Задание изображение рельефа способом горизонталей

Лабораторная работа № 1 − Изображение рельефа местности горизонталями

Цель работы: изучить сущность и основные формы рельефа, способ его изображения на планах и вертикальных разрезах.

1.1 Сущность и формы рельефа земной поверхности

Естественная поверхность земли неровная, на ней имеются углубления, возвышения и относительно плоские участки. Совокупность неровностей естественного происхождения определяет рельеф земной поверхности, который разделяют на горный, холмистый и равнинный.

Из всего многообразия форм рельефа выделяют основные: гора (холм), котловина, хребет, лощина и седловина (рисунок 1.1)

Гора (холм) − выпуклое куполообразное возвышение на земной поверхности. Гора возвышается над окружающей местностью более чем на 200 м, а холм − менее 200 м. Гора имеет вершину, склоны и подошву. Вершиной горы (холма) называется наивысшая ее точка. Боковую поверхность горы называют склоном, или скатом. Склоны гор бывают пологие, покатые и крутые. Очень крутой, стенообразный склон называется обрывом, а высокий обрыв называется утесом. Линия перехода скатов в окружающую местность называется подошвой, или подножием горы.

Котловина (впадина) − чашеобразное углубление, противоположная горе (холму) форма рельефа. Боковую поверхность котловины называют склоном, или скатом, а самую низкую точку — дном. Линию перехода боковой поверхности котловины в окружающую местность называют бровкой.

Хребет − вытянутая и постепенно понижающаяся в одном направлении возвышенность. Линия пересечения его склонов называется водоразделом, и она проходит по самым высоким точкам хребта.

Лощина − вытянутое в одном направлении углубление земной поверхности с общим наклоном дна в одну сторону. Лощина − противоположная хребту форма рельефа. Пересечение скатов лощины образует линию водослива, или тальвег. Широкая лощина с пологими скатами называется долиной. Узкая лощина с крутыми склонами в равнинной местности называется оврагом, или балкой, а в горной – тесниной, или ущельем.

Седловина − пониженный участок местности, расположенный на хребте между соседними вершинами. От седловины берут начало две лощины, распространяющиеся в противоположных направлениях.

1.2 Изображение рельефа местности горизонталями

Для изображения рельефа местности на планах и картах применяется метод горизонталей. Сущность этого способа заключается в следующем. Поверхность участка Земли через равные промежутки h по высоте мысленно рассекают горизонтальными плоскостями. Следы от пересечения этих плоскостей с поверхностью Земли образуют кривые линии, которые называются горизонталями. Горизонталь — это плавная кривая линия, соединяющая точки земной поверхности с одинаковыми высотами.

Рисунок 1.1 — Изображение рельефа местности горизонталями:

а) сущность способа горизонталей;

б) изображение основных форм рельефа горизонталями

Полученные горизонтали проектируют на горизонтальную плоскость PQ , а затем наносят на план или карту в соответствующем масштабе. Расстояние между соседними горизонталями в плане ab = d называется заложением. Чем больше заложение, тем меньше крутизна ската, и наоборот. Для того чтобы на плане отличить гору от котловины, к некоторым горизонталям по направлению ската ставятся черточки, называемые бергштрихами. Кроме того, горизонтали, кратные 5 или 10, подписывают так, чтобы верх цифры всегда был направлен в сторону повышения рельефа.

Горизонталь на местности можно представить как след, образованный пересечением поверхности воды с физической поверхностью Земли на изображаемом участке. Характерным примером горизонтали на местности служит береговая линия стоячей воды.

Расстояние h по высоте между соседними секущими плоскостями называется высотой сечения рельефа, которая устанавливается в зависимости от характера рельефа местности и масштаба съемки и может изменяться от 0,5 до 5 метров. Так, на планах масштаба 1:1000 высота сечения рельефа h принимается равной: в горных районах − 1 м, в равнинных − 0,5 м. На планах масштаба 1:2000 величина h принимается равной, соответственно, 2 м и 0,5−1,0 м.

Для обозначения на планах и картах различных предметов и контуров местности применяются условные знаки.

1.3 Свойства горизонталей

Из понятия о горизонталях вытекают следующие их свойства.

1. Все точки, расположенные на одной и той же горизонтали, имеют на местности одинаковую высотную отметку.

2. Горизонтали должны быть непрерывными линиями. Они могут прерываться лишь у оврагов.

3. Горизонтали не могут пересекаться и разветвляться.

Исключение составляет изображение горизонталями нависшего утеса.

4. Расстояние между горизонталями (заложение) характеризует крутизну ската, т.е. угол наклона ската к горизонту d или уклон; чем меньше это расстояние, тем круче скат, и наоборот. Заложение, нормальное к горизонталям, называется заложением ската.

