| планета | новости | погода | ориентирование | передвижение | стоянка | питание | снаряжение | экстремальные ситуации | охота | рыбалка
| медицина | города и страны | по России | форум | фото | книги | каталог | почта | марштуры и туры | турфирмы | поиск | на главную |

К. А. Салищев и Ю. А. Мещеряков

ГЛАВА XV

КАРТЫ И СЪЕМКА

При любом типе полевых исследований широко используются топографические карты и материалы аэросъемки, а при многих полевых работах исследователям, не имеющим специальной геодезической подготовки, приходится производить простейшие съемки. Поэтому излагаемые в настоящей главе сведения по картографии и геодезии необходимы для большинства научных работников, ведущих полевые исследования.

Глава «Карты и съемка» состоит из трех частей. В первой части даны общие сведения о картах и материалах аэросъемки, необходимые для понимания особенностей их содержания и для суждения об их точности.

Приведены данные о масштабах государственных карт СССР, об их номенклатуре и содержании, а также основные сведения о производстве аэросъемки и об ее материалах. В разделе о свойствах снимков указаны основные формулы для подсчета искажений на аэроснимках, приведены примеры подсчетов по этим формулам и дано понятие о задачах фотограмметрической обработки снимков. Эти сведения важны для правильной оценки точности различных материалов аэросъемки, с которыми приходится встречаться исследователю. Для более подробного ознакомления с вопросами фотограмметрии необходимо обратиться к специальным руководствам.

Вторая часть посвящена описанию приемов работы с картами и материалами аэросъемки, используемых как в полевых условиях, так и при камеральной обработке наблюдений. Даны советы о том, как подобрать нужные для работы топографические карты. Рассмотрены некоторые основные задачи, решаемые по карте. Описаны приемы работы в поле с картами и аэроснимками в тех случаях, когда степень точности и подробности карты позволяют обойтись без постановки специальных геодезических работ. .

Особый раздел посвящен использованию материалов аэросъемки. Описаны простейшие виды работы с аэроснимками, знакомство с которыми необходимо всякому исследователю (стереоскопическое рассматривание снимков, дешифрирование, составление фотосхем). Более сложные работы, которые выполняются обычно лишь специалистами, в справочники не описаны.

В последней, третьей части рассмотрены съемки простыми инструментами, главным образом различные виды маршрутной съемки и простые виды детальных съемок, которые может выполнить исследователь, не являющийся геодезистом. Наконец, здесь же приведены краткие сведения о геодезических работах, необходимые для руководителя комплексной экспедиции, включающей в своем составе геодезиста

I . ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КАРТАХ И МАТЕРИАЛАХ АЭРОСЪЕМКИ

Государственные карты СССР

Математические элементы государственных карт СССР

1. Масштабы государственных нарт СССР

Карты масштабов мельче 1:1000000 называются мелкомасштабными, масштабов от 1 : 1 000 000 до 1 : 200 000 — среднемасштабными, масштабов от 1 : 100 000 до 1 : 10 000-крупномасштабными или топографическими.

2. Номенклатура государственных карт СССР. Государственные карты СССР являются картами многолистными; для удобства Пользования каждый лист получает свое обозначение; система обозначений носит название номенклатуры карты.

Согласно принятой в СССР системе границами (рамками) листов государственных карт являются меридианы и параллели, проведенные через определенное количество градусов по широте и долготе. Положение каждого листа может быть определено с помощью географических координат (широты и долготы) ограничивающих лист меридианов и параллелей, а также по номенклатуре листа.

Номенклатура государственных карт СССР основана на номенклатуре международной миллионной карты.

3. Номенклатура карты масштаба 1 : 1 000 000 . На каждом листе 1 : 1 000 000 карты изображается часть земной поверхности, представляющая сфероидическую трапецию со сторонами 6° по параллели и 4° по меридиану. Исходной параллелью является экватор. За начальный меридиан принимается меридиан с долготою л=180° от Гринвича.

Четырехградусные (по широте) полосы, считаемые в обоих полушариях от экватора к полюсам, называются рядами и обозначаются заглавными латинскими буквами с прибавлением буквы N для северного и буквы S для южного полушария, напр.:

На государственных картах СССР буква N (северное полушарие) опускается.

Шестиградусные (по долготе) полосы, считаемые от л=180° к востоку от Гринвича, называются колоннами и обозначаются арабскими цифрами, напр.:

Обозначение каждого листа 1 : 1 000 000 карты состоит из буквы ряда и номера колонны. Напр., лист 1 : 1 000 000 карты, ограниченный параллелями j = 52° и j = 56° и меридианами l = 36° и l = 42°, в пределах которого расположен г. Москва, обозначается N — 37. Сборная таблица листов миллионной карты СССР дана в приложении.

4. Номенклатура карт масштабов 1 : 500 000 — 1 : 10 000 . Трапеции (листы) карт масштабов 1 : 1 000 000 и 1 : 100 000 содержат следующее количество трапеций (листов) карт более крупных масштабов (табл. 53).

Таблица 53

Обозначения каждого из листов 1 : 500 000, 1 : 300 000, 1 : 200 000 и 1 : 100 000 карты составляются из обозначения соответствующего листа 1 : 1 000 000 карты с прибавлением:

Для 1 : 500 000 карты — заглавной буквы русского алфавита (А, Б, В, Г); напр., N -37- A (Москва).

Для 1 : 300 000 карты — римской цифры ( I — IX ) впереди обозначения листа 1 : 1 000 000 карты; напр., I - N -37 (Москва).

Для 1 : 200 000 карты — римской цифры ( I — XXXVI )- напр. N -37- II (Москва).

Для 1 : 100 000 карты — арабской цифры (1 — 144); напр. N -37-4 (Москва); (см. рис. 297).

Обозначения листов карт масштабов 1 : 50 000. 1 : 25 000 и 1 : 10 000 составляются из обозначения листа карты предыдущего более мелкого масштаба, на котором располагается данный лист, с прибавлением определенной буквы или цифры. Напр., лист N-37-49 карты масштаба 1 : 100 000 делится на четыре листа 1 : 50 000 карты, которые обозначаются   N -37-49- A ; N -37-49-Б; N -37-49- B и N -37-49-Г.

Схема подразделения листа карты масштаба 1 : 100 000 на листы 1 : 50 000, 1 : 25 000 и 1 : 10 000 карт дана на рис. 298.

Кроме номенклатурного обозначения, на многолистных картах принято подписывать также название наиболее крупного населенного пункта или другого географического объекта, расположенного в пределах данного листа, напр., N-37 (Москва) или   Р-44 (р. Вах).

5. Рамки карты и дополнительные сведения. На картах различают внутреннюю, градусную и внешнюю рамки (см. рис. 299). Внутренняя (основная) рамка непосредственно ограничивает картографическое изображение; она состоит из двух отрезков меридианов, составляющих западную (слева) и восточную рамки, и из двух отрезков параллелен, составляющих северную (вверху) и южную рамки. Нижняя и верхняя рамки карт средних и мелких масштабов являются кривыми линиями.

Градусная рамка разбита па градусы и минуты и служит для определения географических координат.

Между внутренней и градусной рамками располагаются подписи географических и прямоугольных координат, подписи горизонталей, направлений дорог, выходящих за рамку листа.

За внешней рамкой карты помещаются следующие сведения: номенклатура листа; название республики, края, области; год издания; сечение рельефа (см. § 12); график заложений (уклонов) (см. § 51д); наименование организаций (лиц), производивших съемку или составление карты; численный, натуральный и линейный масштабы.

Численный масштаб является дробью (числитель которой равен 1), указывающей отношение между длиной линии на карте и длиной Соответствующей ей линии на местности, — напр., 1 : 100000 (более строгое определение понятия «масштаб» см. в § 8). Натуральный масштаб есть прямое указание длины линии на карте, соответствующей единице длины на местности, напр., 1 см на карте соответствует 1 км на местности (в 1 см — 100 000 см). Линейный масштаб представляет собой график, служащий для перевода длин линий на карте в соответствующие расстояния на местности (см. на рис. 300 подписи масштаба 1 : 100 000 карты).

Рис.297. а – схема деления листа карты масштаба 1:1000000 на листы карт масштаба 1:500000(А-Г) и 1:300000( I -IX ); б – схема деления листа карты масштаба 1:1000000 на листы карт масштаба 1:200000 (I -XXXVI )   и 1:100000 (1-144)

Рис. 298. Схемы деления листа карты масштаба 1 : 100 000 на листы топографических карт более крупных масштабов. Лист 1 : 100 000 карты содержит четыре листа карты масштаба 1 : 50 000 (А — Г); номенклатура заштрихованного листа 1 : 50 000 карты N — 37 — 49 — Б. Лист 1 : 50 000 карты содержит четыре листа карты масштаба 1 : 25 000 (а — г) номенклатура заштрихованного листа 1 : 25 000 карты N-37 — 49 - Г- г. Лист 1 : 25 000 карты содержит четыре листа карты масштаба 1 : 10 000 (1 — 4): номенклатура заштрихованного листа, 1 : 10 000 карты N — 37 — 49 — Г — в — 3.

6. Сетка географических координат. Внутренняя сетка меридианов и параллелей на картах средних масштабов проводится через следующие расстояния:

Рис. 299. Образец оформления рамки топографиче ской карты

Рис. 300. Подписи масштаба 1 : 100 000 карты

На картах крупных масштабов внутренняя сетка меридианов и параллелей не вычерчивается.

У выходов сетки географических координат подписываются значения широт и долгот. Счет шпрот ведется к северу и к югу от экватора, счет долгот — к востоку и к западу от Гринвичского меридиана. На картах крупных масштабов подписываются только географические координаты углов рамок трапеций. Подписи широт располагаются по западной и восточной, долгот — по северной и южной   сторонам рамки.

7. Сетки прямоугольных координат (километровая сетка) вычерчивается на картах крупных масштабов. С помощью прямоугольных координат положение точки определяется числовыми величинами: абсциссы х, считаемой по вертикальным линиям сетки, и ординаты нечитаемой по горизонтальным линиям сетки (см.рис. 299 и §9).

Рис. 301. Проектирование точек земной поверхности А, В, С, D , на уровенную поверхность земли по отвесным линиям ОA , OB , ОС, < 3pt;>OD ; — горизонтальная проекция ABCD

Значения абсцисс и ординат выражаются в единицах длины (км,м). Установлена следующая частота километровой сетки:

8. Определение понятия «масштаб карты». Простое определение масштаба, как степени уменьшения расстояний на карте, страдает неполнотой, так как при таком определении не учитывается влияние рельефа земной поверхности и кривизны Земли.

а) Влияние рельефа. Карта представляет собой плоское изображение земной поверхности. Неровная (вследствие наличия рельефа) земная поверхность не может быть совмещена с плоскостью всеми своими точками. Поэтому, прежде чем изображать поверхность Земли на карте, все точки земной поверхности по отвесным линиям проектируют (сносят) на так называемую уровенную поверхность Земли (уровенной поверхностью называют поверхность воды в океанах и морях в спокойном состоянии и воображаемое продолжение этой поверхности под материками).

На рис. 301 ABCD — земная поверхность; abed — горизонтальная проекция земной поверхности. Из чертежа видно, что участки земной поверхности с малым уклоном ( AB ) в горизонтальной проекции сохраняют свою длину практически неизменной; участки же, расположенные на склонах различной крутизны, в той или иной степени уменьшаются в длине (напр. b с<ВС; cd < CD ).

На карте изображается определенная часть уровенной поверхности с проектированными на нее точками а, b , с, d . Поэтому масштабом карты следует считать отношение длины линии на карте к длине горизонтальной проекции соответствующей линии на местности.

Однако это определение масштаба вполне пригодно только для карт, изображающих небольшие участки земной поверхности, в пределах которых сфероидическая уровенная поверхность может быть принята за плоскость.

б) Влияние кривизны Земли. При изображении на карте обширных территорий возникает затруднение, связанное с тем, что сфероидическую уровенную поверхность нельзя без искажений или разрывов сплошности совместить с плоскостью. Поэтому на всякой географической карте, охватывающей значительную часть земной поверхности, масштаб не является величиной постоянной и изменяется в различных точках и по различным направлениям в каждой данной точке.

9. Картографическая сетка государственных карт СССР . Результаты измерений по топографическим картам должны быть практически свободны от ошибок, происходящих от кривизны Земли, т.е. необходимо, чтобы величина искажений, возникающих при переходе на плоскость вследствие кривизны Земли, не превышала бы ошибок в построении карты и ошибок измерения по карте.

а)       Проекция Гаусса-Крюгера. Для ослабления влияния кривизны Земли изображают на плоскости в отдельности некоторые ограниченные части уроненной поверхности Земли. В СССР принято изображать на плоскости в отдельности каждую шестиградусную (по параллели) колонну 1 : 1 000 000 карты (см. § 3) со всеми входящими в нее листами топографических карт более крупных масштабов. Каждая такая колонна представляет собой достаточно узкую полосу и при надлежащем подборе проекции изобразится на плоскости с весьма незначительными искажениями.

При развертывании на плоскость шестиградусной колонны (или зоны в принятой в СССР проекции Гаусса-Крюгера) средний (осевой) меридиан зоны изображается прямой линией, без искажения длины (см. рис. 302 А). Изображение среднего меридиана принимается за ось Х. Экватор изображается линией перпендикулярной оси X и служит осью Y . Остальные меридианы изображаются кривыми линиями. Сетка прямоугольных координат проводится параллельно осям X и Y . Счет абсцисс x ведется от экватора, в северном полушарии абсциссы положительны. Ординаты у считаются к востоку от осевого меридиана. Для того, чтобы все ординаты в пределах зоны были положительны, начало координат переносится на 500 км к западу от осевого меридиана. Как видно из рис. 302 Б абсциссы x параллельны осевому меридиану; поэтому на листах карт, расположенных на краю шестиградусной зоны, координатная сетка составляет с рамками трапеций некоторый угол, достигающий нескольких градусов.

Рис. 302. А — схема шестиградусной зоны проекции Гаусса-Крюгера; Б — схема прямоугольных координат Гаусса-Крюгера

б)       Подписи прямоугольных координат накартах. Подписи абсцисс x километровых линий располагаются по западной и восточной сторонам листа. Подписи абсцисс означают расстояние от экватора в километрах (в проекции Гаусса-Крюгера). В целях   сокращения обозначений все выходы сетки подписываются крупными цифрами, означающими только десятки и единицы километров в значении x ; цифры сотен и тысяч километров подписываются мелкими цифрами лишь на крайних линиях (см. рис. 299). Подписи ординат y располагаются по южной и северной сторонам листа. Значения ординат в сотнях, десятках и единицах километров (от условного начала в 500 км западнее осевого меридиана) дают последние три цифры. Первые (слева) одна или две цифры означают номер шестиградусной зоны.

Номер колонны = номер зоны + 30.

Напр., на рис. 299 подпись 7 351 означает: 351 км к востоку от начала координат или 500 — 351 = 149 км к западу от осевого меридиана. Цифра 7, стоящая в начале подписи, означает 7 + 30=31 колонну, т.е. колонну, в которой расположен г. Москва (см. § 3).

в) Искажения линий и площадей. Как указано выше, в проекции Гаусса-Крюгера осевой меридиан шестиградусной зоны изображается без искажений. Искажения возрастают по мере удаления от осевого меридиана на запад и восток к крайним меридианам зоны. Однако эти искажения весьма незначительны. В пределах СССР (в самой южной части) расстояния увеличиваются не больше чем на 0,0009. в площади — па 0.0018 их истинного значения. На юге СССР длина западной и восточной рамок листов 1: 100 000 карты, расположенных на краю зоны, отличается от длин соответствующих рамок листов, расположенных у осевого меридиана, всего лишь на 0,3 мм.

Точность отсчета по шкале миллиметровой линейки при измерении длин по карте — от ±0,1 до ±0,2 мм, точность положения контуров на карте — около 0,5 мм (см. §§ 20 — 21). Следовательно, величина искажения за кривизну земли в проекции Гаусса-Крюгера не превышает ошибок в построении карты и ошибок измерения. Топографическая карта дает изображение, практически свободное от искажений, и вполне допускает различные измерения.

Очевидно также, что производить измерения по карте с точностью большей, чем 0,3 — 0,5 мм не имеет смысла.

Географические элементы государственных карт СССР

10. Общие замечания . Карта является уменьшенным изображением местности, и степень уменьшения (т. е. масштаб) в значительной степени определяет полноту содержания карты. При строгом сохранении масштаба на карте могут быть изображены предметы, размеры которых превышают 0,2 мм в масштабе карты. Это значит, например, что на 1 : 1 000 000 карте можно изобразить только объекты, размеры которых больше чем 0,2 мм * 1 000 000 = 200 м в натуре, на 1 : 100 000 карте — больше, чем 20 м и т. д. при таком чисто механическом подходе многие важные объекты не попали бы на карту, а другие, менее важные, были бы изображены с излишней подробностью. Поэтому объекты, имеющие существенное значение, изображаются нередко с преувеличением, объекты менее важные исключаются или изображаются с обобщением. Например, шоссе шириной 12 м в 1:1 000 000 масштабе следовало бы изобразить линией в 0,012 мм толщиной. В действительности, на 1: 1 000 000 карте этот важный объект изображается линией в 0,6 мм толщиной, т.е. с преувеличением в 50 раз. B   то же время на этой карте дают лишь контуры селений и не показывают второстепенных проездов в них. На карте 1 : 100 000 масштаба показывают уже почти все проезды в населенных пунктах, но с некоторым преувеличением их ширины. Разумный отбор и обобщение изображения элементов ландшафта называется картографической генерализацией. Генерализация проводится с учетом назначения карты и ее масштабных возможностей. Таким образом, карта представляет собою уменьшенное генерализованное изображение.

Карта является вместе с тем изображением условным. Элементы ландшафта изображаются на картах условными знаками, набор,   форма и размеры которых различны для карт разных масштабов и назначения. Так как целый ряд важных объектов нельзя изобразить точно в масштабе карты, то для них применяются так называемые вне масштабные условные знаки. На рис. 303 даны примеры внемасштабных знаков и показано, какие элементы этих знаков соответствуют действительному положению предметов (точек или линии) на местности.

Ниже (§§ 11 — 17) рассмотрены особенности изображения некоторых основных элементов ландшафта (применительно, главным образом, к топографическим картам) и приводятся соответствующие условные знаки, общепринятые для топографических карт (рис. 304, 307 — 315).

УСЛОВНЫЕ ЗНАКИ ОБЪЕКТОВ

Местоположению объектов в местности соответствует: а) геометрический центр условного знака б) вершина прямого угла в основании знака в) середина основания знака Ось условного знака шоссе соответствует оси дороги в натуре; середина условного звана реки соответствует фарватеру.

Рис. 303. Внемасштабные условные знаки

11. Воды . На картах изображаются береговые линии рек, озер и пр. — при меженном уровне вод, морей — во время прилива, а при отсутствии приливов и отливов изображается линия прибоя волн. На картах подписывают высоты над уровнем моря береговой линии рек, озер и пр. в межень — так называемые урезы вод.

Реки изображаются одной линией или двумя береговыми линиями, в зависимости от их ширины и от масштаба карты (табл. 54)

Таблица 54

Ручьи и небольшие реки, изображаемое одной линией Реки, изображаемые двумя линиями берегов; а — разливы; б — острова Пересыхающие реки и озера Сухие русло рек Подземные и пропадающие участки рек Канализованные реки и каналы шириной менее 3 м Канализованные реки в каналы, шириной более 3 м Берега отлогие (для 1 : 100 000 карты также обрывистые, менее 2 м высоты): а — береговые валы, не выражающиеся в масштабе карты   Берега обрывистые до 2 м высоты (для 1 : 25 000 и 1 : 50 000 карт) Берега обрывистые, свыше 2 м высоты с пляшем,   не выражающимся в масштабе карты Берега обрывистые, свыше 2 м высоты, без пляжа ( +3,5 — высота обрыва в м). Обозначения ширины и глубины рек и каналов — см. рис. 313

Рис. 304. Условные   знаки для изображения гидрографической сети на топографических картах

Канализационные реки и каналы шириной более 3 м на топографических картах всех масштабов передаются двумя линиями. Толщина линии, изображающей реку, постепенно увеличивается от истока к устью. Таким образом, ширина русла реки и канала на картах может быть преувеличена.

Для тек, изображаемых двумя линиями 10-15 см на крупномасштабных картах подписываются: ширина (-расстояние между   береговыми линиями) с округлением до 1 м; глубина (в фарватере в межень) до 0,1 м; поверхностная скорость течения до 0,1 м/сек.

Водопады (5 — высота падения в м) Пороги Перекаты Водомерные посты Отметки урезов вод (в м) Направление течения (0,2 — скорость течения в м/сек) Отмели Реки, каналы судоходные Река, каналы сплавные Реки, ручьи, озера, балки, овраги Главные колодцы в степных и пустынных местностях, глубина их и качество воды Колодцы Колодцы с журавлем Дождевые ямы (в Средней Азии) Источники (ключи, родники) Минеральные источники

Рис. 304. Условные знали для изображения гидрографической сети на топографических картах (продолжение.)

Рис. 305. Горизонтали как береговые линии при изме нениях горизонта вод

На крупномасштабных картах наносятся все реки, ручьи, озера, пруды и пр. На картах среднего масштаба обычно исключаются реки, длина которых менее 1 см в масштабе карты, и озера, площадь которых менее 2,5 мм² в масштабе карты.

Полнота показа сети колодцев, родников, источников определяется характером ландшафта. Наиболее полно эти объекты изображаются на картах безводных местностей. При условном знаке колодца и источника отмечается подписью качество воды (с точки зрения пригодности ее для питья); солевые озера заливаются фиолетовой краской.

12. Рельеф . На топографических картах рельеф изображается преимущественно способом горизонталей. Горизонталями называются линии, соединяющие точки с одинаковой высотой над уровнем моря. Их можно представить как следы береговой линии при изменении горизонта вод (рис 305). В пределах небольших у частной горизонтали рассматривают как линии пересечения поверхности земли с горизонтальными плоскостями.

Рис 306 AMBNC   - профиль склона. При сечении рельефа горизонталями высотой 70, 80 и 90 м на плане получается положение точек А, В, С. Мелкие выпуклости и впадины АМB и ВN С не будут изображены

Расстояние по вертикали между плоскостями, в которых лежат смежные горизонтали, называется сечением рельефа.

