Масштаб можно написать цифрами или словами, или изобразить графически.
Численный масштаб подписывают цифрами внизу плана или карты. Например, масштаб «1: 1000» означает, что на плане все расстояния уменьшены в 1000 раз. 1 см на плане соответствует 1000 см на местности, или, по-скольку 1000 см =10 м, 1 см на плане соответствует 10 м на мест-ности.
Именованный масштаб плана или карты обозначают словами. Например может быть написано «в 1 см — 10 м».
Удобнее всего пользоваться масштабом, изображённым в виде отрезка прямой линии, разделённой на равные части, обычно сантиметры (рис. 15). Такой масштаб называется линейным , он также показывается внизу карты или плана. Обратите внимание , что при вычерчивании линейного масштаба нуль ставят, отступая на 1 см от левого конца отрезка, а первый сантиметр делят на пять частей (по 2 мм).
Возле каждого сантимет-ра подписано, какому расстоянию это соответствует на плане. Один сантиметр разделен на части, возле которых написано, како-му расстоянию на карте они соответствуют. Циркулем-измерите-лем или линейкой измеряют длину какого-либо отрезка на плане и, прикладывая этот отрезок к линейному масштабу, определяют его длину на местности.
Зная масштаб, можно определять расстояния между географи-ческими объектами, измерять сами объекты.
Если расстояние от дороги до реки на плане с масштабом 1: 1000 («в 1 см — 10 м») равно 3 см, значит, на местности оно равно 30 м. Материал с сайта
Предположим, от одного объекта до другого 780 м. По-казать в натуральную величину это расстояние на бумаге невоз-можно, поэтому придётся вычертить его в масштабе. Например, если все расстояния будут изображены в 10 000 раз меньшими, чем в дей-ствительности, т. е. 1 см на бумаге будет соответствовать 10 тыс. см (или 100 м) на местности. Тогда в масштабе расстоя-ние в нашем примере от одного объекта до другого будет равно 7 см и 8 мм.
На этой странице материал по темам:
Масштаб карты
Масшта́б ка́рты
степень уменьшения объектов на карте относительно их размеров на земной поверхности. Постоянен только на планах местности, на картах меняется от точки к точке по разным направлениям – всё зависит от свойств картографической проекции.
В России для топографических карт принята определённая система масштабов:
Тематические карты составляются и в других масштабах, напр. карты городов часто имеют масштаб 1:40 000 (сорокатысячная), а карты областей – 1:600 000 (шестисоттысячная). Обзорные географические карты составляют в любых масштабах мельче миллионного: 1:1 500 000, 1:2 500 000, 1:10 000 000 и т. д.
На морских навигационных и некоторых английских и американских картах можно встретить английскую систему масштабов: одна английская миля равна 1,609 км, она содержит 63 360 дюймов.
Масштаб указывают на картах в разных вариантах. Численный масштаб – это дробь с единицей в числителе, он показывает, во сколько раз длина на карте меньше соответствующей длины на местности (напр., 1:1 000 000). Линейный (графический) масштаб дают в виде линейки, разделённой на сантиметры, с подписями, означающими расстояния на местности, что облегчает измерения по карте. Именованный масштаб указывают в виде подписи, напр. «в 1 см 10 км».
География. Современная иллюстрированная энциклопедия. - М.: Росмэн . Под редакцией проф. А. П. Горкина . 2006 .
Карты - получить на Академике активный купон GamesDealer или выгодно карты купить по низкой цене на распродаже в GamesDealer
масштаб карты - — Тематики нефтегазовая промышленность EN map scale … Справочник технического переводчика
Необходимо перенести содержимое этой статьи в статью «Interfax.by Карты». Вы можете помочь проекту, объединив статьи. В случае необходимости обсуждения целесообразности объединения, замените этот шаблон на шаблон {{к объединению}} и добавьте… … Википедия
Сущ., м., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего? масштаба, чему? масштабу, (вижу) что? масштаб, чем? масштабом, о чём? о масштабе; мн. что? масштабы, (нет) чего? масштабов, чему? масштабам, (вижу) что? масштабы, чем? масштабами, о чём? о… … Толковый словарь Дмитриева
Карты - *КАРТЫ, сплошн. изображеніе на плоскости части или всей земной поверхности въ перемѣнномъ масштабѣ. Вслѣдствіе шарообразности земли пов сть ея м. б. изображена точно съ сохраненіемъ подобія фигуръ и площадей только на глобусѣ, при чемъ численный… … Военная энциклопедия
Карты Google … Википедия
Географические карты, предназначенные для обеспечения лётного устава навигационными данными, необходимыми при подготовке к полёту и в полёте. По назначению К. а. делятся на полётные, бортовые и специальные. Полётные карты, применяемые для… … Энциклопедия техники
- (нем. Masstaq, от нем. Mass мера). 1) мерило, мера линейная, принятая при чертежах в уменьшенном виде. 2) в артиллерии: медная линейка с обозначением на ней калибра орудий, снарядов и употребительнейших мер в артиллерии. Словарь иностранных слов … Словарь иностранных слов русского языка
Карты, характеризующие размещение или условия образования месторождений полезных ископаемых. Составляются на основании списков месторождений полезных ископаемых, данных геологической съёмки, поисков и разведок; часто с проведением… … Большая советская энциклопедия
- (нем. Maβstab; от Maβ мера и Stab палка * a. scale; н. Maβstab, Skala; ф. echelle; и. escala) отношение длины линии на чертеже, плане, карте, предметной модели к длине соответствующей линии в натуре. Ha геогр. картах различают главный M.… … Геологическая энциклопедия
Карты сейсмического микрорайонирования - Карты сейсмического микрорайонирования: карты в масштабе 1:25000 1:2000, разрабатываемые для территорий городов, населенных пунктов или отдельных жилых микрорайонов, а также промышленных объектов. Для линейных сооружений допускается масштаб… … Официальная терминология
В картографических проекциях степень уменьшения изображения в разных частях получается разной, а, следовательно, и масштаб карты получается величиной переменной.
