Изображение рельефа на карте

Рельеф является одним из наиболее важных элементов местности и имеет большое военное и народно-хозяйственное значение.

Расчлененность рельефа, крутые склоны, глубокие долины, лощины и овраги затрудняют движение. Отдельные формы рельефа - хребты, возвышенности, овраги - являются хорошими ориентирами. Наконец, высокие горные хребты служат препятствием для авиации.

Рельеф оказывает существенное влияние на специализацию земледелия и животноводства. Особенности рельефа обязательно учитываются при проектировании и строительстве дорог, водохранилищ, каналов и различных сооружений.

Все это обусловливает высокие требования к изображению рельефа на картах.

Рельеф на картах масштабов 1:10000-1:200 000 изображается горизонталями, условными знаками скал, осыпей, обрывов, карстовых воронок, оврагов с обнаженными склонами, промоин и т. д. Изображение рельефа дополняется числовыми отметками характерных точек местности, подписями горизонталей, а также относительных высот и глубин отдельных положительных и отрицательных форм рельефа и указателями направления скатов (склонов). На картах масштабов 1:500000 и 1:1000000, кроме того, применяются гипсометрическая раскраска и отмывка рельефа.

Высота сечения рельефа устанавливается в зависимости от масштаба карты и характера картографируемого района.

Для карт масштабов 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000, 1:200 000 и 1:500000 установлены соответственно следующие основные высоты сечений:

Для равнинных районов 2,5; 2,5 или 5; 10; 20; 20; 50 м;

Для горных районов 5; 5; 10; 20; 40; 100 м;

Для высокогорных районов 5; 10; 20; 40; 80; 100 м.

На карте масштаба 1:200 000 отдельных районов, расположенных восточнее 90° в. д., горизонтали проведены при высоте сечения 50 м. На карте масштаба 1: 1000000 применяются высоты сечения:

50 м для пояса от - 100 до 400 м абсолютной высоты 100 400 1000

250 свыше 2000

Основными требованиями, предъявляемыми к изображению рельефа на картах масштабов 1:10000-1:200000, являются:

Точное и подробное отображение всех форм и элементов рельефа и в особенности всякого рода укрытий и препятствий для передвижения;

Точное отображение горизонталями крутизны скатов и в особенности мест изменения крутизны;

Четкое выделение орографических точек и линий рельефа: вершин, тальвегов, бровок, террас и т. п.;

Отображение типических черт и характерных особенностей рельефа (типа и характера) картографируемого района;

Согласованность (увязка) изображения рельефа с изображением других элементов содержания карты: речной сети, растительности, дорожной сети и т. д.

Важным условием правильного изображения рельефа является предварительное изучение его составителем по картографическим материалам и литературным источникам, согласно указаниям, помещенным в редакционном плане.

В процессе изучения устанавливают высоту сечения рельефа на основном картографическом материале; тип и характер рельефа, направление и протяженность горных хребтов, водоразделов, тальвегов; разбирают неясно изображенные участки и т. д. В случае необходимости привлекают аэроснимки, съемочные планшеты, фотоснимки, описания и другие источники, с помощью которых определяют, правильно ли переданы формы рельефа на основных картографических материалах.

Отбор форм рельефа и обобщение их изображения

Основной задачей отбора является установление форм, определяющих тип и характер рельефа картографируемого района, который подлежит изображению на составляемой карте.

Степень отбора форм и элементов рельефа зависит от назначения и масштаба составляемой карты, типа и характера рельефа и картографических материалов. В случае сложного рельефа на синих копиях, а иногда на цветных оттисках или на восковке, наложенной на исходный картографический материал, карандашом отмечают формы и элементы рельефа, подлежащие нанесению на карту или выделению на ней. Если рельеф несложен, отбор форм и элементов, а также обобщение их изображения производится непосредственно в процессе составления.

Высотные отметки служат опорой для изображения рельефа, облегчают чтение его, помогают определять относительные высоты. При отборе высотных отметок сохраняются отметки геодезических пунктов, командных высот и вершин, имеющих собственные названия. Помещаются также отметки высот, имеющиеся на картах более мелких масштабов, отметки урезов воды и по возможности отметки характерных контурных точек. На карту, как правило, не наносятся отметки точек, расположенных на скатах, не имеющих ориентирного значения. В целом количество высотных отметок на карте должно быть таким, чтобы по ней легко можно было определить высоту любой точки местности. Командные высоты выделяются среди остальных более крупным шрифтом подписей.

Обобщение изображения рельефа производится с целью четкой передачи его типических черт и характерных особенностей и состоит в обработке рисунка горизонталей, заключающейся в исключении второстепенных и подчеркивании тех подробностей, которые типичны для рельефа картографируемого района и важны с точки зрения назначения карты.

Основное правило обобщения начертания отдельной горизонтали состоит в том, что изменение рисунка и положения горизонтали следует производить за счет исключаемой детали, вырисовывающей мелкий водоток, небольшое ответвление оврага и т. д. При этом характер основной лощины, оставляемой на карте, должен быть сохранен.

Пример обобщения рисунка горизонтали приведен на рис. 1, где обобщенный рисунок, верно отображает форму лощины: широкое устье с сужением кверху.