Основное сечение рельефа - величина постоянная для топографической карты данного масштаба.

Установлены следующие высоты основного сечения рельефа для различных масштабов карт:

На картах горных местностей высота сечения может быть увеличена в два раза. На картах равнинных местностей для лучшего   выражения мелких неровностей рельефа, которые могут «не попасть в сечение» (рис.306), проводятся горизонтали через Ѕ и ј высоты основного сечения (так называемые полу- и четверть-горизонтали), а также вспомогательные горизонтали на произвольной высоте.

Для удобства счета каждая пятая горизонталь обычно вычерчивается утолщенной линией (напр. Горизонтали высотой 0, 25, 50, 75 м и т.д. на 1:25000 карте). Высоты некоторых горизонталей подписываются.

На картах указываются абсолютные отметки (высоты над уровнем моря) вершин гор, холмов, перегибов ската, дна котловин м других характерных точек рельефа. Абсолютные высоты считаются от среднего уровня Балтийского моря (точнее -   от нуля Кронштадского футштока).   Все подписи высот относятся к поверхности земли.

Рис. 307. Условные знаки для изображения рельефа на топографических картах

Чтобы облегчить нахождение направления ската, цифры подписей горизонталей располагаются так, чтобы низ цифр был обращен вниз по скату, и на некоторых горизонталях ставятся бергштрихи — короткие штрихи, направленные также вниз по скату.

Ошибки в положении горизонталей на топографических картах не превышают:

Рис. 307. Условные знаки для изображения рельефа на топографических картах (продолжение)

При углах наклона местности свыше 7° число горизонталей между точками перегибов скатов должно быть согласовано с разностью высот этих точек. Для малообжитых и залесенных районов ошибки могут достигать величин в два раза больших, чем указано выше.

Мелкие формы рельефа изображаются особыми условными знаками. Овраги и промоины вычерчиваются одной или двумя линиями, в зависимости от их ширины и от масштаба карт (табл. 55):

Таблица 55

По дну оврагов шириной более 3 мм в масштабе карты проводятся горизонтали.

Уступы, обрывы, курганы, ямы изображаются штрихами. Чем выше уступ, курган и т. д., тем штрихи толще и длиннее. Относительные высоты (глубины и высоты) ям, курганов подписываются на картах с округлением до 0,1 м (рис. 307).

С переходом от карт более крупного к картам более мелкого масштабов увеличивается сечение рельефа, рисунок горизонталей подвергается обобщению, более мелкие формы рельефа исключаются или изображаются условными знаками (если они отражают характерные особенности рельефа — напр., овраги и промоины, карстовые воронки и т. д.). На мелкомасштабных картах горизонтали приобретают характер граничных линий, разделяющих области преобладания некоторых определенных высот. Точное определение скатов по горизонталям мелкомасштабных карт   невозможно, они дают лишь средний уклон местности. На мелкомасштабных картах, в   отличие от карт топографических и среднемасштабных, сечение рельефа не является ,величиной постоянной.   Так, на 1 : 1 000 000 карте проводятся горизонтали следующих высот:

0, 100, 200, 500, 700, 1 000, 1 500, 2 000 м.

13. Растительность и почвы. На топографических нартах показывают границы (контуры) площадей, занятых лесами, степями, лугами, пашнями, солончаками и т. д. Условный знак контура угодий (т. е. пунктир) не показывается, когда контур совпадает с берегами рек и озер, оврагами, промоинами, дорогами, изгородями. Горизонтали и изображения линий связи не заменяют на карте границ (контуров) угодий. Внутри контура вычерчиваются знаки, присвоенные соответствующему угодью. Незначительные по площади угодья не оконтуриваются, а изображаются отдельными условными знаками или маленькими их группами (напр., узкие полосы леса, луга, отдельные кусты, группы деревьев и т. д.).

Наименьшая площадь угодий, подлежащих нанесению на карту, нередко устанавливается в 4 мм ² м, а для менее важных с хозяйственной точки зрения угодий — в 10 мм² в масштабе карты. Угодья, имеющие важное ориентирное значение (напр., отдельно снятая роща, пашня в лесу), наносится независимо от их площади, часто с преувеличением размеров. Ошибка в положении контуров на карте не превышает ±0,5 мм в масштабе карты для четко выраженных контуров и ±1,0 мм — для нерезко выраженных контуров.

Леса. Условным знаком спелого леса показывают насаждения высотой свыше 4 м и толщиной в комле (на высоте груди) не менее 8 см. Условными знаками отмечается господствующая порода насаждения. Леса различных пород контуром обычно не отделяются, но спелый лес отделяется контуром (пунктиром) от молодняка, кустарника, карликового, вырубленного, горелого леса при наличии резкой границы.

При отсутствии резкой границы постепенный переход от одного типа растительности к другому показывается соответствующей расстановкой условных знаков.

Начиная с 1946 г., на картах указывается средняя высота деревьев (с округлением до 1 м) и их толщина в комле (с точностью до 0,01 м). На топографических картах изображаются все просеки и подписывается их ширина с округлением до 1 м. Визиры (просеки шириной менее 1,5 м) на карту не наносятся. Начиная с 1946 г., подписываются номера лесных кварталов.

Болота подразделяются на картах на проходимые, труднопроходимые и непроходимые. К непроходимым относит балета не допускающие никакого движения; труднопроходимые болота, допускают движение отдельных пешеходов; проходимые болота имеют глубину не более 0,5 м при твердом грунте и допускают колесное движение. Эти характеристики относятся к летним месяцам. На картах подписывается глубина болота до твердого грунта (с округлением до 0,1 м) (рис. 308).

14. Населенные пункты. На топографических картах изображаются внешние очертания населенных пунктов, наносятся их главные проезды, выдающиеся здания, промышленные предприятия, передается характер застройки кварталов (каменные, деревянные постройки), характер использовании приусадебных земель (сады, огороды).

Хвойные леса Ель, пихта Сосна, кедр Лиственица Лиственные леса Широколиственные породы Мелколиственные породы Смешанные леса

Примечание 1. Числитель дроби, поставленный возле породы (25), означает среднюю высоту деревья, знаменатель означает среднюю толщину деревьев в комле (0,30)

Просеки: 4 — ширина просеки 17 — номер лесного квартала Просеки, ограниченные Изгороди по просекам Дороги по просекам

1.Редкие леса 2.Редкие карликовые Вырубки Гари Буреломы Узкие полосы леса Колки Отдельно стоящие деревья Отдельно стоящие группы деревьев Фруктовые сады Огороды Пашни Луга Мокрые лужки

Такыры Пески ровные Пески грядовые Пески барханные Тундры бугристые Тундры ягельные Тундры каменистые с кустарниками

Рис. 308. Условные знаки для изображения растительности и почв на топо графических картах (продолжение)

В пределах населенных пунктов городского и сельского типов жилые дома и примыкающие к ним нежилые постройки объединяются на картах в кварталы. В дачных поселках постройки в кварталы не объединяются. На 1 : 10 000 и 1 : 25 000 картах в городах изображаются все проезды, внутри кварталов выделяются наиболее значительные здания. В сельских местностях внутри кварталов изображают по возможности все жилые дома. Однако, если дома расположены слишком тесно (чаще, чем через 0,3 мм в масштабе карты), некоторые дома исключаются. На 1 : 50 000 и 1 : 100 000 картах в городах некоторые кварталы объединяются за счет исключения второстепенных проездов. Внутри кварталов в селах показывают лишь значительные незастроенные промежутки. Выдающееся здания (промышленные предприятия, церкви и пр.) в населенных пунктах изображаются обычно внемасштабными условными знаками (см. §10). Наносятся внешние контуры садов и парков, изображаются проходящие через них дороги и аллеи. Небольшие рощицы не оконтуриваются и изображаются двумя-тремя кружками. Стоящие отдельно или расположенные в рассредоточенных селениях дворы и сараи изображаются внемасштабными условными знаками с сохранением их ориентировки.

Количество населения и административное значение населенных пунктов передаются на топографических картах с помощью различного рисунка и размера шрифта подписи названия пункта. Кроме того, внизу под подписью названия населенного пункта сельского типа ставится цифра, означающая количество дворов в селении; рядом с этой цифрой помещают буквы, указывающие на административное значение пункта: СС — сельсовет; PC — райсовет (рис. 309 — 310).

Заводы, фабрики и мельницы с трубами Заводы, фабрики и мельницы   без труб Рудники, копи и прииски Шахты, штольни Электростанции Элеваторы Водяные лесопилки Ветряные мельницы Постройки башенного типа Сомопы и урто Постоянные   стоянки юрт и чумов Церкви каменные Церкви деревянные Часовни Мечети Буддийские храмы, монастыри Памятники Кладбища

Рис. 309. Условные знаки для изображения местных предметов и населенных пунктов на топографических картах

Рис. 309. Условные знаки для изображении населенных пунктов на топографических картax (продолжение)

КИЕВ Столицы ССР   

Местечки и крупные станицы

ОРЕЛ Столицы АССР, центры краев и областей

Поселки сельского типа (цифра под названием число дворов)

а) более 100 дворов.

6) от 100 до 20 дворов,

в) менее 20 дворов

Крупные города

Города с населением менее 20 000 жителей

Рабочие и дачные поселки

Подписи у знаков заводов и фабрик

Рис. 310. Образцы шрифтов для подписей названий населенных пунктов на топографических картах

На картах среднего и мелкого масштабов передача внешних очертаний и внутренней планировки населенных мест затруднительна. Мелкие населенные пункты сельского типа изображаются кружком — пунсоном. Города и крупные села изображаются с сохранением их внешних очертаний и основных черт внутренней планировки, выделяются важнейшие проезды.

15. Пути сообщения . Железные дороги. Классификация железных дорог, принятая на картах, учитывает число колей и их ширину. На топографических картах наносятся и подписываются все станции, разъезды, платформы. Внемасштабными условными знаками изображаются семафоры и километровые столбы, имеющие значение ориентиров. Наносятся насыпи и выемки, высота и глубина которых больше 1 м — на картах масштаба 1 : 25 000 и 1 :50 000 и 2 м — на картах масштаба 1 : 100 000 (также и для автогужевых дорог). На картах среднего и мелкого масштабов исключаются второстепенные станции и платформы и опускаются названия некоторых станций (если название совпадает с названием ближайшего населенного пункта) (рис. 311).

Автогужевые дороги. На топографических картах принята классификация автогужевых дорог по устройству их проезжей части, ширина дорог, изображаемых в две черты, подписывается на карте с округлением до1 м. Наносятся указатели дорог и километровые столбы (передается их расположение по отношению к оси дороги). Начиная с 1946 г., на картах подписывается оцифровка километровых столбов. Знаки, регулирующие движение (указатели спусков, подъемов, допустимых скоростей и т.п.), не наносятся. Ширина условного знака дороги на картах всегда и той или иной степени преувеличена, в связи с этим небольшие изгибы дорог на картах скрадываются (характерные изгибы преувеличиваются), придорожные сооружения несколько смещаются. На 1:10 000, 1 : 25 000 и 1 : 50 000 картах дорожная сеть передается весьма детально, на 1 : 100 000 карте исключаются второстепенные лесные и полевые дороги (рис. 312).

Трехпутные железные дороги и станции 1 класса (станционное здание к северу от полотна ж.д.) Двухпутные железные дороги и станции 2 класса (станционное здание к югу от полотна ж, д.) Однопутные железные дороги (с полотном на два пути) и станции 3 класса (а — семафор) Однопутные железные дороги (с полотном на один путь), разъезды и платформы Электрифицированные двухпутные железные дороги и блокпосты Узкоколейные железные дороги и станции Трамвайные линии Будки, казармы, тупики; а — депо, б — водонапорные башни Насыпи (а) и выемки (б). Цифры означают высоту насыпи или глубину выемки Малые мосты (а), трубы (б) и туннели (в)

Рис.   311. Условные знаки для изображения железных дорог на топографических партах

Капитальные дороги (автострады) и автомагистрали. Выемки ( — 1,5 — глубина в м), а — автоколонки Асфальтированные, гудронированные, бетонированные шоссе. Насыпи, обсадки, линии связи, километровые столбы Шоссе, мостовые. 8 — ширина одетой части в м; (12) - ширина от канавы до канавы; 25 — оцифровка километровых столбов; а — мосты; б — указатели дорог Улучшенные грунтовые дороги; 6 — ширина дороги в м; . а — крутые подъемы и спуски (свыше 7°); б — труднопроезжие части дорог Главные грунтовые (главные проселочные) дороги Грунтовые (проселочные) дороги Полевые, лесные, караванные пути, а также труднопроезжие части грунтовых дорог; а — перевалы и время их действия Пешеходные тропы; а — пешеходные мосты Зимние дороги Гати, гребли, фашины

Рис. 312. Условные знаки для изображения автогужевых дорог и троп на топографических картах

Мосты и переправы н аносятся в соответствии с условными знаками, приведенными на рис. 313. Рядом с условным знаком брода цифрой отмечается меженная глубина его и ставится буква, характеризующая качество дна: Т — твердое дно; П — песчаное: К — каменистое и В — вязкое. С переходом к картам более мелких масштабов последовательно исключаются знаки менее важных мостов и переправ.

Ширина и глубина (в м) рек и каналов, изображаемых двумя линиями берегов Броды; в числителе — глубина брода (в м), в знаменателе — качество дна Перевозы Паромы (5 и 2 — нагрузка в т) Малые мосты (длиною менее 10 м) Мосты длиною более 10 м; в числителе — длина в м, в знаменателе — нагрузка в т Мосты на плотах Мосты на судах, понтонах Мосты деревянные Мосты каменные и железобетонные Мосты металлические подъемные и разводные Мосты деревянные Мосты каменные и железобетонные Мосты металлические

Рис. 313. Условные знаки для изображения переправ через реки на топографических картах

16. Средства связи. На топографических картах изображаются линии связи, расположенные вне населенных пунктов, и полосы отчуждения железных дорог. Учреждения связи внутри населенных пунктов не выделяются, условный знак учреждения связи ставится при названии населенного пункта (сельского типа). Учреждения связи, распложенные вне населенных пунктов, обозначаются соответствующими условными знаками на месте их действительного расположения (рис. 314).

Телефонные и телеграфные линия Телеграфные конторы и отделения Центральные телефонные станции Линии электропередачи низкого напряжения Линии электропередачи высокого напряжения (а — на столбах; б — на мачтах) Радиостанции Почтовые отделения

Рис.   314. Условные знаки для изображения средств связи на топографических картах

Пункты плановой основы Астрономические пункты Пункты триангуляции Пункты полигонометрии Землеустроительные пункты Пункты высотной основы Пункты нивелирных сетей

Рис. 315. Условные знаки для изображения пунктов геодезической основы на топографических картах

17. Пункты геодезической основы. На картах крупного и среднего масштабов наносятся следующие пункты геодезической основы:

пункты плановой основы, имеющие точно определенные плановые координаты: широту φ и долготу λ (в градусах, минутах и секундах) или абсциссу х и ординату у (в км, м и см);

пункты высотной основы, имеющие точно определенную координату h — высоту над уровнем моря (абсолютную отметку). К пунктам плановой основы относятся астрономические пункты, пункты триангуляции и полигонометрии.

К пунктам высотной основы относятся репера и марки нивелирования.

Пункты плановой геодезической основы обычно определяются также и по высоте, но с меньшей точностью. Значения плановых координат пунктов геодезической основы даются в формуляре листа карты. Абсолютные высоты подписываются на картах рядом с условным знаком пункта (рис. 315).

18. Документы, прилагаемые к карте . В аэрогеодезическом предприятии, производившем государственную топографическую съемку определенной территории, хранятся следующие документы, представляющие интерес для работающих с картой:

формуляр топографической карты, где приводятся: номенклатура трапеции, масштаб, координаты пунктов геодезической основы и описание их местоположения, год и метод съемочных работ, перечень материалов, использованных при съемке;

материалы, использованные при съемке: аэроснимки, фотопланы, карты и планы, полученные от других учреждений;

географическое описание территории съемки и описания отдельных листов топографических карт.

Особенности содержания карт различных масштабов

19. Карта масштаба 1 : 1000 000. Карты масштаба 1 : 1 000 000 (в 1 см 10 км) предназначены для общего изучения значительных территорий.

Карты составляются в рамках трапеций, ограниченных линиями меридианов и параллелей, со сторонами 6° по параллели и 4° по меридиану. Географическое положение рамок трапеций определяется номенклатурой международной разграфки. Номенклатурное обозначение листов карты составляется по схеме: N — 37.

Масштабные возможности карты (в 0,2 мм 200 м) позволяют передать лишь самые основные черты ландшафта.

Условные знаки часто печатаются на полях каждого листа. Характерной особенностью карт является изменение величины сечения рельефа в различных высотных зонах (см. § 12). На листах карт обычно дается гипсометрическая послойная окраска ступеней высот между изогипсами, чем достигается большая выразительность изображения рельефа. Низменные области заливаются серым тоном, возвышенности и горы изображается различными тонами коричневого цвета. На некоторой части листов 1 : 1 000 000 карты гипсометрическая окраска нередко отсутствует, но зато площади лесов заливаются зеленым цветом.

20. Карта масштаба 1: 100000. Масштаб 1 : 100 000 (в 1 см 1 км) является основным масштабом государственной топографической съемки СССР. Государственная топографическая карта   масштаба 1 : 100000 предназначена для обслуживания народного хозяйства страны. Эта карта является основой для полевых геологосъемочных и поисково-разведочных работ, для почвенных, ботанических, лесоэкономических и других исследований, для гидротехнических изыскании на ранних стадиях проектирования и т. д. Листы 1 : 100 000 карты используются в качестве основы для составления различных специальных карт.

Карта составляется в проекции Гаусса-Крюгера в шестиградусной зоне на листах, ограниченных линиями меридианов в параллелей, со сторонами 30' по параллели и 20' по меридиану. Трапеции, расположенные севернее параллели ц = 64°, могут быть соединены попарно на одном листе. Номенклатурное обозначение трапеций составляется по схеме: N-37-144.

Карта создается, в основном, по материалам аэрофотосъемки. Наземной геодезической основой являются пункты триангуляции и нивелирования, равномерно расположенные по всей территории съемки. В малоисследованных районах 1 : 100 000 карта составляется на разреженной геодезической основе и по точности соответствует 1 : 200 000 карте. На район съемки, кроме листов топографических карт, составляются фотопланы в масштабе 1 : 40000 — 1 : 80 000. При съемке в малообжитых районах проводятся полевые географические обследования; в технический отчет о съемке включается подробное географическое описание района съемки.

Масштабные возможности карты (в 0,2 мм 20 м) позволяют с большой подробностью передать черты природного и культурного ландшафтов. Условные знаки карты приведены выше (§§ 10 — 17). Погрешности в положении выдающихся ориентирных предметов относительно пунктов рабочей геодезической основы (см. § 109) па этой карте не превышают 0,2 мм; погрешности в положении четко выраженных контуров не превышают ± 0,5 мм, а в положении нерезких контуров не превышают ± 1,0 мм. На картах залесенных и малоисследованных районов эти ошибки могут увеличиваться вдвое. Высота основного сечения рельефа — 20 м. Предельные ошибки в положении горизонталей приведены в § 12. При съемке каждой трапеции производятся от 20 до 30 определений величины склонения магнитной стрелки, и среднее из полученных значений подписывается на полях карты.

21. Карта масштаба 1 : 25 000. Государственная топографическая съемка масштаба 1 : 25 000 (в 1 см 250 м) производится в наиболее освоенных и экономически развитых районах СССР. Картой пользуются при детальных исследованиях.

Карта составляется в проекции Гауcca - Kpюгepa в 6° зоне на листах, ограниченных меридианами и параллелями, со сторонами 7'30" по параллели и 5' по меридиану. Номенклатурные обозначения трапеций составляются по схеме: N -37-144-Г-г.

Карта создается в результате точных аэрофототопографических и наземных мензульных съемок. Наземной геодезической основой являются равномерно распределенные по территории съемки пункты триангуляции (не менее 4 на трапецию) и нивелирования (не менее 2).

Условные знаки карты приведены выше (§§ 10 — 17). Максимальная погрешность в положении выдающихся ориентиров ± 0,2 мм, четко выраженных контуров ± 0,5 мм. Для залесенных районов эти величины могут быть больше в 1 Ѕ = раза. Высота сечения рельефа на карте — 5 м. Рабочей высотной основой являются геодезические пункты   (числом не менее 12 на трапецию), ошибки в отметках которых относительно ближайших пунктов нивелирной сети нигде не превышают ± 1 м. Предельные ошибки в положении горизонталей приведены в § 12.

22. Некоторые сведения о старых русских топографических картах. В дореволюционной России издавались топографические карты следующих масштабов:

При пользовании старыми топографическими картами (в верстовых масштабах) удобно построить линейный переходный масштаб для измерения расстоянии в километрах и метрах. Например, дана карта масштаба 1 : 84 000 (двухверстная), или в 1 см 840 м. Расстояние длиной 1 000 м на местности   изображается на карте отрезком длиной

(1 см * 1 000 м)/840 м = 1,19 см

Основание масштаба берем равным 1,19 см (рис. 316).

Некоторые топографические карты, издававшиеся в дореволюционной России, имели счет меридианов от Пулкова. Долгота Пулкова равна 30° 19ґ 39"   к востоку от Гринвича. Примеры перевода долгот:

а) Долгота   15° 30' к востоку от Пулкова равна   15° 30' + 30° 19' 39" = 45° 49' 39" к востоку от Гринвича

б) Долгота 7° 20' к западу от Пулкова равна 30° 19' 39" – 7° 20' = 22° 59' 39" к востоку от Гринвича.

Рис. 316. Линейный переходный масштаб для двухверстной карты

Материалы аэросъемки

Общие сведения об аэросъемке

Материалы аэросъемки в настоящее время получили широкое   применение в различного рода исследованиях. Они используются как топографическая основа и как самостоятельное средство изучения территории.

В настоящей главе рассматриваются только способы использования материалов аэросъемки в качестве топографической основы

23. Производство аэросъемки. a ) Виды съемки. В зависимости от положения оси камеры фотоаппарата аэросъемка местности подразделяется на два вида.

