VII. Занятия на открытом воздухе

 

Мерный шнур и работа с ним

 

Чтобы производить измерения на местности, надо запастись мерным шнуром – веревкой в 10 метров длины, разделенной на метры. Такой шнур может заменить оро-гую мерную ленту (рулетку) или цепь, которыми пользуются землемеры.

Для приготовления мерного шнура выбирают прочную веревку^[10] длиною немного больше 10 метров; запас нужен для двух глухих петель, которые завязываются по концам шнура с таким расчетом, чтобы расстояние между серединами петель вытянутого шнура как раз равнялось 10 метрам. Шнур при работе надевают петлями на особые колья примерно в метр высоты. Концы кольев заостряют, чтобы удобно было втыкать их в землю; близ острого конца обоих кольев прибивают поперечную палочку (можно пробить большой гвоздь), чтобы петли не соскальзывали (черт. 110).

 

На шнуре надо отметить отдельные метры. Для этого в соответствующие места шнура вплетают кожаные или холщевые цветные полоски, концы которых сшивают. Можно отмечать метры и иным каким-нибудь способом. Принадлежностью мерного шнура являются 10 небольших заостренных колышков в 30–40 сантиметров длины. Колышки эти называются «бирками» (черт. 111). Их можно сделать из дерева, просверлив в толстом конце дыру для продевания через нее проволочного кольца, или привязав к тупому концу веревочную петлю. Еще удобнее изготовить бирки из толстой проволоки, загнув ее на одном конце петлей. В том и другом случае бирки хранят надетыми на проволочное кольцо.

 

Объясним, как пользуются этими принадлежностями.

Предположим, вы желаете измерить длину забора. Работу эту (как и большинство землемерных работ) приходится выполнять не менее, чем вдвоем; без помощника обойтись здесь трудно. Вы втыкаете один из кольев мерного шнура в землю у начала забора, а помощник ваш идет вперед, держа в руках другой кол и вытягивая шнур; вытянув шнур на полную длину, он втыкает в землю у второго кола одну бирку и, предупредив вас, идет дальше. Вы вынимаете ваш кол и следуете за помощником, волочащим шнур по земле; дойдя до воткнутой в землю бирки, ставите на ее место ваш кол и ждете пока помощник, натянув шнур, воткнет у своего кола вторую бирку. Тогда вы извлекаете бирку и идете с помощником вперед, снова волоча шнур, останавливаетесь у второй бирки и т. д.

Дойдя до конца забора, помощник идет дальше по прямой линии, пока шнур не натянется. Тогда, оставив кол на месте последней бирки (вами подобранной), вы подходите к концу забора и считаете по меткам шнура, сколько метров уложилось между последней биркой и концом забора. Доли метра оцениваются на глаз: полметра, четверть метра (мельче не нужно). Заметив число отдельных метров, вы по числу бирок в ваших руках узнаете, сколько целых шнуров вы отмерили, – т. е. сколько десятков метров в длине забора. Если, например, за последней биркой легло 63/4 метра, а колышков в вашей руке 7, то длина забора

7?10 + 63/4 = 763/4 м.

Чтобы не ошибиться в числе целых шнуров, надо проверить, сколько бирок осталось на кольце у вашего помощника. Если ваши бирки вместе с теми, которые у него, составляют 10, – значит, ни одна бирка не была пропущена.

 

Расстановка вех

 

Когда приходится отмерять на местности более или менее длинное расстояние, нельзя обойтись только мерным шнуром. Пройти с мерным шнуром на открытом поле по прямой линии, нигде не уклоняясь в сторону – удается только на сравнительно небольшом расстоянии и при том на ровном, чистом месте. Если же расстояние подлиннее, а в особенности, если местность пересечена ложбинами и зарослями – необходимо облегчить себе работу расстановкой вех.

