Какими должны быть условные знаки
Разработка условных знаков — это одна из наиболее сложных и ответственных задач картографической практики. Удачный подбор условных знаков обеспечивает хорошую читаемость карты. Мало того, условные знаки влияют на содержание карты. Они способствуют выявлению особенностей объектов местности, изображаемых на карте. Словом, качество условных знаков играет важную роль в создании полноценной карты.
 Рис. 14. Условные знаки напоминают внешний вид самих объектов.
|
К условным знакам всегда предъявлялись серьезные требования. Вот, например, как они изложены в одном из старинных учебников по топографии: «Для удобства чтения карт необходимо: 1) Чтобы условных знаков было не много, ибо их надо знать наизусть; 2) Они должны напоминать изображаемый предмет и резко разниться между собой и 3) Они должны быть просты для удобства черчения и запоминания».
Эти требования к условным знакам справедливы и на сегодняшний день.
Как видим, требований не очень много, но выполнить их не так-то легко. Можно, например, разработать такие условные знаки, которые по своей форме будут очень хорошо соответствовать внешнему виду самих объектов, но они будут громоздкими и трудными для вычерчивания. Очевидно, нужна какая-то «золотая середина»
На рис. 14 показаны условные знаки, которые вы можете расшифровать без особых трудностей, так как они напоминают внешний вид или характерные особенности изображаемых предметов. Чтобы сократить количество условных знаков и тем самым обеспечить лучшее запоминание их, для каждой однородной группы предметов установлен типовой знак, определяющий род предмета. Он имеет простую форму, схематически напоминающую вид предмета сверху. Разновидности предметов данной группы передаются путем видоизменения рисунка типового условного знака. Так, например, различные виды шоссейных дорог изображаются типовым условным знаком, но с некоторыми дополнениями или изменениями его начертания
|
|
|
Для того чтобы обеспечить выполнение требования к точности отображения местности, условные знаки должны иметь в своем начертании такие элементы, которые позволяют точно определять (фиксировать) местоположение на карте каждого объекта. Такими элементами являются линии и точки контуров масштабных условных знаков; осевые линии линейных условных знаков; точки внемасштабных условных знаков, называемые главными точками. Последние выбираются в зависимости от формы условного знака в его центре, середине основания и т. п. Примеры внемасштабных условных знаков с главными точками, фиксирующими положение местных предметов, приведены на рис. 15. Стрелкой указано положение главной точки.
|
|
|
И, наконец, несколько слов о требовании к качеству вычерчивания условных знаков.
Красота условных знаков заключается в их простоте и аккуратности вычерчивания. Условные знаки на издательских оригиналах карт вычерчивают очень тщательно и аккуратно. Это поистине ювелирная работа, требующая от чертежника высокого мастерства.
На заре картографирования условных знаков было немного. Они обозначали селения, леса, реки, дороги и некоторые другие элементы местности. С развитием производства стали возникать новые объекты, такие, как заводы, шахты, плотины, для которых не было условных знаков. Чтобы нанести на карту такие объекты, топографы должны были изобретать условный знак. В конце концов наступало время для пересмотра таблицы условных знаков. Она дополнялась новыми знаками, а некоторые старые изменялись. С увеличением количества условных знаков содержание карты обогащалось, ландшафт на ней отображался полнее и многостороннее. На первый взгляд напрашивался вывод: чем больше условных знаков, тем выше качество топографических карт. Однако нельзя забывать, что большое количество символов трудно запомнить, и карта может превратиться в подобие ребуса. Кроме того, обилие условных знаков может привести к тому, что карта станет не наглядной и ее будет трудно читать. Следовательно, нельзя беспрерывно увеличивать количество условных знаков. В этом отношении топографической карте свойственно своего рода противоречие. Как источник информации карта должна содержать возможно больше сведений, но в то же время она должна хорошо читаться.
|
|
|
Третье измерение
Из всех элементов местности рельефу принадлежит главная роль, так как он в значительной мере определяет собой характер всех остальных элементов местности. Вместе с тем рельеф труднее всего изобразить на карте. Трудность заключается в том, что необходимо отразить объемность рельефа в то время, как карта представляет собой плоское изображение местности.
Наиболее наглядно рельеф может быть выражен на так называемых рельефных картах. Одной из первых была изготовлена рельефная карта на территорию Швейцарии в масштабе 1:100 000. Оригинал ее размером 2,35X3,50 м демонстрировался на Парижской выставке в 1900 году и был удостоен первой премии.
К настоящему времени предложено много различных способов изготовления рельефных карт. Самой совершенной считается карта из пластических материалов.
|
|
|
Однако рельефные карты неудобны в употреблении, они не могут быть воспроизведены в книге, их нельзя свернуть или положить в карман. Кроме того, они не так естественны, как это может показаться на первый взгляд. Дело в том, что на рельефной карте вертикальный масштаб должен быть всегда значительно крупнее горизонтального. Чтобы убедиться в этом, произведем несложные расчеты.