5. Отношение высоты сечения рельефа h к заложению d называется уклоном линии . Уклон линии выражают в тысячных единицах, в процентах или в промилле. Например: h = 1 м, d = 200 м, тогда i = 0,005 = 0,5 % = 5 %.

6. Линии водоразделов и водосливов пересекаются горизонталями под прямыми углами.

Горизонтали, изображающие наклонную плоскость, имеют вид параллельных прямых линий.

Горизонтали имеют числовые отметки, кратные выбранной высоте сечения рельефа h .

При изображении рельефа местности на плане или карте все горизонтали, бергштрихи, высотные отметки и т.п., имеющие отношение к рельефу, вычерчиваются сиенно-жженой (коричневой) тушью.

1.4 Проведение горизонталей по отметкам точек

Изображение рельефа местности способом горизонталей осуществляется в следующей последовательности.

На бланке задания, содержащем точки с высотными отметками, карандашом тонкими линиями соединяют ближайшие точки таким образом, чтобы эти линии не пересекались, а получаемые треугольники были близки к равносторонним. При этом предполагаем, что точки, соединенные прямой линией, лежат на одном скате. Далее все линии прямого ската интерполируют, то есть определяют местоположение точек с отметками, кратными выбранной высоте сечения рельефа h .

Графическое интерполирование может быть выполнено с помощью миллиметровки или палетки. Более простой и наглядный способ-с помощью линейной палетки, представляющей собой ряд параллельных линий, проведенных на прозрачной бумаге (кальке) через одинаковое расстояние (0,5 или 1,0 см) и оцифрованных с учетом величин высотных отметок точек здания и h .

Интерполирование производится следующим образом. Пусть необходимо найти местоположение точек с отметками, кратными h = 1 м между точками 53,6 и 56,2 м. Линии палетки имеют следующую оцифровку: 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56 и 57 и т.д. м. Накладывают палетку на тонкую линию, соединяющую точки так, чтобы точка с отметкой 53,6 м оказалась на соответствующей отметке палетки, между линиями 53 и 54. Затем, фиксируя положение точки 53,6 иглой, вращают палетку до попадания точки с отметкой 56,2 м на соответствующую отметку палетки, между линиями 56 и 57. Точки пересечения линии, соединяющей точки 53,6 и 56,2 м, с линиями палетки, перекалывают на план и у каждой из точек подписывают соответствующую отметку палетки. В нашем примере−отметки 54, 55 и 56 м. В аналогичной последовательности производят интерполирование по линиям (рисунок 2), соединяющим остальные точки на плане. После этого точки на плане с одинаковыми отметками соединяют плавными кривыми линиями (горизонталями) толщиной 0,1-0,15 мм, используя свойства горизонталей. Горизонтали с отметками, кратными 5 м, утолщают до 0,3−0,45 м и в разрыве подписывают их отметки основанием цифр в сторону падения скатов. Все вспомогательные линии (кроме горизонталей) с плана убирают. В результате получают изображение рельефа местности горизонталями.

Рисунок 1.2 — Интерполирование горизонталей с помощью палетки

1. 5 Построение профиля по заданному направлению

Кроме изображения рельефа местности, на горизонтальной плоскости (плане или карте) при проектировании инженерных сооружений необходимо построение разреза местности на вертикальной плоскости, т.е. профиля. В зависимости от вида сооружения выбирают масштабы, при этом горизонтальный масштаб, как правило, в 10 раз мельче вертикального. Для построения профиля по заданному на плане направлению А−В на листе бумаги проводят горизонтальный отрезок, равный длине линии А-В. На этом отрезке отмечают положение точек пересечения линии А−В с горизонталями плана. Из этих точек восстанавливают перпендикуляры длиной, равной разности соответствующих абсолютных отметок и условного горизонта (УГ). Условный горизонт выбирают с таким расчетом, чтобы профиль располагался выше УГ. Соединив концы перпендикуляров плавной линией, получают профиль местности по заданному направлению.

Источник

Изображение рельефа горизонталями и построение профиля по топографической карте

Рубрика: Методика преподавания учебных дисциплин

Дата публикации: 08.07.2016

Статья просмотрена: 17018 раз

Библиографическое описание:

Гакаев, Р. А. Изображение рельефа горизонталями и построение профиля по топографической карте / Р. А. Гакаев. — Текст : непосредственный // Педагогика высшей школы. — 2016. — № 2 (5). — URL: https://moluch.ru/th/3/archive/32/1159/ (дата обращения: 19.11.2021).

Построение профиля рельефа по топографической карте формирует навыки быстрого ориентирования по характеру рельефа карты, чтения карты, упрощает построение прикладных задач, связанных с прокладкой различных маршрутов.