В нашем примере экватор и меридиан остались той же длины, что и на глобусе. Все параллели сильно растянуты. Так, например, параллель с широтой φ = 750 изобразилась такой же длины, как и на экваторе, хотя в действительности длина дуги в 10 у них разная. На экваторе она равна 111,3 км, а на широте φ = 750 только 28,9 км. Следовательно, параллель растянулась почти в четыре раза.
Меридианы и экватор изобразились в масштабе глобуса. В таком случае говорят, что по всем меридианам и экватору сохранился главный масштаб.
При вычислении картографической проекции для составления карты, всегда задаются определенным масштабом, который должен сохраняться в определенных местах или по определенным направлениям (по среднему меридиану или по всем параллелям, или только по экватору). Такой масштаб, называемый главным, подписывают на карте. Он показывает общую степень уменьшения, принятую для данной карты.
Во всех остальных местах карты масштабы будут отличаться от главного, они будут крупнее или мельче главного, эти масштабы называют частными и обозначают буквой μ.
Под масштабом в картографии понимают отношение бесконечно малого отрезка, взятого на карте, к соответствующему ему отрезку на земном эллипсоиде (земном шаре). Все зависит от того, что берется за основу при построении проекции – земной шар или эллипсоид.
Чем меньше будет изменение масштаба в пределах данного участка, тем совершеннее будет картографическая проекция.
Для выполнения картографических работ необходимо знать распределение на карте величин частных масштабов, чтобы можно было вносить поправки в результаты измерений. На картах указывается только главный числовой масштаб, но, к сожалению, не указывается к каким линиям он относится.
Частные масштабы вычисляют по специальным формулам. Анализ вычисления частных масштабов показывает, что среди них имеется одно направление с наибольшим масштабом, а другое – с наименьшим.
В квадратной проекции наибольший масштаб совпадает с направлением параллели, а наименьший – с направлением меридиана.
Наибольший масштаб, выраженный в долях главного масштаба обозначают буквой «а», а наименьший – буквой «в».
Направления наибольшего и наименьшего масштабов называют главными направлениями. Главные направления только тогда совпадают с меридианами и параллелями, когда меридианы и параллели пересекаются под прямыми углами.
В таких случаях масштаб по меридианам обозначают буквой «m», а по параллелям – буквой «n».
Для удобства теоретических расчетов и анализа искажений длин, обычно главный масштаб принимают за единицу. Тогда отклонение частных масштабов от единицы будет характеризовать величину искажений на карте.
Разность между частным и главным масштабом называется относительным искажением длин, т.е.
υ = μ – 1 (1)
Рассмотрим это на примере. Пусть главный масштаб карты 1:200 000 000 (в 1 см – 2 000км на земном эллипсоиде), а частный масштаб μ = 4. Абсолютное значение частного масштаба будет равно: 4: 200 000 000 = 1: 50 000 000.
Относительное искажение длин определится так: υ = 4 – 1 = 3.
Искажения длин чаще всего выражают в процентах, тогда υ = 300 %.
Каким бы способом не развертывать земную поверхность на плоскость, обязательно возникнут разрывы и перекрытия, что в свою очередь приводит к растяжениям и сжатиям.
Но на карте вместе с тем будут места, в которых не будет сжатий и растяжений.
Линии или точки на географической карте, в которых нет искажений, называют линиями или точками нулевых искажений.
По мере удаления от них искажения возрастают.
ВВЕДЕНИЕ
Топографическая карта представляет собой уменьшенное
обобщенное изображение местности, показывающее элементы с помощью системы условных знаков.
В соответствии с предъявляемыми требованиями топографические карты отличаются высокой геометрической точностью
и географическим соответствием. Это обеспечивается их масштабом
, геодезической основой, картографическими проекциями и системой условных знаков.
Геометрические свойства картографического изображения: размеры и форма участков, занятых географическими объектами, расстояния между отдельными пунктами, направления от одного к другому - определяются его математической основой. Математическая основа
карт включает в качестве составных частей масштаб
, геодезическую основу, и картографическую проекцию.
Что представляет собой масштаб карты, какие виды масштабов бывают, как построить графический масштаб и как пользоваться масштабами рассмотрим на лекции.
При составлении карт и планов горизонтальные проекции отрезков изображают на бумаге в уменьшенном виде. Степень такого уменьшения характеризуется масштабом.
Масштаб карты (плана) - отношение длины линии на карте (плане) к длине горизонтального проложения соответствующей линии местности
m = l К : d M
Масштаб изображения небольших участков на всей топографической карте практически постоянен.При небольших углах наклона физической поверхности (на равнине) длина горизонтальной проекции линии очень мало отличается от длины наклонной линии. В этих случаях можно считать масштабом длины отношение длины линии на карте к длине соответствующей линии на местности.
