Научно-методическим советом ИНЖЕНЕРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Брянская государственная инженерно-технологическая академия»

 

Кафедра графики и геодезии

 

Утверждены

научно-методическим советом

БГИТА

Протокол №____ от__________2011г.

 

 

ИНЖЕНЕРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА

ГЕОДЕЗИЯ

Учебное пособие

для выполнения расчетно-графической работы

«Топографические карты и планы»

для студентов 1-го курса

направления подготовки специалистов

270800 «Строительство»

 

Брянск 2011

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Брянская государственная инженерно-технологическая академия»

 

ИНЖЕНЕРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА

ГЕОДЕЗИЯ

для выполнения расчетно-графической работы «Топографические карты и планы» для студентов 1-го курса

Работа 1 Масштабы, их точность.

Работа 2 Решение задач по топографической карте без учета рельефа.

Работа 3 Решение задач по топографической карте с учетом рельефа.

Работа 4 Условные знаки планов и карт.

 

 

РАБОТА 1

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ К РАБОТЕ 1

При составлении планов и карт горизонтальные проекции линий местности уменьшают в определенное число раз в зависимости от требований и точности,… Степень уменьшения горизонтальных проекций линий местности при изображении их… ℓ/L – масштаб. Различают численный и графические масштабы.

Задание к работе 1. Масштабы, их точность

Задание 1.Оцифровать линейный масштаб с основанием а=1см для численного масштаба 1:

 

 

Задание 2.Изобразить на плане следующие длины отрезков:

 

Масштабы	Длина отрезка
на местности, м	на плане
1:200
1:500
1:1000
1:25000

 

Задание 3. Определить длины отрезков (м), взятых с планов следующих масштабов

 

Масштабы	Длина отрезка
на плане	на местности, м
1:500
1:2000
1:10000
1:50000

 

 

Задание 4.Определить графическую точность нижеперечисленных масштабов:

 

Масштаб	Точность, м	Масштаб	Точность, м
1:200		1:5000
1: 500		1:10000
1:1000		1:25000
1:2000		1:500000

 

 

Задание 5. Вычертить поперечный масштаб с основанием 2 см

 

 

РАБОТА 2

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ К РАБОТЕ 2

 

Определить прямоугольные координаты заданных точек

Чтобы изобразить на плоскости сферическую поверхность Земли в виде карты, на плоскость переносят сеть меридианов и параллелей- картографическую… В геодезии применяют такую проекцию, которая не искажала бы углов, т.е.… Проекцию Гаусса-Крюгера получают, проецируя земной шар на поверхность цилиндра, касающегося Земли, по какому-либо…

Определить географические координаты заданной точки

Положение любой точки, лежащей на поверхности земного шара, можно определить, зная ее географические координаты: λ – долготу и φ – широту.… Широты бывают северные и южные, изменяющиеся от 0°(на экваторе) до 90° (на… Долготы бывают восточные и западные. Изменяются от 0° (на начальном меридиане) на восток и запад до 180°.

Определить дирекционный угол заданной линии

В топографии и геодезии, а также на топографических картах ориентирование производится по северу с учетом углов по ходу часовой стрелки, поэтому для сохранения знаков тригонометрических функций положение осей координат, принятое в математике, повернуто на 90˚.

Дирекционным углом называют горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного направления линии, параллельной осевому меридиану, до направления данной линии. По абсолютному значению дирекционные углы измеряются от 0° до 360°. Вертикальные линии километровой сетки на топографической карте — прямые, параллельные осевому меридиану. Следовательно, для решения этой задачи нужно измерить транспортиром угол между северным направлением вертикальной линии километровой сетки и направлением линии, соединяющей заданные точки.

Определить истинный и магнитный азимут заданной линии

Магнитным азимутом называется горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления магнитного меридиана по ходу часовой стрелки до… Направления магнитного и истинного меридианов, проходящих через одну и ту же… При восточном склонении магнитные азимуты по абсолютному значению меньше соответствующих истинных азимутов на величину…

Задание к работе 2.

 

Решение задач по топографической карте без учета рельефа

Задание: На топографической карте масштаба 1: …………..

решить следующие задачи:

1. Определить прямоугольные координаты заданных точек.

2. Определить географические координаты заданной точки.

3. Определись дирекционный угол заданной линии.