«Веха» – это шест, метра два длиною, с заостренным концом для более удобного втыкания в землю. Лучше, если веха окована у острого конца, чтобы он не размочаливался, и окрашена попеременно, участками, в белый и черный цвета для лучшей видимости. Но это не необходимо; надо только, чтобы веха была ровная (не кривая) и не чересчур толстая; для лучшей видимости можно снабдить каждую веху красным флажком.

Рассмотрим сначала простейший случай «вешения» (расстановки вех), – когда надо провешить длинную линию на ровной местности между двумя легко доступными точками А и Е (черт. 112). Прежде всего вы устанавливаете вехи в эти крайние точки А и D, заботясь о том, чтобы они стояли отвесно. Затем становитесь позади вехи А так, чтобы вы могли видеть перед собою сразу обе вехи А и Е. Помощник, отойдя с несколькими вехами метров на 20–30 вперед, должен установить первую из своих вех в точке В между А и Е. так, чтобы все три вехи были на одной прямой линии. В этом убедиться просто: веха В будет на одной прямой линии с вехами А и Е тогда, когда, глядя на веху А, вы увидите, что она сразу покрывает собою обе другие вехи – В и Е. Если помощник поставил веху не так, вы указываете ему поднятием правой или левой руки, в какую сторону он должен подвинуть свою веху.

Когда первая промежуточная веха В поставлена, помощник ваш идет дальше, и таким же образом устанавливается следующая веха – С. Теперь, глядя на веху А, вы должны видеть ее покрывающей сразу вехи В, С и Е. Если измеряемое расстояние длинно, вы ставите затем 5-ю веху, 6-ю и т. д.

Измерение такого «провешенного» расстояния значительно облегчается: вы идете с мерным шнуром от вехи к вехе.

Возможны и более сложные случаи «вешения». Бывает, например, что обе конечные вехи недоступны для мерщиков – установлены, скажем, за речками; они хорошо видны, но к ним не подобраться. В этом случае расставляют промежуточные вехи между А и D (черт. 113). В какой-нибудь точке близ прямой AD ставим веху В. Затем междувехой В и А устанавливаем на прямой ВА веху С: это удобно сделать, потому что веха В доступна.

Потом на прямой CD ставим веху Е. Между Е и А помещаем веху F; между F и D веху G; между G и А – веху H и т. д. Подвигаясь постепенно таким образом все ближе и ближе к прямой AD мы наконец разместим последнюю пару вех как раз на этой прямой. А имея две доступные вехи, нетрудно уже расставить и сколько угодно других.

 

Сходным образом поступают и в том случае, когда между конечными точками А и D расположена горка, так что, стоя у одного конца линии, нельзя видеть другого. Здесь размещают вехи в таком порядке (черт. 114). Сначала ставят веху В, потом между А и В – веху С, а между В и D веху E. Между C и E устанавливают веху F и с нею повторяют то, что делали с вехой В, – т. е. ставят на линии FA веху G, а между F и D ставят веху Н – затем между G и Н ставят веху K и так постепенно подвигаются к прямой АD пока, наконец, не очутятся на ней с последней парой вех.

 

Эккер и его употребление

 

Взаимно перпендикулярные линии на земле проводятся при помощи инструмента, называемого эккером. Эккер – это две деревянные планки, скрепленные накрест и установленные на заостренной палке (черт. 115). У концов планок воткнуты 4 иглы (или прикреплены пластинки с прорезами) так, что прямые соединяющие противоположные иголки (или прорезы) пересекаются друг с другом под прямым углом. Впрочем нет надобности делать эккер непременно из перекрещивающихся планок; можно просто прибить четырехугольную или круглую доску к палке, в виде одноногого столика, а на этой доске установить четыре булавки Размещение булавок тоже дело не сложное: возьмите листок бумаги, перегните его раз, а затем второй раз так, чтобы линии первого сгиба совпадали. Когда вы развернете потом эту бумагу, на ней будут обозначены две линии, пересекающиеся под прямым углом. Расправьте этот листок на доске экера и воткните булавки в лики сгиба, близ краев. Бумажку можно тогда убрать– эккер готов.