Масштаб указывается на картах в разных вариантах
6.1.1. Численный масштаб
Численный масштаб выражают в виде дроби с числителем равным 1 (аликвотная дробь).
Или
Знаменатель М
численного масштаба показывает степень уменьшения длин линий на карте (плане) по отношению к длинам соответствующих линий на местности. Сравнивая между собой численные масштабы, более крупным называют тот, у которого знаменатель меньше
.
Используя численный масштаб карты (плана), можно определить горизонтальное проложение dм
линии на местности
Пример
.
Масштаб карты 1:50 000. Длина отрезка на карте lК
= 4,0 см. Определить горизонтальное проложение линии на местности.
Решение
.
Умножив величину отрезка на карте в сантиметрах на знаменатель численного масштаба получаем горизонтальное проложение в сантиметрах.
d
= 4,0 см × 50 000 = 200 000 см, или 2 000 м, или 2 км.
Обратите внимание
на то, что численный масштаб есть величина отвлеченная, не имеющая конкретных единиц измерения.
Если числитель дроби выразить в сантиметрах, то и знаменатель будет иметь те же единицы измерения, т.е. сантиметры.
Например , масштаб 1:25 000 означает, что 1 сантиметру карты соответствует 25 000 сантиметров местности, или 1 дюйм карты соответствует 25 000 дюймов местности.
Для удовлетворения потребностей хозяйства, науки и обороны страны необходимы карты различных масштабов. Для государственных топографических карт, лесоустроительных планшетов, планов лесничеств и лесонасаждений определены стандартные масштабы - масштабный ряд (табл. 6.1, 6.2).
Масштабный ряд топографических карт
Таблица 6.1.
| Численный масштаб |
Название карты |
1 см карты соответствует |
1 см2 карты соответствует |
|---|---|---|---|
Пятитысячная |
0,25 гектар |
||
Десятитысячная |
|||
Двадцатипятитысячная |
6,25 гектар |
||
Пятидесятитысячная |
|||
Стотысячная |
|||
Двухсоттысячная |
|||
Пятисоттысячная |
|||
Миллионная |
Ранее этот ряд включал масштабы 1: 300 000, и 1: 2 000.
6.1.2. Именованный масштабИменованным масштабом
называют словесное выражение численного масштаба.
Под численным масштабом на топографической карте имеется надпись поясняющая, сколько метров или километров на местности соответствует одному сантиметру карты.
Например
, на карте под численным масштабом 1:50 000 записано: «в 1 сантиметре 500 метров». Цифра 500 в данном примере есть величина именованного масштаба
.
Используя именованный масштаб карты, можно определить горизонтальное проложение dм
линии на местности. Для этого необходимо величину отрезка, измеренную на карте в сантиметрах, умножить на величину именованного масштаба.
Пример
. Именованный масштаб карты - «в 1 сантиметре 2 километра». Длина отрезка на карте lК
= 6,3 см. Определить горизонтальное проложение линии на местности.
Решение
. Умножив величину отрезка измеренного на карте в сантиметрах на величину именованного масштаба, получаем горизонтальное проложение в километрах на местности.
d
= 6,3 см × 2 = 12,6 км.
Чтобы избежать математических вычислений и ускорить работу на карте, пользуются графическими масштабами . Таких масштабов два: линейный и поперечный .
Линейный масштабДля построения линейного масштаба выбирают исходный отрезок, удобный для данного масштаба. Этот исходный отрезок (а ) называют основанием масштаба (рис. 6.1).
Рис. 6.1. Линейный масштаб. Измеряемый отрезок на местности
будет CD = ED + CE = 1000 м + 200 м =1200 м.
Основание откладывают на прямой линии необходимое число раз, крайнее левое основание делят на части (отрезок b
), которые будут наименьшими делениями линейного масштаба
. Расстояние на местности, которое соответствует наименьшему делению линейного масштаба, называют точностью линейного масштаба
.
Порядок пользования линейным масштабом:
Для более точных измерений пользуются поперечным масштабом (рис. 6.2, б).
Рис 6.2. Поперечный масштаб. Измеренное расстояние
PK
=
TK
+
PS
+
ST
=
1
00 +10
+ 7
=
117
м
.
Для его построения на отрезке прямой линии откладывают несколько оснований масштаба (a
). Обычно длина основания составляет 2 см или 1 см. В полученных точках устанавливают перпендикуляры к линии АB
и проводят через них десять параллельных линий через равные промежутки. Крайнее левое основание сверху и снизу делят на 10 равных отрезков и соединяют их косыми линиями. Нулевую точку нижнего основания соединяют с первой точкой С
верхнего основания и так далее. Получают ряд параллельных наклонных линий, которые называют трансверсалями.
Наименьшее деление поперечного масштаба равно отрезку C 1
D 1
,
(рис. 6. 2, а
). На такую длину отличается соседний параллельно расположенный отрезок при движении вверх по трансверсали 0С
и по вертикальной линии 0Д
.
Поперечный масштаб с основанием 2 см, называют нормальным
. Если основание поперечного масштаба разделено на десять частей, то его называют сотенным
. В сотенном масштабе цена наименьшего деления равна одной сотой доле основания.
Поперечный масштаб гравируют на металлических линейках, которые называют масштабными.
Порядок пользования поперечным масштабом:
Точность измерения длины линии с помощью поперечного масштаба оценивается половиной цены его наименьшего деления.
