Изображение рельефа на топографических картах дает полное и достаточно подробное представление о неровностях, земной поверхности, их форме и взаимном расположении, превышениях и абсолютных высотах точек местности, преобладающей крутизне и протяженности скатов (рисунок 86).
Рисунок 86 – Формы скатов: 1 – ровный; 2 –выпуклый; 3 – вогнутый; 4 – волнистый.
На современных топографических картах рельеф изображается горизонталями в сочетании с условными знаками обрывов, скал, оврагов, промоин, осыпей, оползней и т. д. Изображение рельефа дополняется подписями абсолютных высот характерных точек местности, горизонталей, размеров отдельных форм рельефа и указателями направления скатов. Сущность изображения рельефа горизонталями. Горизонталь – это замкнутая линия, изображающая на карте горизонтальный контур неровностей, все точки которого на местности расположены на одной высоте над уровнем моря. Горизонтали можно представить как линии, полученные в результате сечения местности уровенными поверхностями, то есть поверхностями, параллельными уровню воды в океанах.
Рассмотрим сущность изображения рельефа горизонталями. На рисунке 87 изображен остров с вершинами А и В и береговой линией DЕF. Замкнутая кривая def представляет собой изображение береговой линии в плане. Поскольку береговая линия является сечением острова уровенной поверхности океана, изображение этой линии на карте представляет собой нулевую горизонталь, все точки которой имеют высоту, равную нулю.
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,3h, 4hи 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 Внесколько 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.
Рисунок 87 – Сущность изображения рельефа горизонталями.
Из рисунка 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.
Высота сечения рельефа – это разность высот двух смежных секущих поверхностей. На карте она выражается разностью высот двух смежных горизонталей. В пределах листа карты высота сечения рельефа, как правило, является постоянной.
На рисунке 88 показан вертикальный разрез (профиль) ската. Через точки М, N, О проведены уровенные поверхности на расстоянии друг от друга, равном высоте сечения h. Пересекая поверхность ската, они образуют кривые линии, ортогональные проекции которых в виде трех горизонталей показаны в нижней части рисунка.
Расстояния mn и no между горизонталями являются проекциями отрезков MN и N0 ската. Эти проекции называются заложениями горизонталей. Из рисунка видно, что заложение всегда короче наклонного отрезка ската. На карте заложение можно определить как расстояние между двумя смежными по скату горизонталями. При данной высоте сечения чем больше горизонталей на скате, тем он выше, чем ближе горизонтали одна к другой, тем скат круче. Следовательно, по числу горизонталей можно определять превышение одних точек местности над другими, а по расстоянию между горизонталями, то есть по величине заложения, судить о крутизне ската.
Рисунок 88 – Профиль ската: h – высота сечения рельефа, а – заложение горизонталей, α – крутизна ската.
Величина заложения (при определенной высоте сечения рельефа) зависит от крутизны ската и от направления по отношению к горизонталям. На рисунке 89 в перспективе показан участок ската между горизонталями АА 1 и ВВ 1 .
Рисунок 89 – Изменение заложения.
Из любой точки на скате, например из точки О , можно провести по скату ряд линий в разных направлениях По скату проведены прямые линии ОМ, ОМ 1 и ОМ 2 их ортогональные проекции О 1 М, O 1 М 1 , O 1 M 2 являются заложениями. Из рисунка видно, что при одинаковой высоте сечения рельефа в зависимости от изменения крутизны ската меняется и величина заложения.
Линии ОМ, OM 1 и ОМ 2 наклонены под разными углами (α,α 1 ,α 2) к горизонтальной плоскости. Угол наклона линии ОA 1 равен нулю, так как она является горизонталью. Наибольший угол наклона будет в том случае, когда направление перпендикулярно горизонтали (на рисунке ОМ перпендикулярно АА1). Это направление соответствует наибольшей крутизне ската и называется направлением ската.
Угол, составленный направлением ската с горизонтальной плоскостью в данной точке, называется крутизной ската.
