Решение геодезических задач по топографической карте
Министерство
образования и науки Российской Федерации
Федеральное
государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
ТЮМЕНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт
геологии и нефтегазодобычи
Кафедра кадастра
и геоинформационных систем
Лабораторная
работа №1
по геодезии
на тему:
РЕШЕНИЕ
ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПО ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ КАРТЕ
Выполнил
студент группы ПГД-14-1
Привалов Александр
Тюмень 2014
Цель работы:
Изучить топографические карты, а также научится решать типовые геодезические
задачи по картам
Порядок выполнения работы:
1. Изучить структуру и содержание
топографической карты
. Условные знаки
.1. Внемасштабные условные знаки
.2. Площадные (масштабные) условные знаки
.3. Линейные условные знаки
.4. Поясняющие подписи и надписи
. Измерить расстояния между точками А, В,
С, используя численный, линейный и поперечный масштабы
. Определить прямоугольные координаты
точек А, В, С
. Определить географические
(геодезические) координаты точек А, В, С
. Измерить углы ориентирований линий АВ,
ВС, СА
.1. Измерить дирекционные углы
.2. Вычислить истинные азимуты
.3. Вычислить магнитные азимуты
. Определить абсолютные высоты точек А,
В, С
. Вычислить превышения между точками
. Определить уклоны и углы наклона линий
АВ, ВС, СА
. Построить профиль местности по линии АВ
1. Изучить структуру и содержание
топографической карты
Структура
Математическая часть:
а) картографическая проекция и градусная сетка,
б) масштаб карты,
в) опорные пункты,
г) рамка карты;
Физико-географическая часть:
а) гидрография,
б) рельеф,
в) почвенно-растительный покров,
г) другие физико-географические объекты;
Социально-экономическая часть:
а) населённые пункты,
б) пути сообщения и средства связи,
в) промышленные, сельскохозяйственные и
лесохозяйственные объекты,
г) культурные объекты: учреждения народного
просвещения, здравоохранения, социального обеспечения и археологические
памятники,
д) элементы административно-политического
деления территории - государственные и административные границы, столицы и
административные центры, таможни и другие социально-политические объекты.
Содержание - главная часть любой географической
карты, в том числе топографической, - может быть разделено на отдельные
географические элементы по однородным группам объектов, изображающихся на
карте, например,
· геодезические и астрономические пункты;
· населенные пункты и отдельные
строения;
· промышленные, сельскохозяйственные и
социально-культурные объекты;
· гидрография (береговая линия морей,
озер, прудов и других водоемов, прибрежная полоса морей, реки, ручьи, каналы,
канавы, естественные и искусственные источники и гидротехнические сооружения);
· дорожная сеть (железные и
автогужевые дороги, тропы) и дорожные сооружения;
· рельеф суши, дна морей, крупных рек
и водоемов;
· растительный покров;
· грунты, болота, солончаки,
поверхности с микрорельефом;
· границы и ограждения.
На картах помечаются географические названия,
пояснительные подписи и численные характеристики местных предметов.
. Условные знаки
Внемасштабные условные знаки применяются для
изображения на карте или плане таких объектов, которые не могут быть
предъявлены в соответствующем масштабе из-за их небольших размеров. (примеры
внемасштабных условных знаков[3] в приложении №1)
Площадные (масштабные) условные знаки
применяются для изображения в масштабе карты или плана объектов, занимающих на
местности значительную площадь; эти знаки всегда масштабны. (примеры площадных
условных знаков[4] в приложении №1)
Линейные условные знаки применяются для
изображения на карте или плане линейных объектов: дороги, реки, границы и т.д.
Длина таких объектов выражается в масштабе карты или плана, а их ширина - вне
масштаба. (примеры линейных условных знаков[1] в приложении №1)
Поясняющие условные знаки служат для обеспечения
более полной характеристики изображаемых на карте или плане объектов, и они
применяются в сочетании с масштабными и внемасштабными знаками. Собственные
названия изображаемых объектов (топонимы) и различные надписи на картах или
планах также носят характер пояснительных условных знаков. (примеры поясняющих
условных знаков[2] в приложении №1)
. Измерить расстояние между точками А, В, С,
используя численный, линейный и поперечный масштабы
1. АВ = 141,5мм*50000 =
7035000 мм = 7075 м.