Иногда в практике приходится пользоваться картой или аэроснимком, масштаб которых не является стандартным. Например, 1:17 500, т.е. 1 см на карте соответствуют 175 м на местности. Если построить линейный масштаб с основанием 2 см, то наименьшее деление линейного масштаба при этом будет 35 м. Оцифровка такого масштаба вызывает трудности при производстве практических работ.
Чтобы упростить определение расстояний по топографической карте, поступают следующим образом. Основание линейного масштаба принимают не 2 см, а рассчитывают так, чтобы оно соответствовало круглом числу метров - 100, 200, и т.д..
Пример
. Требуется рассчитать длину основания соответствующего 400 м для карты масштаба 1:17 500 (в одном сантиметре 175 метров).
Чтобы определить, какие размеры на карте масштаба 1:17 500 будет иметь отрезок длиной 400 м, составляем пропорции:
на местности
на плане
175 м
1 см
400 м
Х см
Х см = 400 м× 1 см / 175 м = 2,29 см.
Решив пропорцию, делаем вывод: основание переходного масштаба в сантиметрах равно величине отрезка на местности в метрах деленное на величину именованного масштаба в метрах.
Длина основания в нашем случае
а
= 400 / 175 = 2,29 см.
Если теперь построить поперечный масштаб с длиной основания а = 2,29 см, то одно деление левого основания будет соответствовать 40 м (рис. 6.3).
Рис. 6.3. Переходный линейный масштаб.
Измеренное расстояние АС = ВС + АВ = 800 +160 = 960 м.
Для более точных измерений на картах и планах строят поперечный переходный масштаб.
6.2.2. Масштаб шаговИспользуют этот масштаб для определения расстояний, измеренных шагами во время глазомерной съемки. Принцип построения и использования масштаба шагов подобен переходному масштабу. Основание масштаба шагов рассчитывают так, чтобы оно соответствовало круглому числу шагов (пар, троек) - 10, 50, 100 , 500.
Для расчета величины основания масштаба шагов необходимо определить масштаб съемки и рассчитать среднюю длину шага Шср
.
Среднюю длину шага (пары шагов) рассчитывают по известному расстоянию, пройденному в прямом и обратном направлениях. Разделив известное расстояние на количество пройденных шагов, получают среднюю длину одного шага. При наклоне земной поверхности количество пройденных шагов в прямом и обратном направлениях будет разное. При движении в сторону повышения рельефа шаг будет короче, а в обратную сторону - длиннее.
Пример
. Известное расстояние 100 м измерено шагами. В прямом направлении пройдено 137 шагов, а в обратном - 139 шагов. Рассчитать среднюю длину одного шага.
Решение
. Всего пройдено: Σ м = 100 м + 100 м = 200 м. Сумма шагов составляет: Σ ш = 137 ш + 139 ш = 276 ш. Средняя длина одного шага составляет:
Шср = 200 / 276 = 0,72 м.
Удобно работать с линейным масштабом, когда масштабная линия размечена через 1 - 3 см, а деления подписаны круглым числом (10, 20, 50, 100). Очевидно, величина одного шага 0,72 м в любом масштабе будет иметь крайне малые значения. Для масштаба 1:2 000 отрезок на плане будет составлять 0,72 / 2 000 = 0,00036 м или 0,036 см. Десять шагов, в соответствующем масштабе, будут выражены отрезком 0,36 см. Наиболее удобным основанием для данных условий, по мнению автора, будет величина 50 шагов: 0,036 × 50 = 1,8 см.
Для тех, кто считает шаги парами, удобным основанием будет 20 пар шагов (40 шагов) 0,036 × 40 = 1,44 см.
Длину основания масштаба шагов можно также вычислить из пропорций или по формуле
а
= (Шср
× КШ
) / М
где: Шср -
средняя величина одного шага в сантиметрах,
КШ -
количество шагов в основании масштаба,
М -
знаменатель масштаба.
Длина основания для 50 шагов в масштабе 1:2 000 с длиной одного шага равным 72 см будет составлять:
а
= 72 × 50 / 2000 = 1,8 см.
Чтобы построить масштаб шагов для приведенного выше примера необходимо горизонтальную линию разделить на отрезки равные 1,8 см, а левое основание разделить на 5 или 10 равных частей.
Рис. 6.4. Масштаб шагов.
Измеренное расстояние АС = ВС + АВ = 100 + 20 = 120 ш.
Точность масштаба
(предельная точность масштаба) - это отрезок горизонтального проложения линии, соответствующий 0,1 мм на плане. Значение 0,1 мм для определения точности масштаба принято из-за того, что это минимальный отрезок, который человек может различить невооруженным глазом.
Например
, для масштаба 1:10 000 точность масштаба будет равна 1 м. В этом масштабе 1 см на плане соответствует 10 000 см (100 м) на местности, 1 мм - 1 000 см (10 м), 0,1 мм - 100 см (1 м). Из приведенного примера следует, что если знаменатель численного масштаба разделить на 10 000, то получим предельную точность масштаба в метрах.
Например
, для численного масштаба 1:5 000 предельная точность масштаба будет 5 000 / 10 000 =
0,5 м.
Точность масштаба позволяет решать две важные задачи:
Практически принимается, что длина отрезка на плане или карте может быть оценена с точностью 0,2 мм. Горизонтальное расстояние на местности, соответствующее в данном масштабе 0,2 мм (0,02 см) на плане, называется графической точностью масштаба
. Графическая точность определения расстояний на плане или карте может быть достигнута только при использовании поперечного масштаба
.
