Решение геодезических задач по топографической карте

Решение геодезических задач по топографической карте

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт геологии и нефтегазодобычи

Кафедра кадастра и геоинформационных систем

Лабораторная работа №1

по геодезии на тему:

РЕШЕНИЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПО ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ КАРТЕ

Выполнил

студент группы ПГД-14-1

Привалов Александр

Тюмень 2014

Цель работы: Изучить топографические карты, а также научится решать типовые геодезические задачи по картам

Порядок выполнения работы:

1.      Изучить структуру и содержание топографической карты

.        Условные знаки

.1.     Внемасштабные условные знаки

.2.     Площадные (масштабные) условные знаки

.3.     Линейные условные знаки

.4.     Поясняющие подписи и надписи

.        Измерить расстояния между точками А, В, С, используя численный, линейный и поперечный масштабы

.        Определить прямоугольные координаты точек А, В, С

.        Определить географические (геодезические) координаты точек А, В, С

.        Измерить углы ориентирований линий АВ, ВС, СА

.1.     Измерить дирекционные углы

.2.     Вычислить истинные азимуты

.3.     Вычислить магнитные азимуты

.        Определить абсолютные высоты точек А, В, С

.        Вычислить превышения между точками

.        Определить уклоны и углы наклона линий АВ, ВС, СА

.        Построить профиль местности по линии АВ

1. Изучить структуру и содержание топографической карты

Структура

Математическая часть:

а) картографическая проекция и градусная сетка,

б) масштаб карты,

в) опорные пункты,

г) рамка карты;

Физико-географическая часть:

а) гидрография,

б) рельеф,

в) почвенно-растительный покров,

г) другие физико-географические объекты; Социально-экономическая часть:

а) населённые пункты,

б) пути сообщения и средства связи,

в) промышленные, сельскохозяйственные и лесохозяйственные объекты,

г) культурные объекты: учреждения народного просвещения, здравоохранения, социального обеспечения и археологические памятники,

д) элементы административно-политического деления территории - государственные и административные границы, столицы и административные центры, таможни и другие социально-политические объекты.

Содержание - главная часть любой географической карты, в том числе топографической, - может быть разделено на отдельные географические элементы по однородным группам объектов, изображающихся на карте, например,

·   геодезические и астрономические пункты;

·        населенные пункты и отдельные строения;

·        промышленные, сельскохозяйственные и социально-культурные объекты;

·        гидрография (береговая линия морей, озер, прудов и других водоемов, прибрежная полоса морей, реки, ручьи, каналы, канавы, естественные и искусственные источники и гидротехнические сооружения);

·        дорожная сеть (железные и автогужевые дороги, тропы) и дорожные сооружения;

·        рельеф суши, дна морей, крупных рек и водоемов;

·        растительный покров;

·        грунты, болота, солончаки, поверхности с микрорельефом;

·        границы и ограждения.

На картах помечаются географические названия, пояснительные подписи и численные характеристики местных предметов.

. Условные знаки

Внемасштабные условные знаки применяются для изображения на карте или плане таких объектов, которые не могут быть предъявлены в соответствующем масштабе из-за их небольших размеров. (примеры внемасштабных условных знаков[3] в приложении №1)

Площадные (масштабные) условные знаки применяются для изображения в масштабе карты или плана объектов, занимающих на местности значительную площадь; эти знаки всегда масштабны. (примеры площадных условных знаков[4] в приложении №1)

Линейные условные знаки применяются для изображения на карте или плане линейных объектов: дороги, реки, границы и т.д. Длина таких объектов выражается в масштабе карты или плана, а их ширина - вне масштаба. (примеры линейных условных знаков[1] в приложении №1)

Поясняющие условные знаки служат для обеспечения более полной характеристики изображаемых на карте или плане объектов, и они применяются в сочетании с масштабными и внемасштабными знаками. Собственные названия изображаемых объектов (топонимы) и различные надписи на картах или планах также носят характер пояснительных условных знаков. (примеры поясняющих условных знаков[2] в приложении №1)

. Измерить расстояние между точками А, В, С, используя численный, линейный и поперечный масштабы

1.      АВ = 141,5мм*50000 = 7035000 мм = 7075 м.

.        ВС = 161,0мм*50000 = 8070000 мм = 8050 м.

.        СА = 118,0мм*50000 = 5905000 мм = 5900 м.

Б) Линейный масштаб рассчитывается с помощью масштабной линейки и измерителя (результаты измерений расстояний АВ, ВС и СА приведены в приложении №3)

В) Поперечный масштаб рассчитывается с помощью измерителя и построенной номограммы (результаты измерений расстояний АВ, ВС и СА приведены в приложении №3)

Таблица №1

. Определить прямоугольные координаты точек А, В, С

1.      =  + Д  = 5425 км Д = 6,9 мм*50 = 345 м.