Детальность изображения рельефа горизонталями зависит от высоты сечения рельефа. Для данного масштаба карты, которая связана с заложением, и крутизной ската формулой h=аrctgα (рисунок 88). Из формулы, видно, чем подробнее требуется изобразить рельеф горизонталями, тем меньшую надо брать высоту сечения и тем меньшими будут заложения при постоянной крутизне скатов. Однако излишне малая высота сечения ведет к чрезмерной детализации изображения рельефа, в результате чего изображение теряет наглядность. На наших топографических картах за основную принята высота сечения, обеспечивающая раздельное изображение горизонталями скатов крутизной 45 о.
Установленная для каждого масштаба карты высота сечения рельефа обеспечивает наглядность изображения рельефа и сравнимость крутизны скатов, что важно при оценке проходимости и защитных свойств местности.
Для того чтобы не забивать карту слишком большой густотой горизонталей, высота сечения рельефа для карт горных районов иногда увеличивается. Для карт равнинной местности с целью более детального изображения подробностей рельефа высота сечения уменьшается. Высота сечения изменяется также в зависимости от масштаба карты. Чем мельче масштаб карты, тем больше высота сечения, и наоборот.
Высота сечения рельефа для топографических карт различных масштабов в зависимости от характера местности дана в таблице. 35.
Таблица 35 – Зависимость сечения рельефа от масштаба и характера местности
1.1 Типы и формы рельефа местности
В военном деле под местностью понимают участок земной поверхности, на котором предстоит вести боевые действия. Неровности земной поверхности называются рельефом местности , а все расположенные на ней объекты, созданные природой или трудом человека (реки, населенные пункты, дороги и т. п.) - местными предметами .
Рельеф и местные предметы являются основными топографическими элементами местности, влияющими на организацию и ведение боя, применение боевой техники в бою, условия наблюдения, ведения огня, ориентирования, маскировки и проходимость, т. е. определяющими ее тактические свойства.
Топографическая карта является точным отображением всех наиболее важных в тактическом отношении элементов местности, нанесенных во взаимно точном расположении относительно друг друга. Она дает возможность изучить любую территорию в относительно короткий срок. Предварительное изучение местности и принятие решения для выполнения подразделением (частью, соединением) той или иной боевой задачи обычно производят по карте, а затем уже уточняют на местности.
Местность, оказывая влияние на боевые действия, в одном случае может способствовать успеху войск, а в другом оказывать отрицательное воздействие. Боевая практика убедительно показывает, что одна и та же местность может больше преимуществ дать тому, кто лучше ее изучит и более умело использует.
По характеру рельефа местность делится на равнинную, холмистую и горную .
Равнинная местность характеризуется небольшими (до 25 м) относительными превышениями и сравнительно малой (до 2°) крутизной скатов. Абсолютные высоты обычно небольшие (до 300 м) (рис.1).
Рис. 1. Равнинная открытая слабопересеченная местность
Тактические свойства равнинной местности зависят главным образом от почвенно-растительного покрова и от степени пересеченности. Глинистые, суглинистые, супесчаные, торфяные грунты ее допускают беспрепятственное движение боевой техники в сухую погоду и значительно затрудняют движение в период дождей, весенней и осенней распутицы. Она может быть изрезана руслами рек, оврагами и балками, иметь много озер и болот, значительно ограничивающих возможности маневра войск и снижающих темпы наступления (рис. 2).
Равнинная местность обычно более благоприятна для организации и ведения наступления и менее благоприятна для обороны.
Рис. 2. Равнинная озсрно-лесная закрытая сильнопересеченная местность
Холмистая местность характеризуется волнистым характером земной поверхности, образующей неровности (холмы) с абсолютными высотами до 500 м, относительными превышениями 25 - 200 м и преобладающей крутизной 2-3° (рис. 3, 4). Холмы обычно сложены твердыми породами, вершины и склоны их покрыты толстым слоем рыхлых пород. Понижения между холмами представляют собой широкие, ровные или замкнутые котловины.
Рис. 3. Холмистая полузакрытая пересечённая местность
Рис. 4. Холмистая овражно-балочная полузакрытая пересеченная местность
Холмистая местность обеспечивает скрытое от наземного наблюдения противника передвижение и развертывание войск, облегчает выбор мест для огневых позиций ракетных войск и артиллерии, обеспечивает хорошие условия для сосредоточения войск и боевой техники. В целом она благоприятна как для наступления, так и для обороны.
