Изображение рельефа на плане местности. Как выглядит план? Изображение рельефа на планах и картах

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

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

Рельеф земной поверхности весьма разнообразен, но все многообразие форм рельефа для упрощения его анализа типизировано на небольшое количество основных форм (рис. 4).

К основным формам рельефа относятся.

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

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

Рис. 4. Формы рельефа: 1 – лощина; 2 – хребет; 3 , 7 , 11 – гора; 4 – водораздел; 5 , 9 – седловина; 6 – тальвег; 8 – река; 10 – обрыв; 12 – терраса

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

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

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

1.3.2. Изображение рельефа с помощью горизонталей, числовых отметок и условных знаков

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

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

Горизонталь на местности можно представить как след, образованный пересечением уровенной поверхности с физической поверхностью Земли. Например, если представить холм, окружённый неподвижной водой, то береговая линия воды и есть горизонталь (рис. 5). Лежащие на ней точки имеют одинаковую высоту.

Рис. 5. Способ изображения рельефа горизонталями

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

Таким образом кривая линия, соединяющая все точки местности с равными высотами,называетсягоризонталью .

При решении ряда инженерных задач необходимо знать свойства горизонталей:

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

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

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

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

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

h = 0,2 мм  М,

где М – знаменатель масштаба.

Такая высота сечения рельефа называется нормальной.

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

Вертикальный угол, образованный направлением ската с плоскостью горизонта и выраженный в угловой мере, называется углом наклона ската (рис. 6). Чем больше угол наклона, тем круче скат.

Рис. 6. Определение уклона и угла наклона ската

Другой характеристикой крутизны служит уклон i . Уклоном линии местности называют отношение превышения к горизонтальному проложению . Из формулы следует (рис. 6), что уклон безразмерная величина. Его выражают в сотых долях (%) или тысячных долях – промиллях (‰).

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

Совокупность разных видов неровностей земной поверхности носит название рельефа. В инженерной практике и в военном деле рельеф имеет очень большое значение.

Сочетание различных форм рельефа бывает весьма сложное и изучение его становится поэтому затруднительным. Уметь разбираться в рельефе, различать и улавливать основные формы его,-- значит уметь читать рельеф.

Для изображения рельефа на планах и картах прибегают к особого рода условным, знакам -- горизонталям. Такие условные: знаки дают наглядное представление о виде и взаимном расположении форм рельефа и в то же. время позволяют легко определять высоту любых точек, крутизну и направление ската.

Сущность этого способа заключается в следующем.

Представим себе некоторую возвышенность, рассеченную параллельными плоскостями, отстоящими друг от друга на одинаковом расстоянии, называемом высотой сечения рельефа. Пересечение этих плоскостей с земной поверхностью образует замкнутые кривые линии АА, ВВ, СС, ЕЕ и FF.

Все точки, лежащие на одной и той же горизонтали, имеют одинаковую высоту. Горизонтали наносят на бумагу в масштабе составляемого плана. Расстояния между горизонталями в плоскости плана в различных местах его неодинаковы. Они зависят от того, насколько круто наклонены к горизонту поверхности, образующие рельеф.

Расстояние между смежными горизонталями в горизонтальной плоскости называется заложением и обозначается буквой d.

Поверхности, образующие отдельные части рельефа, наклоненные к горизонту под тем или иным углом, называются скатами. Простейшим видом ската является, наклонная плоскость. Наклонная плоскость АВ, расположенная между секущими плоскостями, соответствующими 40й и 45й горизонталям, рассечена вертикальной плоскостью. Наклонная линия АВ, представляющая собой сечение ската, наклонена к горизонту под углом а, характеризующим собой крутизну ската.

В инженерной практике крутизна ската чаще всего выражается уклоном.

Уклоном называется отношение превышения между крайними точками ската к горизонтальному проложению линии между этими точками.

В прямоугольном треугольнике АВВ 1 катет ВВ 1 = h есть высота сечения горизонталей. Катет АВ 1 = d 1 того же треугольника есть горизонтальное проложение линии АВ 1 называемое заложением ската.

Из прямоугольного треугольника АВВ 1 имеем

Но соотношение h/d представляет собой уклон обозначаемый буквой i, по этому i=h/d

Из этого же вытекает:

1. При одной и той же высоте сечения h горизонталей с уменьшением крутизны ската заложение d увеличивается. Для ската А, В, расположенного к горизонту под углом а1, меньшим чем а, заложение d1 больше чем d.

На каждом участке ската однородной крутизны горизонтали располагаются в плане на одинаковом друг от друга расстоянии.

