Изображение рельефа. Рельеф, его изображение горизонталями, высота сечения рельефа, заложение горизонталей, свойства горизонталей, уклоны, масштабы заложений

Определение высоты сечения

Высота сечения обычно указывается на картах под южной рамкой ниже линейного масштаба. Однако на практике встречаются случаи, когда поля карты заклеены (при склейке нескольких листов) или обрезаны, и тогда высоту сечения приходится определять самим.

Рассмотрим несколько способов определения высоты сечения.

1. Определение высоты сечения по отметкам высот горизонталей. Для определения высоты сечения следует отыскать на карте две отметки горизонталей, расположенные на одном общем скате, вычислить разность между ними и разделить ее на количество промежутков между этими горизонталями. Полученный результат будет соответствовать высоте сечения данной карты.

Пример 4.6. На одной горизонтали (рис. 4.9) имеется отметка 220, на другой, расположенной через четыре промежутка от нее, – 140. Делим разность отметок (220 – 140 = 80) на количество промежутков: 80:4 = 20 (м). Следовательно, высота сечения равна 20 м.

Рис. 4.9.

2. Определение высоты сечения по отметкам высот точки и ближайшей к ней горизонтали. Для этого надо из большей отметки вычесть меньшую, затем разницу разделить на количество полных промежутков между горизонталями.

Пример 4.7. На карте (рис. 4.10, а) имеются отметки точки (453,2) и горизонтали (420). Вычисляем разность: 453,2 – 420 = = 33,2 (м). Количество промежутков между горизонталями с этими отметками равно трем. Разделив полученную разность на количество промежутков, получим высоту сечения данной карты: 33,2: 3 = 10 (м).

Рис. 4.10.

3. Определение высоты сечения по отметкам высот точек. Обычно высоты точек показываются на разных скатах, поэтому прежде всего необходимо выяснить, какая горизонталь является общей для обеих точек. Общей, очевидно, будет та, которая проходит по обоим скатам. Частное от деления разности высот точек на разность промежутков, отсчитанных от общей горизонтали до каждой из отметок, выразит высоту сечения.

Пример 4.8. На карте обозначены две высоты: 348,6 и 284,2 (рис. 4.10, б). Так как обе точки расположены на различных скатах, выбираем общую для этих высот горизонталь (например, утолщенную) и от нее отсчитываем количество полных промежутков до каждой из точек. До отметки 348,6 получим семь промежутков, а до отметки 284,2 – четыре. Следовательно, первая из этих точек выше второй на три промежутка. Разность же отметок будет: 348,6 – 284,2 = 64,4. Таким образом, высота сечения равна 64,4: 3 ≈ 20 м.

Определение по горизонталям формы скатов

Рельеф земной поверхности слагается из скатов различной формы. По своему профилю они могут быть ровными, выпуклыми, вогнутыми и волнистыми (рис. 4.11).

Рис. 4.11.

а – ровный; б – выпуклый; в – вогнутый; г – волнистый

Выпуклые скаты характеризуются постепенным увеличением крутизны склона по направлению спуска. Горизонтали, изображающие выпуклые скаты на карте, сближаются по направлению к подошве.

В отличие от выпуклых вогнутые скаты имеют склоны круче к вершине и положе к подошве. На карте они показываются горизонталями, сближающимися по направлению к вершине.

На волнистых скатах чередуются выпуклые и вогнутые участки. Эти скаты имеют горизонтали на различном удалении одна от другой.

Форма ската влияет на обзор местности. Так, прямой и вогнутый скаты способствуют хорошему наземному обзору, а перегибы выпуклых и волнистых скатов, наоборот, могут оказаться существенной преградой для наблюдения с некоторых точек на местности.

Горизонтальная проекция ската, выраженная на карте расстоянием между горизонталями, называется заложением (рис. 4.12). Величина заложения зависит от крутизны ската и принятой для данной карты высоты сечения рельефа. Эта зависимость выражается формулой (4.2):

d = h ctg α, (4.2)

где d – величина заложения, м; h – высота сечения, м; а – крутизна ската, градусы.

