Сущность изображения на картах рельефа горизонталями учебные материалы
Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Сущность изображения на картах рельефа горизонталями учебные материалы». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.
Высота сечения рельефа определяется как расстояние между соседними плоскостями, образующими горизонтали (разность уровней смежных плоскостей). Исходя из отображения этих линий определяется следующий термин, описывающий особенности поверхности местности — заложение. Оно определяется как расстояние между нанесенными на схему смежными горизонталями.
Изображение рельефа на карте
Рельеф изображается на топографических картах посредством горизонталей – замкнутых кривых линий равной высоты над уровнем моря.
Определение 1
Горизонталь – линия равных абсолютных высот земной поверхности.
Рисунок и взаимное расположение горизонталей показывает отноистельной положение, связь и форму неровностей изображаемой поверхности. Горизонтали обладают следующими характеристиками: высота сечения и заложение.
Определение 2
Высота сечения горизонталей – расстояние (по высоте) между смежными секущими поверхностями.
Высота сечения определяется характером местности и масштабом карты. Эта характеристика указывается на каждом листе карты в текстовой форме под рамкой с южной стороны.
Горизонталь – это замкнутая линия, изображающая на карте горизонтальный контур неровностей, все точки которого на местности расположены на одной высоте над уровнем моря (линия равных высот).
На примере рисунка 1 рассмотрим сущность изображения рельефа горизонталями. На рисунке показан остров с вершинами А и В и береговой линией D, E, F. Замкнутая кривая d, e, f представляет собой изображение береговой линии в плане. Поскольку береговая линия является сечением острова уровенной поверхностью океана, изображение этой линии на карте представляет собой нулевую горизонталь, все точки которой имеют высоту, равную нулю.
Рисунок 1. – Сущность изображения рельефа горизонталями
Допустим, что уровень океана поднялся на высоту h, тогда образуется новое сечение острова воображаемой секущей плоскостью h–h. Проектируя это сечение с помощью отвесных линий, получим на карте изображение первой горизонтали, все точки которой имеют высоту h. Точно так же можно получить на карте изображение и других сечений, выполненных на высотах 2h, Зh, 4h и т.д. В результате на карте будет иметь место изображение рельефа острова горизонталями. При этом рельеф острова изображается тремя горизонталями, охватывающими остров целиком, и двумя горизонталями, охватывающими отдельно каждую из вершин. Вершина А несколько выше 4h, а вершина В несколько выше 3h относительно уровня океана. Скаты возвышенности А круче, чем скаты возвышенности В, поэтому в первом случае горизонтали на карте расположены ближе друг к другу, чем во втором.
Из рисунка 1 видно, что способ изображения рельефа горизонталями позволяет правильно не только отображать формы рельефа, но и определять высоты отдельных точек земной поверхности по высоте сечения рельефа и крутизне скатов. На топографических картах горизонтали проводятся толщиной 0,1 мм.
Определение крутизны скатов с помощью глазомера, пальцев руки, по формуле и с помощью эклиметра
Правильное определение крутизны скатов в полевых условиях очень важно для оценкипроходимости местности. Для того чтобы оценивать крутизну скатов на глаз, надо изучить на местности и закрепить в зрительной памяти крутизну нескольких типичных скатов 15, 30, 45, 60 градусов, а затем путем мысленного сравнения с ними определять крутизну других скатов.
Следует всегда помнить, что снизу, от подошвы возвышенности, скат всегда кажется круче, чем в действительности. Более точные результаты определения крутизны скатов получаются, если зайдя сбоку ската, сравнить его на глаз с величиной какого-либо имеющегося целлулоидного треугольника. Величины его углов должны быть заранее известны.
Измерив заранее углы между расставленными возможно шире большим, указательным и средним пальцами руки, можно пользоваться и этимиуглами для оценки на глаз крутизны скатов.
Конспекты по боевой подготовке
Определение по карте направления понижения и крутизны скатов
Направление понижения скатов определяется на карте по указателям скатов на горизонталях, а также путем сравнения отметок высот точек и горизонталей: понижение ската будет всегда в сторону меньшей отметки; цифры отметок горизонталей своими основаниями направлены в сторону понижения ската.