2. При одном и том же угле наклона а заложение d меняется прямо пропорционально изменению высоты сечения h.

Резкий переход от очень пологого ската к очень крутому скату называется обрывом. При изображении обрыва горизонталями, последние сильно сближаются и даже сливаются между собою. В последнем случае обрыв изображается условным знаком в виде зубцов, направленных остриями в сторону его понижения.

Для того чтобы при чтении рельефа по горизонталям не было затруднений в определении повышающихся и понижающихся скатов, при горизонталях через некоторые промежутки на плане подписывают их отметки. Наряду с этим, в некоторых местах от горизонталей прочерчиваются короткие черточки, называемые бергштрихами, указывающие направление понижения ската.

Для изображения рельефа горизонталями имеет большое значение выбор высоты сечения. Чем меньше высота сечения, тем больше подробностей рельефа отобразится на плане. Однако в этом случае план может оказаться перегруженным горизонталями и потеряет наглядность. Чтобы горизонтали на плане были отчетливо видны, необходимо проводить их не ближе 0,2 мм друг от друга, так как толщина. линий и светлых промежутков между ними не может быть меньше 0,1 мм. Высота сечения рельефа, соответствующая 0,2 мм в масштабе плана, называется нормальной. Например, для масштаба 1: 1000 нормальное сечение равно 20 см.

Но характер рельефа местности может вызывать изменение высоты сечения вту или другую сторону от ее нормальной величины. В гористой местности, при наличии очень крутых скатов, горизонтали нормальной высоты сечения могут сливаться между собой и затемнять план. Высоту сечения в этом случае приходится увеличивать. Наоборот, в равнинной местности детали рельефа могут вырисовываться недостаточно, поэтому высоту сечения надлежит брать меньшую, чем нормальная высота сечения, Кроме этого в некоторых местах, требующих деталировки в изображении рельефа, необходимо проводить еще и полугоризонтали.

Полугоризонтали, в отличие от самих горизонталей, проводятся пунктирными линиями.

Для того чтобы приучить себя наилучшим образом разбираться в рельефе, изображенном горизонталями, не обходимо прежде всего улавливать основные формы рельефа по его типовым формам (гора, котловина, хребет, лощина и седловина).

Гора и котловина изображаются замкнутыми, опоясывающими друг друга кривыми линиями. Для отличия их друг от друга на горизонталях, изображающих их, при помощи бергштрихов показано направление их скатов.

Изображения хребта и лощины горизонталями также сходны между собой. Горизонтали, изображающие хребет, обращены выпуклостями в сторону понижения водораздела, проведенного на, а пунктирной линией. Горизонтали, изображающие лощину, своими выпуклостями обращены в сторону повышения тальвега (водослива), что также отмечено бергштрихами. Поперечные очертания хребта и лощины представлены на рисунке в виде поперечных разрезов (профилей).

Седловина (место на перевале хребта, от которого в противоположные стороны расходятся лощины) изображается горизонталями. Особенностями изображения седловины являются, вопервых, наличие двух вершин А и В, а вовторых, сам вид изображения ее напоминает очертание седла с условным знаком, помеченным пунктиром в середине рисунка. Даны также профили по линии, проходящей через вершины А и В и по линиям тальвегов лощин, расходящихся в противоположные от хребта стороны (разрез по CD).

Как обозначаются предметы местности на плане? Какова польза плана в хозяйственной деятельности человека?

Внимательно посмотрите рисунок 16. Здесь волнистая длинная синяя линия - река; местность с изображением дерева - лес; мелкие коричневые точки - пески; многочисленные коробочки - дома, селения; зеленый участок с мелкими кружочками - сад.

Рис. 16. План местности.

Планом местности называют изображение сверху небольшого участка поверхности Земли на бумаге в уменьшенном виде (по-латыни планум - плоскость).
По плану можно узнать общие черты местности, месторасположение предме­тов и точно определить расстояние меж­ду ними.
Формы предметов на плане - это вид предметов сверху. Поэтому одно-, двух- и многоэтажные дома выглядят одинаково, так как на бумагу наносят только лишь занимаемую ими площадь (рис.17).

Рис. 17. Нанесение предметов местности на план.

Чтобы различить предметы на плане, возникает необходимость сверху написать их названия. Но тогда весь чертеж состоял бы из надписей. И было бы трудно понять такой чертеж. Поэтому, для того чтобы было легко представить характер местности, используют условные знаки (рис. 18).

Рис. 18. Условные знаки.