Горная местность представляет собой участки земной поверхности, значительно приподнятые над окружающей местностью (имеющей абсолютные высоты 500 м и более) (рис. 5). Она отличатся сложным и разнообразным рельефом, специфическими природными условиями. Основные формы рельефа - горы и горные хребты с крутыми скатами, часто переходящими в скалы и скалистые обрывы, а также лощины и ущелья, расположенные между горными хребтами. Горная местность характеризуется резкой пересеченностью рельефа, наличием труднодоступных участков, редкой сетью дорог, ограниченным количеством населенных пунктов, бурным течением рек с резкими колебаниями уровня воды, разнообразием климатических условий, преобладанием каменистых грунтов.
Боевые действия в горной местности рассматриваются, как действия в особых условиях. Войскам часто приходится использовать горные проходы, затрудняется наблюдение и ведение огня, ориентирование и целеуказание, в то же время она способствует скрытности расположения и передвижения войск, облегчает устройство засад и инженерных заграждений, организацию маскировки.
Рис. 5. Горная сильнопересеченная местность
1.2 Сущность изображения рельефа на картах горизонталями
Рельеф является важнейшим элементом местности, определяющим ее тактические свойства.
Изображение рельефа на топографических картах дает полное и достаточно подробное представление о неровностях земной поверхности, форме и взаимном расположении, превышениях и абсолютных высотах точек местности, преобладающей крутизне и протяженности скатов.
Рис. 6.Сущность изображения рельефа горизонталями
Рельеф на топографических картах изображается горизонталями в сочетании с условными знаками обрывов, скал, оврагов, промоин, каменных рек и т. п. Изображение рельефа дополняется отметками высот характерных точек местности, подписями горизонталей, относительных высот (глубин) и указателями направления скатов (бергштрихами). На всех топографических картах рельеф изображается в Балтийской системе высот, то есть в системе исчисления абсолютных высот от среднего уровня Балтийского моря.
1.3 Виды горизонталей
Горизонталь - замкнутая кривая линия на карте, которой соответствует на местности контур, все точки которого расположены на одной и той же высоте над уровнем моря.
Различают следующие горизонтали:
- основные (сплошные) - соответствующие высоте сечение рельефа;
- утолщенные - каждая пятая основная горизонталь; выделяется для удобства чтения рельефа;
- дополнительные горизонтали (полугоризонтали) - проводятся прерывистой линией при высоте сечения рельефа, равной половине основной;
- вспомогательные - изображаются короткими прерывистыми тонкими линиями, на произвольной высоте.
Расстояние между двумя смежными основными горизонталями по высоте называют высотой сечения рельефа. Высоту сечения рельефа подписывают на каждом листе карты под ее масштабом. Например: «Сплошные горизонтали проведены через 10 метров».
Для облегчения счета горизонталей при определении высот точек по карте все сплошные горизонтали, соответствующие пятой кратной высоте сечения, вычерчиваются утолщенно и на ней ставится цифра, указывающая высоту над уровнем моря.
Для того чтобы при чтении карты можно было быстро определить характер неровностей поверхности на картах, применяются специальные указатели направления скатов – бергштрихи - в виде коротких черточек, расставленных на горизонталях (перпендикулярно им) по направлению покатостей. Они помещаются на изгибах горизонталей в наиболее характерных местах, преимущественно у вершин седловин или на дне котловин.
Дополнительные горизонтали (полугоризонтали) применяются для отображения характерных форм и деталей рельефа (перегибов склонов, вершин, седловин и т. п.), если они не выражаются основными горизонталями. Кроме того, применяют для изображения равнинных участков, когда заложения между основными горизонталями очень велики (более 3 - 4 см на карте).
Вспомогательные горизонтали применяют для изображения отдельных деталей рельефа (блюдец в степных районах, западин, отдельных бугров на плоскоравнинной местности), которые не передаются основными или дополнительными горизонталями.