Плановая   аэросъемка (рис. 317а). Ось камеры вертикальна. На аэроснимках местность изображается в плане. При отсутствии колебаний высот местности масштаб аэроснимка сохраняет постоянство на всей площади снимка.

На практике при плановой аэросъемке допускаются небольшие отклонения оси камеры от вертикального положения (до 3°), следствием чего являются некоторые колебания значений масштаба в различных точках снимка (см. §§ 23-г, 27 — 30, 55, 56).

Перспективная аэросъемка (рис. 3176). Ось камеры наклонена под некоторым углом к вертикали. Местность изображается в перспективе. Масштаб изображения — величина переменная. Более удаленные предметы изображаются в более мелком масштабе.

Наиболее распространена плановая   аэрофотосъемка. В дальнейшем изложении под словом «аэросъемка» подразумевается аэросъемка плановая.

б) Аэрофотоаппараты. Различают аэрофотоаппараты для плановой и для перспективной аэросъемки. Существуют также многообъективные камеры, дающие в момент экспозиции один плановый и несколько перспективных снимков. Аэрофотоаппараты всех систем, кроме щелевых камер, дают отдельные снимки в результате экспозиций, следующих одна за другой через определенные промежутки времени. Сравнительно редко применяемые щелевые камеры дают снимок местности на ленте без разрывов.

в) Производство аэросъемки. Аэросъемка производится с самолетов пассажирского или разведывательного типов с высот порядка две, четыре тыс. метров, по возможности прямолинейными и параллельными маршрутами. Площадь, подлежащая аэросъемке, снимается с таким расчетом, чтобы не было «разрывов» ни в маршруте, ни между маршрутами, что достигается соблюдением заданных перекрытии. Перекрытия между снимками в маршруте называются продольными, а между маршрутами — поперечными (см. рис. 318 и 319).

Перекрытие выражают и процентах по отношению к стороне снимка; обычные нормы — 60% продольного и 30 — 40% поперечного перекрытия.

Рис. 317. Схемы аэросъемки: а — плановая, б   — перспективная

г) Масштабы аэроснимков (1/ m ) могут быть различными в зависимости от фокусного расстояния f_k камеры аэрофотоаппарата   и высоты полета H и выражаются формулой, которую легко вывести, пользуясь схемой рисунка 317:

1/ m = f_k / H

Например, при f_k = 100 мм и H = 3 000 м .= 3.10⁶ мм масштаб

  1/ m = 1 : 30 000.

На практике аэросъемка производится в масштабах от 1 : 5 000 до 1 : 50 000 и даже 1 : 80 000.

Масштаб аэроснимка обычно выражается не круглым числом, напр. 1 : 17 158. Вследствие неизбежных отклонений оси камеры от вертикального положения (см. § 23а), наблюдаются некоторые колебания значений масштаба в разных частях снимка, напр., в центре снимка — около 1:17 200, на краю снимка — около 1 : 16 400. Вследствие небольших изменений высоты полета и во время съемки изменяются также (в некоторых пределах) масштабы аэроснимков в каждом маршруте и в смежных маршрутах. (О масштабах перспективных снимков — см. §§ 27 — 28.)

24. Материалы залета , а) Размеры снимков. Стандартные размеры снимков в СССР — 18x18 см, 24x24 см и 30x30 см.

б) Координатные оси снимка. По краям каждого аэроснимка можно различить фотографические изображения особых меток (индексов), находящихся на прикладной рамке камеры (индексы a , b , с и d на рис. 320). Точка пересечения прямых, соединяющих диаметрально противоположные индексы снимка, называется глав ной точкой снимка о и принимается за начало координат.

в) Контактная печать. Аэрофотоаппарат заряжается пленкой на 150 — 300 снимков. Экспонированная пленка проявляется и сушится; на каждом негативе указывается его порядковый номер. Нумерация ведется в порядке съемки последовательно по маршрутам.

Рис. 318. Производство площадной аэросъемки с продольными и поперечными перекрытиями

Рис. 319. Схема перекрытия между аэроснимками в маршруте; продольное перекрытие равно 60%
Рис. 320. Координатные оси снимка х и у; a , b , c , d — координатные метки, о — главная точка снимка

С высушенной негативной пленки изготовляют контактные отпечатки.

При срочных заданиях применяют и мокрую печать, т.е. печать с невысушенного фильма

г) Накидной монтаж. После обработки и сушки контактных отпечатков делают из них накидной монтаж, для чего снимки монтируют на большом листе фанеры, скрепляя их кнопками, скрепками, грузиками. Удобно делать накидной монтаж на фанерном монтажном экране, имеющем вид стола с параллельно натянутыми полосками резины, при помощи которых придерживаются снимки.

д) Порядок монтажа. Снимки каждого маршрута располагаются в порядке съемки по номерам. На каждый снимок накладывают последующий, добиваясь наилучшего совмещения всех идентичных контуров. Закончив монтаж одного маршрута, таким же способом присоединяют к нему снимки соседнего маршрута.

Если аэросъемка производилась маршрутами с запада на восток, принято монтировать снимки слева направо в каждом маршруте и сверху вниз помаршрутно.

Если аэросъемка производилась маршрутами с севера на юг, снимки монтируют сверху вниз в каждом маршруте и слева направо помаршрутно.

е) Репродукция накидного монтажа. Накидной монтаж фотографируют с уменьшением и получают репродукцию накидного монтажа, которая служит схемой расположения аэроснимков. Вместо репродукции иногда изготовляют схемы накидного монтажа: графическую (рис. 321а) или   цифровую (рис. 321б).

ж) Оценка качества залета. При аэросъемке должны быть обеспечены: высокое качество фотографического изображения (резкость, контрастность); постоянство масштаба аэроснимков, т.е. постоянство высоты полета и (см. § 23г); отсутствие значительных искажений, вызванных наклоном осп камеры (наклоны оси камеры не должны превышать   3°); постоянство величин продольного и поперечного перекрытий; прямолинейность маршрутов; правильность покрытия заданной площади; отсутствие разрывов («окон»).

з) Паспорт аэросъемки. В паспорте аэросъемки указываются: номенклатура трапеций, в пределах которых произведена аэрофотосъемка; сведения об аэрофотоаппарате (фокусное расстояние камеры); дата полета, номера аэроснимков, число аэроснимков; оценка качества залета; перечень материалов аэрофотосъемки.

Основные свойства аэроснимков

25. Аэроснимок как центральная проекция. Центральной проекцией называется изображение предмета (оригинал а) на так называемой картинной плоскости, полученное посредством проектирования лучами, проходящими через одну точку — центр проекции.

Важнейшее свойство центральной проекции состоит в том, что прямая линия на оригинале на картинной плоскости изображается также прямой.

Аэроснимок представляет собой изображение земной поверхности в центральной проекции. Центром проекции является передняя узловая точка S объектива фотокамеры, (рис.322). Оригиналом является поверхность земли. Картинной плоскостью служит плоскость снимка.

Рис. 321. Схемы накидного монтажа: а — графическая, б -   циф ровая (по А. Добровольскому и С. Александрову)

Прямая линия OS , приходящая через узловую точку объектива, перпендикулярно к плоскости снимка, называется оптической осью камеры. Пересечение оптической оси с плоскостью снимка называется главной точкой снимка о (см. § 246). Фокусным расстоянием f_k , камеры называется отрезок оптической оси от узловой точки объектива до плоскости снимка. Надирной линией SN называется отвесная линия, проходящая через центр проекции, точкой надира n — точка пересечения надирной линии с плоскостью снимка или ее продолжением.

Главным вертикалом называется вертикальная плоскость, проходящая через главную точку снимка и надирную линию. След пересечения главного вертикала с картинной плоскостью называется главной вертикалью vv .

Главной горизонталью hh называется линия, проходящая через главную точку снимка перпендикулярно главной вертикали.

26. Элементы ориентирования снимка . Так называются данные, определяющие положение снимка в пространстве и позволяющие использовать аэроснимок в измерительных целях.

Элементы внутреннего ориентирования определяют положение снимка относительно центра проекции S и являются постоянными для данной камеры. К элементам внутреннего ориентирования относятся:

1) Фокусное расстояние камеры f_k ;

2) Начало координат снимка в прямоугольной системе — главная точка снимка о (см. § 246);

3) Координатные оси снимка хх и уу, параллельные сторонам снимка. За ось у принимается линия, наиболее близкая к направлению съемки.

Элементы внешнего ориентирования, определяющие положение снимка в пространстве в момент съемки, таковы:

1) положение объектива в прямоугольной пространственной системе координат, определяемое координатами X , Y Т и H (высота) объектива;

2) дирекционный угол (азимут) плоскости главного вертикала с;

3) угол a отклонения оптической оси от отвесной линии в момент съемки;

4) угол поворота плоскости снимка вокруг оптической оси, или угол крена.

На рис. 321 угол а велик, и точка надира n находится вне пределов снимка. При малых углах наклона a (<3°) точки < text-transform:uppercase;>n и о близки по положению, при a =0 их положение совпадает.

27. Масштабы снимков. Масштаб планового снимка (а = 0), определяется по формуле, приведенной в § 23г.

При ровной горизонтальной местности эта формула пригодна для любого отрезка в любой части снимка. В этом случае масштаб является величиной постоянной, и снимок представляет план местности.

Масштаб перспективного снимка ( a >0) в разных точках и по разным направлениям меняет свою величину.

Однако по отдельным горизонталям (линиям, параллельным главной горизонтали hh ) масштаб сохраняет постоянное значение).

Точка с пересечения биссектрисы угла а (рис. 322) с главной вертикалью, лежащая между главной точкой и точкой надира, называется точкой нулевых искажений. Масштаб снимка по горизонтали, проходящий через точку с, равен масштабу планового снимка, снятого с тон же высоты, и называется главным масштабом перспективного снимка, а горизонталь, проходящая через эту точку, называется главной горизонталью

При небольших углах наклона оси камеры ( a <3°) изменения масштаба в разных частях снимка, а также отклонения значений масштаба в отдельных точках от некоторого среднего значения и от главного масштаба — невелики (см. § 55).

Рис. 323. Искажения н аэроснимке, вызванные колебаниями высот местности аa 0 и bb — линейные величины искажении в положениях изображений точек А и В на аэроснимке, vv — средняя уровенная поверхность

28. Искажения в положении точек на снимке, вызываемые его наклоном . Отмеченная выше разномасштабность перспективных аэроснимков является следствием перспективных искаже ний (т. е. смещений точек относительно того положения, которое они заняли бы при угле наклона a = 0). Различают перспективные искажения двух родов:

1) Линейное перспективное искажение. На любом снимке оно равно нулю, когда точка лежит на главной горизонтали.

Максимальное значение линейного перспективного искажения получается, когда точка лежит на главной вертикали. Величина перспективного искажения на плановом снимке ( < text-transform:uppercase;>a <3°) возрастает от главной точки о к краям снимка пропорционально квадрату расстояния r от главной точки. Формула подсчета линейного перспективного искажения по главной вертикали:

A₁₌ (r³/f_k)* tg a ,

Пример подсчета: f_k =100 мм; a = 3°;

при г = 20 мм; A ₁ =0,2 мм; при г=100 мм; A ₁ =5,2 мм.

2) Угловое перспективное искажение. Искажение это весьма незначительно, если вершина угла совпадает с главной точкой планового снимка.

29. Линейные смещения в положении точек на снимке, вызываемые рельефом, возникают вследствие колебания высот местности (по отношению к какой-либо средней плоскости).

Как видно из рис. 323, изображение вершины горы А на аэроснимке получается в точке а, хотя следовало бы получить изображение горизонтальной проекции А₀ вершины горы (см. §8) в точке а₀ снимка. Отрезок аа₀есть линейное искажение (смещение   точки а₀), вызванное рельефом.

Направление смещения точки, вызванного рельефом, зависит от знака превышения h данной точки над средней плоскостью. Изображения всех точек, расположенных выше средней плоскости, смещены по направлению от главной точки снимка и наоборот.

В точке надира n при любых значениях превышений ошибка, вызванная рельефом, равна нулю.

Для подсчета ошибки А₂, вызванной рельефом, па плановом снимке служит формула:

А₂ = r * h / H ,

где   h — превышение точки над средней плоскостью (отрезок АА₀ на рис. 323); r — расстояние от главной точки (отрезок оа); H — высота полета.

Пример: H =3 000 м;

r =100 мм при h = + 20 м; А₂= +0,7 мм;
при h = + 100 м; А₂ = +3,3 мм.

h = + 100м при г=30 мм; А₂= + 1,0 мм;

при г=50 мм; А₂=+1,7 мм.

Пользуясь этой формулой, можно подсчитать также радиус г окружности с центром в главной точке планового снимка, внутри которой ошибка А₂, вызванная рельефом, не превышает некоторой заданной величины. Пример подсчета: H = 4000 м;

h _макс. = + 40 м; А_{2 макс-}=0,5 мм;

r = А₂* H / h ; г = 50 мм.

(При составлении §§ 25 — 29 использовано руководство А. Добро<вольского и С. Александрова. Аэрофототопография, 1939).

30. Понятие об обработке снимков. Контактные отпечатки, получаемые в результате аэросъемки, содержат искажения, вызванные наклоном оси камеры и колебаниями высот местности. В значительной степени эти искажения сказываются на точности фотосхемы — фотографического изображения местности, составленного из контактных отпечатков.

В результате процессов, называемых фототриангуля цией и трансформированием, исключают влияние наклона оси камеры (см. § 28) и получают новые снимки, свободные от перспективного искажения (плановые снимки).

Из полученных таким образом плановых аэроснимков монтируется фотоплан.

Однако трансформированием нельзя устранить влияние колебаний высот местности (ошибки А₂, см. §29), поэтому перед составлением фотоплана по формуле § 29 надо рассчитать, можно ли про данных колебаниях высот местности h составить фотоплан требуемой точности.

Составление фотопланов горных областей не производится.

Материалы аэфосъемки как топографическая основа

31. Особенности изображения местности на аэроснимке. Изображение местности на аэроснимке во многом отличается от условного генерализованного изображения ее на топографической карте.

а) На аэрофотографии земная поверхность изображается так, как она видна с высоты. Необходимы определение навыки для распознавания различных предметов местности по их виду сверху.

б) Содержание аэроснимка во многих отношениях богаче, чем содержание топографической карты (например, в ряде случаев по снимкам можно изучить черты геологического строения местности, особенности почвенного покрова и т. д.). Однако целый ряд важных показателей, имеющихся на топографической карте, отсутствует на аэроснимке (например, названия населенных пунктов, отметки высот рельефа, горизонтали).

в) Аэроснимок дает весьма детальное изображение всех предметов местности в их истинном виде (с учетом масштаба аэроснимка). При этом нередко важные, но малые по размерам предметы не выходят на снимке (например, километровые столбы, мосты и т.п.). На топографический карте, как известно, такие предметы изображаются преувеличенными.

Фотоплан, на котором обозначены соответствующими условными знаками те или иные объекты, называется дешифрированным фотопланом (фотокартой). Сам процесс «чтения», раскрытия содержания аэроснимка называется дешифрированием. Дешифрирование объектов, подлежащих нанесению на топографическую карту, называется топографическим дешифрированием (см. §§ (63 — 66).

Достоинствами материалов аэросъемки являются детальность и объективность изображения местности. Пользуясь стереоскопическими свойствами аэроснимков, можно изучить пространственную модель местности (см. §§ 59 — 62). Наряду с топографическими картами, материалы аэросъемки в настоящее время широко применяются в качестве топографической основы.

32. Изображение некоторых элементов ландшафта на аэроснимках. Населенные пункты. Отдельные постройки получаются на снимках в виде светлых прямоугольников. По тени или в стереоскоп иногда можно установить сравнительную высоту построек. Сады, огороды при постройках опознаются по характерному полосчатому рисунку.

Дороги шоссейные, мостовые в населенных пунктах передаются обычно светлыми прямыми полосами, отчетливо видными на снимках; проселочные дороги, тропы — также светлыми, но более тонкими и извилистыми линиями . Дороги и тропы в лесу могут быть закрыты кронами деревьев и не видны на снимках.

Воды. Реки, озера распознаются на снимках во темному тону фотоизображения и характерным очертаниям. Острова, отмели выходят более светлыми. Речки и ручьи в лесу бывают закрыты кронами, но могут быть опознаны по характерному понижению рельефа (при рассматривании в стереоскоп).

Леса опознаются на аэроснимках по темному тону и зернистой структуре. Отдельно стойкие деревья, кустарники хорошо видны в стереоскоп, распознаются по теням. В устроенных лесных дачах часто видны просеки — и виде светлых прямых линий.

Луга сухие отличаются на снимках ровным светлым тоном, луга мокрые — темным. Изображение мокрых лугов на снимках сходно с изображением болот с травяной растительностью.

Рельеф может быть детально изучен только при стереоскопическом рассматривании (см. §§ 59 — 62). Такие формы рельефа, как овраги, промоины, крутые скаты, холмы, горы опознаются по характерным очертаниям и теням.

33. Различные материалы аэросъемки и пользование ими Контактные отпечатки удобны для работы в поле. Комплект аэроснимков должен быть снабжен репродукцией или схемой накидного монтажа (см. § 24е).

Как контактные отпечатки, так и составленные из этих отпечатков фотосхемы не являются строго плановым изображением местности, поскольку масштаб изображения в разных частях их различен (см. §§ 27 — 29). Ориентирование фотосхемы выполняется приближенно. Фотосхемы можно использовать при первичной обработке полевых данных.

Фотоплан монтируется из трансформированных снимков (см. § 30) и является плановым изображением местности, точность которого примерно равна точности топографической карты соответствующего масштаба (в равнинных областях, где влияние ошибки А₂, вызванной рельефом, мало — см. § 29). Фотопланы составляются в рамках трапеций государственных топографических карт, на них подписывают номенклатурное обозначение трапеции, наносят координатную километровую сетку.

Фотоплан, на котором вычерчены топографическими условными знаками (дешифрированы) населенные пункты, дороги, воды и пр. называется фотокартой.

Фотоплан и, особенно, фотокарта используются так же, как и обычная топографическая карта.

Материалы ведомственных съемок

Материалы ведомственных съемок могут быть использованы исследователем в тех случаях, когда отсутствуют государственные топографические карты или материалы аэросъемки.

В отдельных случаях использование ведомственных материалов может оказаться весьма выгодным, так как на ведомственных картах и других материалах содержатся некоторые объекты и данные, отсутствующие на государственных топографических картах, но представляющие интерес для исследователя.

34. Материалы землеустройства . Первичными съемочными материалами в землеустройстве являются планы колхозных землепользовании и так называемые колхозные фотопланы в масштабе 1:5 000 — 1 : 50 000. Съемки эти базируется на сетях триангуляции. Между пунктами триангуляции прокладываются теодолитные полигоны, поворотные точки которых закрепляются на местности столбами. Все эти геодезические пункты наносятся на план. Съемке или дешифрированию подлежат угодья, населенные пункты, дороги. Съемка рельефа в горизонталях не производится, но наносятся овраги, балки и пр. По материалам съемок колхозных землепользовании и по другим данным органами Министерства земледелия составляются земельно-хозяйственные карты в масштабах от 1 : 25 000 до 1:200 000, охватывающие территорию административного района (районные карты) или района деятельности МТС.

35. Материалы лесоустройства. Первичными съемочными материалами в лесоустройстве являются планшеты лесных съемок проводимых изолированно в каждой лесной даче в масштабах от 1 : 5 000 до 1 : 20 000 и даже до 1 : 50 000 — в зависимости от разряда леса. Каждый планшет охватывает несколько лесных кварталов. Опорой лесных съемок являются теодолитные ходы, которые прокладывают по просекам. На планшеты лесных съемок наносятся: квартальная сеть, визиры, выделы лесной таксации, гидрографическая сеть, населенные пункты, дороги. Планшеты сопровождаются таксационными описаниями, содержащими сведения о породах, возрасте, бонитете (т. е. о соотношении между возрастом и высотой древостоя) и о добротности насаждений по каждому выделу. Несколько планшетов лесных съемок объединяют в планы лесных дач (гослесфонда — ГЛФ   или лесов местного значения — ЛМЗ) более мелкого масштаба. Планы лесных дач объединяются в так называемые планы лесонасаждений 1 : 20 000 — 1 : 50 000 масштабов, охватывающее значительные по размерам лесные массивы. На планах лесонасаждений условной окраской показываются по отдельным участкам (выделам) преобладающая порода и возраст леса. Внутри участка указывается его площадь, а также класс, возраст, бонитет и добротность лесонасаждения. В лесном хозяйстве широко применяется аэрофотосъемка.

36. Материалы речных съемок . При обследованиях рек с целью изучения условий судоходства и сплава ставятся специальные геодезические и съемочные работы. Геодезической основой речных съемок являются пункты триангуляции, полигонометрии и репера нивелирования. Вдоль реки прокладываются теодолитный ход (магистраль) и нивелирный ход. На плане реки весьма детально изображаются ее русло, острова, протоки, даются отметки глубин, линии< равных глубин, фарватер, отметки урезов вод. Снимаются пристани, водомерные посты, речная «обстановка». Рельеф долины наносится схематически. Масштабы планов: 1 : 5 000 — 1 : 50 000. Кроме плана реки, составляется также ее продольный профиль.

37. Материалы изыскании железных и автогужевых дорог. При изысканиях путей сообщения ведутся съемки и нивелировки вдоль трассы (вариантов трассы) проектируемого пути. В полосе трассы съемке подлежат все элементы ситуации и рельеф. Рельеф изображается горизонталями. К плану трассы прилагаются подробные продольный и поперечный профили. При постройке железных и шоссейных дорог производятся геодезические работы по разбивке оси дороги, профилированию ее полотна, расстановке километровых столбов и пр. На железных дорогах, кроме километровых столбов, расставляются пикеты (через 100 м) и указатели уклонов.

