Як визначити форму рельєфу за допомогою горизонталей. Вибір висоти перерізу рельєфу
Визначення поняття висоти перетину рельєфу слід почати з того, що таке горизонталь. Цим терміном називають замкнуту криву лінію, за допомогою якої відображається контур точок поверхні, що знаходяться на однаковому рівні щодо моря.
Вперше відображати рельєф за допомогою горизонталей стали картографи Франції і Росії в початку XVIII століття. Це представляється в такий спосіб:
- рельєф перетинається площинами, кожна з яких паралельна горизонталі;
- відстані між горизонталями (висоти перетинів) однакові;
- точки перетину рельєфу з горизонталями проектуються на площину і наносяться на план описуваної території.
Також називається лінією рівних рівнів щодо моря, так як вона об'єднує точки, що лежать на одному рівні щодо моря.
Основні терміни
Висота перетину рельєфу визначається як відстань між сусідніми площинами, що утворюють горизонталі (різниця рівнів суміжних площин). Виходячи з відображення цих ліній визначається наступний термін, що описує особливості поверхні місцевості - закладення. Воно визначається як відстань між нанесеними на схему суміжними горизонталями.
Визначити напрямок ската в закладенні можна, представивши перпендикуляр до горизонталі, яка лежить в його основі. Величина нахилу (кут ската) обернено пропорційна закладення. Тут скат є гіпотенузою прямокутного трикутника, Катети якого дорівнюють закладення і висоті перерізу. Відповідно скат завжди більше, ніж закладення.
На картах однакового масштабу прийнято відображати однакову величину перетину. При збільшенні масштабу вона зростає, а кут ската зменшується. Для карт рівнин і передгір'їв цей показник удвічі менший, ніж для гірської місцевості (див. Таблицю 1).
Таблиця 1. Величина висоти перерізу залежно від масштабу карти.
| масштаб | висота перетину, м | |
| на рівнині, в передгір'ї | у горах | |
| 1:10000 | 2,5 | 5 |
| 1:25000 | 5 | 10 |
| 1:50000 | 10 | 20 |
| 1:10000 | 20 | 40 |
Якщо карта (план) складена за матеріалами більш великомасштабної зйомки, висота перетину приймається відповідно до даних вихідних матеріалів.
На планах, призначених для інженерно-гідрологічних робіт, висоту перетину рельєфу дна закладають аналогічно показнику для суші на карті аналогічного масштабу.
Якщо ж необхідна карта з детальним і спеціальним промером, її складають виходячи з таких величин:
- 0,5 метрів для глибин до 10 метрів (звичайний промер);
- 0,5 метрів для глибин до 5 метрів (рекогносцирувальний і полегшений проміри);
- 1 метр для глибин понад 5 метрів (рекогносцирувальний і полегшений проміри).
При складанні карт місцевості з дуже крутими схилами висота перетину може бути збільшена. Це робиться, щоб зображення не засмічувати занадто великою кількістю ліній, розташованих близько один до одного.
Передати форму рельєфу, використовуючи тільки горизонталі, не завжди можливо. З метою врахування специфіки місцевості можуть використовуватися додаткові схеми, що відображають перегини, скати, сідловини та інші особливості земної поверхні в розрізі.
§ 11. ЗОБРАЖЕННЯ РЕЛЬЄФУ НА КАРТАХ
Очевидне і незбиране сприйняття зображення місцевості по карті ґрунтується перш за все на вмінні вільно і осмислено читати на ній зображення рельєфу земної поверхні:
з'ясовувати загальний характер (тип) та структурні особливості рельєфу і його окремих об'єктів; визначати форми рельєфу - їх конфігурацію, відносні розміри і взаємне положення, а також абсолютні висоти і взаємні перевищення будь-яких точок місцевості.
1. Типи і елементарні форми рельєфу
Рельєф - це сукупність нерівностей земної поверхні, слагающихся з різноманітних елементарних форм різного порядку.
Розрізняють великі, структурні форми рельєфу, що утворюють поверхню порівняно великих географічних районів (гори, рівнини, нагір'я), і менш значні за розмірами елементарні форми нерівностей, складові поверхню цих об'єктів рельєфу.
Сполучення однорідних форм, схожих за своїм виглядом, будовою і величиною і закономірно повторюються на певній території, утворюють різні типи і різновиди рельєфу.
За піднесенню над рівнем моря і ступеня розчленованості земної поверхні розрізняють два основних типи рельєфу - гірський і рівнинний. Їх класифікація за висотою над рівнем моря вказана в табл. 8.
Таблиця 8
|
гірський рельєф |
Висота над рівнем моря, м |
рівнинний рельєф |
Висота над рівнем моря, м |
|
Низькі гори (низкогорье) Середньовисотні гори (середньогір'ї) Високі гори (високогір'ї) |
500-1000 1000-2000 понад 2000 |
низовини Піднесені рівнини (височини) плоскогір'я |
Нижче 200 200-500 понад 500 |
Гірський рельєф складається головним чином з лінійно витягнутих, що тягнуться на великі відстані гірських ланцюгів і хребтів з їх відрогами, розділених поздовжніми долинами і іншими міжгірними зниженнями. У місцях їх перетину піднімаються гірські вузли, які, як і місця відгалужень відрогів від головного хребта, зазвичай відрізняються своєю висотою і найбільшою важкодоступністю. Глибина розчленування досягає: в низьких горах - до 500 м, в середніх - до 1000 м, в високих - більше - 1000 м.
Рівнинний рельєф (рівнини) характеризується формами поверхні з малими (в межах 200 м) коливаннями висот.Чем вище над рівнем моря, тим сильніше може бути розчленована поверхня.
За загальним характером поверхні розрізняють рівнини горизонтальні, похилі, опуклі і увігнуті.