Отдельно взятая правильно обобщенная горизонталь позволяет судить о высоте местности и отчасти о направлении скатов, но она недостаточна для суждения о крутизне скатов и, следовательно, о формах рельефа. Только совокупность горизонталей может передать все характерные черты форм рельефа. Для достижения этой цели при изображении рельефа необходимо соблюдать следующие требования:

Рис.1 Обобщение рисунка горизонтали

Обобщение рисунка горизонталей выполнять в пределах всего ската или участка, ограниченного водотоками или

оврагами, начиная его с горизонталей, рисующих все основные отобранные для изображения формы рельефа;

Четко отображать размеры, характерные очертания и взаимосвязь отдельных форм рельефа, сохранять положение и направление тальвегов и водоразделов, правильно отображать протяжение хребтов; для этого, в случае сложного рельефа на составляемой карте, предварительно намечать карандашом основные структурные, или скелетные, линии рельефа (водоразделы, тальвеги; бровки, подошвы), затем также карандашом производить предварительную обработку рисунка горизонталей и только после этого закреплять горизонтали тушью;

Сохранять изменения крутизны и плановое положение точек перегибов скатов; несоблюдение этого требования приводит к искажениям в отображении характера скатов;

Наглядно отображать степень относительной расчлененности рельефа: изображение сильно изрезанных участков должно четко отличаться от изображения участков со слабым расчленением;

Для четкого отображения направления и характера водоразделов показывать имеющиеся на них вершины и седловины; с этой целью сохранять на карте верховья лощин, расположенных по разные стороны от водораздельной линии и подчеркивающих положение седловин;

Замыкание горизонталей по дну долин производить в соответствии с формами последних (наиболее часто встречаются долины V-образные, корытообразные, ящикообразные); в тех случаях, когда в результате изучения рельефа установлено, что на основных картографических материалах он изображен неправильно, необходимо на основании дополнительных материалов исправить рисовку горизонталей в соответствии с действительными формами рельефа;

Характерные мелкие формы рельефа (незначительные холмы, впадины, перегибы скатов, террасы, валы и т. п.) отображать дополнительными и вспомогательными горизонталями и специальными условными знаками; при этом дополнительные горизонтали на картах равнинных районов, проводить, как правило, на всей площади карты, на картах районов с холмистым и долинно-балочным рельефом - на отдельных участках для изображения наиболее характерных мелких форм и на картах горных районов - в исключительных случаях; вспомогательные горизонтали применять, как правило, только на картах равнинных районов для изображения необходимых деталей рельефа (блюдец, лощин, перегибов ската и т. д.);

Рис.2 Горизонтали, на которых обязательно ставятся указатели направления схватов

При отображении дополнительной горизонталью уступа звенья ее вычерчивать до тех пор, пока не будут одинаковыми заложения дополнительной и соседними с ней основными горизонталями;

Обращать особое внимание на увязку горизонталей с элементами гидрографии, высотными отметками и формами рельефа, изображаемыми специальными условными знаками;

Подписи горизонталей, верх цифр которых должен быть направлен в сторону возвышения ската, располагать в местах, где недостаточно высотных отметок для быстрого определения по карте высот любых точек местности и где они будут легко читаться без поворота карты;

Указатели направления скатов ставить на горизонталях, изображающих вершины, котловины и седловины, а также на горизонталях, примыкающих обоими концами к рамке листа карты (рис. 73); на остальных горизонталях указатели направления скатов давать выборочно в таком количестве, чтобы в любой части листа карты легко читался рельеф.

Изображение форм рельефа, не выражающихся горизонталями

Такие формы рельефа, как скалы, оползни, осыпи, обрывы, овраги с обнаженными склонами, промоины, карстовые воронки, сухие русла рек, курганы, ямы и т. д. изображаются с помощью специальных условных знаков.

Применение специальных условных знаков для показа форм рельефа, не выражающихся горизонталями, должно осуществляться на основе тщательного изучения характера этих форм по основным и дополнительным картографическим материалам.

Поверхностные и грунтовые воды, растворяя известняки, образуют формы так называемого карстового рельефа. Наиболее распространенные формы - карстовые воронки - показываются каждая в отдельности только на картах масштабов 1:50000 и крупнее. На картах более мелких масштабов отображаются лишь районы распространения карстовых воронок.

При отборе карстовых воронок в первую очередь наносятся те из них, которые могут быть изображены горизонталями. К специальным условным знакам прибегают в случаях, когда карстовая воронка в масштабе составления получается в виде точки. Крутые стенки крупных воронок на картах масштабов 1:50 000 и крупнее показываются условным знаком обрывов.

Отбор и изображение форм рельефа, не выражающихся горизонталями, производятся ранее проведения горизонталей.

Изображение подводного рельефа

Рельеф дна морей, крупных озер и водохранилищ изображается изобатами и специальными условными знаками и дополняется отметками глубин.

На картах масштабов 1:25 000-1:200 000 изобаты проводятся на глубинах 2, 5, 10, 20, 50, 100 м. Отметки глубин отдельных точек даются в количестве 5-15 на 1 кв. дм карты.

Специальными условными знаками изображаются отмели, банки, подводные и надводные камни, скалы, приливоотливные полосы и т. д. Названия наиболее значительных форм подводного рельефа подписываются.

Изображение подводного рельефа производится по данным морских карт. При отсутствии на морских картах изобат они проводятся путем интерполирования по отметкам глубин.

Подписание орографических названий

Правильно помещенные подписи орографических названий повышают читаемость изображения рельефа, способствуя более легкому восприятию его важных форм (хребтов, возвышенностей, низменностей и т. д.). Нагрузка карты подписями орографических названий зависит от ее назначения и масштаба, а также от особенностей изображаемого типа рельефа.

С уменьшением масштаба карты количество подписей орографических названий сокращается за счет названий форм рельефа, имеющих второстепенное значение для карты данного масштаба.

Размеры шрифтов для подписей орографических названий берутся в зависимости от размеров форм рельефа согласно указаниям, данным в редакционном плане. Подписи названий крупных форм рельефа (хребтов, долин и т. п.) располагают на карте на всем протяжении последних. При очень большом протяжении хребтов, долин и т. п. подписи названий повторяются.

Названия командных высот, как и их отметки, подписываются более крупным шрифтом, чем названия и отметки остальных высот.

Особенности изображения долинно-балочного рельефа

Равнинный рельеф, характеризующийся наличием многочисленных долин, балок и оврагов, называется долинно-балочным. Количество, форма и глубина долин, оврагов и балок характеризуют пересеченность местности. Некоторые овраги и балки благодаря их четко выраженным очертаниям служат хорошими ориентирами. Основное отличие балок от оврагов заключается в характере их склонов. У оврагов склоны крутые, обрывистые, обнаженные; у балок- пологие и задернованные.