Для Европейской части Росси средняя разница абсолютных высот на листе карты масштаба 1 : 100 000 равна примерно 150 м, что составит в масштабе карты всего 1,5 мм. С тем чтобы рельефная карта была наглядной, нужно увеличить ее вертикальный масштаб по крайней мере в 10 раз, т. е. сделать его равным 1 ; 10 000. В этом масштабе 150 м составят 1,5 см. Такая величина уже позволит ощутить рельеф поверхности.
Совершенно очевидно, что чем мельче масштаб карты, тем требуется более значительное преувеличение вертикального масштаба по сравнению с горизонтальным.
Особенно большие искажения получаются на рельефных глобусах. Пользуясь таким пособием, можно прийти к самым превратным представлениям о рельефе земной поверхности.
Если ко всему прочему добавить сравнительно большую стоимость изготовления рельефных карт, то можно понять, почему они не получили такого же широкого распространения, как обычные карты.
Для изображения рельефа на обычной карте нужно было разработать особые способы с тем, чтобы топографическая карта давала трехмерное представление о местности, позволяя не только производить измерения в горизонтальной плоскости, но и определять положение различных объектов местности по высоте. Следует учесть и еще одно условие: рельеф не должен заслонять собой другие элементы карты.
На протяжении нескольких столетий было предложено и практически испытано много различных способов изображения рельефа на картах. Некоторые из них устарели и были вытеснены более совершенными и наглядными, иные совершенствовались и применяются в наше время.
Первые изображения рельефа на древних картах представляли собой примитивные рисунки гор. Горы изображались схематически: или в виде бугров, зубцов пилы, или в виде пятен, или же отдельными рисунками. Такой прием изображения рельефа был широко распространен в XV—XVIII столетиях. Образец карты с изображением рельефа рисунками гор приведен на рис. 16.
На картах этой эпохи плановые очертания предметов легко уживались с перспективными рисунками местности. Некоторые образцы карт того времени поражают мастерством картинной передачи рельефа. Впоследствии перспективный способ передачи рельефа был заменен более совершенными. Но даже и в настоящее время можно встретить карты, на которых изображен рельеф перспективными рисунками. Перспективный способ передачи рельефа применяется на тех картах, где предпочтение отдается наглядности, а не точности и детализации рельефа.
Весьма важным нововведением в изображении рельефа на картах был способ штриховки.
Картографическая штриховка — это результат большой работы и художественной техники чертежника. Многие штриховые карты остаются до сих пор непревзойденными образцами картографического искусства. Они дают выразительное и наглядное, представление о формах земной поверхности и позволяют оценивать крутизну скатов. Сами штрихи не указывают, в каком направлении идет подъем или спуск, но это легко определяется по расположению оврагов, речной сети и высотным отметкам.
Штриховой способ изображения рельефа на общегосударственных топографических картах в настоящее время не применяется. Но в тех случаях, когда требуется наглядно отобразить поверхность какого-либо участка, вновь возвращаются к штриховому способу.
Линии равных высот
Линии равных высот — горизонтали, применяемые для изображения рельефа на топографических картах, пришли на смену штрихам и получили широкое распространение. Способ изображения рельефа горизонталями имеет преимущество: он математически точно передает плановое очертание и высоты форм рельефа.
В качестве самостоятельного способа горизонтали начали применять одновременно во Франции и в России в двадцатых годах прошлого столетия. Но упоминание о них появилось еще в конце XVII века. Горизонтали были прекрасно известны и одному из создателей шкалы штрихов - русскому ученому Болотову, который разбирает этот способ изображения рельефа в своих трудах на примере моделей. Постараемся и мы на том же примере раскрыть сущность этого способа.
|
| Рис. 18. Изображение холма горизонталями. |
Вид холма сверху будет представлять ряд округлых -замкнутых линий, каждая из которых обозначает определенную высоту. Эти линии и будут горизонталями. Они отображают не только форму холма, но и крутизну ската: чем ближе горизонтали друг к другу, тем круче скат. Кроме того, легко заметить, что если горизонтали сближаются от вершины к подошве, то они указывают на выпуклый скат, а если расширяются, то характеризуют вогнутую поверхность.
Горизонтали на топографических картах проводятся по абсолютным высотам точек местности через установленные интервалы. Счет абсолютных высот ведется от среднего уровня моря, определяемого из многолетних наблюдений. У нас в СССР за начало счета абсолютных высот принят нуль-пункт Кронштадтского футштока. Нуль установлен по черте на медной дощечке, вделанной в каменный бык моста через обводной канал в Кронштадте. Эта черта проведена в результате столетних наблюдений за изменением уровня моря.
Способ изображения рельефа горизонталями является математически строгим и точным. К его недостатку следует отнести слабую наглядность отображения различных форм рельефа. Для улучшения читаемости горизонталей делались различные цветовые подслойки, растушевки и т. п. На некоторых старых картах для четкого отличия возвышенностей от углублений горизонтали оттеняли в предположении, что местность освещается лучами с северо-запада. Горизонтали, изображающие возвышенности, утолщали с восточной и южной стороны, а горизонтали, изображающие углубления, утолщались с западной и северной стороны (рис. 19).