38. Съемки при гидротехнических изысканиях. При гидротехнических изысканиях ставятся специальные геодезические и съемочные работы с целью составлении детальных топографических планов и профилей. Объектами съемки являются водохранилища, русла рек, территории узлов сооружении и пр. Масштабы съемок различны, в зависимости от стадии проектирования, и   изменяются в пределах от 1 : 10 000 до 1 : 100 000. В этих работах особое внимание уделяется точности и детальности съемки рельефа.   Увеличивается густота высотной основы, берется более частое сечение рельефа (например, при 1 : 50 000 съемке   сечение h = 5 м вместо h = 10 м, принятого при 1 : 50 000 государственной топографической съемке). Ошибки в положении горизонталей по высоте при углах наклона местности менее 1° не превосходят ± 1 м при 1 : 100 000 съемке и ±0,5 м при 1 : 50 000 съемке (от ближайших пунктов нивелирования).

39.     Съемки геологических учреждении. При геологическом картировании различные учреждения Министерства геологии производят аэрофотосъемки и топографические съемки. Аэрофотосъемки выполняются в масштабах 1 : 20 000 — 1 : 25 000. По материалам этих съемок составляются фотокарты (малоисследованных районов), с приближенными масштабом и ориентированием. Топографические (мензульные) съемки производятся в масштабах 1 : 200 000 —   1 : 100 000 и крупнее в соответствии с требованиями общеобязательных инструкций.

II . РАБОТА С ТОПОГРАФИЧЕСКИМИ КАРТАМИ И МАТЕРИАЛАМИ АЭРОСЪЕМКИ

Подбор топографических карт и материалов аэросъемки

40. Общие сведения. Перед выездом в экспедицию необходимо установить масштаб карт, наиболее отвечающий характеру полученного задания. Затем следует точно выяснить границы исследуемой территории и определить номенклатуру требуемых карт. Карты заранее складывают «гармоникой» (§ 58) и укладывают в ящик в порядке их использования по намеченному маршруту.

Кроме топографических карт, полезно иметь также аэроснимки (контактные отпечатки) изучаемого района. Сравнивая аэроснимки с имеющимися картами, составляют схему расположения снимков (§ 24е).

При работе в поле следует иметь мелкомасштабную карту — схему расположения листов топографических карт и аэроснимков.

41. Выбор масштаба карт. Масштаб влияет на точность, полноту и подробность карты и определяет размеры территории, изображаемой на одном листе карты (см. табл. 56).

На этом основании можно притти к выбору масштаба карты, исходя из требований к точности измерении на карте, к полноте карты и т.п. Установлено, что ошибка измерений длин линий на топографической карте в среднем близка к 0,7 мм, что составляет на местности:

Если необходимо, например, измерять длины линий по карте с ошибкой, не превосходящей 50 м, то следует пользоваться картой масштаба 1 : 50 000.

Таблица 56

Площади и размеры листов топографических карт
(для средних широт СССР)

В § 13 указывалось, что такие угодья, как леса, заносятся на карту, если их площадь на карте не менее 4 кв. мм, что соответствует на местности:

Отсюда следует, что при необходимости иметь на карте показанными полностью лесные участки площадью от одного гектара в выше, необходимо обратиться к карте масштаба 1 : 50 000 и т.п.

При движении по маршрутам выбор масштаба карты зависит во многом от способа (и скорости) передвижения.   При пешем движении и верховой езде, когда для ориентирования необходимо подробное изображение местности, удобны карты масштаба 1 : 100 000 и крупнее. При автомобильной езде по дорогам достаточна карта масштаба 1 : 200 000. На самолете, когда скрывается широкий обзор местности, а ее детали скрадываются, переходят к карте 1 : 500 000 и даже 1 : 1 000 000 масштабов. Эти масштабы согласуются и со скоростью передвижения -выбирают такой масштаб, чтобы в пути не приходилось часто менять листы карт^.

Напротив того, при детальных исследованиях местности (например при изучении месторождений полезных ископаемых) обращаются к картам масштаба 1 : 25 000 и крупнее. Если предполагаются   детальные исследования специального характера, то для них выбирают топографическую карту,   масштаб которой равен или в два раза   крупнее масштаба предложенной с составлению специальной карты. Например, при   геологической съемки 1 : 50 000 удобно иметь карту или аэроснимки 1 : 25 000 масштаба.

Не следует смешивать требования к точности карты с требованиями к ее крупности и насыщенности ориентирами, контурами. Так, например, топографическая карга 1 : 50 000 масштаба не уступает по точности положения контуров геологической карте того же масштаба, но в качестве основы для геологической съемки масштаба 1:50 000 она недостаточно подробна. При   детальных полевых исследованиях полезно иметь не только топографическую карту, но и аэроснимки, представляющие превосходное по детальности и объективности изображение земной поверхности.

42. Определение номенклатуры карт . Заказывая топографические карты той или иной территории, необходимо указывать их номенклатуру (см. §§ 3 — 4). Если границы района, подлежащего исследованию, нанесены на обзорную карту, то, зная соотношения между листами государственных топографических карт, можно нанести на эту обзорную карту рамки карт требуемого масштаба и рассчитать их номенклатуру.

Пусть, например, на бланковой карте (рис. 324) штрихпунктиром показан контур территории, для которой требуются листы 1 : 100 000 карты. В листе 1 : 1 000 000 карты содержится 144 листа 1 : 100 000 карты с размерами 20' на 30'. Зная это, делим каждый градус параллели пополам, каждый градус меридиана на три равные части и проводим линии рамок 1 : 100 000 трапеций (показаны сплошными тонкими линиями ). По чертежу рассчитываем, что интересующий нас район охватывает листы 1 : 100 000 карты N — 37 — 15, 16, 17, 18, 27, 28, 29, 30, 31, 39, 40, 41. 42 и 43.

43. Ознакомление с картой. Получив требуемую карту, следует установить год съемки (составления) и год издания карты, величину сечения рельефа, ознакомиться с принятыми условными знаками.

Условные знаки топографических карт, применяемые с 1946 г., приведены в §§ 10 — 17. Наиболее существенные отличия условных знаков 1946 г. от условных знаков прежних лет указаны в этих же §§. Более подробные сведения об условных знаках топографических карт содержатся в книге «Условные знаки, образцы шрифтов и сокращении для топографических карт масштабов 1 : 25 000, 1 : 50 000, 1 : 100 000». М., 1946 г. (предыдущее издание — 1940 г.).

Условные знаки государственных карт средних и мелких масштабов частично печатаются на полях листов карт. Подробные сведения об условных знаках этих карт содержатся в Инструкциях по составлению, оформлению и подготовке к изданию 1 : 1 000 000, 1 : 500 000 и 1 : 200 000 карт. Дата съемки или составления, указанная на полях карты, дает возможность судить о степени современности данной карты, о степени ее соответствия состоянию местности к моменту пользования картой.

44. Ознакомление с материалами аэросъемки. К комплекту контактных отпечатков должна быть приложена соответствующая репродукция накидного монтажа (см. § 24е). Если таковая отсутствует, берут наиболее детальную из имеющихся топографических карт, монтируют несколько маршрутов и ищут идентичные точки и контуры на снимках и на карте. Уяснив расположение маршрутов, составляют цифровую или графическую схему накидного монтажа, которой и пользуются и дальнейшей работе взамен репродукция накидного монтажа.

Рис. 324. Определите номенклатуры карт

Затем производят оценку качества залета (см. § 24). Важно выяснить, насколько удовлетворительно фотографическое качество отпечатков, проверить, достаточно ли точно выдержаны заданные величины перекрытий, нет ли разрывов. По паспорту устанавливают время производства съемки (год, месяц, число, часы) для каждого маршрута. Если съемка смежных маршрутов выполнена в различное время дня, могут измениться расположение и форма теней предметов. Если аэросъемка смежных участков производилась в различное время года, отличия могут оказаться весьма существенными (например спад высоких вод вызовет изменение очертаний берегов рек, озер; за несколько месяцев может изменяться характер растительности и т. д.).

Задачи, решаемые по карте (фотоплану)

45. Измерение расстояний по карте (фотоплану). Если требуется определить расстояние между двумя заданными точками:

а) измеряют расстояние между ними на карте. Если линия прямая, длину се определяют непосредственно по линейке с миллиметровыми делениями. Если линия извилистая, разбивают ее на несколько более или менее прямых участков и определяют длину линии по частям, либо пользуются курвиметром (см. ниже);

б) переводят длину линии на карте в длину ее на местности. Если известен численный масштаб, умножают полученное значение длины линии на карте (в любых мерах) на знаменатель масштаба и получают длину линии на местности (в тех же мерах). Например, длина линии на карте 18 мм. Масштаб карты 1 : 25 000. Длина линии на местности равна 18 мм х 25 000=450 000 мм=450 м.

Если дан линейный масштаб, откладывают на его шкале (с помощью циркуля или< полоски бумаги) длину линии на карте и по надписям у   линейного масштаба определяют, чему эта линия равна на местности (рис. 325).

Такими же способами определяют расстояния по фотоплану. Приемы определения масштаба фотосхем и контактных отпечатков будут описаны в §§ 55 — 56.

При определении по карте длин линий с большими углами наклона иногда бывает необходимо ввести поправку за наклон линии к горизонту, так как длина горизонтальной проекции линии на карте (см. § 8) может отличаться от длины этой линии на местности на значительную величину. При введении поправок пользуются указаниями §101. Углы наклона линий (или средний уклон по данному направлению) определяют по карте (см. § 51).

Ошибки определения расстояния по топографической карте указаны в § 41.

При измерениях по карте следует учитывать замечания § 10 (о внемасштабных знаках).

Для определения по карте длин кривых линии служит курви метр (рис. 326). Прибор держат вертикально и обводным колесиком ведут по кривой линии (дороге, реке), длину которой требуется определить. Замечают отсчеты по индексу в начале и конце кривой, длину отрезка кривой находят как разность этих двух отсчетов. Курвиметр следует вести в таком направлении, чтобы отсчет возрастал. Цена делений шкалы прибора обычно равна 1 см или 1 дюйму.

46. Определение масштаба карты (фотоплана). Если масштаб карты неизвестен, его значение может быть определено:

По известному расстоянию между двумя точками на местности — путем сравнения этого расстояния с соответствующей линией на карте. Например, длина линии на местности 450 м=450 000 мм. Длина линии на карте 18 мм. Знаменатель масштаба карты равен:

450 000/18 = 25 000.

Масштаб карты 1 : 25 000. В качестве линии, длина которой на местности известна, можно использовать например, участок дороги между километровыми столбами. Столбы отчетливо видны и на неотдешифрированных снимках и фотопланах масштабов 1 . 12 000 – 1 : 100 000 и крупнее.

По сетке географических координат. В качестве известного по длине расстояния могут быть использованы деления на минутной рамке (см. § 5) карты. Длина 1' дуги меридиана составляет на местности расстояние около 1 850 м. Для определения масштаба измеряют длину минутного деления на западной или восточной рамке карты (т. е. длину 1' дуги меридиана в масштабе карты). Положим, эта величина оказалась равной 37 мм. Знаменатель масштаба равен

1 850 / 37 = 1 850 000 / 37 = 50 000

Масштаб карты 1 : 50 000. Для более точных вычислений служит табл. VIII ; см. также табл. XVII , слово «миля морская».

По сетке прямоугольных координат. В этом случае в качестве известного на местности расстояния служат стороны квадратов сетки прямоугольных координат. Частота этой сетки на разных картах различна (см. § 7), и величину стороны квадрата сетки определяют по оцифровке сетки (см. § 5).

Масштаб листа карты может быть определен также и во виду его номенклатурного обозначения (см. §§ 3 и 4).

47. Определенно площадей по карте (фотоплану) . Площадь данного участка разбивают на простые геометрические фигуры-треугольники, трапеции (рис. 327). Измеряют длины сторон и высоты этих фигур и вычисляют их плошали по формулам геометрии, другой способ — подсчитать число укладывающихся и данном участке (полностью или частично) квадратов сетки прямоугольных координат. По краям участка площади в пределах каждого неполного квадрата оцениваются на-глаз, что, в конечном счете, оказывает решающее влияние на точность подсчета площади. Значительно более точные результаты могут быть получены, если наложить на план участка лист восковки с разбитой на ней сеткой квадратов со стороной в 1 мм.

Рис. 326. Курвиметры

При самых приближенных подсчетах площадей больших территорий пользуются данными о средних размерах площадей трапеций (см. § 41).

Для определения площадей служит также планиметр — прибор, описание которого дается в курсах геодезии.

48. Определение азимутов по карте (фотоплану). Азимутом предмета А (Рис.328) называется угол а, который составляют проведенные из данной точки О: а) меридиан и б) направление ОА. Азимуты имеют значения от 0 до 360є; счет азимутов ведется от северного конца меридиана по ходу часовой стрелки: азимут 0° означает направление на север; азимут 180° — на восток; азимут 180° — на юг; азимут 270° — на запад (см. рис. 328а). Определение азимутов по карте выполняется с помощью транспортира. Через точку О на карте проводятся направление меридиана и направление на предмет А. Центр транспортира совмещают с точкой О, нулевое деление направляют по меридиану на север и производят отсчет градусов и долей градуса по дуге транспортира (рис. 329).

Азимут, отсчитанный от направления истинного меридиана, называется истинным азимутом. Чтобы провести истинный меридиан через данную точку на топографической карте:

а) на северной и южной рамках карты находят одноименные и ближайшие к данной точке О градусы и минуты и соединяют их прямой;

б) через данную точку О проводят линию, параллельную этой прямой, которая и является направлением истинного меридиана в точке О.

Азимут, отсчитанный от направления, параллельного осевому меридиану зоны (= от оси абсцисс, проходящей через данную точку) (см. § 9), называется дирекционным углом. В данной точке О на карте дирекционные углы отсчитываются от прямой, параллельной вертикальным линиям координатной сетки. Угол, на который отличаются между собой истинный азимут и дирекционный угол, называется сближением меридианов. Сближение меридианов равно нулю на осевом меридиане зоны и достигает максимума у западной и восточной границ зоны.

Азимут, отсчитанный от направления магнитного меридиана, называется магнитным азимутом (рис. 328, г). Азимуты истинный и магнитный отличаются на величину>склонения магнитной стрелки б. Склонение бывает восточное и западное (рис. 328, б, в). Величина склонения выражается в градусах. Значения сближения меридианов и магнитного склонения обычно указываются на полях карты (рис 333).

Точность отсчета по шкале большого (15 — 20 см в диаметре) транспортира от 0°,1 до 0°,2 (6' — 12'), однако реальная ошибка измерений может быть оценена в ± 0°,5 (±30'). При прочерчивании направлений на местные предметы следует учитывать замечания §10.

49. Определение координат по карте (фотоплану). а) Определение прямоугольных координат. Требуется определить по карте прямоугольные координаты x ₀ и y ₀ точки О (рис. 330). Значение координаты х₀точки О находятся между 6 174 км и 6 175   км и может быть выражено как

x ₀ = 6 174 км+ x = 6 175 км — х' .

Точно так же выражается координата у₀точки О:

у₀ = 334 км+у = 335 км — у'.

Рис.328. а — Порядок счета истинных азимутов. Для наблюдателя, находящегося в точке О, азимут предмета А равен а; б — восточное склонение; в — западное склонение; г - порядок счета магнитных азимутов. Для наблюдателя, находящегося в точке О. магнитный азимут предмета А равен a_m . Магнитный и истинный азимут предмета А различаются на величину магнитного склонения

Рис. 329. Определение азимута а предмета А на карте с помощью транспортира

Рис. 330. Определение прямоугольных координат точно О на топографической карте

Рис. 331. Определение прямоугольных координат точки М с помощью координатометра

Рис. 332. Определение географических координат точки О на топографической карте

Измеряют по карте длины отрезков х, у и х', у', переводят их в требуемые единицы длины на местности по масштабу и вычисляют x ₀   и y ₀ Двойное вычисление — по х, у и по х', у' обеспечивает контроль. Сходным образом производится и обратное действие, т.е. нанесение на карту точки, прямоугольные координаты которой известны. Для определения прямоугольных координат точек на топографических картах служат так называемые координатомеры, изготавливаемые на целлулоиде или   восковке. Пользование координатомером показано на рис. 331, где точка М имеет x =6 135,33 км;, у=5 577,77 км.

б) Определение географических координат. Требуется определить по карте географические координаты ц₀ и л₀ точки О (рис. 332). Значение широты точки О находится между 55°43' и 55°44' (параллели 55°43' и 55°44' прочерчивают на карте по линейке) и может быть выражено как

0 = 55°43' + = 55^:'44'- j '.

Точно так же значение долготы точки О выражают как

l ₀ = 30 ^о 02' + l = 30°03' — l '.

Измеряют по линейке длины отрезков l и l ' (а потом j и j ').

Положим, они оказались l   = 4,0 мм, l ' = 6,5 мм, l + l ' = 10,5 мм. Величина l + l ' есть длина 1' дуги параллели. Составляем пропорцию:

10,5 мм / 4,0 мм = ( l + l ' ) / l   = 1 ' / l .

Отсюда находят l = 0',38. Переводят доли минуты в секунды (1' = 60") и находят l = 0',38 = 23". Следовательно, долгота точки О равна l ₀ = 30^о02' 23". Для контроля находят значение l ₀ также через отрезок l '. Точно таким же способом находят широту l _0. Сходные вычисления и построения выполняют и при решении обратной задачи, т. е. при нанесении на карту точки по данным значениям ее географических координат.

50. Вычисление расстояний и азимутов по данным координатам пунктов. а) Вычисление расстояний. Даны прямоугольные координаты пунктов А и В:

х_А = 5 579,2 км; у_А= 6 393,9 км;

x_B = 5 581,4 км; у _B   = 6 395,8 км.

Найти длину линии A В = S (рис. 333). Для вычисления   S служит формула:

S =   ( Δ x² + Δ y² )^1/2

где <Δ x = x_B - x_A ; <Δ y = у _B - y_A

В нашем примере <Δ x = + 1,2 км; Δ x ² = 1,44;

<Δ y = + 1,9 км; Δ y ² = 3,61.

S =   (1.44 + 3,61)^1/2 = 4.05^1/2 = 2,0 км.

Длина линии   S = 2,0 км.

б) Вычисление азимутов. Найти азимут б   линии А B (координаты пунктов те же).

Вычисляем сначала дирекционный угол б₀ линии АВ (см. § 48).

tg б _{0 -} = Δ y / Δ x = 1.9 / 1.2 = 1.58/

Дирекционный угол линии AB б₀ = 57є^,,7.

Величина сближения меридианов г = 3°,1 (рис. 333).

Сближение меридианов западное, поэтому

б = б₀   -   г   = 57 ° ,7   -   3 °,1 = 54<° ,6.

Азимут линии AB ... б   = 54 ° ,6.

Пользуясь данной на карте (рис. 333) величиной склонения магнитной стрелки (см. § 48), можно вычислить также магнитный азимут линии   AB — б

Склонение магнитной стрелки д = 3°,6.

Склонение восточнее, поэтому

б _т = б    - д _E = 54°,6 — 3°,6 = 51°,0.

Магнитный азимут линии АВ   б _{т т}= 51°,0.

Рис. 333. Вычисление длины линии АВ = < 2pt;>S и дирекционного угла б0 линии AB по данным прямоугольным координатам пунктов A и В Рис. 334. Определение высоты (абсолютной отметки) горизонтали бб. Горизонтали проведены через 5 м Рис. 335. Определение высоты, (абсо лютной отметки) точки О

51. Задачи, решаемые по карте с горизонталями , а) Определение направления ската в данной точке по карте облегчается расстановкой бергштрихов, расположением цифр подписей горизонталей вниз по направлению склона (см. § 12). Однако для безошибочного определения направления ската в любой точке необходимо при рассматривании карты понять общий характер рельефа, представить себе расположение долин и водоразделов.

б) Определение высоты любой горизонтали. На карте подписаны высоты только некоторых горизонталей. Высоту любой горизонтали можно определить, зная сечение рельефа и направление ската по подписям высот других горизонталей и отдельных точек. Для облегчения счета горизонталей каждая пятая горизонталь вычерчивается утолщенной. Например (рис. 334), требуется определить высоту горизонтали аа, если сечение горизонталей h = 5 м. Горизонталь аа расположена непосредственно выше точки (урез воды) с отметкой 143,7 м и ниже горизонтали 150 м. следовательно, ее высота 145 м.

Рис. 336. Определение угла наклона местности по топо графической карте: а — профиль, 6 — план,   аа, < 2pt;>bb и cc — отрезки горизонталей на плане

в) Определение абсолютной высоты любой точки. На карте подписаны абсолютные высоты (отметки) поверхности земли лишь некоторых точек. Если точка расположена на горизонтали, ее абсолютная высота равна высоте этой горизонтали. Высоту точки, расположенной между двумя горизонталями, находят интерполированием между высотами соседних горизонталей. Интерполирование производят по кратчайшему расстоянию между горизонталями, т.е. по линии наибольшего ската (пунктир на рис. 335). На рисунке точка О, высоту которой требуется определить, расположена между горизонталями 145 и 150 м на расстоянии —   2/10 (на-глаз) интервала между ними (ближе к горизонтали 145 м). — от высоты сечения (5 м) составляют 1 м. Следовательно, высота точки О равна 145 + 1 = 146 м. Расчет уреза воды реки в любой точке производят путем линейной интерполяции между соседними отметками урезов под, подписанными на карте, или точками пересечения реки горизонталями. Высоты вершин холмов и наиболее низких точек в замкнутых впадинах, если они не подписаны на карте, точно определены быть не могут. Можно лишь сказать, что, например, высота холма А на рис. 335 больше 150 м и меньше 155 м.

г) Определение превышений. Превышением называется разность абсолютных высот двух точек. Абсолютные высоты точек находят, как описано в § 51 в.

д) Определение углов наклона местности выполняется с помощью так называемого масштаба заложений. На рис. 336 линия LMN изображает вертикальный разрез земной поверхности, прямые а'а', в'в', с'с'   - изображения горизонтальных плоскостей. Внизу дан план того же участка;

Рис. 337. Определение угла наклона с помощью масштаба заложений. Угол наклона равен 1°30'
аа, вв и сс — горизонтали.
h — сечение рельефа;
D — расстояние между точками M и N по земной поверхности;
d — расстояние между этими точками в плане, т.е. на карте (величина d носит название «заложение»);
б — угол наклона местности.

Как видно из рис. 336, при б <> 0 заложение d всегда меньше расстояния D между двумя точками на земной поверхности. Чем больше угол наклона, тем меньше заложение, т.е. тем чаше расположены горизонтали. Таким образом по величине заложения можно судить о крутизне склона. Из рисунка легко устанавливается зависимость

H = d * tg б .