Следует иметь в виду, что при измерениях на карте взаимного положения контуров точность определяется не графической точностью, а точностью самой карты, где ошибки могут составлять в среднем 0,5 мм вследствие влияния других, кроме графических, погрешностей.
Если учесть погрешность самой карты и погрешность измерений на карте, то можно сделать вывод, что графическая точность определения расстояний на карте в 5 - 7 хуже предельной точности масштаба, т. е. составляет 0,5 - 0,7 мм в масштабе карты.
В тех случаях, когда по какой-либо причине масштаб на карте отсутствует (например, обрезан при склейке), он может быть определен одним из следующих способов.
Например, координатные линии обозначены числами 28, 30, 32 и т. д. (по западной рамке) и 06, 08, 10 (по южной рамке). Ясно, что линии проведены через 2 км. Расстояние на карте между соседними линиями равно 2 см. Отсюда следует, что 2 см на карте соответствуют 2 км на местности, а 1 см на карте - 1 км на местности (именованный масштаб). Значит, масштаб карты будет 1:100 000 (в 1 сантиметре 1 километр).
Лист карты масштаба 1:1 000 000 (миллионной) обозначается одной из букв латинского алфавита и одним из чисел от 1 до 60. Система обозначений карт более крупных масштабов имеет в своей основе номенклатуру листов миллионной карты и может быть представлена следующей схемой:
1:1 000 000 - N-37
1:500 000 - N-37-Б
1:200 000 - N-37-X
1:100 000 - N-37-117
1:50 000 - N-37-117-А
1:25 000 - N-37-117-А-г
В зависимости от местоположения листа карты, буквы и числа, составляющие его номенклатуру, будут различны, но порядок и количество букв и чисел в номенклатуре листа карты данного масштаба будут всегда одинаковы
.
Таким образом, если карта имеет номенклатуру М-35-96, то, сравнив ее с приведенной схемой, можно сразу сказать, что масштаб этой карты будет 1:100 000.
Подробнее о номенклатуре карт см. Главу 8.
Например, известно, что расстояние от н.п. Кувечино до оз. Глубокое 5 км. Измерив это расстояние на карте, получили 4.8 см. Тогда
5000 м / 4,8 см = 1042 м в одном сантиметре.
Карты в масштабе 1:104 200 не издаются, поэтому производим округление. После округления будем иметь: 1 см карты соответствует 1 000 м местности, т. е. масштаб карты 1:100 000.
Если на карте имеется дорога с километровыми столбами, то масштаб удобнее всего определять, по расстоянию между ними.
Одной минуте дуги меридиана (по восточной или западной рамке) соответствует на местности расстояние 1852 м (морская миля). Зная это, можно определить масштаб карты так же, как и по известному расстоянию между двумя объектами местности.
Например
, минутный отрезок по меридиану на карте равен 1,8 см. Следовательно, в 1 см на карте будет 1852: 1,8 = 1 030 м. Произведя округление, получаем масштаб карты 1:100 000.
В наших вычислениях получены приближенные значения масштабов. Это произошло в силу приближенности взятых расстояний и неточности их измерения на карте.
Для измерения расстояний по карте используют миллиметровую или масштабную линейку, циркуль-измеритель, а для измерения кривых линий - курвиметр.
Миллиметровой линейкой измерить расстояние между заданными точками на карте с точностью 0,1 см. Полученное число сантиметров умножить на величину именованного масштаба. Для равнинной местности результат будет соответствовать расстоянию на местности в метрах или километрах.
Пример.
На карте масштаба 1: 50 000 (в 1 см
- 500 м
) расстояние между двумя точками равно 3,4 см
.
Определить расстояние между этими точками.
Решение
. Именованный масштаб: в 1 см 500 м. Расстояние на местности между точками будет 3,4 × 500 = 1700 м
.
При углах наклона земной поверхности более 10º необходимо ввести соответствующую поправку (см. далее).
При измерении расстояния по прямой линии иглы циркуля устанавливают на конечные точки, затем, не изменяя раствора циркуля, по линейному или поперечному масштабу отсчитывают расстояние. В том случае, когда раствор циркуля превышает длину линейного или поперечного масштаба, целое число километров определяется по квадратам координатной сетки, а остаток - обычным порядком по масштабу.
Рис. 6.5. Измерение расстояний циркулем-измерителем по линейному масштабу.
Для получения длины ломаной линии
последовательно измеряют длину каждого ее звена, а затем суммируют их величины. Такие линии измеряют также наращиванием раствора циркуля.
Пример
. Чтобы измерить длину ломаной АВС
D
(рис. 6.6, а
), ножки циркуля сначала ставят в точки А
и В
. Затем, вращая циркуль вокруг точки В
. перемещают заднюю ножку из точки А
в точку В
", лежащую на продолжении прямой ВС
.
Переднюю ножку из точки В
переносят в точку С
. В результате получают раствор циркуля В"С
=АВ
+ВС
. Переместив аналогичным образом заднюю ножку циркуля из точки В"
в точку С"
, а переднюю из С
в D
. получают раствор циркуля
С"D = В"С + СD, длину которого определяют с помощью поперечного или линейного масштаба.
