Изображение рельефа горизонталями и построение профиля по топографической карте

 

Построение профиля рельефа по топографической карте формирует навыки быстрого ориентирования по характеру рельефа карты, чтения карты, упрощает построение прикладных задач, связанных с прокладкой различных маршрутов.

Топографическая карта дает трехмерное представление о местности, позволяя находить положение различных точек и объектов не только в горизонтальной плоскости, но и по высоте. Чтобы отчетливо представлять местность на карте, необходимо хорошо разбираться в изображении на ней рельефа, уметь определить по карте:

1.                виды неровностей земной поверхности, их взаимное положение и связь между собой;
2.                взаимное превышение и абсолютные высоты точек местности;
3.                формы, крутизну и протяженность склонов. Рельеф земной поверхности представляет собой сложное сочетание пространственных форм, отличающихся друг от друга внешними очертаниями, размерами, высотой, ориентировкой относительно стран света, отношением к плоскости горизонта и некоторыми другими свойствами [3, 4].

Рельеф классифицируют по размерам форм и по отношению их к плоскости горизонта. По размерам различают крупные (макро-), средние (мезо-) и мелкие (микро-) формы рельефа.

По отношению к плоскости горизонта формы рельефа подразделяются на положительные, имеющие выпуклую поверхность и возвышающиеся над окружающей местностью (гора, хребет, увал), и отрицательные с вогнутой поверхностью и образующие понижения местности (долина, овраг, лощина, котловина). Формы рельефа характеризуются основными орографическими линиями, дающими представление о степени его расчлененности и составляющими как бы скелет неровностей местности (скелетные линии рельефа). Такими линиями являются: водораздел — линия или полоса местности, разделяющая поверхностный сток противоположных склонов возвышенностей; тальвег — линия, соединяющая наиболее низкие точки дна долины; бровка — линия перегиба склона, ниже которой он становится более крутым; подошва — линия перегиба склона, ниже которого он становится более пологим. Подошвой называют также подножия гор, холмов, обрывов. Изображение рельефа на топографических картах должно быть наглядным, давать количественные характеристики неровностей местности (абсолютные высоты и превышения точек, крутизна склонов и т. д.).

Рельеф на топографических картах изображается горизонталями в сочетании с отметками высот и условными обозначениями форм, которые нельзя изобразить горизонталями.

Высота сечения рельефа на карте зависит от масштаба карты и характера рельефа. Для равнинной и холмистой местности ее величина равна 0,02 величины масштаба карты (например, на картах масштабов 1:50 000 и 1:100 000 нормальная высота сечения соответственно равна 10 и 20 м). На картах же высокогорных районов, чтобы изображение рельефа не затемнялось из-за излишней густоты горизонталей и лучше б читалось, высоту сечения принимают в два раза больше нормальной (на карте масштаба 1:25 000–10 м, 1:50 000–20 м, 1:100 000–40 м, 1:200 000–80 м). На картах плоскоравнинных районов масштабов 1:25 000 и 1:200 000 высоту сечения принимают в два раза меньше нормальной, т. е. соответственно 2,5 и 20 м.

Рис. 1. Сущность изображения рельефа горизонталями

 

Горизонтали на карте, соответствующие установленной для нее высоте сечения, проводятся сплошными линиями и называются основными, или сплошными, горизонталями. Нередко бывает, что важные подробности рельефа не выражаются на карте основными горизонталями. В этих случаях помимо основных горизонталей применяют половинные (полугоризонтали), которые проводятся на карте через половину основной высоты сечения. В отличие от основных, половинные горизонтали вычерчивают прерывистыми линиями [3, 4].

В отдельных местах, где нужные подробности рельефа не выражаются основными и половинными горизонталями, проводятся между ними еще вспомогательные горизонтали — примерно через четверть высоты сечения. Их вычерчивают также прерывистыми линиями, но с более короткими звеньями.

Для облегчения счета горизонталей при определении высот точек по карте все сплошные горизонтали, соответствующие пятикратной высоте сечения, вычерчивают утолщенной линией (утолщенные горизонтали). Основная высота сечения указана на каждом листе карты — под южной стороной его рамки. Например, надпись «Сплошные горизонтали проведены через 10 м» означает, что на данном листе все горизонтали, показанные сплошными линиями, кратны 10 м, а утолщенные — кратны 50 м.

Наиболее наглядно представляются горизонталями неровности с крупными, четко выраженными и плавными формами. Изображение же плоскоравнинного рельефа получается менее выразительным, так как горизонтали здесь проходят на значительном расстоянии одна от другой и не выражают многих подробностей, заключающихся между горизонталями основного сечения. Поэтому на картах равнинных районов наряду с основными (сплошными) горизонталями широко применяются полугоризонтали. Это улучшает читаемость и подробность изображения равнинного рельефа. Изучая такой рельеф и определяя по карте его числовые характеристики, надо особенно внимательно следить за тем, чтобы не спутать половинные и вспомогательные горизонтали с основными.

