Порядок выполнения и отчетность

 

Каждая задача изучается на отдельном двухчасовом лабораторном занятии. Обязательным элементом занятия является домашняя подготовка к нему. При подготовке студент изучает теоретические вопросы раздела по учебнику, учебным пособиям и изложенным в настоящих методических указаниях пояснениям о порядке выполнения задания, а также готовит к работе необходимые материалы, инструменты и принадлежности. Решение задач ведется в тетради для лабораторных работ по инженерной геодезии. По каждой задаче студент сдает зачет преподавателю.

 

 

Задача 1. ИЗМЕРЕНИЕ РАССТОЯНИЙ ПО КАРТЕ

 

Цель. Научиться определять по карте (плану) расстояния на местности, а также откладывать на плане измеренные на местности отрезки линий.

Пособия, материалы, приборы, принадлежности. Комплект учебных топографических карт, геодезический транспортир, линейка с миллиметровыми делениями, циркуль-измеритель, микрокалькулятор, лист чертежной бумаги формата А5 (148 х 210 мм), школьная (тонкая) тетрадь для лабораторных работ, ручка, карандаш, ластики.

Примечание:

комплекты карт, геодезические транспортиры, линейки, измерители студенты получают в лаборатории кафедры, все остальное - приносят с собой.

 

Упражнения

1.1. Определить по карте, пользуясь ее численным масштабом, кратчайшее расстояние на местности между точками 1 и 2. Исходные данные для упражнения выбрать из табл. 1 Приложения к заданию по номеру варианта, указанному преподавателем.

 

1.2. Измерить длину участка дороги, пользуясь линейным масштабом карты (табл. 2)

 

1.3. Измерить длину окружной межи лесного массива, указанного в табл. 3.

 

1.4. Пользуясь графиком поперечного масштаба, выгравированном на металлической линейке, измерить по картам кратчайшие расстояния между заданными точками (табл. 4); в ответе записать само расстояние и точность, с которой оно измерено.

 

1.5. Построить на чертежной бумаге нормальный поперечный масштаб. На его номограмме отложить отрезки a, b и c при указанных в табл. 5 расстояниях и численных масштабах.

 

Пояснения. Приступая к измерениям по карте, обратите внимание на ее масштаб. Он указан под нижней стороной рамки листа в числовом виде (численный масштаб) и графическом (линейный масштаб) в виде прямой, разбитой на ряд равных отрезков, концы которых подписаны соответствующими им расстояниями на местности. Здесь же подписана величина масштаба - расстояние в метрах или километрах на местности, соответствующее одному сантиметру на карте.

Чтобы определить по карте расстояние между точками (объектами) местности, надо измерить на карте расстояние между изображениями этих объектов в сантиметрах и умножить полученное число на величину масштаба. Например, на карте масштаба 1:25 000 (величина масштаба 250 м) расстояние между двумя точками равно 6,24 см. На местности это расстояние равно 6,24 х 250 = 1 560 м.

Способы и средства измерения расстояний по карте выбирают в зависимости от длины и конфигурации линий, а также необходимой точности получения результатов.

Прямые отрезки небольшой длины рекомендуется измерять с помощью линейного масштаба (рис. 1). Для этого берут в раствор циркуля-измерителя отрезок на карте, прикладывают его к линейному масштабу и читают отсчет в метрах или километрах.

 

Рис. 1

 

При измерении прямых длинных отрезков, когда раствор циркуля больше длины графика масштаба, устанавливают на какую-либо линию координатной сетки карты ножки циркуля так, чтобы одна из них попала в пересечение линий. Другая займет на линии произвольное положение. По сетке пересчитывают целое число километров (сотен метров), а остаток сверх него оценивают 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.

Чтобы например измерить длину ломаной ABCD (рис. 2), ножки циркуля сначала ставят в точках A и B. Затем, вращая циркуль вокруг точки B, перемещают заднюю ножку из точки A в точку B', лежащую на продолжении прямой BC. Переднюю ножку из точки B перемещают в точку C. В результате получают раствор циркуля B'C = AB + BC. Переместив аналогичным образом заднюю ножку циркуля из точки B' в точку C', а переднюю из C и D, получают раствор циркуля C'D = B'C + CD, длину которого определяют с помощью поперечного или линейного масштаба.

