Условные знаки. Общие положения.

ТЕМЫ: 6.1 ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ 6.2 ПОНЯТИЕ О КАРТОГГРАФИЧЕСКОЙ ГЕНЕРАЛИЗАЦИИ 6.3 ИЗОБРАЖЕНИЕ РЕЛЬЕФА НА ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ КАРТЕ 6.4 ДРУГИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТАХ

Я ЛЕКЦИЯ

Предметы местности изображаются на топографических картах условными знаками, которые часто напоминают внешний вид и характер этих предметов, а иногда имеют вполне условную геомет­рическую форму. Условные знаки в зависимости от размеров предме­тов, которые они представляют, делятся на две категории. К первой из них относятся знаки таких предметов, размеры которых не меньше предельной точности масштаба карты. Контуры этих предметов мест­ности изображаются подобными контурами с соблюдением масштаба. Чем крупнее масштаб карты, тем подобие будет больше. С уменьше­нием масштаба некоторые детали контуров предметов опускаются или объединяются с другими и подобие изображения становится меньше. Условные знаки такого рода называются масштабными. Предметы местности, которые подлежат изображению на карте, но размеры которых меньше предельной точности масштаба, показываются услов­ными знаками, относящимися ко второй категории. Эти знаки вычер­чиваются без соблюдения масштаба карты и указывают лишь место­положение изображаемых предметов. Такие условные знаки называют внемасштабными.

Деление условных знаков местных предметов на масштабные и вне-масштабные имеет условный характер, так как некоторые предметы в одном масштабе изображаются масштабными знаками, а в другом, более мелком - внемасштабными. К таким предметам относятся насе­ленные пункты, реки, дороги и др.

Обычно условные знаки топографических карт делятся на следую­щие группы:

1. Населённые пункты.

2. Местные предметы.

3. Железные дороги и сооружения при них.

4. Автогужевые дороги.

5. Границы и ограждения.

6. Гидрография.

7. Рельеф.

8. Почвенно-растительный покров.

Чем мельче масштаб карты, тем меньше, вообще говоря, размер ус­ловных знаков. Информация о качественных характеристиках местности, ви­дах объектов, их топонимах поступает по самостоятельным кана­лам. Для отображения всего многообразия объектов местности используется система условных картографических зна­ков, которая развивалась в течение длительного времени и про­должает совершенствоваться - язык карты. Широкий диапазон масштабов не позволяет применить одну общую таблицу услов­ных обозначений для всех карт масштабного ряда. В настоящее время используют в основном четыре таблицы условных знаков, издан­ные в виде отдельных книг для масштабов: 1:500-1:5000; 1: 10 000; 1: 25 000- 1: 100 000 и для самых мелкомасштабных карт - от 1:200 000 и мельче.

Условные знаки обычно делят на несколько групп: масштаб­ные, линейные, внемасштабные знаки; пояснительные надписи. Масштабные знаки позволяют по размеру изображения на карте определять размер самого объекта, пользуясь переводным мно­жителем - знаменателем масштаба. Линейные условные знаки позволяют определять единственную геометрическую характерис­тику объекта — протяженность в одном направлении (например, протяженность автомагистрали, но не ее ширину — эту важную характеристику приходится давать в виде дополнительной надпи­си). Значительное число условных знаков – внемасштабные. Это, как правило, изображения иконического типа, характерные для данного типа объектов (например, значок самолета - аэропорт, знак креста - церковь и т.п.).

По содержанию все условные знаки обычно делят на две час­ти: объекты природные (физико-географические) и объекты ан­тропогенного происхождения (социально-экономические), каж­дую часть подразделяют на несколько групп. Например, услов­ные знаки для топографической карты масштаба 1:10000, обо­значающие физико-географические объекты, делятся на следу­ющие группы: рельеф, гидрография, растительность, грунты, болота, солончаки. Среди условных знаков для той же карты, обозначающих социально-экономические объекты, выделены следующие группы: населенные пункты, дорожная сеть, про­мышленные и социально-культурные объекты, геодезические знаки, границы.

Необходимо отметить, что иногда кроме групп природных и социально-экономических объектов выделяют группу природно-антропогенных объектов; в одном и том же значении могут ис­пользоваться термины «вид» или «тип», «класс объектов» и т.п.