1.4 Изображение горизонталями типовых форм рельефа
Рельеф на топографических картах изображается кривыми замкнутыми линиями, соединяющими точки местности, имеющие одинаковую высоту над уровенной поверхностью, принятой за начало отсчета высот. Такие линии называются горизонталями. Изображение рельефа горизонталями дополняется подписями абсолютных высот, характерных точек местности, некоторых горизонталей, а также числовых характеристик деталей рельефа – высоты, глубины или ширины (рис. 7).
Рис. 7. Изображение рельефа условными знаками
Некоторые типовые формы рельефа местности на картах отображаются не только основными, но и дополнительными и вспомогательными горизонталями (рис. 8).
Рис. 8. Изображение типовых форм рельефа
2. Определение на карте абсолютных высот и относительных превышений точек местности, подъемов и спусков, крутизны скатов
2.1. Определение на карте абсолютных высот и относительных превышений точек местности
Рис. 9. Определение на карте абсолютных высоти относительных превышений точек местности
Абсолютная высота - высота точки земной поверхности над уровнем моря; определяется по отметкам высот и горизонталей (на рис. 9 это высоты с отметками 33,1 и 49,8).
Высота сечения рельефа - расстояние по высоте между двумя смежными секущими плоскостями.
Относительная высота (взаимное превышение точек) - высота точки местности над другой, она определяется как разность абсолютных высот этих точек (на рис. 9 относительная высота равна 16,7 (49,8-33,1)).
Рис. 10. Определение на карте подъемов и спусков на маршруте движения (профиля маршрута).
Рис. 11. Определение на карте крутизны скатов
Профиль - чертеж, изображающий разрез местности вертикальной плоскостью.
Для большей выразительности рельефа местности вертикальный масштаб профиля принимается в 10 или более раз крупнее горизонтального.
В связи с этим профиль, передавая взаимное превышение точек, искажает (увеличивает) крутизну скатов.
Для построения профиля нужно (рис. 10):
- прочертить на карте профильную линию (маршрут движения), приложить к ней лист разграфленной (миллиметровой) бумаги, перенести на ее край короткими черточками места горизонталей, точки перегиба скатов и местные предметы, которые сечет профильная линия, и подписать их высоты;
- подписать на листе разграфленной бумаги у горизонтальных линий высоты, соответствующие высотам горизонталей на карте, приняв условно промежутки между этими линиями за высоту сечения (установить вертикальный масштаб);
- от всех черточек, обозначающих места пересечения профильной линии с отметками высот горизонталей, точек перегиба скатов и местных предметов, опустить перпендикуляры до пересечения их с соответствующими по отметкам параллельными линиями и отметить полученные точки пересечения;
- соединить точки пересечения плавной кривой, которая и изобразит профиль местности (подъемы и спуски на маршруте движения).
Крутизна ската на карте определяется по заложению - расстоянию между двумя смежными основными или утолщенными горизонталями; чем меньше заложение, тем круче скат.
Для определения крутизны ската надо измерить расстояние между горизонталями циркулем, найти соответствующий отрезок на графике заложений и прочитать число градусов (рис. 11).
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. Рельеф труднее всего изобразить на карте, потому что необходимо отобразить объемность рельефа, а карта представляет собой плоское изображение местности. Рельеф трехмерен в пространстве и имеет огромное разнообразие объемных форм, которые необходимо передать на плоскости. Поэтому существует несколько способов изображения рельефа, которые в настоящее время так или иначе используются на картах разного назначения.
1 Картинный (перспективный) способ . Этим способом рельеф изображался на старых картах в виде примитивных рисунков возвышенностей, гор, хребтов. Рельеф изображался так, как его видели. Для большей наглядности горы покрывались тенями.
Для него не обязательно знать абсолютные или относительные высоты, крутизну склонов, а достаточно передать перспективное изображение рельефа. Наглядность и простота – главные достоинства картинного способа отображения рельефа на картах, но, конечно, геометрическая точность таким образом не может быть передана.
Этот способ изображения рельефа был широко распространен в XV–XVIII вв. В настоящее время данный способ применяется на тех картах, где требуется наглядность, а не точность, и поэтому его в первую очередь используют на детских картах.