 

Объясним теперь, как пользоваться эккером. Предположим, вы хотите аккуратно отмерить на земле прямоугольную площадку 35 метров длины и 15 ширины.

Воткнув заостренный конец эккера в одну из вершин отмеряемого четырехугольника, вы глядите вдоль двух булавок, повернув эккер так, чтобы линия вашего взгляда шла по направлению одной стороны будущей площадки (черт. 115). Помощник, по вашему указанию, ставит одну или две вехи как раз на этой линии, т. е. так, чтобы булавки покрывали расставляемые вехи. Когда это сделано и в провешенном направлении отмерена от эккера нужная длина, вы, не сдвигая эккера с места и не поворачивая его (даже не дотрагиваясь до него, чтобы не качнуть), смотрите вдоль двух других булавок, т. е. под прямым углом к прежнему направлению (черт. 115). Поставив в этом направлении веху, отмеряют на ней длину и концы обеих длинных линий соединяют прямой. Получается прямоугольник требуемых размеров.

Впрочем, если надо провести перпендикуляр короткий, то при некотором навыке можно сделать это без эккера, на глаз, – особенно, если линии при этом измеряются шагами, т. е. измерение вообще ведется только приблизительно.

 

Эккером можно воспользоваться и тогда, когда приходится мерить линию, по которой нельзя пройти с мерным шнуром. Пусть, например, требуется измерить расстояние от точки А до точки В (черт. 116); между ними лежит озеро или непроходимое болото. Ставим экер в точке Л, направляем две его булавки вдоль линии АВ, а по направлению двух других, под прямым углом к АВ, провешиваем (черт. 116) линию АС. В точке С под прямым углом провешиваем линию CD и отыскиваем на ней такую точку E, чтобы линия BE встречала под прямым углом линию CD. Это делается тоже помощью эккера; когда одна пара булавок направлена по линии CD, другая должна покрывать точку В; после нескольких проб такую точку всегда удается найти. Найдя точку Е, измеряем расстояние СЕ: оно в точности равно тому непроходимому расстоянию АВ, которое мы желаем определить.

Очень полезно тщательно выверить зккер, т. е. убедиться, действительно ли равны между собою его четыре угла. Для этого, расставив вехи по двум перпендикулярным направлениям, поверните эккер и посмотрите, будут ли эти направления совпадать с линиями булавок при новом положении эккера. Если нет, нужно булавки немного переместить, пока не добьетесь строгого равенства всех четырех его углов.

 

§ 41. Съемка плана небольшого участка

 

При съемке плана небольшого участка помощью мерного шнура и эккера вы можете поступать различно, смотря по тому, какую форму имеет участок. Рассмотрим здесь несколько случаев.

 

1) Пусть требуется снять план участка, изображенного на черт. 117. Начинаем с того, что провешиваем через него прямую линию 1–2 (цифры здесь имеют то же значение, что и буквы) так, чтобы она прорезывала его примерно посередине. Линию эту называют «магистра лью». Потом через все поворотные точки границы – 3, 4, 5, б, 7, 8 и 9 – проводят прямые под прямыми углами к «магистрали»; выполняется это помощью эккера. Точки 10, 11, 12, 13, 14, 15 и 16, в которых перпендикуляры встречают магистраль, отмечают колышками. Теперь остается измерить длины всех перпендикуляров: 3-10, 15-9, 4-11, 5-12 и т. д., а также расстояния колышков 10, 15, 11 и т. д. от точки 1. Записав эти длины против линий наброска, который мы делаем попутно на бумаге на глаз, мы имеем все данные, какие нам нужны для изготовления плана, а также для определения площади участка. Как вычерчивается план и определяется площадь по этим данным, будет объяснено далее.

2) Если надо снять план участка, внутрь которого входить нельзя, – напр., план засеянного поля или озера (черт. 118), то обчерчивают его прямоугольником ABCD снаружи и проводят к его сторонам перпендикуляры.