 

4. Определить истинный и магнитный азимут той же линии.

Исходные данные: Топографическая карта масштаба 1: ………..

с заданными точками.

 

Решение задачи 1

1. На схеме листа карты (рисунок 1): а) показать (приближенно) две заданные точки или точки задаются… б) провести ближайшие к ним вертикальные и горизонтальные линии километровой сетки;

Решение задачи 2

1. На листе карты провести (карандашом) через определенную точку: а) параллель (параллельно горизонтальной рамке карты или линии соединяющей… б) меридиан (параллельно вертикальной рамке карты или линии соединяющей концы одноименных минут или десятисекундных…

Решение задачи 3

(Определись дирекционный угол заданной линии):

 

1. Измерить транспортиром на карте угол, составленный северным концом вертикальной линии километровой сетки и направлением определяемой линии (по ходу часовой стрелки) .

2. Показать на схеме листа карты (рисунок 1) этот угол и подписать его значение.

3. Для определения точного значения дирекционного угла линии нужно по ранее определенным (в задаче №1) прямоугольным координатам точек решить обратную задачу на координаты:

tg rАВ = tg aАВ= (У_В-У_А) / (Х_В-Х_А)=

rАВ =

 

 

αАВ =

 

 

Решение задачи 4

  1. Измерить транспортиром на карте угол, образованный северным концом… 2. Показать этот угол на схеме листа карты и подписать его значение.

РАБОТА 3

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ К РАБОТЕ 3

При решении народнохозяйственных задач, связанных с разведкой и эксплуатацией месторождений полезных ископаемых, проектированием различных… 3.1.1 Сущность изображения рельефа земной поверхности горизонталями

Основные формы рельефа.

 

В зависимости от характера рельефа местность делят на равнинную, холмистую и горную. Рельеф местности слагается из различных сочетаний форм земной поверхности, к основным из которых относятся холм, котловина, хребет, лощина и седловина.

Холм, гора – выпуклая, конусообразная форма рельефа, возвышающаяся над окружающей местностью (рис. 3)

 

Рисунок 3 - Холм

 

 

Наивысшая точка горы или холма называется вершиной.От вершины во все стороны идут скаты; линия перехода скатов в окружающую равнину называется подошвой. Гора отличается от холма размерами и крутизной скатов; при высоте над окружающей местностью до 200 м подобная форма рельефа с пологими скатами называется холмом, а более 200 м с крутыми скатами – горой. Горы и холмы изображаются замкнутыми горизонталями с бегштрихами, направленными от вершины к подошве.

Котловина или впадина– противоположная горе (холму) форма рельефа, представляющая чашеобразное углубление земной поверхности (рис. 4).

 

 

 

Рисунок 4 - Котловина или впадина

 

Самая низкая точка котловины называется дном. Боковая поверхность состоит из скатов; линия их перехода в окружающую местность называется бровкой. Котловина, как и гора, изображается замкнутыми горизонталями, однако бегштрихи в этом случае направлены ко дну.

Хребет – вытянутая и постепенно понижающаяся в одном направлении возвышенность (рис. 5).

 

Рисунок 5 - Хребет

 

Хребет обычно представляет собой ответвление от горы или холма. Линия, соединяющая самые высокие точки хребта, от которой в противоположные стороны отходят скаты, называется водоразделом. Хребет изображается выпуклыми горизонталями, направленными выпуклостью в сторону понижения местности.

Лощина– вытянутая или постепенно понижающаяся в одном направлении возвышенность (рис. 6).

Рисунок 6 - Лощина

Два ската лощины, сливаясь между собой в самой низкой ее части, образуют линию водослива или тальвег. Разновидностями лощины являются: долина – широкая лощина с поло­гими скатами; овраг – (в горной местности – ущелье) – узкая лощина с обрывистыми обнаженными скатами. Лощина изо­бражается вогнутыми горизонталями, направленными вогнутостью в сторону понижения местности; обрывистые склоны оврага изображаются специальными условными знаками (рис. 7).

 

Рисунок 7 - Овраг

 

Седловина – пониженный участок местности, расположенный на хребте между соседними вершинами (рис. 8).

Рисунок 8 - Седловина

 

От седловины берут начало две лощины, распространяющиеся в противоположных направлениях. В горной местности седловины служат путями сообщения между противоположными склонами хребта и называются перевалами. Седловина изображается горизонталями, обращенными выпуклостями навстречу друг к другу.