Во многих случаях рисунок или цвет условных знаков показывает особенности предметов, изображенных на плане. Например, обозначения одинокого дерева, ветряной мельницы, дорожного указа­теля и многие другие знаки напоминают их внешний вид. Группа однородных объектов, тесно связанных друг с другом, занимающих определенную поверхность земли, раскрашена однородными красками. Например, водная гладь раскрашена голубой краской, лес - зеленой, местность с обозначением кустарниковых растений - бледно-зеленой и т.п.

3. Абсолютная и относительная высоты. Для изображения рельефа земной поверхности на плане необходимо знать высоты точек. На земле имеются горы, возвышенности, низменности. Насколько они высоки или низки, можно узнать, сравнив их высоты относительно одинакового уровня. В качестве первоначального уровня берут поверхность океана или моря, принимаемого за 0.
Абсолютной высотой называют высоту точки земной поверхности, отсчитываемую от уровня моря или океана (по-латыни абсолют - неограниченный, безусловный). На территории бывшего Советского Союза абсолютная высота земной поверхности отсчитывается относительно уровня Балтийского моря. Там высота - Ом.

Рис. 19. Положительные и отрицательные абсолютные высоты.

Высота точек, расположенных выше уровня моря, считается положительной, а расположенных ниже - отрицательной (рис.19). Разность высот от одной точки земной поверхности до другой называют относительной высотой.
Например, если вершина холма на 20 м выше его подошвы, то это будет относительная высота. Относительные высоты на земной поверхности определяют с помощью инструмента нивелира.

Рис. 20. Нивелир.

Простейший нивелир можно легко изготовить самим. На верхнюю часть рейки высотой 1 м горизонтально прибивают деревянную планку. На ней устанавливают отвес на шнуре, который используют для проверки правильности уровня планки (рис. 20).
Для определения высоты холма один ученик, стоя у подошвы холма, направляет нивелир к его склону. Второй ученик вбивает колышек в указанное место. Это означает, что место забитого колышка от нивелира находится на 1 м выше. Далее нивелир переносят к колышку и направляют на следующую точку. Таким образом, перемещаясь вверх по склону, определяют относительную высоту вер­шины холма от его подошвы (рис. 21).

Рис. 21. Измерение высоты холма.

4. Горизонтали. На плане местности и топографической карте рельеф земной поверхности изображается горизонталями (по-гречески горизон - разграничивающий). Горизонталями называют ли­нии, соединяющие точки с одинаковой высотой.

Горизонтали можно сравнить с линиями уровня воды, расположенными на определенной высоте земной поверхности. На рисунке 22 показано, как уровень воды, поднимаясь, постепенно заливает холм. 1 - вода заливает подошву холма. 2, 3, 4 - вода, поднимающаяся каждый раз на 1 метр, заливает определенные участки холма.

Рис. 22. Изображение холма горизонталями.

Горизонтали на топографических картах проводят через определенные высоты (1 м, 2,5 м, 5 м, 10 м и т.п.). Величина этих высот зависит от масштаба карты и от характера земной поверхности. Например, на топографической карте масштаба 1:10 000 на плоской равнине горизонтали проводят через каждые 2,5 м, а на холмистой местности - каждые 5,0 м.
Чтобы легко определить характер земной поверхности, на карте цифрами обозначают высоты не­которых горизонталей и точек. Верхняя часть цифры всегда направлена в сторону повышения, а нижняя часть - понижения высоты. Кроме того, направление ската показывает перпендикулярная к горизонталям черточка бергштрих (по-немецки берг - гора, штрих - черта) (рис. 23).

Рис. 23. Определение различия форм рельефа по цифрам и бергштриху. Расположение цифр показывает повышение и понижение высоты местности.

Некоторые формы земной поверхности (обрывы, овраги и т. д.), которые невозможно обозначить горизонталями, изображают с помощью дополнительных условных знаков.

5. Значение плана для деятельности человека. План очень необходим в ежедневной жизни. Перед тем, как начать любое крупное строительство завода, фабрики и гидроэлектростанции, нужно начертить план той местности. Чтобы проложить дорогу, построить здание, ну­жен план. Специалист сельского хозяйства также планирует посевные работы. План помогает ориентироваться на местности во время туристических походов и путешествий. Поэтому умение разбираться в плане, наносить его на бумагу при не­обходимости приносит очень большую пользу.

1. Что такое план?

2. Как изображается поверхность земли на плане?

3. Что называют абсолютной и относительной высотой?