2 Штриховой способ . Картинное изображение рельефа в XVIII в. в первую очередь перестало удовлетворять военных, основных потребителей карт. Они должны были быстро получать по картам точное представление о крутизне склонов, пересеченности местности, характере рельефа в целом. Поэтому был предложен новый способ изображения рельефа – штриховой. В России использовались шкала А.П. Болотова и шкала Главного штаба. Принцип построения таких шкал следующий: чем круче склон, тем толще и плотнее штриховка,
при этом крутые склоны покрывают тенью, а пологие высвечивают.
Недостатком способа являлось то, что посредством штрихов нельзя определить абсолютные и относительные высоты. Кроме того, рисовка штрихов очень трудоемка, а печатание карт требует высокой техники воспроизведения. Поэтому стали искать новые способы изображения рельефа. В настоящее время этот способ используется при изображении скалистого рельефа на топографических картах.
3 Способ отмывки рельефа (светотеневая пластика), т. е. создание полутонового изображения при заданном освещении местности. Отмывка применяется для придания объемности формам рельефа.
На рукописных картах отмывка широко использовалась уже во второй половине XVIII в., но ее печать была освоена только в середине XIX в. в результате введения литографии. Оригинал отмывки рельефа представляет собой как бы фотографию рельефной модели местности при боковом северо-западном освещении.
При этом все склоны, расположенные напротив источника света, остаются белыми, противоположные склоны – темные, а расположенные под различными углами к свету – окрашиваются тенями различной яркости и светлоты, в зависимости от их освещенности. Метод отмывки дает наглядное пластическое изображение рельефа. Недостатком способа является то, что невозможно определять по карте крутизну склонов и высот точек.
В настоящее время отмывка используется на некоторых мелкомасштабных общегеографических картах, но чаще легкую серую отмывку наносят в дополнение к горизонталям и гипсометрической окраске. Сегодня можно встретить легкую отмывку рельефа и на политических, политико-административных и административных картах. Отмывка рельефа выполняется с помощью программы Adobe PhotoShop.
4 Способ высотных отметок. Высотные отметки – это подписанные на карте абсолютные отметки высот точек. С помощью высотных отметок показывают характерные высоты, в том числе командные, имеющие наибольшую высоту, с которых реализуется возможность хорошего обзора местности. Выделяют высотные отметки гор, холмов, курганов, перевалов, обрывов и уступов, насыпей и выемок. Они облегчают чтение карты и дают возможность определения превышений одних точек над другими.
В качестве самостоятельного способа отметки высот не используются, так как не дают ясного и наглядного представления о рельефе, поэтому применяются в сочетании с другими способами изображения рельефа.
5 Способ горизонталей . Горизонталь – это линия, соединяющая одинаковые отметки высот. Горизонтали – основной способ изображения рельефа на топографических картах. Существуют следующие виды горизонталей: сплошные (проводятся соответственно высоте сечения); утолщенные (при сечении 5,0 м и 20 м утолщается каждая пятая горизонталь, при сечении 2,5 м – каждая десятая); дополнительные горизонтали или полугоризонтали (проводятся на половине высоты сечения рельефа); вспомогательные горизонтали (проводятся на четверти высоты сечения рельефа).
Дополняются горизонтали бергштрихами (короткими черточками, перпендикулярными к горизонталям, указывающими направление склона), подписями отметок абсолютных высот характерных точек местности и некоторых горизонталей (отметки подписываются в их разрывах и основанием цифр всегда располагаются вниз по склону). Главным достоинством этого способа является то, что по горизонталям можно осуществлять различные картометрческие работы: определять абсолютные высоты точек и превышений одних точек над другими, крутизну и направление склонов и др. По рисунку горизонталей, их форме, густоте проведения можно получить представление о рельефе местности. Правильно подобранная высота сечения рельефа на карте позволяет очень наглядно передать характер рельефа и степень его расчлененности. Поэтому этот способ сегодня используют на государственных топографических картах.
6 Гипсометрический способ , или послойная окраска ступеней высот, основной и наиболее применяемый способ изображения рельефа на физических и гипсометрических картах. Горизонтали на обзорных картах называют изогипсами. Изогипсы служат разделительными линиями между ступенями высот, проходящими через определенное количество метров по высоте. На гипсометрических картах России применяется шкала, которая строится по принципу: чем выше, тем темнее.