 25291 км  = 2,1 мм*50 = 105 м.

 =  + Д  = 5429 км Д = 8,05 мм*50 = 402,5 м.

 25296 км  = 17,1 мм*50 = 855 м.

 =  + Д  = 5421 км Д = 9,5 мм*50 = 475 м.

 25295 км  = 11,5 мм*50 = 575 м.

Таблица №2

. Определить географические (геодезические) координаты точек А, В, С

1.         =  + Д  = 48°55ʹ Д = 32ʹʹ

 =  + Д  = 66°09ʹ Д = 54ʹʹ

2.         =  + Д  = 48°57ʹ Д = 49ʹʹ

 =  + Д  = 66°13ʹ Д = 30ʹʹ

3.         =  + Д  = 48°53ʹ Д = 32ʹʹ

 =  + Д  = 66°12ʹ Д = 49ʹʹ

Таблица №3

6. Измерить углы ориентирований линий АВ, ВС, СА

Измерить дирекционные углы

 = 59°  = 188°30ʹ  = 311°

Вычислить истинные азимуты по формуле: А=б-г, где г=1°58ʹ

 = 59° - 1°58ʹ = 57°02ʹ

 = 188°30ʹ - 1°58ʹ = 186°32ʹ

 = 311° - 1°58ʹ = 309°02ʹ

Вычислить магнитные азимуты по формуле: =А-д, где д=3°19ʹ

 = 57°02ʹ + 3°19ʹ = 60°21ʹ

 = 186°32ʹ + 3°19ʹ = 189°51ʹ

 = 309°02ʹ + 3°19ʹ = 312°21ʹ

Найти расчетные углы по формулам:

= °, где =46°  = 59° - 46° + 180° = 193°

 =°, где =58° = 193° - 58° + 180° = 315°

=°, где °=315°-76°+180°=419°-360°=59°

Рассчитать разницу между измеренными и расчетными дирекционными углами - Д

Таблица №4

7. Определить абсолютные высоты точек А, В, С

 =  + *   = 20м + *10м = 27 м

 =  + *   = м + *10м = 44,7 м

 =  + *   = м + *10м = 85,4 м

Таблица №5

. Вычислить превышения между точками А, В, С

 =  -   = 44,7 м - 27 м = 17,7

 =  -   = 27 м - 85,4 м = -58,4

Таблица №6

топографический карта азимут уклон

9. Определить уклоны и углы наклона линий АВ, ВС, СА

Угол наклона рассчитывается по формуле:

tgн =  

1.      = arctg = arctg = 0,143°

.        = arctg = arctg = 0,290°

.        = arctg = arctg = -0,567°

Уклон рассчитывается по формуле:

 =

.        ===0,0025*100%= 0,25% *1000% = 2,5‰

.        ===0,0051*100% = 0,51% *1000% = 5,1‰

.        ===-0,0099 *100% = -0,99% *1000% = -9,9‰

Таблица №7

. Описание карты

)        Физико-географические условия в полевой сезон

Город Тюмень располагается на реке Туре, в юго-западной части Западно-Сибирской низменности.

Климат городского округа города Тюмень резко-континентальный, он зависит от физических свойств воздушных масс Азиатского материка и атмосферных явлений, приходящих из Европы. Климатические условия характеризуется суровой продолжительной зимой с длительными морозами и устойчивым снежным покровом, коротким теплым летом, непродолжительными и безморозными переходными периодами. На изменчивость погоды оказывает влияние резкая смена циклонов и антициклонов.

Город Тюмень не защищен горами ни с севера - от вторжения холодного арктического воздуха, ни с юга - от теплых воздушных масс казахских степей и пустынь Средней Азии. С запада часто прорываются через невысокие Уральские горы теплые, влажные ветры Атлантического океана. Свободный воздухообмен и осуществление меридиональной циркуляции, вносит существенные нарушения в распределение давления и вызывает особенно резкие колебания температуры, как в течение месяцев, так и в суточный период. В итоге погода в городе Тюмени неустойчива в любой сезон года.

По гидрометеорологическим условиям территория города Тюмень хорошо изучена, находится в переходной зоне от южной тайги к северной лесостепи и входит в строительно-климатическую зону IВ.