Один из интересных способов придания наглядности рельефу предложил участник обороны Севастополя в 1854—1855 гг. военный инженер Э. Тотлебен. Он утолщал горизонтали на крутых склонах. Увеличивая толщину горизонталей по мере возрастания крутизны склонов,
|
| Рис. 20. Способ утолщения горизонталей на крутых скатах |
Тотлебен достиг художественной и вместе с тем вполне научной передачи рельефа. Глядя на рис. 20, вы отчетливо представляете крутые скаты, возвышенности и лощины.
Чтение рельефа, изображенного на карте горизонталями, требует известных навыков.
Обучение чтению горизонталей идет значительно проще и быстрее, если переходить к карте от рельефной модели местности. Таких моделей создано очень много. С некоторыми из них мы познакомимся.
|
| Рис. 21. Проведение горизонтали на модели горки. |
Модель горкиделается из папье-маше. Для проведения на этой модели горизонталей изготавливается специальное приспособление, показанное на рис. 21. Пользуясь приспособлением, можно начертить горизонтали. Если же посмотреть на модель сверху, то мы увидим систему таких же горизонталей, какими изображается горка на топографической карте.
Рельефная модельместности изготовляется по карте с горизонталями. Для этой цели из картона вырезают фигуры, ограниченные горизонталями карты. Затем эти фигуры наклеивают одну на другую в соответствии с их расположением на карте. В результате получается ступенчатая модель рельефа местности, горизонтальный масштаб которой равен масштабу карты, а вертикальный зависит от толщины картонных слоев. Сравнивая такую модель, с картой, мы легко усваиваем сущность изображения рельефа горизонталями.
Карта-модельпредставляет собой несколько положенных друг на друга листиков обыкновенного стекла, на каждом из которых начерчено чернилами по одной горизонтали.
Сложив стекла, мы получим стеклянную карту-модель. Смотря на нее, увидим вместо отдельных кривых линий рельефное изображение холма.
Учитесь читать карту
Чтобы прочесть карту, мало знать условные знаки, надо еще обладать живым воображением. Умение читать карту предполагает способность представлять себе изображенную на ней местность с такой ясностью и отчетливостью, как будто вы были на ней в действительности.
Рельеф
58,1 — абсолютная высота в метрах (отметка)
точки 75 — абсолютная высота в метрах (отметка)
горизонтали 21 «■> высота обрыва в метрах
Шоссе
6 — ширина покрытой части в метрах
10 — ширина всей дороги в метрах
А — материал покрытия (асфальт)
6 — высота насыпи в метрах
5 —глубина выемки в метрах
Леса
12 —высота деревьев в метрах 0,20 — толщина деревьев в метрах 3 — расстояние между деревьями в метрах
Вот, например, как Д. Фурманов рассказал о способности героя гражданской войны Василия Ивановича Чапаева разбираться в карте
«Перед взором Чапаева по тонким линиям карты развертывались снежные долины, сожженные поселки, идущие в сумраке цепями и колоннами войска, ползущие обозы, в ушах гудел-свистел утренник-ветер, перед глазами мелькали бугры, колодцы, замерзшие синие речонки, поломанные серые мостики, чахлые кустарники: Чапаев шел в наступление».
Умение, глядя на карту, представить себе изображенную на ней местность требует тренировки. Но прежде всего нужно твердо усвоить условные знаки и цифровые характеристики объектов, изображение типовых форм и деталей рельефа.
Условные знаки, принятые для наших топографических карт, как об этом уже говорилось выше, просты, удобны для запоминания и в большинстве своем имеют начертание, напоминающее внешний вид изображаемого местного предмета. Изучение условных знаков не представляет особых трудностей. Несколько сложнее запомнить буквенно-цифровые обозначения и подписи, применяемые для количественной и качественной характеристики местных предметов. Такими обозначениями, например, характеризуется лес: порода деревьев, их средняя высота и толщина, расстояние между ними.
Труднее всего научиться читать рельеф. Трудность заключается в том, что изображение таких, например, форм рельефа, как гора и котловина, хребет и лощина, выглядит на первый взгляд одинаково. Отличить их можно лишь по направлению скатов. Поэтому основная суть чтения рельефа заключается в умении быстро определять направление скатов. Специалист-топограф может легко и быстро определить направление ската в любом месте карты, пользуясь различными, подчас мало приметными признаками. Пользуясь рис. 23, попробуем определить направления скатов в каждом из шести примеров. На рис. 23,а направление ската определяет черточка на горизонтали, которая называется скатоуказателем. На рис. 23,6 даны подписи абсолютных высот двух точек. Вполне очевидно, что скат будет направлен от точки с большей высотой к точке с меньшей высотой.
Рельеф и местные предметы находятся в неразрывной взаимосвязи. Поэтому читать карту по этапам,— вначале местные предметы, а затем рельеф,— это все равно, что читать книгу по складам. Учиться читать карту нужно сразу по изображению рельефа и местных предметов.