При изображении отдельных долин, балок и оврагов следует четко вырисовывать их бровки, прибегая в необходимых случаях к применению дополнительных и вспомогательных горизонталей. Также тщательно должны быть обрисованы горизонталями тальвеги, определяющие направление долин, балок и оврагов.

При генерализации изображения долинно-балочного рельефа необходимо передать общую систему балок и оврагов, сохранить их основную конфигурацию и все характерные угловатые и ветвистые формы. Для этого горизонтали в случае необходимости затягиваются в направлении верховьев балок и оврагов до четверти и даже до половины высоты сечения. Замыкаются они под острыми углами. В верховьях балок и оврагов нередко располагаются узкие промоины, часть которых на карте надо сохранить.

В случае плоских водоразделов нельзя допускать, чтобы их возвышенные точки получили на карте вид отдельных «пиков», не свойственных этому типу рельефа.

Пример генерализации изображения долинно-балочного рельефа в масштабе 1:100000 приведен на рис. 3 б. На рис. 3 а показано изображение той же местности в масштабе 1:25 000.

Особенности изображения холмисто-моренного рельефа

Для холмисто-моренного рельефа типично наличие множества холмов и понижений между ними, разнообразных по величине и очертаниям. Изображению такого рельефа свойственны округлость и вместе с тем извилистость горизонталей, а также обилие замкнутых горизонталей. Ввиду небольших относительных высот холмов и глубин западин при изображении этого рельефа

Широко применяются дополнительные и вспомогательные горизонтали.

Рис. 5. Генерализация изображения горного рельефа альпийского типа:

А) исходное изображение в масштабе 1:100000, б) неправильное и

В) правильное изображения в масштабе 1:200000.

Для изображения рельефа альпийского типа характерны угловатый рисунок горизонталей с резкими поворотами и широкое применение специальных условных знаков. Корытообразные долины ледникового происхождения вырисовываются горизонталями замыкающимися широкими плавными дугами.

При изображении ледников и снежников следует сохранять соотношение площадей, занятых ими и свободных от них, и точно показывать концы ледниковых языков. Горизонтали, отображающие рельеф ледников и снежников, должны иметь плавный рисунок.

Для повышения читаемости рельефа изображение скалистых склонов и осыпей, выполненное специальными условными знаками, дополняется горизонталями. Большое значение приобретает здесь также правильное размещение высотных отметок, которых должно быть особенно много в местах, наиболее трудно читаемых. Обязательно даются отметки урезов воды озер, концов ледниковых языков, высочайших пиков, значительных седловин, перевалов, днищ долин.

Пример генерализации изображения горного рельефа приведен на рис. 5 а, б, в.

Рис. 5 а дает изображение горного рельефа в масштабе 1:100000, где горизонтали проведены через 40 м. На рис. 5 б показано неправильное изображение этого рельефа в масштабе 1:200000, недостатками которого являются: малое количество высотных отметок, искажение характера хребтов 2, невыразительное изображение ледников 3. На рис. 5 в указанные недостатки устранены.

Изображение рельефа - 3.9 out of 5 based on 17 votes

Из всех элементов местности рельеф играет самую важную роль, потому что он влияет
на состояние и положение всех остальных элементов: гидрографию, распределение населен
ных пунктов, дорог, растительности и т. д. Между всеми этими элементами существует оп
ределенная взаимосвязь, на которую оказывает влияние рельеф. Рельеф труднее всего изо
бразить на карте, потому что необходимо отобразить объемность рельефа, а карта представ
ляет собой плоское изображение местности. Рельеф трехмерен в пространстве и имеет ог
ромное разнообразие объемных форм, которые необходимо передать на плоскости. Поэтому
существует несколько способов изображения рельефа, которые в настоящее время так или
иначе используются на картах разного назначения.

1. Картинный (перспективный) способ. Этим способом рельеф изображался на ста
рых картах в виде примитивных рисунков возвышенностей, гор, хребтов. Рельеф изображал
ся так, как его видели. Для большей наглядности горы покрывались тенями.

Для него не обязательно знать абсолютные или относительные высоты, крутизну скло
нов, а достаточно передать перспективное изображение рельефа (рис. 5.13). Наглядность
и простота - главные достоинства картинного способа отображения рельефа на картах,
но, конечно, геометрическая точность таким образом не может быть передана.

Этот способ изображения рельефа был широко распространен в ХУ-ХУШ вв. В на
стоящее время данный способ применяется на тех картах, где требуется наглядность, а не
точность, и поэтому его в первую очередь используют на детских картах.

Рис. 5.13. Перспективное изображение рельефа на детской карте

2. Штриховой способ. Картинное изображение рельефа в XVIII в. в первую очередь
перестало удовлетворять военных, основных потребителей карт. Они должны были быстро
получать по картам точное представление о крутизне склонов, пересеченности местности,
характере рельефа в целом. Поэтому был предложен новый способ изображения рельефа -
штриховой. В России использовались шкала А.П. Болотова и шкала Главного штаба. Прин
цип построения таких шкал следующий: чем круче склон, тем толще и плотнее штриховка,
при этом крутые склоны покрывают тенью, а пологие высвечивают (рис. 5.14).

Недостатком способа являлось то, что посредством штрихов нельзя определить абсо
лютные и относительные высоты. Кроме того, рисовка штрихов очень трудоемка, а печата
ние карт требует высокой техники воспроизведения. Поэтому стали искать новые способы
изображения рельефа. В настоящее время этот способ используется при изображении скали
стого рельефа на топографических картах.

Рис. 5.14. Изображение рельефа штрихами

3. Способ отмывки рельефа (светотеневая пластика), т. е. создание полутонового изо
бражения при заданном освещении местности. Отмывка применяется для придания объемно
сти формам рельефа.