Вершина горы, дно котловины, самая низкая точка седловины и точки перегиба скатов называются характерными точ­ками рельефа, а линии водораздела и водослива – харак­терными линиями рельефа.

Все формы рельефа образуются из сочетания наклонных по­верхностей – скатов, которые подразделяются на ровные, вы­пуклые, вогнутые и смешанные (рис. 9).

 

 

ровный скат выпуклый скат вогнутый скат смешанный скат

 

 

Рисунок 9 - Формы скатов

 

Как видно из рисунка 9, горизонтали, изображающие ровный скат, располагаются на одинаковых расстояниях друг от друга. При выпуклом скате расстояния между горизонталями у подошвы меньше, чем у вершины. При вогнутом скате горизонтали у подошвы отстоят друг от друга на большем расстоянии, чем у вершин. Следовательно, по характеру горизонталей на топографиче­ской карте или плане можно установить форму скатов.

 

Свойства горизонталей

Из сущности изображения рельефа горизонталями вытекают следующие основные их свойства:

1. Все точки, лежащие на одной и той же горизонтали, имеют одинаковую высоту.

2. Замкнутые в пределах карты или плана горизонтали обозначают холм или котловину.

3. Горизонтали на плане или карте должны быть непрерывными линиями.

4. Горизонтали не могут пересекаться и разветвляться. Исключение может составлять случай, когда горизонталями изобра­жается нависший утес. Поэтому для изображения на картах скал (в том числе и нависших утесов) установлен специальный условный знак.

5. Расстояние между горизонталями в плане (заложение) характеризует крутизну ската, т. е. угол наклона ската к горизонту v.

Как следует из рисунка 10,б угол наклона v₁ линии местности АВ, которой соответствует заложение Аb, больше угла наклона v₂ линии АС, заложение которой Ас>Аb, следовательно, при данной высоте сечения рельефа h крутизна линии тем больше, чем меньше ее заложение.

 

Рисунок 10 - Крутизна ската (разрез)

 

 

Заложение (рис. 11), нормальное к горизонталям и являющееся кратчайшим, называется заложением ската. За­ложению Ab = d соответствует линия местности АВ наибольшей крутизны, называемая линией ската, которая принимается за направление ската в данной точке А.

 

Рисунок 11 - Крутизна ската (план)

 

Отношение высоты сечений рельефа к заложению называется уклоном линии:

 

Уклоны линии выражаются в процентах либо промилле (ты­сячных долях единицы).

Например: h=1 м, d=40 м. Тогда i =1м / 40 м = 0,025= 25 ⁰/₀₀ = 2,5%.

Определив уклон линии местности, легко найти крутизну ската по данному направлению из выражения

v=arctg

 

6. Линии водоразделов и водосливов пересекаются горизон­талями под прямыми углами (рис.5, 6).

7. Горизонтали имеют отметки, кратные высоте сечения рельефа. Например, при высоте сечения рельефа h=1 м горизонтали будут иметь отметки 120; 121; 122; 123 м и т. д.; при h = 2,5 м - 120; 122,5; 127,5; 130 м и т. д.

При чтении карты или плана, а также при их составлении следует помнить, что все горизонтали, бергштрихи, подписи вы­сот и другие условные знаки, относящиеся к рельефу, изобража­ются коричневой тушью (сиеной жженой).

 

3.1.3 Проведение горизонталей по отметкам точек

 

В процессе топографической съемки на планшете получают плановое положение характерных точек рельефа местности с их отметками. На основании отметок этих точек изображается рельеф местности в горизонталях. Для этого, руководствуясь мас­штабами составляемого плана или карты и характером снимае­мой местности, в соответствии с требованиями инструкции выби­рают высоту сечения рельефа. Точки, лежащие на одном скате, соединяют прямыми линиями. Затем на каждой линии находят точки, отметки которых кратны высоте сечения рельефа; это дей­ствие называется интерполированием горизонталей.

Интерполирование горизонталей может выполняться «на глаз» либо графически. Интерполирование «на глаз» допуска­ется производить в процессе съемки при наличии у исполнителя соответствующих профессиональных навыков. Сущность графи­ческого интерполирования состоит в следующем.