Горбистий рельєф є однією з різновидів рівнинного рельєфу. За формою і будовою нерівностей розрізняють також Плоскоравнінние, хвилястий, ступінчастий, яружно-балковий і інші різновиди рівнинного рельєфу.
Все різноманіття нерівностей, з яких складається рельєф земної поверхні, можна в основному звести до наступних п'яти елементарним формам:
1) Гора - значне куполообразное або конічне піднесення з більш-менш явно вираженим підставою - підошвою. Невелика гірка округлої або овальної форми з пологими (менше 30 °) схилами і з відносною висотою не більше 200 м називається пагорбом, а штучний пагорб - курганом.
2) Котловина - замкнута чашеобразная западина зазвичай з пологими схилами. У деяких улоговинах дно заболочено або зайнято озером.
3) Хребет - лінійно витягнуте піднесення, що поступово знижується до одного або обох своїм кінців. Лінія, що з'єднує протилежні схили хребта, називається вододільній лінією, або вододілом. Її часто називають також топографічним (географічним) гребенем, Або просто гребенем.
Гірський хребет - ланцюг гір, що тягнеться в одному напрямку. У поздовжньому розрізі гребінь гірського хребта являє собою хвилеподібну лінію. Його виступаючі частини утворюють вершини. У плановому зображенні хребет зазвичай має досить звивистий і гіллясте вид, який надають йому відходять в сторони гірські відроги і їх більш дрібні відгалуження.
Витягнуті піднесення з дуже пологими схилами, непомітно переходять в рівнину, називаються увалами.
4) Лощина - витягнуте поглиблення, що знижується в одному напрямку; має скати з чітко вираженим верхнім перегином - бровкою. Лінію по дну, до якої спрямовані скати лощини, називають водозливом, або тальвегом; іноді вона є ложем струмка. Лощини зазвичай добре задерновані, часто бувають зарослими чагарником або лісом; дно іноді заболочено.
Великі і широкі улоговини з пологими схилами і слабо похилих дном називаються долинами. У гірській місцевості зустрічаються вузькі і глибокі лощини з майже стрімкими, обривистими схилами; вони називаються ущелинами.
До різновидів лощин відносяться також яри і балки. яри - це великі глибокі вимоїни з крутими незадернованних скатами, утворені тимчасовими водостоками. Їх довжина може досягати 5 - 10 км, глибина - 30 м, ширина - 50 м і більше. Яри \u200b\u200bмають широке поширення і зустрічаються в найрізноманітніших умовах-на рівнинній і горбистій місцевості, на схилах гір і долин. Вони утворюються і з року в рік збільшуються під дією талої та дощової води в пухких і легкоразмиваемих грунтах (лес, глина, суглинок). З плином часу яр, досягнувши водотривкому шару, перестає рости в глибину, скати його виполажіваются, заростають травою; яр перетворюється вб а л к у.
У передгір'ях і на піднесених кам'янистих рівнинах іноді зустрічаються вузькі, глибоко прорізані ріками ущелини з вертикальними або ступінчастими щоками - це каньйони. Їх глибина може досягати декількох десятків, а іноді й сотень метрів. Дно каньйону зазвичай буває цілком зайнято руслом річки.
5) Сідловина - зниження на гребені хребта між двома суміжними вершинами; до неї з двох протилежних напрямків, поперечних до хребту, підходять своїми верхів'ями балки. В горах дороги і стежки через хребти проходять по сідловині, які називаються перевалами.
2. Сутність зображення рельєфу горизонталями
на топографічних картах рельєф зображується горизонталями, т. е. кривими замкнутими лініями, кожна з яких являє собою зображення на карті горизонтального контуру нерівності, всі крапки якого на місцевості розташовані на одній і тій же висоті над рівнем моря.
Щоб краще усвідомити сутність зображення рельєфу горизонталями, уявімо собі острів у вигляді гори, поступово затоплюється водою. Припустимо при цьому, що рівень води послідовно зупиняється через однакові проміжки по висоті, рівні h метрів (рис. 34).
Кожному рівню води, починаючи з вихідного (лінія АВ), буде, очевидно, відповідати своя берегова лінія (CD,KL,MN,RS) у вигляді замкнутої кривої, всі крапки якої мають одну і ту ж висоту.
Ці лінії можна розглядати і як сліди перетину нерівностей місцевості рівень поверхнями, паралельними рівної поверхні моря, від якої ведеться рахунок висот. Виходячи з цього відстань h по висоті між суміжними січними поверхнями називається висотою перетину.
Якщо всі ці лінії рівних висот спроектувати на поверхню земного еліпсоїда і зобразити в заданому масштабі на карті, то отримаємо на ній зображення гори в плані у вигляді системи замкнутих кривих ліній ab,cd,kl, тп і rs. Це і будуть горизонталі.
З розгляду суті горизонталей можна зробити наступний висновок:
а) кожна горизонталь на карті являє собою горизонтальну проекцію лінії рівних висот на місцевості, що зображає планове обрис нерівностей земної поверхні. Таким чином, за малюнком і взаємному положенню горизонталей можна сприймати форми, взаємне положення і взаємозв'язок нерівностей;
б) так як горизонталі на карті проводяться через рівні проміжки по висоті, то за кількістю горизонталей на схилах можна визначати висоту скатів і взаємні перевищення точок земної поверхні: чим більше горизонталей на схилі, тим він вищий;
в) закладення горизонталей, т. е. відстані в плані між суміжними горизонталями, залежать від крутизни схилу: чим скат крутіше, тим менше закладення. Отже, за величиною закладення можна судити про крутизну ската.