По этой формуле при заданном h вычисляют значение величин d при различных углах наклона б   и строят так называемый масштаб заложений (или график уклонов). Масштаб заложений помещают на полях каждого листа карты. Пользование масштабом заложений видно из рис. 337. Угол наклона местности   вдоль пунктирной линии между горизонталями 145 и 150 м равен 1є 30'.

е) Построение профилей. К намеченной на карте линии профиля прикладывают полосу бумаги, переносят на нее точки пересечения горизонталей, рек, водораздельных линий   с линией профиля и подписывают здесь же абсолютные высоты этих точек. Профиль удобно строить на миллиметровой бумаге. Горизонтальный масштаб профиля берется тот же, что и на карте, вертикальный масштаб   - обычно   в 10 раз крупнее (например 1 : 100 000 и 1 : 10 000). Соотношения масштабов могут быть и иными:< вертикальный масштаб подбирают таким, чтобы профиль достаточно наглядно характеризовал формы рельефа. Значения масштабов обязательно подписывают на профиле, Высоты откладываются от горизонтальной линии, которой придается некоторая абсолютная высота с таким расчетом, чтобы профиль не был очень громоздким. Эта линия называется основанием профиля. Например, если высшая точка профиля   (рис. 338) имеет высоту H = 152 м, низшая H =102 м ,   линии основания профиля удобно придать значение H = 100 м и отложить от нее вверх соответственно для высшей и низшей точек 52 м и 2 м   в выбранном масштабе.

Рис. 338. Пример построения профиля местности

Работа в поле с картами и материалами аэросъемки (Определение местоположения)

Работа с картами и репродукциями фотопланов

62. Ориентирование карты (фотоплана). а) Способа определения стран света и азимутов.

По компасу. При отсутствии крупных магнитных аномалий магнитная стрелка компаса располагается по линии магнитного меридиана места наблюдения. Северный конец магнитной стрелки обычно темносинего цвета, южный конец светлый. На южном конце укреплен грузик. У стрелки компаса имеется винтовой зажим (арретир), который прижимает стрелку при завинчивании и освобождает при развинчивании. При пользовании компасом стрелка должна быть освобождена от зажима, а компас следует держать горизонтально. Освобожденная от зажима стрелка должна плавно качаться вправо и влево, постепенно успокаиваясь.

При полевой работе удобен горный компас, описанный ниже (см. § 83). Применяется также круглый компас Адрианова (рис. 339) с делениями от 0 до 360° (через 3°), идущими по ходу часовой стрелки. Компас удобен для пользования ночью, так как на стрелке и круге с делениями укреплены светящееся знаки.

Рис. 339. Компас Адрианова Рис. 340. Ориентирование карты на местности: а — наблюдатель находится на шоссе и ориентирует карту по направлению дороги; б — наблюдатель находится в точке пересечения шоссе и железной дороги и ориентирует карту по направлениям на местные   предметы

По Полярной звезде. Направление на эту звезду является направлением истинного меридиана точки наблюдения (см. подробнее гл. XIV , § 1).

По Солнцу. Солнце находится на востоке приблизительно в 7 часов местного декретного времени, на юге — в 13 часов и на западе - в 19 часов; определение стран света по Солнцу см. гл. XIV , И-

б) Способы ориентирования карты.

Ориентировать карту — значит придать ей такое положение, при котором все линии на карте параллельны соответствующим линиям на местности, а продолжение любого направления на карте, проведенного через точку стояния наблюдателя и какой-либо предмет на карте, проходит через этот же предмет на местности.

Если карта ориентирована, восточная и западная ее рамки располагаются по направлению Север — Юг, а северная и южная рамки — по направлению Восток — Запад (см. рис. 340).

Ориентирование карты по компасу. Держат карту горизонтально, к западной или восточной рамке прикладывают: горный компас — краем дощечки, параллельным линии, соединяющей указатели С и Ю (Север — Юг), буквой С к северной рамке; компас Адрианова — диаметром Север — Юг, буква С обращена к северной рамке. Затем открепляют зажим (арретир) стрелки компаса и вращают карту вместе с компасом до тех пор, пока северный (темный) конец стрелки не установится против буквы С (при отсутствии склонения) или против отсчета, равного величине>склонения (см. §§ 48 и 50), с учетом знака склонения. Карту ориентируют по компасу в закрытых местностях, в местностях открытых, но бедных ориентирами, а также при потере ориентировки и для контроля.

Ориентирование карты по линиям местности выполняется в том случае, если наблюдатель находится на какой-либо прямой линии местности (на дороге, просеке, линии связи и т.п.). К изображению этой линии прикладывают край визирной линейки (или карандаш) и, визируя по линейке, поворачивают карту, пока направление изображения дороги не совпадет с ее действительным направлением. При этом предметы, находящиеся по правую и левую сторону от дороги, должны находиться по ту же сторону от изображения дороги на карте (см. рис. 340а).

Ориентирование карты по направлениям на местные предметы, проведенным из точки стояния наблюдателя, требует знания местоположения наблюдателя. Визирную линейку или карандаш прикладывают на карте к точке стояния наблюдателя и к изображению какого-либо удаленного предмета местности (церковь, фабричная труба, роща и т.п.). Визируя по линейке, поворачивают карту вместе с линейкой, пока край линейки не будет направлен точно на выбранный предмет местности. Проверяют ориентировку по другому предмету (см. рис. 340б). При наличии некоторого опыта достаточно точно ориентируют карту по местным предметам, опознавая их на карте и не пользуясь визирной линейкой.

53. Определенно точки стояния на карте (фотоплане). а) При нахождении на контурной точке («опознаке») определить по карте свое местоположение не трудно. Важно лишь точно опознать ту контурную точку (или «опознак» на фотоплане), т.е. перекресток дорог, просек, угол леса, овраг, километровый столб и т. д., вблизи которой находишься, и не спутать эту точку с другими ей подобными. Для этого нужно предварительно ориентировать карту, внимательно изучить окружающую местность и сравнить ее с картой.

Рис. 341. Определение местоположения прямыми и обратными засечками: а — наблюдатель находится на шоссе и определяет свое местоположение двумя засечками, 6 — наблюдатель находится между рекой и озером и определяет свое местоположение тремя засечками

б) При нахождении на линии местности (напр. на дороге). Ориентируют карту по линии местности и проверяют ориентировку другими способами (см. § 52б). Глазомерно или шагами (1 шаг = 0,7 — 0,8 м) определяют расстояние от точки стояния до ближайшей контурной точки на данной линии и откладывают это расстояние на карте по масштабу.

Положение точки стояния может быть определено также засечками. Укрепляют карту на планшете, ориентируют ее как можно точнее и, сохраняя неизменным положение планшета, прикладывают край визирной линейки к изображению какого-либо предмета местности (например фабричной трубы). Далее, вращая линейку вокруг центра условного знака (при неподвижной карте), визируют на этот предмет. Точка пересечения края линейки с дорогой есть изображение точки стояния па карте. Определение проверяют по другому предмету, в случае расхождения — берут среднее положение (рис. 341, а ).

Направления прочерчивают мягким карандашом по краю визирной линейки.

в) Определение точки стояния в любом месте. Карту приближенно ориентируют. Замечают несколько предметов (минимум —   два, лучше три) А, В, С и определяют до них расстояния a , b и c . Точка пересечения окружностей радиусов а, b и с ( в масштабе карты), проведенных соответственно из точек А, В и С, как из центров, есть изображение точки стояния на карте.

Положение точки стояния может быть получено также засечками (см. выше) от нескольких предметов (при очень приближенно ориентированной карте — минимум от трех) (рис. 341, б).

Во всех случаях предметы, от которых производится засечка, должны быть расположены так, чтобы пересечение направлений не получилось под слишком острым (<30°) или слишком тупым (> 150°) углом.

г) Способ Болотова. Находясь в некоторой точке О, положение которой на карте требуется определить, замечают на местности три (или больше) предмета А, В, С... Кладут на планшет лист восковки, на ней карандашом в произвольно взятом месте отмечают точку о. Закрепляют восковку неподвижно. Вращая визирную линейку вокруг точки о, проводят направления на предметы А, В, С... (лучи 0А, оВ, оС...). Затем накладывают восковку на карту таким образом, чтобы луч оА проходил точно через точку о (изображение точки А), луч оВ — через точку b и луч оС — через точку c . Когда это достигнуто, не сдвигая восковки, накаливают положение точки о восковки, соответствующее положению на карте пункта наблюдения О.

54. Работа с картой (фотопланом) в маршруте , а) Движение по дороге или вдоль реки. Перед выходом в маршрут надо изучить по карте путь следования, отметить ориентиры, точки поворотов маршрута, определить расстояние между ними и примерно рассчитать время, которое будет затрачено на движение, исходя из предполагаемой средней скорости движения. При движении время от времени сличают местность с картой, определяют свое местоположение и изучают отрезок пути до ближайшего поворота дороги или другого ориентира. Надо следить, чтобы не сбиться с пути на развилках дорог и при выходе из населенных пунктов. В любой момент движения надо знать свое местоположение на карте. В пути следует запоминать дорогу, чтобы при потере ориентировки уметь вернуться к тому месту, где местоположение было определено надежно в последний раз.

б) Движение без дорог (по азимуту). из пункта А надо попасть прямым путем и пункт В. Причерчивают на карте линию АВ; определяют истинный азимут этой линии (см. §§48 и 50), вводят поправку за магнитное склонение (величина поправки указана на полях карты) и получают значение магнитного азимута линии АВ. Отмечают ориентиры, лежащие на линии АВ, определяют длины отрезков линии АВ между ориентирами и длину всей линии АВ. Находясь в исходном пункте А, ориентируют карту, находят ближайший ориентир (например отдельно стоящее дерево) и двигаются к нему. Придя и ориентиру №1, находят №2 и т д. Если из исходного пункта А ориентиры не видны, двигаются по азимуту. С этой целью в пункте А по компасу определяют направление пути на местности (по известному азимуту); замечают, к какому местному предмету надо двигаться на ближайшем отрезке пути. Придя к этому предмету, ориентируют карту, сличают ее с местностью, вновь определяют по компасу направление пути и замечают, какой из местных предметов лежит на линии заданного азимута — этот предмет служит ориентиром на втором участке пути.

Работа с контактными отпечатками и фотосхемами

55. Определенно масштаба снимка (фотосхемы). Масштаб изображения в различных частях контактного отпечатка (аэроснимка) или фотосхемы не является величиной постоянной (см. §§ 27 — 30) и выражается обычно не круглыми числами, — например в центре снимка в< 1 см 172 м, на краю его — в 1 см 164 м. Для определения масштаба снимка надо найти отношение длины какой-нибудь линии на снимке к длине этой линии на местности: последнюю можно получить непосредственным измерением в поле или измерить ее по карте. Например измеренная по карте длина линии между точкой 1 (устье речки) и точкой 2 (пересечение дорог) равна 64,2 мм, что составляет 1 605 м па местности (масштаб карты 1 : 25 000). На снимке длина этой линии   равна 97,5 мм. Масштаб снимка

1/ т =   97,5 мм/1 605 000 мм = 1/16462 ~ 1/16500.

Округлив масштаб до 1:16500 (или в 1 см 165 м), мы получим ошибку в 0,38 м (на местности) на каждый км (на местности) или см (на карте). Описанным способом масштаб определяют по нескольким на правлениям и из результатов определении берут среднее значение, которое считают средним масштабом снимка. Зная средний масштаб снимка, можно определить но снимку длину любой линии местности так же, как описано в § 45.

56. Клиновой масштаб, а) Построение клинового масштаба. На практике при работе с большим количеством контактных отпечатков удобно пользоваться переменным графическим или клиновым, масштабом. Положим, предстоит работа с серией контактных отпечатков, масштаб которых изменяется в пределах от 1:15 000   до 1:17 000. На листе плотной бумаги строят прямой угол AOB (рис. 342). На стороне AO от точки О откладывают расстояния в 1 000 м, выраженные в масштабах 1:15 000 1:16 000 и 1:17000 (точки 15. 16 и 17). Сторону OB делят на 100 равных частей проводят через точки деления линии, параллельные стороне AO и подписывают, как показано на рисунке. Точки 15, 16 и 17 соединяют с точкой О.

б) Определение масштаба снимка. Расстояние на   местности равно 752 м, на снимке оно выражается отрезком а b .   Берут отрезок а b в раствор циркуля (рис 342). Ставят ножку b на отсчет   752 м. ножку а - на линии, параллельной сторона АО. Ножка   циркуля а встала посредине между наклонными линиями, подписанными цифрами 16 и 17, - значит, масштаб данного снимка равен 1:16 500 (с точностью до третьего знака знаменателя).

в) Определение расстояния по снимку. Масштаб снимка 1:16 500 Определить, какому расстоянию на местности соответствует отрезок ab . Берут отрезок а b в раствор циркуля (рис. 342). Устанавливают циркуль на масштабе так, чтобы ножка а была точно посредине между наклонными линиями 16 и 17, ножка b на линии ОВ а линия а b располагалась бы параллельно АВ. По ножке циркуля b отсчитывают расстояние — оно равно 752 м.

57. Определение точки стояния на снимке (фотосхеме) , а) Ориентирование снимка (фотосхемы) по линиям и контурам местности выполняется так же, как ориентирование карты (см. § 52). Чтобы ориентировать снимок по компасу, на снимок должно быть перенесено направление меридиана. Для этого замечают две точки на карте, через которые проходит линия меридиана, опознают идентичные точки на аэроснимке и соединяют их прямой линией. К перенесенному таким образом направлению меридиана прикладывают компас, как описано в § 52б. Направление меридиана может быть проведено заранее и на группе снимков (по накидному монтажу или фотосхеме).

б) Определение точки стояния на снимке (фотосхеме) производится так же, как описано выше (§ 53). Определение местоположения по снимкам выполняется весьма точно ввиду большой детальности снимков. Контактную печать следует рассматривать стереоскопически (см. §§ 59 — 62).

58. Обращение с картами и аэроснимками , а) Складывание и склеивание карт. Карты следует наклеивать на какую-либо тонкую материю, разрезав карту предварительно на столько частей, чтобы она входила в сложенном виде в боковой карман или в сумку, в которой ее предполагают носить. Складывать карты следует «гармоникой», лицевой стороной наружу. Перелистывая такую «гармонику», легко можно найти нужное место на карте, не разворачивая ее всю. При склеивании нескольких листов топографических карт следует обратить внимание на сходимость контуров по рамкам. Если контуры не совпадают (вследствие деформации бумаги), более короткий лист смачивают губкой и растягивают; этот же лист смазывают клейстером.

б) Обращение с аэроснимками. Перед выходом в маршрут, пользуясь накидным монтажом, отбирают нужные снимки и укладывают их стопкой по номерам. Удобно иметь два отделения в полевой сумке и при работе постепенно перекладывать использованные снимки из одного отделения в другое. Для различных записей и чертежей используется оборотная сторона аэроснимка или специальная восковка, прикрепленная к лицевой стороне снимка.

Использование материалов аэросъемки

Стереоскопическое рассматривание снимков

59. Стереоскопическое зрение. Рассматривая предметы двумя   глазами, мы видим их рельефными, различаем степень удаленности различных предметов. На рис. 343, а точка Л обозначает левый глаз наблюдателя, точка П — правый глаз. Линия ЛП называется базисом зрения. У человека базис зрения составляет 65 мм (в среднем). Предметы А и В на рисунке видны под параллакическими углами   б и в .

ЛА>ЛВ; б < в .

Рис. 342. Определение масштаба снимка с помощью клинового масштаба (по А. Добровольскому и С. Александрову)

Рис. 343. Стереоскопическое зренне. Л и П - левый и правый глаза наблюдателя а — предметы А и В видны наблюдателю под параллактическими углами б и в; б — наблюдатель рассматривает одновременно изображения предметов А и В на паре снимков и получает стереоскопический эффект

Чем более удален предмет от наблюдателя, тем меньше параллактический угол. Человек способен различать степень удаления предметов (видеть предметы стереоскопически) при параллактических углах больше 30", что соответствует

ЛА~450 м (при ЛП=65 мм).

Стереоскопический эффект можно получить также, если одновременно рассматривать две фотографии одного предмета (или одних и тех же предметов), снятые из двух различных точек (рис, 343,б). Две такие фотографии составляют стереоскопиче скую пару. Для получения< стереоэффекта следует левым глазом рассматривать одно изображение, правым глазом — другое, и добиться эффекта слияния двух плоских изображений в одно — объемное.

60. Рассматривание аэроснимков с помощью стереоскопа. а) Стереоскоп — прибор, служащий для рассматривания стереоскопических пар (снимков) и i облегчающий раздельное рассматривание левым и правым глазом соответствующих снимков. Некоторые стереоскопы снабжены двумя линзами — окулярами для левого и правого глаза. Наиболее распространены складные стереоскопы с подставками и стереоскопические очки.

б) Правила расположения аэроснимков под стереоскопом. Стереоскопический эффект может быть получен при рассматривании общих частей двух смежных перекрывающихся аэроснимков. При рассматривании в стереоскоп двух контактных отпечатков с одного и того же негатива, стереоскопический эффект получить нельзя. Один снимок помещают под левым окуляром стереоскопа, другой — под правым. Наблюдатель должен заметить идентичные точки и контуры на перекрывающихся частях аэроснимков и, двигая руками один или другой снимок, добиться стереоскопического совмещения двух изображений. При этом важно правильно расположить начальные направления (так называются линии, соединяющие главную точку снимка с изображением главной точки смежного снимка на данном снимке (см. §§ 24б, 67).

Начальные направления обоих снимков должны располагаться на одной прямой линии<, параллельной базису зрения наблюдателя (угол ц между линией начальных направлений и базисом зрения равен нулю) (рис. 344, а).

Если правильно расположенные снимки начать одновременно вращать вокруг их центров, то

при φ = 90° и φ   = 270^о изображение будет казаться плоским (т. е. стереоэффект пропадет) (Рис.   344, б и г):

при φ = 180° получим обратный стереоскопический эффект, т.е. возвышенности будут казаться впадинами и наоборот (рис. 344в ). Обратный стереоскопический эффект получится также, если переменить местами левый и правый снимки, не поворачивая их.

в) Тренировка в получении стереоэффекта. Стереоскоп обеспечивает раздельное видение левым и правым глазом соответствующих снимков. Однако для получения стереоэффекта надо научиться сводить изображения, видимые левым и правым глазами, в одно —   стереоскопическое.

Для тренировки в получении стереоэффекта вначале пользуются двумя карточками белой бумаги с нанесенными на них черными кружками равного диаметра (около 1 см). Карточки кладут в стереоскоп, как показано на рис.345. Смотря в стереоскоп и передвигая карточки, добиваются совмещения двух черных кружков в один. Достигнув совмещения, двигают плавно одну карточку параллельно линии базиса зрения (рис. 345) и стараются удержать впечатление совмещенного изображения. При сближении или удалении карточек, кружок будет казаться удаляющимся или приближающимся. После этого отводят глаза от стереоскопа, а затем вновь смотрят в стереоскоп и стараются быстро получить стереоэффект. После удачных опытов с карточками переходят к упражнениям в стереоскопическом рассматривании специальных таблиц, а затем — аэроснимков. На первых порах выбирают снимки с достаточным продольным перекрытием (не менее 60%) и с резко выделяющимися контурами на площади перекрытия (см. приложения). Добиваются совмещения именно этих четких контуров.

61. Стереоскопическое рассматривание аэроснимков без стереоскопа широко применяется в практике полевых исследований. К упражнениям в получении стереоэффекта без стереоскопа переходят, научившись стереоскопически сводить изображения, видимые левым и правим глазом в стереоскопе.

Рис. 344. Правила расположения аэроснимков в стереоскопе: а — правильно; начальные направления снимков находятся на одной линии, параллельной базису зрения наблюдателя; φ = 0 ; стереоскопия, б — неправильно; φ   =   90°. плоское изображение, в — неправильно φ   = 180°: псевдоскопия< ; г — неправильно; φ = 270°; плоское изображение

Рис. 345. Тренировка в получении стереоэффекта

Карточки, описанные в §60, или аэроснимки с четкими контурами кладут перед собой на расстояние наилучшего зрения (обычно 25 см). Расстояние между центрами кружков или   идентичными точками стереопары должно быть примерно равно 65 мм. Снимки   должны быть ориентированы, как описано и § 60б.

Направляют каждый глаз на соответствующий снимок или карточку (вначале между глазами можно помешать ладонь или   лист бумаги) и стараются совместить изображения.

При некотором навыке стереоскопическое рассматривание снимков без стереоскопа не представляет трудностей.

62. Стереоскопическое рассматривание фотосхем. В пределах каждой пары перекрывающихся снимков можно рассматривать стереоскопически лишь сравнительно небольшую площадь перекрытия. для стереоскопического изучения больших площадей В. В. Кончин к И.И. Опалев предложили способ монтажа парных («параллактических») фотосхем и фотопланов (см. § 72). При рассматривании таких парных фотосхем и фотопланов — как под стереоскопом, так и без стереоскопа — можно получить стереоэффект на всей их площади.

Топографическое дешифрирование снимков

Топографическим дешифрированием называется распознавание на аэроснимках объектов, которые наносятся на топографических картах (см. § 31).

63. Основные приемы дешифрирования. При дешифрировании распознают объекты по форме и размерам их изображения на снимке, по тону фотоизображения и по теням, отбрасываемым ими.

а) Размер и форма изображения. Очертания объекта на снимке подобны его плановым очертаниям на местности. Чтобы получить размеры объекта на местности, надо умножить его размеры на снимке на знаменатель среднего значения масштаба аэроснимка. Например ширина реки на снимке масштаба 1 : 20 000 равна 3 мм. Действительная ширина реки равна 3 мм х 20 000=60 000 мм=60 м.

б) Тон фотоизображения (обычных, не цветных аэрофотографий) зависит от цвета и отражающей способности сфотографированной поверхности. Красные и оранжевые цвета дают на позитиве темные тона, фиолетовый, синий и голубой — светлобелые тона, зеленые и желтые цвета дают на позитиве промежуточные серые тона. Черные тона дают на позитиве спокойные водные поверхности, за исключением тех редких случаев, когда косые лучи солнца, отраженные от поверхности воды, попадают непосредственно в объектив и дают яркий белый тон. Влажные луга, болота, свежевспаханные и покрытые растительностью пашни, лесные массивы дают темные тона; сухая, лишенная растительности земля и сухой песок — светлые тона.