Таким образом, при неизменной высоте сечения заложение увеличивается с уменьшением крутизны ската и уменьшается с ее увеличением. Чем круче скат, тем меньше заложение, и наоборот. Для практических измерений на карте можно приближенно считать, что заложение есть величина, обратно пропорциональная крутизне ската. При неизменной крутизне ската заложение увеличивается или уменьшается прямо пропорционально изменению высоты сечения.

Заложение определяется на карте измерением по масштабу расстояния между горизонталями.

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

Изображение рельефа на топографических картах дает полное и достаточно подробное представление о неровностях, земной поверхности, их форме и взаимном расположении, превышениях и абсолютных высотах точек местности, преобладающей крутизне и протяженности скатов (рисунок 86).

Рисунок 86 – Формы скатов: 1 – ровный; 2 –выпуклый; 3 – вогнутый; 4 – волнистый.

На современных топографических картах рельеф изображается горизонталями в сочетании с условными знаками обрывов, скал, оврагов, промоин, осыпей, оползней и т. д. Изображение рельефа дополняется подписями абсолютных высот характерных точек местности, горизонталей, размеров отдельных форм рельефа и указателями направления скатов. Сущность изображения рельефа горизонталями. Горизонталь – это замкнутая линия, изображающая на карте горизонтальный контур неровностей, все точки которого на местности расположены на одной высоте над уровнем моря. Горизонтали можно представить как линии, полученные в результате сечения местности уровенными поверхностями, то есть поверхностями, параллельными уровню воды в океанах.

Рассмотрим сущность изображения рельефа горизонталями. На рисунке 87 изображен остров с вершинами А и В и береговой линией DЕF. Замкнутая кривая def представляет собой изображение береговой линии в плане. Поскольку береговая линия является сечением острова уровенной поверхности океана, изображение этой линии на карте представляет собой нулевую горизонталь, все точки которой имеют высоту, равную нулю.

Допустим, что уровень океана поднялся на высоту h, тогда образуется новое сечение острова воображаемой секущей плоскостью h – h. Проектируя это сечение с помощью отвесных линий, получим на карте изображение первой горизонтали, все точки которой имеют высоту h. Точно так же можно получить на; карте изображение и других сечений, выполненных на высотах 2h,3h, 4hи т.; д. В результате на карте будет иметь место изображение рельефа острова горизонталями. При этом рельеф острова изображается тремя горизонталями, охватывающими остров целиком, и двумя горизонталями, охватывающими отдельно каждую из вершин. Вершина А несколько выше 4h, а вершина Внесколько выше 3h относительно уровня океана. Скаты возвышенности А круче, чем скаты возвышенности В,поэтому в первом случае горизонтали на карте расположены ближе друг к другу, чем во втором.

Рисунок 87 – Сущность изображения рельефа горизонталями.

Из рисунка видно, что способ изображения, рельефа, горизонталями позволяет правильно не только, отображать формы рельефа, но и определять высоты отдельных точек земной поверхности по высоте сечения рельефа и крутизне скатов.

Высота сечения рельефа – это разность высот двух смежных секущих поверхностей. На карте она выражается разностью высот двух смежных горизонталей. В пределах листа карты высота сечения рельефа, как правило, является постоянной.

На рисунке 88 показан вертикальный разрез (профиль) ската. Через точки М, N, О проведены уровенные поверхности на расстоянии друг от друга, равном высоте сечения h. Пересекая поверхность ската, они образуют кривые линии, ортогональные проекции которых в виде трех горизонталей показаны в нижней части рисунка.

Расстояния mn и no между горизонталями являются проекциями отрезков MN и N0 ската. Эти проекции называются заложениями горизонталей. Из рисунка видно, что заложение всегда короче наклонного отрезка ската. На карте заложение можно определить как расстояние между двумя смежными по скату горизонталями. При данной высоте сечения чем больше горизонталей на скате, тем он выше, чем ближе горизонтали одна к другой, тем скат круче. Следовательно, по числу горизонталей можно определять превышение одних точек местности над другими, а по расстоянию между горизонталями, то есть по величине заложения, судить о крутизне ската.