 

 

Рис.2

Длинные кривые отрезки измеряют по хордам «шагами» циркуля (рис. 3). «Шаг» (раствор) циркуля устанавливают равным целому числу километров или сотен метров и на измеряемом по карте отрезке откладывают и считают число «шагов». Остаток меньше длины «шага» определяют с помощью линейного масштаба.

 

1: 100 000

 

 

Рис.3

 

Извилистые линии измеряют таким же способом, но с малой величиной «шага» (0,2 - 0,5 см).

Кривые отрезки измеряют также курвиметром (рис. 4).

 

 

Рис. 4

 

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.

С предельной графической точностью (0,01 см) отрезки измеряют (откладывают) с помощью поперечного масштаба (рис. 5, a). Он представляет собой награвированную на металлическую линейку номограмму, состоящую из ряда горизонтальных, вертикальных и наклонных линий. Расстояние между вертикальными линиями, называемое основанием масштаба, может быть 1, 2, 4 и 5 см. Поперечный масштаб с основанием 2 см называют нормальным.

 

 

Рис.5

 

Чтобы построить нормальный поперечный масштаб на чертежной бумаге, прочертите на ней 11 горизонтальных прямых, отстоящих друг от друга строго на одинаковом расстоянии, например в 2 мм. Восстановите к ним перпендикуляры, удаленные один от другого на 2 см. Верхний и нижний отрезки левого крайнего основания разделите на 10 равных частей и соедините точки деления наклонными прямыми так, как показано на рис. 5, a. Подпишите номера оснований, их десятых и сотых долей.

По построению видно, что сторона AB треугольника AB0 (рис. 5, б) равна 0,1 основания, т.е. 0,2 см; отрезок kl на 0,02 см меньше; следующий меньше еще на 0,02 см и т. д.; наименьший из них равен 0,02 см. Оценивая на глаз положение иголок циркуля-измерителя относительно горизонтальных линий, расстояния получают с точностью до 0,01 см.

Пусть, например, требуется определить расстояние на местности, соответствующее отрезку de на карте масштаба 1: 25 000 (рис. 5, a). Раствор циркуля, равный этому отрезку, устанавливают на поперечном масштабе так, чтобы обе ножки были на одной горизонтальной линии, причем правая на одном из перпендикуляров к основанию (точка е'), а левая на одной из наклонных линий (точка d'), что в масштабе 1: 25 000 одному основанию, равному 2 см, соответствует на местности 500 м, 1/10 доли основания (0,2 см) - 50 м и 1/100 (0,02 см) - 5 м, по цифровым обозначениям линий поперечного масштаба читают длину отрезка d'е', которая равна 500 м х 1 + 50 м х 3 + 5 м x 3 = 665 м.

 

 

Задача 2. ЧТЕНИЕ КАРТ

 

Цель. Ознакомиться с системой картографического обеспечения производственно-управленческих процессов в лесном хозяйстве и лесной промышленности, научиться читать топографические и лесные карты, определять по ним количественные и качественные характеристики объектов местности.

Пособия, материалы, приборы и принадлежности. Комплект учебных топографических карт, топографические планы, лесоустроительные планшеты, планы лесонасаждений, карты-схемы лесных предприятий, таблицы условных знаков топографических планов и лесных карт, письменные и чертежные принадлежности.

 

Упражнения.

2.1. Изучить основные условные знаки, применяемые для изображения объектов местности на топографических картах и планах. Составить список объектов, изображенных на карте в районе, указанном в табл. 6; записать количественные и качественные характеристики каждого объекта.

 

2.2. Изучить условные знаки лесных карт. Дать описание объектов, изображенных на выкопировке лесоустроительного плана (рис. 1 Приложения). Номер выкопировки соответствует номеру вашего варианта.

 

2.3. Составить схематический чертеж рамки и зарамочного оформления листа карты (плана), указанного в табл. 7. Изучить и в пояснениях к чертежу указать название и назначение элементов рамки, вспомогательных и дополнительных сведений, помещаемых в зарамочном оформлении.