. ВС = 161,0мм*50000 = 8070000 мм = 8050
м.
. СА = 118,0мм*50000 = 5905000 мм = 5900
м.
Б) Линейный масштаб рассчитывается с помощью
масштабной линейки и измерителя (результаты измерений расстояний АВ, ВС и СА
приведены в приложении №3)
В) Поперечный масштаб рассчитывается с помощью
измерителя и построенной номограммы (результаты измерений расстояний АВ, ВС и
СА приведены в приложении №3)
Таблица №1
Наименование
линий
|
Расстояние
между точками S,
м
|
Разница
расстояний между точками ДS,
м
|
|
Численный
масштаб
|
Линейный
масштаб
|
Поперечный
масштаб
|
Численный
и линейный
|
Линейный
и поперечный
|
Численный
и поперечный
|
АВ
|
7075
|
7080
|
7070
|
5
|
10
|
5
|
ВС
|
8050
|
8060
|
8050
|
10
|
10
|
0
|
СА
|
5900
|
5910
|
5910
|
10
|
0
|
10
|
. Определить прямоугольные координаты точек А,
В, С
1. = + Д = 5425 км Д = 6,9 мм*50 = 345 м.
25291 км = 2,1 мм*50 = 105 м.
= + Д = 5429 км Д = 8,05 мм*50 = 402,5 м.
25296 км = 17,1 мм*50 = 855 м.
= + Д = 5421 км Д = 9,5 мм*50 = 475 м.
25295 км = 11,5 мм*50 = 575 м.
Таблица №2
Наименование
точек
|
Прямоугольные
Координаты точек
|
|
Х
|
Y
|
А
|
5425,345
|
25291,105
|
В
|
5429,4025
|
25296,855
|
С
|
5421,475
|
25295,575
|
. Определить географические (геодезические)
координаты точек А, В, С
1. = + Д = 48°55ʹ Д = 32ʹʹ
= + Д = 66°09ʹ Д = 54ʹʹ
2. = + Д = 48°57ʹ Д = 49ʹʹ
= + Д = 66°13ʹ Д = 30ʹʹ
3. = + Д = 48°53ʹ Д = 32ʹʹ
= + Д = 66°12ʹ Д = 49ʹʹ
Таблица №3
Наименование
точек
|
Географические(геодезические)
координаты
точек
|
|
Географические(геодезические)
|
|
B
|
L
|
48°55ʹ32ʹʹ
|
66°09ʹ54ʹʹ
|
В
|
48°57ʹ49ʹʹ
|
66°13ʹ30ʹʹ
|
С
|
48°53ʹ32ʹʹ
|
66°12ʹ49ʹʹ
|
6. Измерить углы ориентирований линий АВ, ВС, СА
Измерить дирекционные углы
= 59° = 188°30ʹ = 311°
Вычислить истинные азимуты по
формуле: А=б-г, где г=1°58ʹ
= 59° - 1°58ʹ = 57°02ʹ
= 188°30ʹ - 1°58ʹ = 186°32ʹ
= 311° - 1°58ʹ = 309°02ʹ
Вычислить магнитные азимуты по
формуле: =А-д, где д=3°19ʹ
= 57°02ʹ + 3°19ʹ = 60°21ʹ
= 186°32ʹ + 3°19ʹ = 189°51ʹ
= 309°02ʹ + 3°19ʹ = 312°21ʹ
Найти расчетные углы по формулам:
= °, где =46° = 59° - 46° + 180° = 193°
=°, где =58° = 193° - 58° + 180° = 315°
=°, где °=315°-76°+180°=419°-360°=59°
Рассчитать разницу между измеренными
и расчетными дирекционными углами - Д
Таблица №4
Наименование
линий
|
Углы
ориентирования линий
|
|
Дирекционный
угол, °
|
Истинный
азимут
|
Магнитный
азимут
|
|
Прямой
|
Обратный
|
Расчетный
|
Д
|
|
|
АВ
|
59
|
239
|
59
|
0
|
57°02ʹ
|
60°21ʹ
|
ВС
|
188,5
|
8,5
|
193
|
4,5
|
186°32ʹ
|
189°51ʹ
|
СА
|
311
|
131
|
315
|
4
|
309°02ʹ
|
312°21ʹ
|
7. Определить абсолютные высоты точек А, В, С
= + * = 20м + *10м = 27 м
= + * = м + *10м = 44,7 м
= + * = м + *10м = 85,4 м
Таблица №5
Наименование
точек
|
Абсолютные
высоты точек Н, м
|
А
|
44,7
|
В
|
27
|
С
|
85,4
|
. Вычислить превышения между точками А, В, С
= - = 44,7 м - 27 м = 17,7
= - = 27 м - 85,4 м = -58,4
Таблица №6
Превышение
точек
|
Значение
превышения h, м