Крутизна ската определяется по величине заложения: чем больше величина заложения, тем скат круче; чем больше величина заложения, тем скат более пологий.
На топографических картах масштабов 1 : 25 000, 1 : 50 000 и 1 : 100 000 основная высота сечения рельефа подобрана таким образом, что заложению между основными горизонталями в 1 см соответствует крутизна ската 1,2º (округленно 1º).
Из этой взаимозависимости между заложением, высотой сечения и крутизной ската можно вывести следующее правило: во сколько раз заложение меньше (или больше) одного сантиметра, во столько раз крутизна ската больше (или меньше) одного градуса. Отсюда следует, что заложению в 1 мм соответствует крутизна ската 12º (округленно 10º), заложению в 2 мм — 6º (округленно 5º), заложению в 5 мм – 2,4º (округленно 2º) и т.д.
Более точно крутизна ската может быть определена с помощью специального графика, называемого шкалой заложений.
Вдоль горизонтального основания шкалы подписаны цифры, обозначающие крутизну скатов в градусах. На перпендикулярах к основанию отложены соответствующие им заложения.
Шкала заложений дается для двух высот сечений: одна – для заложения между основными горизонталями, другая – для заложений между утолщенными горизонталями.
Для определения крутизны ската по шкале заложения следует измерить расстояние между двумя смежными сплошными горизонталями в нужном направлении и отложить его на шкале заложений так, как показано на рисунке:
Отсчет внизу на шкале против отложенного отрезка укажет крутизну ската в градусах. В нашем примере крутизна ската между точками а и б равна 3,5º.
На крутых скатах, где горизонтали проходят близко одна от другой, крутизну удобнее определять по утолщенным горизонталям.
Для этого измеряют отрезок между соседними утолщенными горизонталями, отложив этот отрезок на правой части шкалы, как показано на рисунке:
определяют крутизну ската. В нашем примере крутизна ската между точками m и n равна 10º.
Высота сечения рельефа определяется как расстояние между соседними плоскостями, образующими горизонтали (разность уровней смежных плоскостей). Исходя из отображения этих линий определяется следующий термин, описывающий особенности поверхности местности — заложение. Оно определяется как расстояние между нанесенными на схему смежными горизонталями.
Определить направление ската в заложении можно, представив перпендикуляр к горизонтали, которая лежит в его основании. Величина наклона (угол ската) обратно пропорциональна заложению. Здесь скат является гипотенузой прямоугольного треугольника, катеты которого равны заложению и высоте сечения. Соответственно скат всегда больше, чем заложение.
Горизонталь – это замкнутая линия, изображающая на карте горизонтальный контур неровностей, все точки которого на местности расположены на одной высоте над уровнем моря (линия равных высот).
На примере рисунка 1 рассмотрим сущность изображения рельефа горизонталями. На рисунке показан остров с вершинами А и В и береговой линией D, E, F. Замкнутая кривая d, e, f представляет собой изображение береговой линии в плане. Поскольку береговая линия является сечением острова уровенной поверхностью океана, изображение этой линии на карте представляет собой нулевую горизонталь, все точки которой имеют высоту, равную нулю.
Рисунок 1. – Сущность изображения рельефа горизонталями
Допустим, что уровень океана поднялся на высоту h, тогда образуется новое сечение острова воображаемой секущей плоскостью h–h. Проектируя это сечение с помощью отвесных линий, получим на карте изображение первой горизонтали, все точки которой имеют высоту h. Точно так же можно получить на карте изображение и других сечений, выполненных на высотах 2h, Зh, 4h и т.д. В результате на карте будет иметь место изображение рельефа острова горизонталями. При этом рельеф острова изображается тремя горизонталями, охватывающими остров целиком, и двумя горизонталями, охватывающими отдельно каждую из вершин. Вершина А несколько выше 4h, а вершина В несколько выше 3h относительно уровня океана. Скаты возвышенности А круче, чем скаты возвышенности В, поэтому в первом случае горизонтали на карте расположены ближе друг к другу, чем во втором.