3) Бывают случаи, когда для магистральных линий удобно пользоваться не прямоугольником, а треугольником. Напр., очертания участка черт. 119 удобно изобразить на плане, если провешить внутри него три линии в форме треугольника ABC и пользоваться этими линиями, как магистралями. Измерять углы между сторонами этого треугольника не нужно: достаточно измерить лишь длину сторон, так как по трем сторонам можно построить только один треугольник.

 

Иногда приходится пользоваться не одним треугольником, а сеткой из нескольких треугольников (черт. 120).

Если форма участка такова, что он плохо укладывается в рамках прямоугольника, то обчерчивают его многоугольником (черт. 121) Измерить стороны этого многоугольника недостаточно, чтобы иметь возможность его начертить: необходимо знать величину углов между сторонами. Для этого отмеряют от вершины каждого угла 10 метров и затем измеряют расстояние между концами отмеренных отрезков, – как показано для угла А на черт. 121. Треугольник АВС можно будет построить, так как известна длина его трех сторон. В тех случаях, когда соединительная линия не может быть промерена, откладывают 10 метров на продолжении сторон, как показано для угла M.

Черт. 120 Черт. 121

Во всех случаях у вас в руках оказывается черновой набросок участка земли с указанием величины измеренных расстояний.

Заметим еще, что когда перпендикуляры к магистралям коротки – как на черт. 118 – их проводят на глаз, без эккера, и измеряют не мерной веревкой, а шагами.

Остается объяснить, как по полученным нами данным чертится план участка, т. е. как превратить имеющийся у вас набросок в аккуратно исполненный чертеж.

Чтобы изобразить на плане участок, показанный на черт. 117, проводят по линейке магистральную линию 1–2 и откладывают на ней, в заранее выбранном масштабе, расстояние 1-10, 1-15, 1-11, 1-12 и 1-16 и т. д., т. е. отмечают точки 10, 15, 11, 12, 16 и т. д. Через эти точки проводят, помощью чертежного треугольника, перпендикуляры и откладывают на них, в том же масштабе, расстояния: 10-3, 15-9, 11-4 и т. д. Когда это сделано, соединяют точки 1, 3, 4, 5… прямыми линиями или изогнутыми, делая изгибы такими, какими они изображены на черновом наброске; ошибка здесь может получиться лишь небольшая, потому что основные, поворотные точки границы нанесены вполне точно.

Сходным образом приходится поступать в тех случаях, когда магистрали составляют треугольник (см. черт. 119). Треугольник, длина всех трех сторон которого известна, строят, как объяснено в § 17. В случае сети из нескольких треугольников их строят последовательно, примыкая один к другому. Когда треугольники начерчены, остается только провести перпендикуляры и докончить чертеж, как объяснено было для других случаев.

В случае участка, представленного на черт. 118, начинают с прямоугольника, размеры всех сторон которого известны и которые поэтому нетрудно начертить (в масштабе). А когда это сделано, намечают на сторонах точки, через которые проведены перпендикуляры, и чертят их в масштабе. Дальше поступают, как в предыдущих примерах.

В полученных нами планах изображены только границы участка. Часто бывает нужно изобразить и положение различных подробностей внутри этих границ – колодца, большого дерева на лугу, строения и т. п. Сделать это нетрудно, если выполняя измерения границ, провести от этих предметов перпендикуляры к магистрали и измерить их длину, а также расстояние от точки пересечения обеих линий.

 

Измерение площади участка»

 

Задача съемки состоит не только в том, чтобы начертить план земельного участка, но и в том еще, чтобы определить его площадь. Нередко участок для того только и снимается на план, чтобы определить его площадь. Покажем, как определять площади участков, обмеренных указанными выше способами.

Рассмотрим сначала участок, изображенный на черт. 117. Он распадается на 9 частей, площади которых мы умеем вычислять, – если не строго точно, то приближенно. Фиг. 1-3-10 можно принять за треугольник; его основание и высота нам известны. Далее: соседняя часть (3-10-11-4) может быть рассматриваема как трапеция, у которой измерены параллельные стороны (3-10 и 4-11), а также и расстояние между их сторонами (10–11). Поэтому вычисление площади этой части фигуры тоже не составит труда.