|
|
17,7
|
|
40.7
|
|
-58,4
|
топографический карта азимут уклон
9. Определить уклоны и углы наклона линий АВ,
ВС, СА
Угол наклона рассчитывается по формуле:
tgн =
1. = arctg = arctg = 0,143°
. = arctg = arctg = 0,290°
. = arctg = arctg = -0,567°
Уклон рассчитывается по формуле:
=
. ===0,0025*100%= 0,25% *1000% = 2,5‰
. ===0,0051*100% = 0,51% *1000% = 5,1‰
. ===-0,0099 *100% = -0,99% *1000% = -9,9‰
Таблица №7
Наименование
линий
|
Уклон
|
Угол
наклона, °
|
|
Простой
уклон
|
В
процентах, %
|
В
промилле, ‰
|
|
АВ
|
0,0025
|
0,25
|
2,5
|
0,143
|
ВС
|
0,0051
|
0,51
|
5,1
|
0,290
|
СА
|
-0,0099
|
-0,99
|
-9,9
|
-0,567
|
. Описание карты
) Физико-географические условия в полевой
сезон
Город Тюмень располагается на реке Туре, в
юго-западной части Западно-Сибирской низменности.
Климат городского округа города Тюмень
резко-континентальный, он зависит от физических свойств воздушных масс
Азиатского материка и атмосферных явлений, приходящих из Европы. Климатические
условия характеризуется суровой продолжительной зимой с длительными морозами и
устойчивым снежным покровом, коротким теплым летом, непродолжительными и
безморозными переходными периодами. На изменчивость погоды оказывает влияние
резкая смена циклонов и антициклонов.
Город Тюмень не защищен горами ни с севера - от
вторжения холодного арктического воздуха, ни с юга - от теплых воздушных масс
казахских степей и пустынь Средней Азии. С запада часто прорываются через
невысокие Уральские горы теплые, влажные ветры Атлантического океана. Свободный
воздухообмен и осуществление меридиональной циркуляции, вносит существенные
нарушения в распределение давления и вызывает особенно резкие колебания
температуры, как в течение месяцев, так и в суточный период. В итоге погода в
городе Тюмени неустойчива в любой сезон года.
По гидрометеорологическим условиям территория
города Тюмень хорошо изучена, находится в переходной зоне от южной тайги к
северной лесостепи и входит в строительно-климатическую зону IВ.
Рассматриваемая территория характеризуется
следующими климатическими параметрами: Средняя годовая температура воздуха -
+0,7єС. Средняя температура воздуха самого холодного месяца в году - января,
-17,2єС. Средняя температура воздуха самого теплого месяца - июля, +17,8єС.
Абсолютный минимум температуры воздуха - -46єС. Абсолютный максимум температуры
воздуха - +39єС. Годовая абсолютная амплитуда колебания температуры воздуха -
85єС. Продолжительность безморозного периода - 121 день. Периоды с температурой
воздуха выше 0є - 197 дней, выше 5є - 164 дня, выше 10є - 125 дней, выше 15є -
79 дней. Относительная влажность воздуха составляет в среднем 75%. Влажность
воздуха изменяется по месяцам от 59% до 83%. Наибольшие величины влажности
приходятся на холодные месяцы, наименьшие - на весенние месяцы. Сумма годовой
испаряемости, меняясь в многолетнем цикле от 400 до 700 мм, составляет 695 мм.