Из рисунка 1 видно, что способ изображения рельефа горизонталями позволяет правильно не только отображать формы рельефа, но и определять высоты отдельных точек земной поверхности по высоте сечения рельефа и крутизне скатов. На топографических картах горизонтали проводятся толщиной 0,1 мм.
Высота сечения рельефа определяется как расстояние между соседними плоскостями, образующими горизонтали (разность уровней смежных плоскостей). Исходя из отображения этих линий определяется следующий термин, описывающий особенности поверхности местности — заложение. Оно определяется как расстояние между нанесенными на схему смежными горизонталями.
Определить направление ската в заложении можно, представив перпендикуляр к горизонтали, которая лежит в его основании. Величина наклона (угол ската) обратно пропорциональна заложению. Здесь скат является гипотенузой прямоугольного треугольника, катеты которого равны заложению и высоте сечения. Соответственно скат всегда больше, чем заложение.
Изображение рельефа на топографических картах
Местность очень редко представляет собой плоские участки земной поверхности, чаще она состоит из многих выпуклых или вогнутых неровностей, различных по форме и размерам. Эти неровности принято называть рельефом местности.
Рельеф наряду с другими природными условиями существенно влияет на почвообразовательные процессы, климат, растительность, а также на характер и степень хозяйственного освоения и инженерного оборудования местности. Он в значительной степени определяет характер и размещение местных предметов – гидрографии, дорожной сети, населенных пунктов и т. п.
Являясь одним из важнейших топографических элементов, оказывающих наиболее существенное влияние на боевое использование местности, рельеф усиливает или ослабляет тактическое значение местных предметов.
Отсюда ясно, какое важное значение, особенно в военном деле, имеют всестороннее изучение и учет особенностей рельефа при решении различных вопросов, связанных с оборудованием и использованием местности и отдельных местных предметов.
Исходя из этого, одно из основных требований, предъявляемых к топографическим картам всех масштабов, заключается в том, чтобы они с максимальной подробностью и точностью изображали не только местные предметы, но и рельеф местности. Без этого даже самый подробный план не даст цельного и наглядного представления о местности и ее тактических свойствах.
Для изображения рельефа на картах и планах применяются особые способы – специальные условные знаки. Таких способов, различных по своей наглядности и измерительным качествам, существует несколько. На современных топографических картах применяется наиболее точный способ, позволяющий показывать не только плановое положение, как это делается в отношении местных предметов, но также пространственные формы и размеры неровностей местности. Таким образом, современная топографическая карта дает трехмерное представление о земной поверхности, позволяя производить по ней не только измерения в горизонтальной плоскости, но и определять положение различных местных предметов по высоте.
Основное требование к изображению рельефа состоит в том, чтобы оно давало возможность легко и достаточно точно определять по карте;
вид неровностей земной поверхности, их взаимное положение и связь между собой;
взаимное превышение и высоты точек местности над уровнем моря;
направление, форму, крутизну и протяженность скатов.
Чтобы лучше понять сущность способов изображения рельефа на картах, рассмотрим кратко историю этого вопроса.
Наиболее ранним был перспективный, или картинный, способ изображения рельефа. В самом примитивном виде он применялся уже в глубокой древности, например, на египетских картах – за 1400 лет до нашей эры. Этот способ, господствовавший в XV—XVIII веках, заключался в том, что отдельные выдающиеся вершины или горы изображались рисунками в перспективе, в виде разрозненных холмов, а горные хребты – цепочкой холмов или зигзагообразными полосами. Для такого изображения не нужно было знать ни высоту гор, ни крутизну скатов. Этих сведений тогда особенно не требовалось, а главное – не умели их получать.
Формы рельефа. Характеристика скатов
Рельеф земной поверхности, представляет собой совокупность различных по форме и размерам неровностей. К основным типовым формам рельефа относятся:
гора; горный хребет; котловина; лощина; седловина.
Балтийская система высот — система отсчета абсолютных высот от среднего уровня Балтийского моря. Горизонталь — линия, соединяющая на карте точки рельефа с равной абсолютной высотой.