3. Види горизонталей
Висота перетину рельєфу на карті залежить від масштабу карти і характеру рельєфу. Зазвичай вона буває дорівнює 0,02 величини масштабу карти (наприклад, на картах масштабів 1: 50000 та 1: 100000 нормальна висота перетину відповідно дорівнює 10 і 20 м). На картах ж високогірних районів, щоб зображення рельєфу не затемняється через зайву густоти горизонталей і краще б читалося, висоту перерізу приймають в два рази більше нормальної (на карті масштабу 1: 25000 - 10 м, 1: 50000 - 20 м, 1: 100000 - 40 м, 1: 200000 - 80 м). На картах Плоскоравнінние районів масштабів 1: 25000 та 1: 200000 висоту перетину приймають в два рази менше нормальної, т. Е. Відповідно 2,5 і 20 м.
Горизонталі на карті, що відповідають встановленій для неї висоті перетину, проводяться суцільними лініями і називаються основними, або суцільними, горизонталями (рис. 35).
Нерідко буває, що важливі подробиці рельєфу не беруться на мапі основними горизонталями. У цих випадках крім основних горизонталей застосовують половинні (напівгоризонталі), які проводяться на карті через половину основної висоти перетину. На відміну від основних половинні горизонталі викреслюють переривчастими лініями.
В окремих місцях, де потрібні подробиці рельєфу не беруться основними і половинними горизонталями, проводяться між ними ще допоміжні горизонталі - приблизно через чверть висоти перетину. Їх викреслюють також переривчастими лініями, але з більш короткими ланками.
Для полегшення рахунку горизонталей при визначенні висот точок по карті все суцільні горизонталі, відповідні п'ятикратної висоті перетину, викреслюються потовщення (потовщені горизонталі).
Основна висота перетину вказана на кожному аркуші карти - під південною стороною його рамки. Наприклад, напис «Суцільні горизонталі проведені через 10 м» означає, що на даному аркуші все горизонталі, показані суцільними лініями, кратні 10 м, а потовщені - кратні 50 м.
4. Зображення горизонталями елементарних форм рельєфу
На рис. 36 роздільно зображені горизонталями елементарні форми рельєфу. На малюнку видно, що невелика гора (пагорб) і улоговина виглядають в загальному однаково - у вигляді системи замкнутих оперізують один одного горизонталей. Схожі між собою і зображення хребта і лощини. Відрізнити їх можна лише у напрямку скатів.
Покажчиками напрямку скатів, або бергштрихами, служать короткі рисочки, розставлені на горизонталях (перпендикулярно до них) у напрямку покотиться. Вони поміщаються на вигинах горизонталей в найбільш характерних місцях, переважно у вершин, сідловин або на дні улоговин, а також на пологих схилах - в місцях, скрутних для читання.
 |
Визначати напрями скатів допомагають також висотні позначки на картах:
Отметкігорізонталей, т. Е. Цифрові підписи на деяких горизонталях, що вказують в метрах
їх висоту над рівнем моря. Верх цих цифр завжди звернений у бік підвищення ската;
Відмітки висот окремих, найбільш характерних точок місцевості - вершин гір і пагорбів, висшіхточек вододілів, найбільш низьких точок долин і ярів, рівнів (урізу) води в річках та інших
водоймах і т. п.
На картах масштабу 1: 100000 і крупніше позначки висот точок над рівнем моря підписуються з точністю до 0,1 м, а на картах 1: 200 000 і дрібніше - до цілих метрів. Це треба мати на увазі, щоб не переплутати точки при вказівці і ототожненні їх відміток по картах різних масштабів.
5. Особливості зображення горизонталями рівнинного і гірського рельєфу (див. ДодаткиVI -1,VI -2 іVII -2).
Найбільш наочно представляються горизонталями нерівності з великими, чітко вираженими і плавними формами. Зображення ж Плоскоравнінние рельєфу виходить менш виразним, так як горизонталі тут проходять на значній відстані одна від одної і не висловлюють багатьох подробиць, які полягають між горизонталями основного перерізу. Тому на картах рівнинних районів поряд з основними (суцільними) горизонталями широко застосовуються напівгоризонталі. Це покращує читаність і подробиця зображення рівнинного рельєфу. Вивчаючи такий рельєф і визначаючи по карті його числові характеристики, треба особливо уважно стежити за тим, щоб не сплутати половинні і допоміжні горизонталі з основними.
При вивченні по карті гірського і дуже пересічених рельєфу, навпаки, доводиться мати справу з дуже густим розташуванням горизонталей. При великий крутизні схилів закладення місцями бувають настільки малі, що провести тут окремо все горизонталі не представляється можливим.
Тому при зображенні на картах скатів, крутизна яких більше граничної, горизонталі викреслюють разом одну з іншого або ж пунктиром, залишаючи між потовщеними горизонталями замість чотирьох тільки дві або три проміжні горизонталі (див. Додаток VII-2). У таких місцях при визначенні по карті висот точок або крутизни скатів слід користуватися потовщеними горизонталями.
6. Умовні знаки елементів рельєфу, що не виражаються горизонталями
Об'єкти і деталі рельєфу, які неможливо зобразити горизонталями, показуються на картах спеціальними умовними знаками (див. Додаток VII-2).
До таких об'єктів належать обриви, скелі, осипи, яри, промоїни, вали, дорожні насипи і виїмки, кургани, ями, карстові воронки. Цифри, які супроводжують умовні знаки цих об'єктів, вказують їх відносні висоти (глибини) в метрах.
Умовні знаки природних утворень рельєфу і пов'язані з ним підписи характеристик, так само як і горизонталі, друкуються коричневою фарбою, а штучних (насипу, виїмки, кургани і т. П.) - чорною.