Топографическая карта дает трехмерное представление о местности, позволяя находить положение различных точек и объектов не только в горизонтальной плоскости, но и по высоте. Чтобы отчетливо представлять местность на карте, необходимо хорошо разбираться в изображении на ней рельефа, уметь определить по карте:

виды неровностей земной поверхности, их взаимное положение и связь между собой;
взаимное превышение и абсолютные высоты точек местности;
формы, крутизну и протяженность склонов. Рельеф земной поверхности представляет собой сложное сочетание пространственных форм, отличающихся друг от друга внешними очертаниями, размерами, высотой, ориентировкой относительно стран света, отношением к плоскости горизонта и некоторыми другими свойствами [3, 4].

Рельеф классифицируют по размерам форм и по отношению их к плоскости горизонта. По размерам различают крупные (макро-), средние (мезо-) и мелкие (микро-) формы рельефа.

По отношению к плоскости горизонта формы рельефа подразделяются на положительные, имеющие выпуклую поверхность и возвышающиеся над окружающей местностью (гора, хребет, увал), и отрицательные с вогнутой поверхностью и образующие понижения местности (долина, овраг, лощина, котловина). Формы рельефа характеризуются основными орографическими линиями, дающими представление о степени его расчлененности и составляющими как бы скелет неровностей местности (скелетные линии рельефа). Такими линиями являются: водораздел — линия или полоса местности, разделяющая поверхностный сток противоположных склонов возвышенностей; тальвег — линия, соединяющая наиболее низкие точки дна долины; бровка — линия перегиба склона, ниже которой он становится более крутым; подошва — линия перегиба склона, ниже которого он становится более пологим. Подошвой называют также подножия гор, холмов, обрывов. Изображение рельефа на топографических картах должно быть наглядным, давать количественные характеристики неровностей местности (абсолютные высоты и превышения точек, крутизна склонов и т. д.).

Рельеф на топографических картах изображается горизонталями в сочетании с отметками высот и условными обозначениями форм, которые нельзя изобразить горизонталями.

Высота сечения рельефа на карте зависит от масштаба карты и характера рельефа. Для равнинной и холмистой местности ее величина равна 0,02 величины масштаба карты (например, на картах масштабов 1:50 000 и 1:100 000 нормальная высота сечения соответственно равна 10 и 20 м). На картах же высокогорных районов, чтобы изображение рельефа не затемнялось из-за излишней густоты горизонталей и лучше б читалось, высоту сечения принимают в два раза больше нормальной (на карте масштаба 1:25 000–10 м, 1:50 000–20 м, 1:100 000–40 м, 1:200 000–80 м). На картах плоскоравнинных районов масштабов 1:25 000 и 1:200 000 высоту сечения принимают в два раза меньше нормальной, т. е. соответственно 2,5 и 20 м.

Рис. 1. Сущность изображения рельефа горизонталями

Горизонтали на карте, соответствующие установленной для нее высоте сечения, проводятся сплошными линиями и называются основными, или сплошными, горизонталями. Нередко бывает, что важные подробности рельефа не выражаются на карте основными горизонталями. В этих случаях помимо основных горизонталей применяют половинные (полугоризонтали), которые проводятся на карте через половину основной высоты сечения. В отличие от основных, половинные горизонтали вычерчивают прерывистыми линиями [3, 4].

В отдельных местах, где нужные подробности рельефа не выражаются основными и половинными горизонталями, проводятся между ними еще вспомогательные горизонтали — примерно через четверть высоты сечения. Их вычерчивают также прерывистыми линиями, но с более короткими звеньями.

Для облегчения счета горизонталей при определении высот точек по карте все сплошные горизонтали, соответствующие пятикратной высоте сечения, вычерчивают утолщенной линией (утолщенные горизонтали). Основная высота сечения указана на каждом листе карты — под южной стороной его рамки. Например, надпись «Сплошные горизонтали проведены через 10 м» означает, что на данном листе все горизонтали, показанные сплошными линиями, кратны 10 м, а утолщенные — кратны 50 м.

Наиболее наглядно представляются горизонталями неровности с крупными, четко выраженными и плавными формами. Изображение же плоскоравнинного рельефа получается менее выразительным, так как горизонтали здесь проходят на значительном расстоянии одна от другой и не выражают многих подробностей, заключающихся между горизонталями основного сечения. Поэтому на картах равнинных районов наряду с основными (сплошными) горизонталями широко применяются полугоризонтали. Это улучшает читаемость и подробность изображения равнинного рельефа. Изучая такой рельеф и определяя по карте его числовые характеристики, надо особенно внимательно следить за тем, чтобы не спутать половинные и вспомогательные горизонтали с основными.