Точно так же вычисляются площади прилегающих по порядку трапеций 4-11-12-5, 5-12-13-6, 6-13-14-7 и 15-9-8-16. Остальные части фигуры можно рассматривать как треугольники, для вычисления площади которых у нас тоже имеется достаточно данных.

Раз нам известна площадь каждой части фигуры, то сложив их вместе, определим площадь всего измеренного участка.

Переходя к черт. 118 видим, что здесь перед нами задача с такими же данными; только отдельных частей здесь больше. Все краевые участки надо отнять от площади наружного прямоугольника.

Площадь участка черт. 119 определяют подобным же образом. Затруднение представляет только вычисление площади треугольника АВС, так как высота его не была промерена, на местности. Но мы всегда можем измерить ее на чертеже, пользуясь масштабом плана. Так же поступают и в случае сети треугольников.

Наконец, в случае участка черт. 121 начинаем с вычисления площади охватывающего его многоугольника. Мы можем сделать, это, если разобьем его диагоналями на треугольники (§ 29), определив – пользуясь масштабом плана – длину их оснований и высот.

Другой способ состоит в том, что превращают многоугольник в равновеликий ему треугольник. Делается это следующим образом.

 

Пусть требуется превратить многоугольник АВСDE (черт. 122) в равновеликий треугольник. Проведя диагональ АС, проводят через вершину В прямую, параллельную АС, до пересечения в точке М с продолжением стороны АЕ: треугольник ABC равновелик треугольнику АМС, потому что у них общее основание АС и равные высоты (§ 26). Следовательно, четырехугольник СОЕ равновелик пятиугольнику ABCDE. Затем таким же приемом превращаем MCDE в равновеликий треугольник: проводим диагональ ЕС и через вершину D проводим DN параллельно ЕС до пересечения с продолжением МС в точке N. Треугольник ECD равновелик треугольнику ECN (почему?); следовательно, треугольник MNE равновелик пятиугольнику ABCDE. Определив теперь площадь треугольника MNE, мы тем самым находим искомую площадь многоугольника ABCDE.

 

Маршрутная съемка

 

Во время экскурсий план пройденного пути зачерчивают приблизительно с помощью так называемой маршрутной съемки. Производится она следующим образом. В месте выхода из города определяют по компасу направление, на ближайшую точку пути (отдаленное дерево, валун, верстовой столб, угол здания), наносят это направление по глазомеру на бумагу, записав при нем соответствующий «румб». Идя по этому направлению до замеченного предмета, измеряют расстояние шагами. Отложив по произвольному масштабу (на глаз) это расстояние по прочерченному направлению, с соответствующей числовой пометкой, определяют по компасу направление на следующий ближайший этап, измеряют расстояние шагами и т. д., отмечая все это на черновом плане. По этому наброску и сделанным пометкам (относительно направлений и расстояний) изготовляют дома более аккуратно маршрутный план экскурсии. Все замеченные по пути особые места, лежащие вне дороги, также могут быть нанесены на этот план, если были измерены направления на них из определенных точек и соответствующие расстояния.

Ту же работу можно выполнить более тщательно с помощью «планшета», т. е. дощечки с прикрепленным к ней компасом. К дощечке прикалывают кнопками лист бумаги, на котором и чертят план. Став в точку выхода, держат планшет горизонтально, повернув его так, чтобы вороненый конец стрелки показывал на юг. На планшет кладут трехгранную масштабную линейку, прикладывают ее край к точке, изображающей начальный пункт, и направляют ее так, чтобы, глядя вдоль ее верхней грани, видеть следующий пункт пути. Когда это сделано, прочерчивают прямую линию и откладывают на ней по масштабу отрезок, отвечающий длине этой линии в натуре. Перенеся затем планшет в следующий пункт, повертывают его как и в первый раз (так что все линии планшета на новом пункте остаются параллельными тому направлению, которое они имели на прежнем). Приставив край линейки к точке, изображающей место нахождения планшета, направляют ее на ближайший следующий пункт; измерив расстояние до него, откладывают на прочерченной линии в масштабе соответственную длину, переносят планшет на четвертый пункт и т. д.