Особливими умовними знаками чорного кольору зображуються:
скелі - останці, Великі окремо лежать камені і скупчення каменів, являющіесяоріентірамі, із зазначенням їх відносних висот; печери, гроти і підземні виробки з їх числовою характеристикою (в чисельнику - середній діаметр входу, в знаменнику - довжина або глибина в метрах); тунелі із зазначенням в чисельнику їх висоти і ширини, а в знаменнику - довжини. На дорогах і стежках, які перетинають гірські хребти, позначаються перевали із зазначенням їх висоти над рівнем моря і часу дії.
У додатку VII -2 (нижній малюнок) зображений ділянку високогірного рельєфу з його своєрідними формами. Тут показані в поєднанні з горизонталями умовні знаки найбільш типових об'єктів такого рельєфу.
Рельєф вічних снігів (фірнових полів) і льодовиків зображується також горизонталями, але синього кольору. Таким же кольором показуються всі пов'язані з нього умовні знаки (крижані обриви, крижані тріщини, полою) і числові позначки висот і горизонталей.
7. Особливості зображення рельєфу на картах масштабів 1: 500 000 і 1: 1 000 000
Рельєф на дрібномасштабних топографічних картах, як і на картах більших масштабів, зображується горизонталями і умовними знаками, але більш узагальнено. На них відображається лише загальний характер рельєфу - його структура, основні форми, ступінь вертикальної і горизонтальної його розчленованості.
Висота основного перетину при зображенні рівнинних районів на обох картах встановлено 50 м, а гірських - 100 м. На карті масштабу 1: 1000000 застосовується, крім того, висота перетину 200 м - для зображення районів, розташованих вище 1000 м над рівнем моря.
Об'єкти рельєфу, що не виражаються горизонталями, показуються лише ті, які необхідні для характеристики місцевості або є важливими орієнтирами. Вони позначаються в основному тими ж умовними знаками, що і на інших картах, але меншого розміру.
Основна особливість полягає в зображенні гірського рельєфу. Для більшої наочності його зображення горизонталями доповнюється так званої відмиванням і пошаровим розфарбуванням сходами висот (див. Додатки V -5 і V -6).
Відмивання, т. Е. Оттенение схилів найважливіших форм гірського рельєфу, робить зображення більш виразним і пластичним, дозволяючи візуально відчувати його об'ємні форми. Відтінення робиться сіро-коричневою фарбою за принципом - чим значніше, вище і крутіше схил, тим сильніше тон відмивання.
Завдяки відмиванню добре виділяються основні гірські хребти і масиви, їх найважливіші відроги і вершини, перевали, уступи нагір'їв, глибокі долини і каньйони. Чітко сприймаються напрямок і порівняльна крутизна схилів, форма гребенів (гостра, округла і т. П.) І захисних властивостей висоті найголовніших гірських хребтів.
Пошарова розфарбування сходами висот наочно відображає висотну характеристику гірського рельєфу і підсилює пластичний ефект його зображення. Виконується вона помаранчевою фарбою різного тону за принципом - чим вище, тим темніше. Зображення рельєфу при цьому як би розбивається на окремі висотні шари (ступені), по тону забарвлення яких легко розрізняються їх абсолютні висоти і взаємні перевищення. Тон забарвлення верств посилюється через 400, 600 або 1000 м в залежності від їх абсолютних висот. Шкала ступенів висот, прийнята на карті, вказується на кожному аркуші, під південною стороною його рамки.
Рельєфом місцевості називається сукупність нерівностей фізичної поверхні Землі. Залежно від характеру рельєфу місцевість ділять на гірську (рис.31), горбисту (рис. 32) і рівнинну (рис. 33).
До гірської місцевості відносять райони, що лежать вище 500 м над рівнем моря і складаються з прямолінійних або дугоподібних гірських ланцюгів, що розділяються поздовжніми і поперечними долинами.
Горбиста місцевість характеризується безперервним чергуванням відносно невеликих по висоті, але ясно розрізняються підвищень і знижень фізичної поверхні Землі.
Рівнинна місцевість відрізняється майже повною відсутністю помітно виражених нерівностей.
Все різноманіття форм рельєфу місцевості зазвичай зводять до наступних п'яти основних (типових) форм (рис. 34).
1. Гора (пагорб, висота, сопка) -куполообразная або конічна височина. Підстава гори називається підошвою, а найвища частина її - вершиною. Від вершини йдуть знижуються на всі боки скати або схили. Вершина у вигляді площадки називається плато, а загострена вершина - піком.
2. Котловина - поглиблення у вигляді чаші. В улоговині розрізняють дно, від якого в усі сторони йде підйом, і околицю - кордон переходу-улоговини в навколишнє форму рельєфу. Озера являють собою заповнені водою улоговини.
3. Хребет - витягнута височина великої протяжності, обмежена не менше ніж з двох сторін глибокими лощинами. Найвища лінія хребта називається вододільній або просто вододілом. Іноді її називають топографічним гребенем.
4. Лощина - витягнуте поглиблення місцевості, що знижується в одному напрямку. Найнижча лінія балки називається тальвегом або водозливної лінією. Тальвег часто є ложем водотоку. Бічні схили балки іноді називають щоками.
Широкі лощини з невеликими схилами називаються долинами. Вузькі і глибокі лощини в гірських районах звуться ущелин.
Різновидом ущелини є каньйон, який представляє собою глибоку вузьку долину з крутими схилами, розмиту рікою.
На схилах пагорбів під дією стікала вода утворюються вузькі поглиблення, звані вимоїнами. Розрослася вимоїна перетворюється в глибокий яр з майже стрімкими схилами. Зарослі яри, які припинили своє зростання, називаються балками. Розташовані іноді по схилах ярів майданчики, які мають вигляд уступу або ступені з більш-менш горизонтальною поверхнею, називаються терасами. Особливо часто зустрічаються тераси на берегах річок
5. Сідловина -зниження частина місцевості між двома вершинами. Тут місцевість в дві сторони підвищується і в дві сторони знижується. Сідловина в горах називається перевалом.