При изучении по карте горного и сильнопересеченного рельефа, наоборот, приходится иметь дело с очень густым расположением горизонталей. При большой крутизне скатов заложения местами бывают настолько малы, что провести здесь раздельно все горизонтали не представляется возможным. При изображении на картах скатов, крутизна которых больше предельной, горизонтали вычерчивают слитно одну с другой или же пунктиром, оставляя между утолщенными горизонталями вместо четырех только две или три промежуточные горизонтали. В таких местах при определении по карте высот точек или крутизны скатов следует пользоваться утолщенными горизонталями.

Профиль является вертикальным разрезом рельефа местности по заданному направлению. Построение профиля по направлению АВ показано на рисунке 2.

Порядок построения профиля:

Прочертить карандашом на карте профильную линию АВ, направление которой задано.
Оценить максимальную и минимальную высоту по линии профиля.

Hmax = 86,7 м; Нmin = 56,5 м. Разность — 30,2 м. Если разность высот округлить в большую сторону, получаем 7 интервалов по 5 м.

Задать горизонтальный и вертикальный масштабы профиля.

Горизонтальной линией профиля является ось расстояний, вертикальной линией — ось высот.

Рис. 2. Построение профиля рельефа

Обычно горизонтальный масштаб профиля равен масштабу топографической карты, по которой он строится, а вертикальный масштаб принимают в 10 раз крупнее горизонтального. Например, масштаб карты 1:50 000. Следовательно, горизонтальный масштаб профиля равен 1:50 000, а вертикальный масштаб — 1:5 000. В некоторых случаях, для большей наглядности, применяют более крупные масштабы высот, либо укрупняют и горизонтальный масштаб. В любом случае для основания масштаба рекомендуется выбирать числа: 1; 2; 2,5; 5 (1:1000, 1:200, 1:50 и т. п.). В нашем примере горизонтали проведены через 5 м. Если взять высоту профиля (без надписей) 7 см, то получим вертикальный масштаб 1:500 (в 1 см 5 м) [2, 3].

Построить горизонтальную и вертикальную оси координат профиля и оцифровать их в соответствии с выбранными горизонтальным и вертикальным масштабами. Вертикальная координатная ось — шкала высот начинается с абсолютной отметки, выбранной для основания профиля, так называемой линии (точки) условного горизонта. Ее значение должно быть меньше минимальной абсолютной отметки по линии профиля и выражено круглым числом. Условный горизонт на рисунке равен 50 м.

На горизонтальной оси отложить отрезки, соответствующие пересечениям горизонталей с профильной линией, а также точек пересечения линии профиля с объектами ситуации (дорогами, линиями связи, объектами гидрографии, границами лесов и т. п.). Для этого можно воспользоваться полоской бумаги, на которую вначале с карты переносят характерные точки, а затем с полоски бумаги эти точки переносят на горизонтальную линию профиля.

Из отмеченных точек на горизонтальной оси восстановить перпендикуляры, соответствующие их абсолютным высотам. Полученные точки соединить плавной линией.

Для точки 16, находящейся рядом с вершиной горы, определение высоты связано с построением однородного отрезка АВ. В этом случае превышение точки в по отношению к вершине горы будет отрицательным: hв = 85,0–87,8 = -2,8 м. Длина отрезка ав равна 26 мм, отрезка от точки а до точки № 16 10 мм. Из пропорции находим, ав = -2,8 м (10 мм / 26 мм) = -1,1 м. Следовательно, высота точки № 16 будет равна Н16 = 87,8–1,1 = 86,7 м.

Если высоты точек профиля определяют дополнительно, то их значения записывают в скобках. Характерными точками рельефа и ситуации являются точки перегибов рельефа, линии водоразделов и водосливов (тальвеги), седловины, вершины гор (холмов), дна котловин (ям), пересечения с объектами линейного типа, гидрографией, а также и другие точки, представляющие интерес для исполнителя.

Гакаев Р. А. Точность и погрешность измерений на картах при выполнении практических работ по топографии. Педагогика высшей школы. 2016. № 1 (4). С. 48–53.
Гакаев Р. А. Методы картографического исследования и этапы их формирования. Педагогика высшей школы. 2016. № 1 (4). С. 1–4.
Жмойдяк Р. А. и др. Лабораторные занятия по топографии с основами геодезии. Учебное пособие для географических факультетов /Р. А. Жмойдяк, В. Я. Крищанович, Б. А. Медведев/ Мн.: Высш. школа, 1979. — 295 с., ил.
Николаев А. С. Военная топография. Москва. Воениздат. 1977. — 280 с.
Хаджимурадов М. А., Гакаев Р. А., Умарова М. З. Основы геоинформационных систем и технологий. Назрань: Пилигрим, 2016.

Задание изображение рельефа способом горизонталей