Рисунок 88 – Профиль ската: h – высота сечения рельефа, а – заложение горизонталей, α – крутизна ската.

Величина заложения (при определенной высоте сечения рельефа) зависит от крутизны ската и от направления по отношению к горизонталям. На рисунке 89 в перспективе показан участок ската между горизонталями АА 1 и ВВ 1 .

Рисунок 89 – Изменение заложения.

Из любой точки на скате, например из точки О , можно провести по скату ряд линий в разных направлениях По скату проведены прямые линии ОМ, ОМ 1 и ОМ 2 их ортогональные проекции О 1 М, O 1 М 1 , O 1 M 2 являются заложениями. Из рисунка видно, что при одинаковой высоте сечения рельефа в зависимости от изменения крутизны ската меняется и величина заложения.

Линии ОМ, OM 1 и ОМ 2 наклонены под разными углами (α,α 1 ,α 2) к горизонтальной плоскости. Угол наклона линии ОA 1 равен нулю, так как она является горизонталью. Наибольший угол наклона будет в том случае, когда направление перпендикулярно горизонтали (на рисунке ОМ перпендикулярно АА1). Это направление соответствует наибольшей крутизне ската и называется направлением ската.

Угол, составленный направлением ската с горизонтальной плоскостью в данной точке, называется крутизной ската.

Детальность изображения рельефа горизонталями зависит от высоты сечения рельефа. Для данного масштаба карты, которая связана с заложением, и крутизной ската формулой h=аrctgα (рисунок 88). Из формулы, видно, чем подробнее требуется изобразить рельеф горизонталями, тем меньшую надо брать высоту сечения и тем меньшими будут заложения при постоянной крутизне скатов. Однако излишне малая высота сечения ведет к чрезмерной детализации изображения рельефа, в результате чего изображение теряет наглядность. На наших топографических картах за основную принята высота сечения, обеспечивающая раздельное изображение горизонталями скатов крутизной 45 о.

Установленная для каждого масштаба карты высота сечения рельефа обеспечивает наглядность изображения рельефа и сравнимость крутизны скатов, что важно при оценке проходимости и защитных свойств местности.

Для того чтобы не забивать карту слишком большой густотой горизонталей, высота сечения рельефа для карт горных районов иногда увеличивается. Для карт равнинной местности с целью более детального изображения подробностей рельефа высота сечения уменьшается. Высота сечения изменяется также в зависимости от масштаба карты. Чем мельче масштаб карты, тем больше высота сечения, и наоборот.

Высота сечения рельефа для топографических карт различных масштабов в зависимости от характера местности дана в таблице. 35.

Таблица 35 – Зависимость сечения рельефа от масштаба и характера местности

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.

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

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;

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.

Изображение рельефа на топографических картах дает полное и достаточно подробное представление о неровностях земной поверхности, их форме и взаимном расположении.

Рельеф является одним из важнейших элементов местности. Рельеф изображается горизонталями. В 20-х гг. 18 в. во Франции и в России независимо друг от друга стали изображать рельеф горизонталями.

Рельеф местности пересекается секущими плоскостями. Эти плоскости параллельны основной уровненной поверхности и отстоят одна от другой на равных расстояниях. В результате пересечения получаются горизонтали, которые затем в заданном масштабе проектируются на плоскость (в соответствующем масштабе).

Горизонталь – это замкнутая линия, изображающая на карте горизонтальный контур неровностей, все точки которого на местности расположены на одной высоте над уровнем моря (линия равных высот).

На примере рисунка 1 рассмотрим сущность изображения рельефа горизонталями. На рисунке показан остров с вершинами А и В и береговой линией D, E, F. Замкнутая кривая d, e, f представляет собой изображение береговой линии в плане. Поскольку береговая линия является сечением острова уровенной поверхностью океана, изображение этой линии на карте представляет собой нулевую горизонталь, все точки которой имеют высоту, равную нулю.