Вершина гори, дно улоговини і найнижча точка сідловини є характерними точками рельєфу.
Вододіл і тальвег представляють собою характерні лінії рельєфу.
Характерні точки, і лінії рельєфу полегшують розпізнавання окремих форм його на місцевості і зображення їх на карті і плані.
Спосіб зображення рельєфу на картах і планах повинен давати можливість судити про направлення і крутизні схилів, а також дозволяти визначати на карті позначки точок. Разом з тим він повинен бути наочним.
Відомі такі способи зображення рельєфу на картах: перспективне зображення, штрихування, відмивання, підписи відміток точок, горизонталі, послойная забарвлення і ін.
На деяких російських картах XIX століття рельєф зображений штрихами (гашюрамі), причому товщина штрихів і відстані між ними знаходяться в певній залежності від крутизни схилів.
Володіючи наочністю, спосіб штрихів не давав можливості вирішувати на карті такі завдання, як точне визначення крутизни схилу, визначення позначки точки і т. П. Тому вже з другої половини минулого століття спосіб штрихів був витіснений більш досконалим способом зображення рельєфу місцевості на карті - способом горизонталей .
Суть методу горизонталей полягає в наступному.
Уявімо собі гору, омивається водою (рис. 35). Якщо рахунок висот ведеться від рівня води, то берегова лінія характеризується тим, що висота кожної її точки дорівнює нулю.
Лінія, що з'єднує точки з однаковими висотами (лінія рівних висот), називається горизонталлю (або з-гіпс).
Спроектувавши берегову лінію на горизонтальну площину, отримаємо зображення нульовий горизонталі з висотою, що дорівнює нулю (рис. 35).
Для зображення горизонталями всієї гори уявімо, що вона розсічена, наприклад, двома рівновіддаленими горизонтальними площинами. Стрімке відстань hceч між сусідніми січними площинами називається в и с о т о й перетину рельєфу. Лінії перетину площин з поверхнею гори представляють собою горизонталі з відмітками, рівними hсеч і 2 hсеч відповідно. Зменшені горизонтальні проекції їх є горизонталями на плані.
Як бачимо на рис. 35, кожна горизонталь - це замкнута крива лінія. Таке перше властивість будь-якої горизонталі.
Так як горизонталі виходять в результаті перетину фізичної поверхні Землі горизонтальними площинами, що знаходяться на різних висотах над вихідним рівнем, то горизонталі не можуть перетинатися. Це друга властивість горизонталей.
Горизонтальна проекція а, лінії найбільшого скату місцевості між точками U і Т (рис. 35) називається закладенням ската. Лінія найбільшого ската є нормаллю горизонталей: горизонталі йдуть не вздовж, а впоперек ската.
Вертикальний кут v1 (тобто кут, що лежить у вертикальній площині) між горизонтом точки U і лінією місцевості називається кутом нахилу лінії UT.
З'ясуємо залежність між закладенням ската, висотою перетину рельєфу і кутом нахилу лінії ската.
З прямокутного трикутника Ut "T (рис. 35) отримуємо
Тангенс кута нахилу лінії місцевості називається її ухилом. Ухили зазвичай виражаються в тисячних частках або у відсотках.
Проаналізуємо вираз (2.20).
Нехай висота перетину рельєфу hсеч, зберігає постійне значення, а кут нахилу v змінюється. Очевидно, що при цьому умови закладення ската а буде зменшуватися при збіль-лічоппн кута нахилу v і збільшуватися при зменшенні останнього. Це -третє властивість горизонталей, дуже важливе для правильного судження за планом або карті з горизонталями про крутизну схилів: чим менше відстань (закладення ската) між горизонталями на карті або плані, тим крутіше скат.
Якщо кут нахилу v залишається постійним, а змінюється висота перетину рельєфу Лсеч, то, як видно з виразу (2. 20), закладення ската змінюється прямо пропорційно зміні висоти перетину рельєфу. Це - четверте властивість горизонталей.
Зображення горизонталями основних форм рельєфу місцевості показано на рис. 34.
Недоліком способу горизонталей є мала наочність зображення рельєфу в порівнянні з перспективним зображенням його або зображенням штрихами (рис. 36). Для полегшення читання рельєфу, зображеного горизонталями, у деяких З них проводять короткі рисочки в напрямку зниження скатів. Ці рисочки називаються бергштрихами. Розпізнаванню зниження скатів допомагають також підписи Відміток горизонталей: підстави цифр завжди спрямовані, і бік зниження місцевості.
3.2. Рельєф. Основні форми рельєфу
рельєф - форма фізичної поверхні Землі, що розглядається по відношенню до її рівної поверхні.
рельєфом називається сукупність нерівностей суші, дна океанів і морів, різноманітних за обрисами, розмірами, походженням, віком та історії розвитку. При проектуванні і будівництві залізних, автомобільних і інших мереж необхідно враховувати характер рельєфу - гірський, горбистий, рівнинний і ін.
Рельєф земної поверхні дуже різноманітний, але все різноманіття форм рельєфу для спрощення його аналізу типізовану на невелику кількість основних форм (рис. 28).
Малюнок 28 - Форми рельєфу:
1 - лощина; 2 - хребет; 3, 7, 11 - гора; 4 - вододіл; 5, 9 - сідловина; 6 - тальвег; 8 - річка; 10 - обрив; 12 - тераса
До основних форм рельєфу належать:
Гора - це підноситься над навколишньою місцевістю конусоподібна форма рельєфу. Найвища точка її називається вершиною. Вершина може бути гострою - пік, або у вигляді площадки - плато. Бічна поверхня складається з скатів. Лінія злиття скатів з навколишньою місцевістю називається підошвою або підставою гори.