На рукописных картах отмывка широко использовалась уже во второй половине XVIII в.,
но ее печать была освоена только в середине XIX в. в результате введения литографии. Ори
гинал отмывки рельефа представляет собой как бы фотографию рельефной модели местно
сти при боковом северо-западном освещении (рис. 5.15).

Рис. 5.15. Изображение рельефа отмывкой на политико-административной карте России

При этом все склоны, расположенные напротив источника света, остаются белыми,
противоположные склоны - темные, а расположенные под различными углами к свету - ок
рашиваются тенями различной яркости и светлоты, в зависимости от их освещенности. Метод
отмывки дает наглядное пластическое изображение рельефа. Недостатком способа является то,
что невозможно определять по карте крутизну склонов и высот точек.

В настоящее время отмывка используется на некоторых мелкомасштабных общегео
графических картах, но чаще легкую серую отмывку наносят в дополнение к горизонталям
и гипсометрической окраске. Сегодня можно встретить легкую отмывку рельефа и на поли
тических, политико-административных и административных картах (рис. 5.15). Отмывка
рельефа выполняется с помощью программы ЛёоЬе РЬо!о8Ьор.

4. Способ высотных отметок. Высотные отметки - это подписанные на карте абсо
лютные отметки высот точек. С помощью высотных отметок показывают характерные высо
ты, в том числе командные, имеющие наибольшую высоту, с которых реализуется возможность
хорошего обзора местности. Выделяют высотные отметки гор, холмов, курганов, перевалов, об
рывов и уступов, насыпей и выемок. Они облегчают чтение карты и дают возможность опреде
ления превышений одних точек над другими.

В качестве самостоятельного способа отметки высот не используются, так как не дают
ясного и наглядного представления о рельефе, поэтому применяются в сочетании с другими
способами изображения рельефа.

5. Способ горизонталей. Горизонталь - это линия, соединяющая одинаковые отметки
высот. Горизонтали - основной способ изображения рельефа на топографических картах
(рис. 5.16). Существуют следующие виды горизонталей: сплошные (проводятся соответст
венно высоте сечения); утолщенные (при сечении 5,0 м и 20 м утолщается каждая пятая го
ризонталь, при сечении 2,5 м - каждая десятая); дополнительные горизонтали или полугори-
зонтали (проводятся на половине высоты сечения рельефа); вспомогательные горизонтали
(проводятся на четверти высоты сечения рельефа).

Рис. 5.16. Изображение рельефа горизонталями

Дополняются горизонтали бергштрихами (короткими черточками, перпендикулярными
к горизонталям, указывающими направление склона), подписями отметок абсолютных высот
характерных точек местности и некоторых горизонталей (отметки подписываются в их раз
рывах и основанием цифр всегда располагаются вниз по склону). Главным достоинством
этого способа является то, что по горизонталям можно осуществлять различные картометри
ческие работы: определять абсолютные высоты точек и превышений одних точек над други
ми, крутизну и направление склонов и др. По рисунку горизонталей, их форме, густоте про
ведения можно получить представление о рельефе местности. Правильно подобранная высо
та сечения рельефа на карте позволяет очень наглядно передать характер рельефа и степень
его расчлененности. Поэтому этот способ сегодня используют на государственных топогра
фических картах.

6. Гипсометрический способ, или послойная окраска ступеней высот, основной и наи
более применяемый способ изображения рельефа на физических и гипсометрических картах.
Горизонтали на обзорных картах называют изогипсами. Изогипсы служат разделительными
линиями между ступенями высот, проходящими через определенное количество метров по
высоте. На гипсометрических картах России применяется шкала, которая строится по прин
ципу: чем выше, тем темнее (рис. 5.17).

Способ очень наглядный, позволяет достаточно точно измерять рельеф и выполнять
работы по карте. Кроме того, на карте хорошо изображается и читается тип рельефа - горный
или равнинный.

Рельеф морского дна изображается аналогичным способом, только здесь производится
послойная окраска ступеней глубин. Разделительными линиями между различными ступе
нями глубин служат изобаты - линии равных глубин. В легенду общегеографических карт
в шкалу высот всегда включают не только рельеф суши, но и рельеф морского дна. Самые
низкие ступени шкалы, соответствующие участкам дна морей и океанов, окрашивают голу
бым цветом. Низменности - участки суши до 200 м - окрашивают в зеленый цвет. Участки
суши выше 200 м окрашиваются от светло-желтого (светло-коричневого) до оранжевого
(темно-коричневого). Самые высокие ступени окрашивают, как правило, насыщенным ко
ричневым цветом. Существуют и другие цветовые гаммы в окраске гипсометрической шка
лы. Удачно подобранные цвета шкалы могут создать впечатление объемности изображения.

Рис. 5.17. Изображение рельефа послойной гипсометрической окраской

4. Условные обозначения рельефа. Применяются для отображения форм рельефа, не
выражающихся горизонталями: резких нарушений рельефа, например скал, промоин, обры
вов, оврагов и т. д. В этих случаях используют знаки коричневого цвета, которые хорошо со
четаются с горизонталями. Искусственные формы рельефа, например уступы карьеров, канавы,
насыпи, терриконы и т. п., показывают знаками черного цвета (рис. 5.18).

Рис. 5.18. Изображение рельефа горизонталями в сочетании с условными знаками

8. Блок-диаграммы рельефа - это трехмерные плоские рисунки, передающие пластику
земной поверхности (рис. 5.19). Обычно они совмещаются с продольными и поперечными
разрезами, которые показывают внутреннее геологическое строение территории. Современ
ные компьютерные технологии позволяют получать трехмерные блок-диаграммы на дисплее
и проводить с ними различные преобразования.

Рис. 5.19. Блок-диаграмма рельефа

9. Цифровые модели рельефа (ЦМР). ЦМР - совокупность (массив, файл) высотных
отметок 7, взятых в узлах некоторой сети точек с координатами х, у и закодированных
в числовой форме (А. М. Берлянт).

