Порядок виконання роботи. 1. Кожен студент отримує індивідуальну топографічну карту із завданням до вирішення задач, бланк до лабораторної роботи

На початку заняття проводять опитування студентів з метою визначення їх підготовки до виконання роботи. До виконання лабораторної роботи мають дозвіл тільки ті студенти, що в достатній мірі вивчили теоретичний матеріал. Лабораторна робота виконується усіма студентами у наступній послідовності:

1. Кожен студент отримує індивідуальну топографічну карту із завданням до вирішення задач, бланк до лабораторної роботи, циркуль-вимірювач та транспортир.

2. Усі студенти разом вивчають структуру топографічної карти, її зміст, умовні позначення, рельєф місцевості і т.п.

3. Кожен студент виконує рішення задач по своїм топографічним картам. Отримані результати задач записують у бланки лабораторної роботи, та виконують побудову необхідних креслень, які наведені у завданні.

4. У визначений термін кожен студент повинен представити оформлені результати лабораторної роботи до захисту.

3. Зміст роботи

Під час виконання розрахунково-графічної роботи передбачається по топографічній карті або плану кожному студенту ознайомитись з методикою вирішення наступних задач, що найбільш часто зустрічаються під час виконання геодезичних робіт у землевпорядній діяльності:

1. Визначення номенклатури листа карти за географічними координатами точки.

2. Визначення географічних координат точки.

3. Визначення прямокутних координат точки.

4. Визначення довжин ліній за допомогою поперечного масштабу.

5. Нанесення точки на карту за відомими прямокутними координатами.

6. Визначення дирекційного кута і географічного азимуту за допомогою транспортира.

7. Визначення дирекційного кута за відомими значеннями магнітного азимута, зближення меридіанів та схилення магнітної стрілки.

8. Визначення позначки точки на карті.

9. Побудова графіків закладень для кутів нахилу й ухилів.

10. Визначення кут нахилу і ухил скату.

11. Побудова лінії з заданим ухилом.

12. Побудова повздовжнього профілю по лінії ВС.

13. Зображення основних форм рельєфу за допомогою горизонталей.

14. Визначення точності масштабу карти.

15. Визначення площ земельних ділянок аналітичним та графічним способами.

4. Зміст топографічних карт і планів

Планом місцевості називають зменшене подібне зображення горизонтальної проекції невеликої ділянки місцевості, в межах якого кривизна рівневої поверхні не враховується. Картою називають зменшене зображення на площині всієї поверхні Землі або значної її частини, складене в прийнятій картографічній проекції з урахуванням кривизни рівневої поверхні.

Для того, щоб можна було вирішувати перераховані задачі, на топографічних картах та планах необхідно знати основні елементи карти або плану, та уміти орієнтуватись, що означає кожен елемент.

Основні лінії та графіки, що є на кожній топографічній карті, показані на рисунку 1 де: 1 – номенклатура даного листа карти; 2 – номенклатура сусідніх листів карт (трапецій); 3 – хвилинна рамка (сітка); 4 – внутрішня рамка даного листа карти; 5 – лінії координатної кілометрової сітки; 6 – графік взаємного розташування географічного, магнітного меридіанів та ліній координатної сітки; 7 – масштаб закладень; 8 – чисельний масштаб; 9 – рамка оформлення; 10 – умовні знаки; 11 – горизонталі; 12 – лінійний масштаб, 13 – іменований масштаб.

Рельєф місцевості на топографічних картах і планах відображають за допомогою горизонталей під якими розуміють лінії, що з’єднують точки земної поверхні з однаковими висотними відмітками. Іншими словами горизонталь це слід перетину горизонтальної площини із земною поверхнею. Горизонталі наносять через певний інтервал по висоті. На топографічних картах спокійні форми рельєфу зображаються горизонталями (пагорб, хребет, улоговина, лощина, сідловина), а обривисті-спеціальними умовними знаками (байрак, осип). Природні форми рельєфу зображаються коричневим кольором.

Рисунок.1. Склад топографічної карти

Графічне зображення рельєфу місцевості горизонталями зображено на рис.2.

Крутизна лінії АВ на місцевості характеризується кутом нахилу - g цієї лінії до горизонту. В інженерно-геодезичній практиці частіше користуються ухилом, тобто величиною

, (1)

де i - ухил лінії місцевості; D h - висота перерізу рельєфу; d - відстань між двома сусідніми горизонталями на плані (закладення).

Чим менше закладення між горизонталями, тим крутіший схил, та навпаки, чим більше закладення, тим менший кут нахилу.

Рисунок 2. Зображення рельєфу місцевості за допомогою горизонталей

За допомогою географічної рамки можна визначити географічні координати точок та істинні азимути ліній. Графік взаємного розташування істинного, магнітного та осьового меридіанів дозволяє визначити географічний азимут, якщо відомий дирекційний кут, а також перетворювати магнітні азимути в географічні, та навпаки. Довжини ліній визначають або графічним способом за допомогою поперечного масштабу з урахуванням масштабу карти або аналітичним засобом - з рішення оберненої геодезичної задачі за прямокутними координатами кінцевих точок відрізку.