Рассматриваемая территория характеризуется следующими климатическими параметрами: Средняя годовая температура воздуха - +0,7єС. Средняя температура воздуха самого холодного месяца в году - января, -17,2єС. Средняя температура воздуха самого теплого месяца - июля, +17,8єС. Абсолютный минимум температуры воздуха - -46єС. Абсолютный максимум температуры воздуха - +39єС. Годовая абсолютная амплитуда колебания температуры воздуха - 85єС. Продолжительность безморозного периода - 121 день. Периоды с температурой воздуха выше 0є - 197 дней, выше 5є - 164 дня, выше 10є - 125 дней, выше 15є - 79 дней. Относительная влажность воздуха составляет в среднем 75%. Влажность воздуха изменяется по месяцам от 59% до 83%. Наибольшие величины влажности приходятся на холодные месяцы, наименьшие - на весенние месяцы. Сумма годовой испаряемости, меняясь в многолетнем цикле от 400 до 700 мм, составляет 695 мм. Сумма осадков за год составляет 524 мм, за теплый период выпадает 365 мм. Суточный максимум осадков - 111 мм в виде ливня. Продолжительность периода с устойчивым снежным покровом - 151 день. Средняя высота снежного покрова - 34 см, максимальная - 65 см (снежный покров значительно колеблется по мощности, в зависимости от времени года и защищенности места замера от ветра). Средняя глубина промерзания почвы - 103 см, наибольшая - 182 см. Средняя годовая скорость ветра составляет 3,4 м/сек.

В городской среде климат формируется под воздействием антропогенных факторов. На территории города температура воздуха летом обычно на 4-5°, а зимой на 10-15° выше, чем в пригороде; меньше дней в году с морозами; на 5-7 дней раньше начинается весна, и позднее на 8-16 дней приходит зима.

)        Топографо-геодезическая изученность в районе работ

В районе работ есть геодезические сети, есть карты этого района. Изучаемая мною карта имеет масштаб 1:50000 с высотой сечения 10 м, составлена в 1977 году.

)        Рельеф местности

На юге изучаемого района наблюдается горный рельеф. Постепенно к северу высота спадает, местность становится более ровной, однако встречаются небольшие возвышенности.

Максимальная высота на карте - 134,6 м.

Уклоны рельефа пологие, их значения не превышают 1 %.

)        Дорожная сеть

Дорожная сеть развита достаточно хорошо. Вдоль северной части карты проложена асфальтированная дорога со съездом на проселочную дорогу. Для ее постройки были созданы искусственные насыпи и обрывы, чтобы выровнять трассу.

Также на западе идет шоссе, направленное на юг.

Асфальтированная автомагистраль и шоссе имеют места пересечения с гидрографией. В таких местах установлены мосты. На автомагистрали мосты каменные, на шоссе встречаются как деревянные мосты, так и железобетонный мост.

)        Населенные пункты

На карте можно увидеть достаточно крупный город Предивинск (300 000 - 500 000 населения), поселки сельского и дачного типа: Новичиха (165 домов) и Ильинка (8 домов).

)        Растительность

Наличие рисовых полей, кустарников, редколесья на севере, луговых трав близ реки Кучук, наличие камышовых и тростниковых зарослей в центральной части карты, садов в поселке, сочетание отдельно стоящих деревьев с сухостоем в юго-западной части, редких лесов и кустарников в юго-восточной обеспечивают растительность данного участка карты.

)        Гидрография

Данный участок карты обусловлен наличием трех рек: Уса на западе, Кучук на севере и Иня на юге. Уса и Кучук пересекаются с транспортной сетью. Иня впадает в Усу, средняя глубина которой 12,3 метра. Близ поселка Ночивиха расположено большое озеро Кучукское, в которое впадает река Кучук, и она же из него вытекает. В южной части карты, блищ реки Иня, есть проходимые болота.

Заключение

В ходе данной лабораторной работы я познакомился с топографической картой масштаба 1:50 000, её структурой и содержанием. Данная карта относится к среднемасштабным. На основе полученных знаний научился решать начальные практические задачи по ней. Узнал о четырёх группах условных знаков. Научился рисовать их с учетом масштаба карты. Вычислил расстояние между точками А, В, С тремя способами. Увидел, что существуют различия в измерении между численным, линейным и поперечным масштабами. Ошибки составили до 10м, что допускается в учебных целях. Наиболее точным оказалось измерение расстояния между точками поперечным масштабом.

Узнал об уклонах линий, а также об углах наклона. Рассчитал их по соответствующим формулам. Определил уклон как в процентах, так и в промилле и узнал, где это применяется. На основе данных о высотах двух точек построил по профиль рельефа местности по линии. Работа геодезиста делится на полевые и камеральные работы. Полевые осуществляются непосредственно на месте, там проводят все необходимые измерения для разного рода задач, в том числе и для составления топографических карт и планов. Камеральные же работы основаны на оценке и изучении карт и планов. Лабораторная работа № 1 была, своего рода, камеральной и учила меня работе с картами и планами.