Процесс чтения карты даже для натренированного человека всегда был и будет несколько более сложным, чем процесс чтения книги. И все же прочитать лист карты можно значительно быстрее, чем эквивалентную ему книгу. Подсчитано, что для передачи словами содержания одного листа карты масштаба 1 : 100 000 понадобится книга объемом в 400 страниц! Чтобы убедиться в этом, возьмите лист топографической карты, на котором изображены две-три реки, негустая дорожная сеть, десяток-два населенных пунктов, и попробуйте описать ее словами так, чтобы описание могло заменить вам карту. Вы сразу же легко убедитесь в том, что замена карты текстом дело почти невозможное.
Как определить масштаб
Обычно на каждой карте изображен линейный или численный масштаб. Но как быть, если по той или иной причине масштаб отсутствует? Опытный специалист по внешнему виду может сразу назвать масштаб рассматриваемой карты. Если же вы этого сделать не можете, то следует прибегнуть к следующим способам.
По километровой сетке. На всех топографических картах печатается километровая сетка. Стороны квадратов сетки соответствуют определенному количеству километров. Это легко узнать по подписям на выходах линий сетки у рамки карты. Допустим, что расстояние между двумя соседними линиями сетки равно 1 км. Измеряем это расстояние линейкой; у нас получается 2 см. Значит, масштаб карты в 1см 500 м (1000:2) или 1 :50 000.
По номенклатуре листа. Номенклатура — это буквенно-числовое название листа карты. Каждый масштабный ряд имеет свое обозначение, по которому нетрудно определить масштаб карты. Например:
| М-35; | масштаб 1 | 1 000 000 |
| М-35-А; | масштаб 1 | 500 000 |
| M-35-XI; | масштаб 1 | 200 000 |
| М-35—18; | масштаб 1 | 100 000 |
| М-35—18-А; | масштаб' 1 | 50 000 |
| М-35—18-А-б; | масштаб 1 | 25 000 |
| М-35— 18-А-6-1; | масштаб 1 | 10 000. |
По известным расстояниям. На картах крупного масштаба особым условным знаком изображаются километровые столбы на шоссейных дорогах. Стоит в таком^ме-сте измерить расстояние от одного столба до другого, и мы сразу узнаем масштаб карты (число сантиметров карты, соответствующее одному километру местности).
На других картах, например, масштаба 1 : 200 000, на дорогах поставлены расстояния в километрах между населенными пунктами. В этом случае надо измерить по карте линейкой расстояние в сантиметрах от одного населенного пункта до другого и подписанное количество километров разделить на расстояние в сантиметрах. Полученное число будет означать величину масштаба карты (число километров в одном сантиметре).
По измеренным расстояниям. В том случае, если мы находимся на местности, которая изображена на карте, масштаб ее можно определить непосредственным измерением расстояния между предметами, нанесенными на карту.
По длине дуги меридиана. Чтобы пользоваться этим способом, нужно твердо помнить, что одна минута по меридиану равна примерно 2 км (точнее 1,85). Подписи градусов и минут всегда даются на боковых сторонах рамки карты и, кроме того, каждая минута выделена шашечкой. На рис. 24 длина одной минуты равна 3,7 см. Значит, масштаб карты будет 1 : 50 000, т. е. один см на карте соответствует 0,5 км на местности. Для уяснения сущности масштаба решим несколько задач.
Задача 1. Масштаб карты 1 : 50 000. На какое число надо разделить знаменатель дроби, чтобы узнать длину линии местности, соответствующей 1 см карты?
Обычно расстояния на местности даются в метрах, а метр, как известно, содержит 100 см. Значит, знаменатель надо делить на 100 (50 000 : 100 = 500 м).
Для решения таких задач полезно запомнить правило: если в знаменателе масштаба зачеркнуть два последних нуля, то оставшееся число покажет, сколько метров местности содержится в 1 см на карте.
Задача 2. Какая карта крупнее, если масштаб одной 1 : 50 000, а другой 1 : 100 000 и во сколько?
Как уже нам известно, масштаб выражается в виде дроби, числитель которой равен единице, а знаменатель число, показывающее, во сколько раз все линии на карте меньше соответствующих линий на местности. А дробь при одинаковом числителе будет больше та, у которой меньше знаменатель. Значит, карта масштаба 1 : 50 000 будет крупнее карты масштаба 1 : 100 000 ровно в два раза.
А если вам встретится такое выражение: «Масштаб карты более 1 км в 1 см», что же это будет за карта? Крупнее или мельче, чем карта масштаба 1 : 100 000, у которой 1 см точно соответствует 1 км? Оказывается, мельче, потому что величина 1 км помещается в знаменателе, а чем больше знаменатель, тем мельче масштаб карты.
Как измерить расстояние
Чтобы определить расстояние между двумя точками, вначале измеряют это расстояние на карте, а затем, пользуясь численными или линейным масштабом карты, узнают действительное значение этого расстояния на местности. При пользовании численным масштабом измеренное на карте расстояние между двумя объектами в сантиметрах умножают на величину масштаба. Например, на карте масштаба 1 : 50 000 измеренное расстояние между двумя местными предметами 4,2 см. Величина масштаба 500 м, следовательно, искомое расстояние будет равно 4,2X500 м = 2100 м.