В настоящее время ЦМР являются основой компьютерного картографирования. С по
мощью ЦМР выполняют разнообразные расчеты, построение карт густоты и глубины рас
членения рельефа, углов наклона, построение разрезов, линий видимости и др. Кроме того,
ЦМР служат для моделирования трасс, профилей, для создания участков землепользования,
например, строительных площадок и других проектных работ. ЦМР в настоящее время
можно строить в различных программах, в том числе в 1пёогС18, АиЮдезк Сш1 3^ и др.

По схеме «Уточненная схема районирования территории СССР по высотам сечения рельефа на топографических картах» о. Сахалин лежит на территории равнин и горных территорий, сечение рельефа для масштаба 1:25000 будет равно 2,5 метрам.

При выборе высоты сечения рельефа необходимо учитывать очень многие факторы и требования, предъявляемые к изображению рельефа на топографических картах и планах. Является обеспечение необходимой точности положения горизонталей при использовании различных методов съемок, и одновременно одинаковая наглядность рисунка горизонталей на картах одних и тех же масштабов и при одном и том же сечение рельефа.

При изображении рельефа на картах необходимо четко выделять все горизонтали, даже при небольших заложениях. При изображении крутых ненарушенных склонов небольшой протяженности сначала проводят все утолщенные горизонтали, а между ними – такое количество горизонталей, которое позволяет избежать их слияния. На основе учета природных закономерностей ландшафта, изображение на картах рельефа должно быть увязано с изображением других компонентов ландшафта.

Практически в работах по созданию топографических карт предельно малым расстоянием между горизонталями (заложением) считается 0,2 мм.

Формула по которой определяется заложение рельефа следующая:

Где h- высота сечения рельефа; a - угол наклона поверхности.

Поэтому при выборе сечения рельефа необходимо учитывать преобладающие углы наклона поверхности.

Рельеф поверхности территории России характеризуется большим разнообразием типов исложностью своего строения. Это определяет необходимость регионального подхода к выбору высоты сечения рельефа на топографических картах всего масштабного ряда, что установлено в

общеобязательном документе: «Основные положения по созданию топографических карт масштаба 1:10000, 1:25000 , 1:50000 , 1: 100000», к которому прилагается схема районирования территории страны по высотам сечения рельефа на топографических картах. На этой схеме выделено несколько групп районов, отличающихся своими морфологическими характеристиками. Учитывая что, территория о. Сахалина характеризуется равнинными и горными районами с преобладающими склонами до 3 *. То по таблице «Высоты сечения рельефа на топографических картах», приведенной в « Полевой картографии» (Т.В. Верещака, Н.С. Подобелов), определяем, что оптимальной высотой сечения рельефа рассматриваемой территории является 2 метра.

Но рельеф данной местности неоднороден. Поэтому есть вероятность, что придется использовать полугоризонтали. Но прибегать к

использованию разных высот сечения рельефа в разных районах нет необходимости, так как это заметно усложнит чтение карты и проведение по ней морфометрических работ, кроме того, это не обусловлено морфометрическими характеристиками рельефа. В случае, когда на одном листе карты изображаются, например, горные и равнинные участки, сечение рельефа в пределах каждого соответствующего листа карты оставляется единым с проведением дополнительных горизонталей или же с проведением не всех горизонталей основного сечения между утолщенными горизонталями. Таким образом, выбор оптимального варианта высоты сечения рельефа на топографических картах должен опираться на широкое использование сведений о

геоморфологических особенностях рельефа каждого конкретного участка картографируемой территории.

Метод картографирования

В настоящее время топографические карты и планы масштабов 1:500- 1:25000 создаются преимущественно на основе использования аэрофототопографической съемки, а в отдельных случаях – наземной фототеодолитной съемкой. Топографические карты более мелких масштабов

получают путем камерального составления по имеющимся картам более крупного масштаба.

Аэрофототопографическая съемка - вид топографической съемки, которая выполняется по аэрофотоснимкам и другим материалам аэрофотосъемки при помощи фотограмметрических приборов. Он производится комбинированием и стереотопографическими методами.

На основе точек полевой плановой привязки аэрофотоснимков и планового сгущения опорной сети способами фототриангуляции изготавливают мозаичные фотопланы из предварительно трансформированных аэрофотоснимков. С мозаичных фотопланов изготавливают светокопии

(репродукции), фотоизображение которых дешифрируют в полевых условиях для получения изображения контуров. На этих же репродукциях производят рисовку рельефа методом наземной топографической съемки. В результате получают полевой составительский оригинал топографической карты.

Комбинированный метод используется при картографировании главным образом заселенных равнинных районов и также всхолмленной местности.

Стереотопографический метод отличается большой дифференциальностью.

Основными процессами которого являются:

Маркировка опознаков и создание планово-высотного обоснования съемки;

Производство аэрофотосъемочных работ;

Полевое и камеральное дешифрирование аэрофотоснимков;

Рисовка рельефа на стереообрабатывающих приборах;

Увязка результатов дешифрирования и рисовки рельефа на фотопланах, графических планах или других основах составительского оригинала.

Этот метод создания топографических карт отличается от комбинированного сведением к минимуму полевых работ, поэтому он является самым рентабельным.

Фототеодолитная съемка – метод создания топографических планов и карт, основанный на использовании фотоснимков, полученных фотографированием с точек земной поверхности.

Фотографирование производится фототеодолитом. Составление оригиналов топографических карт и планов при этом методе съемки осуществляется по фотоснимкам с использованием фотограмметрических приборов.

Комплекс работ слагается из следующих основных процессов:

Выбор базисов и контрольных точек на местности;

Выполнение полевых и камеральных работ по определению координат станций, контрольных

точек и длин базисов;

Фотографирование фототеодолитом местности с выбранных станций и выполнение фотолабораторных работ;

Фотограмметрическая обработка стереоскопических пар наземных снимков на стереокомпараторах или стереоавтографах для получения топографической карты соответствующего масштаба.