в) Изображение тени предметов позволяет:

не пользуясь стереоскопом, отличить объемный предмет от плоского, если даже изображения этих предметов сходны по форме, размерам и тону (например отличить тропинку от изгороди или канавы);

определить сравнительную высоту предметов, так как длина тени пропорциональна высоте предмета;

определить форму предмета — постройки, дерева и т.п.

Тени облегчают также дешифрирование форм рельефа.

При дешифрировании следует учитывать взаимное расположение и взаимосвязи элементов ландшафта. Если, например, к реке подходит дорога и продолжается на другом берегу, можно заключить, что в этом месте брод. Для того чтобы отличить на аэроснимке болото от луга, которые иногда дают одинаковые тона, надо в каждом отдельном случае учесть особенности рельефа и гидрографической сети. Аэроснимки масштабов мельче 1 : 50 000 - 1 : 60 000 дешифрировать затруднительно.

64. Приборы для дешифрирования. Наиболее полное представление о местности может быть получено при стереоскопическом изучении аэроснимков. Для стереоскопического рассматривания снимков применяются стереоскопы различных систем и стереоскопические очки. При монокулярном рассматривании снимков пользуются лупами, дающими 4 — 5-кратное увеличение. При большем увеличении получается нерезкое изображение.

65. Полевое и камеральное дешифрирование. При полевом дешифрировании объекты местности опознаются на снимке непосредственно, по маршруту. Чтобы дешифрировать аэроснимок камерально, необходимо знать, каковы характерные признаки изображения тех или иных объектов и их совокупности (размеры, форма, тон изображения, закономерности взаимного расположения объектов) (см. §§ 32 и 63). Для камерального дешифрирования пользуются эталонами — образцами дешифрирования, составленными по данным полевого дешифрирования. Камеральное дешифрирование производится путем сравнения аэроснимков с такими эталонами. Целый ряд объектов не может быть дешифрирован камерально (например телеграфные и телефонные линии, тропинки и ручьи в густом лесу и т. д.).

66. Оформление дешифрирования. Опознанные предметы, угодья обозначаются на аэроснимках соответствующими топографическими условными знаками. Условные знаки вычерчивают в поле карандашом, а затем обводят тушью. Пункты наблюдения (например обнажения), опознанные на снимке, накалываются (или вдавливаются) тонкой иглой; с обратной стороны снимка накол обводится кружком и подписывается номер точки. Для полевой работы удобно иметь снимки, отпечатанные на матовой бумаге, так как на ней лучше ложится карандаш. Однако матовая бумага обладает меньшей разрешающей способностью.

Составление фотосхем

Фотосхема составляется из мозаично склеенных контактных отпечатков. При составлении используются главным образом средние (внутренние) части снимков, где ошибки, вызванные наклоном оси камеры и рельефом местности, невелики (см. §§ 28-29). Фотосхему изготовляют на картоне, фанере или ватмане. Перед составлением фотосхемы разбирают контактные отпечатки по номерам, аэроснимки последовательно укладывают на подкладочном материале.

67. Монтаж снимков. При составлении простой фотосхемы совмещают идентичные контуры соседних снимков, добиваясь наилучшего совпадения контуров, расположенных вблизи линий, соединяющих главные точки (см. § 24б) монтируемых снимков.

При составлении уточненной фотосхемы применяется монтаж по начальным направлениям (см. § 60б). На снимках намечают главные точки и накалывают их тонкой иглой; затем переносят на каждый снимок главные точки смежных снимков. Если главная точка О₂, снимка 2 совпадает с четким контуром, то перенесение ее на снимок 1 не представляет труда. Если центральная (главная) точка О₂, снимка 2 не может быть опознана, се положение Оґ на снимке 1 получают засечками от ближайших контуров. Таким же образом на снимок 2 переносят главные точки снимков 1 и 3 и т. д. Главные точки накалывают тонкой иглой и проводят начальные направления, т.е. линии, соединяющие главные точки смежных снимков (рис. 346, а и б).

Монтаж выполняется по фотогруппам из четырех снимков, центры которых составляют четырехугольник О₁О₂О₃О₄. На снимок 1 накладывается снимок 2, ориентированный по начальному направлению O ₁ O ₂ . Если расстояние О₁О₂ґ_:не равно Оґ₁О₂, выбирают среднее положение точки О₂, передвигая снимок 2 вдоль начального направления (рис. 346, в).

Таким же образом накладывают снимки 3 и 4. Невязка, образующаяся при замыкании четырехугольника О₁О₂О₃О₄, уничтожается передвижением только снимков 3 и 4 (вдоль начальных направлений).

После уничтожения невязки приклеивают середины снимков, разрезают снимки по середине перекрытий, откладывают в сторону лишние части, приклеивают края.

Описанным способом к первым четырем снимкам присоединяют следующее.

Если поперечные перекрытия малы, то главные точки снимков соседнего маршрута (3, 4) могут оказаться за пределами снимков 1, 2. Тогда переносят только направления на главные точки. Для этого монтируют снимки соседних маршрутов (напр. 1 и 4) и накалывают на них контурные точки, лежащие на линии О₁ О₄ и являющиеся общими для снимков 1 и 4.

68. Разрез снимков. Линию разреза снимков выбирают в середине зоны перекрытия с таким расчетом, чтобы она проходила по маловажным контурам (пашня, луг, лес) и секла линии железных дорог, шоссе и т.п. под прямым углом. Тон фотоизображения смежных снимков не должен резко различаться.

Контактные отпечатки режут остро отточенным ножом или скальпелем. Монтируемые снимки разрезают одновременно. Для предохранения подкладочного материала под линию разреза подкладывают пологу целлулоида. На хорошей фотосхеме расхождения контуров по линиям разрезов не должны быть более 1 мм (для негорной местности) (см. § 29).

69. Наклейка снимков. При монтаже намазывают обратную сторону аэроснимка равномерным слоем клея, начиная от середины к краям. Снимок плотно прижимают к планшету сухой тряпочкой и придавливают грузиками с плоским основанием. Не следует растирать и разглаживать отпечатки: бумага может растянуться. Излишки клея, выступившие по разрезам, удаляют тряпочкой. После наклейки всех снимков планшет кладут под пресс.

Рис. 346. Монтаж снимков по начальным направлениям

70. Рецептура клеевых составов , а) Целлулоидный клей: целлулоида 25 г, амил-ацетата 100 см³, ацетона 75 см³. Сухой измельченный целлулоид (аэропленка, очищенная от эмульсии) в течение суток растворяют в смеси амил-ацетата и ацетона. Целлулоидный клей хранят в банке с притертой пробкой. Этот клей не вызывает деформации фотобумаги, быстро сохнет, бесцветен. Считается наилучшим составом для наклепки аэроснимков.

б) Казеиновый клей. Не кислый творог, завернутый в холщевую тряпочку, кипятят в воде в течение часа, сушат и растирают в порошок. Порошок (казеин) растворяют в нашатырном спирте. Клей хранят в банке с притертой пробкой. Клей легко смывается с фотобумаги ваткой, смоченной в спирте.

71. Составление фотосхем повышенной точности. Для достижения большей точности монтаж фотосхем производят на основе (планшете) с заранее нанесенными опорными пунктами или линиями . В качестве таких пунктов или линий можно использовать контурные точки, отчетливо видные на снимках и на карте, линии железных дорог, шоссе и т. д. Способы переноса опорных пунктов и линий с карты на основу описаны в §§ 95 — 97. Для того чтобы точно совместить изображение опорного пункта на аэроснимке с его изображением на основе, на аэроснимках в опорных точках пробивают маленькие отверстия прибором, называемым   пунсоном.

Точность фотосхемы может быть также значительно повышена, если для составления фотосхемы использовать трансформированные снимки (т. е. снимки, в которых устранены колебания масштаба, вызванные наклоном оси камеры — см. §§23 г, 27 — 30).

При постановке точных топографо-геодезических работ трансформированные снимки< монтируют на оклеенных бумагой листах алюминия или фанеры («жестких основах»), на которых нанесено большое количество опорных пунктов (не менее девяти на каждый снимок ), и получают фотоплан (см. §§30, 33).

72. Монтаж фотосхем для стереоскопического рассматривания (способ В. В. Кончина и II . II . Опалева). При достаточном продольном перекрытии (не менее 50 — 60%) из одного комплекта аэроснимков можно изготовить (за счет перекрытии) две фотосхемы снятого участка. Если произвести монтаж по указанным ниже правилам, то при рассматривании этих двух фотосхем можно получить стереоскопический эффект.

На рис. 347, а изображены аэроснимки 1 — 5, входящие в один маршрут. Продольное перекрытие 60%. Перед началом монтажа снимки раскладывают по номерам и добиваются совмещения идентичных точек. Затем разрезают каждый снимок (поперек направления маршрута) так, чтобы разрез проходил через центр (главную точку) каждого снимка. Как видно из рисунка, этот разрез проходит также посредине тройного перекрытия (т. е. посредине части фотоизображения, общей для трех смежных снимков).

Одновременно приходится разрезать три снимка, и каждый снимок оказывается разрезанным на четыре части (снимки в начале и конце маршрута — на три части). Для монтажа используются только средние части снимков (2 л, 2 п, 3л, 3п и т. д.), узкие полоски по краям не используются. Из этих частей монтируют две фотосхемы; одну — только из левых частей (2 л+3 л +4 л +5 л), (рис. 347, б), вторую — только из правых частей (1 п +2 п +3 п +4 п) (рис. 347, в). Эти две фотосхемы составляют стереоскопическую пару.

Если к полученным фотосхемам одного маршрута присоединить снимки соседних маршрутов, смонтированных тем же способом, стереоэффект сохранится, и рассматривать стереоскопически можно будет большую площадь.

Если для монтажа   использовать трансформированные снимки (§30),   то кач ество стереоэффекта будет выше по сравнению с тем, что дают фотосхемы   составленные из нетрансформированых снимков.

Рис. 348. Определение координат точек на аэроснимке

Определение превышений по снимкам

При стереоскопическом рассматривании аэроснимков мы видим пространственную модель местности. Вертикальный масштаб этой модели значительно преувеличен, но является величиной постоянной, т. е. превышения между любыми двумя точками на местности пропорциональны видимым превышениям между этими точками на аэроснимках.

73. Формулы для определения превышения двух точек по снимкам . На рис 348 точка А _I — изображение какой-то контурной точки А на левом снимке стереопары (см. § 59), точка А _II — изображение тон же контурной точки на правом снимке. Горизонтальным параллаксом р _A точки А называется разность координат у точек А _I и А _II :

p _а = y' _а -y" _а .

Напр. у'_А= +32,3 мм: у " _а = — 17,7 мм;

p_A =(+32,3) — ( — 17,7)=+60,0 мм.

Точно так же горизонтальный параллакс другой точки В определится по формуле:

p_B=y ' _B <-y_"B

Разность высот h_AB точек А и В пропорциональна разности горизонтальных параллаксов этих точек:

h=k* Δ p_AB ,

где   Δ p_AB = p_A — p_B — разность параллаксов точек А и В; к — параллактический коэфициент.

Значение k может быть вычислено для данного снимка, если на нем есть точки, разность высот которых известна (например взята с карты). Измеряют параллаксы двух точек, вычисляют разность их параллаксов и, зная превышение, находят k по формуле:

k = h м / Δ p мм ,

Например, h = 390 м, Δ p = 6 мм; k = 65 м/мм. Следует произнести определение k по нескольким значениям h для разных точек и из полученных значений k   взять среднее.

74. Графическое определение разности параллаксов. На аэроснимках проводят координатные оси х и у (см. §§ 24б и 26). Выбирают отчетливые контурные точки, тщательно (с помощью лупы) отождествляют изображения этих точек на левом и правом снимках. С помощью угольника и линейки с миллиметровыми делениями (или измерителя) измеряют координаты у, находят величины горизонтальных параллаксов и вычисляют k , а затем h , как описано выше. Точность определения превышений по снимкам описанный способом весьма не велика. Даже при очень тщательном измерении координат не имеет смысла определять по контактным отпечаткам превышения меньшие 30 — 50 м.

75. Стереоскопическое определение разности параллаксов дает несравненно более точные результаты, чем описанный выше способ, но требует специальных приборов. Простейшими приборами являются топографический стереоскоп, снабженный специальным измерительным устройством, или стереоскоп Ф. В. Дробышева с параллактическими линейками. Описание этих приборов можно найти в руководствах по фотограмметрии Ф. В. Дробышева и Н. Н. Веселовского.

III . СЪЕМКИ ПРОСТЫМИ ИНСТРУМЕНТАМИ

76. Общие замечания. При полевых научных исследованиях нередко возникает необходимость определять взаимное расположение пунктов наблюдений в плане и по высоте. Часто нужно знать также географические (или прямоугольные) координаты пунктов наблюдений и их абсолютные высоты. При детальных исследованиях иногда требуется произвести съемку объекта изучения — например при геоморфологических исследованиях — съемку песчаных дюн, оврагов и т.п. В некоторых случаях эти задачи могут быть выполнены самим исследователем, в других случаях требуется помощь квалифицированного специалиста — геодезиста.

Когда в распоряжении исследователя имеются детальные топографические карты и аэроснимки, определение местоположения пунктов наблюдения может быть выполнено им самим (см. §§52 — 57).

Если карта не настолько подробна, чтобы по ней можно было опознать точки, которые по тем или иным причинам представляют интерес для путешественника, применяют метод маршрутной съемки. С помощью маршрутной съемки можно, например, разместить на карте обнажения, гравиметрические пункты и т.д. Маршрутная съемка отнимает много времени и внимания и поэтому лучше поручать ее другому лицу — коллектору, помощнику. Приемы маршрутной съемки описаны в §§ 77 — 97. Точность маршрутной съемки не велика (см. § 78). При более детальном исследовании небольших участков местности, например при археологических исследованиях, применяют способ съемки лентой и экером (см. §§ 98 — 104), способ нивелирования эклиметром (см. §§ 105 — 108). Эти простые виды съемок могут выполнить лица, не имеющие специальной геодезической подготовки.

Когда предъявляются повышенные требования к точности определения положения пунктов наблюдений и, особенно, если необходимо получить точные значении координат и абсолютных высот этих пунктов (например при структурных съемках), в состав исследовательской партии обязательно включается геодезист.   В §§ 109 — 113 даны сведения об основных геодезические инструментах и методах съемки, знания которых необходимы для исследователя, пользующегося услугами геодезиста.

Маршрутная съемка

77. Принципы маршрутной съемки. Азимуты линии маршрута берутся по компасу, длины отрезков пути рассчитываются чаще всего по времени движения. По этим данным составляется план пройденного пути. В пути производятся глазомерные зарисовки местности; положение некоторых выдающихся предметов получают засечками.

Основой съемок в прежнее время, при работах в малоисследованных местностях, служили почти исключительно астропункты, определяемые через 100 — 150 км пути. В качестве опорных пунктов могут быть также использованы ранее определенные объекты, имеющиеся на существующих картах (населенные пункты, устья рек и т. д.).

78. Точность маршрутных глазомерных съемок не велика. По данным практики экспедиционных работ ошибки маршрутной съемки оцениваются в среднем в ±3%, т.е. каждые 100 км пути определяются с ошибкой ±3 км. По материалам маршрутной съемки могут быть составлены лишь мелкомасштабные карты — 1 : 200 000 —   1 : 1 000 000 масштабов, однако зарисовки местности выполняются обычно в более крупном масштабе.

В маршрутной съемке можно выделить операции, связанные со съемкой маршрута (т. е. самого пути) и со съемкой ситуации. Съемка маршрута включает работы по измерению длин линий и по определению направлений пути.

Основные приемы маршрутной съемки

1. Измерение длин линий

79. Измерение шагами. Зная среднюю длину шага, можно измерить длину любой линии, сосчитав число заключающихся в ней шагов. Чтобы определить среднюю длину своего шага, надо пройти обычным ровным шагом (лучше несколько раз) линию известной длины или специально измеренную и сосчитать число шагов, заключающихся в ней. В качестве линии известной длины можно использовать расстояние между километровыми столбами на шоссе, между пикетами на железной дороге (100 м), между телеграфными столбами (обычно 40 м).

Счет шагов ведется парами под одну, например левую, ногу или   тройками попеременно под правую и левую ноги. Шаги считают в уме до каждой сотни, а целые сотни отмечаются на бумажке или иным способом. Способ этот утомителен и дает мало точные результаты, особенно при больших дневных переходах, по сильно пересеченной или   трудно проходимой местности. Измерение линий шагами можно рекомендовать только на ровной и однообразной местности при небольших съемках. В таких условиях точность измерения линий оценивается в 2 — 3%. Иногда применяются механические счетчики шагов — шагомеры. Таблицы XIV и XV служат для перевода троек шагов в метры при разных уклонах и при разной длине шага.

80. Измерение оборотами колеса. Существуют приборы — циклометры, основными деталями которых являются колесо и счетчик оборотов. Зная длину окружности колеса и число оборотов можно   рассчитать длину линии. На твердом грунте циклометр дает ошибку порядка 0,2%. Разновидностью циклометра является автомобильный спидометр. По спидометру можно отсчитывать скорость автомобиля (в км/час) и пройденное расстояние (в км). Для достижения большей точности рекомендуется исследовать спидометр на шоссе с километровыми столбами и рассчитать поправки к показаниям прибора. Способы прикрепления циклометра (одометра) с нарте описаны в гл. VII , § 15.

81. Измерение по скорости и времени движении . Несмотря на небольшую свою точность, этот способ является одним из наиболее распространенных в экспедиционных условиях. Его преимуществами являются скорость и простота работы, малое утомление съемщика, применимость почти в любых районах и при любом способе передвижения и отсутствие надобности в каких-либо приборах, кроме часов.

Для измерения линии этим способом достаточно отметить время ее прохождения; затем, зная скорость движения, рассчитывают длину линии. Например, линия пройдена за 40 минут, при скорости 5 км/час. Длина линии равна:

40 мин. х 5 км / 620 мин. = 3,3 км.

Скорость шага и рыси экспедиционных транспортных животных подробно разобрана в гл. VI и VII . На основании данных, приведенных в этих главах, можно составить следующую табличку средней скорости (в километрах в час):

Среднюю скорость движения того или иного вида транспорта можно определить из прохождения пути, длина которого известна Однако обычно наблюдаются значительные отклонения от этой средней скорости. При сплаве на лодке скорость движения будет   зависеть от скорости течения реки, меняющейся иногда в очень широких пределах. При вьючном передвижении скорость движения изменяется в зависимости от проходимости тропы, утомления   животных, наконец, от усердия погонщика, так как при постоянном понуканий лошадь, например, проходит шагом до 5 Ѕ   - 6 км/час, предоставленная же самой себе, она может сделать по той же дороге меньше четырех.

Искусство съемщика заключается в том, чтобы глазомерно оценить изменение скорости движения против определенной ранее средней скорости. Первоначально этот прием кажется затруднительным и мало точным, однако после небольшого опыта приобретается навык, и оценка скорости движения производится без труда, при том с достаточной подробностью. Так, например, можно с уверенностью говорить, что лошадь идет 4, 4 1/2, 5, 5 1/2 км/час. Невязки в маршрутах с измерением линий по этому способу в среднем не превышают 3%.

82. Глазомерное определение расстояний , при всей своей малой точности, очень распространен в экспедиционных работах. Им пользуются для определения положения предметов, лежащих в стороне от маршрута. Умение более или менее правильно оценивать расстояния достигается только опытом. Для развития навыка рекомендуется предварительно оценивать на-глаз расстояние, подлежащее измерению при съемке. Существенное влияние на наше зрительное представление о длинах линий оказывают освещение, прозрачность воздуха, характер местности (см. гл. XIV , § 3). Хорошие результаты дает прием определения «относительных» расстояний. Этот прием состоит в сравнении на-глаз расстояния, подлежащего определению, с расстоянием, уже известным из съемки.

Точность глазомерных определений зависит от опыта съемщика и от величины расстояния. Ошибка определения небольших расстояний (до Ѕ   — 1 км) держится в пределах ±10 — 20%. С увеличением расстояния увеличиваются и относительные ошибки, и бывают случаи, когда в непривычных для съемщика условиях они достигают 50% и более.

2. Измерение углов и направлений

83. Горный компас легок, портативен, обращение с ним весьма просто, он является наилучшим инструментом для определения направлений при маршрутной съемке (рис. 349).

а) Устройство горного компаса весьма просто. Коробка с магнитной стрелкой и градусным кольцом укреплена на прямоугольной, реже квадратной, пластинке так, что диаметр кольца 0 — 180° параллелен длинной стороне пластинки. Деления на градусном кольце, нанесенные через 1 или 2°, идут от 0 до 360° против хода часовой стрелки. Благодаря такому расположению подписей отсчет азимута делается непосредственно по северному (зачерненному) концу стрелки (рис.   350). Стрелка снабжена зажимом (арретиром), который открепляют только перед определением азимута. Арретир поднимает стрелку над острием шпиля и прижимает ее к стеклу.

б) Определение азимута линии. Становятся лицом по направлению линии, держа перед собой компас на уровне груди в левой руке. Направляют на-глаз длинную сторону пластинки компаса вдоль линии. Важно при этом держать руки твердо прижатыми к телу и, визируя, поворачиваться вместе с инструментом. Пластинка компаса должна быть в горизонтальном положении, зажим (арретир) откреплен. Если стрелка сильно колеблется, амплитуду колебании уменьшают арретиром. Отсчет азимута линии (по северному концу стрелки) можно делать, не дожидаясь окончательного успокоения стрелки, беря полусумму крайних отсчетов, с точностью до 1 — 2°. Как показал опыт, ошибка определения азимута описанным способом не превосходит ±2°.

84. Буссоль Шмалькальдера — инструмент, который чаще всего рекомендуется в учебниках геодезии для глазомерных съемок.