 

Пояснения. При подготовке к занятиям, изучив рекомендованную литературу и изложенный ниже материал, составьте представление о сложившейся в нашей стране системе картографического обеспечения производственных и управленческих мероприятий в народном хозяйстве вообще и в лесной его отрасли в частности.

Для решения задач, связанных с изучением, освоением и эксплуатацией природных ресурсов, жилищным, промышленным, энергетическим, дорожным и другими видами строительства используются обычно два вида карт - общегеографические и тематические.

На общегеографических картах изображены все основные элементы местности: рельеф, водные пространства (гидрография), растительный покров, почвы и грунты, населенные пункты, пути сообщения, промышленные и сельскохозяйственные предприятия, линии связи и электропередачи, границы, ограждения и другие природные и созданные трудом человека объекты. Наиболее распространенный вид карт этой группы - топографические карты и планы. Эти карты имеют универсальное назначение, удовлетворяя основные требования многих отраслей народного хозяйства.

На тематических картах с большой подробностью и наглядностью отображают один или несколько элементов, входящих в содержание общегеографических карт, например, лесную растительность, или отсутствующие на них объекты и явления (общественные либо природные), например почвенный покров. Такие карты создают для решения строго определенных задач какой-либо отрасли науки или народного хозяйства. Поэтому в каждой из них обычно содержится узкий круг данных, но с более детальной и углубленной характеристикой. Содержание тематических карт весьма разнообразно; большую группу их составляют лесные карты.

 

 

Топографические карты и планы. В нашей стране топографические карты издают в масштабах: 1:1 000 000, 1:500 000, 1:200 000, 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000 и 1:10 000, планы - 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000 и 1:500. Кроме них составляют и издают специализированные топографические карты, планы городов, карты прибрежных зон морей - шельфа, рек, озер, водохранилищ, фотокарты и ортофотокарты, цифровые модели местности.

Специализированные топографические карты и планы изготовляют для решения отдельных отраслевых задач. На них допускается изображение не всей ситуации местности, а только необходимой части имеющихся объектов, обязательно показывают рельеф. Если на специализированном плане изображают главным образом ситуацию, то его называют горизонтальным (ситуационным), если в основном рельеф - топографическим.

Топографические фотокарты - это карты с комбинированным графическим и фотографическим изображением местности. Они бывают черно-белые и цветные. На горные районы создают ортофотопланы, на которых отсутствуют искажения за рельеф в фотографическом изображении местности. Все большее распространение получают фотокарты, составляемые на основе космических снимков.

Для решения отдельных инженерных задач с помощью ЭВМ, например проектирования дорог, создают цифровые модели местности. Они представляют собой совокупность чисел, характеризующих точки земной поверхности. Эти числа и правила обращения с ними помещают на носителях информации, вводимой в ЭВМ.

Топографические карты широко применяются при инвентаризации, охране, выращивании, эксплуатации и восстановлении лесов. По ним изучают физико-географические свойства покрытых лесом территорий, составляют проекты лесоустройства, планируют размещение лесозаготовительных предприятий, выбирают и проектируют пути транспортирования древесины, организуют противопожарные мероприятия. Карты используют в качестве топографо-геодезической основы планово-картографических материалов лесоустройства.

 

Лесные карты и планы. По сравнению с общегеографическими лесные карты содержат более полную и подробную информацию о лесе как природном явлении в объекте экономики. По ним определяют условия пользования лесом, проектируют лесовосстановительные и лесомелиоративные мероприятия, защиту леса от вредителей, противопожарную охрану, а также решают многие другие лесохозяйственные и лесопромышленные задачи.

Лесоустроительный планшет - это первичный картографический документ, составляемый по результатам съемки и таксации леса. Он представляет собой план группы лесных кварталов. Вместе с другими документами таксации планшет используют для детальной инвентаризации лесного фонда. В лесничестве он служит точным графическим документом, на котором фиксируют все изменения в лесном фонде в результате лесосечных, лесовосстановительных и других работ. По материалам планшетов составляют планы лесничеств и планы лесонасаждений лесничеств, лесохозяйственных (мастерских) участков и обходов. Они дают наглядное представление о пространственном размещении лесного фонда, преобладающих породах, продуктивности и возрасте насаждений. В зависимости от разряда лесоустройства планшеты и составляемые на их основе планы имеют разную степень подробности в соответствии с установленными для них масштабами (табл. 1).