Способ очень наглядный, позволяет достаточно точно измерять рельеф и выполнять работы по карте. Кроме того, на карте хорошо изображается и читается тип рельефа – горный или равнинный.
Рельеф морского дна изображается аналогичным способом, только здесь производится послойная окраска ступеней глубин. Разделительными линиями между различными ступенями глубин служат изобаты – линии равных глубин. В легенду общегеографических карт в шкалу высот всегда включают не только рельеф суши, но и рельеф морского дна. Самые низкие ступени шкалы, соответствующие участкам дна морей и океанов, окрашивают голубым цветом. Низменности – участки суши до 200 м – окрашивают в зеленый цвет. Участки суши выше 200 м окрашиваются от светло-желтого (светло-коричневого) до оранжевого (темно-коричневого). Самые высокие ступени окрашивают, как правило, насыщенным коричневым цветом. Существуют и другие цветовые гаммы в окраске гипсометрической шкалы. Удачно подобранные цвета шкалы могут создать впечатление объемности изображения.
7 Условные обозначения рельефа . Применяются для отображения форм рельефа, не выражающихся горизонталями: резких нарушений рельефа, например скал, промоин, обрывов, оврагов и т. д. В этих случаях используют знаки коричневого цвета, которые хорошо сочетаются с горизонталями. Искусственные формы рельефа, например уступы карьеров, канавы, насыпи, терриконы и т. п., показывают знаками черного цвета.
Блок-диаграммы рельефа – это трехмерные плоские рисунки, передающие пластику земной поверхности. Обычно они совмещаются с продольными и поперечными разрезами, которые показывают внутреннее геологическое строение территории. Современные компьютерные технологии позволяют получать трехмерные блок-диаграммы на дисплее и проводить с ними различные преобразования.
8 Цифровые модели рельефа (ЦМР). ЦМР – совокупность (массив, файл) высотных отметок Z, взятых в узлах некоторой сети точек с координатами х, y и закодированных в числовой форме (А. М. Берлянт).
В настоящее время ЦМР являются основой компьютерного картографирования. С помощью ЦМР выполняют разнообразные расчеты, построение карт густоты и глубины расчленения рельефа, углов наклона, построение разрезов, линий видимости и др. Кроме того, ЦМР служат для моделирования трасс, профилей, для создания участков землепользования, например, строительных площадок и других проектных работ. ЦМР в настоящее время можно строить в различных программах, в том числе в IndorGIS, Autodesk Civil 3D и др.
Рельеф является важнейшим элементом местности. Изображение рельефа на топографических картах дает полное и достаточно подробное представление о неровностях земной поверхности, их форме и взаимном расположении, превышениях и абсолютных высотах точек местности, преобладающей крутизне и протяженности скатов.
Рельеф на топографических картах изображается горизонталями в сочетании с условными знаками обрывов, скал, оврагов, промоин, каменных рек, фирновых полей и т.п. Изображение рельефа пополняется отметками высот характерных точек местности, подписями горизонталей, относительных высот (глубин) и указателями аправления скатов (бергштрихами). На всех топографических картах рельеф изображается в Балтийской системе высот, то есть в системе исчисления абсолютных высот от среднего уровня Балтийского моря. Горизонталь — это линия на карте, соединяющая точки рельефа с таковой высотой над уровнем моря. Различают следующие горизонтали:
- основные (сплошные) — соответствующие высоте сечение рельефа;
- утолщенные — каждая пятая основная горизонталь; выделяется для удобства чтения рельефа;
- дополнительные горизонтали (полугоризонтали) — проводятся прерывистой линией при высоте сечения рельефа, равной половине) основной;
- вспомогательные — изображаются короткими прерывистыми тонкими линиями, на произвольной высоте.
Расстояние между двумя смежными основными горизонталями по высоте называют высотой сечения рельефа . Высоту сечения рельефа подписывают на каждом листе карты под ее масштабом. Например, «Сплошные горизонтали проведены через 10 метров».
На топографических картах приняты основные высоты сечения (в метрах) согласно таблицы 1.
