова, що сприймає око людини у вигляді крапки. Щоб побудова сприймалася відрізком його мінімальна довжина повинна бути рівною 0,2 мм. Горизонтальне проложення на місцевості, що відповідає 0,1 мм на карті називають точністю (граничною точністю) масштабу карти. Ця точність характеризує граничні можливості карти даного масштабу в передачі розмірів і форми об’єктів місцевості. Наприклад, для карти масштабу 1:10 000 точність масштабу становить 1 м, а для карти масштабу 1:100 000 - вже 10 м. Таким чином, чим дрібніше масштаб карти, тим більше проявляється протиріччя між вимогами точності карт і їхньою географічною відповідністю. Наприклад, полотно залізниці шириною 6 м зображується на карті масштабу 1:100 000 знаком товщиною 0,6 мм, що відповідає 60 м на місцевості. У зв’язку із цим зображення об’єктів,розташованих уздовж залізниці, практично зрушені убік від осі умовного знака дороги, тобто зберігається географічна відповідність, але порушується геометрична точність карти. Для збереження географічної відповідності карти при переході до більше дрібних масштабів зображення, площинні знаки в необхідних випадках заміняються позамасштабними.

Точність карт визначається також точністю, зображення на них окремих об’єктів. Із граничною точністю наносяться на карту опорні пункти. Погрішності в нанесенні об’єктів і контурів місцевості із чіткими межами (окремібудинки, забори й ін.) щодо найближчих опорних пунктів не перевищують 0,5 мм для рівнинної території й 0,7 мм для гірської. Нечіткі контури (межи рослинного покриву або ґрунтів, елементи рельєфу) показуються з меншою точністю. Точність положення горизонталей на карті залежить від особливостей рельєфу місцевості й прийнятої висоти перетину. Зі збільшенням висоти перетину зменшується детальність зображення рельєфу, горизонталі передають деякі узагальнені його характеристики. Середні погрішності в їхньому положенні досягають 1/4...1/2 прийнятої висоти перетину для рівнинних районів і збільшуються в 2...3 рази для гірських.

Варто пам’ятати також, що по карті виміряються горизонтальні проложення відстаней на місцевості, тому одержувані дані, як правило, трохи менше дійсних.

Точність карт (планів) визначає, в основному, точність вимірів по картах. Крім цього, на точність вимірів впливають можливості застосовуваних вимірювальних приладів і пристосувань (їхня точність), стан паперової основи (наявність згинів, деформації аркушів).

 

 

2. Спеціальні карти та плани міст

 

Спеціальні карти та плани міст призначені для інформування про сучасний стан місцевості та її зміни у відповідному районі, а також про інші спеціальні дані, які необхідні для планування, організації і виконання завдань.

Спеціальні карти та плани міст відрізняються від топографічних карт додатковими даними про місцевість та іншою інформацією, яка необхідна зацікавленим користувачам.

На спеціальних картах, залежно від їх призначення, відображаються:

- зміни місцевості, які відбулися в результаті сезонних і погодних явищ (дощів, паводків, снігопаду, заморозків);

- астрономо-геодезичні та гравіметричні дані;

- додаткові детальні характеристики об’єктів або ділянок місцевості, які мають важливе значення.

До спеціальних карт висуваються наступні вимоги:

- інформація про місцевість повинна бути повною, вірогідною і точною;

- спеціальні відомості повинні бути викладені у формі, зручній для використання;

- результати змін повинні поступати своєчасно, для того, щоб отримані відомості повністю використати при вирішенні завдань.

Спеціальні карти розподіляють на дві основні групи. До першої групи відносяться спеціальні карти, які виготовляють завчасно, а до другої групи - спеціальні карти, які виготовляють у ході відповідних подій або під час підготовки до них.

Основними спеціальними картами, які виготовляють завчасно, є: оглядово-географічні, бланкові, аеронавігаційні, рельєфні, карти шляхів сполучення, карти геодезичних даних і багато інших. Всі ці карти створюються за класичними для цих видів карт технологіями. держави світу приділяють створенню цифрових карт, виготовлення яких потребує передових досягнень науки і найсучасніших технологій. Тому вивчення спеціальних карт розпочнемо з цифрових карт, а основні вимоги до них, принципи створення цифрової картографічної інформації і можливі напрямки її застосування розглянемо більш детально.