Рисунок 1. – Сущность изображения рельефа горизонталями

Допустим, что уровень океана поднялся на высоту h , тогда образуется новое сечение острова воображаемой секущей плоскостью h – h . Проектируя это сечение с помощью отвесных линий, получим на карте изображение первой горизонтали, все точки которой имеют высоту h . Точно так же можно получить на карте изображение и других сечений, выполненных на высотах 2h , З h , 4 h и т.д. В результате на карте будет иметь место изображение рельефа острова горизонталями. При этом рельеф острова изображается тремя горизонталями, охватывающими остров целиком, и двумя горизонталями, охватывающими отдельно каждую из вершин. Вершина А несколько выше 4 h , а вершина В несколько выше 3 h относительно уровня океана. Скаты возвышенности А круче, чем скаты возвышенности В, поэтому в первом случае горизонтали на карте расположены ближе друг к другу, чем во втором.

Из рисунка 1 видно, что способ изображения рельефа горизонталями позволяет правильно не только отображать формы рельефа, но и определять высоты отдельных точек земной поверхности по высоте сечения рельефа и крутизне скатов. На топографических картах горизонтали проводятся толщиной 0,1 мм.

Высота сечения рельефа – это разность высот двух смежных секущих поверхностей (заданное расстояние между секущими плоскостями).

На карте она выражается разностью высот двух смежных горизонталей. В пределах листа карты высота сечения рельефа, как правило, является постоянной. Высота сечения может быть определена на топографических картах как разность высот между двумя соседними горизонталями. На карте заложение можно определить как расстояние между двумя смежными по скату горизонталями (то есть расстояние между двумя соседними горизонталями является заложением ). Направление ската определяется как перпендикуляр горизонтали, лежащей в плоскости ската. Заложение всегда меньше ската. Чем меньше заложение, тем больше крутизна ската. Высота сечения на топографической карте в данном масштабе постоянна. При увеличении заложения угол х уменьшается.

На рисунке 2 показан вертикальный разрез (профиль) ската. Через точки М, N, О проведены уровенные поверхности на расстоянии друг от друга, равном высоте сечения h. Пересекая поверхность ската, они образуют кривые линии, ортогональные проекции которых в виде трех горизонталей показаны в нижней части рисунка.

Рисунок 2. – Профиль ската:
h – высота сечения рельефа; а – заложение горизонталей; α – крутизна ската

Расстояния тn и по между горизонталями являются проекциями отрезков М N и N O ската. Эти проекции называются заложениями горизонталей. Из рисунка видно, что заложение всегда короче наклонного отрезка ската. При данной высоте сечения чем больше горизонталей на скате, тем он выше, чем ближе горизонтали одна к другой, тем скат круче. Следовательно, по числу горизонталей можно определять превышение одних точек местности над другими, а по расстоянию между горизонталями, то есть по величине заложения, судить о крутизне ската.

Величина заложения (при определенной высоте сечения рельефа) зависит от крутизны ската и от направления по отношению к горизонталям. На рисунке 3 в перспективе показан участок ската между горизонталями АА и ВВ. Из любой точки на скате, например из точки О, можно провести по скату рядлиний в разных направлениях. По скату проведены прямые линии ОМ, ОМ1 и ОМ2, их ортогональные проекции О1М, О1М1, О1М2 являются заложениями. Из рисунка видно, что при одинаковой высоте сечения рельефа в зависимости от изменения крутизны ската меняется и величина заложения.

Рисунок 3. — Изменение заложения

Линии ОМ, ОМ 1 и ОМ 2 наклонены под разными углами (α, α 1 , α 2) к горизонтальной плоскости. Угол наклона линии ОА равен нулю, так как она является горизонталью. Наибольший угол наклона будет в том случае, когда направление, перпендикулярное горизонтали на рисунке ОМ, перпендикулярно АА1 . Это направление соответствует наибольшей крутизне ската и называется направлением ската.