Таблица 1

Масштабный ряд лесоустроительных планшетов,

планов лесничеств и лесонасаждений

 

Разряд лесоустройства	Масштабы
планшетов	планов лесничеств, планов насаждений лесничеств, лесохозяйственных (мастерских) участков и обходов
I-II III	1:10 000 1:25 000	1:20 000 1:50 000

 

Кроме указанных в табл. 1 планово-картографических материалов, для лесничеств составляют обзорные планы проектируемых мероприятий, размещения ягодников, лекарственного и технического сырья.

 

Картографические материалы, данные лесоинвентаризации и другие источники информации используют для составления карт лесов областей, краев, республик. По содержанию их условно делят на биологические и экономические. На биологических картах лесов отображают их производительность (преобладающие породы и группы возрастов), типы леса, распространение (ареалы) древесных пород, фенологические явления, лесопатологические данные и др. На экономических картах лесов (лесоэксплуатационных и лесотранспортных) показывают размещение и зоны действия предприятий по ведению лесного хозяйства, заготовке и обработке древесины; характеристики лесосырьевых ресурсов; порядок и сроки рубки древостоев; размещение и состояние путей транспорта; направления лесохозяйственной деятельности (лесовосстановление, охрана лесов от пожаров и др.).

Чтобы читать карту, надо хорошо усвоить принятую у нас систему условных обозначений. Для топографических карт она установлена таблицами условных знаков, для лесных - инструкцией по созданию и размножению таких карт. Это - государственные документы, общеобязательные для всех ведомств и учреждений, изготавливающих карты.

 

Подготовку к выполнению упражнения 2.1 проведите в следующем порядке.

По учебной литературе уясните, что система условных обозначений на картах состоит из условных знаков, цветового оформления расцветки, подписей, буквенно-цифровых обозначений и пояснительных знаков.

Различают масштабные и внемасштабные условные знаки. Первые применяют для изображения дорог, рек, линий связи и электропередачи, границ и ограждений, других объектов линейного характера, длина которых выражается в масштабе карты; вторые - для заполнения площадей объектов, выражающихся в масштабе карты (ими показывают количественные и качественные характеристики объектов); третьи - для изображения таких объектов, площади которых нельзя выразить в масштабе карты. Истинные размеры последних объектов нельзя определить по карте, так как каждый из них изображается лишь точкой. Однако по рисунку знака определяют наименование группы предметов, к которой принадлежит объект, а по положению главной точки знака - истинное положение объекта на карте.

Надписи применяют для передачи названий объектов, их качественных характеристик. Они бывают полные и сокращенные. Полностью подписывают собственные названия населенных пунктов, рек, урочищ и т. п. Характеристики объектов записывают сокращенно и цифровыми обозначениями. Цветовое оформление как бы расчленяет изображение местности на элементы и тем самым облегчает чтение карты. Оно в какой-то мере соответствует действительной окраске изображаемых объектов: леса - зеленые, воды - синие, рельеф (горизонтали) - коричневые и т. п.

Далее, пользуясь книгой «Условные знаки для топографических планов» и топографическими картами масштабов 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000 и 1:100 000, на полях которых помещены сокращенные таблицы условных знаков, изучите начертание наиболее употребительных знаков, представьте себе характер информации, которую они несут.

Обратите внимание на то, что во всех таблицах знаки сгруппированы по типам однородных объектов (населенные пункты, дороги, гидрография и др.). Проследите, какие знаки приняты для каждой из групп во всех четырех таблицах. Нетрудно заметить, что однородные объекты изображаются в основном одинаково. Изменяются лишь размеры знаков и уменьшается количество информации по мере перехода от крупномасштабной карты (плана) к карте (плану) более мелкого масштаба.

Изучая по таблицам рисунки условных знаков, находите их сразу же на самих картах. Постарайтесь понять взаимообусловленность расположения объектов, например населенных пунктов и дорог, рельефа и гидрографии и т. п. Это позволит сознательно, а не механически запоминать начертание знаков.