Таблица 1. — Основные высоты сечения в метрах.
| Характеристика района |
Основная высота сечения рельефа на картах масштабов, в м | |||
|---|---|---|---|---|
| 1:25 000 | 1:50 000 | 1:100 000 | 1:200 000 | |
| Плоскоравнинные с уклоном местности до 2° |
2,5 | 10 | 20 | 20 |
| То же в залесенных районах |
5,0 | 10 | 20 | 20 |
| Равнинные пересеченные и холмистые с уклонами местности до 6°. |
5,0 | 10 | 20 | 20 |
| То же в открытых районах при уклонах местности до 4°. |
2,5 | 10 | 20 | 20 |
| Низкогорные и среднегорные. |
5 | 10 | 20 | 40 |
| Высокогорные | 10 | 20 | 40 | 80 |
Основные высоты сечения рельефа для карт масштабов 1:500 000 и 1:1 000 000 устанавливаются в соответствии с высотными поясами по следующей переменной шкале (таблица 2).
Таблица 2. — Переменная шкала высотных поясов.
Дополнительные горизонтали (полугоризонтали) применяются для отображения характерных форм и деталей рельефа (перегибов склонов, вершин, седловин и т.п.), если они не выражаются основными горизонталями. Кроме того применяют для изображения равнинных участков, когда заложения между основными горизонталями очень велики (более 3-4 см на карте).
Вспомогательные горизонтали применяют для изображения отдельных деталей рельефа (блюдец в степных районах, западин, отдельных бугров на плоскоравнинной местности), которые не передаются основными или дополнительными горизонталями.
Для дополнительной характеристики рельефа на картах подписываются отметки высот характерных точек местности: вершин гор и холмов, высших точек водоразделов, перевалов, седловин, наиболее низких точек дна долин, а также точек, являющихся ориентирами (на перекрестках дорог и просек, на резких изгибах контуров растительного покрова и т.п.). Отметки высот наиболее выдающихся точек местности (командных — имеющих наибольшую высоту и допускающих хороший обзор с них окружающей местности) выделяются более крупным шрифтом. Такие отметки отбираются в количестве 3-4 на лист карты.
Подписи горизонталей даются в таком количестве и размещаются в сочетании с отметками высот точек так, чтобы можно было легко и быстро определить высоту той или иной точки на любом участке листа карты.
Для того, чтобы можно было читать формы рельефа и четко видеть, в какую сторону понижается скат, на горизонталях ставят короткие черточки — указатели направления скатов или бергштрихи . Они всегда направлены в сторону понижения ската.
Для практического определения крутизны скатов на карте (справа от масштаба) помещен график заложений. Он дается для двух высот чений: один — для заложений между основными, другой — для заложений между утолщенными горизонталями. При определении крутизны ската по графику заложений (рисунок 1) необходимо измерить циркулем, линейкой или полоской бумаги отрезок между двумя смежными основными или утолщенными горизонталями, приложить его к графику и прочесть число градусов у основания (рисунок 2).
Рисунок 1. — Определение крутизны скатов: а — по графику заложений; б — по формуле.
Рисунок 2. — Определение крутизны скатов с помощью циркуля.
Рельеф есть совокупность неровностей реальной физической поверхности Земли. По своему происхождению элементы рельефа подразделяются на естественные и искусственные. На топографи-
ческих картах элементы рельефа естественного происхождения принято обозначать коричневым цветом, а элементы искусственного происхождения - черным. Изображение рельефа осуществляется с помощью условных знаков, подписей высот и горизонталей (основной способ). Условные знаки применяются для изображения элементов рельефа, которые не могут быть отображены с помощью горизонталей (обрывы, овраги, промоины, откосы, подпорные стенки и т.д.). На географических картах рельеф дневной поверхности и дна морей и океанов изображается с помощью отмывки , при создании топографических карт такой способ не применяется. Однако при использовании компьютерных технологий создания топографических карт изображение на них рельефа с помощью отмывки не представляет какой-либо проблемы.
Котловина
Рис. 3.14.