Пусть на линии 1-2 (рис. 12), отметки точек которой 1 и 2 равны, соответственно, 48,7 м и 51,2 м, требуется найти поло­жение точек с отметками, кратными выбранной высоте сечения рельефа h = 1 м, т. е. 49, 50 и 51 м.

 

 

а б в

 

Рисунок 12 - Графическое интерполирование горизонталей:

а - с помощью миллиметровки; б, в - с помощью палетки

 

На листе миллиметровой бумаги через одинаковое расстояние (например, 0,5 или 1,0 см) проводят ряд параллельных линий, которые оцифровываются согласно отметкам точек и принятому сечению рельефа.

Приложив лист миллиметровки к линии 1-2, сносят точки 1и 2 согласно их отметкам на миллиметровку. Соединив полученные точки 1 и 2 прямой линией, получим профиль по линии 1-2. Отмечают точки пересечения линии 1' - 2' профиля с оцифрованными линиями миллиметровки (точки а, b, с). Спроектировав эти точки на линию 1-2, получают положение точек, через которые должны проходить горизонтали с отметками 49, 50 и 51 см.

В практике вместо миллиметровки для графического интерполирования часто используют палетку – восковку (кальку) с рядом параллельных линий, проведенных через равные проме­жутки (например, через 0,5 см). Линии оцифровывают согласно выбранной высоте сечения рельефа и отметкам точек плана, между которыми производится интерполирование. Накладывают палетку, например, на линию 3-4 (рис. 12) так, чтобы точка 3 оказалась на соответствующей отметке палетки. Затем, прижав палетку в точке 3 иглой, вращают палетку вокруг этой точки до тех пор, пока точка 4 не окажется на соответствующей отметке палетки (рис. 12). Точки пересечения линии 3 - 4 линиями па­летки перекалывают на план и у каждой из точек подписывают соответствующую отметку. Аналогично производят интерполиро­вание всех других линий. Затем точки на плане с одинаковыми отметками соединяют плавными кривыми линиями и получают изображение рельефа горизонталями.

 

3.1.4 Определить отметку точки А, лежащей на горизонтали

Отметка точки, лежащей на горизонтали, равна отметке этой горизонтали. Следовательно, задача сводится к определению отметки горизонтали, на которой лежит заданная точка (рисунок 3). Если отметка горизонтали не подписана, определяется высота сечения рельефа как частное от деления разности двух подписанных горизонталей на число промежутков
между ними.

 

Рисунок 13 - Определение отметки точки, лежащей на горизонтали

h = (170, 0 – 160, 0) / 4 = 2, 5 м

 

Затем, по надписям горизонталей и бергштрихам определяется направление ската. Отметка точки равна отметке подписанной горизонтали плюс или минус высота сечения, умноженная на число промежутков.

H_A = 160,0 м + 2,5м = 162,5 м

 

 

3.1.5 Определить отметку точки В, лежащей между горизонталями

 

Через заданную точку (рисунок 14) нужно провести вспомогательную линию, пересекающую горизонтали под прямым углом. Измеряют длину этой линии l_mn и расстояние от точки В до ближайшей горизонтали l_bn. Отметка точки определится, если к отметке горизонтали прибавить превышение h, вычисляемое из пропорции:

h'/h = l_МB/ l_MN,

откуда h' = (h · l_МВ) : l_MN,

 

где h – высота сечений горизонталей;

l_MN – длина проведенной вспомогательной линии;

l_BN – расстояние от точки до ближайшей наименьшей горизонтали;

 

 

Рисунок 14 - Определение отметки точки, лежащей между горизонталями

l_MN = 8 мм; l_BN = 7 мм; h = 2,5 м;

 

h´ = (h ·l_МB)/ l_MN = (2,5 · 7)/15 = 1,16 м;

 

H_В = 177,5м – 1,16 м= 176,34м.

 

 

Данные расчеты сделаны с учетом масштаба изображения.

 

 

Задание к работе 3.