 

Этим приемом можно снимать не только маршруты, но и участки с несложными очертаниями, обходя его с планшетом вдоль границы. Съемка будет произведена более точно, если при этом пользоваться не планшетом, который держат в руках, а доской, устанавливаемой на треноге (такой столик называется м е н з у л о й). Перенося доску с места на место, ее располагают («ориентируют» не по компасу, а приводят, помощью линейки, начерченные на ней линии в положение, параллельное соответствующим линиям местности. Ход работы ясен из чертежа 123.

 

План речки

 

Пусть наша речка извивается, как показано на черт. 124. Начинаем с того, что провешиваем близ ее берега магистраль АВ. Через каждые 5 или 10 метров вбиваем в землю колышек: из этих точек и из концов магистрали восста-новляем перпендикуляры (можно на глаз), и помощник измеряет длину этих перпендикуляров (можно шагами).

Затем провешиваем вторую магистраль ВС и с ней повторяем то же самое.

Чтобы иметь возможность построить угол между обеими магистралями, измеряем расстояние между двумя колышками М и N. Так как нам известно и расстояние этих колышков от точки В, то в треугольнике MBN мы знаем длину каждой из его трех сторон. Поэтому нам нетрудно будет начертить на плане этот треугольник. Чертя план, мы изобразим сначала магистраль АВ и отметим на ней положение колышков. Потом начертим треугольник MBN. Продолжив сторону BN, отложим на ней длину магистрали ВС и отметим на ней колышки. Таким образом мы и начертим обе магистрали под надлежащим углом одна к другой.

 

Но мы прервали наше измерение речки. Дойдя до точки С, провешиваем магистраль СЕ и измеряем расстояние между колышками О и Р, чтобы иметь возможность построить угол С. Таким же образом поступаем у поворота Е и т. д.

Ведя измерения, вы зарисовываете на черновом наброске все измеренные вами расстояния и записываете возле каждой линии ее длину. Зарисовывая магистральные линии, отмечая их длину и расстояния между колышками, вы одновременно (или ваш помощник) набрасываете на глаз очертания берегов (наиболее крупные извилины) и отмечаете длину перпендикуляров, к магистральным линиям.

По этим наброскам и записям расстояний нетрудно изобразить на плане один берег реки. А зная ширину речки, можно изобразить и линию противоположного берега.

Подобным образом можно снять на план также и дорогу, – вообще любой извилистый контур.

 

Измерение ширины речки

 

Чтобы измерить ширину речки, не переправляясь на другой берег, а оставаясь все время на одном берегу, можно поступать следующим образом.

 

На противоположном берегу реки (черт. 125) намечаем какой-нибудь предмет А, хорошо видимый с этого берега На этом берегу провешиваем вдоль берега прямую линию ВС и с помощью эккера отыскиваем на этой линии точку D так, чтобы линия AD была перпендикулярна к ВС. От точки D отмеряем два раза кряду какую-нибудь длину, например, 10 метров, и отмечаем концы ее вехами: расстояние DE и EG пусть равны 10 метрам. От точки G провешиваем помощью эккера линию GH под прямым углом к ВС. Идя по этой линии, отыскиваем: на ней такую точку K, глядя из которой веха Е кажется покрывающей точку А. Другими словами, веха, установленная в точке К, должна быть по одной прямой с точками Е и А. Нахождением этой точки наша работа кончается: расстояние GK равно расстоянию AD. Чтобы узнать теперь ширину реки, остается, только вычесть из полученной длины небольшое расстояние от точки D до берега.