Если какую-либо форму земной поверхности рассечь горизонтальной плоскостью (рис. 3.14), то получим некоторую кривую, все точки которой будут иметь одно и то же значение высоты, поэтому можно дать два эквивалентных определения горизонтали:
- 1) горизонталь - кривая, получаемая сечением земной поверхности горизонтальной плоскостью;
- 2) горизонталь - воображаемая кривая, все точки которой имеют одно и то же значение высоты.
ГОСТ дает следующее определение: «Горизонталь - линия равных высот на карте».
Высотой сечения рельефа горизонталями называют расстояние между соседними секущими плоскостями (или уровенными поверхностями) при изображении рельефа горизонталями. Заложение - расстояние на плане или карте между двумя соседними горизонталями по заданному направлению. Заложение ската - заложение по направлению, нормальному к горизонталям .
При одной и той же высоте сечения рельефа горизонталями заложение ската тем меньше, чем больше крутизна ската - угол между направлением ската и горизонтальной плоскостью в данной точке
(рис. 3.15). Следовательно, по величине заложения ската можно судить о крутизне склонов. На рис. 3.15 заложение ската (1 Х больше, чем заложение ската д 2 , поэтому соответствующая ему крутизна склона меньше, чем крутизна ската для б 2 .
Рис. 3.15. Крутизна и заложение
Для облегчения определения величины углов наклона или уклонов (уклоном называют тангенс угла наклона) используют графики заложений, на которых по горизонтальной оси указывают угол наклона V или величину уклона и , а по вертикальной - соответствующее им заложение в заданном масштабе (рис. 3.16).
Если сравнить изображения горы и котловины, на которых они показаны с помощью горизонталей, то изображения не будут различаться. Для их различения и для указания на планах и картах направления склонов используются бергштрихи - короткие штрихи, вычерчиваемые от изображения горизонтали вниз по направлению ската (см. рис. 3.14).
Высота сечения рельефа зависит от сложности рельефа (рельеф считается тем сложнее, чем больше крутизна склонов) и, например, для планов масштаба 1:500 принимается равной 0,25, 0,5, 1,0 м, а для масштаба 1:5000 - 1,0, 2,0, 5,0 м.
Основными формами естественного рельефа являются: гора (холм, сопка), котловина, хребет, долина (лог, распадок, падь), склон, седловина (рис. 3.17). Кривая, последовательно соединяющая точки хребта с наибольшими значениями высот, называется водоразделом. Кривую, последовательно соединяющую точки долины с наименьшими значениями высот, называют тальвегом.
Для наглядности при изображении рельефа на планах и картах используют различные виды горизонталей, а именно:
- основные, соответствующие принятой высоте сечения рельефа и вычерчиваемые в виде сплошной линии толщиной 0,12 мм коричневого цвета;
- основные утолщенные, в качестве которых служат основные горизонтали, высоты которых кратны четырем или пяти сечениям
рельефа; их толщина принимается равной 0,3 мм. Например, при сечении рельефа И = 2 м основными утолщенными горизонталями будут горизонтали с высотами 10, 20, 30 м и т.д.;
Рис. 3.17.
а - гора; 6 - котловина; в - склон; г - водораздел, хребет; д - долина, лог;
е - седловина
- дополнительные , называемые также полу горизонталями и проводимые через 0,5 сечения рельефа в целях изображения особенностей рельефа, не выражающихся с помощью основных горизонталей; они представляют собой штриховые линии толщиной 0,12 мм;
- вспомогательные, проводимые через 0,25 сечения рельефа, в связи с чем их называют также четвертьгоризонталями.
Если говорить более точно, то кратность утолщенных горизонталей при сечениях рельефа 1, 2 или 5 м составляет пять сечений, а при сечениях 0,25, 0,5 или 2,5 м - четыре сечения.
Чтобы по картам и планам можно было определять высоты точек земной поверхности, высоты горизонталей равномерно подписываются по всей площади каждого листа плана или карты. При этом цифры, обозначающие высоту горизонтали, располагаются головой вверх по склону.
Для удобства определения высот горизонталей по всей площади листа плана или карты подписывают отметки некоторых точек, в первую очередь наиболее характерных: точек локальных минимумов или максимумов, седловых точек и т.д.