Значительно проще расстояния по карте определяются с помощью линейного масштаба. Для этого достаточно измерить циркулем, линейкой или полоской бумаги расстояние между заданными точками на карте, а затем приложить циркуль к линейному масштабу и снять отсчет.
В практике очень часто приходится измерять расстояния не по прямым, а по ломаным или извилистым линиям, например, длину маршрута по дорогам. В этом случае можно воспользоваться одним из следующих приемов.
Шагом циркуля.Устанавливается небольшой раствор циркуля, который называется шагом. Длина шага зависит от степени извилистости линии, но, как правило, не должна превышать 1 см. Одну иглу циркуля ставят в начальную точку маршрута, а вторую в направлении измеряемой линии. Поворачивая циркуль относительно одной из игл, «шагают» по маршруту. Общая длина маршрута равна числу шагов, умноженному на шаг циркуля в масштабе карты, плюс остаток, измеренный по линейному масштабу.
Способом наращивания раствора циркуля.Измеряемая кривая делится черточками на приблизительно прямолинейные отрезки. При работе циркуль сначала ставится одной ножкой на начальную точку кривой и раздвигается до тех пор, пока вторая ножка не совпадет с первой черточкой линии. Далее, держа эту ножку циркуля плотно на бумаге, поворачиваем первую ножку так, чтобы она стала на мысленном продолжении второго отрезка, то есть отрезка между 1-й и 2-й черточками. После этого, оставляя первую ножку в этом месте, раздвигаем циркуль до совпадения второй ножки со второй черточкой и так далее до конца маршрута. Конечный раствор циркуля будет соответствовать длине кривой в масштабе карты.
Полоской бумаги.Кривую линию небольшой протяженности легко измерить при помощи узенькой полоски бумаги. Поставив ее на ребро, совместить с измеряемой линией, изгибая ее там, где имеются извилины. Затем по линейному масштабу узнать общую длину кривой.
Курвиметром.Курвиметр — прибор для измерения кривых линий. Основанием курвиметра служит колесико, длина окружности которого известна. Вращение колесика передается на стрелку, поворачивающуюся по круговой шкале. Зная число оборотов колесика, катящегося по измеряемой линии, легко определить и ее длину. При измерении расстояния нужно стрелку установить на нулевое деление и прокатить колесико вдоль маршрута.
Полученный в сантиметрах отсчет умножить на величину масштаба и в результате получим действительное расстояние на местности. У курвиметров новых образцов шкалы на циферблате построены с учетом масштабов карт и отсчеты сразу же показывают расстояния в километрах и метрах.
С помощью лонгометра.Лонгометр представляет собой сетку квадратов со сторонами 3,82 мм каждый, построенную на прозрачной основе. Этот простой прибор предложен польским математиком Стейхаусом в 1930 году. Теоретическое обоснование метода измерения длины кривых линий с помощью лонгометра довольно сложно, и мы не будем его разбирать.
Лонгометр легко изготовить самим. На прозрачную основу наносят разными цветами две сетки квадратов, пересекающиеся под углом 30°. Для измерения длины линии лонгометр накладывают на карту так, чтобы концы измеряемой кривой оказались внутри сетки. Подсчитывают число сторон квадратов, пересекаемых измеряемой линией, по сетке одного цвета, затем, не сдвигая лонгометра,— по сетке другого цвета. Далее берут среднее арифметическое из отсчетов по двум сеткам, утроенное значение которого дает длину измеряемой линии в миллиметрах в масштабе карты.
Измеряя по картам расстояния любым из описанных выше способов, необходимо помнить, что на карте местность изображается с обобщениями. При ее составлении некоторые мелкие подробности местности не учитываются. Как правило, в результате этого на всех картах размеры кривых всегда получаются меньше действительных. Такое несоответствие находится в прямой зависимости от масштаба карты. Чем мельче масштаб, тем существеннее разница между действительным и измеренным расстоянием. Кроме того, уменьшение длины вызывается рельефом, так как при съемке местности на карту наносят не длину линий на поверхности Земли, а длину проекций этих линий на уровенную поверхность. Вследствие этих причин полученные по карте результаты измерения длины маршрута по дорогам следует увеличить с учетом характера местности и масштаба карты. В приведенной ниже таблице даны коэффициенты увеличения длины маршрута, полученные опытным путем.
| Характер местности | Масштаб карты | ||
| 1 : 500 000 | 1 : 100 000 | 1 : 200 000 | |
| Горная (сильно-пересеченная) | 1,15 | 1,20 | 1,25 |
| Холмистая (средне-пересеченная) | 1,05 | 1,10 | 1,15 |
| Равнинная (слабо-пересеченная) | 1,00 | 1,00 | 1,05 |
Как измерить площадь
Измерение площадей по карте требует использования вспомогательных приемов. О некоторых из них мы расскажем.