При изучении по карте горного и сильнопересеченного рельефа, наоборот, приходится иметь дело с очень густым расположением горизонталей. При большой крутизне скатов заложения местами бывают настолько малы, что провести здесь раздельно все горизонтали не представляется возможным. При изображении на картах скатов, крутизна которых больше предельной, горизонтали вычерчивают слитно одну с другой или же пунктиром, оставляя между утолщенными горизонталями вместо четырех только две или три промежуточные горизонтали. В таких местах при определении по карте высот точек или крутизны скатов следует пользоваться утолщенными горизонталями.

Профиль является вертикальным разрезом рельефа местности по заданному направлению. Построение профиля по направлению АВ показано на рисунке 2.

Порядок построения профиля:

1.                Прочертить карандашом на карте профильную линию АВ, направление которой задано.
2.                Оценить максимальную и минимальную высоту по линии профиля.

Hmax = 86,7 м; Нmin = 56,5 м. Разность — 30,2 м. Если разность высот округлить в большую сторону, получаем 7 интервалов по 5 м.

3.                Задать горизонтальный и вертикальный масштабы профиля.

Горизонтальной линией профиля является ось расстояний, вертикальной линией — ось высот.

Рис. 2. Построение профиля рельефа

 

Обычно горизонтальный масштаб профиля равен масштабу топографической карты, по которой он строится, а вертикальный масштаб принимают в 10 раз крупнее горизонтального. Например, масштаб карты 1:50 000. Следовательно, горизонтальный масштаб профиля равен 1:50 000, а вертикальный масштаб — 1:5 000. В некоторых случаях, для большей наглядности, применяют более крупные масштабы высот, либо укрупняют и горизонтальный масштаб. В любом случае для основания масштаба рекомендуется выбирать числа: 1; 2; 2,5; 5 (1:1000, 1:200, 1:50 и т. п.). В нашем примере горизонтали проведены через 5 м. Если взять высоту профиля (без надписей) 7 см, то получим вертикальный масштаб 1:500 (в 1 см 5 м) [2, 3].

4.                Построить горизонтальную и вертикальную оси координат профиля и оцифровать их в соответствии с выбранными горизонтальным и вертикальным масштабами. Вертикальная координатная ось — шкала высот начинается с абсолютной отметки, выбранной для основания профиля, так называемой линии (точки) условного горизонта. Ее значение должно быть меньше минимальной абсолютной отметки по линии профиля и выражено круглым числом. Условный горизонт на рисунке равен 50 м.

На горизонтальной оси отложить отрезки, соответствующие пересечениям горизонталей с профильной линией, а также точек пересечения линии профиля с объектами ситуации (дорогами, линиями связи, объектами гидрографии, границами лесов и т. п.). Для этого можно воспользоваться полоской бумаги, на которую вначале с карты переносят характерные точки, а затем с полоски бумаги эти точки переносят на горизонтальную линию профиля.

5.                Из отмеченных точек на горизонтальной оси восстановить перпендикуляры, соответствующие их абсолютным высотам. Полученные точки соединить плавной линией.

Для точки 16, находящейся рядом с вершиной горы, определение высоты связано с построением однородного отрезка АВ. В этом случае превышение точки в по отношению к вершине горы будет отрицательным: hв = 85,0–87,8 = -2,8 м. Длина отрезка ав равна 26 мм, отрезка от точки а до точки № 16 10 мм. Из пропорции находим, ав = -2,8 м (10 мм / 26 мм) = -1,1 м. Следовательно, высота точки № 16 будет равна Н16 = 87,8–1,1 = 86,7 м.

Если высоты точек профиля определяют дополнительно, то их значения записывают в скобках. Характерными точками рельефа и ситуации являются точки перегибов рельефа, линии водоразделов и водосливов (тальвеги), седловины, вершины гор (холмов), дна котловин (ям), пересечения с объектами линейного типа, гидрографией, а также и другие точки, представляющие интерес для исполнителя.

 

Литература:

 

1.                Гакаев Р. А. Точность и погрешность измерений на картах при выполнении практических работ по топографии. Педагогика высшей школы. 2016. № 1 (4). С. 48–53.
2.                Гакаев Р. А. Методы картографического исследования и этапы их формирования. Педагогика высшей школы. 2016. № 1 (4). С. 1–4.
3.                Жмойдяк Р. А. и др. Лабораторные занятия по топографии с основами геодезии. Учебное пособие для географических факультетов /Р. А. Жмойдяк, В. Я. Крищанович, Б. А. Медведев/ Мн.: Высш. школа, 1979. — 295 с., ил.
4.                Николаев А. С. Военная топография. Москва. Воениздат. 1977. — 280 с.
5.                Хаджимурадов М. А., Гакаев Р. А., Умарова М. З. Основы геоинформационных систем и технологий. Назрань: Пилигрим, 2016.