Крутизна ската – это угол, составленный направлением ската с горизонтальной плоскостью в данной точке.

Детальность изображения рельефа горизонталями зависит от высоты сечения рельефа для данного масштаба карты, которая связана с заложением и крутизной ската формулой (рисунок 4).

Рисунок 4. – Элементы ската:
h – высота ската; d – заложение ската

Из формулы видно, что чем подробнее требуется изобразить рельеф горизонталями, тем меньшую надо брать высоту сечения и тем меньшими будут заложения при постоянной крутизне скатов. Однако излишне малая высота сечения ведет к чрезмерной детализации изображения рельефа, в результате чего изображение теряет наглядность. На наших топографических картах за основную принята высота сечения, обеспечивающая раздельное изображение горизонталями скатов крутизной 45°.

Высота сечения рельефа для топографических карт различных масштабов в зависимости от характера местности дана в таблице 1. Из таблицы видно, что чем крупнее масштаб карты, тем меньше высота сечения рельефа, следовательно, более подробно изображается рельеф.

Таблица 1. – Высота сечения рельефа в зависимостиот характера местности

Основная высота сечения рельефа для карты масштаба 1:1 000 000 устанавливается в соответствии с высотными поясами по следующей шкале: от 100 м ниже уровня моря до 400 м над уровнем моря – 50 м, от 400 до 1000 м – 100 м, выше 1000 м – 200 м.

Основные горизонтали – это горизонтали на карте, соответствующие установленной для нее высоте сечения.

На картах они вычерчиваются коричневыми сплошными тонкими или утолщенными линиями. Основные горизонтали, вычерчиваемые утолщенными линиями, называются утолщенными горизонталями. Они служат для облегчения счета горизонталей при определении высот точек местности. На всех картах утолщаются нулевая и каждая пятая основные горизонтали, а на карте масштаба 1:25 000, создаваемой на районы с высотой сечения рельефа 2,5 м, утолщается каждая десятая основная горизонталь.

Выразить основными горизонталями все формы и детали рельефа не всегда возможно. Для отображения характерных форм и деталей рельефа (перегибов скатов, вершин, седловин и т.п.), а также для изображения рельефа равнинных участков, когда заложения между основными горизонталями очень велики (более 3…4 см на карте), используют дополнительные сечения (АВ и СД на рисунке 5) посредине между основными сечениями. Соответствующие этим сечениям горизонтали называются дополнительными или полугоризонталями . Они изображаются в виде прерывистых линий только в тех местах, где им необходимо выразить какие-либо формы и детали рельефа, не выражающиеся основными горизонталями. При изображении дополнительными горизонталями вершин и седловин обязательно показывают ответные дополнительные горизонтали на противоположных склонах. Данная горизонталь проводиться толщиной 0,1 мм. Расстояние между штрихами – 1 мм.

Рисунок 5. – Изображение рельефа дополнительными и вспомогательными горизонталями

Для изображения отдельных деталей рельефа (блюдец в степных районах, западин, отдельных небольших высот и бугров на плоскоравнинной местности), которые не передаются основными или дополнительными горизонталями, применяются вспомогательные горизонтали. Они проводятся на произвольной высоте таким образом, чтобы лучше передать данную форму рельефа. Вычерчивают вспомогательные горизонтали, как и дополнительные, прерывистыми линиями, но с более короткими звеньями. Ответные вспомогательные горизонтали на противоположных склонах не проводят. Вспомогательная горизонталь проводится на 1/4 высоты.

Горизонтали проводят через обозначения всех объектов без разрыва, за исключением обозначений дорог, рек и каналов, изображаемых в две линии, промоин и оврагов шириной менее 3 мм в масштабе карты, выемок, ям и карьеров, а также внемасштабных условных знаков. Способ изображения рельефа горизонталями позволяет правильно не только отображать формы рельефа, но и определять высоты отдельных точек земной поверхности по высоте сечения рельефа и крутизне скатов.

Определение высоты сечения

Определение по горизонталям формы скатов

4. Метод картографирования

Выбор редакции