Сумма осадков за год составляет 524 мм, за теплый период выпадает 365 мм.
Суточный максимум осадков - 111 мм в виде ливня. Продолжительность периода с
устойчивым снежным покровом - 151 день. Средняя высота снежного покрова - 34
см, максимальная - 65 см (снежный покров значительно колеблется по мощности, в
зависимости от времени года и защищенности места замера от ветра). Средняя
глубина промерзания почвы - 103 см, наибольшая - 182 см. Средняя годовая
скорость ветра составляет 3,4 м/сек.
В городской среде климат формируется под
воздействием антропогенных факторов. На территории города температура воздуха
летом обычно на 4-5°, а зимой на 10-15° выше, чем в пригороде; меньше дней в
году с морозами; на 5-7 дней раньше начинается весна, и позднее на 8-16 дней
приходит зима.
) Топографо-геодезическая изученность в
районе работ
В районе работ есть геодезические сети, есть
карты этого района. Изучаемая мною карта имеет масштаб 1:50000 с высотой
сечения 10 м, составлена в 1977 году.
) Рельеф местности
На юге изучаемого района наблюдается горный
рельеф. Постепенно к северу высота спадает, местность становится более ровной,
однако встречаются небольшие возвышенности.
Максимальная высота на карте - 134,6 м.
Уклоны рельефа пологие, их значения не превышают
1 %.
) Дорожная сеть
Дорожная сеть развита достаточно хорошо. Вдоль
северной части карты проложена асфальтированная дорога со съездом на
проселочную дорогу. Для ее постройки были созданы искусственные насыпи и
обрывы, чтобы выровнять трассу.
Также на западе идет шоссе, направленное на юг.
Асфальтированная автомагистраль и шоссе имеют
места пересечения с гидрографией. В таких местах установлены мосты. На
автомагистрали мосты каменные, на шоссе встречаются как деревянные мосты, так и
железобетонный мост.
) Населенные пункты
На карте можно увидеть достаточно крупный город
Предивинск (300 000 - 500 000 населения), поселки сельского и дачного типа:
Новичиха (165 домов) и Ильинка (8 домов).
) Растительность
Наличие рисовых полей, кустарников, редколесья
на севере, луговых трав близ реки Кучук, наличие камышовых и тростниковых
зарослей в центральной части карты, садов в поселке, сочетание отдельно стоящих
деревьев с сухостоем в юго-западной части, редких лесов и кустарников в
юго-восточной обеспечивают растительность данного участка карты.
) Гидрография
Данный участок карты обусловлен наличием трех
рек: Уса на западе, Кучук на севере и Иня на юге. Уса и Кучук пересекаются с
транспортной сетью. Иня впадает в Усу, средняя глубина которой 12,3 метра. Близ
поселка Ночивиха расположено большое озеро Кучукское, в которое впадает река
Кучук, и она же из него вытекает. В южной части карты, блищ реки Иня, есть
проходимые болота.
Заключение
В ходе данной лабораторной работы я познакомился
с топографической картой масштаба 1:50 000, её структурой и содержанием. Данная
карта относится к среднемасштабным. На основе полученных знаний научился решать
начальные практические задачи по ней. Узнал о четырёх группах условных знаков.
Научился рисовать их с учетом масштаба карты. Вычислил расстояние между точками
А, В, С тремя способами. Увидел, что существуют различия в измерении между
численным, линейным и поперечным масштабами. Ошибки составили до 10м, что
допускается в учебных целях. Наиболее точным оказалось измерение расстояния
между точками поперечным масштабом.
Узнал об уклонах линий, а также об
углах наклона. Рассчитал их по соответствующим формулам. Определил уклон как в
процентах, так и в промилле и узнал, где это применяется. На основе данных о
высотах двух точек построил по профиль рельефа местности по линии. Работа
геодезиста делится на полевые и камеральные работы. Полевые осуществляются
непосредственно на месте, там проводят все необходимые измерения для разного
рода задач, в том числе и для составления топографических карт и планов.
Камеральные же работы основаны на оценке и изучении карт и планов. Лабораторная
работа № 1 была, своего рода, камеральной и учила меня работе с картами и
планами.