Основные горизонтали (сплошные линии) проводятся на карте через принятую для данного масштаба высоту сечения рельефа; дополнительные или полугоризонтали (прерывистые линии) — через половину высоты сечения; вспомогательные (короткие прерывистые линии) проводятся на произвольной высоте, для отображения наиболее мелких деталей рельефа, которые не выражаются основными или дополнительными горизонталями.
При сравнении между собой изображения горы и котловины видно, что они выглядят на карте одинаково – как система замкнутых, огибающих одна другую кривых линий. Схожими между собой получаются также изображения хребта и лощины. Все формы рельефа ограничены поверхностями (скатами). Скаты, в зависимости от характера их профиля, подразделяются на ровные, выпуклые, вогнутые и волнистые. Каждая форма скатов характеризуется своеобразием изображения скатов горизонталями. Поэтому, необходимо уметь различать типовые формы рельефа и формы скатов, изображенные на карте горизонталями, т.е. уметь читать рельеф на карте.
Ровный скат характеризуется одинаковой крутизной на всем его протяжении и хорошо просматривается с гребня. Изображение ровного ската горизонталями отличается равенством заложений.
Высота сечения рельефа определяется как расстояние между соседними плоскостями, образующими горизонтали (разность уровней смежных плоскостей). Исходя из отображения этих линий определяется следующий термин, описывающий особенности поверхности местности — заложение. Оно определяется как расстояние между нанесенными на схему смежными горизонталями.
Определить направление ската в заложении можно, представив перпендикуляр к горизонтали, которая лежит в его основании. Величина наклона (угол ската) обратно пропорциональна заложению. Здесь скат является гипотенузой прямоугольного треугольника, катеты которого равны заложению и высоте сечения. Соответственно скат всегда больше, чем заложение.
Горизонталь – это замкнутая линия, изображающая на карте горизонтальный контур неровностей, все точки которого на местности расположены на одной высоте над уровнем моря (линия равных высот).
На примере рисунка 1 рассмотрим сущность изображения рельефа горизонталями. На рисунке показан остров с вершинами А и В и береговой линией D, E, F. Замкнутая кривая d, e, f представляет собой изображение береговой линии в плане. Поскольку береговая линия является сечением острова уровенной поверхностью океана, изображение этой линии на карте представляет собой нулевую горизонталь, все точки которой имеют высоту, равную нулю.
Рисунок 1. – Сущность изображения рельефа горизонталями
Допустим, что уровень океана поднялся на высоту h, тогда образуется новое сечение острова воображаемой секущей плоскостью h–h. Проектируя это сечение с помощью отвесных линий, получим на карте изображение первой горизонтали, все точки которой имеют высоту h. Точно так же можно получить на карте изображение и других сечений, выполненных на высотах 2h, Зh, 4h и т.д. В результате на карте будет иметь место изображение рельефа острова горизонталями. При этом рельеф острова изображается тремя горизонталями, охватывающими остров целиком, и двумя горизонталями, охватывающими отдельно каждую из вершин. Вершина А несколько выше 4h, а вершина В несколько выше 3h относительно уровня океана. Скаты возвышенности А круче, чем скаты возвышенности В, поэтому в первом случае горизонтали на карте расположены ближе друг к другу, чем во втором.
Из рисунка 1 видно, что способ изображения рельефа горизонталями позволяет правильно не только отображать формы рельефа, но и определять высоты отдельных точек земной поверхности по высоте сечения рельефа и крутизне скатов. На топографических картах горизонтали проводятся толщиной 0,1 мм.
Наиболее наглядно представляются горизонталями неровности с крупными, четко выраженными и плавными формами. Изображение же плоскоравнинного рельефа получается менее выразительным, так как горизонтали здесь проходят на значительном расстоянии одна от другой и не выражают многих подробностей, заключающихся между горизонталями основного сечения. Поэтому на картах равнинных районов наряду с основными (сплошными) горизонталями широко применяются полугоризонтали. Это улучшает читаемость и подробность изображения равнинного рельефа. Изучая такой рельеф и определяя по карте его числовые характеристики, надо особенно внимательно следить за тем, чтобы не спутать половинные и вспомогательные горизонтали с основными.