Геометрический способ.Измеряемая площадь разбивается на сеть треугольников, квадратов, трапеций. Площадь каждого из них вычисляют по известным правилам геометрии. Сумма площадей отдельных фигур даст общую площадь, заключенную в контуре. Для уменьшения ошибки разбивку желательно производить на равнобедренные треугольники. Для проверки общего результата данную фигуру можно вновь разбить на сеть треугольников или же, оставив старую, вычислять их площади, беря за основание другие стороны.
Площадь треугольника, как известно, равна половине произведения основания, умноженного на высоту. Значит, нужно в каждом треугольнике измерять две величины. Но можно воспользоваться специальной линейкой, с помощью которой можно сразу же получить площадь каждого треугольника в гектарах. Линейка изготовляется из картона или плотной бумаги шириной 2 или 4 см. На одной ее стороне наносятся деления, величина которых зависит от масштаба карты. Так, например, при измерениях площади по карте масштаба 1 : 10000 линейкой шириной 4 см каждые пять миллиметров будут соответствовать одному гектару.
Определение площадей основывается на равновеликое™ треугольников, имеющих равные основания и высоты. Так, например, нам требуется измерить площадь треугольника ABC. Через точку В проведем линию BD, параллельную АС. Наложим линейку так, чтобы нуль ее совпал с точкой А, а противоположный край линейки с точкой С. В этом случае отсчет у D даст искомую величину, так как в треугольниках ABCи ADCоснование и высота одинаковые.
Если измеряемый треугольник слишком велик и для него данная линейка мала, то основание треугольника и его площадь делят на равные части (2—3). Измеряют площадь одной из них и умножают на число частей (2— 3). Если каждая сторона треугольника меньше ширины
линейки, то одну из них нужно увеличить в 2—3 раза и полученную площадь разделить на это же число.
Линейкой можно измерить и площадь многоугольника, но в этом случае его надо предварительно разбить на сеть треугольников или превратить его в равновеликий треугольник.
С помощьюсетки квадратов.Очень удобно определять площадь при помощи миллиметровой сетки, которую наносят на прозрачную бумагу или пленку. Прикладывая такую сетку на контур карты, подсчитывают число квадратных миллиметров, покрывающих площадь, причем доли миллиметров определяют на глаз. Зная, чему соответствует 1 мм2 карты на местности, легко определить площадь на карте.
Величину одного квадратного миллиметра нетрудно определить, зная масштаб карты. Например, на карте масштаба 1 : 100 000—1 мм соответствует 100 м, значит, в 1 мм2 будет один гектар (100X100 м).
Планиметром и перочинным ножом.Для измерения площадей специалисты обычно применяют особые приборы, называемые планиметрами. Основной принцип всех видов планиметров заключается в том, что каждую поверхность можно преобразовать в прямоугольник (треугольник), основание которого равно длине рычага планиметра, а высота — произведению числа оборотов колесика на его окружность. Обводя иглой, расположенной на конце рычага, контур измеряемой площади, на ободе колесика получают отсчет, равный площади, заключенной в контуре.
Мы не будем детально рассматривать принцип действия планиметра и его устройство. Вместо этого предложим читателю оригинальный способ измерения площадей с помощью обычного перочинного ножа.
Раскройте большое лезвие ножа полностью, а малое наполовину. Найдите на глаз «центр тяжести»
«О» фигуры, площадь которой измеряется, и установите на него острие малого лезвия. При таком положении сделайте нажимом большого лезвия на бумаге метку. Затем возьмите двумя пальцами малое лезвие и передвигайте острие его из центра о по прямой линии в какую-нибудь точку а и от нее продолжайте обводить контур фигуры, а затем по линии ао вновь верните его в точку о. В этом положении сделайте нажимом большого лезвия новую метку на бумаге. Расстояние п между двумя метками и расстояние в между точками соприкосновения лезвий ножа с бумагой измерьте по масштабу карты и определите площадь фигуры по весьма простой формуле s = b*n.
Для повышения точности необходимо измерения проделать дважды при взаимно противоположных положениях лезвий. Причем при втором измерении малое лезвие следует передвигать в обратном направлении. Среднее из двух таких измерений даст возможность определить площадь фигуры с точностью 2—3 процента.
Взвешиванием фигур.Нанесите на плотную толстую бумагу фигуру, площадь которой S1 точно известна, вырежьте ее и определите на чувствительных весах ее вес Pi. На такую же бумагу перенесите с карты измеренную площадь S2. Вырежьте и определите вес Р2 этой фигуры. Затем, пользуясь отношением
S1/S2 = P1/P2,
определите искомую площадь.
На местности с картой
С помощью карты можно ориентироваться на местности и точно выдержать намеченный путь. Но прежде необходимо научиться правильно ориентировать карту и находить на ней точку стояния.
Ориентировать карту — это значит расположить ее так, чтобы верхняя сторона рамки была направлена на север, а нижняя — на юг. Для этого с помощью компаса
найдите направление на север и в этом направлении заметьте какой-либо предмет. Поверните карту 1ак, чтобы ее верх был направлен на этот предмет, и карта будет ориентирована.