Фототеодолитная съемка используется главным образом для создания крупномасштабных топографических планов при выполнении различных инженерных изысканий на небольших участках территории. Эта съемка выполняется редко, как правило в горных и высокогорных районах.

Полевое дешифрирование выполняют непосредственно на местности путем сопоставления аэроснимков с натурой. Это надежный метод дешифрирования, обеспечивающий большую достоверность получаемых результатов, но и наиболее трудоемкий

Камеральное дешифрирование предусматривает изучение объектов по фотоснимкам в лабораторных условиях. Этот метод экономичен, менее трудоемок, обеспечивает изучение объектов с помощью стационарных приборов, но он не может обеспечить исчерпывающую полноту, достоверность полученной информации и регистрацию изменений.

Комбинированное дешифрирование заключается в совместном использовании полевого и камерального дешифрирования в различных вариантах и соотношениях, в зависимости от конкретных условий.

И полевое, и камеральное дешифрирование может проводиться визуально и

инструментально. При выборе наиболее рациональной организации проведения работ по топографическому дешифрированию исходят из анализа и учета следующих условий:

1. Назначение и масштаб создаваемой (обновляемой) карты.

Метод создания.

2. Географические особенности района. Решающее значение имеют: тип

ландшафта, степень хозяйственной освоенности территории, плотность и

значимость объектов антропогенного характера, проходимость,

удаленность местности.

3. Топографо-геодезическая изученность объекта дешифрирования.

Наличие и кондиционность съемок прежних лет.

4. Обеспеченность материалами аэросъемки, их качество,

современность. Параметры, условия и время фотографирования.

5. Соотношение масштаба создаваемой (обновляемой) карты

и масштаба аэрофотосъемки.

6. Обеспеченность материалами картографического значения

других ведомств и справочными данными.

7. Технические средства, которые могут быть использованы

при создании (обновлении) карт.

8. Виды геодезических и топографических работ, проектируемые на

объекте картографирования. Они имеют значение для организации

сбора сведений о местности и для постановки самого дешифрирования.

9. Отчетные материалы, предусмотренные техническим проектом. Они

могут отличаться от обычных, установленных инструкциями, при

постановке съемок для создания специализированных карт, фотокарт и

других топографических карт нового типа.

При выборе технологии дешифрирования необходим анализ и учет всех перечисленных факторов вместе. Они определяют приемы и способы дешифрирования, соотношение полевых и камеральных работ, очередность полевого и камерального дешифрирования в каждом конкретном случае.

Приступая к дешифрированию следует уяснить, какие объекты могут встретиться на территории картографирования, как они изображаются на аэроснимках и как их показать условными знаками.

Основным материалом дешифрирования являются аэрофотоснимки. Любой вид дешифрирования должен быть обеспечен полным комплектом аэрофотоснимков с перекрытиями, необходимым для их стереоскопического изучения. Помимо аэроснимков используют фотосхемы и фотопланы. Они служат основой для фиксации результатов дешифрирования.

В зависимости от характера и изученности района, метода съемки и технологии топографических работ применяют различные варианты полевого и камерального дешифрирования: сплошное полевое; маршрутное полевое; сплошное камеральное; камеральное в сочетании с полевым.

Наиболее рациональной методикой при создании и обновлении топографических карт является сочетание полевого и камерального дешифрирования в виде последовательно чередующихся этапов. Оно предполагает два основных варианта.

1. Полевое дешифрирование по маршрутам с последующим

камеральным дешифрированием.

2. Предварительное камеральное дешифрирование с последующей

полевой доработкой.

Для территории о. Сахалин наиболее подходящим является второй вариант,

т.к. природные условия района и история ее картографирования не предопределяют сложности при создании карты; район картографирования достаточно изучен в топографическом отношении и обеспечен материалами;

В этом случае, как правило, работу строят по схеме: 1) изучение района, предварительная рекогносцировка с составлением эталонов, анализ имеющихся материалов указаний редактора; 2) предварительное камеральное дешифрирование; 3) составление проекта полевого обследования; 4)полевая доработка дешифрирования и выборочный полевой контроль камерального дешифрирования; 5) полевая приемка работ.

В первую очередь составляют проект наземных маршрутов.

Тщательно продумывают организацию работ, дифференцируют маршруты

пешеходные, лодочные по рекам, автомобильные. Избегают дублирования и холостых ходов.

Редактор следит за размещением маршрутов на смежных листах.

По окончании проектирования наземных маршрутов при необходимости намечают аэровизуальные маршруты так, чтобы образовалась единая сеть обследования участка, где наземные и аэровизуальные маршруты дополняют друг друга.

Наземное маршрутное дешифрированиеследует выполнять в полосе шириной около 250 м, Впрочем, ширина полосы обследования

может корректироваться в зависимости от характера конкретного участка местности иразмещения объектов на нем. Маршруты прокладывают с таким расчетом, чтобы данные

полевых наблюдений обеспечили камеральное дешифрирование межмаршрутных пространств.

На о. Сахалин маршруты целесообразно прокладывать вдоль железных дорог, и рек так как передвижение по другим транспортным путям может быть сильно затруднено, а кроме того все важные объекты, дешифрирование которых требует особой тщательности, приурочены именно к этим транспортным путям. На охватываемой маршрутом территории выполняют

распознавание объектов при сличении с местностью, определение их характеристик, нанесение неизобразившихся объектов, сбор сведений и названий, фотографирование, составление абрисов. Особое внимание обращают на установление дешифровочных признаков

По высотам сечения рельефа на топографических картах Тверская область лежит на территории равнин с чередованием низменностей и возвышенностей, сечение рельефа для масштаба 1:25000 будет равно 2,5 метрам.