Цифрова карта - це систематизований запис у цифровій формі на машинному носієві змісту топографічної карти, тобто просторових координат об’єктів місцевості, їх кодів та характеристик, визначених за єдиною системою класифікації і кодування картографічної інформації у заданій проекції, системі координат і висот, а також у прийнятому для топографічних карт розграфленні на номенклатурні аркуші.

Основою для формування цифрових карт є цифрова картографічна інформація.

Цифрові карти повинні відповідати наступним вимогам:

- створюватися з розподілом інформації на номенклатурні аркуші, які покривають місцевість у рамках аркушів топографічних карт масштабів 1:25 000...1:1 000 000;

- створюватися у системі координат 1942 року, в рівнокутній поперечно-циліндричній проекції Гауса;

- забезпечувати можливість машинного визначення даних про розташування об’єктів та їх характеристик;

- давати можливість отримувати цифрові значення кількісних і якісних характеристик та кодів об’єктів у єдиній системі класифікації та кодування картографічної інформації;

- мати таку класифікацію об’єктів та елементів місцевості, яка відповідала б класифікації, що прийнята для топографічних карт масштабів 1:25 000...1:1 000 000;

- структура представлення інформації цифрових карт повинна забезпечити можливість внесення змін та доповнень без погіршення точності даних, які вже є;

- мати таку структуру представлення інформації цифрових карт, щоб з них була можливість виділити незалежні моделі наступних елементів карти: елементів математичної основи; рельєфу місцевості; гідрографії; населених пунктів; промислових та соціально-культурних об’єктів; грунтово-рослинного покриву тощо.

Основні принципи створення цифрової картографічної інформації базуються на видах інформації про місцевість, що використовувалися до наступного часу.

Основними видами інформації про місцевість є картографічні матеріали та матеріали аерофотокосмічної зйомки.

Основною для створення цифрової картографічної інформації за картографічними матеріалами є копії з топографічних карт.

У зв’язку з розвитком нової техніки та створенням нових технологій у сфері геодезичних робіт, збір цифрової картографічної інформації виконується за допомогою електронних тахеометрів або приймачів GPS.

У розвинутих країнах світу цифрова картографічна інформація використовується в наступних напрямках:

- у навігації - для керування повітроплаванням і судноплавством;

- у топографічному аналізу місцевості - для топографічного моделювання місцевості;

- у моніторингу довкілля – для контролю навколишнього середовища;

- для планування, розміщення і обліку засобів обслуговування;

- для вивчення водних ресурсів і лісового господарства;

- для боротьби з тероризмом, аналізу критичних зв’язків, проведення оборонних досліджень, спостереження за виробництвом та випробуванням озброєння.

Висновки спеціалістів свідчать про те, що об’єм використання цифрової картографічної інформації у вирішенні відповідних завдань складає близько 80%, отже, навіть стисло розглянуті напрямки використання цифрових карт дають змогу зробити висновок про те, що майбутнє топографії і картографії - у всебічному застосуванні цифрових карт.

Оглядово-географічні карти призначені для вивчення фізико-географічних умов окремих районів і видаються в масштабах 1:500 000; 1:1 000 000; 1:2 500 000; 1:5 000 000; 1:10 000 000. Карти мають стандартні розміри аркушів: 80 на 90 см по внутрішній рамці. Загальне навантаження змісту цих карт менше, ніж на топографічних картах.

Бланкові карти призначені для виготовлення інформаційних та інших документів. За змістом вони є копіями топографічних або оглядово-географічних карт відповідних масштабів, але друкуються меншою кількістю фарб ослаблених тонів або лише однією фарбою.

Аеронавігаційні карти призначені для підготовки і навігаційного забезпечення польотів авіації. На цих картах більш наочно зображаються об’єкти та елементи місцевості, які для авіації є надійними орієнтирами або перешкодами в польоті. Карти видаються в масштабах 1:2 000 000 і 1:4 000 000.