При изучении по карте горного и сильнопересеченного рельефа, наоборот, приходится иметь дело с очень густым расположением горизонталей. При большой крутизне скатов заложения местами бывают настолько малы, что провести здесь раздельно все горизонтали не представляется возможным.
Поэтому при изображении на картах скатов, крутизна которых больше предельной, горизонтали вычерчивают слитно одну с другой или же пунктиром, оставляя между утолщенными горизонталями вместо четырех только две или три промежуточные горизонтали. В таких местах при определении по карте высот точек или крутизны скатов следует пользоваться утолщенными горизонталями.
Из всех элементов местности рельеф играет самую важную роль, потому что он влияет на состояние и положение всех остальных элементов: гидрографию, распределение населенных пунктов, дорог, растительности и т. д. Между всеми этими элементами существует определенная взаимосвязь, на которую оказывает влияние рельеф. Отсюда становится понятным стремление не только выявление на карте форм рельефа и различных его особенностей, но и получение количественных его характеристик (абсолютных и относительных высот, степени расчленения, крутизны склонов и др.). Следовательно, изображение рельефа на карте должно быть наглядным, измеримым, желательно пластичным. Отобразить рельеф земной поверхности на географических картах задача не простая, поскольку надо передать на плоскости объемные формы в двух измерениях, которые на местности имеют три измерения – длину, ширину и высоту. К изображению рельефа на гипсометрических картах предъявляются определенные требования: ♦ метричностъ (измеримость) изображения, обеспечивающая возможность получения по карте абсолютных высот и превышений, характеристик углов наклона, расчленения и др.; ♦ пластичность изображения, т.е. наглядная передача неровностей рельефа, формирующая у читателя зрительный образ местности; ♦ морфологическое соответствие изображения, что проявляется в стремлении подчеркнуть типологические особенности форм рельефа, его структурность. Стремление по возможности учесть эти достаточно противоречивые требования проходит через всю историю развития способов картографирования рельефа. На разных этапах на первый план выходили задачи создания пластического объемного или метрически точного изображения, либо подчеркивания морфоструктуры рельефа, либо совмещения этих требований на одной карте. Для отображения рельефа на географических картах применяют различные способы изображения, однако каждый из них порознь не в состоянии удовлетворить всем требованиям, предъявляемых к изображению рельефа. В картографии известны следующие способы изображения рельефа: перспективный, горизонталей, высотных отметок, точечный, гипсометрический, пластический (штрихов крутизны, теневых штрихов и отмывки), стереоскопические способы (стереопары, анаглифический способ), рельефные макеты, рельефные карты, блок-диаграммы рельефа, цифровые модели рельефа. Применение того или иного способа изображения рельефа зависит главным образом от типа карты, назначения и масштаба.
Наибольшую выразительность изображению придают способы теневой пластики, когда формы рельефа как бы покрываются тенями. Один из таких приемов – теневые штрихи – был рассмотрен выше. Позднее на смену ему пришел более простой способ отмывки, т.е. создание полутонового изображения при заданном освещении местности. Наибольшую выразительность и объемность дают способы светотеневой пластики, которая обеспечивает плавный переход от светлого к темному. Черная (серая) или коричневая акварельная краска наносится на затененные склоны и размывается кистью так, чтобы на крутых склонах тени лежали гуще, а пологие – выглядели светлее. В картографии используются три варианта отмывки: при боковом (косом) (рис. 9.15) освещении; при отвесном освещении; при комбинированном освещении
Рис. 9.15. Отмывка рельефа при северо-западном освещении
Отмывка используется как основной способ изображения рельефа на некоторых мелкомасштабных общегеографических картах, но чаще легкую серую отмывку наносят в дополнение к горизонталям и многоцветной гипсометрической окраске. Этим обеспечиваются максимальная пластичность и высокие эстетические качества изображения.