Масштаб карти та вимірювання довжин по карті

Масштаб топографічної карти або плану - це відношення довжини відрізка на карті (плані) до довжини відповідного горизонтального відрізка на місцевості. Виражають масштаби в числовій, лінійній та іменованій формах.

Чисельний масштаб 8 (рис.1). виражається у вигляді простого дробу 1:М. Число М показує, у скільки разів зменшені лінії місцевості або розміри споруд при їх зображенні на папері. Наприклад, масштаб 1:25000, М = 25000. Одному міліметру на карті відповідають 25000 мм або 25 м на місцевості, або 1 см на карті відповідає 25000 см або 250 м на місцевості. Якщо довжина відрізка, виміряного по карті масштабу 1:25000, складає 42 мм, то на місцевості виміряна довжина буде дорівнювати: 42 мм * 25000 = 1050 м. Чим менший знаменник М, тим більший масштаб, і навпаки, чим більше число М, тим менший масштаб. Наприклад, масштаб 1:25000 менший, ніж масштаб 1:2000 у 12,5 разів.

Лінійний масштаб 12 (рис.1) має вертикальний штрих - початок відліку “0”. Наліво і направо від "0" відкладають відрізки а - основу масштабу. Звичайно відрізок а дорівнює одному або двом сантиметрам. Кожну поділку лінійного масштабу оцифровують. Ліву основу масштабу від нульового індексу ділять на 10 рівних частин для більш точних вимірювань. Долі ділення оцінюють на око.

Іменований масштаб 13 (рис.1) - це відношення одиниці довжини відрізка на карті до відповідної довжини на місцевості, пишуть словами. Наприклад, “в 1 сантиметрі 250 метрів” для карти масштабу 1:25 000.

На топографічних картах вказують чисельний, іменований та лінійний масштаби, а на топопланах - чисельний та іменований.

Лінійний масштаб не завжди дозволяє проводити вимірювання по карті з необхідною точністю. З метою підвищення точності вимірювань користуються поперечним масштабом.

Поперечний масштаб - це графічний масштаб у вигляді номограми, побудова якого базується на пропорційності відрізків паралельних прямих, що перетинають сторони кута (рис. 3). Поперечні масштаби гравірують на металевих пластинах, які називають масштабними лінійками.

Рисунок 3. Визначення довжини лінії за допомогою поперечного масштабу

Щоб визначити віддаль між заданими точками на плані за допомогою поперечного масштабу, беруть цю віддаль в розхил циркуля і встановлюють його праву ніжку на одній з вертикальних ліній справа від нуля, а ліву - на одній з похилих ліній крайньої лівої основи масштабу. При цьому необхідно слідкувати, щоб голки обох ніжок циркуля знаходились на одній горизонтальній лінії. Шукану довжину визначають по горизонтальній прямій, на якій стоять ніжки циркуля, як суму трьох відрізків:

а) числа цілих основ між нульовим перпендикуляром і правою ніжкою циркуля;

б) числа десятих часток основи між нульовим перпендикуляром і лівою ніжкою циркуля;

в) числа сотих часток основи між крайньою справа трансверсаллю і нульовим перпендикуляром.

Перш ніж користуватися поперечним масштабом, необхідно розрахувати його основні елементи стосовно до заданого чисельного масштабу і визначити, скільком метрам на місцевості відповідає основа поперечного масштабу, мала поділка а, найменша поділка Δа і т.д.

Приклад. Визначити на місцевості довжину відрізка S км виміряного на карті масштабу 1:5000, користуючись поперечним масштабом (рис.3). Основа поперечного масштабу 2см в масштабі 1:5000 дорівнює 100 м на місцевості. Одна десята частина основи а дорівнює 10 м, одна сота частина основи Δа — 1м. Взявши в розхил циркуля-вимірювача віддаль між точками К і М, прикладаємо циркуль-вимірювач на поперечний масштаб, сумістивши праву ніжку з перпендикуляром, що відповідає 200 м. Переміщуючи циркуль-вимірювач по перпендикуляру до тих пір, поки ліва ніжка циркуля не співпаде з похилою лінією лівої основи.

Тоді шукана довжина КМ буде складатися з суми відрізків, що дорівнюють:

числу цілих основ – p х 100 м = 200 м;

числу десятих часток основи п х а = 5x10 м = 50 м;

сотим часткам основи т х Δа = 7x1 м = 7 м. ^

Тоді КМ= 200 + 50 + 7 = 257м.

Оскільки поперечний масштаб дозволяє вимірювати віддаль з точністю ціни найменшої поділки, то в нашому прикладі похибка визначення довжини відрізка КМ складає 1 м.

5. Вхідні дані та необхідні прилади

Вхідними даними для виконання даної лабораторної роботи є:

1) Топографічна карта.

2) Індивідуальні вхідні дані - відрізок лінії, кінцеві точки якого А та В задані викладачем.

3) Ділянка місцевості, обмежена точками А, В, С, D.

Для вирішення задач по топографічній карті або плану необхідні наступні прилади: циркуль-вимірювач, поперечний масштаб, транспортир, калькулятор, трикутник, міліметровий папір формату А5, планіметр.