4. Что такое горизонтали? 5.

Для чего используется бергштрих?

6. Какова польза плана в хозяйственной деятельности человека?

7. Нарисуйте в тетради условные знаки и запомните, что они обозначают.

8. Используя нивелир, определите высоту холма или глубину оврага.

Лекция III

План и карта. Решение задач на плане и карте

Планом местности называется чертеж, представляющий собой уменьшенное и подобное изображение ее проекции на горизонтальную плоскость. Планы, изображающие только ситуацию местности называются ситуационными или контурными . Если кроме предметов местности изображен еще и рельеф, то план называется топографическим .

Картой называется построенное по определенным математическим законам уменьшенное обобщенное изображение на плоскости всей Земли или значительных ее частей с учетом кривизны уровенной поверхности. Карты в зависимости от масштаба условно делят на крупномасштабные – от 1:100 000 и крупнее, среднемасштабные – от1:200 000 до 1:1 000 000, мелкомасштабные – мельче 1:1 000 000. При создании карт строят прежде всего сетку меридианов и параллелей, которая называется картографической сеткой. Кроме того, на многих картах изображают километровую сетку.

Профилем местности называют изображенное в уменьшенном виде сечение вертикальной плоскостью поверхности Земли по заданному направлению.

Масштабы

Масштабом называется отношение длины линии на плане (профиле) к соответствующей проекции этой линии на местности.

Численный масштаб представлен в виде правильной дроби.

Линейный масштаб представляет собой прямую, на которой несколько раз откладывают один и тот же отрезок, называемый основанием масштаба (рис. 3-1). Крайний левый отрезок делят обычно на 10 равных частей.

Поперечный масштаб более точен и позволяет определять расстояния с точностью до метра (рис. 3-2) . Обычно считают, что 0,1 мм - наименьшее расстояние различаемое глазом. Þ Горизонтальное расстояние местности, соответствующее в данном масштабе 0,1 мм плана называют точностью масштаба .

Номенклатура карт и планов

Номенклатурой называется система обозначений (нумераций) отдельных листов топографических карт (планов). В основу положена карта масштаба 1:1 000 000. Для получения одного листа карты этого масштаба весь земной шар делят меридианами и параллелями на колонны и ряды (рис. 3-3). Меридианы проводят через каждые 6° на восток и запад, начиная от Гринвича, а параллели через каждые 4° к северу и югу, начиная от экватора. Т.о. размеры каждого листа равны 4°´ 6°. Номенклатура каждого листа карты 1:1 000 000 состоит из двух индексов: большой буквы латинского алфавита, которая определяет широтный ряд – пояс, и числа соответствующего номеру колонны. Так, Москва находится на листе N-37.

Разделив лист миллионного масштаба на четыре части получим карту масштаба 1:500 000 (рис. 3-4). Листы обозначаются прописными буквами русского алфавита (А, Б, В, Г).

Лист карты масштаба 1:200 000 получают делением листа миллионной карты на 36 частей: I – XXXVI. Для получения листа масштаба 1:100 000 каждый лист масштаба 1: 1 000 000 делят на 144 части: 1 – 144 и т.д. (более подробно в учебнике Закатова, стр. 40-43 §13).

Условные знаки топографических карт

Масштабными называют условные знаки, которыми предметы местности изображают с соблюдением масштаба или плана. Они дают возможность определить по плану или карте не только местоположение предмета, но и его размеры.

Внемасштабными называются условные знаки, которыми предметы местности изображают без соблюдения масштаба карты или плана. Предметы, обозначаемые такими условными знаками, занимают на плане или карте больше места, чем это следовало бы по масштабу.

Рельеф местности и способы его изображения

Рельефом местности называется совокупность неровностей физической поверхности Земли. В зависимости от характера рельефа местность делят на горную, холмистую и равнинную (рис. 3-5).

Определение типовых форм см. в учебнике Закатова, стр 43-46, §14.

Для изображения рельефа местности пользуются различными способами: перспективным изображением, штриховкой, отмывкой, горизонталями.

Горизонталью называется замкнутая кривая линия, изображающая геометрическое место точек земной поверхности с одинаковыми высотами.(рис 3-6).Для большей наглядности направление понижения скатов показывается черточками, называемыми бергштрихами . Для указания высот горизонталей их отметки подписывают в разрывах горизонталей, располагая верх цифр по направлению ската. Для большей выразительности рельефа, как правило, пятая, а иногда десятая горизонталь утолщаются.

Разность высот двух соседних горизонталей называется высотой сечения рельефа .