Котловина - форма рельєфу, протилежна горе, що представляє собою замкнутий поглиблення. Найнижча точка її - дно. Бічна поверхня складається з скатів; лінія їх злиття з навколишньою місцевістю називається бровкою.
хребет - це височина, витягнута і постійно знижується в будь - якому напрямку. У хребта два схили; у верхній частині хребта вони зливаються, утворюючи вододільну лінію, або вододіл.
лощина - форма рельєфу, протилежна хребту і представляє витягнуте в будь - якому напрямку і відкрите з одного кінця постійно знижується поглиблення. Два ската лощини; зливаючись між собою в найнижчій частині її утворюють водозливна лінію або тальвег, По якій стікає вода, яка потрапляє на скати. Різновидами лощини є долина і яр: перша є широкою улоговиною з пологими задернована скатами, друга - вузька лощина з крутими оголеними схилами. Долина часто буває ложем річки або струмка.
сідловина - це місце, яке утворюється при злитті скатів двох сусідніх гір. Іноді сідловина є місцем злиття вододілів двох хребтів. Від сідловини беруть початок дві балки, що поширюються в протилежних напрямках. У гірській місцевості через сідловини зазвичай пролягають дороги або пішохідні стежки; тому сідловини в горах називають перевалами.
3.3. Зображення рельєфу на планах і картах
Для вирішення інженерних завдань зображення рельєфу має забезпечувати: по-перше, швидке визначення з необхідною точністю висот точок місцевості, напряму крутизни скатів і ухилів ліній; по-друге, наочне відображення дійсного ландшафту місцевості.
Рельєф місцевості на планах і картах зображують різними способами (штрихуванням, пунктиром, кольоровий пластикою), але найчастіше за допомогою горизонталей (Ізогіпс), числових відміток і умовних знаків.
Горизонталь на місцевості можна представити як слід, утворений перетином рівної поверхні з фізичної поверхнею Землі. Наприклад, якщо уявити пагорб, оточений нерухомою водою, то берегова лінія води і є горизонталь (Рис. 29). Що лежать на ній точки мають однакову висоту.
Припустимо, що висота рівня води щодо рівної поверхні 110 м (рис. 29). Припустимо тепер, що рівень води впав на 5 м і частина пагорба оголилася. Крива лінія перетину поверхонь води і пагорба буде відповідати горизонталі з висотою 105 м. Якщо послідовно знижувати рівень води по 5 м і проектувати криві лінії, утворені перетином поверхні води з земною поверхнею, На горизонтальну площину в зменшеному вигляді, то отримаємо зображення рельєфу місцевості горизонталями на площині.
Таким чином крива лінія, що з'єднує всі точки місцевості з рівними відмітками, називається горизонталлю.
Малюнок 29 - Спосіб зображення рельєфу горизонталями
При вирішенні ряду інженерних задач необхідно знати властивості горизонталей:
1. Всі точки місцевості, що лежать на горизонталі, мають рівні позначки.
2. Горизонталі не можуть перетинатися на плані, оскільки вони лежать на різних висотах. Винятки можливі в гірських районах, коли горизонталями зображують навис скеля.
3. Горизонталі є безперервними лініями. Горизонталі, перервані у рамки плану, замикаються за межами плану.
4. Різниця висот суміжних горизонталей називається висотою перетину рельєфу і позначається буквою h .
Висота перетину рельєфу в межах плану або карти строго постійна. Її вибір залежить від характеру рельєфу, масштабу і призначення карти або плану. Для визначення висоти перетину рельєфу іноді користуються формулою
h \u003d 0,2 мм · М,
де М - знаменник масштабу.
Така висота перетину рельєфу називається нормальною.
5. Відстань між сусідніми горизонталями на плані або карті називається закладенням ската або схилу. Закладення є будь-яку відстань між сусідніми горизонталями (див. Рис. 29), воно характеризує крутизну ската місцевості і позначається d .
Вертикальний кут, утворений напрямом ската з площиною горизонту і виражений в кутовій мірі, називається кутом нахилу ската ν (Рис. 30). Чим більше кут нахилу, тим крутіше скат.
Малюнок 30 - Визначення ухилу і кута нахилу ската
Іншою характеристикою крутизни служить ухил i. Ухилом лінії місцевості називають відношення перевищення до горизонтального прокладання. З формули випливає (рис. 30), що ухил безрозмірна величина. Його виражають в сотих частках (%) або тисячних частках - промиллях (‰).
Якщо кут нахилу ската до 45 °, то він зображується горизонталями, якщо його крутизна більше 45 °, то рельєф позначають спеціальними знаками. Наприклад, обрив показується на планах і картах відповідним умовним знаком (рис. 31).
Зображення основних форм рельєфу горизонталями наведено на рис. 31.
Малюнок 31 - Зображення форм рельєфу горизонталями
Для зображення рельєфу горизонталями виконують топографічну зйомку ділянки місцевості. За результатами зйомки визначають координати (дві планові і висоту) для характерних точок рельєфу і наносять їх на план (рис. 32). Залежно від характеру рельєфу, масштабу і призначення плану вибирають висоту перетину рельєфу h .
Малюнок 32 - Зображення рельєфу горизонталями
Для інженерного проектування зазвичай h \u003d 1 м. Відмітки горизонталей в цьому випадку будуть кратні одному метру.
Положення горизонталей на плані або карті визначається за допомогою інтерполяції. На рис. 33 приведено побудова горизонталей з відмітками 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 м. Горизонталі кратні 5 або 10 м проводять на кресленні потовщеними і підписують. Підписи наносять таким чином, щоб верх цифр вказував бік підвищення рельєфу. На рис. 33 підписана горизонталь з відміткою 55 м.
Там, де закладення більше, наносять штрихові лінії ( напівгоризонталі). Іноді, щоб зробити креслення більш наочним, горизонталі супроводжують невеликими рисками, які ставляться перпендикулярно горизонталях, у напрямку ската (в сторону стоку води). Ці рисочки називаються бергштрихи.