Для облегчения восприятия информации условные знаки каж­дой группы, как правило, имеют свой цвет (наиболее употреби­тельны шесть красок). Так, сведения о рельефе передаются глав­ным образом условными знаками коричневого цвета — горизон­талями (линии равных высот) и некоторыми вспомогательными графическими знаками (штрихами, точками и т.п.) для отобра­жения осыпей, скал, обрывов, оврагов, каменных рек и др.

6.2 Понятие о картографической генерализации

Картографическая генерализация — это процесс от­бора и обобщения изображаемых на карте объектов со­ответственно назначению и масштабу карты, а также осо­бенностям картографируемой территории. Отбор и обобщение картографируемых объектов - два взаимосвя­занных и дополняющих друг друга процесса. Карта обла­дает ограниченными графическими возможностями в показе минимальных размеров отдельных объектов, их коли­чества.

Рис. Генерализация картографического изображения

Изменение масшта­ба приводит к изменению вида условных знаков изобра­жения. Например, террито­рия, заросшая кустарником, может быть показана площадным условным знаком, в масштабе 1:25000 эта же территория отмечена внемасштабным условным знаком. Упрощение плановых очертаний, связанное с изменением масштаба, наблюдается на всех топографических картах. На картографическую генерализацию влияют особен­ности картографируемой территории. Так, один и тот же объект имеет различные значения в разных географичес­ких условиях. В связи с этим в одних случаях он отобра­жается на карте, в других нет. Например, грунтовая до­рога, тропа, отдельная постройка в обжитой местности играют сравнительно небольшую роль и могут не пока­зываться на карте. В малообжитых или труднодоступ­ных районах они превращаются в существенные объек­ты, облегчающие ориентирование и передвижение на местности, поэтому показ их на карте необходим. Чем больше возьмём участок, тем труднее будет судить по отметкам о рельефе.

6.3 Изображение рельефа на топографических картах

Рельефом местности называют совокупность неровностей поверхности Земли. Различают положительные и отрицательные формы рельефа. К положительным относят формы рельефа, которые возвышаются над окружающей местностью (гора, холм, хребет), к отрицательным — находящиеся ниже поверхности горизонта (котловина, долина, лощина).

Задачи, которые стоят перед создателями топографических карт, юючаются в том, чтобы показать внешние очертания рельефа, го расчлененность, абсолютные и относительные высоты основных точек местности, уклоны поверхности и при этом сохранить метрические свойства картографического изображения, т.е. возможность измерений на карте.

Основным способом изображения рельефа в топографии является способ горизонталей. Сущность его заключается в том, что точки земной поверхности, имеющие одинаковые высоты, соединяются плавными кривыми, которые и носят название горизонталей.

Горизонталями называют кривые замкнутые линии, прохо­дящие через точки местности с одинаковой высотой над уровнем моря. Горизонтали можно представить как границы уровня воды, постепенно затопляющей местность, последовательно зафиксиро­ванные на определенных высотах (через разные промежутки по вы­соте- 0, 2, 3, 4). Каждая из таких границ означает на земной по­верхности кривую линию, все точки которой будут иметь одинако­вую высоту (рис.), разность высот двух соседних горизонта­лей называется высотой сечения рельефа. Расстояние между двумя соседними горизонталями на карте .называется за­ложением.

Для лучшей читаемости рельефа каждая пятая горизонталь, начиная от 0 при высоте сечения через 5, 10, 20, 40 м, вычерчи­вается утолщенной. При высоте сечения через 2,5 м утолщается каждая десятая горизонталь.

Горизонтали можно рассматривать как кривые уровня воды, кото­рая постепенно затопляет местность, останавливаясь на определённых высотах от начальной уроненной поверхности. Промежутки по высоте между смежными горизонталями берутся одинаковыми. Величина этих промежутков называется сечением рельефа.

Возьмём гору АВС (рис. 76). Допустим, что а}.а2ав — начальная уро-венная поверхность; Ь]Ь2Ь8, с,с2с3, с^с^йд, е]е2е3 и (,{2{8— уровни воды, стоявшей на высотах аЬ, ас, аи и ае от начальной уровенной поверх­ности; аЬ, Ьс, сд и с!е—промежутки между смежными уровенными поверхностями, равные п. Линии сечения горы уровенными поверхно­стями, являющиеся замкнутыми кривыми, представляют горизонтали этой горы, сечение которых равно Н. При небольших размерах участка уровенные поверхности можно принять за горизонтальные плоскости.