При выборе высоты сечения рельефа необходимо учитывать очень многие факторы и требования, предъявляемые к изображению рельефа на топографических картах и планах. Является обеспечение необходимой точности положения горизонталей при использовании различных методов съемок, и одновременно одинаковая наглядность рисунка горизонталей на картах одних и тех же масштабов и при одном и том же сечение рельефа.

При изображении рельефа на картах необходимо четко выделять все горизонтали, даже при небольших заложениях. При изображении крутых ненарушенных склонов небольшой протяженности сначала проводят все утолщенные горизонтали, а между ними – такое количество горизонталей, которое позволяет избежать их слияния. На основе учета природных закономерностей ландшафта, изображение на картах рельефа должно быть увязано с изображением других компонентов ландшафта.

Практически в работах по созданию топографических карт предельно малым расстоянием между горизонталями (заложением) считается 0,2 мм.

Формула по которой определяется заложение рельефа следующая:

Где h- высота сечения рельефа; a - угол наклона поверхности.

Поэтому при выборе сечения рельефа необходимо учитывать преобладающие углы наклона поверхности.

Рельеф Тверской области равнинный с чередованием низменностей и возвышенностей, местами всхолмлённый с преобладающими углами наклона до 6. Поэтому, руководствуясь таблицей "Высоты сечения рельефа на топографических картах" (Т.В. Верещака, Н.С. Подобелов), определяем, что оптимальная высота сечения рельефа 2,5 метра . Но рельеф данной местности неоднороден. Поэтому есть вероятность, что придется использовать полугоризонтали, так как прибегать к использованию разных высот сечения рельефа в разных районах нет необходимости, так как это заметно усложнит чтение карты и проведение по ней морфометрических работ, кроме того, это не обусловлено морфометрическими характеристиками рельефа.

4. Метод картографирования

В настоящее время топографические карты и планы масштабов 1:500- 1:25000 создаются преимущественно на основе использования аэрофототопографической съемки, а в отдельных случаях – наземной фототеодолитной съемкой. Топографические карты более мелких масштабов получают путем камерального составления по имеющимся картам более крупного масштаба.

Аэрофототопографическая съемка - вид топографической съемки, которая выполняется по аэрофотоснимкам и другим материалам аэрофотосъемки при помощи фотограмметрических приборов. Он производится комбинированием и стереотопографическими методами.

Комбинированный метод используется при картографировании главным образом заселенных равнинных районов и также всхолмленной местности. На основе точек полевой плановой привязки аэрофотоснимков и планового сгущения опорной сети способами фототриангуляции изготавливают мозаичные фотопланы из предварительно трансформированных аэрофотоснимков. С мозаичных фотопланов изготавливают светокопии (репродукции), фотоизображение которых дешифрируют в полевых условиях для получения изображения контуров. На этих же репродукциях производят рисовку рельефа методом наземной топографической съемки. В результате получают полевой составительский оригинал топографической карты.

Стереотопографический метод отличается большой дифференциальностью.

Основными процессами которого являются:

Маркировка топознаков и создание планово-высотного обоснования съемки;

Производство аэрофотосъемочных работ;

Полевое и камеральное дешифрирование аэрофотоснимков;

Рисовка рельефа на стереообрабатывающих приборах;

Увязка результатов дешифрирования и рисовки рельефа на фотопланах, графических планах или других основах составительского оригинала. Этот метод создания топографических карт отличается от комбинированного сведением к минимуму полевых работ, поэтому он является самым рентабельным.

Фототеодолитная съемка – метод создания топографических планов и карт, основанный на использовании фотоснимков, полученных фотографированием с точек земной поверхности. Фотографирование производится фототеодолитом. Составление оригиналов топографических карт и планов при этом методе съемки осуществляется по фотоснимкам с использованием фотограмметрических приборов. Комплекс работ слагается из следующих основных процессов:

Выбор базисов и контрольных точек на местности;

Выполнение полевых и камеральных работ по определению координат станций, контрольных точек и длин базисов;

Фотографирование фототеодолитом местности с выбранных станций и выполнение фотолабораторных работ;

Фотограмметрическая обработка стереоскопических пар наземных снимков на стереокомпараторах или стереоавтографах для получения топографической карты соответствующего масштаба.

Фототеодолитная съемка используется главным образом для создания крупномасштабных топографических планов при выполнении различных инженерных изысканий на небольших участках территории. Эта съемка выполняется редко, как правило, в горных и высокогорных районах.

Основными методами создания топографических планов в настоящее время являются стереотопографический и комбинированный. Методы мензульной, тахеометрической или теодолитной съемки применяются лишь в отдельных случаях при создании планов небольших участков территории, при отсутствии материалов фотосъемок и т. п.

Таким образом, проанализировав возможные методы съёмки, для Тверской области целесообразно выбрать стереотопографический метод аэрофототопографической съёмки. Так как этот способ наилучшим образом подходит для масштаба создаваемой карты 1:25 000 000, для заселённого картографируемого района с равнинной, местами с всхолмлённой местностью. К тому же данный метод является менее затратным и трудоёмким, и по сравнению с комбинированным методом полевые работы сводятся к минимуму.

3.2. Рельеф. Основные формы рельефа

Рельеф – форма физической поверхности Земли, рассматриваемая по отношению к её уровенной поверхности.

Рельефом называется совокупность неровностей суши, дна океанов и морей, разнообразных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. При проектировании и строительстве железных, автомобильных и других сетей необходимо учитывать характер рельефа – горный, холмистый, равнинный и др.

Рельеф земной поверхности весьма разнообразен, но все многообразие форм рельефа для упрощения его анализа типизировано на небольшое количество основных форм (рис. 28).

Рисунок 28 - Формы рельефа:

1 - лощина; 2 - хребет; 3, 7, 11 - гора; 4 - водораздел; 5, 9 - седловина; 6 - тальвег; 8 - река; 10 - обрыв; 12 - терраса

К основным формам рельефа относятся:

Гора – это возвышающаяся над окружающей местностью конусообразная форма рельефа. Наивысшая точка её называется вершиной. Вершина может быть острой – пик, или в виде площадки – плато. Боковая поверхность состоит из скатов. Линия слияния скатов с окружающей местностью называется подошвой или основанием горы.