За схемою «Уточнена схема районування території СРСР по висот перерізу рельєфу на топографічних картах» о. Сахалін лежить на території рівнин і гірських територій, перетин рельєфу для масштабу 1: 25000 дорівнюватиме 2,5 метрам.
При виборі висоти перетину рельєфу необхідно враховувати дуже багато чинників і вимоги, що пред'являються до зображення рельєфу на топографічних картах і планах. Є забезпечення необхідної точності положення горизонталей при використанні різних методів зйомок, і одночасно однакова наочність малюнка горизонталей на картах одних і тих же масштабів і при одному і тому ж перетин рельєфу.
При зображенні рельєфу на картах необхідно чітко виділяти все горизонталі, навіть при невеликих закладених. При зображенні крутих непорушених схилів невеликої довжини спочатку проводять всі потовщені горизонталі, а між ними - така кількість горизонталей, яке дозволяє уникнути їх злиття. На основі врахування природних закономірностей ландшафту, зображення на картах рельєфу має бути ув'язано з зображенням інших компонентів ландшафту.
Практично в роботах зі створення топографічних карт гранично малою відстанню між горизонталями (закладенням) вважається 0,2 мм.
Формула за якою визначається закладення рельєфу наступна:
Де h- висота перетину рельєфу; a - кут нахилу поверхні.
Тому при виборі перетину рельєфу необхідно враховувати переважаючі кути нахилу поверхні.
Рельєф поверхні території Росії характеризується великою різноманітністю типів ісложностью своєї будови. Це визначає необхідність регіонального підходу до вибору висоти перерізу рельєфу на топографічних картах всього масштабного ряду, що встановлено в
загальнообов'язкове документі: «Основні положення щодо створення топографічних карт масштабу 1: 10000, 1: 25000, 1: 50000, 1: 100000», до якого додається схема районування території країни по висот перерізу рельєфу на топографічних картах. На цій схемі виділено кілька груп районів, що відрізняються своїми морфологічними характеристиками. З огляду на що, територія о. Сахаліну характеризується рівнинними і гірськими районами з переважаючими схилами до 3 *. Те по таблиці «Висоти перерізу рельєфу на топографічних картах», наведеної в «Польовий картографії» (Т.В. Верещака, Н.С. Подобелов), визначаємо, що оптимальною висотою перетину рельєфу даної території є 2 метри.
Але рельєф даної місцевості неоднорідний. Тому є ймовірність, що доведеться використовувати напівгоризонталі. Але вдаватися до
використання різних висот перерізу рельєфу в різних районах немає необхідності, так як це помітно ускладнить читання карти і проведення по ній морфометрических робіт, крім того, це не обумовлено морфометричними характеристиками рельєфу. У разі, коли на одному аркуші карти зображуються, наприклад, гірські і рівнинні ділянки, перетин рельєфу в межах кожного відповідного листа карти залишається єдиним з проведенням додаткових горизонталей або ж з проведенням не всіх горизонталей основного перетину між потовщеними горизонталями. Таким чином, вибір оптимального варіанту висоти перетину рельєфу на топографічних картах повинен спиратися на широке використання відомостей про
геоморфологічних особливості рельєфу кожної конкретної ділянки картографуванню території.
метод картографування
В даний час топографічні карти і плани масштабу 1: 500 1: 25000 створюються переважно на основі використання аерофототопографіческой зйомки, а в окремих випадках - наземної фототеодолітной зйомкою. Топографічні карти дрібніших масштабів
отримують шляхом камерального складання за наявними картами крупнішого масштабу.
Аерофототопографіческой зйомка - вид топографічної зйомки, яка виконується з використанням аерофотознімків та інших матеріалів аерофотозйомки за допомогою фотограмметричних приладів. Він проводиться комбінуванням і стереотопографіческой методами.
На основі точок польової планової прив'язки аерофотознімків і планового згущення опорної мережі способами фототріангуляцію виготовляють мозаїчні фотоплани з попередньо трансформованих аерофотознімків. З музичних фотопланов виготовляють светокопіі
(Репродукції), фотозображення яких дешифрируются в польових умовах для отримання зображення контурів. На цих же репродукціях виробляють малювання рельєфу методом наземної топографічної зйомки. В результаті отримують польовий складального оригіналу топографічної карти.
комбінований метод використовується при картографуванні головним чином заселених рівнинних районів і також горбистій місцевості.
Стереотопографіческійметод відрізняється великою диференціальних.
Основними процесами якого є:
Маркування розпізнавальних знаків і створення планово-висотної основи зйомки;
Виробництво аерофотознімальних робіт;
Польове і камеральне дешифрування аерофотознімків;
Малювання рельєфу на стереообрабативающіх приладах;
Ув'язка результатів дешифрування і малювання рельєфу на фотопланах, графічних планах або інших засадах складального оригіналу.
Цей метод створення топографічних карт відрізняється від комбінованого зведенням до мінімуму польових робіт, тому він є самим рентабельним.
фототеодолітного знімання - метод створення топографічних планів і карт, заснований на використанні фотознімків, отриманих фотографуванням з точок земної поверхні.
Фотографування проводиться фототеодоліта. Складання оригіналів топографічних карт і планів при цьому методі зйомки здійснюється за фотознімками з використанням фотограмметричних приладів.
Комплекс робіт складається з наступних основних процесів:
Вибір базисів і контрольних точок на місцевості;
Виконання польових та камеральних робіт по визначенню координат станцій, контрольних
точок і довжин базисів;
Фотографування фототеодоліта місцевості з обраних станцій і виконання фотолабораторних робіт;
Фотограмметрична обробка стереоскопічних пар наземних знімків на стереокомпараторах або стереоавтографа для отримання топографічної карти відповідного масштабу.