Горизонтали местности представляют собой воображаемые линии. Они проектируются на горизонтальную плоскость вместе со всеми контурами. Затем эта проекция изображается в уменьшенном и подоб­ном виде, в результате чего получается план или карта с горизон­талями.

Сечение рельефа выражается в метрах и указывается на планах и картах путём надписи. Оно может иметь разную величину. Например, бывают такие

сечения рельефа: 0,5 м, 1,0м, 2,5м, 5м, Юм, 25 м, 50 м, 100 м. Величина сечения рельефа в основном зависит от масштаба карты и характера местности. Чем крупнее масштаб и ровнее местность, тем меньше берётся сечение. 'Наоборот, чем мельче масштаб и гористее местность, тем сечение устанавливается больше. Так как сечение рельефа считается от начальной уровенной поверхности, то высоты горизонталей всегда кратны ему. Например, при сечении рельефа, рав­ном 10 м, высоты горизонталей будут Юм, 20 м, 30 м, 40 м, 50 м и т. д.

В России за начальную уроненную поверхность принята та, которая проходит через нуль Кронштадтского футштока. Отметки высот, вычисленные от нуля этого футштока, считаются абсолютными. Иногда отметки высот относятся к закреплённой тем или иным путём точке местности: постоянному предмету её или же ис­кусственно установленной точке. Такие отметки высот называются условными.

Отметки высот горизонталей подписываются в разрывах их. Цифры подписей располагаются так, чтобы верх их был направлен к вершине ската. Для облегчения счёта горизонталей каждая пятая или десятая из них, считая от начальной уровенной поверхности, утолщается. По улицам, а также по дорогам, рекам и каналам, если они изображаются в две линии, горизонтали не проводятся.

Если некоторые части участка очень ровные, то в таких местах проводятся дополнительные горизонтали через половину, а иногда и через четверть принятого сечения. Эги дополнительные горизонтали называются полугоризонталями и четвертьгоризонталями. Они изображаются пунктиром: полугори­зонтали- длинным, а четвертьгоризонтали -коротким и более тонким. Если полугоризонтали или четвертьгоризонтали не выявляют всех характерных особенностей рельефа участка, то дополнительные гори­зонтали проводятся на произвольных высотах, которые обязательно подписываются.

С помощью одних горизонталей не могут быть изображены все без исключения формы рельефа, особенно на картах мелкого масштаба. Вследствие этого для уточнения изображения рельефа и оживления его применяют ряд особых условных знаков, дополняющих горизон­тали .Направление скатов показывается короткими чёрточками, перпенди­кулярными к горизонталям. Эти чёрточки называются бергштрихами. Они дают возможность различать противоположные формы рельефа: долину и хребет, впадину и гору. Как видно из чертежа, бергштрихи ставятся не у всех, а у некоторых горизонталей. Промоины и рытвины показываются чёрточками, пересекающими горизонтали по тальвегу на всём протяжении промоины или рытвины. Обрывы изображаются зубчиками, перпендикулярными к краям их. Так же изображаются растущие овраги, у которых скаты начинаются обры­вами. Нижняя часть таких оврагов изображается горизонталями, если это позволяет масштаб карты. Курганы и ямы показываются тоже зубчиками. Особыми знаками изображаются скалы, утесы. К числу дополнительных условных знаков, применяемых при спо­собе горизонталей, относятся: подписи высот курганов, оползневых цирков, глубин ям, оврагов, блюдцев и других углублений. Эти высоты и глубины даются над окружающей поверхностью.

Отдельные детали рельефа, не выражающиеся основными горизонталями и полугоризонталями, изображаются вспомогательными горизонталями, проводимыми на той высоте, ка­кая необходима для наилучшего изображения рельефа.

Отметки высот. Изображение рельефа горизонталями допол­няется на картах отметками высот характерных точек местности, вершин, седловин, тальвегов, перегибов склонов и т. д. Сами же по себе отметки высот не дают представления о формах рельефа, но в сочетании с горизонталями позволяют легко определить на­правления скатов и превышения, строить профили и т. д.

Кроме абсолютных высот точек на картах подписывают отно­сительные высоты уступов террас, обрывов, курганов, скал-останцев и других элементов рельефа. Относительные высоты от­считывают от подошв и бровок соответствующих элементов рель­ефа.