Начните изучение групп знаков с изображения пунктов государственной геодезической сети и ориентиров. Эти объекты изображаются на картах с максимальной точностью и без каких-либо пропусков. Проверьте это положение, отыскав на картах масштабов 1:25 000 - 1:100 000 все геодезические пункты, помещенные на карте масштаба 1:10 000.

Затем изучите знаки, принятые для изображения населенных пунктов. Также, сравнивая между собой карты, убедитесь, что на них подробно изображены все поселения, начиная с отдельно расположенных дворов и строений. Уясните, как подразделяются постройки и кварталы по огнестойкости, как показаны выдающиеся здания в городах и отдельно стоящие постройки в сельских населенных пунктах. Обратите внимание на то, как на разных картах по надписям названий населенных пунктов (шрифт и размер букв) и сопровождающим их числам определяют тип поселения, его политико-административное значение и численность населения. Рассмотрите также все остальные группы знаков, изображающих промышленные, хозяйственные и социально-культурные объекты, железные дороги и сооружения на них, шоссейные и грунтовые дороги, тропы, гидрографию, рельеф, растительный покров и грунты, границы и ограждения.

Завершая работу, составьте список объектов, изображенных на заданном участке карты и укажите их характеристики. Например, по варианту 16 (табл. 6) список будет следующим:

 

1. Река Соть — судоходная, ширина 250 м, глубина 4,8 м, грунт дна песчаный, течет в юго-восточном направлении со скоростью 0,1 м/сек, урез воды - 107,8 м; на левом берегу находится постоянный знак береговой сигнализации.

 

2. Ручей Вороновка — ширина до 5 м, течет по заболоченной пойме, впадает в р. Соть у отметки 107,8.

 

3. Болото — примыкает к восточному берегу р. Соть, проходимое, поросло камышом, глубина 0,7 м.

 

4. Автомобильная дорога — ширина проезжей части 8 м, ширина земляного полотна 11 м, материал покрытия - булыжник, проходит через ручей Вороновка по каменному мосту длиной 20 м, шириной 8 м, грузоподъемностью 8 т.

 

5. Урочище Сновский лес — сплошной массив спелого смешанного леса (сосна, береза) со средними показателями древостоя: высота - 20 м, толщина - 0,30 м, расстояние между деревьями – 5 м. Разбито на кварталы со стороной 1000 м, простирающиеся в северо-восточном направлении, ширина просек - 4 м. В центре на поляне - дом лесника. Расположено на возвышенности, вытянутой вдоль р. Соть и имеющей максимальную высоту (отметку) 167,6 м над уровнем моря. Западные скаты возвышенности пологие, восточные - крутые, на 60 м возвышаются над зеркалом воды в реке. От леса до реки тянутся два глубоких оврага с обрывистыми берегами.

 

6. Железная дорога Снов-Геличи — ширококолейная, двухпутная, проходит в выемке глубиной 5 м.

 

При выполнении упражнения 2.2 примите такой же порядок работы, как в упражнении 2.1. В качестве учебного материала используйте таблицу условных знаков, инструкцию и лесные карты.

Сначала рассмотрите, какие знаки приняты для той или иной группы однородных объектов, затем найдите изображение этих объектов на планшете, плане лесничества, карте-схеме лесхоза и других лесных картах, установите взаимообусловленность расположения объектов в данном районе. Изучение знаков и принципов изображения групп объектов лесной ситуации рекомендуется выполнять в следующей последовательности.

1. Границы политико-административного и внутрихозяйственного деления. Первые изображаются так же, как и на топографических картах, вторые — знаками, установленными для лесных карт. К ним относятся границы лесохозяйственных предприятий, лесничеств, лесохозяйственных участков, обходов, лесосырьевых баз лесосечного фонда долгосрочного пользования, лесоэксплуатационных районов и участков, лесопунктов и других объектов.