Рельєфні карти виготовляють найчастіше на гірські райони в масштабах 1:500 000 та 1:1 000 000. Карти призначені для поглибленого вивчення та оцінки рельєфу місцевості і забезпечення польотів авіації. Ці карти дають більш наочне об’ємне зображення рельєфу у порівнянні з картографічним зображенням інших елементів місцевості.

Карти шляхів сполучення масштабів 1:500 000 та 1:1 000 000 призначені для планування і здійснення перевезень пасажирів і вантажів. Ці карти мають більш детальні технічні та експлуатаційні характеристики мережі доріг у порівнянні з топографічними картами відповідних масштабів.

Карти геодезичних даних призначені для швидкого і більш точного визначення координат об’єктів. Координати точок для цих карт визначають за великомасштабними картами, планами або фотограмметричними методами, які забезпечують необхідну точність. Для друкування спеціальних даних використовують топографічні карти відповідних масштабів.

Плани міст складають у масштабах 1:10 000 або 1:25 000 на територію міст, важливих залізничних вузлів та інших важливих населених пунктів та їх околиць. Вони призначені для детального вивчення міст і підходів до них, орієнтування, виконання точних вимірів і розрахунків при організації і веденні відповідних робіт.

На планах міст точно відображені місцезнаходження, стан, контури і характер споруд, а також приміської місцевості. Вони дозволяють швидко виявити найважливіші об’єкти і орієнтири міста, магістральні вулиці, перешкоди у передмісті.

Плани міст забезпечують наочне відображення розпланування і забудови міста, надійне орієнтування в них, швидке визначення координат і висот точок, отримання необхідних якісних і кількісних характеристик об’єктів.

Для більш повного і швидкого вивчення плану міста, складають довідку, список назв вулиць і площ, підписаних на плані, перелік виділених на плані важливих об’єктів, які розміщують урізками на ділянках, вільних від зображення міста і важливих об’єктів або видають окремим додатком до плану.

 

3. Топографічні карти шельфу

 

Топографічні карти шельфу є продовженням топографічних карт суши. На них докладно зображуються характерні риси ландшафтів і результати господарського засвоєння берегової зони, дна й покриваючих вод мілководної прибережної частини морів і океанів. Виходячи із вимог, що висуваються до цих карт, можна дати їм наступне визначення: топографічна карта шельфу - це докладна карта берегової зони, дна й покриваючих вод шельфу, що дозволяє визначати як планове, так і висотне положення точок.

Одна з основних умов, при створенні карт шельфу, - погодженість по змісту, оформленню й точності з картами суши. Тому вони складаються в проекції Гауса (рівнокутної поперечно-циліндричної), мають єдині системи координат і висот, розграфлення й номенклатури аркушів.

Масштабний ряд карт і планів шельфу - від 1:2 000 до 1:1 000 000.

До топографічних карт шельфу пред’являється ще одна вимога - вони повинні бути погоджені з навігаційними морськими картами, створюваними для обслуговування транспортного руху в морях і океанах. Це дозволяєвикористовувати обидва види карт спільно.

Поява карт шельфу пов’язана з інтенсивним розвитком пошуку, розвідки й експлуатації корисних копалин на шельфі, створенням і експлуатацією підводних промислових плантацій по розведенню морських рослин і тварин і ін. У зв’язку із цим виникає необхідність залучення карт при проектуванні, будівництві й експлуатації розвіданих багатств шельфу, будуванню різних гідротехнічних споруд у береговій зоні, з одного боку, і, з іншого, при рішеннізавдань захисту берегів від руйнування, викликуваного порушенням природної рівноваги внаслідок антропогенної діяльності людини. Докладні карти шельфу необхідні також у науково-дослідних роботах з використання природних ресурсів акваторії й берегової зони.

Зміст карт становлять: опорні пункти, характеристика берегової зони й суши в межах аркуша, рельєфу дна і його ґрунтів (донних відкладень), донних рослин і тварин (бентосу). Показуються також різні інженерно-технічніспоруди, елементи гідрології (приливно-відливні або місцеві плини, виходи прісноводних ключів і ін.), кордони (державні, рибальських зон, морських заповідників і ін.), місця виходу нафти, газу й ін.