Рис. 6.6. Измерение длины линии: а - ломаной ABCD; б - кривойA 1 B 1 C 1 ;
B"C" - вспомогательные точки
Длинные кривые отрезки измеряют по хордам шагами циркуля (см. рис. 6.6, б). Шаг циркуля, равный целому числу сотен или десятков метров, устанавливают с помощью поперечного или линейного масштаба. При перестановке ножек циркуля вдоль измеряемой линии в направлениях, показанных на рис. 6.6, б стрелками, считают шаги. Общая длина линии А 1 С 1 складывается из отрезка А 1 В 1 , равного величине шага, умноженной на число шагов, и остатка В 1 С 1 измеряемого по поперечному или линейному масштабу.
6.5.3. Измерение расстояний курвиметром
Кривые отрезки измеряют механическим (рис. 6.7) или электроннным (рис. 6.8) курвиметром.
Рис. 6.7. Курвиметр механический
Сначала, вращая колесико рукой, устанавливают стрелку на нулевое деление, затем прокатывают колесико по измеряемой линии. Отсчет на циферблате против конца стрелки (в сантиметрах) умножают на величину масштаба карты и получают расстояние на местности. Цифровой курвиметр (рис. 6.7.) - это высокоточный, удобный в использовании прибор. Курвиметр включает архитектурные и инженерные функции и имеет удобный дисплей для чтения информации. Этот прибор может обрабатывать метрические и англо-американские (футы, дюймы, и т.д.) значения, что позволяет работать с любыми картами и чертежами. Можно ввести наиболее часто используемый вид измерений, и прибор автоматически будет переводить масштабные измерения.
Рис. 6.8. Курвиметр цифровой (электронный)
Для повышения точности и надежности результатов рекомендуется все измерения проводить дважды - в прямом и обратном направлениях. В случае незначительных различий измеренных данных за конечный результат принимается среднее арифметическое значение измеренных величин.
Точность измерения расстояний указанными способами с применением линейного масштаба составляет 0,5 - 1,0 мм в масштабе карты. То же самое, но с применением поперечного масштаба составляет 0,2 - 0,3 мм на 10 см длины линии.
Рис. 6.9. Наклонная дальность (S
) и горизонтальное проложение (d
)
Действительное расстояние на наклонной поверхности можно вычислить по формуле:
где d - длина горизонтальной проекции линии S;
v - угол наклона земной поверхности.
Длину линии на топографической поверхности можно определить с помощью таблицы (табл.6.3) относительных величин поправок к длине горизонтального проложения (в %).
Таблица 6.3
| Угол наклона |
||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Правила пользования таблицей
1. В первой строке таблицы (0 десятков) приведены относительные величины поправок при углах наклона от 0° до 9°, во второй - от 10° до 19°, в третьей - от 20° до 29°, в четвертой - от 30° до 39°.
2. Чтобы определить абсолютную величину поправки, необходимо:
а) в таблице по углу наклона найти относительную величину поправки (если угол наклона топографической поверхности задан не целым числом градусов, то надо относительную величину поправки найти интерполированием между табличными величинами);
б) вычислить абсолютную величину поправки к длине горизонтального проложения (т. е. эту длину умножить на относительную величину поправки и полученное произведение разделить на 100).
3. Чтобы определить длину линии на топографической поверхности, надо вычисленную абсолютную величину поправки прибавить к длине горизонтального проложения.
Пример. На топографической карте определена длина горизонтального проложения 1735 м, угол наклона топографической поверхности - 7°15′. В таблице относительные величины поправок приведены для целых градусов. Следовательно, для 7°15" необходимо определить ближайшую большую и ближайшую меньшую величины кратные одному градусу - 8º и 7º:
для 8° относительная величина поправки 0,98%;
для 7° 0,75%;
разность табличных величин в 1º (60′) 0,23%;
разность между заданным углом наклона земной поверхности 7°15" и ближайшей меньшей табличной величиной 7º составляет 15".
Составляем пропорции и находим относительную величину поправки для 15":
Для 60′ поправка составляет 0,23%;
Для 15′ поправка составляет х%
х% = = 0,0575 ≈ 0,06%
Относительная величина поправки для угла наклона 7°15"
0,75%+0,06% = 0,81%
Затем надо определить абсолютную величину поправки:
= 14,05 м приблизительно 14 м.
Длина наклонной линии на топографической поверхности будет:
1735 м + 14 м = 1749 м.
При малых углах наклона (менее 4° - 5°) разница в длине наклонной линии и ее горизонтальной проекции очень мала и может не учитываться.
Определение площадей участков по топографическим картам основано на геометрической зависимости между площадью фигуры и ее линейными элементами. Масштаб площадей равен квадрату линейного масштаба.
Если
стороны прямоугольника на карте уменьшены в n раз, то площадь этой фигуры
уменьшится в n 2 раз.
Для карты масштаба 1:10 000 (в 1 см 100 м) масштаб площадей будет равен (1: 10 000) 2 или в 1 см 2 будет 100 м × 100 м = 10 000 м 2 или 1 га, а на карте масштаба 1:1 000 000 в 1 см 2 - 100 км 2 .
Для измерения площадей по картам применяют графические, аналитические и инструментальные способы. Применение того или иного способа измерений обусловлено формой измеряемого участка, заданной точностью результатов измерений, требуемой быстротой получения данных и наличием необходимых приборов.
При измерении площади участка с прямолинейными границами участок делят на простые геометрические фигуры, измеряют площадь каждой из них геометрическим способом и, суммируя площади отдельных участков, вычисленных с учетом масштаба карты, получают общую площадь объекта.