2. Квартальные просеки, визиры и другие разграничительные линии. Лесные массивы делят на кварталы, которые ограничивают просеками или естественными рубежами. Параллельно одной из сторон квартала прорубают визиры. Просеки и визиры используют в качестве съемочных и ходовых линий при ограничении однородных участков (выделов) в кварталах. Здесь следует уяснить правила начертания знаков, принятых для изображения прямолинейных просек шириной до 20 м и более (для карт 1:10 000), до 40 м и более (для карт 1:25 000), до 60 м и более (для карт 1:50 000), а также естественных рубежей — хребтов, ущелий, искусственно созданных линий (электротрасс, линий связи, железных и шоссейных дорог, трасс газопроводов и др.) и смешанных (комбинированных) линий.

3. Дорожная сеть. Все виды дорог на лесных картах изображают в основном условными знаками, принятыми для топографических карт. Основными видами дорог являются ширококолейные и узкоколейные железные дороги, автомобильные, грунтовые улучшенные и проселочные, полевые, лесные, лесовозные безрельсовые.

4. Объекты противопожарного значения, изображаемые специальными знаками. К ним относят противопожарные разрывы и барьеры, минерализованные полосы, пожарные наблюдательные и мотопункты, пожарно-химические станции и другие объекты.

5. Объекты гидрографии и гидротехнические сооружения. Берега морей, озера, водохранилища, реки и каналы, ручьи, пруды, колодцы и другие источники воды, пристани, переправы, плотины и др. изображают в основном условными знаками топографических карт.

6. Элементы рельефа. На лесных картах изображаются лишь некоторые из них: водораздельные линии хребтов, сухие тальвеги ущелий, бровки оврагов и обрывов, скопления камней (каменистые россыпи).

7. Населенные пункты. Поселения сельского и городского типа изображают упрощенно, одним внемасштабным знаком с подписью названия. Однако следует изучить специальные знаки, установленные для изображения лесных кордонов, зимовий, охотничьих избушек и бараков, контор лесхозов, леспромхозов, лесничеств и лесоучастков, а также таких построек, как лесопилки, шишкосушилки, смолокурни, строения нижних складов.

8. Прочие объекты, изображенные как общепринятыми, так и специальными знаками. К ним относятся постоянные и временные пробные площади, постоянные и временные лесосеменные участки, а также условные обозначения таксационных формул покрытых и непокрытых лесом выделов. К этому же разделу отнесены изображения плантаций, маточных участков, садов, виноградников, пашен, сенокосов, пастбищ, питомников, гарей, сухостойников, ветровалов, буреломов, вырубок, болот и других объектов, для которых используют в основном знаки топографических карт.

В отчете о выполнении упражнения 2.2 перечислите все объекты с их характеристиками, находящиеся в каждом выделе, изображенном на выкопировке с планшета, например так:

 

Вариант №... Выдел 1. Квартальная просека, ключ родник, II ярус еловый.

Выдел 2. Подрост под пологом, редины из ели, пожарный наблюдательный пункт, сенокос.

Выдел 3. Вырубка 1989 года площадью 4,8 га, кипрейно-паловый тип.

Выдел 12. Питомник, лесопилка.

 

Для облегчения чтения карты и работы с ней используют вспомогательные и дополнительные данные, помещаемые на рамке листа и в зарамочном оформлении. При изучении этого вопроса (упражнение 2.3) вычертите в тетради или на чертежной бумаге схему рамки заданного вам листа карты (плана). Покажите на ней несколько линий с их подписями, с помощью которых определяют прямоугольные координаты. В тексте, дополняющем схему, приведите пример использования этих линий. На схеме листа топографической карты покажите также минутную рамку. Приведите пример определения географических координат с ее помощью.

За рамкой схемы пронумерованными условными значками (прямоугольниками, квадратами и т. п.) укажите места расположения вспомогательных и дополнительных данных, а в тексте под соответствующим номером запишите наименование этих данных. При этом, если имеются сведения, укажите:

- название карты;

- номер (номенклатуру) листа;

- административно-географическое положение изображенной на листе территории (область, район);

- наличие легенды, например таблицы условных знаков и других пояснений;

- графики, диаграммы, профили, используемые для измерений по карте расстояний, направлений, углов, площадей, координат, крутизны скатов и др. с примерами их использования;

- сведения об исполнителях;

- данные о времени составления и издания карты;

- данные об использованных источниках;

- схему размещения соседних листов;

- другие сведения.