а) Устройство буссоли. Буссоль представляет собой цилиндрическую коробку со шпилем на дне (в центре коробки), на который насажена магнитная стрелка (рис. 351). На последней укреплено легкое бумажное или алюминиевое кольцо, разделенное через 1° от 0 до 360°. Деления идут по ходу часовой стрелки. Ось стрелки совпадает с диаметром 0 — 180°, 180° находится у южного конца стрелки. К коробке прикреплены на шарнирах два диоптра, из которых предметный представляет стойку с вертикальным прорезом, посредине которого натянута нить. Другой, глазной диоптр, имеет узкий прорез и призмочку, в которую видны в увеличенном виде приходящие к глазному диоптру деления градусного кольца (рис. 351,6). В нерабочем положении диоптры отгибают к коробке, и предметный диоптр, нажимая на арретир, поднимает стрелку над острием шпиля.

б) Определение азимута линии. Буссоль подносят на руках к глазу, стараясь держать ее горизонтально; поднимают диоптры и освобождают стрелку от зажима. Смотря в глазной диоптр, наводят нить предметного диоптра на предмет в конце линии и отсчитывают в это же время через призмочку деление градусного кольца, находящееся в плоскости визирования (мысленно продолжая вниз изображение нити предметного диоптра). Отсчет производят до Ѕ — 1°. Этот отсчет и является азимутом линии. При большой первоначальной амплитуде колебаний стрелку успокаивают действием арретира. Для достижения более точных результатов применяется палка — штатив. В маршрутных съемках буссоль Шмалькальдера используют для засечек удаленных предметов.

85. Поверки компасов и буссолей , описанные ниже, должны обязательно производиться при приемке инструментов, так как только при высоком качестве инструментов можно надеяться на полный успех работы.

а) Коробки компасов и буссолей не должны содержать железа. Для поверки снимается стрелка, и коробка инструмента подносится различными своими сторонами к другому компасу. Стрелка компаса должна оставаться неподвижной.

В полевых условиях следует проверить, не оказывают ли влияние на инструмент железные предметы, находящиеся при наблюдателе (ножи, молотки). Для поверки съемщик берет азимут одного и того же предмета, как имея при себе вещи, содержащие железо, так и без них. Показания инструмента не должны изменяться Больше, чем в пределах точности отсчёта.

б) Магнитная стрелка должна быть чувствительной, т. е., будучи выведена из состояния равновесия, она должна возвращаться строго в прежнее положение, после немногих энергичных колебании, для поверки устанавливают компас горизонтально, отсчитывают показание стрелки, затем, приблизив на время железный предмет, выводят стрелку из магнитного меридиана. Если после удаления железа стрелка быстро займет прежнее положение, то стрелку считают удовлетворительной.

Рис. 349. Горный компас
Рис. 351. Буссоль Шмалькальдера: а — буссоль в рабочем положении; б — ход лучей в призме при отсчете азимута
Рис. 352. Намагничивание стрелки компаса
Рис. 353. Укладка магнитов при перевозке

Нечувствительность стрелки может быть следствием двух причин:

< 1.     слабой намагниченности, когда стрелка долгое время не успокаивается и может занять иное положение после успокоения, чем раньше;

       затруднительного движения из-за притупления острия шпиля или   плохой шлифовки агата, когда стрелка меняет свое положение при легких постукиваниях пальцем по краю стекла сбоку стрелки.

Чтобы намагнитить стрелку, ее кладут на гладкую деревянную дощечку (с углублением в центре) и натирают концами разной полярности двух больших магнитов. Натирание производится одновременными кругообразными движениями обоих магнитов от середины стрелки к ее концам (рис. 352). После 10 — 15 движений стрелка перекладывается другой стороной вверх, и операция повторяется. Намагничивание следует производить только сильными магнитами, т.е. такими, которые держат друг друга на весу. Если магниты перевозят с собой, укладывать их следует так, как показано на рис. 353, замыкая концы якорями из мягкого железа.

Затачивание острия шпиля требует навыка, так как при неумелой точке легко затупить шпиль еще больше. Чтобы сохранить острие шпиля, надо всегда закреплять стрелку арретиром в нерабочее время, а во время работы осторожно спускать стрелку на шпиль.

в) Стрелка в спокойном состоянии должна быть горизонтальна. Стрелка уравновешивается ползунком (на южном конце). При отсутствии такового, стрелку уравновешивают кусочком воска или стеарина.

е) Стрелка не должна иметь эксцентриситета, т.е. при любом положении стрелки отсчеты по ее северному и южному концам должны отличаться точно на 180°.

д) Компасы и буссоли не должны иметь коллимационной ошибки, т.е. не должно быть разницы между действительным магнитным азимутом какой-либо линии и азимутом этой же линии, определенной по данному компасу. Разница, или   коллимационная ошибка, происходит от неправильного положения градусного кольца. Коллимационная ошибка изменяет на одну и ту же величину азимуты всех направлений, т.е. изменяет ориентировку съемки. Величина этой ошибки должна быть определена и учтена.

Колебания склонения магнитной стрелки (суточные) не превышают 1/2 °. «Магнитные бури» изменяют склонение до 1 Ѕ °. Нельзя работать с магнитным компасом в районах сильных магнитных аномалий.

Производство маршрутной съемки

86. Необходимая точность измерений углов и расстояний. Съемка состоит из двух основных операций — съемки пути (маршрута) и съемки окружающей местности. Съемка маршрута складывается из последовательных определений азимутов прямолинейных звеньев пути и измерений длин этих звеньев. Точность тех и других измерений должна быть согласована. Ошибка угловых измерений m _б в зависимости от относительной ошибки определения расстояний м( s ) = m_s / S   рассчитывается по формуле:

m _б = м( s ) * с, где с =57°.

Например, если расстояния определяются по скорости и времени движения с относительной ошибкой м( s )   = 3/100 или 3%,

m _б = 3/100*57° ~ ±2°, т.е. углы достаточно получать с ошибкой   ± 2°.

Маршрутные глазомерные съемки рассматриваются на примере буссольно-глазомерной съемки с измерением расстоянии по времени движения. Другие виды маршрутно-глазомервых съемок отличаются способами определения расстояний, каковые описаны выше (§§ 79 — 81).

87. Общая схема производства маршрутной съемки. Начиная работу от какого-либо пункта, съемщик берет по горному компасу или буссоли общее направление предстоящего пути, записывает азимут, зарисовывает окружающую местность и берет засечки (азимуты) выдающихся точек местности. Закончив эту работу, съемщик замечает и записывает время и отправляется в путь. Достигнув пункта, где дорога меняет свое направление, он останавливается, замечает и записывает время и скорость движения на пройденном участке, для проверки берет обратный азимут на исходный пункт (прямой и обратный азимуты должны отличаться на 180°) и затем проделывает все те операции, что и на предыдущей точке: берет азимут нового направления пути, зарисовывает местность, делает засечки на старые и новые пункты и продолжает путь, отметив момент отправления. Вечером, после остановки на ночлег, съемка вычерчивается на миллиметровой бумаге.

Дадим разбор каждой съемочной операции, отмечая встречающиеся в практике затруднения.

88. Определение направления пути производится без труда, когда дорога видна вперед на значительное расстояние и имеет возле себя хорошо заметные предметы. При движении по мало заметным тропам или вовсе без дороги не только в тайге, но и в открытой местности нелегко наметить направление предстоящего пути. В открытой местности можно оставлять на остановках вешки и брать назад направление уже пройденного пути. Если виден идущий впереди караван, берут направление на него, обязательно заметив место, где находился караван в этот момент. На открытой местности предметы впереди, мимо которых проходит дорога, указываются проводником. Работа в закрытой местности требует опыта и постоянного внимания. В этих случаях приходится в уме сохранять впечатление среднего направления движения. В солнечные дни хорошим контролем является угол между направлением движения и солнцем (или тенями деревьев).

89. Определение расстояний по времени и скорости движения. Наилучшие результаты получаются при равномерном движении, и поэтому, если со съёмщиком идет караван, счет времени нужно стараться вести по движению последнего. В противном случае за время остановки съемщика для зарисовки, время которой отмечается в книжке, караван уходит вперед, и лошадь съемщика, стараясь потом догнать караван, ускоряет шаг. Учесть изменение скорости трудно, да и запись в таком случае не удобна. Когда же счет времени ведется по движению каравана, съемщик не отмечает своих остановок (но, конечно, учитывает задержки каравана)^. Вести счет по времени собственного движения приходится лишь тогда, когда караван нельзя догнать.

90.Полевые записи ведутся в записной книжке. Пример записи см. на     рис. 354. Приведенная на рисунке запись означает: выехали в   9 часов 37 минут и до 9 часов 58 минут ехали под азимутом 0° со скоростью 4 км/час. После 4-минутной остановки тронулись дальше в 10 часов 02 минуты и поехали под азимутом 280° со скоростью 5 км/час. В 10 часов 26 минут остановились у обнажения, где провели 19 минут, и т.д. Цифровые записи помещают на левых страницах, на правых делают зарисовки местности.

Рис. 354. Полевые записи и зарисовки местности при маршрутной съемке

Запись азимутов производится с округлением до 1 — 2°, запись времени — до 1/2 — 1 мин. Эта точность вполне достаточна, так как при движении со скоростью 4 км/час на   Ѕ   мин. приходится всего 30 м. При вычерчивании съемки в 1 : 100 000 или   1 : 200 000 масштабах эта величина выражается соответственно 0,3 или 0,15 мм, т.е. практически пренебрегаемо малым отрезком. Длины линии в маршруте не рекомендуется брать короче 5 мм в масштабе съемки.

91. Съемка ситуации. На каждой остановке съемщик производит глазомерные зарисовки местности. Внизу страницы помещается точка, обозначающая начало пути. Окружающая местность зарисовывается в произвольном масштабе, однако масштаб этого чертежа лучше брать несколько крупнее масштаба, в котором будет впоследствии вычерчена съемка. Чертеж ориентируется таким   образом, чтобы направление пути располагалось вдоль страницы. По прибытии на следующую остановку, в книжке наносят ее положение, пройденный путь и как продолжение зарисовки с предыдущей точки, зарисовывают окружающую местность.

На чертеже изображаются реки, населенные пункты, дороги, рельеф. Подписываются глазомерно определенные расстояния до некоторых выдающихся предметов, подписываются и азимуты направлений на эти предметы. Съемщик берет также азимуты общего направления речных долин, горных цепей и пр. В записной книжке следует отмечать время перехода рек, пересечения дорог и пр. Положение боковых точек определяют также засечками. Все предметы местности изображаются обычными топографическими условными знаками. Рельеф изображается посредством приближенных горизонталей, которые носят характер формообразующих ливни. Это наиболее простой и быстрый способ, позволяющий выразить характер местности и дающий представление об относительных высотах. Высоты точек местности определяются глазомерно.

Приближенное определение абсолютной высоты гор при маршрутно-глазомерной съемке можно произвести, зная абсолютные высоты границы лесной растительности и снеговой границы. Эти высоты более или менее постоянны в каждой горной области.

Абсолютные высоты границы леса (в м)

(по Л. С. Бергу)

Абсолютные высоты снеговой границы (по С. В. Калеснику)

Граница леса и снеговая граница повышаются с возражением сухости, континентальности климата. Эти границы обычно ниже на склонах хребтов северной экспозиции по сравнению со склонами южной экспозиции (до 150 м).

Для более надежного использования границы   леса и снеговой границы необходимо перед началом работ непосредственно определить высоты этих границ (анероидом) в разных условиях для района работ, или составить соответствующую таблицу по литературным данным.

92. Различные виды маршрутов съемки. Приемы маршрутной съемки остаются в общих чертах одними и теми же при всех способах передвижения. Наименьший количественный успех дает пешая съемка, при которой значительная часть энергии съемщика тратится на переходы.

Верховая съемка. Ежесуточное продвижение верхом на лошади обычно достигает 15 — 25 км. Успех верховой съемки в значительной степени зависит от лошади: она должна быть спокойна, вынослива и не бояться бродов. Для зарисовки местности и определения азимутов необходимо слезать с седла. Привязывать лошадь мешкотно, поэтому надо выбрать (или приучить) лошадь, чтобы она, предоставленная самой себе, стояла на месте и не бросалась за уходящим караваном. Очень важно, чтобы лошадь умела находить тропу или след ушедшего вперед каравана. Седло предпочтительно кавалерийское. Буссоль, часы и записную книжку удобнее всего помещать в глубоких нагрудных карманах или   специальных сумках у пояса. Ручные часы не рекомендуются. Остальные предметы: анероид, бинокль, запасные компас, книжка и карандаш укладываются в притороченных к седлу сумках.

Другие животные — северный олень, верблюд, осел менее пригодны дли верховой съемки.

Лодочная съемка. Приемы этой простейшей и весьма употребительной при рекогносцировочных обследованиях съемки в общем совпадают с приемами сухопутной съемки. Записи азимутов, времени, засечек, зарисовки местности ведутся по указанной выше форме. Значительное осложнение вносит в лодочную съемку трудность определения по времени расстояния, так как при сплаве по течению скорость движения лодки может изменяться от 0 до 20 км/час (при спуске с порогов). При подъемах вверх по течению учет изменения скорости производится легче и точнее. Для проверки субъективной оценки скорости движения измеряют на берегу достаточной длины базис и отмечают время его прохождения лодкой или пользуются примитивным лагом в виде мешка с песком или   камня, выбрасываемого на тонкой веревке в воду, где он ложится на дно. Веревка длиной в 50 м вытравляется по мере хода лодки, при этом отмечается время. Лаг дает удовлетворительные результаты при небольшой глубине реки и не слишком значительной скорости движения.

Для определения направления, когда ширина реки не слишком велика, визируют впереди лежащую береговую точку, отмечают время ее прохождения и берут на нее же обратный азимут при новой перемене направления, т.е. определяют через точку прямые и обратные азимуты. На значительных по ширине реках визирование производят по воображаемой оси реки. Этот прием менее точен. На больших реках применяют иной способ определения направлений, а именно, отсчитывают азимуты движения через определенный промежуток времени (например через 5 мин.), допуская предположение о плавном и постепенном изменении направлений. Пpи этом способе употребляют 5-дюймовые компасы — спиртовые или сухие и другие навигационные компасы. Компас скрепляют с корпусом лодки так, что линия север — юг компаса располагается параллельно оси лодки (см. С. В. Обручев, 1925).

Рис. 355. Обработка записей рис. 354: накладка линий маршрута и засечек; вычерченная съемка

Обработка материалов маршрутной съемки

93. Полевое вычерчивание съемки производится обязательно в тот же день, чтобы на свежую память расшифровать все неясности в записях и зарисовках и убедиться в отсутствии грубых про махов, возможных при спешной работе.

Вначале вычисляют время движения (в минутах) для каждой линии. Пользуясь заранее составленными для данного масштаба таблицами по аргументам: 1) скорость и 2) время движения - выписывают длины линий в масштабе съемки (графа 5. Рис.354) Расчет таблиц производится для нескольких наиболее часто встречающихся скоростей движения следующим образом. Например, при скорости движения 4 км/час за 1 мин. проходят 66 м или 0,3 мм   в масштабе 1: 200 000, за 5 минут-330 м или 1,7 мм. Таблицы для масштаба 1 : 200 000 имеют вид:

Съемку вычерчивают на плотной миллиметровой бумаге с помощью линейки и транспортира. Порядок обработки покажем на примере § 90 (рис. 354). Вначале наносят линию маршрута и засечки (рис 355 а), а потом — подробности и рельеф (рис. 355, б). Намечается точка, соответствующая началу маршрута (лагерь), от нее по транспортиру проводится линия под азимутом 0° (за линию меридиана принимают вертикальные линии миллиметровой бумаги). На этой линии от начальной точки откладывают расстояние в 14 мм (21 мин. движения со скоростью 4 км/час; 1 : 100 000 масштаб) и отмечают точку 1. Из точки 1 проводится под азимутом 10° линия (засечка) на вершину горы А. Из точки 1, далее, проводится линия под азимутом 280°, по этой линии откладывается расстояние 20 мм (24 минуты движения при скорости 5 км/час) и т. д. Вторая линия засечки на вершину А (под азимутом 65°) проводится из точки 3, и на пересечении двух линий намечается сама вершина А. После того как описанным способом будет нанесен весь маршрут, пользуясь зарисовками в книжке, записями расстояний и направлений, перерисовывают ситуацию точно в масштабе 1 : 100 000 (рис. 355, б). Съемку вычерчивают карандашом, а затем обводят тушью. Чаще всего применяется тушь трех цветов — красного для маршрута, синего для вод и черного для населенных пунктов, дорог и рельефа. Маршрутная съемка накладывается (вычерчивается) непрерывно, т.е. съемка следующего дня составляет продолжение предыдущего, а соседние листы строго примыкают друг к другу. На каждом листе указывают его порядковый номер, дату работы, масштаб и фамилию съемщика.

Приемы составления карты маршрутов

94. Увязка маршрутов по имеющейся карте . В качестве опорных пунктов при обработке маршрутных съемок можно использовать любые точки маршрута, которые опознаются на имеющейся карте. После наложения маршрутной съемки на карту может оказаться, что полученное расстояние между начальным и конечным пунктами маршрута не будет равно расстоянию между этими же пунктами на карте. В таком случае чертеж маршрута должен быть уменьшен или   увеличен до требуемых размеров.

Перерисовка чертежа с изменением его масштаба может осуществляться различными способами (см. §§ 95 — 97).

95. Перерисовка по клеткам. На оригинале маршрутной съемки прочерчивают сеть квадратов - «клеток». Подобную же сеть квадратов, уменьшенную или увеличенную в надлежащем соотношении, строят на чистом листе бумаги, где предполагают вычертить копию. После этого все контуры, находящиеся в пределах каждой клетки на оригинале, перерисовывают в соответствующей клетке на копии. Размеры клеток на копии карты маршрутов устанавливаются от 4-5 до 10 мм, в зависимости от сложности и детальности рисунка.

При перерисовке контуров карт могут быть полезны:

а) Пропорциональный циркуль (рис. 356), состоящий из двух ножек, соединенных вместе при помощи винта С. При вращении ножек вокруг винта сохраняется постоянным отношение растворов ab / AB = k .   Винт С можно передвигать (когда ножки циркуля сложены вместе) и получить требуемое соотношение растворов k . Длину линии на карте-оригинале берут раствором АВ и, не изменяя положения ножек, откладывают на копии раствором ab эту же линию в измененном масштабе.

Рис. 356. Пропорциональный циркуль Рис. 357. Пользование угловым масштабом Рис. 358. Полевой (геологический) пантограф

б) Угловой масштаб (рис. 357) строят следующим образом. Предположим, чертеж надо уменьшить или увеличить в n = 5 раз. На миллиметровой бумаге строим прямоугольный треугольник ABO так, что отношение длин катетов равно требуемому уменьшению или   увеличению:

AB/OB = 1/n = 1/5   .

Чтобы найти, какова должна быть длина некоторой линии в измененном масштабе, откладывают циркулем ее длину OD от точки О и, как показано на рисунке, находят отрезок:

CD = OD/n = OD/5.

96. Пантограф — прибор, служащий для перерисовки чертежей и карт в измененном масштабе.. Простейший полевой (геологический) пантограф состоит из четырех деревянных планок — рычагов А, В, С и D одинаковой длины, скрепленных попарно на шарнирах. Для работы рычаги соединяются в одну общую систему, как показано на рис. 358.

Пары рычагов А, В и С, D могут быть скреплены между собой различным образом с помощью зажимов М и N. Полюс пантографа укрепляется неподвижно. При положении точек шпиля и карандаша, показанном на рис. 358, пантограф будет работать на уменьшение. Во время работы шпилем обводят контуры карты-оригинала, а карандаш чертит те же контуры в измененном масштабе.

Установку пантографа на требуемое увеличение или   уменьшение производят, одновременно меняя положение зажимов М и N. На рисунке пантограф установлен на уменьшение в три раза, при этом на каждом рычаге зажимами M и N отделяется по 1/3 его длины. На рычагах пантографа нанесены цифры, указывающие величины уменьшения или увеличения. Когда точно известна величина требуемого изменения масштаба, зажимы М и N устанавливают по этим цифрам. Если масштаб оригинала точно не известен, установка пантографа производится путем последовательного подбора положений винтов M и N . Оригинал и копия должны быть укреплены на столе неподвижно и с таким расчетом, чтобы при работе угол между рычагами пантографа не слишком уклонялся от 90°. Если поменять местами обводной шпиль и карандаш, то, вместо уменьшения, пантографом можно производить увеличение (во столько же раз). При работе на увеличение карта-копия будет грубее оригинала.

97. Изменение масштаба посредством фотографии производится в специальных фотомеханических лабораториях, изготовляющих чаще всего так называемые «синие оттиски» карт-оригиналов в измененном масштабе. На рамках карт, сдаваемых в лабораторию, следует подписывать требуемые размеры этих рамок после увеличения или   уменьшения. Все линии, вычерченные на оригинале синим или голубым цветом, перед фотографированием должны быть обведены красной или   черной тушью, иначе эти линии не выйдут на синем оттиске.

Простые виды детальных съемок

Из мерение линий лентой

98. Вешение линии. Положение прямой линии определяется двумя точками, лежащими на этой линии. Для обозначения линии на местности пользуются вехами. Веха — прямой круглый заостренный внизу шест длиной 2 — 4 м. Вертикальная плоскость, в которой лежит прямая линия, закрепленная на местности вехами А и В, называется створом этой линии (рис. 359). На практике встречается необходимость выставить в створе линии дополнительное количество вех, например вехи C , D , E . Такое действие называется вешением линии.

Если нужно вставить веху С (рис. 360, а) между вехами А и В, наблюдатель становится в 2-3 м за вехой А так, чтобы веха В была закрыта вехой А, а рабочий с вехой С становится примерно в створе АВ. Наблюдатель подает знаки рабочему (вытягивает вбок правую или   левую руку), и тот перемещает веху до тех пор, пока веха А не закроет С.

Рис. 359. Вешение линии
Рис. 360. а — Вставка вехи С между вехами А и В; б — постановка вехи С на продолжении линии АВ
Рис. 361. Вставка вех С и D в створе линии, концы которой (А и В) видимы, но недоступны, методом последовательных приближе нии, (по А. С. Чеботареву)

Выставить веху С на продолжении линии АВ может один человек (рис. 360, б).