Для удобства определения высот и превышений точек на картах подписывают абсолютные высоты горизонталей. Цифры, обозна­чающие высоту горизонтали над уровнем моря, подписывают так, чтобы их верх был направлен в сторону повышения ската.

Не все формы и особенности рельефа могут быть выражены горизонталями. Скалистые гребни, обрывы, тектонические трещины, скалы, крутые овраги, курганы, ямы и ряд других форм изображают специальными условными знаками, кото­рые в сочетании с горизонталями дают более полное представле­ние о рельефе местности (рис. У.16). Некоторые условные знаки рельефа сопровождаются подписями относительных высот изобра­жаемых форм, например, обрывы, овраги, курганы, ямы и т. д.

Формы рельефа земной поверхности по своим очертаниям и размерам чрезвычайно разнообразны. Если на карте провести го­ризонтали руководствуясь только абсолютными отметками точек местности и графической точностью масштаба, то изображение рельефа не будет достаточно наглядным. Горизонтали будут иметь очертания, изобилующие мелкими извилинами, и не дадут ясного представления о характере скатов и об очертаниях форм рельефа. Поэтому возникает необходимость генерализации рельефа.

Первоначальный отбор и обобщение рельефа производятся в процессе топографической съемки или обработки аэроснимков. При этом, руководствуясь установленными для данного масштаба сече­ниями рельефа, условными знаками и величиной допустимых от­клонений горизонталей от их истинного положения, решают, какие изгибы горизонталей должны быть

Рис. Изображения горизонталей.

Изображе­ние горного рельефа дополняется также окраской высот­ных слоев (послойной окраской), в результате чего каж­дый последующий слой (промежуток между соседними горизонталями) окрашивается более насыщенным по сравнению с предыдущим оранжевым цветом. Такой спо­соб изображения рельефа называется гипсометрическим. Наряду с описанными способами используются также цифровые обозначения: абсолютные высоты характерных точек местности (вершин, седловин, перегибов склонов и др.), относительные высоты обрывов, склонов оврагов, курганов, котловин, выемок, насыпей и т. п.

Рис. 78. Применение бергштрихов для отличия противоположных форм рельефа.

Определение по горизонталям крутизны и формы скатов.

Возьмём на одной горизонтали точку А, а на смежной горизонтали точки В, С и О (рис. 79). Соединив точку А с точками В> С и О, получим отрезки АВ, АС и АО. Каждый из этих отрезков называется заложением. Следовательно, заложение есть отрезок прямой линии между точками, лежащими на двух смежных горизон­талях.

Рис. 80. Определение заложения по сечению горизонталей и углу наклона.

Заложение представляет горизонтальное проложение соответствую­щего отрезка между теми же горизонталями на местности, уменьшен­ное в масштабе. По отношению к плоскости горизонта формы рельефа подраз­деляются на положительные и отрицательные. Положительные формы имеют выпуклую поверхность и возвышаются над ок­ружающей местностью; отрицательные — вогнутую и обра­зуют понижения местности.

К положительным формам рельефа относятся: гора, горный ;хребет, холм, увал.

Гора - возвышенность с явно выраженными склонами и подошвой, поднимающаяся над окружающей местностью на 200 м и более. Самая возвышенная часть горы называется вершиной. Горный хребет — линейно-вытянутая возвышенность более 200 м высотой, с хорошо выраженными склонами и подножием. Водораздельная часть хребта называется гребнем; пониженные части гребня между двумя вершинами называются седловинами. Холм - небольшая округлая возвышенность высотой менее 200 м с пологими склонами и неясно выраженным подножием. В гористых районах встречаются холмы с острыми вершинами и крутыми склонами. Мелкие холмы часто называют буграми.

Увал — пологая вытянутая возвышенность высотой менее 200 м с округлыми склонами и нерезко выраженной подошвой.

К. отрицательным формам рельефа относится долина, овраг, балка, лощина и котловина.

Долина - вытянутая в длину полая форма рельефа, имеющая уклон в одном направлении. Долины никогда не пересекаются между собой, а, встречаясь, сливаются в одну общую полую форму. Во всякой долине различают самую низкую ее часть — дно или ложе и склоны долины. В речных долинах часть дна, занятая рекой, называется руслом, а заливаемая водой при половодьях — поймой. С боков дно долины ограничено склонами. Склоны часто бывают ступенчатыми и состоит из чередования ровных площадок и уступов. Площадки, вытянутые вдоль долины и разделенные уступами, называются террасами.