Котловина – форма рельефа, противоположная горе, представляющая собой замкнутое углубление. Самая низкая точка её – дно. Боковая поверхность состоит из скатов; линия их слияния с окружающей местностью называется бровкой.

Хребет – это возвышенность, вытянутая и постоянно понижающаяся в каком – либо направлении. У хребта два склона; в верхней части хребта они сливаются, образуя водораздельную линию, или водораздел .

Лощина – форма рельефа, противоположная хребту и представляющая вытянутое в каком – либо направлении и открытое с одного конца постоянно понижающееся углубление. Два ската лощины; сливаясь между собой в самой низкой части её образуют водосливную линию или тальвег , по которой стекает вода, попадающая на скаты. Разновидностями лощины являются долина и овраг: первая является широкой лощиной с пологими задернованными скатами, вторая – узкая лощина с крутыми обнаженными скатами. Долина часто бывает ложем реки или ручья.

Седловина – это место, которое образуется при слиянии скатов двух соседних гор. Иногда седловина является местом слияния водоразделов двух хребтов. От седловины берут начало две лощины, распространяющиеся в противоположных направлениях. В горной местности через седловины обычно пролегают дороги или пешеходные тропы; поэтому седловины в горах называют перевалами.

3.3. Изображение рельефа на планах и картах

Для решения инженерных задач изображение рельефа должно обеспечивать: во-первых, быстрое определение с требуемой точностью высот точек местности, направления крутизны скатов и уклонов линий; во-вторых, наглядное отображение действительного ландшафта местности.

Рельеф местности на планах и картах изображают различными способами (штриховкой, пунктиром, цветной пластикой), но чаще всего с помощью горизонталей (изогипсов), числовых отметок и условных знаков.

Горизонталь на местности можно представить как след, образованный пересечением уровенной поверхности с физической поверхностью Земли. Например, если представить холм, окружённый неподвижной водой, то береговая линия воды и есть горизонталь (рис. 29). Лежащие на ней точки имеют одинаковую высоту.

Допустим, что высота уровня воды относительно уровенной поверхности 110 м (рис. 29). Предположим теперь, что уровень воды упал на 5 м и часть холма обнажилась. Кривая линия пересечения поверхностей воды и холма будет соответствовать горизонтали с высотой 105 м. Если последовательно снижать уровень воды по 5 м и проектировать кривые линии, образованные пересечением поверхности воды с земной поверхностью, на горизонтальную плоскость в уменьшенном виде, то получим изображение рельефа местности горизонталями на плоскости.

Таким образом кривая линия, соединяющая все точки местности с равными отметками, называется горизонталью .

Рисунок 29 - Способ изображения рельефа горизонталями

При решении ряда инженерных задач необходимо знать свойства горизонталей:

1. Все точки местности, лежащие на горизонтали, имеют равные отметки.

2. Горизонтали не могут пересекаться на плане, поскольку они лежат на разных высотах. Исключения возможны в горных районах, когда горизонталями изображают нависший утес.

3. Горизонтали являются непрерывными линиями. Горизонтали, прерванные у рамки плана, замыкаются за пределами плана.

4. Разность высот смежных горизонталей называется высотой сечения рельефа и обозначается буквой h .

Высота сечения рельефа в пределах плана или карты строго постоянна. Её выбор зависит от характера рельефа, масштаба и назначения карты или плана. Для определения высоты сечения рельефа иногда пользуются формулой

h = 0,2 мм · М,

где М – знаменатель масштаба.

Такая высота сечения рельефа называется нормальной.

5. Расстояние между соседними горизонталями на плане или карте называется заложением ската или склона . Заложение есть любое расстояние между соседними горизонталями (см. рис. 29), оно характеризует крутизну ската местности и обозначается d .

Вертикальный угол, образованный направлением ската с плоскостью горизонта и выраженный в угловой мере, называется углом наклона ската ν (рис. 30). Чем больше угол наклона, тем круче скат.

Рисунок 30 - Определение уклона и угла наклона ската

Другой характеристикой крутизны служит уклон i . Уклоном линии местности называют отношение превышения к горизонтальному проложению. Из формулы следует (рис. 30), что уклон безразмерная величина. Его выражают в сотых долях (%) или тысячных долях – промиллях (‰).

Если угол наклона ската до 45°, то он изображается горизонталями, если его крутизна более 45°, то рельеф обозначают специальными знаками. Например, обрыв показывается на планах и картах соответствующим условным знаком (рис. 31).

Изображение основных форм рельефа горизонталями приведено на рис. 31.

Рисунок 31 - Изображение форм рельефа горизонталями

Для изображения рельефа горизонталями выполняют топографическую съемку участка местности. По результатам съемки определяют координаты (две плановые и высоту) для характерных точек рельефа и наносят их на план (рис. 32). В зависимости от характера рельефа, масштаба и назначения плана выбирают высоту сечения рельефа h .

Рисунок 32 - Изображение рельефа горизонталями

Для инженерного проектирования обычно h = 1 м. Отметки горизонталей в этом случае будут кратны одному метру.

Положение горизонталей на плане или карте определяется с помощью интерполирования. На рис. 33 приведено построение горизонталей с отметками 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 м. Горизонтали кратные 5 или 10 м проводят на чертеже утолщенными и подписывают. Подписи наносят таким образом, чтобы верх цифр указывал сторону повышения рельефа. На рис. 33 подписана горизонталь с отметкой 55 м.

Там, где заложения больше, наносят штриховые линии (полугоризонтали ). Иногда, чтобы сделать чертеж более наглядным, горизонтали сопровождают небольшими черточками, которые ставятся перпендикулярно горизонталям, по направлению ската (в сторону стока воды). Эти черточки называются бергштрихи .