Рис. 9.16. Отмывка на мелкомасштабной карте
Долгое время пластический эффект отмывки в решающей степени зависел от художественных навыков картографа, выполнение отмывки рассматривалось как искусство. Но оказалось, что этот художественный прием легко поддается автоматизации. Аналитическая (автоматическая) отмывка выполняется на основе подробной цифровой модели рельефа. Этот способ широко используется при компьютерном картографировании, он обладает высокими художественными качествами и точностью. При автоматизированном изготовлении оригиналов «отмывки» их можно готовить для многоцветного воспроизведения, например в разных цветах для освещенных или затененных склонов или для склонов разной крутизны.
Рис. 9.17. Результат комбинирования цветового рельефа и теневой отмывки при компьютерном картографировании
В последние годы аналитическую отмывку иногда получают на основе космических радиолокационных съемок бокового обзора. Радиолокация наклонным лучом прекрасно подчеркивает тенями все неровности местности, особенно при сильнопересеченном рельефе. Космические снимки с тенями используют для создания фотокарт.
Рис. 9.18. Космический снимок Google
Рельеф – это совокупность всех неровностей земной поверхности.
Существуют крупные формы рельефа, образующие поверхность обширных районов (горы, равнины, нагорья), и менее значительные, элементарные формы, составляющие поверхность этих районов.
По возвышению над уровнем моря и степени расчлененности земной поверхности различают два основных типа рельефа – горный и равнинный.
Горный рельеф – слагается из линейно вытянутых на большие расстояния горных цепей и хребтов с их отрогами, разделенных долинами и другими межгорными понижениями.
Равнинный рельеф – характеризуется поверхностью с малым колебанием высот (до 200 м.) при среднем расстоянии между лощинами более 7 км.
Холмистый рельеф – является одной из разновидностей равнинного рельефа со средним расстоянием между лощинами менее 2 км.
Все многообразие неровностей, образующих земную поверхность, можно свести к следующим пяти элементарным формам:
1. Гора – значительное по высоте куполообразное или коническое возвышение с явно выраженным основанием – подошвой, небольшая гора (до 200 м.) называется холмом; искусственный холм – курганом.
2. Котловина – замкнутая чашеобразная впадина с пологими скатами. Дно может быть заболочено или занято озером.
3. Хребет – линейно вытянутое в одном направлении возвышение. Линия, разделяющая противоположные скаты хребта, называется водоразделом. Ее часто называют также топографическим гребнем.
4. Лощина – вытянутое углубление, понижающееся в одном направлении; линия по дну, к которой направлены скаты, называется водосливом. К разновидностям лощин относятся долины (большие широкие лощины), овраги (большие промоины с крутыми незадернованными скатами), балки (глубокие лощины с крутыми задернованными скатами);
5. Седловина – понижение на гребне хребта между двумя смежными вершинами.К ней с двух противоположных направлений, поперечных к хребту, подходят своими вершинами лощины. В горах седловина является местом перевала через горный хребет.
Масштабом называется отношение длины линии на карте или плане к длине соответствующей линии на местности, выраженное в одинаковых мерах длины. Различают масштабы численные и линейные, которые обычно указываются на нижнем обрезе карты или плана.
Численный масштаб записывается в виде дроби или отношения двух чисел, причем в числителе всегда стоит единица, а в знаменателе — число, показывающее, во сколько раз действительные размеры на местности уменьшены при изображении их на карте. Например: 1/10000 1:10000 и т. д. Здесь число 10 000 показывает, что все расстояния на местности уменьшены в 10 000 раз. Или что 1 см на карте соответствует 10 000 см (100 м) на местности. Чем меньше знаменатель, тем крупнее масштаб карты, тем больше подробностей она содержит. Для разработки маршрута предпочтительнее иметь карты крупного масштаба.
Чтобы определить по карте или плану действительную длину на местности, пользуясь численным масштабом, необходимо измерить расстояние между двумя точками и помножить его на знаменатель численного масштаба.
Пример 1. На карте масштаба 1 : 25 000 измерен отрезок в 3,68 см. Соответствующая ему длина на местности будет:
D = 3,68 смХ25 000 = 92 000 см = 920 м = 0,92 км.