Ориентировать карту можно и другим способом. Встаньте на какую-нибудь линию местности, обозначенную на карте. Допустим, такой линией будет дорога. Поверните карту так, чтобы направление условного знака дороги совпало с направлением дороги на местности. При этом нужно убедиться, что предметы справа и слева от дороги имеют такое же расположение, что и на карте. Если это условие выполнено, то карта ориентирована правильно.
После ориентирования карты определите на ней точку своего стояния. Проще всего это сделать по какому-нибудь местному предмету, изображенному на карте. Ус-
Рис. 36. Точка стояния получается в пересечении направлений, проведенных от местных предметов через соответствующие условные знаки.
х, 37, Подготовка карты для движения по маршруту от селения Стрельцы до селения Вилки.
ловный знак этого предмета будет указывать точку стояния.
Допустим, вы находитесь на шоссе у переезда через железную дорогу. Найдите на карте изображение железной дороги и шоссе. Пересечение условных знаков шоссе и железной дороги укажет вашу точку стояния.
Несколько труднее определяется точка стояния в том случае, когда поблизости нет никаких местных предметов. Тогда вам придется применить следующий прием.
Ориентируйте карту, найдите на местности два заметных предмета и опознайте их на карте. Затем проведите на карте направления от местных предметов через условные знаки этих предметов. Для этого можно воспользоваться визирной линейкой или карандашом. Точка пересечения этих направлений будет точкой вашею стояния (рис. 36).
А теперь разберем пример движения по маршруту с помощью карты. Допустим, вы решили совершить небольшой поход от селения Стрельцы до селения Вилки (рис. 37). Для этого на карте предварительно наметьте мягким карандашом линию маршрута. Она пройдет по грунтовым дорогам через поселок Октябрьск. Вдоль маршрута выберите основные ориентиры, которые должны встретиться вам на пути движения. Такими ориентирами могут быть намечены развилка дорог у селения Змейка и мост через реку Прая у поселка Октябрьск. Ориентиры делят весь маршрут на три участка. Пользуясь масштабом карты, определите длину каждого участка и рассчитайте время, которое потребуется вам для движения по отдельным участкам со скоростью, например, четыре километра в час. Эти данные запишите на карте. Они пригодятся для контроля движения.
Будем считать, что вы закончили подготовку карты и можете отправляться в путь. Первая ваша задача — выйти из селения Стрельцы на дорогу, которая ведет в поселок Октябрьск. Для этого выйдите в центр селения и ориентируйте карту. По карте видно, что около церкви нужно свернуть влево от главной улицы в проезд. Поверните в этот проезд и пройдите по нему до окраины селения. Вы вышли на дорогу, которая ведет к поселку Октябрьск. Чтобы убедиться в этом, достаточно приближенно (на глаз) ориентировать карту, определить на ней свою точку стояния и сличить ее с местностью. Вдали вы
увидите заводские трубы, расположенные в поселке Октябрьск и в селении Змейка. Местоположение этих населенных пунктов точно соответствует положению их на карте. Значит, вы вышли из селения правильно.
Теперь идите к развилке дорог, которая должна встретиться через тридцать минут ходьбы. У развилки дорог снова ориентируйте карту и сличите ее с местностью. Убедившись в том, что развилка именно та, которая намечена в качестве ориентира, поворачивайте влево и идите вдоль железной дороги к поселку Октябрьск.
Дальше надо пройти через поселок Октябрьск к мосту, от которого идет дорога в селение Вилки. Обратитесь опять к карте. Она показывает, что вы должны продолжать движение вдоль железной дороги, миновать станцию и, достигнув переезда, повернуть направо, затем пройти прямо по улице, ведущей к мосту. Идите по этому маршруту, постоянно проверяя правильность движения путем сличения карты с местностью. Достигнув моста, ориентируйте карту, и с ее помощью найдите дорогу в селение Вилки. Продолжая по ней движение, вы через сорок пять минут достигнете конечного пункта маршрута.
Как устроен компас
При ориентировании на местности часто применяется компас. По своей конструкции компасы различны. Но если мы изучим устройство компаса какого-либо одного типа, то без особого затруднения можем пользоваться любым другим.
Основная часть каждого компаса — магнитная стрелка. Она имеет свойство сохранять свое направление с юга на север. Стрелка помещается в специальной коробке, размеры и устройство которой определяют тип компаса.
Наиболее распространен и удобен в работе на местности компас Адрианова, показанный на рис. 38. Коробка такого компаса сделана из непрозрачной пластмассы. Внутри коробки помещена круговая шкала, разделенная на 360°. На ней имеются буквы С, Ю, В, 3, что означает: север, юг, восток и запад. На некоторых компасах буквы С нет, но там, где она должна быть, помещен большой треугольный штрих. Сверху на коробке компаса укреплена вращающаяся крышка с прорезью и мушкой для визирования. Против мушки и прорези имеются указатели для отсчетов по шкале. Два ушка снаружи служат для крепления ремешка.
Рис 38. Основные части компаса Адрианова.
Стрелка компаса в нерабочем состоянии закрепляется тормозом. Северный конец стрелки, указатели для отсчетов и штрихи на шкале, соответствующие основным сторонам горизонта'(С, Ю, В, 3), покрыты светящейся краской, что позволяет пользоваться компасом ночью.