Решение задач по топографической карте с учетом рельефа

  а) на горизонтали  

РАБОТА 4

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ К РАБОТЕ 4

(Условные знаки топографических планов и карт)

 

Виды и свойства условных знаков и обозначений

На современной топографической карте (плане) с помощью условных знаков с достаточной для инженерных целей полнотой отображается рельеф и ситуация… Выразительность и наглядность. Это значит, что условный знак по своему рисунку… На продольных профилях автомобильных дорог тот же мост также изображается в виде фермы. На продольном профиле…

Топографические условные знаки

1) населенные пункты 2) промышленные, сельскохозяйственные предприятия 3) местные предметы

Условные знаки и обозначения в дорожно-мостовом и аэродромном проектировании

Плановые условные знаки и обозначения проставляют на чертежах, на которых изображаемые объекты спроектированы на горизонтальную плоскость. Например,… Профильные условные знаки и обозначения применяются на продольных профилях…  

Вычерчивание условных знаков и обозначений

Растительный покров и грунты. Луг показывают двумя вертикальными и параллельными короткими черточками, для проведения которых предварительно… При сочетании условных знаков (луга с кустарником, выгона на кочковатой… Лес показывают кружками одинакового диаметра с помощью кронциркуля. Расстояние между кружками берут примерно…

Задание к работе 4. Условные знаки планов и карт

Изобразить, пользуясь « Условными знаками для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500. – М.: Недра, 1989.», по два условных знака каждой группы: масштабные, внемасштабные, пояснительные и линейные.

 

Условные знаки

 

 

№	Название и характеристика топографических объектов	Условные знаки топографических объектов для планов масштабов
1:5000 , 1:2000	1:1000 , 1:500
Масштабные
Внемасштабные
Пояснительные
Линейные

Образец выполнения расчетно-графической работы приводится в приложении3.

Приложение 2.

Образец выполнения расчетно-графической работы

Задание 1.Оцифровать линейный масштаб с основанием а=1см для численного масштаба 1:200 в 1 см – 2 м     Задание 2.Изобразить на плане следующие длины отрезков: Масштабы Длина отрезка на…

Решение задачи 1.

1. На схеме листа карты (рисунок 1): а) показать (приближенно) две заданные точки или точки задаются… б) провести ближайшие к ним вертикальные и горизонтальные линии километровой сетки;

Решение задачи 2.

1. На листе карты провести (карандашом) через определенную точку: а) параллель (параллельно горизонтальной рамке карты или линии соединяющей… б) меридиан (параллельно вертикальной рамке карты или линии соединяющей концы одноименных минут или десятисекундных…

Решение задачи 3

 

(Определись дирекционный угол заданной линии):

1. Измерить транспортиром на карте угол, составленный северным концом вертикальной линии километровой сетки и направлением определяемой линии (по ходу часовой стрелки) .

2. Показать на схеме листа карты (рисунок 1) этот угол и подписать его значение.

3. Для определения точного значения дирекционного угла линии нужно по ранее определенным (в задаче №1) прямоугольным координатам точек решить обратную задачу на координаты:

 

tg r_ав = tg α_ав = (Y_В-Y_А) / (Х_В-Х_А) = (3485, 25 - 3496, 8) / (7361, 55 - 7376, 55) = 0,7700

r_ав = ЮЗ:37º 35'

α_ав =180º + 37º 35' = 217º 35'

 

 

Решение задачи 4

1. Измерить транспортиром на карте угол, образованный северным концом истинного меридиана и направлением определяемой линии (по ходу часовой… 2. Показать этот угол на схеме листа карты и подписать его значение. 3. Произвести контроль правильности определения истинного азимута, т. е. вычислить его значение другим…

Работа 3.

Решение задач по топографической карте с учетом рельефа

1. Определить отметки точек, лежащих: а) на горизонтали НА = 157,5 м

Работа 4.Условные знаки

Список используемой литературы   1. Инженерная геодезия: Учебник для ВУЗов. Клюшин Е.Б., Киселев М.И., Михелев Д.Ш., Фельдман В.Д.; под редакцией…

ИНЖЕНЕРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА

ГЕОДЕЗИЯ

Учебное пособие

для выполнения расчетно-графической работы

«Топографические карты и планы»

для студентов 1-го курса

направления подготовки специалистов

270800 «Строительство»

 

 

Формат 60×94 1/16 Тираж 50 экз. 4,2 п.л.

 

 

Брянская государственная инженерно-технологическая академия.

241037. г. Брянск, пр. Станке Димитрова, 3,

Редакционно-издательский отдел.

Подразделение оперативной печати.

Подписано к печати __________2011 г.