Когда нужно вставить точку на линии, концы которой А и В (рис. 361) видимы, но недоступны, наблюдатель ставит веху в точке С, которая, как ему кажется, находится в створе АВ, и выставляет помощника с вехой D в створе СВ. Помощник, в свою очередь, выставляет наблюдателя в створе D ₁ А (точка С₁) и т. д. до тех пор, пока дальнейшее взаимное перемещение не окажется не нужным (углы на рисунке 361 преувеличены).

99. Мерные приборы. Чаще всего для измерений линии применяются 20-метровые стальные ленты. Целые метры на ленте отмечены занумерованными бляшками, полуметры — бляшками иной формы и без номера; дециметры — круглыми отверстиями. К ленте приложен комплект из 10 или 11 шпилек, надетых на кольцо (колец должно быть два). В начале и конце ленты есть вырезы для втыкания шпилек.

Применяются также 10- и 20-метровые рулетки — стальные или   тесьмяные. Последние с течением времени могут сильно изменять свою длину.

Рис. 362. Измерение линии АВ лентой; СВ — остаток
Рис. 363. Приведение длин линий к горизонту
Рис. 364. Простейший экер
Рис. 365. Двузеркальный экер; S ₁ и S ₂ — зеркала

100. Измерение линии стальной лентой производится двумя мерщиками. Задний мерщик прикладывает начало ленты к начальной точке А (рис. 362). Передний мерщик берет кольцо со шпильками и идет вперед, вытягивая ленту вдоль линии АВ. Задний мерщик, смотря на веху В, устанавливает переднего так, чтобы лента лежала в створе АВ. После этого передний мерщик встряхивает и натягивает ленту, снимает со своего кольца шпильку и вкалывает ее в землю через отверстие в конце ленты. Сказав «готово», он идет вперед, пока не услышит команды «стоп» от заднего мерщика. Укладывают ленту второй раз. Всякий раз, перед тем как итти дальше, задний мерщик вынимает из земли шпильку и надевает ее на свое кольцо. Число шпилек у заднего мерщика показывает число откладываний ленты.

Если линия длиннее 200 м, после десятого откладывания должна состояться передача шпилек (от заднего мерщика к переднему), что обязательно отмечается в журнале. При передаче одиннадцатая шпилька остается воткнутой в землю. Надо быть внимательным, чтобы не потерять шпильку, не просчитать ленту, не просчитать передачу.

Если оставшийся отрезок СВ (рис. 362) меньше 20 м, измеряют его с помощью ленты и длину записывают в журнале. При измерении остатка надо проследить, чтобы лента не была перевернута. При отсчете не путать цифру 6 на бляшке с цифрой 9 (посмотреть цифру на соседней бляшке). Точность измерения линии стальной лентой — порядка 1/1000 (1 м   на 1 км).

101. Приведение длин линий к горизонту. На местности с углом наклона б измерена линия AB = S (рис. 363). При составлении плана и карты используются не измеренные длины линии S , а величины их проекций BC = d на горизонтальную поверхность (см. § 8).

Вычисление величины d по данным значениям S и б называется приведением длины линии S к горизонту. Разность Д S = S — d называется поправкой за приведение длины линии к горизонту. Величина поправки Д S при небольших углах наклона ( 1 — 10°) мала сравнительно с длиной линии S (например при угле наклона б = 8° поправка Д S составляет всего 0,01 длины линии).

Приведение длин линий к горизонту следует производить в тех случаях, когда величина поправки Д S больше 0,1 — 0,2 мм в масштабе плана.

Углы наклона б   определяются эклиметром (см. § 105) с точностью 0,5 - 1°.

Способы приведения длин линий к горизонту описаны ниже.

а) В таблице VII помещены величины поправок Д S   (в мм) при данных значениях S и б.

Пример. Измерена линия S =223,0 м; угол наклона б = 17°.

Находим поправку Δ S :

на 200 м .....................   8 748 мм
» 20 » .........................   874 »
» 3 » ...........................   131 »
____________________________________
на 223 м ...... 9745мм=9,7м

Горизонтальная проекция d = S — Д S = 223,0 — 9,7=213,3 м. Поправка Д S всегда вычитается.

б) Величину d можно вычислить непосредственно, пользуясь формулой d = S cos б.

Пример. S = 223,0 м; б =17°.

В таблице IX находим произведения

200 м * cos 17° ...................       101,3 м
20 м * cos 17° ............... 10,13 »
3 м * cos 17° . . . ........... 2,87 »
________________________________
223 м * cos 17° ............. 213,3 м

Съемка экером и лентой

102. Экер — прибор, служащий для построениям местности прямых углов. Простейший экер показан на рис. 364 (см. также гл XIV , § 4). Более точные результаты дает двузеркальный экер (рис 365). Зеркала S ₁ и S ₂ экера (рис. 366) установлены под углом г =45°. От вехи В падает луч на зеркало S ₁ , отражается в точке К, падает на зеркало S ₂ , снова отражается в точке L и встречается со своим первоначальным направлением в точке М под углом х. Из чертежа видно, что угол x =2г=90°. Дважды отраженный луч составляет в экере прямой угол со своим первоначальным направлением, независимо от того, каков угол б.

Пользование экером. Требуется восстановить перпендикуляр к линии АВ в точке М (рис. 366). Держим экер вертикально в точке М так, что отверстие экера и зеркало S ₁ обращены к вехе В. Смотря во второе зеркало ( S ₂ ), съемщик видит дважды отраженное изображение вехи В. Съемщик посылает рабочего с вехой N примерно по направлению перпендикуляра к линии АВ икомандует рабочему выставить веху так, чтобы она казалась продолжением вехи В, видимой в зеркале (рис. 367). MN есть перпендикуляр к линии АВ.

103. Задачи, решаемые с помощью экера , а) Измерение расстояния через препятствие. Требуется определить длину линии АВ (рис. 368). В точках А и В восстанавливаем экером перпендикуляры АС и BD к прямой АВ и отмериваем на них лентой равные расстояния AC = BD . Линию CD измеряют лентой. CD = AB .

б) Определить расстояние между двумя точками (А и В), одна из которых (А) недоступна.

1 способ. В доступной точке В восстанавливают перпендикуляр В D к АВ (рис. 369а), на линии BD отмеряют два равных отрезка ВС=С D . В точке С ставят веху. В точке D восстанавливают перпендикуляр DE к BD . Двигаясь по линии DE , находят точку Е, лежащую на продолжении линии АС. Линию DE измеряют лентой. Из равенства треугольников Д ABC = Д CDE расстояние DE = AB .

2 способ. На перпендикуляре к АВ (рис. 369б) отмеривают лентой произвольное расстояние ВС и в точке С восстанавливают перпендикуляр CD к AC . На линии CD находят точку D , лежащую на продолжении АВ, измеряют расстояние В D :

AB =   BC ² / BD

Другие способы решения этой задачи — см. гл. XIV , § 5.

в) Определить расстояние между двумя неприступными точками (А и В) (рис. 370). На прямой MN находят точки М и N , являющееся основаниями перпендикуляров, опущенных из недоступных точек A и В на линию MN . Расстояние MN делят пополам ( OM = ON ). В точке О ставят веху. Двигаясь по линии AMK , находят точку K , лежащую на пересечении направлений AM и OB . Затем на линии BL находят точку L , лежащую на пересечении направлений АО u BN . KL измеряют лентой. KL = = AB , кроме того, эти линии параллельны.

Рис. 366. Ход лучей в двузеркальном экере (см. рис. 365)
Рис. 367. Совмещение вех   в экере: веху N видно в прорезь экера, веху B — в зеркале
Рис. 368. Измерение расстояния через препятствие с помощью экера и ленты (по В. В. Витковскому)
Рис. 369. Определение расстояния между двумя точками A и B , одна из которых (А) недоступна, с помощью экера и ленты (по В. В. Витковскому)

104. Экерная съемка. С помощью экера и мерной ленты можно произвести съемку небольших открытых участков земли и деталей контуров. Для съемки прокладывают прямую линию — магистраль ( A В на рис. 371). От точки А начинают измерение длины этой   линии . Из контурных точек (на рисунке — из точек поворота ограды и углов дома) на магистраль AB с помощью экера опускают перпендикуляры, лентой измеряют длины этих перпендикуляров и измеряют расстояния от начальной точки A до основания каждого перпендикуляра. Такой метод съемки называется способом перпендикуляров, или способом прямоугольных координат. При съемке отмечаются также точки пересечения ограды с магистралью АВ и точки пересечения линий, являющихся продолжением стен дома, с линией . AB . Положение некоторых контурных точек при экерной съемке может быть определено с помощью линейных засечек.

Рис. 370 Определение расстояния между двумя неприступными   точками А и В с помощью экера и ленты (по В. В. Витковскому) Рис. 371. Абрис экерной съемки

При съемке ведется абрис — глазомерно составляемый чертеж, на котором показывают все снимаемые объекты и записывают числовые результаты всех измерений. По записям в абрисах впоследствии составляют план снятого участка.

Съемка профилей эклиметром

105. Эклиметр — прибор для измерения углов наклона местности.

а) Устройство эклиметра. Внутри круглой коробки А (рис. 372) вращается на оси колесико В. На наружном ободке колесика нанесены деления через 1° от 0 до 60° в обе стороны от нулевого штриха. Заштрихованный сектор колесика — сплошной, для большего веса к нему прикреплен грузик, который можно передвигать, ослабив винт m . В коробке А имеется окошко для отсчетов n , производимых при помощи лупы l . Справа к коробке прикреплена визирная трубка. У одного конца в трубке имеется металлическая нить а (предметный диоптр), у другого конца прорезь b . Прорезь и нить располагаются параллельно оси колесика.

В нерабочем положении колесико прижато к коробке пружиной. Чтобы отпустить колесико, надо нажать кнопку k пружины, и тогда колесико под влиянием силы тяжести будет оставаться в определенном неизменном положении. Коробка же с трубкой и лупой будет изменять свое положение в зависимости от наклона линии   визирования.

Рис. 372. Эклиметр
Рис. 373. Простейший эклиметр
Рис. 374. Определение превышения с помощью эклиметра

б) Пользование эклиметром. Прибор держат в руке, смотрят в< лупу и наводят предметный диоптр на предмет местности. Нажимают кнопку k и<, когда колесико успокоится, отсчитывают деление, приходящееся против волоска предметного диоптра. Знаки + и —   на ободке колесика указывают углы повышения или понижения. Когда линия визирования горизонтальна, отсчет по ободку колесика 0°.

в) Простейший эклиметр можно изготовить самому. Из фанеры или< картона вырезают полукруг. Дугу полукруга разделяют на градусы; 0° стоит против штриха, где радиус перпендикулярен линии MN (рис. 373). К центру полукруга на нити подвешивают грузик.

При работе с таким эклиметром визируют краем MN вдоль линии, уклон которой требуется определить. Отсчет угла наклона делают по нити. При горизонтальном положении линии MN этот отсчет равен 0°. На рисунке отсчет угла наклона 22° (о других простейших эклиметрах — см. гл. XIV , §§ 4 и 6).

106. Нивелирование эклиметром выполняется двумя лицами. Одновременно ведется измерение линии лентой или рулеткой.

Наблюдатель с эклиметром остается в начале линии (А). Рабочий с лентой идет вперед и останавливается на определенном расстоянии S от наблюдателя (в точке В рис. 374). Наблюдатель визирует на рабочего и измеряет эклиметром угол наклона α. Предметный диоптр надо наводить на ту часть одежды или лица рабочего, которая находится на высоте t — глаз наблюдателя. При этом условии, как видно из чертежа (рис. 374), превышение одной точки над другой определяется по формуле:

h = d * tg α ,

где d — приведенное к горизонту расстояние   (см. § 101); α   — угол наклона.

Для вычисления h служит таблица X .

Наблюдатель записывает угол наклона α   и расстояние S до рабочего (при малых углах наклона S = d ). Рабочий оставляет шпильку в точке В и идет дальше. Наблюдатель подходит к оставленной шпильке, измеряет угол наклона следующей линии и т. д.

107. Полевые записи ведутся в записной книжке. При работе на ровной местности с однообразным уклоном применяют следующую форму записи:

Профиль по тальвегу оврага

При профилировании более сложного рельефа ведут записи в виде зарисовок (рис. 375). Не надо забывать записывать знак угла наклона α   (+ или   — ), который соответствует знаку превышения h (если предметный диоптр наводится на ту часть одежды или   лица рабочего которая находится на высоте t глав наблюдателя — см. § 106).

108. Обработка наблюдений . Построение профиля. По значениям d   (или S при малых углах наклона α и коротких линиях)   по формуле § 106.

h = d * tg α

вычисляют превышение h .

Рис. 375. Полевые зарисовки при нивелировании эклиметром

  Примеры.

1)       Длина линия S ₁₂ =20 м, угол наклона α =+6° В табл X находим h ₁₂ = S tg α =20м * tg 6°=+2,1 м, что означает: точка 2 выше точки 1 на 2,1 м. К отметке точки 1 прибавляют превышение h ₁₂ , получают отметку точки 2 и т. д. По полученным значениям отметок строят профиль (см. § 51е).

2)       S ₁₂ .=223 м; α = +17° (пример §101). Одним из способов, указанных в § 101, вычисляем d =213 м. В табл. X находим:

200 м * tg 17° ... ........... 61,1 м

10 м * tg 17° .....           3,06 »

3 м * tg 17° .................. 0,92 »

_________________________

213 м * tg 17° ............... 65,08 м

Превышение h ₁₂ = +65,1 м.

Геодезические работы

109. Общая схема организации геодезических работ. На территории СССР имеются пункты главной геодезической <осноры, положение которых определено с большой точностью в результате специальных геодезических работ. Таковы пункты триангуляции, составляющие плановую геодезическую основу, и пункты   нивелирования, составляющие основу высотную (вертикальную). Если требуется определить координаты и абсолютные высоты каких-либо точек местности, эти точки необходимо связать геодезическими методами с пунктами геодезической основы.

Рис.376 Теодолитный ход

Перед началом съемки предварительно определяют с повышенной точностью некоторое дополнительное число точек местности относительно имеющихся уже пунктов геодезической основы, — как говорят, «сгущают» геодезическую основу. Эти дополнительные точки составляют рабочее геодезическое обоснование. Затем производят съемку деталей или определение положения отдельных пунктов наблюдений, опираясь на пункты рабочего обоснования. Такой же порядок сохраняется и при обработке геодезических наблюдений.

Успех геодезических работ в значительной степени зависит от качества инструментов. Перед выездом в поле все теодолиты, мензулы, кипрегели, ленты, рейки, штативы и прочее должны быть проверены. В подготовительный период необходимо произвести тщательные исследования инструментов по специальным программам.

Ниже, в §110 — 111 даны краткие сведения о методах создании рабочей геодезической основы и определения съемочных точек.

110. Теодолитные ходы . Теодолит — угломерный инструмент, с помощью которого определяют величину измеренных углов в градусах и минутах. Теодолит предназначен главным образом для измерения горизонтальных углов.

Теодолитным ходом называется многоугольник на местности, сомкнутый или< разомкнутый, точки поворотов (вершины) которого A , B , C , D , E (рис. 376) обозначены кольями, трубами и т. д. В теодолитном ходе все углы поворота β измеряют теодолитом, длины всех сторон S измеряют лентой. Чтобы получить географические или прямоугольные координаты пунктов хода, теодолитный ход связывают с пунктами триангуляции. По данным полевых измерений вычисляют координаты всех пунктов теодолитного хода. С помощью вертикального круга, которым обычно снабжен теодолит, измеряют углы наклона на каждой станции и затем вычисляют высоты пунктов хода (см. формулу §106).

Теодолитные ходы применяются в тех случаях, когда требуется с повышенной точностью и в крупном масштабе (1 : 500 — 1 : 5 000) снять какой-либо участок, — например, при планировке населенных   пунктов, при съемке строительных площадок, при детальных геологических разведках. Съемка рельефа при проложении хода обычно не производится. При съемке ведется абрис. По данным измерений составляют затем план снятого участка. С помощью теодолита и ленты удобно намечать на местности прямые линии с разбивкой пикетажа<. Разбивкой пикетажа называется закрепление точек вдоль прямых линий на местности через определенное расстояние, например при геофизических съемках с помощью теодолита и ленты намечают точки вдоль линий (профилей) через 50, 100, 200 м.

111. Тахеометрические ходы. Тахеометром (или теодолит-тахоометром) называется теодолит, снабженный дальномерным приспособлением, буссолью и вертикальным кругом.

Тахеометрические ходы отличаются от теодолитных тем, что расстояния в них измеряют не лентой, а с помощью дальномера, которым снабжен теодолит-тахеометр. Так как в тахеометре имеется буссоль, этим инструментом можно определять не только горизонтальные углы, но и магнитные азимуты сторон хода. Обязательной принадлежностью тахеометра является вертикальный круг. С помощью вертикального круга на пунктах хода измеряют углы наклона и вычисляют превышения (см. формулу § 106). Таким образом, прокладывая тахеометрический ход, одновременно определяют положение точек вдоль маршрута в плане и по высоте.

Рекомендуется применять методы проложения тахеометрических ходов, разработанные А. С. Филоненко (1939).

Тахеометр с успехом применяют при работе в трудно проходимых, сильно залесенных, сильно пересеченных местностях, где измерение линий лентой затруднительно. С помощью тахеометра производят также крупномасштабную съемку.

Тахеометр удобен для съемки рельефа. В поле составляется абрис съемки, вычерчивание плана выполняют в камеральный период.

Для производства работ по тахеометрической съемке необходимы наблюдатель и два реечника. Скорость прокладки хода — от 3 до 10 км в день, в зависимости от условий местности и объема съемки. Длины линий в тахеометрических ходах — 150 — 200 м. Длины ходов между опорными точками могут достигать 100 км. Пункты тахеометрического хода (как и всякие другие геодезические пункты) нумеруются. Исследователь в поле должен сверять нумерацию пунктов своих наблюдений с нумерацией геодезических пунктов.

Относительная ошибка определения расстояния по дальномеру 1/400 (±25 см на 100 м). Относительная ошибка тахеометрического хода около 1/1000, например, при длине хода в 30 км ошибка конечной точки хода ±30 м. Координаты вычисляют до 1 м; превышения и высоты — до 1 см. Величина предельной возможной ошибки хода по высоте m_h подсчитывается по формуле:

m _{h см} = k _см * S _км n^1/2,

где k — ошибка хода по высоте на 1 км хода, равная 10-15 см/км.
S - средняя длина стороны хода в км;
п — число сторон в ходе.

Рассчитаем ошибку в высоте конечной точки хода длиной 20 км со средней стороной S = 200 м = 0,2 км.

Число сторон в ходе n = 20 км / 0,2 км = 100.

Примем k = l 5 см/км;

m_h = 15*0,2 * 100 ^½   = ±30 см.

Рис. 377. А — мензула Б — кипрегель

112. Мензульная съемка. Теодолит и тахеометр относятся к инструментам угломерным. Мензула является инструментом углоначертательным. При мензульной съемке план местности получают непосредственно в поле, на мензульном планшете (рис. 377а); последний снабжается кипрегелем — дальномером (рис. 377б), с помощью которого прочерчивают на планшете направления и строят углы, определяют расстояния и получают высотные отметки.

Полевые работы при мензульной съемке начинаются с разбивки геометрической сети для определения системы опорных точек (рабочей основы). Затем переходят к определению положения съемочных точек и съемке контуров и рельефа.

При мензульной съемке вся работа по построению плана производится в поле, что является преимуществом этого метода по сравнению с тахеометрической съемкой. Мензула чрезвычайно выгодна в открытых местностях, где можно легко определить положение любой точки методом засечек. В закрытых местностях прокладывают мензульные ходы. Недостатком мензулы является ее громоздкость; работа с мензулой затруднительна при дожде, холоде, сильном ветре.

Мензула часто применяется при структурно-геологической съемке. Геологический и геодезический отряды одновременно приступают к работе. Геологи описывают обнажения, геодезисты разбивают геометрическую сеть. После описания группы обнажений, когда геодезический отряд закончил создание рабочего обоснования и готов к съемке, один из коллекторов переходит в геодезический отряд и выполняет там обязанности реечника. Коллектор ставит рейку на места выходов маркирующих горизонтов (в обнажениях). Геодезист с помощью кипрегеля определяет положение и высоту обнажения. Вычисленная геодезистом высота относятся к низу («пятка») рейки. Если выход маркирующего горизонта находится на дне оврага, и рейку поэтому не видно, переносят рейку наверх, высоту подъема пятки рейки над маркирующим горизонтом измеряют рулеткой и в дальнейшем эту величину учитывают. Высотные отметки пласта геодезист вычисляет тут же в поле (до 0,1 м) и подписывает на планшете.

Вместо ватманской бумаги на планшете может быть укреплен оттиск топографической карты или фотоплан. Этим еще более облегчается определение планового положения пунктов наблюдений.

113. Нивелирование. Нивелиром называется инструмент для определения превышения между точками местности, на которых последовательно устанавливают рейки.

Нивелирование разделяется на несколько классов по степени   точности; наиболее точно — нивелирование 1 класса. Сравнительно невысокое по точности инженерно-техническое нивелирование ( V класса) производят при водно-энергетических и транспортных изысканиях, при строительных работах. Основной метод нивелирования — проложите нивелирного хода. Однако в тех случаях, когда требуется детально изучить рельеф какого-либо участка, производят также нивелирование поверхности. На площади нивелируемого участка предварительно с помощью теодолита и ленты разбивают сеть квадратов или прямоугольников со сторонами от 10 до 100 м. Отметки вершин квадратов определяют с помощью нивелира.

Для производства нивелирования необходимы наблюдатель и два реечника. Скорость прокладки нивелирного хода — от 2 до 15 км в день, с зависимости от условии рельефа и растительности. Длины сторон в нивелирных ходах — порядка 100 м. Длины ходов между опорными пунктами достигают 100 км.

Превышения и высоты вычисляют до миллиметра.

Предельная возможная ошибка m_h конечной точки нивелирного хода IV класса рассчитывается по формуле

m_h = (400 L + 4 L ² )^1/2

где L длина хода в км; т _h выражена в мм. При длине хода L = 20 км

m_h = (400 * 20 + 4(20)² )^1/2= ± 31 мм (сравнить с расчетами § 111).

Литературу к гл. XV см. в гл XVI .