Для зображення перерахованих об’єктів застосовуються умовні знаки топографічних карт суши (для надводних ділянок) і навігаційних морських карт (для водної поверхні), які при необхідності доповнюються спеціальними умовними знаками. Рельєф дна зображується горизонталями з висотою перетину від 0,5 до 100 м, залежно від характеру розчленованості дна й масштабу зображення. Додатковими знаками відзначаються брівки, уступи, камені, скелі й інші елементи, що не виражаються горизонталями. Широко використовуються літерні позначення для вказівки видових розходжень донних рослин і тварин.

 

4. Підготовка карти до роботи

 

Підготовка карти до роботи складається з ознайомлення з картою, склеювання її аркушів і складання склейки.

Ознайомлення з картою полягає у з’ясуванні її основних характеристик, графічної точності, детальності і сучасності, а також в ознайомленні з додатковими відомостями, які містяться в оформленні поза рамкою. Всі ці відомості наведені в табл. 9.1.

Таблиця 9.1

Елемент оцінки	Що встановити?
Масштаб	Величину масштабу, точність визначення за картою відстаней і прямокутних координат, як проведена і оцифрована координатна сітка
Висота перерізу рельєфу	Висоту перерізу, її стандартність, точність визначення за картою абсолютних та відносних висот, детальність зображення рельєфу
Номер і рік видання карти	Номер і рік видання карти, в яких умовних знаках вона видана, чи потрібно вивчати особливості цих знаків
Рік зйомки (оновлення)	Ступінь відповідності карти місцевості в цілому і за топографічними елементами (ступінь застарілості карти)
Поправка напряму	Величину і знак поправки, як переходити від магнітного азимута до дирекційного кута і навпаки

 

Оскільки висота перерізу рельєфу, рік видання, поправка напряму для всіх аркушів карти різні і при склеюванні можуть бути обрізані або заклеєні, їх доцільніше записати на зворотній стороні кожного аркуша карти. Крім цього, при використанні карт, які знаходяться на стику координатних зон, необхідно встановити, сіткою якої з зон треба користуватися, і при необхідності нанести її на всі аркуші карт.

Для склеювання карт першочергово складається за номенклатурами аркушів схема склейки. Підібрані аркуші карт розкладаються на столі і обрізаються гострим ножем або лезом чітко по внутрішній рамці східні (праворуч) межі, крім крайніх справа, і південні, крім аркушів нижнього ряду (рис. 9.1).

Склеюють аркуші карт за колонами або рядами в тому напрямку, де смуга буде коротшою, а потім склеюють між собою колони або ряди. Склеювання аркушів у колонах починають знизу, а в рядах - справа, точно з’єднуючи при цьому їх рамки, а також виходи ліній координатної сітки і контури (рис. 9.2). Не рекомендується робити склейку більше, ніж з 9...12 аркушів, тому що нею важко користуватися і вона швидко виходить з ладу.

 

Рис. 9.1 - Підготовка аркушів карт до склеювання

 

Рис. 9.2 - Склеювання аркушів карт

 

Складання карт. При роботі в приміщенні карта, як правило, складається за форматом стандартного аркуша паперу або за розміром папки для зберігання карти. При роботі в полі карта першочергово складається із збереженням орієнтування, смугою в напрямку території, де необхідно вирішувати завдання або маршруту руху, а вже смуга складається «гармошкою» за форматом папки для роботи в польових умовах.

 

 

Курс «Топографія з основами картографії»

 (рис. 9.2). Не рекомендується робити склейку більше, ніж з 9...12 аркушів, тому що нею важко користуватися і вона швидко виходить з ладу.

 

Рис. 9.1 - Підготовка аркушів карт до склеювання

 

Рис. 9.2 - Склеювання аркушів карт

 

Складання карт. При роботі в приміщенні карта, як правило, складається за форматом стандартного аркуша паперу або за розміром папки для зберігання карти. При роботі в полі карта першочергово складається із збереженням орієнтування, смугою в напрямку території, де необхідно вирішувати завдання або маршруту руху, а вже смуга складається «гармошкою» за форматом папки для роботи в польових умовах.

 

 

Курс «Топографія з основами картографії»