В свободно подвешенном состоянии магнитная стрелка своими концами будет направлена на север и на юг.
Но это лишь приближенно. Дело в том, что стрелка располагается не по направлению истинного (географического) меридиана, а по направлению так называемого магнитного меридиана (рис. 39). Угол между истинным меридианом и магнитным называется склонением магнитной стрелки. Склонение для каждой местности различно. Оно может быть восточным (со знаком +) или западным (со знаком — )\ Величина его для большей части территории Европы и Азии не превышает 5—7°, за исключением районов магнитных аномалий. Поэтому во многих случаях можно считать, что магнитный меридиан практически совпадает с истинным, и северный конец магнитной стрелки показывает направление примерно на север. Однако для более точного ориентирования, особенно при движении по азимутам, нужно учитывать величину склонения, которая указывается на топографических картах.
Рис 39, Меридианы и азимуты.
С помощью компаса можно легко определить стороны горизонта. Для этого отпустим тормоз магнитной стрелки и установим компас горизонтально. Затем повернем его так, чтобы северный конец магнитной стрелки оказался против буквы С, которая обозначает север. При таком положении компаса буквы В, 3 и Ю укажут направления
на восток, запад и юг. В любом из этих направлений можно выбрать на местности какой-либо ориентир, который и будет в дальнейшем использован для ориентирования в движении.
Что такое азимут
На местности чаще приходится совершать движение не по направлениям на стороны горизонта, а по любым другим заданным направлениям. Как же в таких случаях пользоваться компасом?
Предположим, что мы стоим в центре круга, разделенного на 360 частей и повернутого так, что его нулевой штрих указывает на север. Остальные штрихи будут направлены от нашей точки в разные стороны. Пользуясь отсчетами, нанесенными около штрихов, можно указать направление на любой ориентир. Например, мы видим, что заводская труба находится против штриха с отчетом 300. Это значит, что труба расположена от нас в направлении, которое определяется указанным отсчетом. Что же представляет, собой этот отсчет? Вспомним, что наш круг разделен на 360 частей. Значит, каждая часть составляет один градус. Круг мы ориентировали нулевым штрихом на север. Следовательно, линия, проходящая через центр круга и нулевой штрих, соответствуют меридиану. Теперь нетрудно догадаться, что наш отсчет показывает угол в градусах, измеренный по ходу часовой стрелки от северного конца меридиана до направления на ориентир. Этот угол называется азимутом. Если угол измерен от истинного меридиана, то азимут называется истинным. Если же угол измерен от магнитного меридиана, то азимут называется магнитным.
Магнитные азимуты на местности определяются с помощью компаса по его круговой шкале. Шкала разделена штрихами на 120 делений. Каждое деление между двумя штрихами соответствует трем градусам (360:120 = =3). Градусы обозначены цифрами по ходу часовой стрелки через каждые 5 делений шкалы. Это значит, что подписи даны через каждые 15° (0, 15, 30, 45 и т. д.).
Зная, чему равно деление между двумя штрихами, легко определить отсчет в любом месте шкалы. Для примера определим отсчет против указателя у мушки, положение которого дано на рис. 38. Ближайший к указателю меньший отсчет, подписанный на шкале,— 330°. К этому отсчету прибавим количество делений в градусах от штриха с этим отсчетом до указателя. Таких делений два. Зная, что каждое из них равно 3°, получим отсчет 336°. Этот отсчет будет азимутом направления, проходящего через прорезь и мушку.
Чтобы определить на местности азимут направления на какой-либо ориентир, встанем лицом к этому предмету, отпустим тормоз магнитной стрелки и придадим компасу горизонтальное положение. Когда успокоится магнитная стрелка, совместим нулевое деление шкалы с северным концом стрелки. В этом положении компас будет ориентирован, т. е. нулевой штрих шкалы укажет направление на север. Затем, не сбивая ориентировки компаса, повернем его крышку так, чтобы прорезь была направлена к нам, а мушка — точно в сторону ориентира. Такое положение крышке можно придать, если посмотреть через прорезь и мушку на наблюдаемый предмет. При этом нужно все время следить, чтобы северный конец магнитной стрелки был совмещен с нулевым делением шкалы. Отсчет против указателя у мушки покажет значение магнитного азимута на данный ориентир.
С помощью компаса можно решить и обратную задачу, т. е. по заданному магнитному азимуту найти на местности нужное направление. Такие задачи приходится решать при движении по азимутам.
Чтобы найти на местности нужное направление по заданному азимуту, следует установить указатель у мушки на отсчет, равный этому азимуту, и отпустить тормоз магнитной стрелки. Затем установить компас в горизонтальное положение и ориентировать его так же, как и при определении азимута на предмет. Не сбивая ориентировки компаса, нужно посмотреть на местность через прорезь и мушку, и на этой линии заметить какой-либо ориентир. Направление от точки стояния на этот ориентир будет соответствовать заданному азимуту.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 1562; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!