Объект с криволинейным контуром разбивают на геометрические фигуры, предварительно спрямив границы с таким расчетом, чтобы сумма отсеченных участков и сумма избытков взаимно компенсировали друг друга (рис. 6.10). Результаты измерений будут, в некоторой степени, приближенными.
Рис. 6.10. Спрямление криволинейных границ участка и
разбивка его площади на простые геометрические фигуры
Измерение площадей участков, имеющих сложную неправильную конфигурацию, чаще производят с помощью палеток и планиметров, что дает наиболее точные результаты. Сеточная палетка представляет собой прозрачную пластину с сеткой квадратов (рис. 6.11).
Рис. 6.11. Квадратная сеточная палетка
Палетку накладывают на измеряемый контур и по ней подсчитывают количество клеток и их частей, оказавшихся внутри контура. Доли неполных квадратов оцениваются на глаз, поэтому для повышения точности измерений применяются палетки с мелкими квадратами (со стороной 2 - 5 мм). Перед работой на данной карте определяют площадь одной ячейки.
Площадь участка рассчитывается по формуле:
Где: а -
сторона квадрата, выраженная в масштабе карты;
n
- число квадратов, попавших в пределы контура измеряемого участка
Для повышения точности площадь определяют несколько раз с произвольной перестановкой используемой палетки в любое положение, в том числе и с поворотом относительно ее первоначального положения. За окончательное значение площади принимают среднее арифметическое из результатов измерений.
Помимо сеточных палеток, применяют точечные и параллельные палетки, представляющие собой прозрачные пластины с награвированными точками или линиями. Точки ставятся в одном из углов ячеек сеточной палетки с известной ценой деления, затем линии сетки удаляют (рис. 6.12).
Рис. 6.12. Точечная палетка
Вес каждой точки равен цене деления палетки. Площадь измеряемого участка определяют путем подсчета количества точек, оказавшихся внутри контура, и умножают это количество на вес точки.
На параллельной палетке награвированы равноотстоящие параллельные прямые (рис. 6.13). Измеряемый участок, при наложении на него палетки, окажется разделенным на ряд трапеций с одинаковой высотой h
. Отрезки параллельных линий внутри контура (посредине между линиями) являются средними линиями трапеций. Для определения площади участка с помощью этой палетки необходимо сумму всех измеренных средних линий умножить на расстояние между параллельными линиями палетки h
(с учетом масштаба).
P = h∑l
Рис 6.13. Палетка, состоящая из системы
параллельных линий
Измерение площадей значительных участков производится по картам с помощью планиметра .
Рис. 6.14. Полярный планиметр
Планиметр служит для определения площадей механическим способом. Широкое распространение имеет полярный планиметр (рис. 6.14). Он состоит из двух рычагов - полюсного и обводного. Определение площади контура планиметром сводится к следующим действиям. Закрепив полюс и установив иглу обводного рычага в начальной точке контура, берут отсчет. Затем обводной шпиль осторожно ведут по контуру до начальной точки и берут второй отсчет. Разность отсчетов даст площадь контура в делениях планиметра. Зная абсолютную цену деления планиметра, определяют площадь контура.
Развитие техники способствует созданию новых приборов, повышающих производительность труда при вычислении площадей, в частности - использование современных приборов, среди которых - электронные планиметры.
Рис. 6.15. Электронный планиметр
Данный способ позволяет определить площадь участка любой конфигурации, т.е. с любым числом вершин, координаты которых (х,y) известны. При этом нумерация вершин должна производиться по ходу часовой стрелки.
Как видно из рис. 6.16, площадь S многоугольника 1-2-3-4 можно рассматривать как разность площадей S" фигуры 1у-1-2-3-3у и S" фигуры 1y-1-4-3-3у
S = S" - S".
Рис. 6.16. К вычислению площади многоугольника по координатам.
В свою очередь каждая из площадей S" и S" представляет собой сумму площадей трапеций, параллельными сторонами которых являются абсциссы соответствующих вершин многоугольника, а высотами - разности ординат этих же вершин, т. е.
S"
= пл. 1у-1-2-2у + пл. 2у-2-3-3у,
S" = пл 1у-1-4-4у + пл. 4у-4-3-3у
или:
2S" = (х 1 + х 2) (у 2 - у 1) + (х 2 +
x
3
) (у 3 - у 2)
2
S
" = (х 1 + х 4) (у 4 - у 1) + (х 4 + х 3) (у 3 - у 4).
Таким образом,
2S
=
(х 1 + х 2) (у 2 - у 1) + (х 2 +
x
3
) (у 3 - у 2)
-
(х 1 + х 4) (у 4 - у 1) - (х 4 + х 3) (у 3 - у 4).
Раскрыв скобки, получаем
2S
=
х 1 у
2
- х 1 у 4 + х 2 у 3 -
x
2
у 1 +
х 3 у
4
- х 3 у 2 +х 4
у 1
- х 4 у 3
Отсюда
2S
=
х 1 (у
2
- у 4) + х 2 (у 3 - у 1)+
х 3 (у
4
- у 2)+х 4
(у 1
- у 3
) (6.1)
2S
=
y
1
(х
4
- х 2) +
y
2
(х 1 - х 3)+
y
3
(х
2
-
х
4
)+
y
4
(х
3
-
х 1
) (6.2)
Представим выражения (6.1) и (6.2) в общем виде, обозначив через i порядковый номер (i = 1, 2, ..., п) вершины многоугольника: 
(6.3)
(6.4)
Следовательно, удвоенная площадь многоугольника равна либо сумме произведений каждой абсциссы на разность ординат последующей и предыдущей вершин многоугольника, либо сумме произведений каждой ординаты на разность абсцисс предыдущей и последующей вершин многоугольника.