Овраг — сравнительно узкое, вытянутое понижение местности с крутыми или обрывистыми склонами, напоминающими в поперечном разрезе латинскую букву V. Овраги имеют уклон в одном направлении и не пересекаются между собой.

Балка сходна с оврагом, но имеет пологие, часто задернованные склоны и плоское дно.

Лощина - вытянутое углубление, с пологими слабо выраженными склонами, имеющее уклон в одном направлении.

Котловина — понижение местности, замкнутое со всех сто­рон. Форма и размеры могут быть различны. Небольшие котловины, имеющие незначительную глубину и плоское дно, называют блюдцами или западинами. В формах рельефа различают основные орографические линии: водоразделы, тальвеги, бровки и подошвы. Водоразделом называется линия или полоса местности, разделяющая поверхностный сток противоположных склонов воз­вышенностей. Тальвегом называется линия, соединяющая наиболее низкие точки дна долины. В речных долинах тальвег совпадает с линией наибольших глубин дна реки. Бровкой называется линия перегиба склона, ниже которой он становится более крутым (перегибы склонов .долин, балок, оврагов и т. д.). Подошвой называется линия перегиба склона, ниже которой он становится более пологим. Иногда подошвой называют также подножие гор, холмов, обрывов и т. д.Орографические линии дают ясное представление о 'степени расчлененности рельефа. Они составляют как бы скелет неровно­стей местности и поэтому их иногда называют скелетными линиями рельефа.

Рис. У.15. Основные, половинные и вспомогательные горизонтали

В горной местности на крутых широких склонах, там, где гори­зонтали начинают сливаться в сплошную полосу, допускается их разрядка — между двумя утолщенными могут быть проведены не все основные горизонтали.

В некоторых случаях важные подробности рельефа попадают между секущими поверхностями и не могут быть выражены основ­ными горизонталями (рис.). В картографии разработаны три принципиально различных вида воспроизведения рельефа.1. Плоские изображения. Рассчитаны на умозрительное воспри­
ятие рельефа, которое отчасти может быть иллюзорным:изолинии — горизонтали (изогипсы) для изображения рельефа суши и изобаты (линии равных глубин) для изображения рельефа дна водоемов. В отечественной и зарубежной топографии это глав­ный способ изображения рельефа на картах;послойная, или гипсометрическая, окраска — цветовая шкала, в которой низины показываются зеленым цветом, холмистая мест­ность — желтым, горы — коричневым. Этот способ широко ис­пользуется в географической картографии, хотя и подвергается критике за условность. В топографической практике не применя­ется;отмывка, или оттенение рельефа, — один из самых выразитель­ных способов изображения рельефа на плоскости. Широко исполь­зуется в картографии, а в топографии — ограниченно. В отече­ственной топографии не применяется, но за рубежом, например в Великобритании, используется на топографических картах;штрихи (в настоящее время в отечественной топографии и кар­тографии этот способ не используется, но в некоторых странах применяется, например в Японии; был очень распространен в прошлом, когда карты создавались методом гравирования, и были разработаны разные системы штрихов); перспективный рисунок нередко применяют в мелкомасштаб­ной картографии, особенно при создании карт для широкого ис­пользования и в учебных целях. Физические модели. Рельефные топографические карты стали
широко распространяться у нас в стране и за рубежом с тех пор,
как был изобретен простой способ формования рельефных карт
из пластика. Стереоскопические карты. Рассчитаны на рассматриваниеих с помощью стереоскопических устройств, прежде всего через ана-
глифические (красно-синие) очки. Топографические карты в та­
ком варианте у нас в стране создавались, но не нашли достаточно
широкого использования, поскольку без использования очков они
не пригодны для работы. Отдельно рассмотрим способ изображения рельефа горизонта­лями, поскольку он является основным при создании топографи­ческих карт и профессионалы (географы, геологи, почвоведы и др.) должны уметь пользоваться этим способом при различных съемках местности. Горизонтали — это линии, соединяющие точки с равными высотами. Предварительно все точки местности должны быть ор­тогонально спроецированы на горизонтальную плоскость, напри­мер планшет мензульной съемки.