Фототеодолітного знімання використовується головним чином для створення великомасштабних топографічних планів при виконанні різних інженерних вишукувань на невеликих ділянках території. Ця зйомка виконується рідко, як правило в гірських і високогірних районах.
польове дешифрування виконують безпосередньо на місцевості шляхом зіставлення аерознімків з натурою. Це надійний метод дешифрування, що забезпечує більшу достовірність отриманих результатів, а й найбільш трудомісткий
камеральне дешифрування передбачає вивчення об'єктів за фотознімками в лабораторних умовах. Цей метод економічний, менш трудомісткий, забезпечує вивчення об'єктів за допомогою стаціонарних приладів, але він не може забезпечити вичерпну повноту, достовірність отриманої інформації і реєстрацію змін.
комбіноване дешифрування полягає в спільному використанні польового і камерального дешифрування в різних варіантах і співвідношеннях, залежно від конкретних умов.
І польове, і камеральне дешифрування може проводитися візуально і
інструментально. При виборі найбільш раціональної організації проведення робіт з топографічного дешифрування виходять з аналізу та обліку наступних умов:
1. Призначення і масштаб створюваної (оновлюваної) карти.
Метод створення.
2. Географічні особливості району. Вирішальне значення мають: тип
ландшафту, ступінь господарської освоєності території, щільність і
значимість об'єктів антропогенного характеру, прохідність,
віддаленість місцевості.
3. Топографо-геодезична вивченість об'єкта дешифрування.
Наявність і кондиційність зйомок минулих років.
4. Забезпеченість матеріалами аерозйомки, їх якість,
сучасність. Параметри, умови і час фотографування.
5. Співвідношення масштабу створюваної (оновлюваної) карти
і масштабу аерофотозйомки.
6. Забезпеченість матеріалами картографічного значення
інших відомств і довідковими даними.
7. Технічні засоби, які можуть бути використані
при створенні (відновленні) карт.
8. Види геодезичних і топографічних робіт, що проектуються на
об'єкті картографування. Вони мають значення для організації
збору відомостей про місцевість і для постановки самого дешифрування.
9. Звітні матеріали, передбачені технічним проектом. вони
можуть відрізнятися від звичайних, встановлених інструкціями, при
постановці зйомок для створення спеціалізованих карт, фотокарт і
інших топографічних карт нового типу.
При виборі технології дешифрування необхідний аналіз і облік всіх перерахованих факторів разом. Вони визначають прийоми та способи дешифрування, співвідношення польових і камеральних робіт, черговість польового і камерального дешифрування в кожному конкретному випадку.
Приступаючи до дешифрування слід усвідомити, які об'єкти можуть зустрітися на території картографування, як вони зображуються на аерофотографіях і як їх показати умовними знаками.
Основним матеріалом дешифрування є аерофотознімки. Будь-який вид дешифрування повинен бути забезпечений повним комплектом аерофотознімків з перекриттями, необхідним для їх стереоскопічного вивчення. Крім аерознімків використовують фотосхеми і фотоплани. Вони служать основою для фіксації результатів дешифрування.
Залежно від характеру і вивченості району, методу зйомки і технології топографічних робіт застосовують різні варіанти польового і камерального дешифрування: суцільне польове; маршрутне польове; суцільне камеральноє; камеральноє в поєднанні з польовим.
Найбільш раціональної методикою при створенні та оновленні топографічних карт є поєднання польового і камерального дешифрування у вигляді послідовно чергуються етапів. Воно передбачає два основні варіанти.
1. Польове дешифрування за маршрутами з подальшим
камеральним дешифруванням.
2. Попереднє камеральне дешифрування з подальшою
польовий доопрацюванням.
Для території о. Сахалін найбільш підходящим є другий варіант,
тому природні умови району та історія її картографування незумовлюють складності при створенні карти; район картографування досить вивчений в топографічному відношенні і забезпечений матеріалами;
У цьому випадку, як правило, роботу будують за схемою: 1) вивчення району, попередня розвідка зі складанням еталонів, аналіз наявних матеріалів вказівок редактора; 2) попереднє камеральне дешифрування; 3) складання проекту польового обстеження; 4) польова доопрацювання дешифрування і вибірковий польовий контроль камерального дешифрування; 5) польова приймання робіт.
В першу чергу складають проект наземних маршрутів.
Ретельно продумують організацію робіт, диференціюють маршрути
пішохідні, човнові по річках, автомобільні. Уникають дублювання і холостих ходів.
Редактор стежить за розміщенням маршрутів на суміжних аркушах.
Після закінчення проектування наземних маршрутів при необхідності намічають аеровізуальні маршрути так, щоб утворилася єдина мережа обстеження ділянки, де наземні і аеровізуальні маршрути доповнюють один одного.
Наземне маршрутне дешіфрірованіеследует виконувати в смузі шириною близько 250 м, Втім, ширина смуги обстеження
може коригуватися в залежності від характеру конкретної ділянки місцевості іразмещенія об'єктів на ньому. Маршрути прокладають з таким розрахунком, щоб дані
польових спостережень забезпечили камеральне дешифрування межмаршрутних просторів.
На о. Сахалін маршрути доцільно прокладати уздовж залізниць, І річок так як пересування по іншим транспортним шляхах може бути сильно ускладнено, а крім того всі важливі об'єкти, дешифрування яких вимагає особливої \u200b\u200bретельності, приурочені саме до цих транспортних шляхів. На яку охоплює маршрутом території виконують
розпізнавання об'єктів при звіряння з місцевістю, визначення їх характеристик, нанесення неізобразівшіхся об'єктів, збір відомостей і назв, фотографування, складання абрисів. Особливу увагу звертають на встановлення дешифровочних ознак