Промежуточным контролем вычислений является удовлетворение условий:
0 или = 0
Значения координат и их разности обычно округляются до десятых долей метра, а произведения - до целых квадратных метров.
Сложные формулы по расчету площади участка можно легко решить с помощью электронных таблиц MicrosoftXL. Пример для многоугольника (полигона) из 5 точек приведен в таблицах 6.4, 6.5.
В таблицу 6.4 вводим исходные данные и формулы.
Таблица 6.4.
y i (x i-1 - x i+1) |
||||
|---|---|---|---|---|
Двойная площадь в м 2 |
СУММ(D2:D6) |
|||
Площадь в гектарах |
||||
В таблице 6.5 видим результаты вычислений.
Таблица 6.5.
y i (x i-1 -x i+1) |
||||
|---|---|---|---|---|
Двойная площадь в м 2 |
||||
Площадь в гектарах |
||||
Видео
Задачи на определение масштабаЗадания и вопросы для самоконтроля
Масштабом называют соотношение настоящих размеров объекта к изображению, модели объекта.
Географический масштаб помогает определить, во сколько раз на карте уменьшили все реальные размеры - площадь территории, отдельных объектов, длину рек, дорог и т.д.
В древности масштаба не знали, потому объекты располагали на карте на произвольном расстоянии друг от друга. Пользуясь такой картой, человек не мог определить, будет он добираться до нужного места 2 дня, 2 недели или 2 месяца.
Первым картографом, применившим в составлении карты масштаб, был Анаксимандр Милетский - древнегреческий учёный (VI – V вв. до н. э.), придумавший термин «закон» и предложивший первую формулировку закона сохранения .
В зависимости от масштаба карты условно разделяют на:
— мелкомасштабные (обзорные) - менее 1:1 000 000;
— среднемасштабные (обзорно-топографические) - от 1:200 000 до 1:1 000 000;
— крупномасштабные (топографические) - от 1:10 000 до 1:100 000.
Масштабы до 1:5 000 используют преимущественно в составлении топографического плана.
В легендах географических карт используют графический (он же - линейный) и численный масштаб, редко прибегают к именованному.
Для его записи применяют дроби, в которых числители - это 1 см (если не оговорено иного), а знаменатели - числа, показывающие, в какое количество раз уменьшен показатель. К примеру, масштаб 1:25 000 демонстрирует, что 1 см карты соответствует 25 000 см (250 м) местности.
Чем меньше знаменатель, тем крупнее масштаб: 1:1000 крупнее, чем 1:5 000, т.к. в первом случае в 1 см карты «умещается» 10 м, а во втором - 50 м. Карты с крупным масштабом подробнее, содержательнее, но использовать их можно для небольших участков местности.
Линейный, или графический масштаб, особенно удобен и даёт возможность узнавать расстояния, размеры без расчётов и переводов длин из масштабных в реальные. Линейный масштаб выглядит как линейка с делениями - мелкими и крупными, каждое из которых подписано соответствующим метрическим значением. Основное деление - это обычно отрезок в 2 см, для которого указан размер масштабирования, например - 100 м, 500 м и т.д.
Чтобы воспользоваться графическим масштабом, раствор циркуля, равный измеряемому отрезку, прикладывают к линейке масштаба и тут же узнают расстояние между объектами, длину нужного участка и т.д.
Именованный масштаб отличается от прочих тем, что в нём словами прописано, сколько в 1 см содержится метров или километров. Например: в 1 см - 250 м; в 1 см - 5 км.
Чтобы узнать масштаб географической карты, нужно посмотреть углы карты или её легенду. Легендой называют список обозначений с их разъяснением.
Очень часто на картах приводятся все 3 вида масштабов, чтобы каждый человек смог разобраться, во сколько раз реальные расстояния уменьшены на карте.
В Российской Федерации приняты следующие стандарты численного масштаба:
1:10 000
1:25 000
1:50 000
1:100 000
1:200 000
1:300 000
1:500 000
1:1 000 000
Существуют также карты с масштабом 1:2 000, 1:5 000. Их используют для специальных задач, т.к. столь крупные масштабы - область применения топографических планов.
Есть обзорные географические карты с невероятно мелким масштабом, например - 1:1 000 000 000 (один к триллиону). Её создали в 2010 году учёные Гентского университета в Бельгии, используя технологию изготовления полупроводников CMOS. на этой карте имеет длину 40 микрометров - 0,04 мм, примерно половину толщины человеческого волоса.
А «Карта индустриализации СССР» из Петербургского геологоразведочного музея знаменита не только своим огромным масштабом - 1:1 500 000, но и… красотой. Её изготовили к 20-летнему юбилею Октябрьской революции в 1937 году из 50 000 фрагментов, среди которых - уральская яшма для суши, лазурит - для воды, амазонит - для низменностей. Длина карты - 6 м, высота - 4,5 м, вес - около 3.5 тонны. На Всемирной парижской выставке 1937 года карта удостоена гран-при, а в Нью-Йорке - золотой медали.
